JP2001523584A - ２つの構造をはんだビードを用いて組み立てる方法および該方法によって得られた組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は溶接ビードにより２つの構造を組立てる方法ならびに該方法により得られる組立体に関する。前記方法の特徴とするところは、該方法がまず各構造（２２、３２）上に細長い形状の少なくとも１つの結合パッドを形成する段階であって、少なくとも前記パッドの一方はセグメント化されており、かくして少なくとも２つのセグメント（２４、２６）を有する段階と、各要素に実質的にボール（２８、３０）の形状を付与する熱処理を行う段階と、これらのパッドを整合させる事により前記構造体を組立てる段階と、前記要素を溶融して前記構造と前記セグメント間に連続した溶着ビードを形成せしめる段階とを有していることである。本発明はマイクロアレクトロニクスに適用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明ははんだビードにより２つの構造を組み立てるための方法および同方法
によって得られる組立体に関するものである。

【０００２】 本発明は特に「フリップチップ」技術をもちいてレーザ・ダイオードを接続す
るのに応用する事が出来る。

【０００３】 より一般的には、本発明はマイクロエレクトロニクス用途に用いられ、特に光
学的部品を接続して光エレクトロニクス・モジュールを作製するのに用いられる
。さらに一般的には、配線基体上にマイクロエレクトロ部品を接続するのに用い
られる。 （従来技術）

【０００４】 光送信には光信号の発信、受信および処理のためのモジュールを製造すること
が含まれている。

【０００５】 光学的および光電子的部品は光学的損失を最小にするため、互いに完全に整合
していなければならない。

【０００６】 目標精度は０．５μｍ以下とすることが出来る。

【０００７】 この目的のために種々の技術が開発されており、この事に関する情報は以下に
述べる文献（１）から（４）および文献（５）に記載されており、これら文献は
この明細書の最後に示されている。

【０００８】 光電子モジュールに用いられる主光源は垂直方向への放出をおこなうレーザー
ダイオードまたは横方向への放出をおこなうレーザーダイオードである。

【０００９】 横方向への放出をおこなうレーザーダイオード２からの放出はひとつの長く狭
い共振空洞４内で発生される。この共振空洞はレーザーストライプと呼ばれ、完
全に知られ、１μｍの程度である深さにおいてダイオードの面の直下に位置して
いる。

【００１０】 この空洞の長さは鏡として作用する２つのへき開表面によって画成されている
。

【００１１】 限定のためではなく、単に参考のために述べるのだが、横方向への放出をおこ
なうこのレーザーダイオードは少なくとも３００μｍに等しい幅、３００μｍの
オーダー即ち程度の深さおよび１００μｍのオーダーの高さを有する事が出来る
。

【００１２】 レーザーストライプ４への電力供給部はこのストライプの全長にわたってダイ
オードを連続的に金属被覆した部分から構成されている。

【００１３】 前記ダイオードはしばしばそれによって放出されるビーム即ち光の出力レベル
を完全に制御するために、ダイオード上部から下部までをストライプの側で正面
表面によって固定される必要がある（「フリップフロップ」技術）。

【００１４】 この技術を実施するために、ダイオードの表面上には、はんだ付けする事の出
来る金属パッドが付着、ホトリソグラフィおよびエッチングによって製作される
。

【００１５】 例えば、図１Ａに示すように、幅狭で長方形の金属パッド６がレーザーストラ
イプ４の全長に沿って作成され、はんだビードが形成されると同時に、円形の金
属パッドがパッドの各側に形成されて、はんだボールが固定される。

【００１６】 ダイオードの４つの側面は通常、へき開によって画成されている。

【００１７】 これらのはんだ付けされたパッド６および８はダイオードを支え、電気的接点
を構成し、ダイオードをＸ、Ｙ、Ｚ３軸に沿って定置する（ここで、前記Ｚ軸は
ストライプ４が位置している側のダイオード面と垂直をなしており、前記Ｘ軸お
よびＹ軸は互いに垂直をなすとともに、この面と平行をなしている。

【００１８】 はんだが液相にある間に生ずるはんだの表面張力の効果により、ダイオードを
その基板上に正確に定置する事が可能となる。

【００１９】 かくして、はんだが高精度（ＸおよびＹ軸に沿って±１０μｍのオーダー）な
く再溶融する以前にダイオードを予め位置決めする事が可能となる。

【００２０】 図１Ｂは横方向への放出をおこなうレーザーダイオード２が基板１０上に「フ
リップチップ」によりハイブリッド化された状態を図式的に示している。

【００２１】 この図１Ｂは基板１０上に形成された金属パッド１２とパッド１２の各側にお
いてこの基板上に形成された円形金属パッド１４とを示している。

【００２２】 同図はまたパッド６および１２を接続するはんだビード１６並びにパッド８お
よび１４を互いに接続するはんだボール１８を示している。

【００２３】 光電子モジュールの種々の基本部品は光学的マイクロベンチ即ち台座として用
いられるシリコンまたはガラス基板上に装着されるということに注意されたい。

【００２４】 これらの部品をはんだ付けするために用いられる溶融可能な材質（例えば融点
の低いＩｎまたはＳｎ_XＰｂ_Yまたは他の合金）は通常、光学部品の無い状態にお
いて前記溶融可能な材質を成形するべく最初に再溶融するに先だって、異なる方
法（例えば真空蒸着、電解法、ディスク移送（ｄｉｓｋ ｔｒａｎｓｔｅｒ）お
よび液相における射出）を用いて基板上に付着される。

