JP3087818B2 - 光素子固定方法 - Google Patents
光素子固定方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路を有する
基板上に薄膜半田を介して一つ又は複数の光素子を搭載
する固定方法に関する。
基板上に薄膜半田を介して一つ又は複数の光素子を搭載
する固定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、図１３，１４に示すように、
シリコン基板０１上にＶ溝の光ファイバ０２をガイドす
るガイド溝０３を形成し、同一基板上にＬＤ，ＰＤ等の
光素子０４を薄膜半田０４を介して搭載したモジュール
が作成されている。このような光素子を半田により固定
する表面実装においては、半田バンプ法（１９９３年、
信学会春季大会Ｃ−２７８参照）と、薄膜半田法（１９
９３年、信学会秋期大会Ｃ−１９０参照）とがある。
シリコン基板０１上にＶ溝の光ファイバ０２をガイドす
るガイド溝０３を形成し、同一基板上にＬＤ，ＰＤ等の
光素子０４を薄膜半田０４を介して搭載したモジュール
が作成されている。このような光素子を半田により固定
する表面実装においては、半田バンプ法（１９９３年、
信学会春季大会Ｃ−２７８参照）と、薄膜半田法（１９
９３年、信学会秋期大会Ｃ−１９０参照）とがある。
【０００３】上記半田バンプ法では、光素子をリフロー
前に半田バンプ上に接触させ、その後、半田リフローし
て、セルフアライメント効果を利用して搭載するように
している。この半田バンプ法には、以下のような特徴が
ある。 複数光素子搭載に適用が可能である。 光素子との接触面積が小さくなるので放熱が不十分
である。 半田バンプ形成工程が複雑である。
前に半田バンプ上に接触させ、その後、半田リフローし
て、セルフアライメント効果を利用して搭載するように
している。この半田バンプ法には、以下のような特徴が
ある。 複数光素子搭載に適用が可能である。 光素子との接触面積が小さくなるので放熱が不十分
である。 半田バンプ形成工程が複雑である。
【０００４】また、薄膜半田方法では、光素子をリフロ
ー前に半田バンプ上に接触させ、密着のための圧力を加
えた状態にし、その後半田をリフローして、固定する。
該薄膜半田法には、以下のような特徴がある。 接触面積が大きいので放熱が消光である。 半田形成工程が容易である。 複数光素子搭載には適用が困難である。
ー前に半田バンプ上に接触させ、密着のための圧力を加
えた状態にし、その後半田をリフローして、固定する。
該薄膜半田法には、以下のような特徴がある。 接触面積が大きいので放熱が消光である。 半田形成工程が容易である。 複数光素子搭載には適用が困難である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、半田
バンプ法では、セルフアライメント効果によりリフロー
後の所定の位置にアライメントされ、複数回リフローし
ても光素子の位置ずれは少ないため、複数光素子搭載が
可能であるが、光素子の放熱特性を考慮した場合、薄膜
半田法が有利である。
バンプ法では、セルフアライメント効果によりリフロー
後の所定の位置にアライメントされ、複数回リフローし
ても光素子の位置ずれは少ないため、複数光素子搭載が
可能であるが、光素子の放熱特性を考慮した場合、薄膜
半田法が有利である。
【０００６】また、光軸の高さ精度を必要とする場合、
半田の厚さは薄いほうが精度が高い。 しかし、半田バ
ンプ法でセルフアライメント効果を有効に利用するため
には、ある程度の半田の厚さが必要である。この点にお
いても、薄膜半田の方が光素子搭載には有利である。し
かし、薄膜半田の厚さが厚くなるとリフロー時の変形に
よる光素子の位置ずれが起き、光軸ずれが問題となるた
め、押圧をかけて位置ずれを抑制しなければならない。
