JP2527054B2 - 光モジュ―ル用サブマウント及びその製造方法 - Google Patents
光モジュ―ル用サブマウント及びその製造方法Info
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- JP2527054B2 JP2527054B2 JP1324331A JP32433189A JP2527054B2 JP 2527054 B2 JP2527054 B2 JP 2527054B2 JP 1324331 A JP1324331 A JP 1324331A JP 32433189 A JP32433189 A JP 32433189A JP 2527054 B2 JP2527054 B2 JP 2527054B2
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- Led Device Packages (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光通信等の送受信に用いる光モジュール用
のサブマウントとその製造方法に関する。
のサブマウントとその製造方法に関する。
光通信は光ファイバ、半導体レーザ（LD）、発光ダイ
オード（LED）、フォトダイオード（PD）等の光半導体
素子を始めとして、光スイッチ、光変調器、光アイソレ
ータ、光導波路等の能動、受動素子の高性能、高機能化
により応用範囲が拡大されつつある。近年、より多くの
情報を伝達する要求が高まる中で、コンピュータ端末
間、交換機や大型コンピュータ間のデータ伝送を実時間
で並列に行う並列伝送が注目されつつある。この機能を
満足するものとして、複数の発光あるいは受光素子と複
数の光ファイバを一体化した並列光伝送モジュールがあ
る。通常、発光（受光）素子は同一半導体基板上にモノ
リシックに複数個配列したLEDあるいはLD、PDアレイが
用いられ、また光ファイバは、一方向に複数本配列した
光ファイバアレイが用いられている。その中で、LEDア
レイは、ヒートシンクを兼ねたSiやAlN製のサブマウン
トに搭載されている。この様な構成の並列伝送光モジュ
ールは、1989年電子情報通信学会春期全国大会予講集、
番号Ｂ−735、第４−111頁所載の長堀氏による論文に記
載されている。
オード（LED）、フォトダイオード（PD）等の光半導体
素子を始めとして、光スイッチ、光変調器、光アイソレ
ータ、光導波路等の能動、受動素子の高性能、高機能化
により応用範囲が拡大されつつある。近年、より多くの
情報を伝達する要求が高まる中で、コンピュータ端末
間、交換機や大型コンピュータ間のデータ伝送を実時間
で並列に行う並列伝送が注目されつつある。この機能を
満足するものとして、複数の発光あるいは受光素子と複
数の光ファイバを一体化した並列光伝送モジュールがあ
る。通常、発光（受光）素子は同一半導体基板上にモノ
リシックに複数個配列したLEDあるいはLD、PDアレイが
用いられ、また光ファイバは、一方向に複数本配列した
光ファイバアレイが用いられている。その中で、LEDア
レイは、ヒートシンクを兼ねたSiやAlN製のサブマウン
トに搭載されている。この様な構成の並列伝送光モジュ
ールは、1989年電子情報通信学会春期全国大会予講集、
番号Ｂ−735、第４−111頁所載の長堀氏による論文に記
載されている。
第３図は一般的な並列伝送光モジュールのLEDアレイ
を搭載するサブマウントの斜視図である。サブマウント
基板11上面には、中央に向かって左右から交互に電極パ
ターン12が形成され、中央部の電極パターン12に半田電
極23が形成されている。
を搭載するサブマウントの斜視図である。サブマウント
基板11上面には、中央に向かって左右から交互に電極パ
ターン12が形成され、中央部の電極パターン12に半田電
極23が形成されている。
第４図は一般的な同軸型の並列伝送光モジュールで、
内部が素子が見えるように図中の破線部を切り欠いてい
る。LEDアレイ14は、サブマウント基板11の表面に搭載
されており、光ファイバとの接続部は、中空円筒状スリ
ーブ26が基板21上にLEDアレイ14とほぼ中心軸を一致し
て固定されている。光ファイバアレイ24を保持した金属
製のフェルール25はLEDアレイ14からの出射光が効率よ
く入射するように位置調整した後に接着後、半田或は溶
接によってスルーブ26に固定される。
内部が素子が見えるように図中の破線部を切り欠いてい
る。LEDアレイ14は、サブマウント基板11の表面に搭載
されており、光ファイバとの接続部は、中空円筒状スリ
ーブ26が基板21上にLEDアレイ14とほぼ中心軸を一致し
て固定されている。光ファイバアレイ24を保持した金属
製のフェルール25はLEDアレイ14からの出射光が効率よ
く入射するように位置調整した後に接着後、半田或は溶
接によってスルーブ26に固定される。
通常、光モジュールは、プリント基板に組み込まれて
いるため、その薄型化が必要とされている。また、光モ
ジュールは、高速化に対応して信号ラインを短くする必
