JP2994235B2 - Light receiving / emitting element module and method of manufacturing the same - Google Patents

Light receiving / emitting element module and method of manufacturing the same

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JP2994235B2
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肇 森
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光受発光素子モジ
ュールに関し、更に詳細には、光受発光素子を実装基板
上に実装した際に、光受発光素子が実装基板に対して高
精度に位置決めされている光受発光素子モジュールに関
するものであり、また光受発光素子を実装基板に対して
高精度に位置決めできる光受発光素子モジュールの製作
方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light receiving / emitting element module, and more particularly, to a method for mounting a light receiving / emitting element on a mounting board with high precision when the light receiving / emitting element is mounted on the mounting board. The present invention relates to a positioned light receiving / emitting element module and a method for manufacturing a light receiving / emitting element module capable of positioning a light receiving / emitting element with high accuracy with respect to a mounting substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】フォトダイオード(以下、PDと言
う)、レーザダイオード等の光受発光素子及び光受発光
素子を複数集合したアレイを実装基板上に実装する方法
として、従来から、光受発光素子の素子基板を内方に、
即ち実装基板の実装面に向けて光受発光素子を実装基板
上に実装する、いわゆるジャンクション・アップ形態で
光受発光素子を実装基板上に実装する方式(以下、ジャ
ンクション・アップ方式と言う)と、光受発光素子基板
を外方に向けて光受発光素子を実装基板上に実装する、
いわゆるジャンクション・ダウン形態で光受発光素子を
実装基板上に実装する方法(以下、ジャンクション・ダ
ウン方式と言う)とが採用されている。
2. Description of the Related Art As a method of mounting a light receiving / emitting element such as a photodiode (hereinafter referred to as a PD) or a laser diode and an array of a plurality of light receiving / emitting elements on a mounting substrate, a conventional light receiving / emitting element has been used. Of the element substrate inward,
That is, a method in which the light receiving / emitting element is mounted on the mounting board in a so-called junction-up manner in which the light receiving / emitting element is mounted on the mounting board toward the mounting surface of the mounting board (hereinafter, referred to as a junction-up method). Mounting the light receiving and emitting element on the mounting board with the light receiving and emitting element substrate facing outward,
A method of mounting a light receiving / emitting element on a mounting substrate in a so-called junction down form (hereinafter, referred to as a junction down method) is employed.

【0003】ジャンクション・アップ方式では、光受発
光素子は、光受発光素子の裏面電極と実装基板の電極パ
ッドとの間に半田を介在させ、両電極を加熱して半田を
融着させる、いわゆるダイ・ボンデイング法により実装
基板上に実装される。ボンデイングに使用される半田
は、通常、金・錫(Au−Sn)、金・シリコン(Au
−Si)、金・ゲルマニウム(Au−Ge)等の硬質共
晶半田、又は低融点の鉛、インジウム、錫等の混合半田
である。通常は、市販の厚さ20μm程度の半田テープ
を切断して、半田シートを作り、それを光受発光素子の
裏面電極と実装基板の電極パッドとの間に介在させ、加
熱、融着して、両者を電気的且つ機械的に接続してい
る。別法として、実装基板の電極パッド上に球状半田バ
ンプを予め形成しておき、光受発光素子の裏面電極と接
触させ、半田バンプを加熱、溶融させ、溶融の際の表面
張力によるセルフアライメント効果を利用して、ボンデ
イングする方法も行われている。
In the junction-up method, the light receiving / emitting element has a so-called solder interposed between the back electrode of the light receiving / emitting element and the electrode pad of the mounting board, and heats both electrodes to fuse the solder. It is mounted on a mounting board by a die bonding method. The solder used for bonding is usually gold / tin (Au-Sn) or gold / silicon (Au).
Hard eutectic solder such as -Si), gold / germanium (Au-Ge), or mixed solder such as low melting point lead, indium, and tin. Normally, a commercially available solder tape having a thickness of about 20 μm is cut to form a solder sheet, which is interposed between the back electrode of the light receiving / emitting element and the electrode pad of the mounting board, and heated and fused. Are electrically and mechanically connected to each other. Alternatively, spherical solder bumps are formed in advance on the electrode pads of the mounting board, and the solder bumps are heated and melted by contact with the back electrode of the light receiving and emitting elements, and the self-alignment effect due to the surface tension during melting is obtained. There is also a method of bonding using the method.

【0004】ジャンクション・ダウン方式では、光受発
光素子を実装する場合、そのpn接合面は、ボンデイン
グする面から高々2〜4μm程度の距離しか離れていな
い。従って、半田の融着によるボンデイングを行うと、
半田の盛り上がりが数μmオーダーにも及ぶため、PN
接合界面に短絡故障が生ずる。そこで、通常、光受発光
素子のボンデイング電極面に数μm程度の金の厚いメッ
キ層を積層することにより、pn接合面をボンデイング
面から離して半田の盛上がりによる短絡を防止してい
る。
In the junction down method, when a light receiving / emitting element is mounted, its pn junction surface is at most only about 2 to 4 μm away from the bonding surface. Therefore, when bonding is performed by fusion of solder,
Since the swelling of the solder extends to several μm order, PN
Short-circuit failure occurs at the junction interface. Therefore, usually, a pn junction surface is separated from the bonding surface by laminating a thick gold plating layer of about several μm on the bonding electrode surface of the light receiving / emitting element, thereby preventing a short circuit due to the rise of solder.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近、情報
関連或いは通信関連の技術分野では、情報伝達及び作動
の高速化が益々要求されている。例えば、計算機の分野
においては、計算機用回路の高速化に伴い配線接続の光
化が進み、そのため高精度の光接続部品が要求されてい
る。また、光通信の分野では、光加入者網システムでの
光化が進展するにつれ双方向光送受信モジュール等の部
品で高精度の光素子モジュールが要求されるようになっ
て来た。そこで、光素子同士を、光部品同士を、或いは
光素子と光部品とを相互に光接続するに際して、光伝送
空間を極力短くするため、レンズ系等のn長光路型結合
方式に代わって、それら光素子、光部品等を直接突き合
わせ接続するバット・ジョイント(Butt−Join
t)方式が採用され始めている。しかも、バット・ジョ
イント方式により光素子、光部品等を相互に光接続する
場合でも、接続による損失が、レンズ系の結合と変らな
い程度の極めて低い損失であることが要求されている。
By the way, recently, in the technical field related to information or communication, there is an increasing demand for faster information transmission and operation. For example, in the field of computers, the speed of computer circuits has been increasing, and the lightening of wiring connections has progressed. Therefore, high-precision optical connection parts have been required. Also, in the field of optical communication, as the opticalization in optical subscriber network systems has progressed, high-precision optical element modules have been required for components such as bidirectional optical transmission / reception modules. Therefore, in order to shorten the optical transmission space as much as possible when optically connecting optical elements to each other, or to optically connect optical parts to each other, instead of an n-long optical path type coupling system such as a lens system, Butt-Join for directly butting and connecting these optical elements, optical components, etc.
The t) method has begun to be adopted. Moreover, even when optical elements, optical components, and the like are optically connected to each other by the butt-joint method, it is required that the loss due to the connection be as low as the loss of the coupling of the lens system.