半田の厚さは薄いほうが精度が高い。 しかし、半田バ
ンプ法でセルフアライメント効果を有効に利用するため
には、ある程度の半田の厚さが必要である。この点にお
いても、薄膜半田の方が光素子搭載には有利である。し
かし、薄膜半田の厚さが厚くなるとリフロー時の変形に
よる光素子の位置ずれが起き、光軸ずれが問題となるた
め、押圧をかけて位置ずれを抑制しなければならない。
【０００７】光素子をこの薄膜半田を介して基板上に搭
載する際、基板上に薄膜半田を形成する方法と、素子上
に薄膜半田を形成する方法との二種類の方法がある。基
板上に形成された薄膜半田を介して同一基板上に複数の
光素子を搭載する方法として、素子搭載毎にリフローし
搭載する方法がある。
載する際、基板上に薄膜半田を形成する方法と、素子上
に薄膜半田を形成する方法との二種類の方法がある。基
板上に形成された薄膜半田を介して同一基板上に複数の
光素子を搭載する方法として、素子搭載毎にリフローし
搭載する方法がある。
【０００８】しかしながら、特にシリコン基板のように
熱伝導率が高い基板上に搭載する場合には、局部だけを
昇温し薄膜半田をリフローすることは困難である。この
ため、シリコン基板上に形成された薄膜半田は搭載素子
数だけ繰り返しリフローされ、半田の酸化や金属間化合
物の生成による固定強度の劣化が生じたり、先に搭載さ
れた光素子の半田が再びリフローしてまうため、同様の
問題が生じる。
熱伝導率が高い基板上に搭載する場合には、局部だけを
昇温し薄膜半田をリフローすることは困難である。この
ため、シリコン基板上に形成された薄膜半田は搭載素子
数だけ繰り返しリフローされ、半田の酸化や金属間化合
物の生成による固定強度の劣化が生じたり、先に搭載さ
れた光素子の半田が再びリフローしてまうため、同様の
問題が生じる。
【０００９】また、半田のぬれ性を良くするためには、
リフロー時に密着圧力をかけて搭載することが望まし
い。しかしながら、搭載素子と基板との平行度が完全に
一致しているとは限らないため、密着圧力は完全に半
田、及び基板に垂直とはならず、軸ずれ要因となる面内
方向の分力をもっている。この分力は調芯時は摩擦力に
より平衡が保たれているが、リフロー時は半田表面の摩
擦が減少するため、平衡が崩れてしまい軸ずれの要因と
なる素子変位が起きてしまうという問題がある。このと
き、薄膜半田と密着する素子表面または基板上の搭載部
表面の状態に差が生じることも考えられるが、この密着
面状態差により摩擦力にも差が生じ多種類素子を搭載す
る際、搭載素子ごとに固定強度及び素子変位量にばらつ
きが生じ多種類素子搭載が困難となるという問題があ
る。
リフロー時に密着圧力をかけて搭載することが望まし
い。しかしながら、搭載素子と基板との平行度が完全に
一致しているとは限らないため、密着圧力は完全に半
田、及び基板に垂直とはならず、軸ずれ要因となる面内
方向の分力をもっている。この分力は調芯時は摩擦力に
より平衡が保たれているが、リフロー時は半田表面の摩
擦が減少するため、平衡が崩れてしまい軸ずれの要因と
なる素子変位が起きてしまうという問題がある。このと
き、薄膜半田と密着する素子表面または基板上の搭載部
表面の状態に差が生じることも考えられるが、この密着
面状態差により摩擦力にも差が生じ多種類素子を搭載す
る際、搭載素子ごとに固定強度及び素子変位量にばらつ
きが生じ多種類素子搭載が困難となるという問題があ
る。
【００１０】本発明は以上の問題に鑑み、光素子搭載に
望ましい薄膜半田を用いて複数光素子の搭載に適用でき
る光素子固定法を提供することを目的とする。
望ましい薄膜半田を用いて複数光素子の搭載に適用でき
る光素子固定法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の光素子固定法の構成は、光導波路又は光ファイバを
