JP2009081225A - Optical communication module and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信機器として用いられる光通信モジュール及びその製造方法に関する。本発明は、特に、表面実装法を用いて基板上に送受信用の光学素子をまとめて搭載する光通信モジュール及びその製造方法に関する。
The present invention relates to an optical communication module used as a communication device and a manufacturing method thereof. The present invention particularly relates to an optical communication module in which optical elements for transmission / reception are collectively mounted on a substrate using a surface mounting method, and a method for manufacturing the same.
FTTH (Fiber To The Home)を代表とする光通信ネットワークにおいては、一芯双方向の光通信方式が普及しつつある。一芯双方向の光通信方式では、局舎とユーザ間を1本の光ファイバでつなぎ、異なる波長を持つ2種類の光をそれぞれ送信信号、受信信号として双方向の通信を行なう。 In an optical communication network represented by FTTH (Fiber To The Home), a single-core bidirectional optical communication system is becoming widespread. In the single-core bidirectional optical communication system, the office building and the user are connected by a single optical fiber, and bidirectional communication is performed using two types of light having different wavelengths as transmission signals and reception signals, respectively.
従来の双方向光通信モジュールにおいては、送信部であるレーザモジュールと受信部であるフォトダイオードを別々にパッケージングする。そして、これらのモジュール(送信モジュール、受信モジュール)と、送信光及び受信光を分岐する波長分波器(波長フィルタ)とを一つにまとめてパッケージングする。これにより双方向通信が実現される。 In a conventional bidirectional optical communication module, a laser module as a transmission unit and a photodiode as a reception unit are packaged separately. Then, these modules (transmission module, reception module) and a wavelength demultiplexer (wavelength filter) that branches the transmission light and the reception light are packaged together. Thereby, bidirectional communication is realized.
しかしながら、このような方式においては、パッケージングされた送信モジュール及び、受信モジュールについて別々に調整(光軸調整など)する必要が有るため、製作コストが大きくなる。また、モジュール全体が大きくなり、小型化が難しいという問題があった。 However, in such a system, since it is necessary to separately adjust (such as optical axis adjustment) for the packaged transmission module and the reception module, the manufacturing cost increases. In addition, there is a problem that the entire module becomes large and it is difficult to reduce the size.
これらの問題を解決する方法としては、特許文献1(特開2006−154535号公報)などに記載の一芯双方向光通信モジュールが提案されている。特許文献2等に記載のモジュールにおいては、送信部と受信部、及び波長フィルタをまとめて一つの基板に搭載している。これにより、光通信モジュールの小型化、低コスト化を実現している。 As a method for solving these problems, a single-core bidirectional optical communication module described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-154535) has been proposed. In the module described in Patent Document 2 and the like, the transmitter, the receiver, and the wavelength filter are collectively mounted on one substrate. Thereby, miniaturization and cost reduction of the optical communication module are realized.
