JP2004288713A - Method of manufacturing optical element mounting device - Google Patents

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Takeshi Ono
大野  猛
Toshikatsu Takada
俊克 高田
Toshifumi Kojima
敏文 小嶋
Toshikazu Horio
俊和 堀尾
Ayako Kawamura
彩子 川村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method by which an optical element mounting device that is less in light transmission loss and high in performance can be manufactured certainly. <P>SOLUTION: The optical element mounting device 31 is provided with an optical element 51, a micro-lens array 41, a positioning reference 55, etc. The optical element 51 has a main surface 53 on which a light emitting section 54 is disposed. The micro-lens array 41 has a plurality of micro-lenses 43 disposed correspondingly to a plurality of optical paths. At the time of manufacturing the mounting device 31, the positioning reference 55 is first formed on the main surface 53 of the optical element 51. Then the micro-lens array 41 is provided on the main surface 53 side of the optical element 51 while the array 41 is positioned by using the positioning reference 55 as a reference. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学素子とマイクロレンズアレイとを備えた光学素子搭載装置の製造方法に係り、特には光学素子とマイクロレンズアレイとの位置合わせ方法に特徴を有する製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、インターネットに代表される情報通信技術の発達や、情報処理装置の処理速度の飛躍的向上などに伴って、画像等の大容量データを送受信するニーズが高まりつつある。かかる大容量データを情報通信設備を通じて自由にやり取りするためには10Gbps以上という情報伝達速度が望ましく、そのような高速通信環境を実現しうる技術として光通信技術に大きな期待が寄せられている。一方、機器内の配線基板間での接続、配線基板内の半導体チップ間での接続、半導体チップ内での接続など、比較的短い距離における信号伝達経路に関しても、高速で信号を伝送することが近年望まれている。このため、従来一般的であった金属ケーブルや金属配線から、光導波路などを用いた光伝送へと移行することが理想的であると考えられている。
【0003】
そして従来、例えば、発光素子(VCSEL等)を搭載した送信側光パッケージ及び受光素子(PD等)を搭載した受信側光パッケージが表面に実装され、それらパッケージ間を光導波路で光学的に接続することにより、高速信号線の光化を図った光プリント配線板が提案されている(例えば、特許文献1参照)。その具体例を図16に示す。
【0004】
基板111の第1主面112にはキャビティ113が形成され、そのキャビティ113の底面にはVCSEL114が搭載されている。VCSEL114は発光面115を有しており、その発光面115内には複数の発光部116がアレイ状に配置されている。一方、基板111の第2主面117にはVCSEL114を動作させるためのドライバIC118が搭載されている。VCSEL114及びドライバIC118は、基板111の有する図示しない導体回路を介して電気的に接続されている。キャビティ113内には透明な樹脂からなる封止樹脂層119が充填形成されており、その封止樹脂層119の表面には複数のマイクロレンズ120が形成されている。これらのマイクロレンズ120は各発光部116に対応した位置にあるため、発光部116が光を発すると、それらの光がマイクロレンズ120を通過する際に集光されてコリメート光(平行光)に変換される。かかるコリメート光は、光プリント配線板121−光パッケージ122間の空隙を空気伝搬した後、光プリント配線板121上の光導波路123の一方側の端部(光路変換部)に達する。そして、光は光導波路123を伝搬して他方側の端部(光路変換部)に達した後、逆の経路を辿ってPDの受光部に入射するようになっている。
【0005】
このような光パッケージ122を製造する手順について述べる。まず、基板111の第1主面112側にあるキャビティ113の底面に、VCSEL114を搭載する。次に、キャビティ113に透明な樹脂を充填して封止した後、第2主面117側にドライバIC118を搭載する。次に、封止樹脂層119の表面にディスペンサで液状の感光性樹脂を微小量滴下する。滴下された感光性樹脂は表面張力の作用により半球状になるため、前記感光性樹脂を光硬化させることにより、マイクロレンズ120を形成することができる。
【0006】
【特許文献1】
エレクトロニクス実装学会誌 Vol.5 No.5(2002)、「マイクロレンズを用いた光I/Oパッケージ技術」(478頁〜481頁)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の光パッケージ122の製造方法では、ディスペンス法を採用していることから、発光部116(または受光部)に対応した位置にマイクロレンズ120を形成することが基本的に難しい。このため、マイクロレンズ120が光路から外れやすく(即ち光軸ズレが起こりやすく)なり、光の伝送ロスが拡大するという問題がある。
【0008】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光の伝送ロスが少なくて高性能な光学素子搭載装置を確実に得ることができる製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
そして、上記課題を解決する手段としては、受光部及び発光部のうちの少なくともいずれかが配置された主面を有する光学素子と、複数の光路に対応して配置された複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイとを備えた光学素子搭載装置の製造方法において、前記光学素子の主面上に位置合わせ基準部を形成する工程と、前記位置合わせ基準部を基準として位置合わせを行いつつ、前記光学素子の前記主面側に前記マイクロレンズアレイを設ける工程とを含むことを特徴とする光学素子搭載装置の製造方法がある。
【0010】
従って、この製造方法によれば、光学素子の主面上にある位置合わせ基準部を基準として位置合わせを行いつつマイクロレンズアレイを設けることから、従来方法に比べて、発光部または受光部に対応した位置にマイクロレンズを配置しやすくなる。よって、マイクロレンズが高い精度で光軸合わせされ、光の伝送ロスが少なくなる結果、高性能な光学素子搭載装置を確実に得ることができるようになる。
【0011】
前記光学素子搭載装置を構成する光学素子としては、発光部が主面に配置された光学素子(即ち発光素子)や、受光部が主面に配置された光学素子(即ち受光素子)がある。発光素子としては、例えば、発光ダイオード(Light Emitting Diode;LED)、半導体レーザダイオード(Laser Diode ;LD)、面発光レーザ(Vertical Cavity Surface Emitting Laser;VCSEL)等を挙げることができる。これらの発光素子は、入力した電気信号を光信号に変換した後、その光信号を光導波路の所定部位に向けて発光部から出射する機能を備えている。一方、受光素子としては、例えば、pinフォトダイオード(pin Photo Diode;pinPD)、アバランシェフォトダイオード(APD)等を挙げることができる。これらの受光素子は、光導波路の所定部位から出射された光信号を受光部にて入射し、その入射した光信号を電気信号に変換して出力する機能を有している。従って、発光素子の発光部や受光素子の受光部は、光導波路に対して光学的に接続(即ち、光導波路と互いの光軸を合わせた状態で接続)される。なお、前記光学素子は発光部及び受光部の両方を有するものでもよい。前記光学素子に使用する好適な材料としては、例えば、Si、Ge、InGaAs、GaAsP、GaAlAsなどがある。
【0012】
光学素子において主面に存在する発光部の数、または主面に存在する受光部の数は、1つであっても2つ以上であってもよい。本発明の構成を採る場合には2つ以上であることが好適であり、特にはn×m個格子状に配置されていることが好適である。
【0013】
また、前記光学素子搭載装置を構成するマイクロレンズアレイは、複数の光路に対応して配置された複数のマイクロレンズを有するとともに、光学素子の主面側に設けられている。マイクロレンズアレイは、無機系または有機系の光透過性材料を用いて形成されている。前記複数のマイクロレンズは、100μm以下の直径を有し、マイクロレンズアレイの表面上または内部に形成されている。複数のマイクロレンズは、発光部及び受光部と同数かつ同位置に配置される。例えば、発光部をn×m個格子状に配置したVCSELを光学素子として用いた場合には、発光部と同数のマイクロレンズをn×m個格子状に配置したマイクロレンズアレイが用いられる。
【0014】
前記光学素子搭載装置は、光学素子のほかに、光学素子を動作させる電子部品をさらに備えていてもよい。このような電子部品の具体例としては、発光素子の動作回路の機能を有する半導体集積回路(いわゆるドライバIC)や、受光素子に接続される半導体集積回路(いわゆるレシーバIC)などがある。そのほか前記電子部品は、各種のチップ部品(例えばチップトランジスタ、チップダイオード、チップ抵抗、チップキャパシタ、チップコイルなど)などであってもよい。
【0015】
前記光学素子搭載装置は、光学素子が支持固定される光学素子支持体をさらに備えていてもよい。かかる光学素子支持体の形成や材料は特に限定されないが、例えば板状であることがよく、主として樹脂やセラミックのような絶縁材料を用いて形成されていることがよい。
【0016】