有する基板上に、一つ又は複数の光素子を光導波路又は
光ファイバとの光結合を保ちつつ、薄膜半田を介して固
定する方法において、基板と一つ又は複数の光素子を位
置合わせする第１の工程と、基板と一つ又は複数の光素
子を薄膜半田を介して圧力（Ｐ）を加え密着させる第２
の工程と、光素子が密着された状態を保持しつつ初期密
度温度（Ｔ0 ）から半田リフロー以下の仮固定温度（Ｔ
1 ）まで昇温させる第３の工程と、仮固定終了温度（Ｔ
2 ）まで冷却する第４の工程と、密着のための圧力
（Ｐ）を無くす第５の工程とからなる光素子仮固定工程
を、搭載するすべての光素子に対して行い、その後、圧
力のない状態で半田リフロー温度（Ｔ3 ）まで昇温させ
る第６の工程と、固定終了後温度（Ｔ4 ）まで冷却させ
て半田を硬化させ、素子を基板に固定する第７の工程と
からなることを特徴とする。
明の光素子固定法の構成は、光導波路又は光ファイバを
有する基板上に、一つ又は複数の光素子を光導波路又は
光ファイバとの光結合を保ちつつ、薄膜半田を介して固
定する方法において、基板と一つ又は複数の光素子を位
置合わせする第１の工程と、基板と一つ又は複数の光素
子を薄膜半田を介して圧力（Ｐ）を加え密着させる第２
の工程と、光素子が密着された状態を保持しつつ初期密
度温度（Ｔ0 ）から半田リフロー以下の仮固定温度（Ｔ
1 ）まで昇温させる第３の工程と、仮固定終了温度（Ｔ
2 ）まで冷却する第４の工程と、密着のための圧力
（Ｐ）を無くす第５の工程とからなる光素子仮固定工程
を、搭載するすべての光素子に対して行い、その後、圧
力のない状態で半田リフロー温度（Ｔ3 ）まで昇温させ
る第６の工程と、固定終了後温度（Ｔ4 ）まで冷却させ
て半田を硬化させ、素子を基板に固定する第７の工程と
からなることを特徴とする。
【００１２】上記光素子固定方法において、搭載する光
素子が複数（ｎ）個の場合、第１の工程から第５の工程
までの光素子の仮固定をする工程が、複数（ｎ）回を個
々に繰りかえして仮固定する方法、又は所定のグループ
単位毎に（ｎ−１）回以下の回数を繰り返して仮固定す
る方法であることを特徴とする。
素子が複数（ｎ）個の場合、第１の工程から第５の工程
までの光素子の仮固定をする工程が、複数（ｎ）回を個
々に繰りかえして仮固定する方法、又は所定のグループ
単位毎に（ｎ−１）回以下の回数を繰り返して仮固定す
る方法であることを特徴とする。
【００１３】上記光素子固定方法において、上記初期密
度温度（Ｔ0 ），仮固定温度（Ｔ1）及び仮固定終了温
度（Ｔ2 ）がすべて等しいことを特徴とする。
度温度（Ｔ0 ），仮固定温度（Ｔ1）及び仮固定終了温
度（Ｔ2 ）がすべて等しいことを特徴とする。
【００１４】上記光素子固定方法において、上記薄膜半
田の厚さが３μｍ以下であることを特徴とする。
田の厚さが３μｍ以下であることを特徴とする。
【００１５】すなわち、本発明では、半田リフロー温度
以下の温度で圧着により仮固定できること、及び半田が
薄ければ圧着無しのリフローでも半田のセルフアライメ
ント効果が抑制でき光軸ずれ無しで固定できるものであ
る。
以下の温度で圧着により仮固定できること、及び半田が
薄ければ圧着無しのリフローでも半田のセルフアライメ
ント効果が抑制でき光軸ずれ無しで固定できるものであ
る。
【００１６】本発明においては、全工程中、薄膜半田が
リフローされる工程は一回で済むため、半田の酸化や金
属間化合物の生成による固定強度の劣化、素子変位によ
る光軸ずれは少ない。
リフローされる工程は一回で済むため、半田の酸化や金
属間化合物の生成による固定強度の劣化、素子変位によ
る光軸ずれは少ない。
【００１７】また、仮固定工程において、仮固定温度ま
で昇温されており、さらに密着圧力も加わっているた
め、熱圧着ボンディングと同じ効果が生じ、その後、リ
フローされるまでの工程中、光軸ずれの起きない程度の