図1は、特許文献1に開示された従来の一芯双方向光通信モジュールの構造を示す斜視図である。図2は、図1の側面A(受信側)及び側面B(送信側)から観察した様子を示す側面図である。図1及び図2において、支持基板であるシリコン基板100上には、実装時の素子との位置合わせに用いられるアライメントマーク109と、横方向から見た断面形状がV字形状となるV溝101,102が異方性エッチングにより形成されている。この基板100上に、送信用の光を放射するレーザチップ(LD)103、送信側レンズ104、受信側レンズ105、光信号を電気信号に変換する受光素子(PD)106、ガラス素子107、波長フィルタ108を搭載し、光通信モジュールを作製する。
FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a conventional single-core bidirectional optical communication module disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG. FIG. 2 is a side view showing a state observed from side A (reception side) and side B (transmission side) of FIG. 1 and 2, on a
次に、特許文献1に開示された光通信モジュールによる双方向通信の方法について説明する。図3は、図1に示す従来の光通信モジュールの光路を示す平面図である。図4は、図1に示す従来の光通信モジュールの光路を、受信側と送信側に分けて示す側面図である。図3及び図4に示すように、送信時においては、LD103から出射される送信光119は、直近のレンズ204によってコリメートされ、波長フィルタ108を介した後、ボールレンズ114によって光ファイバ112に集光される。
Next, a bidirectional communication method using the optical communication module disclosed in Patent Document 1 will be described. FIG. 3 is a plan view showing an optical path of the conventional optical communication module shown in FIG. FIG. 4 is a side view showing the optical path of the conventional optical communication module shown in FIG. 1 separately for the reception side and the transmission side. As shown in FIGS. 3 and 4, at the time of transmission, the
受信時においては、光ファイバ112から出射された受信光120がボールレンズ114によって回折された後、波長フィルタ108の反射膜によって90°屈折して受信側のレンズ105に達する。受信光120はレンズ105において回折した後、受光側のV溝102内を通過し、V溝102の終端面に形成された反射面(図示せず)で反射し、ガラス素子107を介してその上面に実装されたPD106の受光面に到達する。
At the time of reception, the
上記の方式による双方向の通信では、ノイズの影響を避けるために一つの基板上に実装されるLD103とPD106はそれぞれ電気的、光学的に分離(絶縁)されている必要がある。そのため、基板100とPD106との間にはガラス素子107を配置し、基板100とガラス素子107との接着には、接着樹脂(122)を使用している。
In bidirectional communication by the above method, the
図5〜図7は、図1に示す従来の光通信モジュールの組み立て工程の一部を示す上面図及び側面図である。ここで、図5は接着樹脂を塗布する前の状態;図6は接着樹脂を塗布した状態;図7は接着樹脂の上に素子を搭載した状態を各々示す。 5 to 7 are a top view and a side view showing a part of the assembly process of the conventional optical communication module shown in FIG. 5 shows a state before applying the adhesive resin; FIG. 6 shows a state where the adhesive resin is applied; and FIG. 7 shows a state where the element is mounted on the adhesive resin.
図5に示す状態から、まず、図6に示すように、基板100のV溝101,102の周辺に接着樹脂122を塗布する。次に、図7に示すように、ガラス素子107を押し付けた状態で熱による硬化を行い、接着する。
From the state shown in FIG. 5, first, as shown in FIG. 6, an
図8は、図1に示す従来の光通信モジュールの問題点を示すための説明図(側面図)である。図9は、図1に示す従来の光通信モジュールの問題点を示すための説明図(側面図・受信側光路)である。 FIG. 8 is an explanatory view (side view) for illustrating problems of the conventional optical communication module shown in FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram (side view / reception side optical path) for illustrating the problems of the conventional optical communication module shown in FIG.
特許文献1に記載の方式によると、図8に示すように、接着樹脂122の塗布時に接着樹脂122が過剰に塗布された場合や、素子の搭載時に接着樹脂122の上からガラス素子107を押し付けることにより樹脂122が基板100上を移動した場合に問題が発生する。すなわち、接着樹脂122がV溝102及びアライメントマーク109に流れ込む現象が起こる。
According to the method described in Patent Document 1, as shown in FIG. 8, when the
アライメントマーク109は、素子搭載時の画像認識工程において、基板100上における素子搭載位置を算出するための基準座標となる。このため、接着樹脂122がアライメントマーク109に流れ込んだ場合、接着樹脂122が影となり、アライメントマーク109を正確に認識できなくなる。その結果、画像認識において認識エラーが発生し、素子搭載が出来なくなるか、あるいは素子位置ずれの原因となる。
The
また、図9に示すように、V溝102に流れ込んだ接着樹脂122はV溝102内部を埋める形で固定され、反射層121を覆うことになる。このため、光ファイバから届く受信光120の経路が接着樹脂122によって塞がれ、PD106の受光部に受信光が正常に到達できなくなり、所望の受信性能が得られなくなる。
As shown in FIG. 9, the
ところで、半導体基板は、自然酸化膜により徐々に表面は親水性となる。あるいは、熱酸化処理を行うことにより、親水性となる。一方、光学素子の固定用として用いられる樹脂は疎水性である。このため、接着樹脂の塗布範囲の制御が難しく、歩留まり、工程時間に問題が発生していた。 By the way, the surface of the semiconductor substrate gradually becomes hydrophilic due to the natural oxide film. Or it becomes hydrophilic by performing a thermal oxidation treatment. On the other hand, the resin used for fixing the optical element is hydrophobic. For this reason, it is difficult to control the application range of the adhesive resin, resulting in problems in yield and process time.