【００２５】 この段階は基板に部品を取り付けるのに使用されるパッドの幾何学的形状に関
し且つはんだ高さが高い場合に重要な工程となり得る。

【００２６】 温度および機械的な理由によって、光電子部品を基板に接続するにあたっては
、ひとつ又は幾つかのはんだビードを介して行うのが有利である。

【００２７】 もしも単一のはんだビードが（レーザーダイオードの適用例においては、好ま
しくは、レーザーストライプの全長にわたって）用いられる場合には、円形ある
いは四角形（または類似の形状）のパッド上にはんだボールを固定して用いるこ
とによっても、部品をはんだ付けに先だって定置するときに上記部品を機械的に
安定化させ得ること並びにボール内のはんだ及び該ビードが溶融する時に該部品
をＸ、ＹおよびＺ軸に沿って位置決めし得ることが判明している。

【００２８】 レーザーストライプ下に位置するこのビードもまた電気的コンタクトを構成す
る事が出来る。

【００２９】 はんだボールもまた電気的コンタクトを構成するので、ワイヤを基板の裏には
んだ付けしてやる必要性は無くなる。

【００３０】 この基板上にはんだビードを設けることは、以下にのべるように、再溶融によ
ってこのビードを形成する際に問題をおこす。

【００３１】 溶接ビードが形成される長方形パッド１２の長さをＬとし、このパッド１２の
幅を

【外１】 とする（図２Ａ内の側面図並びに図２Ｂ内の正面図を参照されたい）。

【００３２】 Ｌが

【外２】 の１０倍程度であるときには、はんだが溶融すると、もしもはんだ体積が過大で
ある場合には、一様なビードのかわりに大きなはんだボール２０が形成されるが
、これが実際発生するのは例えばビードの高さＨが

【外３】 の１．５倍に等しいかそれよりも大きい場合においてである。

【００３３】 実質的にはんだの全体積を占めるこのボール２０は金属パッド１２の任意の地
点において凝固する。

【００３４】 この事により、ダイオードが基板へとハイブリッド化されて定置される時に安
定化の問題が生じる。

【００３５】 ボール２０の高さははんだビードの各側上に配置できる他のボールの高さより
も著しく大きい。

【００３６】 このことにより、図３に図式的に示すように、最終再溶融前に基板１０上にレ
ーザーダイオード４を正確に予整合させる事は不可能となる。何故ならば、前記
ダイオードはそれがビード上に載置されるときに安定した支持を得られないから
である。

【００３７】 より一般的に言えば、はんだビードを用いてある構造を別の構造へとハイブリ
ッド接続する場合には同様の諸問題が発生する。

【００３８】 （発明の開示） 本発明の目的は前述の諸不具合を解決することである。

【００３９】 その目的は少なくとも一つのはんだ点を用いて第１の構造および第２の構造を
組み立てるための方法を得る事である。この方法は以下の段階即ち ・ 細長い形状をした少なくとも１つの接続パッドが第１の構造上に形成され
、細長い形状をした少なくとも１つの第２の接続パッドが第２の構造上に形成さ
れ、前記第１および第２のパッドの少なくとも一つはセグメント化即ち部分に分
れており、かくして細長い形状の２つのセグメント即ち部分から構成されている
段階と、 ・ 各セグメント即ち各部分上に１つのはんだ要素が付着される段階と、 ・ 各はんだ要素がほぼボール形状をなすように第１の熱処理が実施される段
階と、 ・ 前記第１および第２の構造が、第１および第２のパッドを整合する事によ
り組み立てられる段階と、 ・ 第１および第２の構造と前記セグメントとの間に１つの連続したはんだビ
ードを形成するべく、第２の熱処理が実施されて、はんだ要素が溶融される段階
とを有する。

【００４０】 ここで、「ほぼボール形状の要素」は要素の少なくとも１つの部分がその上側
部分においてほぼ円形をなしており、他の部分が任意のタイプの丸い形状を有し
ている要素を意味している。