前記光学素子支持体は1つまたは2つ以上の光学素子を収容しうる収容凹部を有し、前記収容凹部の底面には前記光学素子が支持固定されていることがよい。この構成であると、収容凹部の開口部を塞ぐようにマイクロレンズアレイを設けることにより、光学素子を全体的に覆う(つまりパッケージングする)ことが可能である。よって、封止部材などを別途設けなくても、光学素子を保護することができるからである。また、この構成であると、光学素子を気密的に塞ぐことも比較的簡単なため、湿気等に強く信頼性に優れた光学素子搭載装置を実現しやすくなる。
【0017】
ここで、前記光学素子支持体は、前記光学素子が電気的に接続される導体回路を有する配線構造体であることがよい。なお、光学素子のほかに電子部品があるような場合には、その電子部品についても前記導体回路に電気的に接続されることがよい。なお、光学素子及び電子部品は、配線構造体における同じ面に設けられていてもよく、異なる面に設けられていてもよい。なお、配線構造体の好適例としては、導体回路を複数層に有する多層配線基板などを挙げることができる。
【0018】
また、上記構成の光学素子搭載装置の製造方法は、例えば、前記光学素子の主面上に位置合わせ基準部を形成する工程と、複数のマイクロレンズが形成された基板状のマイクロレンズアレイを用意する工程と、前記位置合わせ基準部を基準として位置合わせを行いつつ、前記光学素子の前記主面側に前記基板状のマイクロレンズアレイを設置固定する工程とを含むものであってもよい。
【0019】
この製造方法の場合、光学素子の主面側に設置固定されるマイクロレンズアレイが基板状であって、しかもその基板状のマイクロレンズアレイにはあらかじめ複数のマイクロレンズが形成されている。よって、従来のディスペンス法とは異なり、複数のマイクロレンズを一括して複数の発光部または受光部に対して高い精度で光軸合わせすることが可能である。よって、光の伝送ロスが少なくて高性能な光学素子搭載装置を簡単にかつ効率よく得ることができる。
【0020】
また、上記構成の光学素子搭載装置の製造方法は、例えば、前記光学素子の主面上に第1位置合わせ基準部を形成する工程と、複数のマイクロレンズが形成された基板状のマイクロレンズアレイを用意し、その基板状のマイクロレンズアレイに第2位置合わせ基準部を形成する工程と、前記第1位置合わせ基準部を基準としてそれに前記第2位置合わせ基準部を整合させることで位置合わせを行いつつ、前記光学素子の前記主面側に前記基板状のマイクロレンズアレイを設置固定する工程とを含むものであってもよい。
【0021】
この製造方法の場合も同様に、光学素子の主面側に設置固定されるマイクロレンズアレイが基板状であって、しかもその基板状のマイクロレンズアレイにはあらかじめ複数のマイクロレンズが形成されている。よって、従来のディスペンス法とは異なり、複数のマイクロレンズを一括して複数の発光部または受光部に対して高い精度で光軸合わせすることが可能である。ゆえに、光の伝送ロスが少なくて高性能な光学素子搭載装置を簡単にかつ効率よく得ることができる。
【0022】
また、光学素子側ばかりでなくマイクロレンズアレイ側にも位置合わせ基準部を設けそれらの整合により位置合わせを行う方法であるため、光学素子側の位置合わせ基準部のみを用いた位置合わせ方法に比べて、位置合わせの容易性及び確実性が向上する。
【0023】
前記第1位置合わせ基準部及び前記第2位置合わせ基準部は、互いを整合させることで光学素子及びマイクロレンズアレイの位置合わせが可能なものであればよく、その形状、大きさ等については特に限定されない。例えば、前記第1位置合わせ基準部及び前記第2位置合わせ基準部は、互いに嵌合関係とはならない平面的なものであってもよく、互いに嵌合関係となる立体的なものであってもよい。平面的なものの場合において「第1位置合わせ基準部を基準としてそれに第2位置合わせ基準部を整合」させた状態とは、例えば、マイクロレンズアレイを介して光学素子をその主面側から見たときに、基準である第1位置合わせ基準部に第2位置合わせ基準部が重なり合って見えるような状態をいう。立体的なものの場合において「第1位置合わせ基準部を基準としてそれに第2位置合わせ基準部を整合」させた状態とは、基準である第1位置合わせ基準部に第2位置合わせ基準部が嵌合している状態をいう。
【0024】
互いに嵌合関係とはならない平面的な第1位置合わせ基準部及び第2位置合わせ基準部の例としては、金属やインク等の薄膜からなる位置合わせマークなどを挙げることができる。この場合、当該マークは周囲の部材と識別可能なように、周囲の部材の色と異なっていることがよい。具体的には、前記第1位置合わせ基準部は、前記光学素子の主面上に金属薄膜により形成された第1位置合わせマークであり、前記第2位置合わせ基準部は、前記基板状のマイクロレンズアレイに形成された第2位置合わせマークであることが好ましい。なお、第2位置合わせマークは、マイクロレンズアレイの表面に形成されていてもよく、内部に形成されていてもよい。第1位置合わせ基準部は、発光部または受光部がある位置を避けて光学素子の主面上に1つ以上設けられることが好ましい。また、位置合わせマークである金属薄膜は、スパッタ、CVD、めっき、印刷等といった周知の手法により形成される。
【0025】
また、互いに嵌合関係となる立体的な第1位置合わせ基準部及び第2位置合わせ基準部の例としては、第1位置合わせ基準部を凹状としかつ第2位置合わせ基準部を凸状とした構成や、第2位置合わせ基準部を凹状としかつ第1位置合わせ基準部を凸状とした構成などがある。なお、このような凹凸同士の嵌合関係があると、光学素子とマイクロレンズアレイ基板とが面方向に位置ズレ不能な状態で相互に確実に固定される。凸状の位置合わせ部は周知の手法(例えば、ペースト印刷、めっき、エッチング、研削加工、金型成形等)によって形成することが可能である。凹状の位置合わせ部も周知の手法(例えばドリリング、パンチング、ダイシング、レーザ加工、エッチング、金型成形等)によって形成することが可能である。
【0026】
ここで、配線構造体等のような光学素子支持体を用いる場合には、その表面上(収容凹部があるような場合にはその底面)に光学素子を支持固定する工程を実施しておくことがよい。具体的には、例えば、配線構造体の有する導体回路上に光学素子をはんだ付けすることにより光学素子を固定する。光学素子を動作させる電子部品についても同様である。なお、第1位置合わせ基準部の形成は、光学素子を支持固定する工程の前に実施されてもよく、後で実施されてもよい。
【0027】
マイクロレンズアレイにおける複数のマイクロレンズは、第2位置合わせ基準部の形成前に既に形成されていてもよく、第2位置合わせ基準部の形成後に形成されてもよく、あるいは第2位置合わせ基準部の形成時に同時に形成されてもよい。マイクロレンズの形成方法としては特に限定されず、周知の手法を採用することが可能であるが、好ましくは成形型を用いた方法を採用することがよい。微小量の樹脂をディスペンサで滴下する方法(ディスペンス法)に比べて、成形型を用いた方法によれば、所望形状のマイクロレンズを高精度に形成することが可能である。従って、集光性能の高いマイクロレンズが得やすくなるからである。
【0028】
続いて、第1位置合わせ基準部を基準としてそれに第2位置合わせ基準部を整合させることで位置合わせを行いつつ、前記光学素子と前記マイクロレンズアレイとを互いに固定する工程を実施する。このとき、光学素子とマイクロレンズアレイとは、互いに直接的に固定されてもよく、別の部材(例えば配線構造体等のような光学素子支持体)を介して間接的に固定されてもよい。固定の方法としては特に限定されないが、例えば、接着剤やロウ材などを用いる方法などがある。
【0029】
【発明の実施の形態】
[第1の実施の形態]
【0030】
以下、本発明を具体化し第1の実施形態の光学素子搭載装置付き配線基板を図1〜図11に基づき詳細に説明する。
【0031】
図1に示されるように、本実施形態の光学素子搭載装置付き配線基板10を構成する主配線基板11(配線基板)は、第1主面12及び第2主面13を有する略矩形状の板部材である。主配線基板11はいわゆるセラミック多層配線基板であって、第2主面13及び内層に金属配線層からなる導体回路16を備えている。この主配線基板11はビアホール導体(図示略)も備えており、層の異なる導体回路16同士はビアホール導体を介して層間接続されている。主配線基板11の第2主面13には複数のパッド14が設けられている。それらのパッド14上には、送信側光パッケージ31、受信側光パッケージ32、ICパッケージ15等の能動部品や、図示しない各種の受動部品が表面実装されている。これらの部品に対しては、主配線基板11の導体回路16等を介して電流(電気信号)が流れるようになっている。
【0032】
図1〜図3に示されるように、主配線基板11の第2主面13には、略矩形状のポリマ光導波路フィルム21が図示しない接着剤層を介して接合されている。このフィルム21は、コア23及びそれを上下から取り囲むクラッド24を有している。実質的にコア23は光信号が伝搬する光路となる。本実施形態の場合、コア23及びクラッド24は、屈折率等の異なる透明なポリマ材料、具体的には屈折率等の異なるPMMA(ポリメチルメタクリレート)により形成されている。コア23を形成する材料は、クラッド24を形成する材料よりも数%ほど屈折率が高くなるように設定される。コア23及びクラッド24の厚さは、それぞれ数十μm程度に設定されている。フィルム21の左端は受信側光パッケージ32と主配線基板11との空隙に位置する一方、フィルム21の右端は送信側光パッケージ31と主配線基板11との空隙に位置している。フィルム21の両端部には45°の傾斜面がそれぞれ設けられ、それらの傾斜面には光沢のある金属薄膜からなる光路変換部22が形成されている。
【0033】
図1,図2に示されるように、送信側光パッケージ31(光学素子搭載装置)を構成する多層配線基板33(光学素子支持体)は、導体回路34を複数層に有している。これらの導体回路34はビアホール導体35を介して層間接続されている。多層配線基板33の主面36側には収容凹部であるキャビティ37が設けられており、そのキャビティ37の周囲には端子形成用パッド38が形成されている。そして、これらの端子形成用パッド38上には、外部接続端子としてのはんだボール39が設けられている。キャビティ37の底面に配置された導体回路34の一部には部品接続用パッド40が形成されている。それらの部品接続用パッド40上には、VCSEL51(光学素子)及びその駆動回路であるドライバIC52がはんだ付けされている。
【0034】
なお、図1,図3に示されるように、受信側光パッケージ32(光学素子搭載装置)についても、基本的には送信側光パッケージ31(光学素子搭載装置)と同様の構造を備えている。ただし、VCSEL51(光学素子)及びドライバIC52の代わりに、フォトダイオード61及びレシーバIC62がキャビティ37内に収容されている。
【0035】
図7等に示されるように、VCSEL51は略矩形状であって、1つの面が発光面53(主面)となっている。発光面53(主面)の略中央部には、発光部54が3×4個格子状に配置されている。従って、これらの発光部54は、主配線基板11の第2主面13に対して直交する方向(即ち図1,図2の上方向)に、所定波長のレーザ光を出射するようになっている。また、発光面53(主面)の四隅部には、立体的な第1位置合わせ基準部としての窪み55がそれぞれ形成されている。即ち、このVCSEL51は4つの窪み55を備えている。これらの窪み55は略四角錐状のエッチング穴である。
