JP2008191349A - Method of manufacturing optical communication module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信モジュールの製造方法に関するもので、詳しくは、溶融半田の表面張力によるセルフアライメント効果を利用して光通信モジュールを製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an optical communication module, and more particularly to a method for manufacturing an optical communication module using a self-alignment effect due to surface tension of molten solder.
溶融半田の表面張力によるセルフアライメント効果を利用して光素子(発光素子又は受光素子)の位置合わせをする技術は、従来より知られている。また、この光素子の位置合わせの技術において、パッシブアライメント法とアクティブアライメント法とがあることが知られている。パッシブアライメント法に関しては、例えば下記特許文献1、2にその技術が開示されている。また、アクティブアライメント法に関しては、例えば下記特許文献1にその技術が開示されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for aligning an optical element (light emitting element or light receiving element) using a self-alignment effect due to the surface tension of molten solder is known. Further, it is known that there are a passive alignment method and an active alignment method in the alignment technique of the optical element. Regarding the passive alignment method, for example, the techniques are disclosed in Patent Documents 1 and 2 below. Further, regarding the active alignment method, for example, the technology is disclosed in Patent Document 1 below.
セルフアライメント効果を利用したパッシブアライメント法は、マトリックス状に配置された半田ボールの溶融時の表面張力によって、基板の金属パッド上にズレてマウントされた光素子を正規の接合位置に自動補正するという方法である。しかしながら、溶融半田の表面張力を利用したこの位置ズレ自動補正方法は、光素子及びこれを搭載する基板の金属パッド間を高精度に位置合わせすることができる手法に過ぎず、光素子との間で光信号を授受する他の光学部品との間の位置合わせまでも高精度に行うことを保証する位置合わせ方法でないという問題点を有している。 The passive alignment method using the self-alignment effect automatically corrects the optical element mounted on the metal pad of the substrate to the normal bonding position by the surface tension when the solder balls arranged in a matrix are melted. Is the method. However, this automatic misalignment correction method using the surface tension of the molten solder is merely a technique capable of aligning the optical element and the metal pad of the substrate on which the optical element is mounted with high accuracy. Thus, there is a problem in that it is not an alignment method that guarantees that even the alignment with other optical components that exchange optical signals is performed with high accuracy.
下記特許文献1には、上記問題点を解消するためのアクティブアライメント法を採用した技術も開示されている。具体的には、半田ボールを溶融させてセルフアライメント効果を生じさせている最中に、計測装置によって光学部品からの受光光量を計測しながら光素子を所定の補正方向へ微小距離移動させることにより、光素子と光学部品との間の光軸合わせを行い、上記問題点を解消するようになっている。
特許文献1の開示技術にあっては、計測装置を用いて光軸合わせを行うことから、計測装置を用いての位置ズレ調整時間が生産性に影響を来してしまうという問題点を有している。また、計測装置を用いることから、これに係る設備費用等の発生によって製品のコスト面にも影響を来してしまうという問題点を有している。 In the disclosed technique of Patent Document 1, since the optical axis is aligned using the measuring device, there is a problem that the positional deviation adjustment time using the measuring device affects the productivity. ing. Further, since the measuring device is used, there is a problem that the cost of the product is affected by the occurrence of the equipment cost and the like.
ところで特許文献1の開示技術にあっては、光素子の基板に対するマウント工程の前に光学部品や光ファイバの位置が既に決まっており、この決まった位置に向けて光素子を微小距離移動させると光軸合わせが良好となるような方法であると考えられる。従って、光学部品や光ファイバを支持するための支持部品の固定を行う工程と、上記のマウント工程とが別工程になり、この結果、製造は複数工程を要するようになることから、当然、生産性に影響を来してしまうという問題点を有している。 By the way, in the disclosed technique of Patent Document 1, the positions of the optical components and the optical fiber are already determined before the mounting process of the optical element to the substrate, and the optical element is moved by a small distance toward the determined position. This is considered to be a method in which the optical axis alignment is good. Therefore, the process of fixing support parts for supporting optical parts and optical fibers and the mounting process described above are separate processes, and as a result, manufacturing requires multiple processes. It has a problem of affecting the sex.
また、特許文献1の開示技術にあっては、光素子の変復調回路の設置に関しての記載がなく、変復調回路の設置のためには工程がさらに増えてしまうことが予測される。従って、より一層生産性に影響を来してしまうという問題点を有している。 Further, in the technology disclosed in Patent Document 1, there is no description regarding the installation of the modulation / demodulation circuit of the optical element, and it is expected that the number of processes will be further increased for the installation of the modulation / demodulation circuit. Therefore, there is a problem that the productivity is further affected.
