JP3379726B2

JP3379726B2 - 光伝送モジュール及びその製造方法

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Publication number: JP3379726B2
Application number: JP15340094A
Authority: JP
Inventors: 仁服部
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-12-17
Filing date: 1994-07-05
Publication date: 2003-02-24
Anticipated expiration: 2018-02-24
Also published as: JPH07225329A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光通信、光ＬＡＮ、光
Ｉ／Ｆ等の分野で用いられる光伝送モジュール及びその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光伝送モジュールにおいては、そ
の用途により構成する要素（受発光素子、光ファイバ
等）が異なる。例えば、将来における情報伝達の高速
化、大容量化を考えると、光信号を高速にパラレルで伝
送する方法が予想され、その中でも長距離伝送領域では
半導体レーザアレイと単一モード光ファイバ、中短距離
伝送領域においては発光ダイオードアレイ（ＬＥＤＡ）
とマルチモード光ファイバの組合わせが考えられる。具
体的には、その第一の従来例として、特開平４−３６１
２１０号公報に「発光素子アレイ又は受光素子アレイと
光ファイバアレイの接続装置及びその実装方法」として
開示されているものがある。これは、傾斜したスライド
面が形成され光ファイバアレイをその長さ方向に調整可
能に保持した治具と、この治具のスライド面と相互にス
ライド可能な傾斜した係合面が形成され発光素子アレイ
（又は受光素子アレイ）を保持した治具とを有する接続
装置において、係合面上にスライド面を設置して移動さ
せることにより、受発光素子アレイと単一モードの光フ
ァイバアレイとの高精度な位置合わせを行っている。

【０００３】また、第二の従来例として、特開平４−１
５７４０５号公報に「光素子モジュール」として開示さ
れているものがある。これは、基板の金属配線パターン
の配線パッド部上に半田バンプを介して接着固定される
端面受発光型光素子と、その基板の一部に設けられたＶ
溝に位置決め固定される光ファイバとを組付け位置合わ
せする際に、溶融する半田のセルフアライメント作用と
その塗布量との制御を行うことによって、基板の水平方
向と垂直方向との取付け位置合わせ精度を確保しようと
している。また、端面受発光型光素子と光ファイバとの
間に球レンズを挿入し、フィールドパターンの整合を図
ることによって高効率な光結合を得ようとすると共に、
球レンズから所定距離だけ離れた位置に光ファイバを固
定することによって衝突による破損のおそれをなくして
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したような実用化
レベルの光伝送用半導体レーザは端面発光型の構造であ
り、ここから出射される光信号を効率良く数ミクロンの
コア径をもつ単一モード光ファイバへ入射させるには、
高精度な位置合わせ結合方法を考える必要がある。ま
た、高精度な位置合わせ結合方法を実現させると共に、
光信号伝送モジュール自体の大きさについても、現在の
銅配線ケーブルを用いる構造により簡素化及び小型化、
軽量化が要求される。特に、データバス等に用いられる
１Ｂｙｔｅ（＝８ｂｉｔ）を基本単位にするパラレルデ
ータ伝送においては、大容量化かつ装置モジュールの小
型化を同時に達成することが急務になっている。このよ
うな要望に応えるために、前述した第一の従来例や第二
の従来例がある。

【０００５】しかし、第一の従来例では、第一放熱のた
めのヒートシンク上に実装された半導体等の発光素子ア
レイ又は受光素子アレイと光ファイバとをある配列ピッ
チで規定している光ファイバ整列用のガイド基板が必要
となる他に、固定用の金属性ステムやマウントさらには
ブロック等が必要となり、このため装置の小型化に自ず
と限界が生じ、しかも、部品材料の面からも低コスト化
を図ることができない。また、この種の装置は製造の面
でも部品点数が多種多様であることから、ｘ，ｙ，ｚの
各直交軸及び回転軸の調整が大変であり、モジュール各
部における組付実装の困難さがある。