固定強度が保てる。
で昇温されており、さらに密着圧力も加わっているた
め、熱圧着ボンディングと同じ効果が生じ、その後、リ
フローされるまでの工程中、光軸ずれの起きない程度の
固定強度が保てる。
【００１８】そこで、他の素子を仮固定する工程中に、
先に仮固定した素子の光軸ずれが起きることはない。
先に仮固定した素子の光軸ずれが起きることはない。
【００１９】また、半田リフロー工程中に搭載素子に圧
力がかからないため、従来技術で生じた平行度のずれに
よる面内方向分力の影響はない。
力がかからないため、従来技術で生じた平行度のずれに
よる面内方向分力の影響はない。
【００２０】また、薄膜半田の膜厚が薄いため、半田の
変形による光素子の変位が少なく光軸ずれが抑制され
る。
変形による光素子の変位が少なく光軸ずれが抑制され
る。
【００２１】また、搭載素子毎に、仮固定温度及び密着
力を制御することにより、素子表面の状態の差による仮
固定強度及び仮固定時の素子変位のばらつきを緩和する
ことができる。
力を制御することにより、素子表面の状態の差による仮
固定強度及び仮固定時の素子変位のばらつきを緩和する
ことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施する実施の形
態例を図面に基づいて説明する。
態例を図面に基づいて説明する。
【００２３】〔第１の実施の形態〕図１は複数光素子搭
載工程のフローチャート、図２〜図７は複数光素子搭載
工程図を示す。本実施の形態例では、光導波路とＡｕＳ
ｎ半田薄膜を有するＳｉ基板に二つの光素子を搭載する
一実施の形態例を説明する。
載工程のフローチャート、図２〜図７は複数光素子搭載
工程図を示す。本実施の形態例では、光導波路とＡｕＳ
ｎ半田薄膜を有するＳｉ基板に二つの光素子を搭載する
一実施の形態例を説明する。
【００２４】本実施の形態では、ＡｕＳｎ半田薄膜１１
は、Ｓｉ基板１２の素子搭載最適位置近傍に電気的接続
または固定のための要請に応じて、あらかじめパターン
ニングして形成してある。第１の光素子１３−１は第２
の光素子１３−２より上記ＡｕＳｎ半田薄膜１１上に比
較的熱圧着しやすい表面であるとしている。
は、Ｓｉ基板１２の素子搭載最適位置近傍に電気的接続
または固定のための要請に応じて、あらかじめパターン
ニングして形成してある。第１の光素子１３−１は第２
の光素子１３−２より上記ＡｕＳｎ半田薄膜１１上に比
較的熱圧着しやすい表面であるとしている。
【００２５】以下、光素子を搭載する手順を図１のフロ
ーチャート及び図２〜７の工程図を参照して説明する。
ーチャート及び図２〜７の工程図を参照して説明する。
【００２６】先ず、基板を昇温することのできるヒータ
１４上に上記Ｓｉ基板１２を固定する。第１の光素子１
３−１をＳｉ基板１２の所定の位置に移動させることの
できる移動台（以下「ピックアップ」という。）１５に
固定する（図２参照）。
１４上に上記Ｓｉ基板１２を固定する。第１の光素子１
３−１をＳｉ基板１２の所定の位置に移動させることの
できる移動台（以下「ピックアップ」という。）１５に
固定する（図２参照）。
【００２７】＜第１工程＞上記ピックアップ１５を移動
させ、第１の光素子１３−１をアクティブアライメン
ト、又はマーカー法等のパッシブアライメントにより調
芯し、光導波路１６に対し第１の光素子１０−１を最適
な位置に設定する（図３参照）。
させ、第１の光素子１３−１をアクティブアライメン
ト、又はマーカー法等のパッシブアライメントにより調
芯し、光導波路１６に対し第１の光素子１０−１を最適
な位置に設定する（図３参照）。
【００２８】＜第２工程＞この状態で半田１１を介し基
板１２と第１の光素子１３−１との密着をよくするため
に圧力（Ｐ）を加える。上記ピックアップ１５はこの圧
力を加えるための機能を有している。