さらに、特許文献1の開示技術にあっては、大気による、光素子やこの受発光面の酸化、結露、ゴミ付着等による劣化防止に関しての記載がなく、対策のためには工程がさらに増えてしまうことが予測される。従って、より一層生産性に影響を来してしまうという問題点を有している。 Furthermore, in the disclosed technique of Patent Document 1, there is no description regarding prevention of deterioration due to oxidation, dew condensation, dust adhesion, and the like of the optical element and the light emitting / receiving surface due to the atmosphere, and the number of processes is further increased for countermeasures. It is predicted that. Therefore, there is a problem that the productivity is further affected.
一方、パッシブアライメント法による特許文献2の開示技術においては、光ファイバを接着固定するための支持部が基板に一体化されたものになっている。支持部はV溝状に形成されており、位置決めのために光ファイバ端部を当接させる部分も形成されている。特許文献2の開示技術の場合、支持部が基板に一体化されていることから、当然に基板自体の生産性は良くなく、また、基板の強度面にも難点を有している。 On the other hand, in the technology disclosed in Patent Document 2 based on the passive alignment method, a support portion for bonding and fixing an optical fiber is integrated with a substrate. The support portion is formed in a V-groove shape, and a portion that abuts the end portion of the optical fiber for positioning is also formed. In the case of the disclosed technique of Patent Document 2, since the support portion is integrated with the substrate, the productivity of the substrate itself is naturally not good, and the strength of the substrate is also difficult.
尚、特許文献2の開示技術では、光素子と光ファイバとの間に光学部品を設置することに関しての記載がなく、光学部品の設置のためには工程がさらに増えてしまうことが予測される。従って、生産性に影響を来してしまうという問題点も有している。 In addition, in the disclosed technique of Patent Document 2, there is no description about installing an optical component between the optical element and the optical fiber, and it is predicted that the number of processes will be further increased for the installation of the optical component. . Accordingly, there is a problem that productivity is affected.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、生産性向上を図ることを可能とする光通信モジュールの製造方法を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, and makes it a subject to provide the manufacturing method of the optical communication module which makes it possible to aim at productivity improvement.
上記課題を解決するためになされた請求項1記載の本発明の光通信モジュールの製造方法は、基板の基準点に基づいて基板表面に設けた基板側第一金属パッドと受発光素子に設けた受発光素子側金属パッドとの間に半田を介在させた状態で前記受発光素子を前記基板表面に仮固定する第一工程、前記基板表面に設けた基板側第二金属パッドと電子部品に設けた電子部品側金属パッドとの間に半田を介在させた状態で前記電子部品を前記基板表面に仮固定する第二工程、前記基準点に基づいて前記基板側第一金属パッドの外側に設けた基板側第三金属パッドと光学部品に設けた光学部品側金属パッドとの間に半田を介在させた状態で、仮固定状態の前記受発光素子を覆うように前記光学部品を前記基板表面に仮固定する第三工程、及び、前記基準点に基づいて前記基板側第三金属パッドの外側に設けた基板側第四金属パッドと光ファイバ支持部品に設けた支持部品側金属パッドとの間に半田を介在させた状態で、仮固定状態の前記光学部品を覆うように前記光ファイバ支持部品を前記基板に仮固定する第四工程、を含む各部品の前記基板に対する仮固定工程を行った後に、前記基板全体の前記半田を一括して溶融させてリフロー接合する半田一括溶融接合工程と、半田冷却工程とを行うことを特徴としている。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an optical communication module according to the present invention, wherein the substrate side first metal pad provided on the substrate surface and the light emitting / receiving element are provided on the substrate surface based on the reference point of the substrate. A first step of temporarily fixing the light emitting / receiving element to the substrate surface with solder interposed between the light receiving / emitting element side metal pad, an electronic component provided on the substrate side second metal pad provided on the substrate surface A second step of temporarily fixing the electronic component to the substrate surface with solder interposed between the electronic component-side metal pad and the outer side of the substrate-side first metal pad based on the reference point. In a state where solder is interposed between the substrate-side third metal pad and the optical component-side metal pad provided on the optical component, the optical component is temporarily mounted on the substrate surface so as to cover the light receiving and emitting element in the temporarily fixed state. A third step of fixing, and the group Temporarily fixed state with solder interposed between the substrate-side fourth metal pad provided outside the substrate-side third metal pad and the support component-side metal pad provided on the optical fiber support component based on the point A temporary fixing step of each component to the substrate including a fourth step of temporarily fixing the optical fiber supporting component to the substrate so as to cover the optical component of the optical component; It is characterized by performing a solder batch melting and joining step for melting and reflow joining and a solder cooling step.
このような特徴を有する本発明によれば、基板に対して仮固定状態にある各部品が半田一括溶融接合工程において一括してリフロー接合される。各部品は、溶融した半田の表面張力によるセルフアライメント効果によって高精度に位置決めされる。そして、各部品は、半田冷却工程において基板に対し完全に固定される。各部品の位置決め及び固定がなされると、光通信モジュールの製造が完了する。本発明によれば、基板と受発光素子と光学部品と電子部品と光ファイバ支持部品とが一括して位置決め固定され、個々に調芯・固定を行うような工程は不要になる。 According to the present invention having such a feature, the components in a temporarily fixed state with respect to the substrate are collectively reflow-bonded in the solder batch fusion bonding step. Each component is positioned with high accuracy by the self-alignment effect due to the surface tension of the molten solder. Each component is completely fixed to the substrate in the solder cooling process. When each component is positioned and fixed, the manufacture of the optical communication module is completed. According to the present invention, the substrate, the light emitting / receiving element, the optical component, the electronic component, and the optical fiber supporting component are collectively positioned and fixed, and a process of aligning and fixing individually is unnecessary.