【0036】
図2等に示されるように、多層配線基板33の主面36側には、キャビティ37の開口部を塞ぐようなかたちでマイクロレンズアレイ基板41が配設されている。マイクロレンズアレイ基板41の外周部は、接着剤を用いてキャビティ37の開口部の周囲に接合されている。その結果、VCSEL51及びドライバIC52が気密封止されている。マイクロレンズアレイ基板41の外面42(主配線基板側面)には、半球状のマイクロレンズ43が3×4個格子状に配置されている。これら複数のマイクロレンズ43は、前記複数の発光部54に対応した位置にある。一方、マイクロレンズアレイ基板41の内面44(光学素子側面)における4箇所には、第2位置合わせ基準部である半球状の突起45が形成されている。そして、これらの突起45はVCSEL51の有する窪み55と嵌合関係にある。ゆえに、各発光部54と各マイクロレンズ43との光軸が合った状態でVCSEL51とマイクロレンズアレイ基板41とが位置ズレ不能に固定されている。なお、マイクロレンズアレイ基板41の内面44(光学素子側面)とVCSEL51の発光面53(主面)とは直接接合しておらず、両者の間には20μm程度の隙間が空いている。
【0037】
図3等に示されるフォトダイオード61は略矩形状であって、1つの面が受光面63(主面)となっている。受光面63(主面)の略中央部には、受光64が3×4個格子状に配置されている。従って、これらの受光部64には、主配線基板11の第2主面13に対して直交する方向(即ち図1,図3の下方向)に発せられるレーザ光を受けやすいようになっている。また、受光面63(主面)の四隅部には、第1位置合わせ基準部である略四角錐状の窪み55がそれぞれ形成されている。そして、これらの窪み55には、マイクロレンズアレイ基板41の有する各突起45が嵌合している。その結果、各受光部64と各マイクロレンズ43との光軸が合った状態で、フォトダイオード61とマイクロレンズアレイ基板41とが位置ズレ不能に固定されている。
【0038】
このように構成された光学素子搭載装置付き配線基板10の一般的な動作について簡単に述べておく。
【0039】
VCSEL51、ドライバIC52、フォトダイオード61及びレシーバIC62は、主配線基板11の導体回路16、はんだボール39、ビアホール導体35、導体回路34等を介した電力供給により、動作可能な状態となる。ドライバIC52では主配線基板11側から送られてきた電気信号を処理してVCSEL51に出力する。VCSEL51は入力した電気信号を光信号(レーザ光)に変換した後、そのレーザ光をポリマ光導波路フィルム21の光路変換部22に向けて発光部54から出射する。ここで、マイクロレンズアレイ基板41の有する各マイクロレンズ43は各発光部54に対応した位置にある。それゆえ、出射されたレーザ光は、外面42側にあるマイクロレンズ43を通過する際に集光されてコリメート光に変換される。そして、レーザ光は送信側光パッケージ31と主配線基板11との空隙を空気伝搬した後、主配線基板11上のポリマ光導波路フィルム21の一方の端部にある光路変換部22に達し、そこで進行方向を90°変更する。そして、レーザ光はコア23の内部をその長手方向に沿って伝搬した後、ポリマ光導波路フィルム21の他方の端部にある光路変換部22において、再び進行方向を90°変更する。そして、レーザ光は受信側光パッケージ32と主配線基板11との空隙を空気伝搬した後、マイクロレンズアレイ基板41の外面42側にあるマイクロレンズ43に達し、そこを通過する際に集光される。そして、当該レーザ光がフォトダイオード61の受光部64に入射すると、フォトダイオード61は受光した光信号を電気信号に変換してレシーバIC62に出力する。レシーバIC62は、それを元の電気信号の状態に戻して主配線基板11側に出力するようになっている。
【0040】
次に、上記構成の送信側光パッケージ31(光学素子搭載装置)の製造方法を図4〜図11に基づいて説明する。受信側光パッケージ32の製造方法については、送信側光パッケージ31の製造方法と基本的に同じであるので、ここでは説明を省略する。
【0041】
まず、以下のような手順でマイクロレンズアレイ基板41を作製しておく。即ち、図4に示されるような一対の成形型71,72を用意する。成形型71の成形面及び成形型72の成形面には、それぞれ複数の略半球状の凹部が設けられている。そして、光透過性材料からなる樹脂板46(例えばアクリル板)を用意し、この樹脂板46を前記一対の成形型71,72間に配置する。この状態で加熱しながら樹脂板46の厚さ方向にプレス圧を加えることにより、一方の面に複数のマイクロレンズ43を形成し、他方の面に複数の突起45を形成する。つまり、マイクロレンズアレイ基板41に突起45を形成する工程の際、共通の成形型71,72を用いて型押しを行うことにより、同時に複数のマイクロレンズ43を形成する(図5参照)。このような成形型71,72を用いた方法によれば、所望形状のマイクロレンズ43を高精度に形成することができる。しかも、マイクロレンズ43に対する突起45の位置精度が極めて高くなるため、マイクロレンズ43の光軸合わせ精度の向上、及び工数削減による生産性の向上を達成することができる。
【0042】
また、光学素子支持体である多層配線基板33を周知の手法に従って作製しておく(図8参照)。例えば、セラミック原料を主成分とするグリーンシートを形成し、グリーンシートにおける所定部分に穴加工を施した後、その中にビアホール導体形成用の金属ペーストを充填する。また、グリーンシートの表面に金属ペーストを印刷することにより、後に導体回路34やパッド38,40となる印刷層を形成する。そして、これら複数枚のグリーンシートを積層プレスして一体化し、グリーンシート積層体とする。このグリーンシート積層体を、周知の手法に従って乾燥、脱脂、焼成することにより、多層配線基板33とする。なお、キャビティ37は焼成前の段階で形成されていることがよい。そして、キャビティ37の底面にある部品接続用パッド40上にVCSEL51及びドライバIC52を載置した後、リフローを行ってそれらをはんだ付けする(図9参照)。なお、VCSEL51の実装を行う前の段階で、湿式エッチングを行うことにより、発光面53にあらかじめ窪み55を形成しておく。本実施形態のVCSEL51は、Si等のような半導体材料からなるため、好適な形状の窪み55をエッチングによって比較的簡単に形成することができる。
【0043】
続いて、キャビティ37の開口部の周囲にあらかじめ接着剤を塗布した後、多層配線基板33の主面36側の上方にマイクロレンズアレイ基板41を配置する。このとき、マイクロレンズアレイ基板41において突起45が設けられている面を、多層配線基板33側に向けるようにする(図10参照)。そして、マイクロレンズアレイ基板41を多層配線基板33に近づけていき、各突起45と各窪み55とを嵌合させる(図11参照)。その結果、各発光部54と各マイクロレンズ43との確実な光軸合わせを行いつつ、VCSEL51とマイクロレンズアレイ基板41とを互いに位置ズレ不能に固定する。このとき、マイクロレンズアレイ基板41が主面36に接着されてキャビティ37の開口部が完全に塞がれる結果、VCSEL51及びドライバIC52が気密封止される。
【0044】
この後、端子形成用パッド38上にはんだボール39を設ければ、所望の送信側光パッケージ31が完成する。さらに、このようにして製造された送信側光パッケージ31や受信側光パッケージ32を、ポリマ光導波路フィルム21を備える主配線基板11の第2主面13上に表面実装すれば、所望の光学素子搭載装置付き配線基板10を得ることができる。
【0045】
従って、本実施形態の製造方法によれば以下の効果を得ることができる。
【0046】
(1)本実施形態では、第1位置合わせ基準部である窪み55及び第2位置合わせ基準部である突起45を嵌合させることで位置合わせを行いつつ、VCSEL51とマイクロレンズアレイ基板41とを互いに固定する工程を経て、送信側光パッケージ31を製造している。同様に、窪み55及び突起45を嵌合させることで位置合わせを行いつつ、フォトダイオード61とマイクロレンズアレイ基板41とを互いに固定する工程を経て、受信側光パッケージ32を製造している。従って、この製造方法によれば、ディスペンス法によりマイクロレンズ43を形成する従来方法に比べて、発光部54または受光部64に対応した位置にマイクロレンズ43を配置しやすくなる。しかも、この製造方法の場合、従来のディスペンス法とは異なり、複数のマイクロレンズ43を一括して複数の発光部54または受光部64に対して高い精度で光軸合わせすることが可能である。また、光学素子側ばかりでなくマイクロレンズアレイ基板41側にも位置合わせ基準部を設け、それらの嵌合により位置合わせを行う方法であるため、位置合わせの容易性及び確実性が向上する。
【0047】
以上のことから本実施形態の製造方法によれば、光の伝送ロスが少なくて高性能な送信側光パッケージ31及び受信側光パッケージ32を、極めて簡単にかつ効率よく得ることができる。
【0048】
(2)また、本実施形態の製造方法では、互いに嵌合関係となる立体的な位置合わせ基準部(即ち窪み55及び突起45)により位置合わせを行っている。従って、光学素子とマイクロレンズアレイ基板41との位置合わせ後に面方向への位置ズレが起こりにくくなるというメリットがある。また、CCDカメラ等を用いた画像認識等を行わなくても高精度の位置合わせを行うことができるというメリットがある。
[第2の実施の形態]
【0049】
次に、図12〜図15に基づいて第2の実施形態の製造方法について説明する。ここでは、第1の実施形態と相違する点について説明する反面、第1の実施形態と同じ点については共通の部材番号を付すのみとする。
【0050】
第1の実施形態では、立体的な位置合わせ基準部である窪み55及び突起45を形成し、これらを互いに嵌合させることにより、光学素子とマイクロレンズアレイ基板41との位置合わせを行っていた。それに対して本実施形態では、平面的な位置合わせ基準部を形成し、これらを用いて光学素子とマイクロレンズアレイ基板41との位置合わせを行うようにしている。
【0051】
図13,図14に示されるように、VCSEL51(光学素子)の主面53には、金属薄膜からなる第1位置合わせマーク86をあらかじめ形成しておく。具体的には、VCSEL51(光学素子)の主面53に所定のマスクを形成し、この状態で金をスパッタすることにより、円形状の第1位置合わせマーク86を複数箇所に形成しておく。一方、図12,図14に示されるように、複数のマイクロレンズ43を有するマイクロレンズアレイ基板41には、金属薄膜からなる第2位置合わせマーク87をあらかじめ形成しておく。具体的には、マイクロレンズアレイ基板41の表面に所定のマスクを形成し、この状態で金をスパッタすることにより、中抜けした円形状の第2位置合わせマーク87を複数箇所に形成しておく。なお、各第2位置合わせマーク87は、各第1位置合わせマーク86の位置に対応して配置されている。第2位置合わせマーク87の中抜け部は、第1位置合わせマーク86よりも大きくなっている。従って、VCSEL51とマイクロレンズアレイ基板41とが位置合わせされたときには、第1位置合わせマーク86が第2位置合わせマーク87の中抜け部にちょうど位置するように見える。