要があるため、LEDアレイを駆動する駆動ICが、光モジ
ュール内部に組み込まれていることが望ましい。しか
し、上記の構成では、LEDアレイと駆動ICを同一サブマ
ウント基板の表面上に実装し、その上に光ファイバの入
射端面がくるように光ファイバを配置するため、光モジ
ュールの高さが高くなり、プリント基板上への組み込み
が困難になるという大きな問題があった。
いるため、その薄型化が必要とされている。また、光モ
ジュールは、高速化に対応して信号ラインを短くする必
要があるため、LEDアレイを駆動する駆動ICが、光モジ
ュール内部に組み込まれていることが望ましい。しか
し、上記の構成では、LEDアレイと駆動ICを同一サブマ
ウント基板の表面上に実装し、その上に光ファイバの入
射端面がくるように光ファイバを配置するため、光モジ
ュールの高さが高くなり、プリント基板上への組み込み
が困難になるという大きな問題があった。
本発明の目的は、上述の問題を解決し、光モジュール
の薄型化が容易なサブマウントを提供することにある。
の薄型化が容易なサブマウントを提供することにある。
本発明は、発光あるいは受光素子等の光半導体素子を
搭載した光モジュール用サブマウントであって、サブマ
ウント基板の表面と側面にパターン化された電極を各々
備え、前記表面の前記パターン化された電極上に前記光
半導体素子を駆動する電子回路を搭載し、かつ前記側面
の前記パターン化された電極上に光半導体素子を搭載し
たことを特徴とする構成になっている。
搭載した光モジュール用サブマウントであって、サブマ
ウント基板の表面と側面にパターン化された電極を各々
備え、前記表面の前記パターン化された電極上に前記光
半導体素子を駆動する電子回路を搭載し、かつ前記側面
の前記パターン化された電極上に光半導体素子を搭載し
たことを特徴とする構成になっている。
さらに、側面に光半導体素子と表面に該光半導体素子
を駆動する半導体素子を搭載した上記の光モジュール用
サブマウントにおいて、前記光モジュール用サブマウン
ト基板の前記表面と前記側面とが交差するエッジ部に面
取りを施した構成にすると信頼性が向上する。
を駆動する半導体素子を搭載した上記の光モジュール用
サブマウントにおいて、前記光モジュール用サブマウン
ト基板の前記表面と前記側面とが交差するエッジ部に面
取りを施した構成にすると信頼性が向上する。
光半導体素子と該光半導体素子を駆動する半導体素子
を搭載した光モジュール用サブマウントを製造する本発
明の製造方法は、サブマウント基板の前記表面と前記側
面とが交差するエッジ部を面取り研磨する研磨工程と、
前記表面と前記側面及び前記エッジ部に薄膜を形成する
成膜工程と、該薄膜をパターンニングし、前記表面と前
記側面及びエッジ部に電極パターンを形成するパターン
ニング工程と、前記側面に高分子材料を形成する塗布工
程と、前記電極パターン上の前記高分子材料に穴を形成
するダム形成工程と、該ダムから露出した前記電極パタ
ーン上に前記半田バンプを形成するバンプ形成工程と、
前記基板を加熱し、前記半田バンプを球状あるいは山状
にするためのウェットバック工程と、前記基板表面に光
半導体素子駆動用、または信号処理用の電子回路を搭載
し、前記基板側面の電極に光半導体素子を接着する工程
とを少くとも有することを特徴とする構成になってい
る。
を搭載した光モジュール用サブマウントを製造する本発
明の製造方法は、サブマウント基板の前記表面と前記側
面とが交差するエッジ部を面取り研磨する研磨工程と、
前記表面と前記側面及び前記エッジ部に薄膜を形成する
成膜工程と、該薄膜をパターンニングし、前記表面と前
記側面及びエッジ部に電極パターンを形成するパターン
ニング工程と、前記側面に高分子材料を形成する塗布工
程と、前記電極パターン上の前記高分子材料に穴を形成
するダム形成工程と、該ダムから露出した前記電極パタ
ーン上に前記半田バンプを形成するバンプ形成工程と、
前記基板を加熱し、前記半田バンプを球状あるいは山状
にするためのウェットバック工程と、前記基板表面に光
半導体素子駆動用、または信号処理用の電子回路を搭載
し、前記基板側面の電極に光半導体素子を接着する工程
とを少くとも有することを特徴とする構成になってい
る。
本発明のサブマウントは、サブマウント基板の表面に
LEDアレイを駆動する駆動ICを搭載し、また、側面にLED
アレイを搭載しているため、光ファイバの入射端面をサ
ブマウントの側面側に配置することができる。そのた
め、サブマウントと光ファイバを平面上に配置すること
ができ、光モジュール形状を平面型にすることが可能と
なる。これにより、光モジュールの薄型化が容易とな
る。一方、前記表面と側面とが交差するエッジ部に面取
りを施すことにより、エッジ部のチッピングが防止でき
る。このため、前記表面と側面及びエッジ部に電極パタ
ーンを形成することにより電極パターンの断線がなくLE
Dアレイと駆動ICを容易に接続できる。
LEDアレイを駆動する駆動ICを搭載し、また、側面にLED
アレイを搭載しているため、光ファイバの入射端面をサ
ブマウントの側面側に配置することができる。そのた