【００４１】 本発明に係る方法の１つの好ましい実施例によると、各セグメント即ち各部分
の長さはその幅の１０倍より小さい。

【００４２】 本発明に係る方法の第１の実施例によると、第１又は第２のパッドはセグメン
ト化されており、他方のパッドは連続的である。

【００４３】 パッドの一方が連続的であるような実施例においては、もしもこの連続的パッ
ドの長さがその幅の１０倍よりも小さい場合には、はんだ要素もまた該連続的パ
ッド上に付着される。

【００４４】 この変化形においては、より大きな全高を有するはんだビードが得られる。

【００４５】 第２の実施例においては、第１および第２のパッドの各々がセグメント化され
ており、同セグメントは、第１および第２構造内の各セグメントが組み立て段階
中において２つの近接セグメントを他の構造から分離しているようにある間隔を
なすよう、配置されている。

【００４６】 前記第２の構造は横方向放出のレーザーダイオードであってもよく、レーザー
ストライプがこのレーザーダイオードの一方の側上に配置され、第２のパッドは
この側上に位置しており、第１の構造はこのレーザーダイオードを電気的に接続
するのに用いられる基板である。

【００４７】 前記第１または第２のパッドの端部は対応する構造の端縁に関して引っ込めて
おいてもよい。

【００４８】 本発明に係る方法は（特にセンサーの用途においては）第１および第２のパッ
ドを用い、これらの各々が閉鎖回路に沿って延在するようにすることで実施する
事が出来る。

【００４９】 別の応用例によれば、第２の構造は電気的遮蔽キャップまたは機械的保護部材
またはそれら両方とする事が出来、はんだビードを用いて第１の構造上に付加す
る事が出来る。ここで、前記第１の構造にはセンサーあるいは高周波構造が装着
されている。

【００５０】 第１および第２のパッドの幅はほぼ互いに等しいものとする事が出来る。

【００５１】 各セグメント化されたパッドの２つの近接するセグメントの間の間隔の長さは
、構造が組み立てられる時に第１および第２のパッド間に必要とされる距離に等
しいかそれよりも小さくしてもよい。

【００５２】 好ましくは、各セグメント化されたパッドは、金属層を対応する構造の表面上
に付着し、このセグメント化されたパッドの各セグメントをホトリソグラフィに
よって画成し、次にこの金属層をエッチングすることで形成される。

【００５３】 （実施例の詳細な説明） 図面を参照して本発明の幾つかの特徴および利点について説明し、次にこれら
の図をより詳細に説明する。

【００５４】 本発明によれば、基板上に形成され、２つ又はそれ以上の接続セグメント即ち
接続部分から構成されたセグメント化接続パッドが、電子的あるいは光学的部品
を基板上に「フリップチップ」によるハイブリッド化するのに使用されてもよい
。

【００５５】 こうする事により、このパッドの形状係数が減少する。即ち、細長く、ほぼ長
方形をなしたこのパッドの長さと幅の比率が減少する。

【００５６】 ハイブリッド化のために用いられる液体はんだの濡れ力および表面張力を考慮
すると、卵形をした球即ちボールが形成され、はんだ要素が形成された後にセグ
メントの各々上において完全に中心が合い、次いでこれらのセグメント上で液状
へと転換される。

【００５７】 この事が図４Ａおよび図４Ｂにおいて図式的に例示されている。

【００５８】 参考のためであって、決して限定の意味で述べるのではないが次の事が言える
。 ・ 基板上のセグメント化された即ち部分に分れたパッドの全長はＬである。 ・ このパッドは同一の長さＬ１と同一の幅

【外４】 を有する２つのほぼ長方形のセグメント即ち部分を有する。 ・ Ｌ１と

【外５】 の比は３．７５に等しい。 ・ ハイブリッド化の後における部品パッドと基板のセグメント化パッドとの間
の距離Ｈは少なくとも

【外６】 の１．５倍である。 ・ 基板パッドの２つのセグメントを隔てている間隔Ｌ２の長さはＨの程度に等
しい。 ・ 部品上に形成されたほぼ長方形パッドの幅

【外７】 の１．２倍であり、その長さはＬに等しい。

【００５９】 一般的には、基板パッドの幅は部品接続パッドの幅

【外８】 に等しいかこれとあまり変わらないものとする事が出来る。

【００６０】 この部品パッドは必ずしも図５Ｂに図式的に示されている様にセグメント化さ
れている必要はない。

【００６１】 フリップ加工された部品を接続セグメント上に形成されたはんだボール上に配
置（図５Ｂ）した後、２つのボールが溶融されると、該ボールが部品上において
互いに結合する事によって連続はんだビードが形成される。

【００６２】 この接合部は濡れ性を介して部品に沿って形成される。

【００６３】 基板パッドの２つのセグメントの間の間隙は、もしもＬ２がＨよりも小さいか
、Ｈとほぼ同じオーダー即ち程度の大きさである場合に限ってはんだによって充
満されることが出来る。