請求項2記載の本発明の光通信モジュールの製造方法は、請求項1に記載の光通信モジュールの製造方法において、少なくとも前記第三工程及び前記第四工程を不活性ガス雰囲気中で行うとともに、前記光学部品で覆った前記受発光素子の周囲を前記光学部品の半田で封止、若しくは該半田と前記光学部品に塗布した熱硬化性樹脂又は充填したアンダーフィルとで封止することを特徴としている。 A method for manufacturing an optical communication module according to a second aspect of the present invention is the method for manufacturing an optical communication module according to the first aspect, wherein at least the third step and the fourth step are performed in an inert gas atmosphere, The periphery of the light emitting / receiving element covered with the optical component is sealed with solder of the optical component, or is sealed with the solder and a thermosetting resin applied to the optical component or a filled underfill. Yes.
このような特徴を有する本発明によれば、不活性ガス雰囲気中で第三工程及び第四工程が行われ、製造完了時には受発光素子は不活性ガスにより封止される。光通信モジュールは、受発光素子が大気に触れないような状態で製造される。光学部品は、受発光素子を封止するための部品としての機能を有する。 According to the present invention having such characteristics, the third step and the fourth step are performed in an inert gas atmosphere, and the light emitting and receiving element is sealed with the inert gas when the manufacture is completed. The optical communication module is manufactured in a state where the light emitting / receiving element does not touch the atmosphere. The optical component has a function as a component for sealing the light emitting / receiving element.
上記半田は、半田ペーストや半田バンプが用いられるものとする。半田バンプは、球状の半田ボールを含み、種々形状の塊状の半田が挙げられるものとする。特に受発光素子や電子部品に対応する半田に関しては、フリップチップ接合用に使用するあらゆる形態の半田が挙げられるものとする。また、上記不活性ガスは、窒素ガスやアルゴンガス等が挙げられるものとする。 As the solder, solder paste or solder bumps are used. The solder bump includes spherical solder balls, and includes various shapes of bulk solder. In particular, regarding solder corresponding to light emitting / receiving elements and electronic components, all forms of solder used for flip chip bonding can be cited. In addition, examples of the inert gas include nitrogen gas and argon gas.
請求項1に記載された本発明によれば、光通信モジュールの生産性向上を図ることが可能な製造方法を提供することができるという効果を奏する。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to provide a manufacturing method capable of improving the productivity of the optical communication module.
請求項2に記載された本発明によれば、大気による、受発光素子やこの受発光面の酸化、結露、ゴミ付着等による劣化を防止することができるという効果を奏する。 According to the second aspect of the present invention, there is an effect that it is possible to prevent deterioration of the light emitting / receiving element and the light emitting / receiving surface due to the atmosphere due to oxidation, dew condensation, dust adhesion, and the like.
以下、図面を参照しながら説明する。図1は本発明の光通信モジュールの製造方法の一実施の形態を示す模式的な図であり、(a)は光通信モジュールを含む光コネクタの構成図、(b)は光通信モジュールの斜視図である。また、図2は光通信モジュールの製造工程に係る図であり、(a)はフローチャート、(b)は製造工程の模式図、図3は基板の斜視図、図4は仮固定工程における第一工程と第二工程の説明図、図5は仮固定工程における第三工程の説明図、図6は仮固定工程における第四工程の説明図、図7は製造直後の光通信モジュールの斜視図である。 Hereinafter, description will be given with reference to the drawings. 1A and 1B are schematic views showing an embodiment of a method for manufacturing an optical communication module of the present invention. FIG. 1A is a configuration diagram of an optical connector including the optical communication module, and FIG. 1B is a perspective view of the optical communication module. FIG. 2 is a diagram related to the manufacturing process of the optical communication module, (a) is a flowchart, (b) is a schematic diagram of the manufacturing process, FIG. 3 is a perspective view of the substrate, and FIG. 4 is the first in the temporary fixing process. FIG. 5 is an explanatory view of the third step in the temporary fixing step, FIG. 6 is an explanatory view of the fourth step in the temporary fixing step, and FIG. 7 is a perspective view of the optical communication module immediately after manufacturing. is there.