め、サブマウントと光ファイバを平面上に配置すること
ができ、光モジュール形状を平面型にすることが可能と
なる。これにより、光モジュールの薄型化が容易とな
る。一方、前記表面と側面とが交差するエッジ部に面取
りを施すことにより、エッジ部のチッピングが防止でき
る。このため、前記表面と側面及びエッジ部に電極パタ
ーンを形成することにより電極パターンの断線がなくLE
Dアレイと駆動ICを容易に接続できる。
以下、本発明について図面を参照して詳細に説明す
る。第１図（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施例で、同
図（ａ）はLEDアレイと駆動ICを搭載したサブマウント
の斜視図で、同図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面図であ
る。図において、サブマウント基板１は、熱伝導性の優
れた材料の例えばAlNを用い、下地にCr膜と電極にNi膜
を用いた２層構造の電極パターン２が表面と側面に形成
されている。さらに、サブマウント基板１の側面には、
山状の半田バンプ３が形成されており、該半田バンプ３
とLEDアレイ４のAu電極５が融着接合されている。半田
バンプ３は、大きさ150×600μｍの長方形で高さ50μｍ
の山形状をしており、ピッチはLEDアレイ４のピットと
同一の250μｍである。半田バンプ３の周囲には、半田
の電気メッキ時のマスク及び、半田の融着時の流出防止
に例えば感光性ポリイミド樹脂製のダム６を設けてい
る。サブマウント基板１の表面には、駆動IC7がダイボ
ンディングによって固定され、ボンディングワイヤ８で
電極パターン２に接続されている。図示されていないが
サブマウント基板１は、リード付きのモジュールパッケ
ージの中に固定され、リードと電極パターン２がボンデ
ィングワイヤ８で接続されている。
る。第１図（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施例で、同
図（ａ）はLEDアレイと駆動ICを搭載したサブマウント
の斜視図で、同図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面図であ
る。図において、サブマウント基板１は、熱伝導性の優
れた材料の例えばAlNを用い、下地にCr膜と電極にNi膜
を用いた２層構造の電極パターン２が表面と側面に形成
されている。さらに、サブマウント基板１の側面には、
山状の半田バンプ３が形成されており、該半田バンプ３
とLEDアレイ４のAu電極５が融着接合されている。半田
バンプ３は、大きさ150×600μｍの長方形で高さ50μｍ
の山形状をしており、ピッチはLEDアレイ４のピットと
同一の250μｍである。半田バンプ３の周囲には、半田
の電気メッキ時のマスク及び、半田の融着時の流出防止
に例えば感光性ポリイミド樹脂製のダム６を設けてい
る。サブマウント基板１の表面には、駆動IC7がダイボ
ンディングによって固定され、ボンディングワイヤ８で
電極パターン２に接続されている。図示されていないが
サブマウント基板１は、リード付きのモジュールパッケ
ージの中に固定され、リードと電極パターン２がボンデ
ィングワイヤ８で接続されている。
第２図は、本発明のもう１つの実施例で、面取りを施
されたサブマウントの斜視図である。図において、サブ
マウント基板１の表面の側面の電極パターン２が直交す
るエッジ部に面取り９が施されている。この他の部分は
第１図の実施例と同じである。
されたサブマウントの斜視図である。図において、サブ
マウント基板１の表面の側面の電極パターン２が直交す
るエッジ部に面取り９が施されている。この他の部分は
第１図の実施例と同じである。
次に本発明のサブマウント基板の製造工程を詳細に説
明する。まず、寸法が例えば50×９×6.5 mmのAlN基板
上面と両側面のエッジ部に0.5 mmのＣ面取り研磨をする
研磨工程を行い、次に基板上面と両側面全体に下地層と
して例えばCrを約1000Å真空蒸着で設け、その上に約２
μｍ厚さのNiメッキをする成膜工程を行い、次に、フォ
トリソグラフィー技術によって基板上に電極パターン２
を形成するパターンニング工程を行う。次にパターンニ
ング工程と同様にフォトリソグラフィ技術で半田バンプ
３を形成する電極にNiが露出するようなダム６を設ける
ダム形成工程を行う。次に電気メッキによって厚さ30μ
ｍの半田をダム６内に露出している電極パターン２に形
成するバンプ形成工程を行い、次に半田バンプ部にフラ
ックスを塗布し、ホットプレート上で約200℃に加熱溶
融させ、バンプ形状を山状にするウェット工程を行う。
明する。まず、寸法が例えば50×９×6.5 mmのAlN基板
上面と両側面のエッジ部に0.5 mmのＣ面取り研磨をする
研磨工程を行い、次に基板上面と両側面全体に下地層と
して例えばCrを約1000Å真空蒸着で設け、その上に約２
μｍ厚さのNiメッキをする成膜工程を行い、次に、フォ
トリソグラフィー技術によって基板上に電極パターン２
を形成するパターンニング工程を行う。次にパターンニ