特許文献2(特開2004−179578号公報)の図9には、アンダーフィル材の流れを制御するために、ソルダーレジストの表面の電子部品搭載領域に対応して疎水部を形成するとともに、前記疎水部を包囲するように親水部を形成することが開示されている。 In FIG. 9 of Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-179578), in order to control the flow of the underfill material, a hydrophobic portion is formed corresponding to the electronic component mounting region on the surface of the solder resist, and It is disclosed that a hydrophilic portion is formed so as to surround the hydrophobic portion.
本発明は上記のような状況に鑑みてなされたものであり、接着樹脂の流出による不具合を回避可能な光通信モジュール及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide an optical communication module capable of avoiding problems due to the outflow of adhesive resin and a method for manufacturing the same.
本発明の他の目的は、接着樹脂の塗布範囲の制御が容易な光通信モジュール及びその製造方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide an optical communication module in which the application range of the adhesive resin can be easily controlled and a method for manufacturing the same.
上記目的を達成するために、本発明の第1の態様は、半導体基板上に複数の光学素子を搭載して成る光通信モジュールにおいて、前記半導体基板には、送信光又は受信光の少なくとも一方が通過する光路溝が形成され、前記光学素子の少なくとも1つが接着樹脂によって前記半導体基板に接着される。そして、前記接着樹脂は、前記半導体基板上に形成される疎水性の第1の樹脂層と;当該第1の樹脂層の上に形成される第2の樹脂層とから成ることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided an optical communication module in which a plurality of optical elements are mounted on a semiconductor substrate, wherein at least one of transmission light and reception light is included in the semiconductor substrate. An optical path groove is formed, and at least one of the optical elements is bonded to the semiconductor substrate with an adhesive resin. The adhesive resin includes a hydrophobic first resin layer formed on the semiconductor substrate; and a second resin layer formed on the first resin layer. .
また、本発明の第2の態様に係る光通信モジュールの製造方法は、半導体基板を準備する工程と;前記半導体基板の表面に受信用又は送信用の光が通過する光路溝を形成する工程と;光学素子が搭載される前記半導体基板上の領域に疎水性の第1の樹脂層を形成する工程と;前記第1の樹脂層を硬化させる工程と;前記第1の樹脂層の上に第2の樹脂層を形成する工程と;前記第2の樹脂層を硬化させる前に、当該樹脂層の上に前記光学素子を搭載する工程と;前記光学素子を搭載した後に、前記第2の樹脂層を硬化させる工程とを含むことを特徴とする。 The method for manufacturing an optical communication module according to the second aspect of the present invention includes a step of preparing a semiconductor substrate; a step of forming an optical path groove through which light for reception or transmission passes on the surface of the semiconductor substrate; Forming a hydrophobic first resin layer in a region on the semiconductor substrate on which the optical element is mounted; curing the first resin layer; and forming a first layer on the first resin layer; Forming the second resin layer; mounting the optical element on the resin layer before curing the second resin layer; and mounting the optical element after mounting the optical element. And a step of curing the layer.