図1において、引用符号1は本発明の製造方法により製造された光通信モジュールを示している。また、引用符号2は光通信モジュール1を備えてなる装置の一例としての光コネクタを示している。光コネクタ2は、光通信モジュール1と、光コネクタハウジング3とを備えて構成されている。光コネクタ2は、光通信モジュール1を介して例えばマザーボード4に電気的に接続されている。また、光コネクタ2は、光コネクタハウジング3を介してマザーボード4に固定されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 indicates an optical communication module manufactured by the manufacturing method of the present invention. Reference numeral 2 indicates an optical connector as an example of an apparatus including the optical communication module 1. The optical connector 2 includes an optical communication module 1 and an
光コネクタ2は、接続相手となる光コネクタ5の嵌合が生じると、この光コネクタ5と光通信モジュール1とが光学的に接続するような構造になっている。接続相手となる光コネクタ5は、光ファイバ6の端末に設けられるフェルール7と、このフェルール7を収納する光コネクタハウジング8と、フェルール7を付勢する弾性部材9とを備えて構成されている。
The optical connector 2 is structured such that the
以下、図1ないし図7を参照しながら光通信モジュール1について説明する。先ず、構成の一例について説明し、次いで、光通信モジュール1の製造方法について説明する。 Hereinafter, the optical communication module 1 will be described with reference to FIGS. First, an example of the configuration will be described, and then a method for manufacturing the optical communication module 1 will be described.
本形態の光通信モジュール1は、特に限定するものでないが、一芯双方向光通信を可能とするものであって、基板10と、受発光素子11、11と、変復調IC(電子部品)12と、光学部品13と、光ファイバ支持部品14とを備えて構成されている。本形態の受発光素子11、11は、図中左側がVCSEL(垂直共振器面発光レーザー)、右側がPD(フォトダイオード)となっている(一例であるものとする)。また、本形態の光学部品13は、光合分波素子となっている(一例であるものとする)。
The optical communication module 1 of the present embodiment is not particularly limited, but enables single-core bidirectional optical communication, and includes a
基板10は、プラットホーム及びTRX基板となるものであって、本形態では一般的なプリント基板(ガラスエポキシ基板(FR4基板)等)が用いられている。この基板10の表面には、所望の経路となるプリントパターンが設けられている。プリントパターンには、引用符号15で示すVCSEL用パッド(基板側第一金属パッド)、引用符号16で示すPD用パッド(基板側第一金属パッド)、引用符号17で示す電子部品用パッド(基板側第二金属パッド)、引用符号18で示す光学部品用パッド(基板側第三金属パッド)、引用符号19で示す光ファイバ支持部品用パッド(基板側第四金属パッド)がそれぞれ複数箇所に設けられている。
The
光学部品用パッド18は、VCSEL用パッド15及びPD用パッド16の外側でこれらを略囲むように配置形成されている。本形態での光学部品用パッド18は、受発光素子11、11と変復調IC12との間の配線のために、一部分断されたような状態に形成されている(受発光素子11からの配線を基板10の内層に設けた場合等、基板表面に配線が存在しない時には、光学部品用パッド18を分断する必要性はないものとする)。光ファイバ支持部品用パッド19は、光学部品用パッド18及び電子部品用パッド17の外側で基板10の四隅近くにそれぞれ配置形成されている。
The
プリントパターンは、この形状が各種金属パッド(16〜19)の形状及び幅等に合わせて形成されている。基板10の表面において、引用符号20は作動伝送回路、引用符号21はインターフェースピン接続部をそれぞれ示している。
The printed pattern is formed in accordance with the shape and width of various metal pads (16 to 19). On the surface of the
プリントパターンは、光軸となる基準点A(光軸となる点A)が基準となって寸法設計されている。プリントパターンは、光軸に対する寸法誤差が小さくなるように寸法設計されている。このようなプリントパターンに設けられる各種金属パッド(16〜19)は、当然ながら基準点Aが基準となって寸法設計され、光軸に対する寸法誤差が小さくなるようになっている。 The print pattern is dimensionally designed with reference point A (point A serving as the optical axis) serving as the optical axis as a reference. The printed pattern is dimensioned so that the dimensional error with respect to the optical axis is small. Naturally, the various metal pads (16 to 19) provided in such a printed pattern are dimensionally designed based on the reference point A so that a dimensional error with respect to the optical axis is reduced.