【0052】
そして、多層配線基板33のキャビティ37の底面にVCSEL51及びドライバIC52をはんだ付けした後、以下のようにしてVCSEL51とマイクロレンズアレイ基板41とを固定する。即ち、図14に示されるように、キャビティ37の開口部の周囲にあらかじめ接着剤を塗布した後、多層配線基板33の主面36側の上方にマイクロレンズアレイ基板41を配置する。
【0053】
マイクロレンズアレイ基板41のさらに上方には、図示しないCCDカメラ等の撮像手段が配置されている。マイクロレンズアレイ基板41は光透過性材料からなるので、CCDカメラは、第2位置合わせマーク87のみならず、マイクロレンズアレイ基板41を介して第1位置合わせマーク86も捉えることができる。CCDカメラの撮像したデータは図示しないコンピュータに取り込まれる。同コンピュータは所定の画像認識処理を行い、この処理結果に基づいて第1位置合わせマーク86を基準とした場合の第2位置合わせマーク87の相対位置を把握する。同コンピュータはX−Yテーブル駆動手段(図示略)を介してX−Yテーブル(図示略)に接続されており、X−Yテーブル駆動手段に所定の駆動信号を出力するようになっている。従って、第1位置合わせマーク86を基準として第2位置合わせマーク87が位置ズレしている場合、同コンピュータはその位置ズレを修正する方向にX−Yテーブルを駆動する信号を出力する。このような修正作業が完了すると、第1位置合わせマーク86が第2位置合わせマーク87の中抜け部の中心に位置した状態となる。言い換えると、第1位置合わせマーク86を基準としてそれに第2位置合わせマーク87を整合させた状態となる。次に、マイクロレンズアレイ基板41を多層配線基板33に近づけ、マイクロレンズアレイ基板41と多層配線基板33とを接着させる(図15参照)。以上のようにして、各発光部54と各マイクロレンズ43との確実な光軸合わせを行いつつ、VCSEL51とマイクロレンズアレイ基板41とを固定する。
【0054】
従って、本実施形態の製造方法であっても、光の伝送ロスが少なくて高性能な送信側光パッケージ31及び受信側光パッケージ32を簡単にかつ効率よく得ることができる。
【0055】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
【0056】
・例えば、光学素子の主面上に突起(第1位置合わせ基準部)を設ける一方、マイクロレンズアレイ基板41に前記突起と嵌合関係にある貫通孔(第2位置合わせ基準部)を設け、これらの嵌合関係をもって位置合わせを図るようにしてもよい。
【0057】
・第2の実施形態では、スパッタによって形成された金属薄膜を第1位置合わせマーク86として用いていたが、これに限定されず例えば光学素子の主面上にある既存の構造物を第1位置合わせマーク86として利用してもよい。具体例を挙げると、例えば、光学素子の主面における外周部に接続用パッドがある場合、そのパッドを第1位置合わせマーク86として利用してもよい。
【0058】
・光学素子支持体である多層配線基板33は、前記実施形態のようなセラミック多層配線基板に限定されず、樹脂多層配線基板などであってもよい。また、3層以上の導体回路34を有する多層板のみならず、両面板や片面板などを光学素子支持体として用いることもできる。さらに、光学素子支持体は必須の構成ではないため省略することも可能である。この場合、例えば、マイクロレンズアレイ基板41に光学素子を支持固定させるようにしてもよい。
【0059】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【0060】
(1)光学素子支持体と、前記光学素子支持体上に支持固定され、受光部及び発光部のうちの少なくともいずれかが配置された主面を有する光学素子と、前記光学素子支持体上に支持固定され、前記光学素子を動作させる電子部品と、複数の光路に対応して配置された複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイとを備えた光学素子搭載装置の製造方法において、前記光学素子の主面上に位置合わせ基準部を形成する工程と、前記位置合わせ基準部が形成された前記光学素子を前記光学素子支持体上に支持固定させる工程と、前記位置合わせ基準部を基準として位置合わせを行いつつ、前記光学素子の前記主面側に前記マイクロレンズアレイを設ける工程と、を含むことを特徴とする光学素子搭載装置の製造方法。
【0061】
(2)導体回路及び収容凹部を有する配線構造体と、前記収容凹部の底面上に支持固定されるとともに、前記導体回路に電気的に接続され、複数の受光部及び複数の発光部のうちの少なくともいずれかが配置された主面を有する光学素子と、前記収容凹部の底面上に支持固定されるとともに、前記導体回路に電気的に接続され、前記光学素子を動作させる電子部品と、複数の光路に対応して配置された複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイとを備えた光学素子搭載装置の製造方法において、前記光学素子の主面上に位置合わせ基準部を形成する工程と、前記位置合わせ基準部が形成された前記光学素子を前記底面上に支持固定させる工程と、前記位置合わせ基準部を基準として位置合わせを行いつつ、前記光学素子の前記主面側に前記マイクロレンズアレイを設ける工程と、を含むことを特徴とする光学素子搭載装置の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を具体化した第1の実施形態の光学素子搭載装置付き配線基板を示す全体概略断面図。
【図2】第1の実施形態の送信側光パッケージ(光学素子搭載装置)を示す断面図。
【図3】第1の実施形態の受信側光パッケージ(光学素子搭載装置)を示す断面図。
【図4】第1の実施形態の製造プロセスにおいて、樹脂板及び成形型を示す概略断面図。
【図5】同製造プロセスにおいて、成形型によってマイクロレンズアレイ基板を作製している状態を示す概略断面図。
【図6】同製造プロセスにおいて、突起(第2位置合わせ基準部)が形成されたマイクロレンズアレイ基板を示す概略平面図。
【図7】同製造プロセスにおいて、窪み(第1位置合わせ基準部)が形成されたVCSEL(光学素子)を示す概略平面図。
【図8】同製造プロセスにおいて、キャビティが設けられた多層配線基板を示す概略断面図。
【図9】同製造プロセスにおいて、多層配線基板にVCSEL(光学素子)及びドライバICを実装した状態を示す概略断面図。
【図10】同製造プロセスにおいて、マイクロレンズアレイ基板とVCSEL(光学素子)とを位置合わせしつつ接合する直前の状態を示す概略断面図。
【図11】同製造プロセスにおいて、マイクロレンズアレイ基板とVCSEL(光学素子)とを位置合わせしつつ接合した状態を示す概略断面図。
【図12】第2の実施形態の製造プロセスにおいて、第2位置合わせマーク(第2位置合わせ基準部)が形成されたマイクロレンズアレイ基板を示す概略平面図。
【図13】同製造プロセスにおいて、第1位置合わせマーク(第1位置合わせ基準部)が形成されたVCSEL(光学素子)を示す概略平面図。
【図14】同製造プロセスにおいて、マイクロレンズアレイ基板とVCSEL(光学素子)とを位置合わせしつつ接合する直前の状態を示す概略断面図。
【図15】第2の実施形態の送信側光パッケージ(光学素子搭載装置)を示す断面図。
【図16】従来技術の送信側光パッケージ(光学素子搭載装置)を示す断面図。
【符号の説明】
31…光学素子搭載装置としての送信側光パッケージ
32…光学素子搭載装置としての受信側光パッケージ
41…マイクロレンズアレイとしてのマイクロレンズアレイ基板
43…マイクロレンズ
45…(第1)位置合わせ基準部としての突起
51…光学素子であるVCSEL
53…(光学素子であるVCSELの)主面
54…発光部
55…第2位置合わせ基準部としての窪み
61…光学素子であるフォトダイオード
63…(光学素子であるフォトダイオードの)主面
64…受光部
86…(第1)位置合わせ基準部としての第1位置合わせマーク
87…第2位置合わせ基準部としての第2位置合わせマーク
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing an optical element mounting device including an optical element and a microlens array, and more particularly to a manufacturing method characterized by a method of aligning an optical element and a microlens array.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, with the development of information communication technology represented by the Internet and the dramatic improvement in the processing speed of information processing apparatuses, the need for transmitting and receiving large amounts of data such as images has been increasing. In order to freely exchange such large-volume data through information communication equipment, an information transmission speed of 10 Gbps or more is desirable, and optical communication technology is expected to be a technology that can realize such a high-speed communication environment. On the other hand, signals can be transmitted at high speed even on signal transmission paths over relatively short distances, such as connections between wiring boards in equipment, connections between semiconductor chips in wiring boards, and connections in semiconductor chips. Recently, it has been desired. For this reason, it is considered ideal to shift from a conventionally general metal cable or metal wiring to an optical transmission using an optical waveguide or the like.