板１２と第１の光素子１３−１との密着をよくするため
に圧力（Ｐ）を加える。上記ピックアップ１５はこの圧
力を加えるための機能を有している。
【００２９】密着後、ピックアップ１５に第１の光素子
１３−１を固定する作用を無くす（図３参照）。例え
ば、吸着により固定していた場合には、吸引を止める。
これは、以下の仮固定のための昇温過程で熱膨張による
歪が無視できない程度となった場合、ピックアップ１５
に既に光素子が固定されている場合、歪の影響が大きく
利いてくる可能性がある。
１３−１を固定する作用を無くす（図３参照）。例え
ば、吸着により固定していた場合には、吸引を止める。
これは、以下の仮固定のための昇温過程で熱膨張による
歪が無視できない程度となった場合、ピックアップ１５
に既に光素子が固定されている場合、歪の影響が大きく
利いてくる可能性がある。
【００３０】＜第３工程＞その後、密着圧力を加えたま
まの状態で初期密度温度（Ｔ0 ）から半田リフロー以下
の温度である仮固定温度（Ｔ1 ）まで昇温する（図４参
照）。ＡｕＳｎ共晶半田薄膜を用いる場合、リフロー温
度は約２８０℃近傍となる。そこで、仮固定温度
（Ｔ1 ）は、２８０℃以下とする必要がある。高温にな
るに従って、ＡｕＳｎ共晶半田は拡散や酸化の影響を受
け、劣化しやすくなるため、仮固定温度（Ｔ1 ）はでき
るだけ低い方が良い。一方、熱圧着の観点からは、仮固
定温度（Ｔ1 ）が高い方がよいため、仮固定温度は１８
０℃前後となる。
まの状態で初期密度温度（Ｔ0 ）から半田リフロー以下
の温度である仮固定温度（Ｔ1 ）まで昇温する（図４参
照）。ＡｕＳｎ共晶半田薄膜を用いる場合、リフロー温
度は約２８０℃近傍となる。そこで、仮固定温度
（Ｔ1 ）は、２８０℃以下とする必要がある。高温にな
るに従って、ＡｕＳｎ共晶半田は拡散や酸化の影響を受
け、劣化しやすくなるため、仮固定温度（Ｔ1 ）はでき
るだけ低い方が良い。一方、熱圧着の観点からは、仮固
定温度（Ｔ1 ）が高い方がよいため、仮固定温度は１８
０℃前後となる。
【００３１】＜第４及び５工程＞その後、仮固定終了温
度（Ｔ2 ）まで冷却し、密着圧力を無くして第１の光素
子１３−１を所定の位置に仮固定する（図４参照）。こ
の仮固定工程において、熱膨張の影響を少なくするため
には初期密度温度（Ｔ0 ）と仮固定温度（Ｔ1 ）との差
が小さいほうがよい。また、半田はＡｕを成分に含む半
田を用い（ＡｕＳｎ，ＡｕＳｉ，ＡｕＩｎ等）、半田最
表面にＡｕの層を持ち、光素子電極をＡｕとする場合
は、接触面がＡｕＡｕ接合となり、仮固定が容易にな
る。
度（Ｔ2 ）まで冷却し、密着圧力を無くして第１の光素
子１３−１を所定の位置に仮固定する（図４参照）。こ
の仮固定工程において、熱膨張の影響を少なくするため
には初期密度温度（Ｔ0 ）と仮固定温度（Ｔ1 ）との差
が小さいほうがよい。また、半田はＡｕを成分に含む半
田を用い（ＡｕＳｎ，ＡｕＳｉ，ＡｕＩｎ等）、半田最
表面にＡｕの層を持ち、光素子電極をＡｕとする場合
は、接触面がＡｕＡｕ接合となり、仮固定が容易にな
る。
【００３２】次に、第２の光素子１３−２を再びピック
アップ１５に固定し（図５参照）、第１の光素子１３−
１を固定したのと同様の方法で、同一基板１２の所定の
位置に仮固定する（図６参照）。この際、第２の光素子
１３−２は第１の光素子１０−１よりＡｕＳｎ半田薄膜
１４上に比較的熱圧着しにくいため、仮固定温度
（Ｔ1 ）は高め、密着圧力（Ｐ）は強めになる。
アップ１５に固定し（図５参照）、第１の光素子１３−
１を固定したのと同様の方法で、同一基板１２の所定の
位置に仮固定する（図６参照）。この際、第２の光素子
１３−２は第１の光素子１０−１よりＡｕＳｎ半田薄膜
１４上に比較的熱圧着しにくいため、仮固定温度
（Ｔ1 ）は高め、密着圧力（Ｐ）は強めになる。