【0006】また、バット・ジョイント方式の光接続を
経済的に行うために、バット・ジョイント方式のモジュ
ールは、調芯型光軸位置合わせ方式から、無調芯型ピン
嵌合接続方式へ移行しつつある。無調芯接続を行うに
は、ピン嵌合型実装基板上に形成された電極パッド上の
所定位置に光受発光素子を超高精度で直接ダイ・ボンデ
イング出来ることが不可欠である。しかし、レンズ系の
結合とは異なり、バット・ジョイント方式の結合におい
ては、フォトダイオード、マウントコネクタ、光ファイ
バ、受動光導波路部品等の受光素子の光軸が、LD等の
発光素子の発光面位置(光軸)から僅かにずれても、大
きな結合損失が発生する。従って、結合損失を低減する
ために、バット・ジョイント方式による実装で許容され
る平面位置的誤差は、実装基板の縦方向及び横方向とも
1μm以下である。また、高さ方向も、同じ程度の誤差
しか許されない。
In order to economically perform the butt-joint type optical connection, the butt-joint type module shifts from the alignment type optical axis alignment method to the non-alignment type pin fitting connection method. It is getting. In order to perform the alignment-free connection, it is indispensable that the light receiving / emitting element can be directly die bonded at a predetermined position on the electrode pad formed on the pin fitting type mounting substrate with ultra-high accuracy. However, unlike the coupling of the lens system, in the butt joint type coupling, the optical axis of the light receiving element such as the photodiode, the mount connector, the optical fiber, the passive optical waveguide component, etc. is positioned at the light emitting surface of the light emitting element such as the LD. Even if it is slightly deviated from (optical axis), a large coupling loss occurs. Therefore, in order to reduce the coupling loss, the positional error in the plane allowed in the mounting by the butt joint method is 1 μm or less in both the vertical and horizontal directions of the mounting board. Also, only the same degree of error is allowed in the height direction.

【0007】しかし、従来の半田付けによるダイ・ボン
デイング法を適用してバット・ジョイント方式により実
装しようとしても、金メッキ層の厚さ、半田厚さ、半田
溶融時に発生する表面張力、半田の沈み量等がバラツキ
つくため、その位置決め精度が高々数μmである。従っ
て、バット・ジョイント方式の実装に対して要求される
1μm 以下の位置決め精度を満たすことはできない。ま
た、セルフアラインメントを可能とする球状半田バンプ
によるダイ・ボンデイングは、バンプの高さ、幅、直径
等が不均一でバラつくために実装精度を制御することが
極めて困難であって、同じくバット・ジョイント方式の
実装に対して要求される1μm 以下の位置決め精度を満
たすことはできない。更には、工程が複雑であるため、
製作コストが高く、コスト面でも要求を満たすこと難し
い。以上の問題は、ジャンクション・アップ方式、或い
はジャンクション・ダウン方式にかかわらず、同じであ
る。
However, even if the conventional die bonding method using soldering is applied and mounting is performed by the butt joint method, the thickness of the gold plating layer, the thickness of the solder, the surface tension generated when the solder is melted, the amount of solder sinking And so on, the positioning accuracy is at most several μm. Therefore, the positioning accuracy of 1 μm or less required for the butt joint mounting cannot be satisfied. In addition, die bonding using spherical solder bumps that enable self-alignment is extremely difficult to control the mounting accuracy because the height, width, diameter, etc. of the bumps are uneven and uneven. The positioning accuracy of 1 μm or less required for the joint type mounting cannot be satisfied. Furthermore, because the process is complicated,
The production cost is high, and it is difficult to meet the requirements in terms of cost. The above problem is the same regardless of the junction up method or the junction down method.

【0008】以上の状況に照らして、本発明は、光受発
光素子が高い位置決め精度で実装基板上に実装されてい
る光受発光素子モジュールを提供することであり、また
その光受発光素子モジュールの製作方法を提供すること
である。
In view of the above situation, the present invention is to provide a light receiving / emitting element module in which the light receiving / emitting element is mounted on a mounting board with high positioning accuracy. It is to provide a method of manufacturing.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る光受発光素子モジュールは、活性層を
含むストライプ部を有する少なくとも1個の光受発光素
子と実装基板とを有し、素子基板を外方にストライプ部
を内方に向けて光受発光素子を実装基板上に実装した光
受発光素子モジュールであって、光受発光素子は、スト
ライプ部の両側に延びる第1及び第2溝と、第1及び第
2溝のストライプ部と反対側に延在する第1及び第2領
域部の上面と第1及び第2溝の溝壁とによりそれぞれ形
成された直線状の第1及び第2位置合わせエッジと、ス
トライプ部に交差する方向に延在する第1及び第2領域
部の端面と第1及び第2位置合わせエッジとの交点によ
りそれぞれ定まる第1及び第2位置合わせ点とを備え、
実装基板は、実装面と、各光受発光素子毎に実装面に光
受発光素子のストライプ部より長く形成された長溝とを
備え、長溝の両側に延在する第1及び第2基板領域部の
上面と長溝の溝壁とによりそれぞれ形成された第1及び
第2溝エッジは、それぞれ第1及び第2位置合わせエッ
ジに一致して延びる共に第1及び第2位置合わせ点に一
致する第1及び第2基準点を備え、光受発光素子の各々
が、第1位置合わせエッジ及び第1位置合わせ点をそれ
ぞれ第1溝エッジ及び第1基準点に一致させ、第2位置
合わせエッジ及び第2位置合わせ点をそれぞれ第2溝エ
ッジ及び第2基準点に一致させて位置決めされているこ
とを特徴としている。
In order to achieve the above object, a light receiving / emitting element module according to the present invention comprises at least one light receiving / emitting element having a stripe portion including an active layer and a mounting substrate. A light receiving and emitting element module having a light receiving and emitting element mounted on a mounting substrate with the element substrate facing outward and the stripe part facing inward, wherein the light receiving and emitting element extends on both sides of the stripe part; Linear grooves formed by upper and lower surfaces of the first and second regions and the groove walls of the first and second grooves, the upper surfaces of the first and second regions extending opposite to the stripe portions of the first and second grooves. First and second alignment edges, and first and second positions respectively defined by intersections of first and second alignment edges with end surfaces of first and second region portions extending in a direction intersecting the stripe portion. With alignment points,
The mounting substrate includes a mounting surface, and a long groove formed on the mounting surface for each light receiving / emitting element longer than a stripe portion of the light receiving / emitting element, and first and second substrate region portions extending on both sides of the long groove. The first and second groove edges respectively formed by the upper surface of the first groove and the groove wall of the long groove extend along the first and second alignment edges, respectively, and also match the first and second alignment points. And a second reference point, wherein each of the light receiving and emitting elements aligns the first alignment edge and the first alignment point with the first groove edge and the first reference point, respectively, and the second alignment edge and the second alignment edge. It is characterized in that the positioning points are aligned with the second groove edge and the second reference point, respectively.

【0010】本発明で言う光受発光素子とは、レーザダ
イオード等の活性層を含むストライプ領域を有する光発
光素子、pinホトダイオード等の活性層を含むストラ
イプ領域を有する光受光素子を言う。光受発光素子のス
トライプ部の上面が、第1及び第2領域部の上面の双方
より高い位置にある必要はなく、同じ高さ或いは低い位
置にあっても良い。但し、ストライプ部の上面が、第1
及び第2領域部の上面の双方より高い場合には、実装基
板の長溝は、ストライプ部の上面が長溝の底面に接触し
ないような深さに形成されていることが必要である。
The light receiving / emitting element referred to in the present invention refers to a light emitting element having a stripe region including an active layer such as a laser diode, and a light receiving element having a stripe region including an active layer such as a pin photodiode. The upper surface of the stripe portion of the light receiving / emitting element does not need to be at a higher position than both the upper surfaces of the first and second region portions, and may be at the same height or at a lower position. However, if the upper surface of the stripe portion is the first
When the height is higher than both the upper surface of the second region and the upper surface of the second region, the long groove of the mounting substrate needs to be formed to a depth such that the upper surface of the stripe portion does not contact the bottom of the long groove.