[0003]
Conventionally, for example, a transmitting side optical package having a light emitting element (eg, VCSEL) mounted thereon and a receiving side optical package having a light receiving element (eg, PD) mounted thereon, and these packages are optically connected by an optical waveguide. Accordingly, there has been proposed an optical printed wiring board in which high-speed signal lines are lightened (for example, see Patent Document 1). A specific example is shown in FIG.
[0004]
A cavity 113 is formed in the first main surface 112 of the substrate 111, and a VCSEL 114 is mounted on the bottom surface of the cavity 113. The VCSEL 114 has a light emitting surface 115 on which a plurality of light emitting units 116 are arranged in an array. On the other hand, a driver IC 118 for operating the VCSEL 114 is mounted on the second main surface 117 of the substrate 111. The VCSEL 114 and the driver IC 118 are electrically connected via a conductor circuit (not shown) of the substrate 111. The cavity 113 is filled with a sealing resin layer 119 made of a transparent resin, and a plurality of microlenses 120 are formed on the surface of the sealing resin layer 119. Since these microlenses 120 are located at positions corresponding to the respective light emitting units 116, when the light emitting units 116 emit light, those lights are condensed when passing through the microlenses 120 and are converted into collimated light (parallel light). Is converted. The collimated light propagates through the gap between the optical printed wiring board 121 and the optical package 122 by air, and then reaches one end (optical path conversion unit) of the optical waveguide 123 on the optical printed wiring board 121. Then, the light propagates through the optical waveguide 123 and reaches the other end (optical path conversion unit), and then enters the light receiving unit of the PD along the reverse path.
[0005]
A procedure for manufacturing such an optical package 122 will be described. First, the VCSEL 114 is mounted on the bottom surface of the cavity 113 on the first main surface 112 side of the substrate 111. Next, after filling and sealing the cavity 113 with a transparent resin, the driver IC 118 is mounted on the second main surface 117 side. Next, a minute amount of a liquid photosensitive resin is dropped on the surface of the sealing resin layer 119 using a dispenser. Since the dropped photosensitive resin becomes hemispherical due to the effect of surface tension, the microlens 120 can be formed by photo-curing the photosensitive resin.
[0006]
[Patent Document 1]
Journal of Japan Institute of Electronics Packaging Vol. 5 No. 5 (2002), "Optical I / O Package Technology Using Microlenses" (pp. 478-481)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method of manufacturing the optical package 122, since the dispensing method is employed, it is basically difficult to form the microlenses 120 at positions corresponding to the light emitting units 116 (or light receiving units). For this reason, there is a problem that the microlens 120 is easily deviated from the optical path (that is, the optical axis is easily shifted), and the transmission loss of light is increased.
[0008]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of reliably obtaining a high-performance optical element mounting device with small light transmission loss.
[0009]
Means for Solving the Problems, Functions and Effects
As means for solving the above-mentioned problems, an optical element having a main surface on which at least one of a light receiving unit and a light emitting unit is arranged, and a plurality of microlenses arranged corresponding to a plurality of optical paths are provided. A method of manufacturing an optical element mounting device including a microlens array, wherein a step of forming an alignment reference portion on the main surface of the optical element, and performing the alignment with reference to the alignment reference portion, Providing the microlens array on the main surface side of an element.
[0010]
Therefore, according to this manufacturing method, the microlens array is provided while performing alignment with reference to the alignment reference portion on the main surface of the optical element. It becomes easy to arrange the microlens at the set position. Accordingly, the optical axis of the microlens is aligned with high accuracy, and the transmission loss of light is reduced, so that a high-performance optical element mounting device can be reliably obtained.
[0011]
As the optical elements constituting the optical element mounting device, there are an optical element having a light emitting section arranged on a main surface (ie, a light emitting element) and an optical element having a light receiving section arranged on a main surface (ie, a light receiving element). As the light emitting element, for example, a light emitting diode (Light Emitting Diode; LED), a semiconductor laser diode (Laser Diode; LD), a surface emitting laser (Vertical Cavity Surface Emitting Laser; VCSEL), or the like can be given. These light-emitting elements have a function of converting an input electric signal into an optical signal and emitting the optical signal from a light-emitting portion toward a predetermined portion of the optical waveguide. On the other hand, examples of the light receiving element include a pin photodiode (pin PD) and an avalanche photodiode (APD). These light receiving elements have a function of causing an optical signal emitted from a predetermined portion of the optical waveguide to enter the light receiving section, converting the incident optical signal into an electrical signal, and outputting the electrical signal. Therefore, the light-emitting part of the light-emitting element and the light-receiving part of the light-receiving element are optically connected to the optical waveguide (that is, connected with the optical waveguide aligned with each other's optical axis). The optical element may have both a light emitting unit and a light receiving unit. Suitable materials used for the optical element include, for example, Si, Ge, InGaAs, GaAsP, and GaAlAs.
[0012]
In the optical element, the number of light emitting portions existing on the main surface or the number of light receiving portions existing on the main surface may be one or two or more. In the case of adopting the configuration of the present invention, it is preferable that the number is two or more, and it is particularly preferable that n × m lattices are arranged.
[0013]
The microlens array constituting the optical element mounting device has a plurality of microlenses arranged corresponding to a plurality of optical paths, and is provided on a main surface side of the optical element. The microlens array is formed using an inorganic or organic light transmitting material. The plurality of microlenses have a diameter of 100 μm or less, and are formed on or inside a microlens array. The plurality of microlenses are arranged in the same number and at the same position as the light emitting unit and the light receiving unit. For example, when a VCSEL having n × m light emitting units arranged in a lattice is used as an optical element, a microlens array in which the same number of micro lenses as the light emitting units are arranged in a n × m lattice is used.
[0014]
The optical element mounting device may further include an electronic component for operating the optical element, in addition to the optical element. Specific examples of such electronic components include a semiconductor integrated circuit having a function of an operation circuit of a light emitting element (a so-called driver IC) and a semiconductor integrated circuit connected to a light receiving element (a so-called receiver IC). In addition, the electronic component may be various chip components (for example, a chip transistor, a chip diode, a chip resistor, a chip capacitor, a chip coil, and the like).
[0015]
The optical element mounting device may further include an optical element support on which the optical element is supported and fixed. The formation and material of such an optical element support are not particularly limited, but are preferably, for example, plate-like, and are preferably formed mainly using an insulating material such as resin or ceramic.
[0016]
It is preferable that the optical element support has an accommodation recess capable of accommodating one or two or more optical elements, and the optical element is supported and fixed to a bottom surface of the accommodation recess. With this configuration, the optical element can be entirely covered (that is, packaged) by providing the microlens array so as to cover the opening of the accommodation recess. Therefore, the optical element can be protected without separately providing a sealing member or the like. In addition, with this configuration, since it is relatively easy to airtightly block the optical element, it becomes easy to realize an optical element mounting device that is resistant to moisture and the like and has excellent reliability.
[0017]
Here, the optical element support is preferably a wiring structure having a conductor circuit to which the optical element is electrically connected. When there is an electronic component other than the optical element, it is preferable that the electronic component is also electrically connected to the conductor circuit. Note that the optical element and the electronic component may be provided on the same surface of the wiring structure, or may be provided on different surfaces. As a preferred example of the wiring structure, a multilayer wiring board having a plurality of conductive circuits can be given.
[0018]
Further, in the method of manufacturing the optical element mounting device having the above configuration, for example, a step of forming an alignment reference portion on the main surface of the optical element and a substrate-like microlens array on which a plurality of microlenses are formed are prepared. And a step of mounting and fixing the substrate-shaped microlens array on the main surface side of the optical element while performing positioning with reference to the positioning reference portion.
[0019]
In this manufacturing method, the microlens array installed and fixed on the main surface side of the optical element has a substrate shape, and a plurality of microlenses are formed in advance on the substrate-like microlens array. Therefore, unlike the conventional dispensing method, it is possible to align a plurality of microlenses collectively with respect to a plurality of light emitting units or light receiving units with high accuracy. Therefore, it is possible to easily and efficiently obtain a high-performance optical element mounting device with small light transmission loss.
[0020]
Further, in the method of manufacturing an optical element mounting device having the above configuration, for example, a step of forming a first alignment reference portion on a main surface of the optical element, and a substrate-like microlens array on which a plurality of microlenses are formed And forming a second alignment reference portion on the substrate-shaped microlens array, and aligning the second alignment reference portion with the first alignment reference portion as a reference to perform alignment. And mounting and fixing the substrate-like microlens array on the main surface side of the optical element.
[0021]
Also in the case of this manufacturing method, similarly, the microlens array installed and fixed on the main surface side of the optical element has a substrate shape, and a plurality of microlenses are formed in advance on the substrate-like microlens array. . Therefore, unlike the conventional dispensing method, it is possible to align a plurality of microlenses collectively with respect to a plurality of light emitting units or light receiving units with high accuracy. Therefore, it is possible to easily and efficiently obtain a high-performance optical element mounting device with little light transmission loss.
[0022]
In addition, since the alignment reference part is provided not only on the optical element side but also on the microlens array side and alignment is performed by matching them, compared to the alignment method using only the alignment reference part on the optical element side As a result, the ease and certainty of the alignment are improved.