【００６４】 本発明は多くの利点を有している。

【００６５】 基板上に形成される接続パッドがセグメント化されているということの主要な
利点は、基板表面上に一様なトポロジー即ち形状が作られ、はんだが最終的に溶
融される前に部品の安定かつ再現性に優れた態様での位置決めが実現出来るとい
うことである。

【００６６】 これは不特定の位置にある単一の大きなはんだボールの代わりに、同一の高さ
および既知の位置を有する多数個のはんだボールが形成されているためである。

【００６７】 本発明の１つの重要な用途は横方向への放出をするレーザーダイオードのスト
ライプと関係したパッドをはんだ付けする事である。

【００６８】 本発明は単一のレーザーダイオードおよびそのようなレーザーダイオードのス
トリップ（細片）にも等しく適用可能である。

【００６９】 単一レーザーダイオードに対しては、（単一はんだビードを形成するための）
単一セグメント化接続パッドまたはほぼ円形の（または自明の事ではあるが四角
形等の任意の類似形状の）接続パッドを、このレーザーダイオードのハイブリッ
ド化に用いられる基板上において、このセグメント化パッド（はんだボールを形
成するパッド）の各側上に形成させる事が出来る。

【００７０】 幾つかの細長いパッドを基板上に形成して、幾つかのはんだビードを形成する
事も可能である。

【００７１】 横方向への放出によるレーザーモジュールのストリップ即ち細片の場合におい
ては、（幾つかのはんだビードを形成するべく）幾つかのセグメント化パッドを
基板上に形成する事が可能であり、必要に応じて、（基板上に複数のはんだボー
ルを形成するべく）基板上にほぼ円形のパッドを設けることも出来る。

【００７２】 基板パッドを上記のようにセグメント化する代わりに、基板に対してハイブリ
ッド化されるべき部品上に細長い形状のセグメント化パッドを形成し、連続的な
即ちセグメント化されていない細長い形状のパッドを基板上に形成する事も出来
る。

【００７３】 基板またはハイブリッド化される部品上に単一のセグメント化パッドを用いる
代りに、２つのセグメント化接続パッドを用い、一方を基板上に形成し、他方を
部品上に形成することも出来る。

【００７４】 次に本発明の好ましい実施例について考察する。

【００７５】 横方向への放出によるレーザーダイオードの製造においては、各ダイオードの
ためのレーザーストライプはダイオードが形成される半導体ウェーファの全長に
わたって形成される。

【００７６】 レーザーストライプの最終長さは対応するレーザーダイオードの２つのへき開
面によって画成される。

【００７７】 もしもダイオードの「フリップチップ」によるハイブリッド化のために該ダイ
オードに付加される接続パッドの長さがへき開によってのみ画成され、かつまた
もしもほぼ円形のはんだボールがレーザーストライプ上方で形成されるパッドの
各側上でも用いられるならば、へき開線に誤差があるとそれはダイオードのハイ
ブリッド化において該ダイオードの位置決めに悪影響を及ぼす可能性がある（図
１２Ｂ参照）。

【００７８】 （ストライプ上方に置かれたパッド上に形成された）中央はんだビードはかく
してダイオードを再び中心位置にもたらそうとする効果を発揮するが、このビー
ドの各側上に配置されたボールは逆の効果を発揮することになる。

【００７９】 更には、中央ビードに対するはんだの体積はもはや必要とされる垂直方向の位
置には対応しないであろう。何故ならば、濡れ面積がダイオード側で異なるから
である。

【００８０】 この問題はダイオード上に接続パッドを用い、その端部をダイオードの２つの
面に関して引っ込めて、へき開部における差異を許容することによって解決され
る（図１３Ｂを参照）。

【００８１】 こうする事により、へき開公差（ｃｌｅａｖａｇｅ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）を
減ずることで切断効率が増大する。

【００８２】 数μｍ内の公差でへき開を設けることは極めて困難であり、したがってかなり
の損失が生ずるという事に注目されたい。

【００８３】 さて、図４Ａおよび４Ｂに戻ると、これらの図は基板２２を示しており、該基
板上には横方向への放出によるレーザーダイオードが「フリップチップ」技法を
用いてハイブリッド化されようとしている。

【００８４】 本発明によると、細長い形状のセグメント化接続パッドがこの基板２２上に形
成される。

【００８５】 図示の例においては、このパッドは距離Ｌ２だけ離された２つの長方形状セグ
メント２４および２６から構成されており、各セグメントは長さがＬ１であり、
幅が

【外９】 である。

【００８６】 セグメント化することにより形状係数（パッド長さをパッド幅で除したもの）
を減少させる事が出来る。

【００８７】 同一体積のはんだ要素が各セグメント上に付着され、はんだが溶融した後に、
同一高さを有する２つのはんだボール２８および３０がそれぞれセグメント２４
および２６上に得られる。