【0011】本発明で使用する実装基板は、シリコン、
セミック、金属製ステム等で形成された絶縁性又は導電
性材料で形成された基板であって、上面には電極及び配
線パターンが形成されている。望ましくは、実装基板と
してヒートシンク機能を有する基板を使用する。導電性
材料の場合には、絶縁膜が表面に成膜されている。第1
及び第2溝は、実装基板の横方向、縦方向の位置決め用
のエッジを形成すると共にストライプ部を電気的に絶縁
するために、かつ静電容量低減のために設けられてい
る。また、第1及び第2位置合わせエッジは、少なくと
も直線である必要があり、相互に平行であることが望ま
しい。
The mounting substrate used in the present invention is silicon,
A substrate formed of an insulating or conductive material formed of a semic, metal stem, or the like, and has an electrode and a wiring pattern formed on an upper surface. Preferably, a substrate having a heat sink function is used as the mounting substrate. In the case of a conductive material, an insulating film is formed on the surface. First
The second groove is provided for forming a positioning edge in the horizontal and vertical directions of the mounting substrate, electrically insulating the stripe portion, and reducing the capacitance. Also, the first and second alignment edges need to be at least straight, and preferably parallel to each other.

【0012】光受発光素子が、第1位置合わせエッジ、
第2位置合わせエッジ、第1位置合わせ点、及び第2位
置合わせ点を備え、実装基板がそれらに対応する第1溝
エッジ、第2溝エッジ、第1基準点及び第1基準点を備
え、実装に際し、第1位置合わせエッジ及び第1位置合
わせ点をそれぞれ第1溝エッジ及び第1基準点に一致さ
せ、第2位置合わせエッジ及び第2位置合わせ点をそれ
ぞれ第2溝エッジ及び第2基準点に一致させて位置決め
することにより、光受発光素子は実装基板の横方向、縦
方向に関し高い位置決め精度で以て実装基板上に位置合
わせされることができる。
A light receiving / emitting element having a first alignment edge;
A second alignment edge, a first alignment point, and a second alignment point, and the mounting substrate includes a corresponding first groove edge, a second groove edge, a first reference point, and a first reference point; At the time of mounting, the first alignment edge and the first alignment point are matched with the first groove edge and the first reference point, respectively, and the second alignment edge and the second alignment point are respectively matched with the second groove edge and the second reference point. By positioning the light receiving and emitting elements in accordance with the points, the light receiving and emitting elements can be positioned on the mounting substrate with high positioning accuracy in the horizontal and vertical directions of the mounting substrate.

【0013】本発明の好適な実施態様は、光受発光素子
の第1及び第2領域部が、その上面に平坦な表面電極を
有する第1及び第2電極部を構成し、実装基板の第1及
び第2基板領域部が、それぞれ、その上面に第1及び第
2基準点から第1及び第2溝エッジに沿って平坦に延在
し、かつ表面電極を有する第1及び第2電極パッドを備
え、光受発光素子と実装基板とは、第1電極部と第1電
極パッドとの接着及び第2電極部と第2電極パッドとの
接着の少なくとも一方の接着により電気的に接続され、
かつ双方の接着により機械的に接合されていることを特
徴としている。
In a preferred embodiment of the present invention, the first and second regions of the light receiving / emitting element constitute first and second electrode portions having a flat surface electrode on the upper surface thereof. First and second electrode pads respectively having first and second substrate regions extending flat from the first and second reference points on the upper surface thereof along the first and second groove edges, respectively, and having a surface electrode. Wherein the light receiving / emitting element and the mounting substrate are electrically connected by at least one of adhesion between the first electrode portion and the first electrode pad and adhesion between the second electrode portion and the second electrode pad,
And it is characterized by being mechanically joined by adhesion of both.

【0014】本実施態様で、電気的に接続するには、通
常、従来からの半田接合により行うことができる。ま
た、これにより機械的にも接合できる。光受発光素子の
第1及び第2電極部、並びに実装基板の第1及び第2電
極パッド上にSn、Pb等を蒸着させて半田材層を設け
ることにより、従来の厚い、例えば20μm程度の厚い
テープ半田を使わずに光受発光素子を実装基板上に高い
位置決め精度で固着、実装することができる。また、第
1及び第2電極部を厚み数百nmオーダの高精度で形成
された金属薄膜で構成することにより、光受発光素子の
活性層と第1及び第2電極部の表面との位置関係を正確
に把握でき、実装後、活性層が、実装基板の基準面、例
えば実装面に対する位置関係を確認できる。
In this embodiment, the electrical connection can be usually made by conventional soldering. In addition, this enables mechanical joining. By providing a solder material layer by depositing Sn, Pb, etc. on the first and second electrode portions of the light receiving / emitting element and the first and second electrode pads of the mounting board, the conventional thick, for example, about 20 μm, The light receiving / emitting element can be fixed and mounted on the mounting substrate with high positioning accuracy without using thick tape solder. In addition, by forming the first and second electrode portions with a metal thin film formed with high precision on the order of several hundreds of nm, the position between the active layer of the light receiving / emitting element and the surfaces of the first and second electrode portions is improved. The relationship can be accurately grasped, and after mounting, the active layer can confirm the positional relationship with respect to the reference surface of the mounting board, for example, the mounting surface.

【0015】また、本発明に係る更に好適な実施態様で
は、実装基板は、長溝の一端が開口する開口端面を備
え、かつ第1及び第2基準点は、開口端面と第1及び第
2溝エッジとの交点で定まり、光受発光素子の光出射端
面又は光入射端面を構成するストライプ部の端面が、実
装基板の開口端面と同じ平面内にあることを特徴として
いる。
In a further preferred aspect according to the present invention, the mounting substrate has an open end face at which one end of the long groove is open, and the first and second reference points are defined by the open end face and the first and second grooves. The end face of the stripe portion, which is defined by the intersection with the edge and constitutes the light emitting end face or the light incident end face of the light receiving / emitting element, is in the same plane as the opening end face of the mounting board.

【0016】以上の構成により、ストライプ部の端面、
第1及び第2電極部の端面が実装基板の開口端面と同じ
平面内にあるように光受発光素子を実装基板に実装でき
るので、更に高い位置決め精度で実装できる。また、実
装基板の端面に光受発光素子が実装されているので、他
の光受動部品、例えば光ファイバアレイ、光導波路、光
コネクタ等との光接続、光入出力を容易に行うことがで
きる。また、実装基板を多角形基板で形成し、かつ多角
形基板の各端面毎に長溝及び複数組の電極パターン及び
配線パターンをそれぞれ形成することにより、一枚の実
装基板上に複数の光受発光素子を実装することができ
る。しかも、実装基板が多角形となっているので、最適
な位置の端面に光受発光素子を実装できるので、実装回
路の密度、光の入出力ポート数等に対する自由度が大き
くなる。
With the above structure, the end face of the stripe portion,
Since the light receiving / emitting element can be mounted on the mounting board such that the end faces of the first and second electrode portions are in the same plane as the opening end face of the mounting board, mounting can be performed with higher positioning accuracy. In addition, since the light receiving / emitting element is mounted on the end face of the mounting substrate, optical connection with other optical passive components, for example, an optical fiber array, an optical waveguide, an optical connector, etc., and optical input / output can be easily performed. . Also, by forming the mounting substrate with a polygonal substrate and forming a long groove and a plurality of sets of electrode patterns and wiring patterns on each end face of the polygonal substrate, a plurality of light receiving and emitting The device can be mounted. In addition, since the mounting substrate has a polygonal shape, the light receiving / emitting element can be mounted on the end face at an optimal position, so that the degree of freedom with respect to the density of the mounting circuit, the number of light input / output ports, and the like increases.