[0023]
The first alignment reference portion and the second alignment reference portion only need to be capable of aligning the optical element and the microlens array by aligning each other. Not limited. For example, the first alignment reference portion and the second alignment reference portion may be planar ones that do not have a fitting relationship with each other, or may be three-dimensional ones that have a fitting relationship with each other. Good. In the case of a planar one, the state where "the second alignment reference portion is aligned with the first alignment reference portion" is referred to, for example, when the optical element is viewed from the main surface side via a microlens array. Sometimes, it refers to a state in which the second alignment reference portion appears to overlap the first alignment reference portion, which is the reference. In the case of a three-dimensional object, the state in which “the second alignment reference portion is aligned with the first alignment reference portion as a reference” means that the second alignment reference portion is fitted to the first alignment reference portion as a reference. Refers to the state in which
[0024]
Examples of the planar first alignment reference portion and the second alignment reference portion that do not have a fitting relationship with each other include an alignment mark made of a thin film of metal, ink, or the like. In this case, the mark may be different from the color of the surrounding member so that the mark can be distinguished from the surrounding member. Specifically, the first alignment reference portion is a first alignment mark formed of a metal thin film on a main surface of the optical element, and the second alignment reference portion is formed of the substrate-shaped micro-element. It is preferably a second alignment mark formed on the lens array. Note that the second alignment mark may be formed on the surface of the microlens array or may be formed inside. It is preferable that one or more first alignment reference portions are provided on the main surface of the optical element, avoiding a position where the light emitting portion or the light receiving portion is located. Further, the metal thin film serving as the alignment mark is formed by a known method such as sputtering, CVD, plating, and printing.
[0025]
In addition, as an example of the three-dimensional first alignment reference portion and the second alignment reference portion that are in a fitting relationship with each other, the first alignment reference portion has a concave shape and the second alignment reference portion has a convex shape. There are a configuration and a configuration in which the second alignment reference portion is concave and the first alignment reference portion is convex. In addition, if there is such a fitting relationship between the concavities and convexities, the optical element and the microlens array substrate are securely fixed to each other in a state where the displacement is not possible in the plane direction. The convex alignment portion can be formed by a well-known method (for example, paste printing, plating, etching, grinding, molding, and the like). The concave alignment portion can also be formed by a well-known method (for example, drilling, punching, dicing, laser processing, etching, molding, and the like).
[0026]
Here, in the case of using an optical element support such as a wiring structure, a step of supporting and fixing the optical element on its surface (or the bottom surface when there is a housing recess) should be performed. Is good. Specifically, for example, the optical element is fixed by soldering the optical element on a conductor circuit included in the wiring structure. The same applies to electronic components that operate optical elements. Note that the formation of the first alignment reference portion may be performed before or after the step of supporting and fixing the optical element.
[0027]
The plurality of microlenses in the microlens array may be formed before the formation of the second alignment reference portion, may be formed after the formation of the second alignment reference portion, or may be formed after the formation of the second alignment reference portion. May be formed at the same time as the formation. The method for forming the microlens is not particularly limited, and a known method can be employed, but a method using a molding die is preferably employed. According to a method using a molding die, a microlens having a desired shape can be formed with higher precision than a method of dispensing a minute amount of resin with a dispenser (dispensing method). Therefore, a microlens with high light-collecting performance can be easily obtained.
[0028]
Subsequently, a step of fixing the optical element and the microlens array to each other while performing alignment by aligning the second alignment reference portion with the first alignment reference portion as a reference is performed. At this time, the optical element and the microlens array may be directly fixed to each other, or may be indirectly fixed via another member (for example, an optical element support such as a wiring structure). . The fixing method is not particularly limited, and examples thereof include a method using an adhesive or a brazing material.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[First Embodiment]
[0030]
Hereinafter, a wiring board with an optical element mounting device according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0031]
As shown in FIG. 1, a main wiring board 11 (wiring board) constituting a wiring board 10 with an optical element mounting device of the present embodiment has a substantially rectangular shape having a first main surface 12 and a second main surface 13. It is a plate member. The main wiring board 11 is a so-called ceramic multilayer wiring board, and has a second main surface 13 and a conductor circuit 16 formed of a metal wiring layer in an inner layer. The main wiring board 11 also includes a via-hole conductor (not shown), and the conductor circuits 16 having different layers are connected to each other via the via-hole conductor. A plurality of pads 14 are provided on the second main surface 13 of the main wiring board 11. Active components such as the transmission-side optical package 31, the reception-side optical package 32, and the IC package 15, and various passive components (not shown) are surface-mounted on the pads 14. A current (electric signal) flows to these components via the conductor circuit 16 of the main wiring board 11 and the like.
[0032]
As shown in FIGS. 1 to 3, a substantially rectangular polymer optical waveguide film 21 is bonded to the second main surface 13 of the main wiring board 11 via an adhesive layer (not shown). The film 21 has a core 23 and a clad 24 surrounding the core 23 from above and below. The core 23 is substantially an optical path through which an optical signal propagates. In the case of the present embodiment, the core 23 and the clad 24 are formed of a transparent polymer material having a different refractive index or the like, specifically, PMMA (polymethyl methacrylate) having a different refractive index or the like. The material forming the core 23 is set so that the refractive index is several percent higher than the material forming the cladding 24. The thickness of each of the core 23 and the clad 24 is set to about several tens of μm. The left end of the film 21 is located in the gap between the receiving optical package 32 and the main wiring board 11, while the right end of the film 21 is located in the gap between the transmitting optical package 31 and the main wiring board 11. At both ends of the film 21, 45 ° inclined surfaces are provided, and on these inclined surfaces, an optical path changing part 22 made of a glossy metal thin film is formed.
[0033]
As shown in FIGS. 1 and 2, the multilayer wiring board 33 (optical element support) constituting the transmission-side optical package 31 (optical element mounting device) has conductor circuits 34 in a plurality of layers. These conductor circuits 34 are interlayer-connected via via-hole conductors 35. On the main surface 36 side of the multilayer wiring board 33, there is provided a cavity 37 which is a housing recess, and a terminal forming pad 38 is formed around the cavity 37. On these terminal forming pads 38, solder balls 39 as external connection terminals are provided. A part connection pad 40 is formed on a part of the conductor circuit 34 arranged on the bottom surface of the cavity 37. On these component connection pads 40, a VCSEL 51 (optical element) and a driver IC 52 as a drive circuit thereof are soldered.
[0034]
Note that, as shown in FIGS. 1 and 3, the receiving optical package 32 (optical device mounting device) also has basically the same structure as the transmitting optical package 31 (optical device mounting device). . However, a photodiode 61 and a receiver IC 62 are accommodated in the cavity 37 instead of the VCSEL 51 (optical element) and the driver IC 52.
[0035]
As shown in FIG. 7 and the like, the VCSEL 51 has a substantially rectangular shape, and one surface is a light emitting surface 53 (main surface). At approximately the center of the light emitting surface 53 (main surface), 3 × 4 light emitting portions 54 are arranged in a lattice. Therefore, these light emitting portions 54 emit laser light of a predetermined wavelength in a direction orthogonal to the second main surface 13 of the main wiring board 11 (that is, in the upward direction in FIGS. 1 and 2). I have. At the four corners of the light emitting surface 53 (main surface), dents 55 are formed as three-dimensional first alignment reference portions. That is, the VCSEL 51 has four depressions 55. These depressions 55 are etching holes having a substantially quadrangular pyramid shape.
[0036]
As shown in FIG. 2 and the like, a microlens array substrate 41 is arranged on the main surface 36 side of the multilayer wiring substrate 33 so as to close the opening of the cavity 37. The outer peripheral portion of the microlens array substrate 41 is joined around the opening of the cavity 37 using an adhesive. As a result, the VCSEL 51 and the driver IC 52 are hermetically sealed. On the outer surface 42 (side surface of the main wiring substrate) of the microlens array substrate 41, 3 × 4 hemispherical microlenses 43 are arranged in a lattice. The plurality of microlenses 43 are located at positions corresponding to the plurality of light emitting units 54. On the other hand, hemispherical projections 45, which are second alignment reference portions, are formed at four positions on the inner surface 44 (side surface of the optical element) of the microlens array substrate 41. These projections 45 are in a fitting relationship with the depressions 55 of the VCSEL 51. Therefore, the VCSEL 51 and the microlens array substrate 41 are fixed in a state where the optical axes of the light emitting portions 54 and the microlenses 43 are aligned with each other so as not to be displaced. Note that the inner surface 44 (side surface of the optical element) of the microlens array substrate 41 and the light emitting surface 53 (main surface) of the VCSEL 51 are not directly joined, and a gap of about 20 μm is left between them.
[0037]
The photodiode 61 shown in FIG. 3 and the like has a substantially rectangular shape, and one surface is a light receiving surface 63 (main surface). At approximately the center of the light receiving surface 63 (main surface), 3 × 4 light receiving portions 64 are arranged in a lattice. Therefore, these light receiving portions 64 are easily adapted to receive laser light emitted in a direction orthogonal to the second main surface 13 of the main wiring board 11 (that is, a downward direction in FIGS. 1 and 3). . At the four corners of the light receiving surface 63 (principal surface), generally quadrangular pyramid-shaped depressions 55 as first alignment reference portions are formed. Each of the projections 45 of the microlens array substrate 41 is fitted into these recesses 55. As a result, the photodiode 61 and the microlens array substrate 41 are fixed so as not to be displaced in a state where the optical axes of the respective light receiving portions 64 and the respective microlenses 43 are aligned.
[0038]
The general operation of the wiring board 10 with the optical element mounting device configured as described above will be briefly described.