ここで、疎水性の第1の樹脂層は、少なくとも半導体基板表面の親水性よりも弱い親水性を有することが必要である。また、第1の樹脂層は第2の樹脂層の塗布範囲より広めに塗布することが好ましい。実際には、第2の樹脂層(接着樹脂)が塗布時又は光学素子搭載時に広がるため、最終的には第1の樹脂層と第2の樹脂層の塗布範囲は概ね等しくなる。
Here, the hydrophobic first resin layer needs to have hydrophilicity that is weaker than at least the hydrophilicity of the semiconductor substrate surface. The first resin layer is preferably applied wider than the application range of the second resin layer. Actually, since the second resin layer (adhesive resin) spreads at the time of application or when the optical element is mounted, finally, the application range of the first resin layer and the second resin layer becomes substantially equal.
上記のような構成の本発明によれば、親水性の半導体基板表面上に疎水性の第1の樹脂層を下地として塗布することにより、その上に塗布される第2の樹脂層の不規則なはみ出しが発生せず、所望の範囲に接着樹脂を塗布することが可能となる。 According to the present invention configured as described above, by applying the hydrophobic first resin layer as a base on the surface of the hydrophilic semiconductor substrate, the irregularity of the second resin layer applied thereon No protrusion occurs and the adhesive resin can be applied in a desired range.
その結果、接着樹脂がアライメントマークや光路溝に到達することを防止することができ、アライメントマークの形状が保たれ、また、光路溝内部における光路を確保することが可能となる。
As a result, the adhesive resin can be prevented from reaching the alignment mark or the optical path groove, the shape of the alignment mark can be maintained, and the optical path inside the optical path groove can be secured.
本実施例に係る光通信モジュールは、一枚のシリコン基板200上に送信と受信の両方の素子を一括して搭載することにより、光の双方向通信を実現する。シリコン基板200上に光路用のV溝(202)及びアライメントマーク(209)の直近に小溝(213)を形成する。これにより、樹脂塗布時または素子固定時の過剰な樹脂や素子押し付けによる樹脂の広がりによるアライメントマーク(209)及びV溝(202)への流れ込みを抑制する。その結果、精密な素子搭載工程を実現し、受信光の光路を確保する構造を持つ一芯双方向光通信モジュールを得ることができる。
The optical communication module according to the present embodiment implements two-way communication of light by mounting both transmitting and receiving elements together on a
図10は、本発明の第1実施例に係る光通信モジュールの構造を示す斜視図である。図11は、図10の側面A(受信側)及び側面B(送信側)から観察した様子を示す側面図である。 FIG. 10 is a perspective view showing the structure of the optical communication module according to the first embodiment of the present invention. FIG. 11 is a side view showing a state observed from the side surface A (reception side) and the side surface B (transmission side) in FIG.
本実施例に係る光通信モジュールにおいては、半導体基板(200)に送信光又は受信光の少なくとも一方が通過する光路溝(201,202)が形成され、光学素子の少なくとも1つが接着樹脂(222)によって半導体基板(200)に接着される。接着樹脂(222)は、半導体基板200上に形成される疎水性の第1の樹脂層(250)と;当該第1の樹脂層(250)の上に形成される第2の樹脂層(252)とから成る。
In the optical communication module according to the present embodiment, an optical path groove (201, 202) through which at least one of transmission light and reception light passes is formed in the semiconductor substrate (200), and at least one of the optical elements is an adhesive resin (222). Is adhered to the semiconductor substrate (200). The adhesive resin (222) includes a hydrophobic first resin layer (250) formed on the
光学素子としては、送信用の光(送信光)を出力する発光素子(203)と;受信した光(受信光)を電気信号に変換する受光素子(206)と;受光素子(203)に導かれる受信光と発光素子(203)から出力される送信光とを分岐する波長フィルタ(208)とを含むことができる。 As optical elements, a light emitting element (203) that outputs light for transmission (transmission light); a light receiving element (206) that converts received light (received light) into an electrical signal; and a light receiving element (203). The wavelength filter (208) which branches the received light and the transmission light output from a light emitting element (203) can be included.