【００８８】 室温まで冷却された後、各ボールはそれと関連する長方形セグメントの中心上
において凝固する。

【００８９】 図５Ａおよび５Ｂにおいて図式的に示されている様に、（長さがＬで幅が

【外１０】 の）細長くほぼ長方形のセグメント化されていない接続パッドを装着したダイオ
ード３２が（図示しない）機械的または光学的標識を介して基板２２と予備的に
整合され、次にパッド３４がボール２８および３０と接触するようにこの基板上
に定置される。

【００９０】 周縁のはんだボール（図示せず）を設けることも可能であり、この場合にはそ
の高さはボール２８および３０とほぼ同じであり、該ボールはセグメント化パッ
ドの各側上に配置されたほぼ円形のパッド上に形成される。

【００９１】 ダイオードは次に（対応するセグメント化パッドを介して）全てのボール上に
安定した態様で定置される。

【００９２】 得られた組立体は次にはんだの融点より高い温度へと加熱され、かくして連続
的はんだビード３６（図６Ａおよび６Ｂ）が、ボール２８および３０から始まり
、レーザーダイオード３２の連続接続パッド３４に沿って、濡れ性により得られ
る。

【００９３】 このビードの各側におけるボールも又対応するレーザーダイオードパッド（図
示せず）を濡らす。

【００９４】 はんだは次に室温まで冷却され、基板およびレーザーダイオードが組立てられ
る。

【００９５】 本発明に係る方法の１つの実施例が図７Ａ乃至図１１Ｂにおいて図式的に例示
されている。

【００９６】 基板２２が用いられており、その上にセグメント化された接続パッドが形成さ
れ、２つの接続セグメント２４および２６を構成している（図７Ａおよび７Ｂ）
。

【００９７】 これは、例えばＴｉＮｉＡｕからなる金属層を、陰極スパッタリングによって
基板表面全体に付着することによって実施される。

【００９８】 セグメント２４および２６は次にホトリソグラフィを施した後、金属層をエッ
チングすることで画成される。

【００９９】 図示の例においては、これらのセグメント２４および２６の形状は長方形であ
る。

【０１００】 ほぼ円形形状の接続パッド（図示せず）もまたセグメント化パッドの各側に形
成して、後に２つのセグメント全体上に形成される連続はんだビードの各側に位
置することになるはんだボールを形成する事が可能である。

【０１０１】 ２つの接続セグメントの寸法はボールに必要とされる高さに基づいて決定され
る。

【０１０２】 基板内に集積されるか、基板の表面上に位置する電気的配線を設けて基板にハ
イブリッド接続される部品への電力供給を行う事が可能である。

【０１０３】 もしもこれらの配線が基板表面上に位置している時には、電気的配線に用いら
れる材質の画成表面を電気的に接続されていない取り付けパッドの下に付着させ
、全てのボール接続パッドが正確に同一高さを有するようにする事が出来る。

【０１０４】 次にリソグラフィ段階（図８Ａおよび８Ｂ）が、該段階および選択されたはん
だ厚さのために用いられる感光性樹脂（ホトレジスト）内の開口から始めてはん
だボールの体積を画成するのに用いられる。

【０１０５】 したがって、感光性の樹脂層は接続セグメント２４および２６がその上に位置
する基板表面上に付着され、この感光性樹脂層内には接続セグメントが見通せる
適当な開口が形成される。

【０１０６】 これらの開口を形成した後、はんだ４０が、例えば真空蒸着によって、接続セ
グメント上に付着される（図９Ａおよび９Ｂ）。

【０１０７】 次に樹脂が（感光性樹脂上に形成されたはんだ片とともに）除去されて、はん
だボール２８および３９が、基板温度をはんだの融点を超える温度へと増大させ
ることにより形成される（図１０Ａおよび１０Ｂ）。

【０１０８】 次に基板にハイブリッド化される部品４４がその細長いパッド４５を介しては
んだボール上に配置され、組立体ははんだボールが溶融するようにはんだ融点を
超える温度へと加熱される。

【０１０９】 部品４４は次にＸＹ面（接続セグメントがその上に位置している基板の面と平
行をなす面）と平行な表面張力により、基板上に自動的に整合されるとともに、
前記ＸおよびＹ面と垂直をなすＺ軸に沿っても適当な体積を有するはんだボール
を介して自動的に整合させられる。

【０１１０】 はんだは基板およびパッドを囲む部品の領域は濡らさないという事に注目され
たい。

【０１１１】 例えば、図１１Ｂは２つの接続セグメント２４および２６の間にある基板２２
の領域であって、はんだによって濡らされないところの領域４６を示している。

【０１１２】 この領域においては、２つのセグメントの間に金属ブリッジが形成されている
。

【０１１３】 次に図１２Ａ乃至１３Ｂを参照して本発明の好適な実施例を説明しよう。

【０１１４】 図１２Ａは図１Ａに示したタイプの横方向への放出をおこなうレーザーダイオ
ードを示している。

【０１１５】 このダイオードの場合には、近接してレーザーストライプ３５が配置されてい
るダイオード面上に位置する細長いパッド３４はその全長にわたってリソグラフ
ィによって画成されてはいない。