各種金属パッド(16〜19)には、シルク印刷、又はハンダジェットプリンタにより、半田ペースト22が印刷されるようになっている。本発明では、各種金属パッド(16〜19)に、対応する部品を実装した後、後述するセルフアライメント効果を利用することで、各部品と光軸とが高精度に合うようなものになっている。
The
受発光素子11は、フリップチップ実装可能な既知の素子であって、受発光素子側金属パッド23を複数有している。尚、受発光素子11は、上記の如く既知の素子(VCSEL、PD)であることから、ここでの詳細な説明は省略するもとする。図中において、受発光素子側金属パッド23には、半田バンプ24が設けられている。
The light emitting / receiving
変復調IC12は、フリップチップ実装可能な既知の電子部品であって、電子部品側金属パッド25を複数有している。変復調IC12は、受発光素子11に関するものであって既知の電子部品であることから、ここでの詳細な説明は省略するもとする。図中において、電子部品側金属パッド25には、受発光素子11と同様に半田バンプ24が設けられている。
The
光学部品13は、受発光素子11、11と光ファイバ6との間に介在して光信号を伝送する透明な部品であって、この光学部品13の本体26は、内部に光導波路27を有している。光導波路27は、特に符号を付さないが、図示の如く二つの45°ミラーを有している。光学部品13、言い換えれば本体26は、受発光素子11、11を覆うことができるような例えば図示の形状に形成されている。
The
本体26には、光学部品側金属パッド28が設けられている。この光学部品側金属パッド28には、半田バンプ29が設けられている。半田バンプ29は、所望の半田量に調整されており、実装後の光学部品13の高さを決めることができるようになっている。すなわち、半田量の調整によって、受発光素子11との安全な間隔及び最も光結合の良い距離が確保されるようになっている。尚、光学部品13の変形例については後述する。光学部品13は例えばレンズやレンズを有する構成等であっても良いものとする。
The
光ファイバ支持部品14は、光ファイバ6の端末のフェルール7を所定位置に案内するスリーブ30と、このスリーブ30の基端部に連成されるスリーブ支持台31とを有している。スリーブ30とスリーブ支持台31は、一体に形成されている。スリーブ支持台31には、四つの脚部32が形成されている。それぞれの脚部32には、支持部品用金属パッド33が設けられている。図中において、支持部品用金属パッド33には、半田バンプ34が設けられている。スリーブ支持台31は、受発光素子11、11、変復調IC12、及び光学部品13を覆うことができるような例えば図示の形状に形成されている。
The optical
次に、光通信モジュール1の製造について説明する。光通信モジュール1は、基板10と受発光素子11と光学部品13と変復調IC12と光ファイバ支持部品14とを一括して位置決め固定し、これによって個々に調芯・固定を行うような工程を不要にする製造方法を採用して製造されている。
Next, manufacture of the optical communication module 1 will be described. In the optical communication module 1, the
光通信モジュール1の製造方法は、図2(a)のフローチャートに示す如く、半田(半田ペースト)印刷工程、第一工程〜第四工程を含む仮固定工程を行い、この後に半田一括溶融接合工程と半田冷却工程とを行うような製造法となっている。 As shown in the flowchart of FIG. 2A, the method for manufacturing the optical communication module 1 includes a solder (solder paste) printing process, a temporary fixing process including a first process to a fourth process, and then a solder batch melting and bonding process. And a solder cooling process.
半田(半田ペースト)印刷工程、第一工程〜第四工程を含む仮固定工程、及び半田一括溶融接合工程は、窒素ガス雰囲気中で行われるものとする(少なくとも第三工程から半田一括溶融接合工程まで窒素ガス雰囲気中で行うことが好ましいものとする)。 The solder (solder paste) printing step, the temporary fixing step including the first step to the fourth step, and the solder batch melting and bonding step are performed in a nitrogen gas atmosphere (from the third step to the solder batch melting and bonding step). Up to nitrogen gas atmosphere).
半田(半田ペースト)印刷工程は、基板10のパターニングや半田ペースト22の印刷等を行う工程である。この工程においては、シルク印刷、又はハンダジェットプリンタにより、各種金属パッド(16〜19)に半田ペースト22が印刷される。尚、特に説明しないが、各部品の半田バンプ製造等は必要な時点で行われるものとする。
The solder (solder paste) printing process is a process of patterning the
第一工程は、受発光素子11、11を基板10に対して仮固定する工程であり、この第一工程においては、受発光素子11、11の受発光素子側金属パッド23と基板10のVCSEL用パッド15及びPD用パッド16との間に半田バンプ24や半田ペースト22を介在させた状態で受発光素子11、11が基板10に仮固定(マウント)される。尚、受発光素子11、11を含む各部品の仮固定には、専用のマウンタが用いられるものとする。
The first step is a step of temporarily fixing the light emitting / receiving
第二工程は、変復調IC12を基板10に対して仮固定する工程であり、この第二工程においては、変復調IC12の電子部品側金属パッド25と基板10の電子部品用パッド17との間に半田バンプ24や半田ペースト22を介在させた状態で変復調IC12が基板10に仮固定される。
The second step is a step of temporarily fixing the modulation /
第三工程は、仮固定状態の受発光素子11、11を覆うように光学部品13を基板10に対して仮固定する工程であり、この第三工程においては、光学部品13の光学部品側金属パッド28と基板10の光学部品用パッド18との間に半田バンプ29や半田ペースト22が介在した状態で光学部品13が基板10に仮固定される。
The third step is a step of temporarily fixing the
尚、光学部品用パッド18は、上記の如く一部分断された部分を有している。この一部分断された部分に関し、光学部品13は、一部分断された部分に対応する位置に熱硬化性樹脂35が塗布されている(熱硬化性樹脂35に替えてアンダーフィルの充填にしても良いものとする)。光学部品13は、熱硬化性樹脂35が塗布された状態で基板10に仮固定される。光学部品13が基板10に仮固定されると、熱硬化性樹脂35は基板10の一部分断された部分を埋めるような状態になる。
The
第四工程は、仮固定状態の光学部品13を覆うように光ファイバ支持部品14を基板10に対して仮固定する工程であり、この第四工程においては、光ファイバ支持部品14の支持部品用金属パッド33と基板10の光ファイバ支持部品用パッド19との間に半田バンプ34や半田ペースト22を介在させた状態で光ファイバ支持部品14が基板10に仮固定される。
The fourth step is a step of temporarily fixing the optical