【0017】本発明の更に好適な実施態様は、実装基板
が、光受発光素子以外の光受動部品との無調芯光接続を
行う位置決め基準を備えていることを特徴としている。
位置決め基準とは、光受動部品を位置決めする際の基準
になる印、或いはマークであって、例えばV溝、十字溝
等である。位置決め基準を設けることにより、光受動部
品を高い位置決め精度で実装基板上に実装できるので、
実装された光受発光素子から光受動部品への光出力若し
くは光入力の光接続を低い結合損失で行うことができ
る。
A further preferred embodiment of the present invention is characterized in that the mounting substrate is provided with a positioning reference for performing an alignment-free optical connection with an optical passive component other than the light receiving / emitting element.
The positioning reference is a mark or mark serving as a reference when positioning the optical passive component, such as a V-groove or a cross groove. By providing a positioning reference, optical passive components can be mounted on a mounting board with high positioning accuracy.
Optical connection of optical output or optical input from the mounted light receiving / emitting element to the optical passive component can be performed with low coupling loss.

【0018】また、本発明に係る光受発光素子モジュー
ルの製作方法は、第1位置合わせエッジ及び第1位置合
わせ点をそれぞれ第1溝エッジ及び第1基準点に一致さ
せ、第2位置合わせエッジ及び第2位置合わせ点をそれ
ぞれ第2溝エッジ及び第2基準点に一致させるように光
受発光素子の各々を実装基板上に位置決めすることを特
徴としている。これにより、実装に際し、光受発光素子
を高精度で実装基板上に容易に位置決めできる。
Further, in the method of manufacturing a light receiving / emitting element module according to the present invention, the first alignment edge and the first alignment point are made to coincide with the first groove edge and the first reference point, respectively, and the second alignment edge is formed. Each of the light receiving and emitting elements is positioned on the mounting board so that the second alignment point and the second alignment point are respectively aligned with the second groove edge and the second reference point. Thereby, at the time of mounting, the light receiving / emitting element can be easily positioned on the mounting board with high accuracy.

【0019】[0019]

【実施例】以下、添付図面を参照し、実施例に基づいて
本発明をより詳細に説明する。実施例1 本実施例は、光受発光素子としてレーザダイオード(以
下、レーザチップと言う)が使用され、そのレーザチッ
プが実装基板上にジャンクション・ダウン方式で実装さ
れている、本発明に係る光受発光素子モジュールの実施
例である。図1は本発明に係る光受発光素子モジュール
の実施例の概略構造を示すために光受発光素子としての
実装されるレーザチップと実装基板とを分離して示した
斜視図、図2はレーザチップの概略構成を示す斜視図、
図3と図4はレーザチップと実装基板との位置決めを説
明する模式的断面図及び斜視図、更に図5は光受発光素
子モジュールの平面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in more detail with reference to the accompanying drawings. Embodiment 1 In this embodiment, a laser diode (hereinafter, referred to as a laser chip) is used as a light receiving / emitting element, and the laser chip is mounted on a mounting substrate by a junction down method according to the present invention. It is an Example of a light emitting / receiving element module. FIG. 1 is a perspective view showing a laser chip mounted as a light receiving / emitting element and a mounting substrate separately to show a schematic structure of an embodiment of a light receiving / emitting element module according to the present invention, and FIG. Perspective view showing a schematic configuration of a chip,
3 and 4 are a schematic cross-sectional view and a perspective view for explaining the positioning between the laser chip and the mounting substrate, and FIG. 5 is a plan view of the light receiving / emitting element module.

【0020】本実施例の光受発光素子モジュール10
(以下、光モジュール10と略称する)は、図1に示す
ように、レーザチップ12と、実装面14を備え、その
上にレーザチップを実装した長方形の実装基板16とか
ら構成されている。レーザチップ12は、図2に示すよ
うに、半導体基板18上にMQW活性層20を有する埋
込型レーザチップである。レーザチップ12は、n+型
半導体基板18上に形成されたn型クラッド層22上の
中央で長手方向に延びる長さ300μm のリッジ部24
と、その両側にリッジ部24に平行に設けられた第1電
極部26と、第2電極部28と、リッジ部24と第1電
極部26との間に設けられた第1溝30と、リッジ部2
4と第2電極部28との間に設けられた第2溝32とを
備えている。
Light receiving / emitting element module 10 of this embodiment
As shown in FIG. 1, the optical module 10 includes a laser chip 12, a mounting surface 14, and a rectangular mounting substrate 16 on which the laser chip is mounted. The laser chip 12 is an embedded laser chip having an MQW active layer 20 on a semiconductor substrate 18 as shown in FIG. The laser chip 12 has a 300 μm long ridge 24 extending in the longitudinal direction at the center on the n-type cladding layer 22 formed on the n + -type semiconductor substrate 18.
A first electrode portion 26 provided on both sides thereof in parallel with the ridge portion 24, a second electrode portion 28, a first groove 30 provided between the ridge portion 24 and the first electrode portion 26, Ridge part 2
4 and a second groove 32 provided between the second electrode portion 28.

【0021】リッジ部24は、n型クラッド層22上に
形成されたMQW活性層20とその両側及び上面に形成
されたp型クラッド層33と、p型クラッド層33の両
側を埋め込むn型ブロッキング層34と、p型クラッド
層33及びn型ブロッキング層34上の上部p型クラッ
ド層36と、p型電極層38とを備えている。リッジ部
24の少なくとも一方の端面40(図1で前端面)は、
リッジ部24に直交する面として形成された光出射面を
構成し、第1電極部26及び第2電極部28のそれぞれ
の前端面42、44は光出射面と同じ面内にある。
The ridge portion 24 has an MQW active layer 20 formed on the n-type cladding layer 22, a p-type cladding layer 33 formed on both sides and an upper surface thereof, and an n-type blocking burying both sides of the p-type cladding layer 33. A layer 34, an upper p-type cladding layer 36 on the p-type cladding layer 33 and the n-type blocking layer 34, and a p-type electrode layer 38 are provided. At least one end surface 40 (the front end surface in FIG. 1) of the ridge portion 24 is
The light emitting surface is formed as a surface orthogonal to the ridge portion 24, and the front end surfaces 42 and 44 of the first electrode portion 26 and the second electrode portion 28 are in the same plane as the light emitting surface.

【0022】第1電極部26及び第2電極部28は、そ
れぞれn型クラッド層22上に順次形成されているp型
クラッド層、n型ブロッキング層34、電極層46、及
び半田層48とを備えている。第1電極部26の最上
面、即ち電極層46と第1溝30の溝壁とにより形成さ
れるエッジは、及び第2電極部の最上面、即ち電極層4
6と第2溝32の溝壁とにより形成されるエッジは、そ
れぞれ第1位置合わせエッジ50及び第2位置合わせエ
ッジ52を構成している。第1位置合わせエッジ50及
び第2位置合わせエッジ52は、100μm の幅で相互
に平行に延在し、かつそれぞれ第1電極部26及び第2
電極部28の前端面42及び44に直交している。第1
位置合わせエッジ50と第1電極部26の前端面42と
の交点及び第2位置合わせエッジ52と第2電極部28
の前端面44との交点は、それぞれ第1位置合わせ点5
4及び第2位置合わせ点56を構成している。
The first electrode section 26 and the second electrode section 28 are respectively formed by a p-type cladding layer, an n-type blocking layer 34, an electrode layer 46, and a solder layer 48 which are sequentially formed on the n-type cladding layer 22. Have. The uppermost surface of the first electrode portion 26, that is, the edge formed by the electrode layer 46 and the groove wall of the first groove 30, and the uppermost surface of the second electrode portion, that is, the electrode layer 4
The edge formed by the groove 6 and the groove wall of the second groove 32 constitutes a first alignment edge 50 and a second alignment edge 52, respectively. The first alignment edge 50 and the second alignment edge 52 extend in parallel with each other with a width of 100 μm, and respectively have the first electrode portion 26 and the second alignment edge 52.
It is orthogonal to the front end surfaces 42 and 44 of the electrode part 28. First
Intersection between the positioning edge 50 and the front end face 42 of the first electrode portion 26, and the second positioning edge 52 and the second electrode portion 28
Are located at the first alignment point 5
The fourth and second alignment points 56 are formed.