【００３３】＜第６工程＞すべての素子を仮固定した後
（図６参照）、圧力のない状態で半田リフロー温度（Ｔ
3 ）まで昇温する。ＡｕＳｎ共晶半田薄膜を用いる場
合、上記のようにリフロー温度（Ｔ3 ）は約２８０℃近
傍となるので、組成ゆらぎを考慮し、３００℃程度まで
上昇させる。
（図６参照）、圧力のない状態で半田リフロー温度（Ｔ
3 ）まで昇温する。ＡｕＳｎ共晶半田薄膜を用いる場
合、上記のようにリフロー温度（Ｔ3 ）は約２８０℃近
傍となるので、組成ゆらぎを考慮し、３００℃程度まで
上昇させる。
【００３４】＜第７工程＞その後、固定終了後温度（Ｔ
4 ）まで冷却し、すべての光素子１３−１，１３−２を
基板１２上に順に固定する（図７参照）。
4 ）まで冷却し、すべての光素子１３−１，１３−２を
基板１２上に順に固定する（図７参照）。
【００３５】上記、工程における素子搭載時の温度及び
圧力の変化を図８に示す。
圧力の変化を図８に示す。
【００３６】図９及び図１０は上述したのと同様な方法
により得られた複数素子搭載基板の側面図、及び斜視図
を示している。これらの図面において、基板１２上に設
けられた各導波路１６−１，１６−２に各々対応するよ
うに、光素子１３−１，１３−２がＡｕＳｎ半田１１を
介して搭載された状態を示している。
により得られた複数素子搭載基板の側面図、及び斜視図
を示している。これらの図面において、基板１２上に設
けられた各導波路１６−１，１６−２に各々対応するよ
うに、光素子１３−１，１３−２がＡｕＳｎ半田１１を
介して搭載された状態を示している。
【００３７】なお、上記実施の形態例においては、搭載
する光素子を二つの場合で説明したが、複数個を搭載す
る場合において、搭載する光素子を例えば５個の場合、
第１の工程から第５の工程までの光素子の仮固定をする
工程が、５回を個々に繰りかえして仮固定する方法や２
個の光素子を１つのグループ単位としこのグループ単位
毎に２回繰り返して仮固定し、最後に１個の光素子を仮
固定するようにして、第１工程〜第５工程までの取り扱
う素子数に何等限定されるものではない。
する光素子を二つの場合で説明したが、複数個を搭載す
る場合において、搭載する光素子を例えば５個の場合、
第１の工程から第５の工程までの光素子の仮固定をする
工程が、５回を個々に繰りかえして仮固定する方法や２
個の光素子を１つのグループ単位としこのグループ単位
毎に２回繰り返して仮固定し、最後に１個の光素子を仮
固定するようにして、第１工程〜第５工程までの取り扱
う素子数に何等限定されるものではない。
【００３８】〔第２の実施の形態例〕上記第１の実施の
形態例の搭載において、パッシブアライメントにより位
置合わせを行い、二つの光素子が共に熱圧着できるよう
な温度に保ったまま仮固定工程を行う。すなわち、上記
初期密度温度（Ｔ0 ），仮固定温度（Ｔ1 ），仮固定終
了温度（Ｔ2 ），半田リフロー温度（Ｔ3 ）及び固定終
了後温度（Ｔ4 ）がすべて等しい状態、Ｔ0 ＝Ｔ1 ＝Ｔ
2 となる。この場合、仮工程における冷却工程を省くと
こが可能となるため、実装工程の簡略化と工程時間の短
縮が可能となる。この第２の実施の形態例の温度及び圧
力との変化を、図１１に示す。
形態例の搭載において、パッシブアライメントにより位
置合わせを行い、二つの光素子が共に熱圧着できるよう
な温度に保ったまま仮固定工程を行う。すなわち、上記
初期密度温度（Ｔ0 ），仮固定温度（Ｔ1 ），仮固定終
了温度（Ｔ2 ），半田リフロー温度（Ｔ3 ）及び固定終
了後温度（Ｔ4 ）がすべて等しい状態、Ｔ0 ＝Ｔ1 ＝Ｔ
2 となる。この場合、仮工程における冷却工程を省くと
こが可能となるため、実装工程の簡略化と工程時間の短
縮が可能となる。この第２の実施の形態例の温度及び圧
力との変化を、図１１に示す。
【００３９】〔第３の実施の形態例〕ＡｕＳｎ薄膜半田