ング工程と同様にフォトリソグラフィ技術で半田バンプ
３を形成する電極にNiが露出するようなダム６を設ける
ダム形成工程を行う。次に電気メッキによって厚さ30μ
ｍの半田をダム６内に露出している電極パターン２に形
成するバンプ形成工程を行い、次に半田バンプ部にフラ
ックスを塗布し、ホットプレート上で約200℃に加熱溶
融させ、バンプ形状を山状にするウェット工程を行う。
サブマウントのLEDアレイの実装は、サブマウント基
板１の半田バンプ３にフラックスを塗布し、半田バンプ
３上にLEDアレイ４を各々のAu電極５に合わせて乗せ
る。次にホットプレート上で約200℃に加熱溶融し、半
田バンプ３とLEDアレイ４のAu電極５との融着を行う。
この時、半田バンプの表面張力によるセルフアライメン
ト効果によって10μｍ以下の位置合わせ精度が達成され
る。
板１の半田バンプ３にフラックスを塗布し、半田バンプ
３上にLEDアレイ４を各々のAu電極５に合わせて乗せ
る。次にホットプレート上で約200℃に加熱溶融し、半
田バンプ３とLEDアレイ４のAu電極５との融着を行う。
この時、半田バンプの表面張力によるセルフアライメン
ト効果によって10μｍ以下の位置合わせ精度が達成され
る。
駆動ICの実装は、導電性ペーストでサブマウント基板
１の上面にダイボンディングし、電極パターン２にワイ
ヤボンディングする。
１の上面にダイボンディングし、電極パターン２にワイ
ヤボンディングする。
以上説明したように本発明によれば、光ファイバの入
射端面は、LEDアレイ４が搭載されているサブマウント
基板１の側面側に配置されるため、サブマウント基板１
と光ファイバを平面上に備えることが出来る。これによ
り、光モジュールの薄型化が容易となった。また、更に
サブマウント基板１の表面と側面とが交差するエッジ部
に面取り９を設けることにより、エッジ部のチッピング
が防止でき、そのことにより電極パターン２の断線を低
減できた。この結果、薄型で信頼性の高い光モジュール
用サブマウントが実現できる。
射端面は、LEDアレイ４が搭載されているサブマウント
基板１の側面側に配置されるため、サブマウント基板１
と光ファイバを平面上に備えることが出来る。これによ
り、光モジュールの薄型化が容易となった。また、更に
サブマウント基板１の表面と側面とが交差するエッジ部
に面取り９を設けることにより、エッジ部のチッピング
が防止でき、そのことにより電極パターン２の断線を低
減できた。この結果、薄型で信頼性の高い光モジュール
用サブマウントが実現できる。
尚、本実施例では、LEDアレイについて説明したが、
これに限定されず、例えば、LDアレイ、PDアレイでも良
く、また、車体のLED、LD、PDでも良い。
これに限定されず、例えば、LDアレイ、PDアレイでも良
く、また、車体のLED、LD、PDでも良い。
第１図（ａ），（ｂ）はLEDアレイと駆動ICを搭載した
本発明の一実施例を示すサブマウントの図で、同図
（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面
図、第２図は本発明の実施例を示す面取りを施したサブ
マウントの斜視図、第３図は一般的な並列伝送光モジュ
ールのLEDアレイを搭載する従来のサブマウントの斜視
図、第４図は一般的な同軸型の並列伝送光モジュールの
斜視図である。 1,11……サブマウント基板、2,12……電極パターン、３
……半田バンプ、4,14……LEDアレイ、５……Au電極、
６……ダム、７……駆動IC、８……ボンディングワイ
ヤ、９……面取り、23……半田電極、24……光ファイバ
アレイ、25……フェルール、26……スリーブ。
本発明の一実施例を示すサブマウントの図で、同図
（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面
図、第２図は本発明の実施例を示す面取りを施したサブ
マウントの斜視図、第３図は一般的な並列伝送光モジュ
ールのLEDアレイを搭載する従来のサブマウントの斜視
図、第４図は一般的な同軸型の並列伝送光モジュールの
斜視図である。 1,11……サブマウント基板、2,12……電極パターン、３
……半田バンプ、4,14……LEDアレイ、５……Au電極、
６……ダム、７……駆動IC、８……ボンディングワイ
ヤ、９……面取り、23……半田電極、24……光ファイバ
アレイ、25……フェルール、26……スリーブ。
Claims (1)
- 【請求項１】サブマウント基板の表面と側面とが交差す
るエッジ部を面取り研磨する研磨工程と、前記表面と前
記側面及び前記エッジ部に薄膜を形成する成膜工程と、
該薄膜をパターンニングし、前記表面と前記側面及びエ
ッジ部に電極パターンを形成するパターンニング工程
と、前記側面に高分子材料を形成する塗布工程と、前記
電極パターン状の前記高分子材料に穴を形成するダム形
成工程と、該ダムから露出した前記電極パターン状に前
記半田バンプを形成するバンプ形成工程と、前記サブマ
ウント基板を加熱し、前記半田バンプを球状あるいは山
状にするためのウェットバック工程と、前記基板表面に