一連の仮固定工程が完了すると次の工程となる半田一括溶融接合工程へと移行する。半田一括溶融接合工程は、各部品を仮固定した基板10をリフロー炉(図示省略)に入れて半田(半田バンプや半田ペースト)を一括して溶融させ、これによりリフロー接合する工程であり、この半田一括溶融接合工程においては、溶融した半田の表面張力によるセルフアライメント効果を得て無調芯で高精度に位置決めが行われる。
When a series of temporary fixing processes are completed, the process proceeds to a solder batch melting and joining process which is the next process. The solder batch fusion bonding step is a step in which the
そして、この後に各部品は、半田冷却工程において半田が冷却されると、高精度の位置決め状態のまま基板10に対し完全に固定される。各部品の位置決め及び固定がなされると、光通信モジュール1の製造が完了する。尚、上記の熱硬化性樹脂35が硬化すると、受発光素子11、11の上記窒素ガスによる封止も完了する。光通信モジュール1は、受発光素子11、11が大気に触れないような状態で、言い換えれば劣化防止を施した状態で製造される。
After that, when the solder is cooled in the solder cooling process, each component is completely fixed to the
上記の工程を経ることにより、各部品が一括して位置決め固定される。従って、生産性の良い製造方法により光通信モジュール1を製造することができる。このような効果の他に特徴的なことは、リフロー時のセルフアライメント効果による光軸合わせに関し、光軸合わせに必要な精度は一般的なプリント基板に対する部品実装工程の範疇(プリントパターン形成、半田量、部品側の金属パッドパターン形成)に集約することができ、これによってアクティブアライメント法のようなアライメント作業工程を省くことができる。 Through the above steps, the components are positioned and fixed together. Therefore, the optical communication module 1 can be manufactured by a manufacturing method with good productivity. In addition to these effects, the characteristic is related to optical axis alignment by the self-alignment effect during reflow, and the accuracy required for optical axis alignment is the category of component mounting processes on general printed circuit boards (print pattern formation, soldering). The amount of the metal pad pattern on the component side), thereby eliminating the alignment work step such as the active alignment method.
本発明は、自動化が可能なプリント基板への半田印刷、部品のマウント、リフロー工程のみで光通信モジュール1の製造が可能であるので、従来よりも生産性を格段に向上させることができる。 According to the present invention, since the optical communication module 1 can be manufactured only by solder printing on a printed circuit board that can be automated, component mounting, and a reflow process, the productivity can be significantly improved as compared with the prior art.
図8は光通信モジュールの変形例を示している。図8の光通信モジュール1′は、90°曲げを可能にした図示のような形状の光学部品13′と、この光学部品13′に対応するようにスリーブ30の向きを変えた光ファイバ支持部品14′とを有している。光通信モジュール1′は、マザーボード4(図1参照)に対する電気的な接続方向を変えることが可能になっている。
FIG. 8 shows a modification of the optical communication module. The optical communication module 1 'shown in FIG. 8 includes an optical component 13' having a shape as shown in the figure capable of bending by 90 °, and an optical fiber support component in which the orientation of the
図9は光学部品の変形例を示している。図9の光学部品41は、図1の光学部品13に対する変形例であって、光導波路42の形状が異なっている。光導波路42は、二つの45°ミラー43を有しており、略クランク状の細長い図示の経路となっている。尚、本体26や光学部品側金属パッド28は上記と基本的に同じであるものとする。引用符号Bで示す部分は、半田固定後に例えばアンダーフィルを充填する部分となっている。
FIG. 9 shows a modification of the optical component. The
図9(b)において、光学部品41を実装する基板10に関し、ここでの受発光素子11、11は、図中右側がVCSEL(垂直共振器面発光レーザー)、左側がPD(フォトダイオード)となっている。引用符号Cで示す部分は、伝送路44の存在によって、半田固定後に例えばアンダーフィルを充填する部分となっている。
In FIG. 9B, regarding the
図10ないし図13を参照しながら光学部品41の製造について説明する。図10に示す如く、凸パターン51を有する凸成形金型52を用いて、透明な基板部53、及び光導波路を形成する凹パターン54を形成する。次に、図11(a)に示す如く、基板部53よりも屈折率の高い例えばUV硬化接着剤55等のコア剤及び接着剤を凹パターン54の体積よりも多く凹パターン54の部分に流し込む。次に、図11(b)に示す如く、パターンの存在しないもう一つの基板部56を圧着してUV硬化接着剤55を硬化させる。これにより図12(a)に示す如くの光導波路57を複数有する基板塊58を形成する。次に、図12(b)に示す如く切り分けを行い、さらに図13(a)に示す如く光導波路57の端面がある面を研磨して本体26を形成する。そしてこの後、図13(b)、(c)に示す如く、光学部品側金属パッド28や半田バンプ29を設けると、一連の製造工程が完了する。
The manufacture of the
図14の光学部品61は図8の光学部品13′に対応した例である。90°曲げを可能にした光導波路62を有している。尚、引用符号Bで示す部分が上記他の例と異なっている。光学部品63は、波長多重通信等を実現する場合に、ノイズ成分となる信号がRXに悪影響を与える程大きい時に、光導波路62の途中に波長選択フィルタ64を挿入した例である。
The
図15は二芯双方向光通信を可能とする光学部品71、72の例である。光学部品71の一対の光導波路73は真っ直ぐに形成されている。また、光学部品72の一対の光導波路74は、45°ミラー75を有してL字状に形成されている。
FIG. 15 shows an example of
その他、本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。 In addition, it goes without saying that the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.