【０００６】第二の従来例では、実装上の困難さや高精
度な位置精度の実現を図ると共に、端面受発光型光素子
から発光される光を数μｍの径をもつ光ファイバに効率
良く入射させるために、球レンズ（この他に、マイクロ
レンズ等）を採用している。しかし、この場合、取付け
位置精度を確保するために、溶融した半田によるバンプ
接合を行っている。半田バンプは、端面型受発光素子の
チップ上に形成された配線パッド部上に、チタン／タン
グステン合金／銅という３層の金属層を蒸着した後、銅
と半田（Ｐｂ−Ｓｎ、９４：６）をバイメタル合金上に
電気メッキさせ、最後にリフローすることにより形成し
ている。このため、半田バンプと基板の熱膨張係数値の
違いによりサーマルサイクル中に相互接続不良が発生し
たり、リフロー時の残留フラックスが端面受発光型光素
子に欠陥を生じさせるなどして信頼性に問題が生じる。
また、端面受発光型光素子をアレイ化した場合、駆動電
流などの電気的制御数がアレイ化させた分だけ増えるこ
とから、信頼性の確保が一層厳しくなることが予想さ
れ、さらに、セルフアライメント作用や塗布量制御によ
って水平方向及び垂直方向の位置精度を確保することが
難しくなる。しかも、半田バンプを使用することは、そ
の構成上低コスト化に自ずと限界がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、光ファイバ整列用ガイド基板の凹状のファイバ固定
部に所定の配列ピッチをもって固定された光ファイバの
端面を、端面型半導体光素子の発光部又は受光部に近接
して対向配置させることにより光結合構造を有する光伝
送モジュールにおいて、前記端面型半導体光素子上の前
記発光部又は受光部が配置された嵌合領域の少なくとも
１箇所に、前記光ファイバを固定する前記凹状のファイ
バ固定部の最大横幅を超えないように配列方向の最大位
置決め幅が設定された凸状の配列方向位置決め部を設
け、この凸状の配列方向位置決め部を前記凹状のファイ
バ固定部に嵌合させるように前記光ファイバ整列用ガイ
ド基板上に前記端面型半導体光素子を接着固定して背面
実装し、前記端面型半導体光素子上の発光部の周辺部に
近接して配置された前記配列方向位置決め部に、前記発
光部から出射される光出力の一部をモニタする発光出力
モニタ機能を付加した。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、端面型半導体光素子上の発光前方方向に
配置された薄膜レンズの基板面に対する水平横方向の最
大レンズ幅を、光ファイバ整列用ガイド基板のファイバ
固定部の最大横幅以下の長さに設定した。

【００１２】

【００１３】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
発明において、端面型半導体光素子上の嵌合領域の少な
くとも１箇所に形成された光軸方向位置決め部の層構造
を、その端面型半導体光素子上に形成された発光部又は
受光部の層構造と同一にした。

【００１４】請求項４記載の発明では、光ファイバ整列
用ガイド基板の凹状のファイバ固定部に所定の配列ピッ
チをもって固定された光ファイバの端面を、端面型半導
体光素子の発光部又は受光部に近接して対向配置させる
ことにより光結合構造を有する光伝送モジュールにおい
て、前記端面型半導体光素子上の前記発光部又は受光部
が配置された嵌合領域の少なくとも１箇所に、前記光フ
ァイバを固定する前記凹状のファイバ固定部の最大横幅
を超えない第一領域とその最大横幅を超える第二領域と
を有しこれら第一領域と第二領域の間で光軸方向に対し
てテーパー状に形成された凸状の配列・光軸方向位置決
め部を設け、この凸状の配列・光軸方向位置決め部を前
記凹状のファイバ固定部に嵌合させるように前記光ファ
イバ整列用ガイド基板上に前記端面型半導体光素子を接
着固定して背面実装した。

【００１５】請求項５記載の発明では、光ファイバ整列
工程にて複数の光ファイバの配列ピッチを規定する第一
の光ファイバ整列用ガイド基板の凹状のファイバ固定部
に前記光ファイバを整列固定させ、光ファイバ固定工程
にて第二の光ファイバ整列用ガイド基板の前記凹状のフ
ァイバ固定部と同一形状をなしかつ膜が塗布されていな
い非被覆部に前記第一の光ファイバ整列用ガイド基板に
整列固定された光ファイバを挾むようにして前記第一の
光ファイバ整列用ガイド基板と前記第二の光ファイバ整
列用ガイド基板とを接着固定し、被覆除去工程にて前記
第二の光ファイバ整列用ガイド基板側の前記光ファイバ
が接着固定されていない被覆部に塗布された膜を除去し
配線接続部を作成し、光素子実装工程にて端面型半導体
光素子の発光部又は受光部を第一又は第二の光ファイバ
整列用ガイド基板によって整列されている光ファイバの
端面部に対向配置させるように前記第二の光ファイバ整
列用ガイド基板上の膜が除去された前記配線接続部に背
面実装し、前記端面型半導体光素子の発光部又は受光部
と前記光ファイバとの間で光信号を結合させ伝送するよ
うにした。