【0023】第1電極部26及び第2電極部28の電極
層46は、Ti層、Pt層及びAu層の積層構造で形成
されたp側オーミック電極を構成し、更に、最上層のA
u層の表面上のパターニングされた所定領域内に順次厚
み0.5μmのSn半田薄膜及び厚み数百nmのAu半
田薄膜からなる半田層48が積層されている。尚、半田
層48では、電極層46のAu層、Sn半田薄膜及びそ
の外側のAu半田薄膜が、Snが溶融した時、共晶を生
ずるように重量比が設定されている。尚、第1電極部2
6及び第2電極部28の電極層46は、適当な手段(図
示せず)によりリッジ部24の電極層28と電気的に接
続されている。半田層48のの厚みが1μm以下に設定
されているので、半田の厚みにバラツキがあっても、高
さ方向の位置決め誤差は、1μm以下になる。一方、n
+半導体基板18の裏面には、Au/Ge/Ni層とそ
の上のAu層とからなるn側電極層58が形成されてい
る。
The electrode layers 46 of the first electrode section 26 and the second electrode section 28 constitute a p-side ohmic electrode having a laminated structure of a Ti layer, a Pt layer, and an Au layer.
A solder layer 48 composed of a 0.5 μm-thick Sn solder thin film and a several hundred nm-thick Au solder thin film is sequentially stacked in a patterned predetermined region on the surface of the u layer. The weight ratio of the solder layer 48 is set so that the Au layer of the electrode layer 46, the Sn solder thin film, and the Au solder thin film on the outside thereof form a eutectic when Sn is melted. The first electrode unit 2
The electrode layer 46 of the sixth and second electrode portions 28 is electrically connected to the electrode layer 28 of the ridge portion 24 by an appropriate means (not shown). Since the thickness of the solder layer 48 is set to 1 μm or less, even if the thickness of the solder varies, the positioning error in the height direction becomes 1 μm or less. On the other hand, n
+ An n-side electrode layer 58 including an Au / Ge / Ni layer and an Au layer thereon is formed on the back surface of the semiconductor substrate 18.

【0024】一方、実装基板16は、高絶縁性のSi基
板で形成されていて、上面に高平坦度の実装面14を有
し、一方の端面に実装面14に直交する端面60(図1
では、前端面)を備えている。尚、導電性Si基板を実
装基板として用いる場合には、約0.1μmの厚みのS
iO2 膜のような絶縁膜を予めSi基板主面全面に、例
えばスパッタリング等で成膜する。100μm幅で長さ
500μm 〜1000μm の長溝62が実装面12上に
端面60に直交し、かつ端面60に開口端を有するよう
に形成されている。長溝62は、レーザチップ12の中
央リッジ部24を収容するために、リッジ部24の長さ
より長く、かつ約10μmの深さを有する。長溝62
は、高い寸法精度を備えるように、例えばKOHによる
方向性エッチング法により実装基板12をエッチングし
て形成されている。
On the other hand, the mounting substrate 16 is formed of a highly insulating Si substrate, has a high flatness mounting surface 14 on the upper surface, and has an end surface 60 (FIG. 1) orthogonal to the mounting surface 14 on one end surface.
Then, the front end face) is provided. When a conductive Si substrate is used as a mounting substrate, the thickness of the S
An insulating film such as an iO 2 film is previously formed on the entire main surface of the Si substrate by, for example, sputtering. A long groove 62 having a width of 100 μm and a length of 500 μm to 1000 μm is formed on the mounting surface 12 so as to be orthogonal to the end face 60 and to have an open end in the end face 60. The long groove 62 is longer than the length of the ridge portion 24 and has a depth of about 10 μm to accommodate the central ridge portion 24 of the laser chip 12. Long groove 62
Is formed by etching the mounting substrate 12 by a directional etching method using, for example, KOH so as to provide high dimensional accuracy.

【0025】長溝62の両側には、端面60から奥に向
かって第1電極部24及び第2電極部26の電極層46
とそれぞれほぼ同じ形状、大きさの第1電極パッド64
及び第2電極パッド66が設けられている。以上の構成
により、第1電極パッド64の上面及び第2電極パッド
66の上面と長溝62の溝壁とによりそれぞれ形成され
た第1及び第2溝エッジ68、70は、レーザチップ1
2を実装した際に、それぞれ第1及び第2位置合わせエ
ッジ50、52に一致する。また、第1及び第2溝エッ
ジ68、70と端面60との交点72、74は、実装の
際の第1及び第2基準点となり、それぞれ第1及び第2
位置合わせ点54、56に一致する。
On both sides of the long groove 62, the electrode layers 46 of the first electrode portion 24 and the second electrode portion 26
And the first electrode pads 64 having substantially the same shape and size, respectively.
And a second electrode pad 66. With the above-described configuration, the first and second groove edges 68 and 70 formed by the upper surface of the first electrode pad 64 and the upper surface of the second electrode pad 66 and the groove wall of the long groove 62 respectively correspond to the laser chip 1.
2 correspond to the first and second alignment edges 50, 52 respectively. In addition, intersections 72 and 74 between the first and second groove edges 68 and 70 and the end face 60 become first and second reference points at the time of mounting, respectively.
It coincides with the alignment points 54 and 56.

【0026】第1電極パッド64及び第2電極パッド6
6は、それぞれ約50nm、50nm、50nm及び3
50nmの膜厚のCr、Ti、pt及びAuの薄膜を順
次蒸着した積層構造で形成されている。更に、長溝6
2、第1電極パッド64及び第2電極パッド66の形成
領域外に、レーザチップ12のn型電極層58のための
ボンデイングパッド76、電極配線パターン78、リー
ド足用パッド80等が形成されている。尚、第1及び第
2電極パッド64、66を含め、上述のパターン、パッ
ドは、例えばリフトオフ法により形成できる。
First electrode pad 64 and second electrode pad 6
6 are about 50 nm, 50 nm, 50 nm and 3 respectively.
It is formed in a laminated structure in which thin films of Cr, Ti, pt and Au having a thickness of 50 nm are sequentially deposited. Furthermore, a long groove 6
2. Outside the formation region of the first electrode pad 64 and the second electrode pad 66, a bonding pad 76, an electrode wiring pattern 78, a lead foot pad 80, and the like for the n-type electrode layer 58 of the laser chip 12 are formed. I have. The above-described patterns and pads including the first and second electrode pads 64 and 66 can be formed by, for example, a lift-off method.