を有するシリコン基板に一つの光素子を仮固定し、その
後半田リフローし搭載する。光素子と基板とを薄膜半田
を密着させる工程において、ＡｕＳｎ薄膜半田の膜厚を
１μｍ〜５μｍまで変化させ、光出力を測定した結果を
図１２に示す。横軸にＡｕＳｎ薄膜半田の膜厚、縦軸に
膜厚１μｍ時の損失を基準とした場合の損失を示す。４
μｍから損失が増加することが判明したので、３μｍま
での膜厚であれば良好である。
を有するシリコン基板に一つの光素子を仮固定し、その
後半田リフローし搭載する。光素子と基板とを薄膜半田
を密着させる工程において、ＡｕＳｎ薄膜半田の膜厚を
１μｍ〜５μｍまで変化させ、光出力を測定した結果を
図１２に示す。横軸にＡｕＳｎ薄膜半田の膜厚、縦軸に
膜厚１μｍ時の損失を基準とした場合の損失を示す。４
μｍから損失が増加することが判明したので、３μｍま
での膜厚であれば良好である。
【００４０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、光
導波路を有する基板上に、薄膜半田による複数の光素子
固定が可能となる。また、十分な固定強度が保たれか
つ、光素子と光導波路とで十分な光結合をとることがき
るため、平面光導波路基板上に光素子を集積することが
可能となり、小型且つ高機能光素子が実現できる。本発
明により、例えば、光通信において要求される高機能ハ
イブリッド回路の実現が可能となる。
導波路を有する基板上に、薄膜半田による複数の光素子
固定が可能となる。また、十分な固定強度が保たれか
つ、光素子と光導波路とで十分な光結合をとることがき
るため、平面光導波路基板上に光素子を集積することが
可能となり、小型且つ高機能光素子が実現できる。本発
明により、例えば、光通信において要求される高機能ハ
イブリッド回路の実現が可能となる。
【図１】複数光素子搭載工程のフローチャートである。
【図２】複数光素子搭載工程図である。
【図３】複数光素子搭載工程図である。
【図４】複数光素子搭載工程図である。
【図５】複数光素子搭載工程図である。
【図６】複数光素子搭載工程図である。
【図７】複数光素子搭載工程図である。
【図８】素子搭載上記の温度及び圧力の変化を示すグラ
フである。
フである。
【図９】複数素子搭載基板の側面図である。
【図１０】複数素子搭載基板の斜視図である。
【図１１】素子搭載上記の温度及び圧力の変化を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図１２】半田膜厚に対する損失を示すグラフである。
【図１３】従来の光素子搭載基板の側面図である。
【図１４】従来の光素子搭載基板の斜視図である。
１１半田薄膜 １２ Ｓｉ基板 １３−１ 第１の光素子 １３−２ 第２の光素子 １４ ヒータ １５ ピックアップ １６ 光導波路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 照井 博 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−127491（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−285783（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−283558（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/42 H01L 21/603 H01L 23/02 H01L 31/0232 H01S 5/022
Claims (4)
- 【請求項１】 光導波路又は光ファイバを有する基板上
に、一つ又は複数の光素子を光導波路又は光ファイバと
の光結合を保ちつつ、薄膜半田を介して固定する方法に
おいて、 基板と一つ又は複数の光素子を位置合わせする第１の工