【００１６】請求項６記載の発明では、請求項５記載の
発明において、第二の光ファイバ整列用ガイド基板上の
凹状のファイバ固定部間に形成された凸部に電気的な配
線材として用いる導電性ペースト材をスクリーン印刷法
によって塗布印刷し、その凸部に塗布印刷された導電性
ペースト材を乾燥焼成させて配線パターンを形成して配
線接続部を作成し、この配線接続部上に端面型半導体光
素子に設けられた配線パッド部を接合して背面実装する
ことにより、外部との電気的な接続を行うようにした。

【００１７】

【作用】請求項１記載の発明においては、光ファイバ整
列用ガイド基板上に端面型半導体光素子を背面実装する
際に、凹状のファイバ固定部にその最大横幅よりも小さ
な最大位置決め幅をもつ凸状の配列方向位置決め部を単
に嵌合させることによって、組付けを容易で正確に行え
ると共に、端面型半導体光素子の発光部又は受光部と光
ファイバとの間において高効率でバラツキの少ない光結
合を行うことが可能となり、また、嵌合用として用いら
れる配列方向位置決め部の一部を発光部から出力される
光パワーをモニタする発光出力モニタ機能として用い、
嵌合用とモニタ用とを兼用させることにより、経時的な
光出力劣化や伝送路における故障などに対応させること
が可能となる。

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】請求項２記載の発明においては、薄膜レン
ズの最大レンズ幅を光ファイバ整列用ガイド基板のファ
イバ固定部の最大横幅以下の長さにしたことにより、薄
膜レンズを光ファイバ整列用ガイド基板のファイバ固定
部との嵌合に利用することが可能となる。

【００２２】

【００２３】請求項３記載の発明においては、端面型半
導体光素子上の光軸方向位置決め部の層構造を、その端
面型半導体光素子上に形成された発光部又は受光部の層
構造と同一なプロセスで製造することが可能となる。ま
た、これにより、光軸方向位置決め部の層の高さと発光
部又は受光部の層の高さを同じに設定することができる
ため、高精度な位置合わせを行うことが可能となる。

【００２４】請求項４記載の発明においては、光ファイ
バ整列用ガイド基板上に端面型半導体光素子を背面実装
する際に、テーパー状に形成された凸状の配列・光軸方
向位置決め部を、凹状のファイバ固定部にその最大横幅
よりも小さな第一領域からその最大横幅よりも大きな第
二領域に向かって挿入させることによって、背面実装の
際に嵌合と光軸方向の位置合わせとを同時に処理し、高
効率でバラツキの少ない光結合を行うことが可能とな
る。

【００２５】請求項５記載の発明においては、端面型半
導体光素子を光ファイバに対向して設置させるような配
線接続部を光ファイバ整列用ガイド基板上に予め設定し
ているため、簡単な製造工程で光結合を行うことが可能
となる。

【００２６】請求項６記載の発明においては、端面型半
導体光素子の配線パッド部と接合される配線接続部を有
する配線パターンを、半導体プロセス等で用いるフォト
マスクを用いず、光ファイバ整列用ガイド基板上の凹凸
を利用して簡単なプロセスで作成することが可能とな
る。