電子回路を搭載し、前記基板側面の電極に前記半田バン
プを介して光半導体素子を接着する工程とを少くとも有
することを特徴とする光モジュール用サブマウントの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1324331A JP2527054B2 (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 光モジュ―ル用サブマウント及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1324331A JP2527054B2 (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 光モジュ―ル用サブマウント及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03184384A JPH03184384A (ja) | 1991-08-12 |
| JP2527054B2 true JP2527054B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=18164594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1324331A Expired - Fee Related JP2527054B2 (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 光モジュ―ル用サブマウント及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2527054B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0926530A (ja) * | 1995-07-11 | 1997-01-28 | Nec Corp | 光モジュール |
| US5621225A (en) * | 1996-01-18 | 1997-04-15 | Motorola | Light emitting diode display package |
| EP0893861A3 (en) * | 1997-07-25 | 2000-01-12 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Optical module |
| GB2447488A (en) * | 2007-03-15 | 2008-09-17 | Intense Ltd | Laser diode array contact pads |
| JP2008277438A (ja) * | 2007-04-26 | 2008-11-13 | Ricoh Microelectronics Co Ltd | 電子部品、基板、並びに、電子部品及び基板の製造方法 |
| US20120153340A1 (en) | 2009-06-05 | 2012-06-21 | Advanced Photonics, Inc. | Submount, optical module provided therewith, and submount manufacturing method |
| JP2019087656A (ja) * | 2017-11-08 | 2019-06-06 | 三菱電機株式会社 | 光モジュールおよびその製造方法 |
| JP2022185160A (ja) * | 2019-11-18 | 2022-12-14 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 光半導体装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62118439U (ja) * | 1986-01-17 | 1987-07-28 | ||
| JPH0167050U (ja) * | 1987-05-20 | 1989-04-28 | ||
| JPS6428830A (en) * | 1987-07-23 | 1989-01-31 | Ibiden Co Ltd | Substrate for mounting semiconductor |
| JPH01122462A (ja) * | 1987-11-07 | 1989-05-15 | Alps Electric Co Ltd | 光書込みヘッド |
| JPH01173946U (ja) * | 1988-05-25 | 1989-12-11 |
-
1989
- 1989-12-13 JP JP1324331A patent/JP2527054B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03184384A (ja) | 1991-08-12 |
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