【０１１６】 このパッドの全長はへき開によって決定されている。

【０１１７】 Ｙ軸に沿ってのへき開位置にレーザーダイオードの操作に許容できる程度の欠
陥が存在した場合には、該ダイオードはハイブリッド化の後には基板とは平行と
ならないであろう。

【０１１８】 液相におけるはんだの濡れ力によれば、はんだビード３６（図１２Ｂ）はダイ
オード３２を基板２２上で再中心合わせしようとする傾向があり、一方はんだビ
ード３６の各側に置かれ（レーザーダイオードの円形パッド５０を基板の図示せ
ぬ円形パッドに接続している）ボール４８は逆の作用を行う。

【０１１９】 したがって、Ｙ軸に沿っては位置決め欠陥が生ずる。

【０１２０】 このことは静的サブミクロンの位置決め性能が要求される光電子用途において
前記組立体が使用不可能になることを意味している。

【０１２１】 図１２Ａは理論的へき開線５２を示している。

【０１２２】 図１２Ｂはレーザーダイオード３２の理論的位置５４を一点鎖線で示している
。

【０１２３】 もしもレーザーストライプ３５と関連する接続パッド３４がリソグラフィによ
って画成されており（図１３Ａ）、該パッドがレーザーダイオード３２の２つの
面から引っ込める事が可能だとすれば、このパッド３４と交差しないようにＹ軸
に沿ってへき開分離をすることは、レーザーダイオード３２を基板上に位置決め
する際何らの問題点をも生じさせないであろう。

【０１２４】 図１３Ｂはレーザーダイオート３２が基板２２へとハイブリッド化された時に
、同レーザーダイオードが適切な位置５４にあるという事を示している。

【０１２５】 図１４Ａおよび１４Ｂは各々がセグメント化接続パッドを有している、基板２
２とレーザーダイオードのような部品３２とがハイブリッド化されるケースを図
式的に示している。

【０１２６】 基板２２上に形成された接続パッドは参照番号５６で表示されている。一方、
部品３２に形成された接続セグメントは５８の参照番号が付されている。

【０１２７】 基板２２の接続セグメント上に形成されたはんだボール６０並びに部品３２の
接続セグメント上に形成されたはんだボール６２が見える。

【０１２８】 図１４Ｂに示すように、接続セグメント５６および５８は、部品３２が接続ボ
ールを介して基板２２に置かれたときに、部品３２の各セグメントが基板２２の
２つの隣接するセグメントを隔てている間隙内に入り込むように設けられている
。

【０１２９】 部品３２のセグメントは基板２２のセグメントから半ピッチだけオフセットさ
れているという事が言える。

【０１３０】 かくして、はんだボール６０および６２は部品３２が基板２２上において定置
される時に互いに入れ子状態となる。

【０１３１】 図１５Ａおよび１５Ｂはこの部品３２およびこの基板２２との組立体を得る工
程を図式的に例示しており、同工程は図１４Ｂに示される組立体をはんだの溶融
点以上の温度へと加熱することにより実施される。

【０１３２】 図１５Ａおよび１５Ｂはこの加熱作業中に形成される連続はんだビード６４を
示している。

【０１３３】 このビード６４は液相においてはんだボールを溶融した結果得られたものであ
る。

【０１３４】 図１６Ａおよび１６Ｂは部品６８の周辺において連続はんだビードを作製する
可能性を図式的に例示している。

【０１３５】 文献（５）はこの件についての更なる情報を含んでいる。

【０１３６】 図１６Ａおよび１６Ｂは、部品６８をハイブリッド化する基板７０並びに基板
上の閉じた回路のまわりに延在するセグメント化された接続パッド７２を示して
いる。

【０１３７】 部品６８にはこの回路に沿って延在するセグメント化されていないパッド７４
が設けられている事もわかる。

【０１３８】 取り付けメタライゼーションが完全ではないため、シール効果は完全な気密状
態を保持していない。

【０１３９】 しかしながら、切断作業中における液摘や粒子又は部品使用中にかける埃に対
する保護作用は提供されている。

【０１４０】 図１４Ａ乃至図１５Ｂの説明において述べられた形状（各部品および基板には
セグメント化されたパッドが設けられている）もまた、このタイプの連続はんだ
ビードが部品の周縁のまわりに用いられている場合には、用いることが可能であ
る。