尚、上記説明の光コネクタ2は、光通信のみを行うことができる構成となっているが、これに限らず例えば電気コネクタと光コネクタとを一体化したような構成のハイブリッドコネクタであっても良いものとする。また、接続相手となる光コネクタ5は、光コネクタのピッグテール部分となるように構成しても良いものとする。さらに、図8の光通信モジュール1′に関しては、図示のような構成で光コネクタのピッグテール部分に対応するようにしても良いものとする。
The optical connector 2 described above is configured to perform only optical communication. However, the present invention is not limited to this, and for example, even a hybrid connector configured such that an electrical connector and an optical connector are integrated. Be good. The
ここで本発明に関しての補足説明をする。近年、アライメント作業工程やワイヤボンディングでは時間がかかり、コストアップの要因になるという指摘がある。また、近年では、より高速な通信帯域が求められ、高速伝送が可能な回路設計が必要になることが予測される。従って、低コストで通信帯域の高い光通信モジュール(FOTを含む。(1)生産性が高い、(2)光結合性が良い、(3)小型、(4)現行品の50〜150Mbps程度に対して例えば2.5Gbps以上の高速な通信帯域にも対応したもの)が今後必要になると考えられる。 Here, a supplementary explanation regarding the present invention will be given. In recent years, it has been pointed out that alignment work processes and wire bonding take time and increase costs. In recent years, a higher-speed communication band is required, and it is predicted that a circuit design capable of high-speed transmission will be required. Therefore, low-cost optical communication modules with high communication bandwidth (including FOT. (1) High productivity, (2) Good optical coupling, (3) Small size, (4) About 50-150 Mbps of current products On the other hand, it is considered that a high-speed communication band of 2.5 Gbps or more, for example, will be required in the future.
本発明では、一般に生産性が高いとされる面実装工程のうち、リフロー工程に光学的な調芯機能、部品の固定機能、受発光素子の封止機能を持たせることで、上記(1)、(2)を満たし、また、一般的に面実装に用いられるプリント基板にて高密度で高速通信可能な回路パターン設計を行い、上記(3)、(4)を満たすことで、将来の要求を満足させる光通信モジュールを高速に製造することができるようになっている。 In the present invention, among the surface mounting processes generally considered to have high productivity, the reflow process is provided with an optical alignment function, a component fixing function, and a light emitting / receiving element sealing function. , Satisfying (2) and designing circuit patterns capable of high-speed and high-speed communication on a printed circuit board generally used for surface mounting, and satisfying (3) and (4) above, An optical communication module that satisfies the above can be manufactured at high speed.