【００２７】

【実施例】本発明の基礎となる第一の構成例を図１〜図
５に基づいて説明する。図１（ａ）は、光ファイバ整列
用ガイド基板１（以下、ガイド基板と呼ぶ）上に、端面
型半導体光素子としての端面型発光ダイオードアレイ２
（以下、端面型ＬＥＤＡと呼ぶ）をひっくりかえした状
態にして背面実装した光伝送モジュール３の全体構造を
示すものである。この場合、ガイド基板１上にはＶ字形
の凹状のファイバ固定部としてのＶ溝４が形成されてお
り、このＶ溝４には光ファイバ５が配列方向Ｘに沿って
２５０μｍピッチで配列されている（ここでは、２本の
場合を示す）。また、図２は、端面型ＬＥＤＡ２側の表
面形状を示すものであり、この端面型ＬＥＤＡ２はサブ
基板６上に設けられており、そのアレイ面上には高さ２
〜３μｍの発光部７が前記同様に配列方向Ｘに沿って２
５０μｍピッチで配列されている。これら各発光部７の
後方の嵌合領域には、凸状をした平板形状の配列方向位
置決め部としての位置決め部８が配置されている。この
位置決め部８は、ガイド基板１と端面型ＬＥＤＡ２との
嵌合の際における配列方向Ｘの位置決めを行う。また、
位置決め部８の嵌合領域の後方では、発光部７に接続さ
れたチップ配線部９とサブ基板６の配線部１０とがワイ
ヤー１１によりボンディングされ電気的な接続がなされ
ている。なお、嵌合領域とは、ガイド基板１上に端面型
ＬＥＤＡ２を背面実装する際に、ガイド基板１上のＶ溝
４と対面する端面型ＬＥＤＡ２面上の領域をいう。

【００２８】図１（ｂ）は、光伝送モジュール３におけ
る配列方向Ｘの断面形状を示すものである。この場合、
端面型ＬＥＤＡ２上に設けられた位置決め部８の配列方
向Ｘの最大位置決め幅Ｗ₁ は、ガイド基板１のＶ溝４の
配列方向Ｘの最大横幅Ｗ₂ を超えないような長さに設定
されている（Ｗ₁ ＜Ｗ₂ ）。寸法例として、凸状の位置
決め部８の最大位置決め幅をＷ₁＝１５０μｍ、高さを
ｈ₁ ＝数μｍとすると、図３に示すようにガイド基板１
のＶ溝４の最大横幅をＷ₂ ＝１５３μｍ、高さをｈ₂ ＝
１０８μｍというように設定して作成する。また、発光
部７では幅をＷ＝４５μｍ、高さｈ₃ ＝２〜３μｍ（前
記した内容）とする。このような寸法条件にして作成し
た後、組付け時には、ワイヤー１１に接触しないように
端面型ＬＥＤＡ２をサブ基板６ごとフェイスダウンして
ひっくりかえした状態にして、凸状の位置決め部８がガ
イド基板１の凹状のＶ溝４に嵌合するようにして接着固
定する。これにより、発光部７は光ファイバと所定の間
隔をおいて突き合わせた状態となって実装されることに
なるため、発光部７側から発せられる光信号を効率良く
光ファイバ５に入射させることができる。ただし、この
場合、端面型ＬＥＤＡ２を作成する際の位置決め部８の
位置及び大きさや、ガイド基板１のＶ溝４を作成する際
の凹部の深さ及び最大幅寸法を、敷設する光ファイバ５
のコアの中心が発光部７の発光中心に位置するように調
整する。

【００２９】また、図４（ａ）〜（ｃ）は、端面型ＬＥ
ＤＡ２上に設けられる凸状の位置決め部８の配置する場
所を変えた例を示すものである。図４（ａ）は位置決め
部８を発光部７に関係ない離れた箇所に配置した場合の
例であり、図４（ｂ）は位置決め部８を発光部７の両隣
りに配置した場合の例であり、図４（ｃ）は位置決め部
８を発光部７の隣り又は後方に配置した場合の例であ
る。このような各種形状の位置決め部８は配置上の工夫
であり、実際には光伝送モジュールのチャンネル数や使
用条件等の目的により併用したり、単独で構成したりす
る。また、発光部７が放つような光は半導体レーザのよ
うな指向性のある光ではなく、基本的には前・後・左・
右・上の５方向に発散する構造なので、隣接ビット間に
２５０μｍの間隔があっても、漏れ光が乱反射等の何ら
かの原因で光ファイバ５のＮ．Ａ（開口率）内に入って
しまうと、光学的なクロストークが生じて光伝送におけ
る誤り率を悪化させてしまうおそれがあるが、図４
（ｂ）（ｃ）に示すような両サイドに位置決め部８を配
置したような構造では、そのようなクロストーク等の問
題を起こすことがなく、光信号検出の信頼性を確保する
ことができる。