【０１４１】 この形状はまた幾つかの真直なビードが用いられる場合においても有効である
。

【０１４２】 単一のセグメント化ビード上に保持できない程度に大きなはんだ体積が必要な
場合には、はんだを部品および基板上に配布してやる必要があるかもしれない。

【０１４３】 如上の記述は、はんだビードおよび該ビードの各側において配置されるはんだ
ボールを介して基板および部品を組立てることに適用可能であった。

【０１４４】 しかしながら、本発明に係る組立体はまた、部品を保持するための適当なマイ
クロマニピュレーターを用いて、はんだが凝固するまで基板に関して正しい位置
において前記部品せしめることでも実施可能である。

【０１４５】 本明細書においては以下の文献が引用されている。 （１） プラナー処理された光学的ウェーブガイドおよびフリップチップ、は
んだ塊技術を用いた、高密度、４チャンネル、ＯＥＩＣトランシーバーモジュー
ル、Ｋ．Ｐ．Ｊａｃｋｓｏｎ等、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、第１２巻、７号、１９９４年７月、１１８５〜１１９１
頁。 （２） フリップチップ装着ＤＦＢレーザーダイオードの２４ＧＨｚ変調バン
ド幅および静的整合、Ｓ．Ｌｉｎｄｇｒｅｎ等、ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ、第９巻、３号、１９９７年３月、３
０６〜３０８頁。 （３） ＡｕＳｎはんだ塊を用いての、Ｓｉ光学的ベンチ上におけるＬＤ−Ｐ
Ｄアレイの３次元静的整合パッケジング、Ｍ．Ｉｔｏｈ等、１９９６ Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｎ
ｆｅｒｅｎｃｅ、１〜７頁。 （４） 光電子パッケジングのためのはんだ付け技術、Ｑ．Ｔａｎ等、１９９
６ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、２６〜３６頁。 （５） 基板と該基板上にボールを介してハイブリッド化されたチップの間に
シール用並びに機械的支持用ビードを製作するための方法、仏国特許出願 第９
３０６４１７号、１９９３年５月２８日出願（１９９４年１２月８日出版の国際
特許出願 ＷＯ ９４／２８５８１も参照されたい）。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】 基板にハイブリッド化される、横方向への放出をおこなうレーザーダイオード
の図式的図。

【図１Ｂ】 このレーザーダイオードを基板に「フリップチップ」によりハイブリッド化し
た後における同ダイオードを示す。

【図２】 ＡおよびＢはそれぞれ側面図および正面図であり、はんだが再溶融された時に
、ランダムオフセンター移動を発生してはんだボールが形成された様子を図式的
に例示している。

【図３】 ダイオードが２回目に再溶融された後はんだ上に該ダイオードが定置された際
、それが落下してしまう危険性を図式的に例示している。

【図４】 ＡおよびＢはそれぞれ側面図および正面図であり、本発明に係るセグメント化
された取り付けパッド上に２つのはんだボールが形成される様子を図式的に例示
している。

【図５】 ＡおよびＢはそれぞれ側面図および正面図であり、予整合の後で、はんだが第
２回目に再溶融される以前において、ダイオードがこれらの２つのボール上に配
置されるようすを図式的に例示している。

【図６】 ＡおよびＢはそれぞれ側面図および正面図であり、はんだの２回目の再溶融並
びに濡れ性による一様なはんだビードの形成を図式的に例示している。

【図７】 ＡおよびＢはそれぞれ側面図および正面図であり、本発明による組立て方法の
種々の段階を図式的に例示している。

【図８】 ＡおよびＢはそれぞれ側面図および正面図であり、本発明による組立て方法の
種々の段階を図式的に例示している。

【図９】 ＡおよびＢはそれぞれ側面図および正面図であり、本発明による組立て方法の
種々の段階を図式的に例示している。

【図１０】 ＡおよびＢはそれぞれ側面図および正面図であり、本発明による組立て方法の
種々の段階を図式的に例示している。

【図１１】 ＡおよびＢはそれぞれ側面図および正面図であり、本発明による組立て方法の
種々の段階を図式的に例示している。

【図１２Ａ】 単にレーザーダイオードの面のへき開によって画成された接続パッドを設けた
、横方向への放出をおこなうレーザーダイオードの図式的図。

【図１２Ｂ】 このレーザーダイオードを基板にハイブリッド接続する様子を図式的に例示し
ている。

【図１３Ａ】 ホトリソグラフィによって画成された接続パッドを装着し、横方向への放出を
おこなうレーザーダイオードであって、へき開面が引っ込められているレーザー
ダイオードを図式的に例示している。

【図１３Ｂ】 図１３Ａにおけるこのレーザーダイオードを基板にハイブリッド化する様子を
図式的に例示している。

【図１４】 ＡおよびＢはそれぞれ側面図および背面図であり、部品および基板を図式的に
例示している。各々は１つのボールを有する１つのセグメントを備えており、同
部品は基板上に配置された後であって、はんだが２回目に再溶融される以前にお
ける状態にある。