A 基準点
1 光通信モジュール
2 光コネクタ
3 光コネクタハウジング
4 マザーボード
5 光コネクタ
6 光ファイバ
7 フェルール
8 光コネクタハウジング
9 弾性部材
10 基板
11 受発光素子
12 変復調IC(電子部品)
13 光学部品
14 光ファイバ支持部品
15 VCSEL用パッド(基板側第一金属パッド)
16 PD用パッド(基板側第一金属パッド)
17 電子部品用パッド(基板側第二金属パッド)
18 光学部品用パッド(基板側第三金属パッド)
19 光ファイバ支持部品用パッド(基板側第四金属パッド)
20 作動伝送回路
21 インターフェースピン接続部
22 半田ペースト(半田)
23 受発光素子側金属パッド
24 半田バンプ(半田)
25 電子部品側金属パッド
26 本体
27 光導波路
28 光学部品側金属パッド
29 半田バンプ(半田)
30 スリーブ
31 スリーブ支持台
32 脚部
33 支持部品用金属パッド
34 半田バンプ(半田)
35 熱硬化性樹脂
A reference point 1 optical communication module 2
13
16 Pad for PD (first metal pad on substrate side)
17 Pad for electronic parts (second metal pad on substrate side)
18 Optical component pads (third metal pads on the substrate side)
19 Optical fiber support component pad (substrate side fourth metal pad)
20
23 Light emitting / receiving element
25 Electronic Component
30
35 Thermosetting resin
Claims (2)
前記基板表面に設けた基板側第二金属パッドと電子部品に設けた電子部品側金属パッドとの間に半田を介在させた状態で前記電子部品を前記基板表面に仮固定する第二工程、
前記基準点に基づいて前記基板側第一金属パッドの外側に設けた基板側第三金属パッドと光学部品に設けた光学部品側金属パッドとの間に半田を介在させた状態で、仮固定状態の前記受発光素子を覆うように前記光学部品を前記基板表面に仮固定する第三工程、及び、
前記基準点に基づいて前記基板側第三金属パッドの外側に設けた基板側第四金属パッドと光ファイバ支持部品に設けた支持部品側金属パッドとの間に半田を介在させた状態で、仮固定状態の前記光学部品を覆うように前記光ファイバ支持部品を前記基板に仮固定する第四工程、を含む各部品の前記基板に対する仮固定工程を行った後に、
前記基板全体の前記半田を一括して溶融させてリフロー接合する半田一括溶融接合工程と、半田冷却工程とを行う
ことを特徴とする光通信モジュールの製造方法。 The light emitting / receiving element is placed on the substrate surface with solder interposed between the first metal pad on the substrate side provided on the substrate surface based on the reference point of the substrate and the metal pad on the light emitting / receiving element side provided on the light emitting / receiving element. The first step of temporarily fixing to,
A second step of temporarily fixing the electronic component to the substrate surface in a state where solder is interposed between the substrate-side second metal pad provided on the substrate surface and the electronic component-side metal pad provided on the electronic component;
Temporarily fixed state with solder interposed between the substrate-side third metal pad provided outside the substrate-side first metal pad and the optical component-side metal pad provided on the optical component based on the reference point A third step of temporarily fixing the optical component to the substrate surface so as to cover the light emitting / receiving element of
In a state where solder is interposed between the substrate-side fourth metal pad provided outside the substrate-side third metal pad based on the reference point and the support component-side metal pad provided in the optical fiber support component, After performing a temporary fixing step on the substrate of each component, including a fourth step of temporarily fixing the optical fiber support component to the substrate so as to cover the optical component in a fixed state,
A method of manufacturing an optical communication module, comprising: performing a solder batch melting and joining step of melting the solder on the whole substrate at once and performing reflow joining; and a solder cooling step.
少なくとも前記第三工程及び前記第四工程を不活性ガス雰囲気中で行うとともに、前記光学部品で覆った前記受発光素子の周囲を前記光学部品の半田で封止、若しくは該半田と前記光学部品に塗布した熱硬化性樹脂又は充填したアンダーフィルとで封止する
ことを特徴とする光通信モジュールの製造方法。 In the manufacturing method of the optical communication module according to claim 1,
At least the third step and the fourth step are performed in an inert gas atmosphere, and the periphery of the light emitting / receiving element covered with the optical component is sealed with solder of the optical component, or the solder and the optical component are sealed Sealing with applied thermosetting resin or filled underfill. A method for manufacturing an optical communication module.
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JP2012515441A (en) * | 2009-01-15 | 2012-07-05 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Optoelectronic device manufacturing method and optoelectronic device |
WO2014013713A1 (en) * | 2012-07-20 | 2014-01-23 | 日本電気株式会社 | Optical module and method for producing same |
JP2020030385A (en) * | 2018-08-24 | 2020-02-27 | 日本電信電話株式会社 | Optical module |
WO2020145260A1 (en) * | 2019-01-10 | 2020-07-16 | 日本電信電話株式会社 | Optical module |
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2007
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012515441A (en) * | 2009-01-15 | 2012-07-05 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Optoelectronic device manufacturing method and optoelectronic device |
WO2014013713A1 (en) * | 2012-07-20 | 2014-01-23 | 日本電気株式会社 | Optical module and method for producing same |
JP2020030385A (en) * | 2018-08-24 | 2020-02-27 | 日本電信電話株式会社 | Optical module |
WO2020040022A1 (en) * | 2018-08-24 | 2020-02-27 | 日本電信電話株式会社 | Optical module |
JP7103059B2 (en) | 2018-08-24 | 2022-07-20 | 日本電信電話株式会社 | Optical module |
WO2020145260A1 (en) * | 2019-01-10 | 2020-07-16 | 日本電信電話株式会社 | Optical module |
JP2020112654A (en) * | 2019-01-10 | 2020-07-27 | 日本電信電話株式会社 | Optical module |
JP7135871B2 (en) | 2019-01-10 | 2022-09-13 | 日本電信電話株式会社 | optical module |
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