光学素子として、更には、発光素子(203)から出力された送信光を回折する出力用シリコンレンズ(204)と、受光素子(206)に入射する受信光を回折する入力用シリコンレンズ(205)とを含むことができる。入力用シリコンレンズ(204)は光路溝(201)を基準に位置決めされる。また、受光素子(206)は、少なくとも底面の一部が光路溝上(202)に配置される。 As an optical element, an output silicon lens (204) that diffracts the transmitted light output from the light emitting element (203) and an input silicon lens (205) that diffracts the received light incident on the light receiving element (206). Can be included. The input silicon lens (204) is positioned with reference to the optical path groove (201). In addition, at least a part of the bottom surface of the light receiving element (206) is disposed on the optical path groove (202).
第1の樹脂層(250)としては、長鎖アルキル基を含むアクリル系樹脂や、エーテル結合を含まないポリイミド樹脂を使用することができる。第2の樹脂層(252)としては、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を使用することができる。 As the first resin layer (250), an acrylic resin containing a long-chain alkyl group or a polyimide resin containing no ether bond can be used. As the second resin layer (252), a thermosetting resin such as a polyimide resin or an epoxy resin can be used.
半導体基板200は、ダイシングによる溝が形成されたシリコンウェハーからなる。発光素子203としては、レーザーダイオード(LD)を使用することができる。受光素子206としては、フォトダイオード(PD)を使用することができる。
The
半導体基板200上に形成された、複数のアライメントマーク209と、横方向から見た断面形状がV字形状となるV溝201,202は、異方性エッチングによって形成される。
The plurality of alignment marks 209 formed on the
本実施例において、受光素子206は、接着樹脂222によって半導体基板200に搭載されるガラス部材207の上に固定される。ガラス部材207の受光素子206搭載面もしくは搭載面とは反対の面には、送信光を反射する反射膜(図示せず)が形成されている。ガラス部材207を介して受光素子206を半導体基板202に搭載することにより、1つの半導体基板200上に実装される発光素子203と受光素子206とが、電気的、光学的に分離(絶縁)される。
In this embodiment, the
半導体基板200には、当該基板200上の位置を定める凹状の複数のアライメントマーク209が更に形成されている。
The
受光素子206は、半導体基板からなる本体部と、当該本体部の底面側(ガラス部材207側)に形成された受光部とを備えている。また、基板200とガラス部材207との間(ガラス部材207の底面)には、発光素子203から出力された送信光等の不要な光を遮断する波長フィルタ(図示せず)が設けられている。
The
本実施例に係る光送受信モジュールは、更に、発光素子203から出力された送信光219を回折する出力用シリコンレンズ204と、受光素子206に入射する受信光220を回折する入力用シリコンレンズ205とを備えている。ここで、シリコンレンズ204,205は断面がV字状の光路溝201,202を基準に位置決めされる。受光素子206は、少なくとも底面の一部が光路溝202上に配置される。光路溝202には、入力用シリコンレンズ205によって回折された受信光220を受光素子206に導く反射部材(224)が設けられている。
The optical transceiver module according to the present embodiment further includes an
シリコンレンズ204、205は、図10等に示すように、角柱状の支持部に同じ厚さの円柱状のレンズ部を形成した構造となっている。そして、円柱状のレンズ部の外周が断面V字状の光路溝201、202の傾斜した内壁面に接することにより芯決めされる。
As shown in FIG. 10 and the like, the
なお、シリコンレンズ204、205;波長フィルタ208;発光素子203;受光素子206;光路溝(V溝)201,202等の個々の基本的な構成については、特開2006−154535号公報に開示されたものを採用することができる。
The basic configurations of the