【図１５】 ＡおよびＢはそれぞれ側面図および正面図であり、図１４Ａおよび１４Ｂにお
けるこの部品およびこの基板の、はんだ再溶融後における状態を図式的に例示し
ている。

【図１６】 ＡおよびＢはそれぞれ部分的縦断面図および上面図であり、閉じた回路を形成
するはんだビードによって部品を基板にハイブリッド化する様子を図式的に例示
している。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１１年１１月４日（１９９９．１１．４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１３

【補正方法】変更

【補正内容】

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１つのはんだ部分を用いて、第１の構造体（２２
   、７０）と第２の構造体（３２、４４、６８）とを組立てる方法であって、該方
   法は以下の段階即ち、 − 細長い形状の少なくとも１つの接続パッド（２４、２６、５６、７２）が
   前記第１の構造上に形成され、細長い形状を有する少なくとも１つの第２の接続
   パッド（３４、４５、５８、７４）が前記第２の構造体上に形成され、前記第１
   および第２のパッドの少なくとも一方は、セグメント化されており、かくして細
   長い形状をした少なくとも２つのセグメントを有し、 − １つのはんだ要素（４０）が各セグメント上に付着される。 − 第１の熱処理が行われて、各はんだ要素がほぼボールの形（２８、３０、
   ６２、６８）へと形成され、 − 前記第１および第２の構造が前記第１および第２のパッドを整合させるこ
   とにより組立てられ、且つ − 第２の熱処理が行われて、はんだ要素が溶融され、前記第１および第２の
   構造および前記セグメント間に連続はんだビード（３６、６６）が形成される段
   階を有する方法。
2. 【請求項２】 各セグメントの長さがその幅の１０倍よりも小さいことを特
   徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記第１または第２のパッドの一方（２４、２６、７２）が
   セグメント化されており、他方のパッド（３４、４５、７４）が連続である事を
   特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 【請求項４】 もしもこの連続パッドの長さがその幅の１０倍よりも小さい
   場合には、１つのはんだ要素がまた該連続パッド上に付着される事を特徴とする
   、請求項３に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記第１および第２のパッドの各々（５６、５８）がセグメ
   ント化されており、該セグメントは、第１および第２の構造（２２、３２）の組
   立て段階中に、構造内の各セグメントが２つの隣接するセグメントを他方の構造
   から隔てている間隔に面して存在していることを特徴とする、請求項１または２
   に記載の方法。
6. 【請求項６】 請求項１から５のいずれか１つの項に記載の方法において、
   前記第２の構造体が横方向への放出をおこなうレーザーダイオード（３２）であ
   り、該ダイオードはその一方の側に配置されたレーザーストライプ（３５）を有
   しており、前記第２のパッド（３４）はこの側に配置されており、前記第１の構
   造はこのレーザーダイオードを電気的に接続するのに用いられる基板（２２）で
   ある事を特徴とする方法。
7. 【請求項７】 請求項１から６のいずれか１つの項に記載の方法において、
   前記第１および第２のパッド（３４）の端部が対応する構造体（３２）の端に関
   して引っ込められている事を特徴とする方法。
8. 【請求項８】 前記第１および第２のパッドの各々（７２、７４）は、閉じ
   た回路に沿って延在している事を特徴とする、請求項１から５のいずれか１つに
   記載の方法。
9. 【請求項９】 請求項１に記載の方法において、前記第２の構造は電気的遮
   蔽キャップまたは機械的保護部材またはそれら両者であり、はんだビードにより
   前記第１の構造に付加されており、前記第１の構造にはセンサーまたは高周波構
   造が装着されていることを特徴とする方法。
10. 【請求項１０】 前記第１および第２のパッド（１１、１２）の幅がそれぞ
    れほぼ互いに等しい事を特徴とする、請求項１から９のいずれか１つの項に記載
    の方法。
11. 【請求項１１】 請求項１から１０のいずれか１つの項に記載の方法におい
    て、各セグメント化されたパッドの２つの隣接するセグメント間の間隔は、構造
    が組立てられるときに第１と第２のパッド間に必要とされる距離（Ｈ）より小さ
    いかまたはこれとほぼ等しい事を特徴とする方法。
12. 【請求項１２】 請求項１から１１のいずれか１つの項に記載の方法におい
    て、各セグメント化されたパッドは金属層を対応する構造（２２）の表面上に付
    着させることで形成されており、このセグメント化されたパッドの各セグメント
    （２４、２６）はホトリソグラフィを施し、次いでこの金属層をエッチングする
    事によって画成されていることを特徴とする工程。
13. 【請求項１３】 請求項１から１２のいずれか１つの項に記載された方法を
    用いて得られる組立体。