程と、 基板と一つ又は複数の光素子を薄膜半田を介して圧力
（Ｐ）を加え密着させる第２の工程と、 光素子が密着された状態を保持しつつ初期密度温度（Ｔ
0 ）から半田リフロー以下の仮固定温度（Ｔ1 ）まで昇
温させる第３の工程と、 仮固定終了温度（Ｔ2 ）まで冷却する第４の工程と、 密着のための圧力（Ｐ）を無くす第５の工程とからなる
光素子仮固定工程を、搭載するすべての光素子に対して
行い、 その後、圧力のない状態で半田リフロー温度（Ｔ3 ）ま
で昇温させる第６の工程と、 固定終了後温度（Ｔ4 ）まで冷却させて半田を硬化さ
せ、素子を基板に固定する第７の工程とからなることを
特徴とする光素子固定方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の光素子固定方法におい
て、 搭載する光素子が複数（ｎ）個の場合、第１の工程から
第５の工程までの光素子の仮固定をする工程が、複数
（ｎ）回を個々に繰りかえして仮固定する方法、又は所
定のグループ単位毎に（ｎ−１）回以下の回数を繰り返
して仮固定する方法であることを特徴とする光素子固定
方法。 - 【請求項３】 請求項１，２記載の光素子固定方法にお
いて、 上記初期密度温度（Ｔ0 ），仮固定温度（Ｔ1 ）及び仮
固定終了温度（Ｔ2 ）がすべて等しいことを特徴とする
光素子固定方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３記載の光素子固定方法にお
いて、 上記薄膜半田の厚さが３μｍ以下であることを特徴とす
る光素子固定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07205493A JP3087818B2 (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 光素子固定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07205493A JP3087818B2 (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 光素子固定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0954229A JPH0954229A (ja) | 1997-02-25 |
| JP3087818B2 true JP3087818B2 (ja) | 2000-09-11 |
Family
ID=16507777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07205493A Expired - Lifetime JP3087818B2 (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 光素子固定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3087818B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4859677B2 (ja) * | 2004-02-18 | 2012-01-25 | カラー チップ （イスラエル） リミテッド | 光電モジュールの製作システムおよび方法 |
-
1995
- 1995-08-11 JP JP07205493A patent/JP3087818B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0954229A (ja) | 1997-02-25 |
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