図12は、図10に示す第1実施例に係る光通信モジュールの光路を示す平面図である。図13は、図10に示す第1実施例に係る光通信モジュールの光路を、受信側と送信側に分けて示す側面図である。本実施例の光通信モジュールによる双方向通信の方法について説明する。図12及び図13に示すように、送信時においては、LD203から出射される送信光219は、直近のシリコンレンズ204によってコリメートされる。その後、波長フィルタ208を介してボールレンズ214に入射し、光ファイバ212に集光される。
FIG. 12 is a plan view showing an optical path of the optical communication module according to the first embodiment shown in FIG. FIG. 13 is a side view showing the optical path of the optical communication module according to the first embodiment shown in FIG. 10 separately for the reception side and the transmission side. A bidirectional communication method using the optical communication module of this embodiment will be described. As shown in FIGS. 12 and 13, during transmission, the
一方、受信時においては、光ファイバ212から出射された受信光220がボールレンズ214によって回折された後、波長フィルタ208の反射膜によって90°屈折して受信側のシリコンレンズ205に達する。受信光220はシリコンレンズ205において回折した後、受光側の光路溝202内を通過し、溝202の終端面に形成された反射面224(図17参照)に達する。溝202の反射面224で反射した光は、ガラス素子207を介してその上面に実装された受光素子206の受光面に到達する。
On the other hand, at the time of reception, the received light 220 emitted from the
本実施例に係る光通信モジュールに使用されるシリコン基板200の加工(製造)に際しては、先ず、基板200上にレジストを塗布し、基板設計の図面を元に素子搭載のためのV溝パターン(201,202)、位置合わせ用のアライメントパターン(209)、フィルタ搭載面作製パターン(248)を露光形成する。次に、この基板200をウェットエッチングすることにより、素子搭載のためのV溝201,202、位置合わせ用のアライメントマーク209を形成する。この時、それぞれの溝の深さはエッチングの時間とパターンの幅によって決定され、パターン幅が狭いほど深さは小さくなる。
In processing (manufacturing) the
次に、素子搭載用のV溝201,202の断面を出すためにダイシングライン205に沿ってダイシングを行う。その後、基板間を分離するためにダイシングライン252に沿ってダイシングを行い、チップを個片化する。
Next, dicing is performed along a
図14〜図18は、本実施例に係る光通信モジュールの製造工程の一部を示す上面図及び側面図であり、チップを個片化した後の工程を示す。なお、接着樹脂の塗布、シリコンレンズなどの光学素子の搭載はチップを個片化する前に行うことも可能である。 14 to 18 are a top view and a side view showing a part of the manufacturing process of the optical communication module according to the present embodiment, showing the process after the chips are separated. The application of the adhesive resin and the mounting of an optical element such as a silicon lens can be performed before the chips are separated.
本発明に係る光通信モジュールの製造方法は、半導体基板200を準備する工程と;半導体基板200の表面に受信用又は送信用の光が通過する光路溝(201,202)を形成する工程と;光学素子(204,205・・・)が搭載される半導体基板200上の領域に疎水性の第1の樹脂層(250)を形成する工程と;第1の樹脂層(250)を硬化させる工程と;第1の樹脂層(250)の上に第2の樹脂層(252)を形成する工程と;第2の樹脂層(252)を硬化させる前に、当該樹脂層(252)の上に光学素子(204,205・・・)を搭載する工程と;光学素子(204,205・・・)を搭載した後に、第2の樹脂層(252)を硬化させる工程とを含む。
The method for manufacturing an optical communication module according to the present invention includes a step of preparing a
まず、図14に示すように、半導体基板200に光路溝201,202;アライメントマーク209;第1の保護溝213a;第2の保護溝213bが予め形成されている。これらの溝201,202,209,213a,213bは、周知のフォトリソグラフィー技術、異方性エッチングにより形成される。受信側の光路溝202の終端部には、反射膜224が形成されている。