【0027】実装に際しては、先ず、図3及び図4に示
すように、レーザチップ12を実装基板16上に位置決
めし、次いで半田層48の加熱、融着により、レーザチ
ップ12と実装基板16とを電気的及び機械的に接合す
る。位置決めは、図3及び図4に示すように、画像処理
装置を使用して高精度位置調整及びアライメントを行
い、レーザチップ12の第1位置合わせ点54及び第1
位置合わせエッジ50が、それぞれ実装基板16の第1
基準点72及び第1溝エッジ68に一致し、レーザチッ
プ12の第2位置合わせ点56及び第2位置合わせエッ
ジ52及びが、それぞれ、実装基板16の第2基準点5
6及び第2溝エッジ70に一致するように調整する。
At the time of mounting, first, as shown in FIGS. 3 and 4, the laser chip 12 is positioned on the mounting substrate 16, and then the laser chip 12 and the mounting substrate 16 are bonded by heating and fusing the solder layer 48. Are electrically and mechanically joined. As shown in FIGS. 3 and 4, high-precision position adjustment and alignment are performed using an image processing apparatus, and the first alignment point 54 and the first alignment point 54 of the laser chip 12 are positioned.
The alignment edges 50 are respectively located on the first
The second alignment point 56 and the second alignment edge 52 of the laser chip 12 coincide with the reference point 72 and the first groove edge 68, respectively.
6 and the second groove edge 70 are adjusted.

【0028】次いで、ボンディングツール(図示せず)
により吸着されているレーザチップ12の第1電極部2
4を実装基板16の第1電極パッド64上に、また第2
電極部28を実装基板16の第2電極パッド66上にそ
れぞれ均一に着地させ、レーザチップ12と実装基板1
6の電極パッド64、66に均一な圧力を加えるように
平面型の吸着ツールを用い、両者を密着させる。更に、
レーザチップ12及び実装基板16の端面映像をTVモ
ニタより観察し、図3及び図4に記載するように、レー
ザチップ位置の微調整を行う。以上により、チップと実
装基板との位置合わせが完璧になる。
Next, a bonding tool (not shown)
1st electrode part 2 of laser chip 12 which is adsorbed by
4 on the first electrode pad 64 of the mounting substrate 16 and the second
The electrode portions 28 are uniformly landed on the second electrode pads 66 of the mounting substrate 16, respectively, and the laser chip 12 and the mounting substrate 1
The six electrode pads 64 and 66 are brought into close contact with each other using a flat suction tool so as to apply uniform pressure. Furthermore,
The end face images of the laser chip 12 and the mounting substrate 16 are observed from a TV monitor, and the position of the laser chip is finely adjusted as shown in FIGS. As described above, the alignment between the chip and the mounting board becomes perfect.

【0029】次いで、レーザチップ12側と実装基板1
6側の両方から加熱する。尚、実装基板16側だけから
の加熱でもダイ・ボンデイングは可能である。予め蒸着
されたSn半田が加熱により融解し、上下のAu層と共
晶反応を引き起こし、結局レーザチップ12の半田層4
8と実装基板16の第1及び第2電極パッド64、66
の最上層であるAu層が混ざり合い、一体化して接合す
る。ボンデイングの条件は、例えば、次のようなもので
ある。 加熱温度 :280〜320℃ 荷重 :20〜50 gmf 接触接合時間:約30秒程度 以上により、図5に示すような、光モジュール10を得
ることができる。
Next, the laser chip 12 side and the mounting substrate 1
Heat from both sides. Note that die bonding can be performed by heating only from the mounting substrate 16 side. The pre-deposited Sn solder melts by heating, causing a eutectic reaction with the upper and lower Au layers, and eventually the solder layer 4 of the laser chip 12.
8 and the first and second electrode pads 64 and 66 of the mounting board 16.
Au layers, which are the uppermost layers, are mixed, integrated and joined. Bonding conditions are, for example, as follows. Heating temperature: 280 to 320 ° C Load: 20 to 50 gmf Contact bonding time: about 30 seconds From the above, the optical module 10 as shown in FIG. 5 can be obtained.

【0030】本実施例の光モジュール10を上述のよう
にして製作し、本実施例の試料光モジュールとし、次い
で、位置決め精度を検査し、本発明に係る光モジュール
の評価を行った。本実施例では、他の光受発光素子を実
装基板16に実装する際に無調芯光接続を行うための位
置決め基準として、V溝又はリファレンス・パターン
(共に図示せず)が実装基板16の実装面14の両側縁
近傍に設けられている。そのV溝又はリファレンス・パ
ターンを位置決め精度検査の基準にして、実装後のレー
ザチップ12の実装基板16の縦方向及び横方向に対す
る位置ずれを測定した。結果は、横方向で0.5μm、
縦方向で0.3μmであった。尚、V溝は、その底がレ
ーザチップ12を実装基板16上に実装して本発明に係
る光モジュール10を構成した時に、レーザチップ12
のMQW活性層20の中心の延長線と実装基板表面とが
一致するようにV溝の深さを制御して形成されている。
The optical module 10 of the present embodiment was manufactured as described above, and was used as a sample optical module of the present embodiment. Then, the positioning accuracy was inspected, and the optical module according to the present invention was evaluated. In the present embodiment, a V-groove or a reference pattern (both not shown) is used as a positioning reference for performing alignment-free optical connection when another light receiving / emitting element is mounted on the mounting substrate 16. It is provided near both side edges of the mounting surface 14. Using the V-groove or the reference pattern as a reference for the positioning accuracy inspection, the displacement of the mounted laser chip 12 in the vertical and horizontal directions of the mounting substrate 16 was measured. The result was 0.5 μm in the horizontal direction,
It was 0.3 μm in the vertical direction. Incidentally, the V-groove is formed such that when the laser chip 12 is mounted on the mounting substrate 16 and the optical module 10 according to the present invention is formed,
The depth of the V-groove is controlled so that the extension line at the center of the MQW active layer 20 of FIG.

【0031】横方向の位置ずれの別の評価方法は、赤外
線に透明なSi実装基板16の裏面から赤外反射顕微鏡
で光モジュール10を観察し、第1位置合わせエッジ5
0と第1溝エッジ68とのずれ、及び第2位置合わせエ
ッジ52と第2溝エッジ70との位置ズレ、又は実装基
板16上に形成されたV溝又はリファレンス・パターン
と第1位置合わせエッジ50又は第2位置合わせエッジ
52との距離を測定することによっても求めることがで
きる。一方、縦方向の位置ズレ量は、V溝を基準に、レ
ーザチップの発光中心とマスター光ファイバ付きマウン
トコネクタとを接続して赤外線カメラによりレーザ光と
マウントコネクタのその他のファイバ光出力ポートとの
スポット間の距離を画像処理系により精密測定する。こ
れにより、正確な評価ができる。
Another method for evaluating the lateral displacement is to observe the optical module 10 with an infrared reflection microscope from the rear surface of the Si mounting substrate 16 which is transparent to infrared rays,
0 and the first groove edge 68, and the positional deviation between the second alignment edge 52 and the second groove edge 70, or the V groove or reference pattern formed on the mounting substrate 16 and the first alignment edge. It can also be determined by measuring the distance to the 50 or second alignment edge 52. On the other hand, the positional deviation amount in the vertical direction is determined based on the V-groove by connecting the emission center of the laser chip to the mount connector with the master optical fiber and connecting the laser light with the other fiber light output ports of the mount connector by an infrared camera. The distance between the spots is precisely measured by an image processing system. Thereby, accurate evaluation can be performed.

【0032】実施例2 実施例1のようにボンデイング用半田層48をレーザチ
ップ12の第1及び第2電極部26、28の電極層46
上に蒸着しておく代わりに、本実施例においては、実装
基板16上の第1及び電極パッド64、66上に、実施
例1の半田層48と同じ組成のSn半田薄膜とAu薄膜
を順次蒸着させて半田層とした。これ以外は、実施例1
と全て同じようにして製作して本発明に係る光受発光素
子モジュールの実施例2とした。試料を製作して、実施
例1と同じように位置決め精度を評価したところ、実施
例1と同じ高い位置決め精度であることが確認できた。
Embodiment 2 As in Embodiment 1, the bonding solder layer 48 is applied to the electrode layers 46 of the first and second electrode portions 26 and 28 of the laser chip 12.
Instead of vapor deposition on the upper side, in this embodiment, an Sn solder thin film and an Au thin film having the same composition as the solder layer 48 of the first embodiment are sequentially formed on the first and electrode pads 64 and 66 on the mounting substrate 16. It was vapor-deposited to form a solder layer. Other than this, Example 1
Example 2 of the light receiving / emitting element module according to the present invention was manufactured in the same manner as in Example 1. When a sample was manufactured and the positioning accuracy was evaluated in the same manner as in Example 1, it was confirmed that the positioning accuracy was as high as in Example 1.