[0039]
The VCSEL 51, the driver IC 52, the photodiode 61, and the receiver IC 62 become operable by power supply via the conductor circuit 16, the solder ball 39, the via hole conductor 35, the conductor circuit 34, and the like of the main wiring board 11. The driver IC 52 processes the electric signal sent from the main wiring board 11 and outputs the processed signal to the VCSEL 51. After converting the input electric signal into an optical signal (laser light), the VCSEL 51 emits the laser light from the light emitting unit 54 toward the optical path changing unit 22 of the polymer optical waveguide film 21. Here, each micro lens 43 included in the micro lens array substrate 41 is located at a position corresponding to each light emitting unit 54. Therefore, the emitted laser light is condensed when passing through the micro lens 43 on the outer surface 42 side, and is converted into collimated light. Then, the laser light propagates through the air gap between the transmission-side optical package 31 and the main wiring board 11, and then reaches the optical path conversion section 22 at one end of the polymer optical waveguide film 21 on the main wiring board 11, where the laser light is transmitted. Change the direction of travel by 90 °. Then, after the laser light propagates inside the core 23 along the longitudinal direction, the traveling direction is changed again by 90 ° in the optical path changing portion 22 at the other end of the polymer optical waveguide film 21. The laser light propagates through the gap between the optical package 32 on the receiving side and the main wiring substrate 11, reaches the microlenses 43 on the outer surface 42 of the microlens array substrate 41, and is condensed when passing therethrough. You. When the laser light enters the light receiving portion 64 of the photodiode 61, the photodiode 61 converts the received optical signal into an electric signal and outputs the electric signal to the receiver IC 62. The receiver IC 62 returns the signal to the original state of the electric signal and outputs the signal to the main wiring board 11 side.
[0040]
Next, a method for manufacturing the transmission-side optical package 31 (optical element mounting device) having the above configuration will be described with reference to FIGS. The method of manufacturing the optical package 32 on the receiving side is basically the same as the method of manufacturing the optical package 31 on the transmitting side.
[0041]
First, the microlens array substrate 41 is manufactured in the following procedure. That is, a pair of molding dies 71 and 72 as shown in FIG. 4 are prepared. A plurality of substantially hemispherical concave portions are provided on the molding surface of the molding die 71 and the molding surface of the molding die 72, respectively. Then, a resin plate 46 (for example, an acrylic plate) made of a light transmitting material is prepared, and the resin plate 46 is disposed between the pair of molding dies 71 and 72. By applying a pressing pressure in the thickness direction of the resin plate 46 while heating in this state, a plurality of microlenses 43 are formed on one surface, and a plurality of protrusions 45 are formed on the other surface. That is, in the process of forming the projections 45 on the microlens array substrate 41, a plurality of microlenses 43 are simultaneously formed by performing embossing using the common molding dies 71 and 72 (see FIG. 5). According to the method using the molds 71 and 72, the microlenses 43 having a desired shape can be formed with high accuracy. In addition, since the positional accuracy of the projection 45 with respect to the microlens 43 is extremely high, it is possible to improve the optical axis alignment accuracy of the microlens 43 and to improve the productivity by reducing the number of steps.
[0042]
Also, a multilayer wiring board 33 as an optical element support is manufactured in accordance with a known method (see FIG. 8). For example, a green sheet mainly composed of a ceramic material is formed, a predetermined portion of the green sheet is subjected to hole processing, and then a metal paste for forming a via-hole conductor is filled therein. Further, by printing a metal paste on the surface of the green sheet, a printed layer that will later become the conductor circuit 34 and the pads 38 and 40 is formed. Then, the plurality of green sheets are laminated and pressed to be integrated to form a green sheet laminate. The green sheet laminate is dried, degreased, and fired according to a well-known method to form a multilayer wiring board 33. The cavity 37 is preferably formed at a stage before firing. Then, after the VCSEL 51 and the driver IC 52 are mounted on the component connection pads 40 on the bottom surface of the cavity 37, reflow is performed and they are soldered (see FIG. 9). It is to be noted that a recess 55 is formed in the light emitting surface 53 in advance by performing wet etching before mounting the VCSEL 51. Since the VCSEL 51 of the present embodiment is made of a semiconductor material such as Si or the like, the recess 55 having a suitable shape can be formed relatively easily by etching.
[0043]
Subsequently, after applying an adhesive in advance around the opening of the cavity 37, the microlens array substrate 41 is disposed above the main surface 36 of the multilayer wiring substrate 33. At this time, the surface of the microlens array substrate 41 on which the protrusions 45 are provided is directed toward the multilayer wiring substrate 33 (see FIG. 10). Then, the microlens array substrate 41 is moved closer to the multilayer wiring substrate 33, and each projection 45 and each recess 55 are fitted (see FIG. 11). As a result, the VCSEL 51 and the microlens array substrate 41 are fixed so as not to be displaced from each other while ensuring that the optical axes of the light emitting portions 54 and the microlenses 43 are aligned. At this time, the microlens array substrate 41 is adhered to the main surface 36 and the opening of the cavity 37 is completely closed, so that the VCSEL 51 and the driver IC 52 are hermetically sealed.
[0044]
Thereafter, if a solder ball 39 is provided on the terminal forming pad 38, a desired transmission-side optical package 31 is completed. Furthermore, if the transmission-side optical package 31 and the reception-side optical package 32 manufactured as described above are surface-mounted on the second main surface 13 of the main wiring board 11 including the polymer optical waveguide film 21, a desired optical element can be obtained. The wiring board 10 with a mounting device can be obtained.
[0045]
Therefore, according to the manufacturing method of the present embodiment, the following effects can be obtained.
[0046]
(1) In the present embodiment, the VCSEL 51 and the microlens array substrate 41 are aligned with each other while performing alignment by fitting the recess 55 as the first alignment reference portion and the projection 45 as the second alignment reference portion. The transmitting side optical package 31 is manufactured through a process of fixing the optical package 31 to each other. Similarly, the receiving side optical package 32 is manufactured through a process of fixing the photodiode 61 and the microlens array substrate 41 to each other while performing positioning by fitting the recess 55 and the projection 45 together. Therefore, according to this manufacturing method, it becomes easier to dispose the microlens 43 at a position corresponding to the light emitting unit 54 or the light receiving unit 64 as compared with the conventional method of forming the microlens 43 by the dispensing method. Moreover, in the case of this manufacturing method, unlike the conventional dispensing method, it is possible to align the plurality of microlenses 43 collectively with the plurality of light emitting units 54 or the light receiving units 64 with high accuracy. In addition, since the alignment reference portions are provided not only on the optical element side but also on the microlens array substrate 41 side and alignment is performed by fitting them, the ease and reliability of the alignment are improved.
[0047]
As described above, according to the manufacturing method of the present embodiment, it is possible to obtain a high-performance transmission-side optical package 31 and a high-performance reception-side optical package 32 with little light transmission loss, in a very simple and efficient manner.
[0048]
(2) In the manufacturing method according to the present embodiment, the positioning is performed by the three-dimensional positioning reference portions (that is, the depression 55 and the projection 45) that are in a fitting relationship with each other. Therefore, there is an advantage that a positional shift in the surface direction hardly occurs after the alignment between the optical element and the microlens array substrate 41. Another advantage is that high-accuracy alignment can be performed without performing image recognition using a CCD camera or the like.
[Second embodiment]
[0049]
Next, a manufacturing method according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. Here, the differences from the first embodiment will be described, but the same points as those in the first embodiment will only be assigned the same member numbers.
[0050]
In the first embodiment, the recess 55 and the projection 45, which are three-dimensional positioning reference portions, are formed, and these are fitted to each other to perform positioning between the optical element and the microlens array substrate 41. . On the other hand, in the present embodiment, a planar alignment reference portion is formed, and the optical element and the microlens array substrate 41 are aligned using them.
[0051]
As shown in FIGS. 13 and 14, on the main surface 53 of the VCSEL 51 (optical element), a first alignment mark 86 made of a metal thin film is formed in advance. Specifically, a predetermined mask is formed on the main surface 53 of the VCSEL 51 (optical element), and gold is sputtered in this state to form circular first alignment marks 86 at a plurality of positions. On the other hand, as shown in FIGS. 12 and 14, a second alignment mark 87 made of a metal thin film is formed in advance on the microlens array substrate 41 having a plurality of microlenses 43. Specifically, a predetermined mask is formed on the surface of the microlens array substrate 41, and gold is sputtered in this state, thereby forming a hollow second alignment mark 87 at a plurality of locations. . Note that each second alignment mark 87 is arranged corresponding to the position of each first alignment mark 86. The hollow portion of the second alignment mark 87 is larger than the first alignment mark 86. Therefore, when the VCSEL 51 and the microlens array substrate 41 are aligned, it looks as if the first alignment mark 86 is located exactly in the hollow portion of the second alignment mark 87.
[0052]
Then, after the VCSEL 51 and the driver IC 52 are soldered to the bottom surface of the cavity 37 of the multilayer wiring board 33, the VCSEL 51 and the microlens array substrate 41 are fixed as follows. That is, as shown in FIG. 14, after applying an adhesive in advance around the opening of the cavity 37, the microlens array substrate 41 is arranged above the main surface 36 side of the multilayer wiring board 33.