First, as shown in FIG. 14, the
次に、同図に示すように、送信側の光路溝201の端部に電極パッド240を形成し、さらにその上に発光素子203を接着するための半田膜242を形成する。その後、半田膜242の上に発光素子203を接着・搭載する。この時、発光素子203を表面実装機によりピックアップし、半導体基板200上に設置されたアライメントマーク209から発光素子203の搭載座標を画像認識により算出する。その後、発光素子203の中心座標を同じく画像認識により算出し、両座標が一致するように表面実装機により発光素子203の位置を調整する。半田膜242を介した発光素子203と電極パッド240との接続に際しては、発光素子203を半田膜242に対して圧着した後、規定の圧力・温度(約350〜400度)で熱処理を行う。
Next, as shown in the figure, an
次に、図15に示すように、光学素子を搭載する領域に疎水性の第1の樹脂250をコーティングする。第1の樹脂250は、例えば、スピンコートによって基板200に塗布することができ、その後、光を照射し重合させることによって疎水性樹脂を目的の位置に固定する(硬化させる)。上述したように、第1の樹脂層250としては、長鎖アルキル基を含むアクリル系樹脂や、エーテル結合を含まないポリイミド樹脂を使用することができる。
Next, as shown in FIG. 15, a hydrophobic
次に、図16に示すように、第1の樹脂層250の上に疎水性の第2の樹脂層(接着樹脂)252を塗布する。この時、疎水性樹脂は、親水性部分から遠ざかるように凝集するため所望の場所からの樹脂のはみ出しが小さくなる。なお、この時点で第2の樹脂層252は硬化していない。
Next, as shown in FIG. 16, a hydrophobic second resin layer (adhesive resin) 252 is applied on the
続いて、各光学素子を第2の樹脂252の上に搭載するが、各素子を搭載する順序については、基本的に高温での熱処理が必要なものから始めて低温の処理が必要な素子という順序にすることが好ましい。また、各素子の搭載位置については事前の光学設計によって設定される。
Subsequently, the optical elements are mounted on the
図17に示すように、発光素子203からの光をコリメートして出射するためのシリコンレンズ204を搭載する。発光素子203の時と同様に表面実装機によりシリコンレンズ204をピックアップし、基板200上のアライメントマーク209との間で画像認識を行い、搭載位置の調整を行った後、シリコンレンズ204を圧着し、約200度での熱処理を行い固定する。この時点でシリコンレンズ204下の第2の樹脂層252が硬化する。
As shown in FIG. 17, a
同様に、光ファイバ212から入射した光を受光素子206に導くシリコンレンズ205を搭載する。発光素子側のシリコンレンズ204と同様に、シリコンレンズ205をピックアップし、アライメントマーク209との間で画像認識を行って搭載位置を調整した後、シリコンレンズ205を圧着し、約200度での熱処理を行い固定する。この時点でシリコンレンズ205下の第2の樹脂層252が硬化する。
Similarly, a
次に、受光素子206の搭載を行う。ガラス素子207と受光素子206との接着に際しては、まずガラス表面上に形成した電極パッドと受光素子206間をはんだにより接着する。この時、発光素子と基板間の接着と同様に、ガラス表面と受光素子206裏面のアライメントマークを用いて位置合わせを行う。受光素子206のガラス素子207上への搭載は、基板200への実装の流れとは別に行われる。また、受光素子206を搭載したガラス素子207の基板200上への搭載は、受光素子206の搭載と同様に、シリコンレンズ205の搭載の後、波長フィルタ208の搭載の前に行う。
Next, the
次に、図18に示すように、波長フィルタ208の搭載を行う。搭載の手順は、シリコンレンズ204,205及び受光素子206と同様である。即ち、搭載位置に樹脂252を塗布した後、アライメントマーク209とフィルタ208間で画像認識を行い、位置を調整した後、圧着して熱処理を行い固定する。上記のような工程を経て本実施例の一芯双方向光通信モジュールが作製される。
Next, as shown in FIG. 18, the
本発明の第1実施例によると、素子搭載時においても、接着樹脂252は光路溝202に流れ込むことがなく、光路溝202内部における受信光の光路を確保することが可能となる。
According to the first embodiment of the present invention, the
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではなく、特許請求の範囲に示された技術的思想の範疇において変更可能なものである。
As mentioned above, although the Example of this invention was described, this invention is not limited to these Examples at all, It can change in the category of the technical idea shown by the claim.