【0033】[0033]

【発明の効果】請求項1に記載の発明の構成によれば、
光受発光素子に位置合わせ点と線を、また実装基板に位
置合わせ点と線と一致する位置決め基準点と位置決め基
準線とを設け、実装の際の位置決めで、それらを一致さ
せるように調整することにより、実装基板の実装面の縦
方向及び横方法に関し高い位置決め精度を得ることがで
きる。また、請求項2に記載の発明の構成によれば、光
受発光素子の電極層と実装基板の電極パッドとの接着に
より光受発光素子と実装基板とを電気的に接続かつ高さ
方向に高い精度で機械的に接合することができる。本発
明に係る光受発光素子モジュールを使用すれば、低い結
合損失でバット・ジョイント方式の光接続を行うことが
できる。
According to the first aspect of the present invention,
The light receiving / emitting element is provided with a positioning point and a line, and the mounting substrate is provided with a positioning reference point and a positioning reference line that match the positioning point and the line, and are adjusted so that they match during positioning during mounting. Thereby, high positioning accuracy can be obtained in the vertical and horizontal directions of the mounting surface of the mounting board. According to the configuration of the second aspect of the present invention, the light receiving / emitting element is electrically connected to the mounting board by bonding the electrode layer of the light receiving / emitting element to the electrode pad of the mounting board, and the height direction is established. It can be mechanically joined with high accuracy. By using the light receiving / emitting element module according to the present invention, optical connection of the butt joint system can be performed with low coupling loss.

【0034】また、本発明に係る光受発光素子モジュー
ルの製作方法によれば、従来方法よりは遙かに高い位置
決め精度で実装できるので、サブミクロンオーダの超高
精度で光受発光素子を実装した光受発光素子モジュール
を実現することができる。しかも、光受発光素子又は実
装基板にコストの高い半田バンプを形成する必要もない
ので、経済的に実装することができる。
Further, according to the method of manufacturing a light receiving / emitting element module according to the present invention, the light receiving / emitting element can be mounted with much higher positioning accuracy than the conventional method. The light receiving / emitting element module can be realized. In addition, since it is not necessary to form expensive solder bumps on the light receiving / emitting element or the mounting board, the mounting can be performed economically.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る光受発光素子モジュールの実施例
の概略構造を示すために光受発光素子としての実装され
るレーザチップと実装基板とを分離して示した斜視図で
ある。
FIG. 1 is a perspective view showing a laser chip mounted as a light receiving and emitting element and a mounting substrate separately to show a schematic structure of an embodiment of a light receiving and emitting element module according to the present invention.

【図2】レーザチップの概略構成を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of a laser chip.

【図3】光受発光素子と実装基板との位置決めを説明す
る模式的側面図である。
FIG. 3 is a schematic side view illustrating positioning of a light receiving / emitting element and a mounting substrate.

【図4】光受発光素子と実装基板との位置決めを説明す
る模式的斜視図である。
FIG. 4 is a schematic perspective view illustrating the positioning of the light receiving / emitting element and the mounting substrate.

【図5】光受発光素子モジュールの平面図である。FIG. 5 is a plan view of the light receiving / emitting element module.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 本発明に係る光受発光素子モジュールの実施例 12 レーザチップ 14 実装面 16 実装基板 18 n+型半導体基板 20 MQW活性層 22 n型クラッド層 24 リッジ部 26 第1電極部 28 第2電極部 30 第1溝 32 第2溝 33 p型クラッド層 34 n型ブロッキング層 36 上部p型クラッド層 38 p型電極層 40、42、44 前端面 46 電極層 48 半田層 50 第1位置合わせエッジ 52 第2位置合わせエッジ 54 第1位置合わせ点 56 第2位置合わせ点 58 n側電極層 60 端面 62 長溝 64 第1電極パッド 66 第2電極パッド 68 第1溝エッジ 70 第2溝エッジ 72 第1基準点 74 第2基準点 76 ボンデイングパッド 78 電極配線パターン 80 リード足用パッド Reference Signs List 10 light receiving / emitting element module according to the present invention 12 laser chip 14 mounting surface 16 mounting substrate 18 n + type semiconductor substrate 20 MQW active layer 22 n type cladding layer 24 ridge portion 26 first electrode portion 28 second electrode portion Reference Signs List 30 first groove 32 second groove 33 p-type cladding layer 34 n-type blocking layer 36 upper p-type cladding layer 38 p-type electrode layer 40, 42, 44 front end face 46 electrode layer 48 solder layer 50 first alignment edge 52 2 positioning edge 54 first positioning point 56 second positioning point 58 n-side electrode layer 60 end face 62 long groove 64 first electrode pad 66 second electrode pad 68 first groove edge 70 second groove edge 72 first reference point 74 Second reference point 76 Bonding pad 78 Electrode wiring pattern 80 Lead foot pad

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩瀬 正幸 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古河電気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−249349(JP,A) 特開 平5−55712(JP,A) 特開 平5−37087(JP,A) 特開 昭62−140484(JP,A) 特開 昭55−157277(JP,A) 特開 昭54−14181(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 31/02 H01L 33/00 H01S 3/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Masayuki Iwase 2-6-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Furukawa Electric Co., Ltd. (56) References JP-A-5-249349 (JP, A) JP-A Heihei JP-A-5-55712 (JP, A) JP-A-5-37087 (JP, A) JP-A-62-140484 (JP, A) JP-A-55-157277 (JP, A) JP-A-54-14181 (JP, A) A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 31/02 H01L 33/00 H01S 3/18