[0053]
Above the microlens array substrate 41, imaging means such as a CCD camera (not shown) is arranged. Since the microlens array substrate 41 is made of a light transmitting material, the CCD camera can catch not only the second alignment mark 87 but also the first alignment mark 86 via the microlens array substrate 41. Data captured by the CCD camera is taken into a computer (not shown). The computer performs a predetermined image recognition process and, based on the processing result, grasps the relative position of the second alignment mark 87 with reference to the first alignment mark 86. The computer is connected to an XY table (not shown) via an XY table driving means (not shown), and outputs a predetermined driving signal to the XY table driving means. Therefore, when the second alignment mark 87 is misaligned with respect to the first alignment mark 86, the computer outputs a signal for driving the XY table in a direction to correct the misalignment. When such a correction operation is completed, the first alignment mark 86 is located at the center of the hollow portion of the second alignment mark 87. In other words, the second alignment mark 87 is aligned with the first alignment mark 86 as a reference. Next, the microlens array substrate 41 is brought close to the multilayer wiring substrate 33, and the microlens array substrate 41 and the multilayer wiring substrate 33 are bonded (see FIG. 15). As described above, the VCSEL 51 and the microlens array substrate 41 are fixed while securely aligning the optical axes of the light emitting units 54 and the microlenses 43.
[0054]
Therefore, even with the manufacturing method according to the present embodiment, it is possible to easily and efficiently obtain the high-performance transmission-side optical package 31 and high-performance reception-side optical package 32 with little light transmission loss.
[0055]
Note that the embodiment of the present invention may be modified as follows.
[0056]
For example, while a projection (first alignment reference portion) is provided on the main surface of the optical element, a through-hole (second alignment reference portion) which is fitted with the projection is provided on the microlens array substrate 41, Alignment may be achieved with these fitting relationships.
[0057]
In the second embodiment, the metal thin film formed by sputtering is used as the first alignment mark 86. However, the present invention is not limited to this. For example, an existing structure on the main surface of the optical element may be used as the first alignment mark 86. It may be used as the alignment mark 86. As a specific example, for example, when there is a connection pad on the outer peripheral portion of the main surface of the optical element, the pad may be used as the first alignment mark 86.
[0058]
The multilayer wiring board 33 serving as the optical element support is not limited to the ceramic multilayer wiring board as in the above embodiment, but may be a resin multilayer wiring board or the like. Further, not only a multilayer board having three or more layers of conductor circuits 34 but also a double-sided board or a single-sided board can be used as the optical element support. Further, since the optical element support is not an essential component, it can be omitted. In this case, for example, the optical element may be supported and fixed to the microlens array substrate 41.
[0059]
Next, in addition to the technical ideas described in the claims, technical ideas grasped by the above-described embodiments will be listed below.
[0060]
(1) an optical element support, an optical element supported and fixed on the optical element support, and having a main surface on which at least one of a light receiving section and a light emitting section is arranged; In a method for manufacturing an optical element mounting device including an electronic component supported and fixed and operating the optical element, and a microlens array having a plurality of microlenses arranged corresponding to a plurality of optical paths, Forming a positioning reference portion on the main surface, supporting and fixing the optical element on which the positioning reference portion is formed on the optical element support, and performing positioning with reference to the positioning reference portion. Providing the microlens array on the main surface side of the optical element while performing the method.
[0061]
(2) A wiring structure having a conductor circuit and a housing recess, and supported and fixed on the bottom surface of the housing recess, and electrically connected to the conductor circuit, among the plurality of light receiving units and the plurality of light emitting units. An optical element having a main surface at least one of which is disposed; an electronic component that is supported and fixed on the bottom surface of the housing recess, is electrically connected to the conductor circuit, and operates the optical element; A method for manufacturing an optical element mounting device including a microlens array having a plurality of microlenses arranged corresponding to an optical path, wherein a step of forming an alignment reference portion on a main surface of the optical element; A step of supporting and fixing the optical element on which the alignment reference portion is formed on the bottom surface, and performing alignment with reference to the alignment reference portion while the main surface of the optical element. The method of manufacturing an optical element mounting device for a step of providing a microlens array, comprising the in.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall schematic cross-sectional view showing a wiring board with an optical element mounting device according to a first embodiment of the invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a transmission-side optical package (optical element mounting device) according to the first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a receiving-side optical package (optical element mounting device) according to the first embodiment.
FIG. 4 is a schematic sectional view showing a resin plate and a molding die in the manufacturing process of the first embodiment.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a microlens array substrate is being manufactured using a mold in the manufacturing process.
FIG. 6 is a schematic plan view showing a microlens array substrate on which protrusions (second alignment reference portions) are formed in the same manufacturing process.
FIG. 7 is a schematic plan view showing a VCSEL (optical element) in which a recess (first alignment reference portion) is formed in the manufacturing process.
FIG. 8 is a schematic sectional view showing a multilayer wiring board provided with a cavity in the same manufacturing process.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a VCSEL (optical element) and a driver IC are mounted on a multilayer wiring board in the same manufacturing process.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a state immediately before bonding while aligning the microlens array substrate and the VCSEL (optical element) in the same manufacturing process.
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a state where the microlens array substrate and the VCSEL (optical element) are joined together while being aligned in the same manufacturing process.
FIG. 12 is a schematic plan view showing a microlens array substrate on which a second alignment mark (a second alignment reference portion) is formed in the manufacturing process of the second embodiment.
FIG. 13 is a schematic plan view showing a VCSEL (optical element) on which a first alignment mark (first alignment reference portion) is formed in the manufacturing process.
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a state immediately before bonding while aligning the microlens array substrate and the VCSEL (optical element) in the manufacturing process.
FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a transmission-side optical package (optical element mounting device) according to a second embodiment.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a conventional transmission-side optical package (optical element mounting device).
[Explanation of symbols]
Reference numeral 31 denotes a transmitting side optical package as an optical element mounting device 32... A receiving side optical package 41 as an optical element mounting device... A micro lens array substrate 43 as a micro lens array... Micro lenses 45. Projection 51 of the optical element VCSEL
53 a main surface (of the VCSEL which is an optical element) 54 a light emitting portion 55 a dent 61 which is a second alignment reference portion a photodiode 63 which is an optical element and a main surface 64 of a photodiode which is an optical element Light receiving portion 86: first alignment mark 87 as (first) alignment reference portion second alignment mark as second alignment reference portion

Claims (4)

受光部及び発光部のうちの少なくともいずれかが配置された主面を有する光学素子と、
複数の光路に対応して配置された複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイと
を備えた光学素子搭載装置の製造方法において、
前記光学素子の主面上に位置合わせ基準部を形成する工程と、
前記位置合わせ基準部を基準として位置合わせを行いつつ、前記光学素子の前記主面側に前記マイクロレンズアレイを設ける工程と
を含むことを特徴とする光学素子搭載装置の製造方法。
An optical element having a main surface on which at least one of the light receiving unit and the light emitting unit is arranged,
A method of manufacturing an optical element mounting device comprising: a microlens array having a plurality of microlenses arranged corresponding to a plurality of optical paths;
Forming a positioning reference portion on the main surface of the optical element,
Providing the microlens array on the main surface side of the optical element while performing alignment with reference to the alignment reference section.
受光部及び発光部のうちの少なくともいずれかが配置された主面を有する光学素子と、
複数の光路に対応して配置された複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイと
を備えた光学素子搭載装置の製造方法において、
前記光学素子の主面上に位置合わせ基準部を形成する工程と、
複数のマイクロレンズが形成された基板状のマイクロレンズアレイを用意する工程と、
前記位置合わせ基準部を基準として位置合わせを行いつつ、前記光学素子の前記主面側に前記基板状のマイクロレンズアレイを設置固定する工程と
を含むことを特徴とする光学素子搭載装置の製造方法。
An optical element having a main surface on which at least one of the light receiving unit and the light emitting unit is arranged,
A method of manufacturing an optical element mounting device comprising: a microlens array having a plurality of microlenses arranged corresponding to a plurality of optical paths;
Forming a positioning reference portion on the main surface of the optical element,
A step of preparing a substrate-like microlens array on which a plurality of microlenses are formed,
Mounting and fixing the substrate-shaped microlens array on the main surface side of the optical element while performing alignment with reference to the alignment reference portion. .
受光部及び発光部のうちの少なくともいずれかが配置された主面を有する光学素子と、
複数の光路に対応して配置された複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイと
を備えた光学素子搭載装置の製造方法において、
前記光学素子の主面上に第1位置合わせ基準部を形成する工程と、
複数のマイクロレンズが形成された基板状のマイクロレンズアレイを用意し、その基板状のマイクロレンズアレイに第2位置合わせ基準部を形成する工程と、
前記第1位置合わせ基準部を基準としてそれに前記第2位置合わせ基準部を整合させることで位置合わせを行いつつ、前記光学素子の前記主面側に前記基板状のマイクロレンズアレイを設置固定する工程と
を含むことを特徴とする光学素子搭載装置の製造方法。
An optical element having a main surface on which at least one of the light receiving unit and the light emitting unit is arranged,
A method of manufacturing an optical element mounting device comprising: a microlens array having a plurality of microlenses arranged corresponding to a plurality of optical paths;
Forming a first alignment reference portion on the main surface of the optical element;
Preparing a substrate-shaped microlens array on which a plurality of microlenses are formed, and forming a second alignment reference portion on the substrate-shaped microlens array;
Mounting and fixing the substrate-shaped microlens array on the main surface side of the optical element while performing alignment by aligning the second alignment reference portion with the first alignment reference portion as a reference. The manufacturing method of the optical element mounting apparatus characterized by including these.
前記第1位置合わせ基準部は、前記光学素子の主面上に金属薄膜により形成された第1位置合わせマークであり、前記第2位置合わせ基準部は、前記基板状のマイクロレンズアレイに形成された第2位置合わせマークであることを特徴とする請求項3に記載の光学素子搭載装置の製造方法。The first alignment reference portion is a first alignment mark formed of a metal thin film on a main surface of the optical element, and the second alignment reference portion is formed on the substrate-shaped microlens array. 4. The method according to claim 3, wherein the second alignment mark is a second alignment mark.
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