200 半導体基板
201 送信側光路溝(V溝)
202 受信側光路溝(V溝)
203 発光素子(LD)
204 送信側シリコンレンズ
205 受信側シリコンレンズ
206 受光素子(PD)
208 波長フィルタ(分波器)
209 アライメントマーク
250 第1の樹脂層
252 第2の樹脂層
200
202 Receiving side optical path groove (V groove)
203 Light Emitting Element (LD)
204 Transmission-
208 Wavelength filter (demultiplexer)
209
Claims (12)
前記半導体基板には、送信光又は受信光の少なくとも一方が通過する光路溝が形成され、
前記光学素子の少なくとも1つが接着樹脂によって前記半導体基板に接着され、
前記接着樹脂は、前記半導体基板上に形成される疎水性の第1の樹脂層と;当該第1の樹脂層の上に形成される第2の樹脂層とから成ることを特徴とする光通信モジュール。 In an optical communication module comprising a plurality of optical elements mounted on a semiconductor substrate,
The semiconductor substrate is formed with an optical path groove through which at least one of transmission light or reception light passes,
At least one of the optical elements is bonded to the semiconductor substrate by an adhesive resin;
The adhesive resin comprises a hydrophobic first resin layer formed on the semiconductor substrate; and a second resin layer formed on the first resin layer. module.
前記入力用シリコンレンズは前記光路溝を基準に位置決めされ、
前記受光素子は、少なくとも底面の一部が前記光路溝上に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の光通信モジュール。 The optical element further includes an output silicon lens that diffracts transmission light output from the light emitting element, and an input silicon lens that diffracts reception light incident on the light receiving element,
The input silicon lens is positioned with reference to the optical path groove,
The optical communication module according to claim 2, wherein at least a part of the bottom surface of the light receiving element is disposed on the optical path groove.
前記半導体基板の表面に受信用又は送信用の光が通過する光路溝を形成する工程と;
光学素子が搭載される前記半導体基板上の領域に疎水性の第1の樹脂層を形成する工程と;
前記第1の樹脂層を硬化させる工程と;
前記第1の樹脂層の上に第2の樹脂層を形成する工程と;
前記第2の樹脂層を硬化させる前に、当該樹脂層の上に前記光学素子を搭載する工程と;
前記光学素子を搭載した後に、前記第2の樹脂層を硬化させる工程とを含むことを特徴とする光通信モジュールの製造方法。 A step of preparing a semiconductor substrate;
Forming an optical path groove through which light for reception or transmission passes on the surface of the semiconductor substrate;
Forming a hydrophobic first resin layer in a region on the semiconductor substrate on which an optical element is mounted;
Curing the first resin layer;
Forming a second resin layer on the first resin layer;
Mounting the optical element on the resin layer before curing the second resin layer;
And a step of curing the second resin layer after mounting the optical element.
前記入力用シリコンレンズは前記光路溝を基準に位置決めされ、
前記受光素子は、少なくとも底面の一部が前記光路溝上に配置されることを特徴とする請求項8に記載の光通信モジュールの製造方法。 The optical element further includes an output silicon lens that diffracts transmission light output from the light emitting element, and an input silicon lens that diffracts reception light incident on the light receiving element,
The input silicon lens is positioned with reference to the optical path groove,
9. The method of manufacturing an optical communication module according to claim 8, wherein at least a part of the bottom surface of the light receiving element is disposed on the optical path groove.
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