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 活性層を含むストライプ部を有する少な
くとも1個の光受発光素子と実装基板とを有し、素子基
板を外方にストライプ部を内方に向けて光受発光素子を
実装基板上に実装した光受発光素子モジュールであっ
て、 光受発光素子は、ストライプ部の両側に延びる第1及び
第2溝と、第1及び第2溝のストライプ部と反対側に延
在する第1及び第2領域部の上面と第1及び第2溝の溝
壁とによりそれぞれ形成された直線状の第1及び第2位
置合わせエッジと、ストライプ部に交差する方向に延在
する第1及び第2領域部の端面と第1及び第2位置合わ
せエッジとの交点によりそれぞれ定まる第1及び第2位
置合わせ点とを備え、 実装基板は、実装面と、各光受発光素子毎に実装面に光
受発光素子のストライプ部より長く形成された長溝とを
備え、 長溝の両側に延在する第1及び第2基板領域部の上面と
長溝の溝壁とによりそれぞれ形成された第1及び第2溝
エッジは、それぞれ第1及び第2位置合わせエッジに一
致して延びる共に第1及び第2位置合わせ点に一致する
第1及び第2基準点を備え、 光受発光素子の各々が、第1位置合わせエッジ及び第1
位置合わせ点をそれぞれ第1溝エッジ及び第1基準点に
一致させ、第2位置合わせエッジ及び第2位置合わせ点
をそれぞれ第2溝エッジ及び第2基準点に一致させて位
置決めされていることを特徴とする光受発光素子モジュ
ール。
1. A light receiving / emitting element having at least one light receiving / emitting element having a stripe portion including an active layer and a mounting substrate, wherein the light receiving / emitting element is mounted on a mounting substrate with the element substrate facing outward and the stripe portion facing inward. A light receiving / emitting element module mounted on the light receiving / emitting element, wherein the light receiving / emitting element includes first and second grooves extending on both sides of the stripe portion, and a first and second groove extending on opposite sides of the stripe portion of the first and second grooves. First and second linear alignment edges formed by upper surfaces of the first and second region portions and groove walls of the first and second grooves, respectively, and first and second alignment edges extending in a direction intersecting the stripe portion. The mounting substrate includes first and second alignment points respectively defined by intersections of the end face of the second region and the first and second alignment edges, and the mounting substrate includes a mounting surface and a mounting surface for each light receiving / emitting element. Formed longer than the stripe part of the light receiving and emitting element Wherein the first and second groove edges formed by the upper surfaces of the first and second substrate region portions extending on both sides of the long groove and the groove wall of the long groove, respectively, are the first and second alignment edges, respectively. And a first and a second reference point extending along with the first and second alignment points, wherein each of the light receiving and emitting elements comprises a first alignment edge and a first alignment edge.
It is determined that the positioning points are aligned with the first groove edge and the first reference point, respectively, and the second alignment edge and the second positioning point are aligned with the second groove edge and the second reference point, respectively. Light receiving / emitting element module.
【請求項2】 光受発光素子の第1及び第2領域部が、
その上面に平坦な表面電極を有する第1及び第2電極部
を構成し、 実装基板の第1及び第2基板領域部が、それぞれ、その
上面に第1及び第2基準点から第1及び第2溝エッジに
沿って平坦に延在し、かつ表面電極を有する第1及び第
2電極パッドを備え、 光受発光素子と実装基板とは、第1電極部と第1電極パ
ッドとの接着及び第2電極部と第2電極パッドとの接着
の少なくとも一方の接着により電気的に接続され、かつ
双方の接着により機械的に接合されていることを特徴と
する請求項1に記載の光受発光素子モジュール。
2. The first and second region portions of the light receiving and emitting element,
First and second electrode portions having flat surface electrodes are formed on the upper surface thereof, and the first and second substrate region portions of the mounting substrate are respectively formed on the upper surface thereof with the first and second reference points from the first and second reference points. The light receiving / emitting element and the mounting substrate are provided with first and second electrode pads extending flat along the edge of the two grooves and having surface electrodes. The light receiving and emitting light according to claim 1, wherein the second electrode portion and the second electrode pad are electrically connected to each other by at least one of bonding and mechanically bonded to each other by both bonding. Element module.
【請求項3】 実装基板は、長溝の一端が開口する開口
端面を備え、かつ第1及び第2基準点は、開口端面と第
1及び第2溝エッジとの交点で定まり、 光受発光素子の光出射端面又は光入射端面を構成するス
トライプ部の端面が、実装基板の開口端面と同じ平面内
にあることを特徴とする請求項1又は2に記載の光受発
光素子モジュール。
3. The mounting substrate has an open end face at which one end of the long groove is opened, and the first and second reference points are determined by intersections between the open end face and the first and second groove edges. 3. The light receiving and emitting element module according to claim 1, wherein an end face of the stripe portion constituting the light emitting end face or the light incident end face is in the same plane as the opening end face of the mounting board. 4.
【請求項4】 実装基板が、光受発光素子以外の光受動
部品との無調芯光接続を行う位置決め基準を備えている
ことを特徴とする請求項1から3のうちのいずれか1項
に記載の光受発光素子モジュール。
4. The mounting substrate according to claim 1, wherein the mounting substrate is provided with a positioning reference for performing an alignment-free optical connection with an optical passive component other than the light receiving / emitting element. The light receiving / emitting element module according to item 1.
【請求項5】 活性層を含むストライプ部を有する光受
発光素子を実装基板上に素子基板を外方にストライプ部
を内方に向けて実装する方法であって、 ストライプ部の両側に延びる第1及び第2溝と、第1及
び第2溝のストライプ部と反対側に延在する第1及び第
2領域部の上面と第1及び第2溝の溝壁とによりそれぞ
れ形成される第1及び第2位置合わせエッジと、光受発
光素子のストライプ部に交差する方向に延在する第1及
び第2領域部の端面と第1及び第2位置合わせエッジと
の交点によりそれぞれ定まる第1及び第2位置合わせ点
とを光受発光素子に設け、 光受発光素子のストライプ部より長く延びる長溝を各光
受発光素子毎に実装基板の上面に形成し、 長溝の形成に当たっては、長溝の両側に延在する第1及
び第2基板領域部の上面と長溝の溝壁とによりそれぞれ
形成される第1及び第2溝エッジを、実装した際に、そ
れぞれ第1及び第2位置合わせエッジに一致するように
形成し、かつ実装した際に第1及び第2位置合わせ点に
一致する第1及び第2基準点を第1及び第2溝エッジに
設け、 第1位置合わせエッジ及び第1位置合わせ点をそれぞれ
第1溝エッジ及び第1基準点に一致させ、第2位置合わ
せエッジ及び第2位置合わせ点をそれぞれ第2溝エッジ
及び第2基準点に一致させるように光受発光素子の各々
を実装基板上に位置決めすることを特徴とする光受発光
素子モジュールの製作方法。
5. A method for mounting a light receiving / emitting element having a stripe portion including an active layer on a mounting substrate with an element substrate facing outward and a stripe portion facing inward, wherein a first portion extending on both sides of the stripe portion is provided. A first groove formed by the first and second grooves, upper surfaces of the first and second regions extending opposite to the stripe portions of the first and second grooves, and groove walls of the first and second grooves, respectively; And second alignment edges, and first and second alignment edges defined by intersections of first and second alignment edges with end surfaces of first and second regions extending in a direction intersecting the stripe portion of the light receiving and emitting element, respectively. A second alignment point is provided on the light receiving and emitting element, and a long groove extending longer than the stripe portion of the light receiving and emitting element is formed on the upper surface of the mounting substrate for each light receiving and emitting element. Of the first and second substrate regions extending to First and second groove edges respectively formed by the upper surface and the groove wall of the long groove are formed so as to coincide with the first and second alignment edges when mounted, and the first and second groove edges are respectively formed when mounted. And first and second reference points corresponding to the second alignment point are provided on the first and second groove edges, and the first alignment edge and the first alignment point are defined as the first groove edge and the first reference point, respectively. The light receiving and emitting elements are positioned on the mounting substrate such that the second alignment edge and the second alignment point coincide with the second groove edge and the second reference point, respectively. Manufacturing method of light emitting element module.
【請求項6】 光受発光素子の第1及び第2領域部の上
面に平坦な表面電極を有する第1及び第2電極部をそれ
ぞれ形成し、 実装基板の第1及び第2基板領域部の上面に第1及び第
2基準点からそれぞれ第1及び第2エッジに沿って平坦
に延在する第1及び第2電極パッドを形成し、 第1電極部と第1電極パッドとを、及び第2電極部と第
2電極パッドとを半田で電気的に接合することを特徴と
する請求項5に記載の光受発光素子モジュールの製作方
法。
6. A first and a second electrode portion having a flat surface electrode are respectively formed on upper surfaces of the first and the second region portions of the light receiving / emitting element, and the first and the second electrode portions of the mounting substrate are formed. First and second electrode pads extending flat from the first and second reference points along the first and second edges, respectively, are formed on the upper surface, and the first electrode portion, the first electrode pad, and the first electrode pad are formed. 6. The method according to claim 5, wherein the two electrode portions and the second electrode pads are electrically joined by solder.
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