【００３０】上述したガイド基板１のＶ溝４において
は、半導体薄膜プロセスを利用して作成されるため、実
際に発光部７の高さが数μｍである端面型ＬＥＤＡ２に
対しては、図１（ｂ）に示したような形状で十分であ
る。例えば、シリコン製のガイド基板１を、ＫＯＨ溶液
による単結晶シリコンの異方性エッチングで作成するこ
とができ、この場合のエッチングにおけるピッチ精度等
の問題は生じない（また、絶縁性が問題になる場合は、
酸化膜等を基板表面に形成しておいた方がよい）。この
他に、切削加工によるガラスやセラミックス製のもの、
さらにはプラスチック成形によるものでもよい。一方、
端面型ＬＥＤＡ２の凸状の位置決め部８においても、例
えば、半導体プロセスを用いたＳｉＯ₂ 膜等で作成する
ことができ、ガイド基板１のＶ溝４に合うような位置精
度を容易に達成することができる。すなわち、端面型Ｌ
ＥＤＡ２をウェーハレベルで作成した後、プラズマＣＶ
ＤによってＳｉＯ₂ 膜を成膜し、位置決め部８を形成す
べきところにフォトレジストでパターンニングして他の
部分をエッチングにより除去し、レジストを剥離するこ
とにより所望の位置決め部８を作成することができる。
この他に、低温のプラズマスパッタや蒸着で成膜される
ＳｉＯ₂ 膜をリフトオフ法によって作成することもでき
る。この位置決め部８は、前述した端面型ＬＥＤＡ２の
作成と同時にその寸法精度を確保できる半導体プロセス
を利用した方がよい。また、膜の高さは高ければ高いほ
ど嵌合しやすいが、数μｍもあれば凹凸の嵌合は十分に
行える。

【００３１】次に、各部の構成材料について述べる。端
面型ＬＥＤＡ２は、ｐ型ＧａＡｓ基板上に２５０μｍの
ピッチで形成されている。その素子数は光伝送モジュー
ルを何に使うかによって決まってくるが、例えば単純に
１チャンネルの信号伝送の場合には、最低２個の発光部
７を配置しておけば補償用のチャンネル分を１個用意し
たことになるため、信頼性の高い伝送を行うことができ
る。ＳＣＳＩ（ＳmallＣomputer Ｓystem Ｉnterface
）などのコンピュータ用インターフェイスにおける１
バイト単位のパラレルデータ伝送の場合は、伝送用に９
チャンネル（データ用８本、パリティビット用１本）＋
１チャンネルという構成になる。このような端面型ＬＥ
ＤＡ２としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）の他に、発
光素子としてのレーザダイオード（ＬＤ）、受光素子と
してフォトダイオード（ＰＤ）などが考えられるが、こ
こでは消費電力や熱対策の点で優位である発光ダイオー
ド型アレイで実施したものについて述べている。また、
光ファイバ５としては、ＧＩ（グレードインデックス）
型のマルチモードファイバを用いており、コア径５０μ
ｍ、クラッド径は１２５μｍで、２５０μｍピッチのシ
ート状のファイバになっている。なお、端面型半導体光
素子でも、半導体レーザを用いる場合は、シングルモー
ドのファイバを使用するが、コア径が１０μｍ以下であ
るため出力光との結合が難しく、レンズを必要とする場
合がある。

【００３２】次に、端面型ＬＥＤＡ２の積層構造を図５
に基づいて説明する。ｐ型ＧａＡｓ基板１２上には、Ｍ
ＯＶＰＥ法によりｐ型ＧａＡｓバッファ層１３、バンド
ギャップの大きいｐ型Ａｌ₀.₄Ｇａ₀.₆Ａｓクラッド層１
４、発光層のＡｌ₀.₂Ｇａ₀.₈Ａｓ活性層１５、ｎ型Ａ
ｌ₀.₄Ｇａ₀.₆Ａｓクラッド層１６、ｎ型ＧａＡｓキャッ
プ層１７、ｎ+ 型ＧａＡｓコンタクト層１８の各層が順
次積層されている。このような積層構造はダブルヘテロ
構造と呼んでおり、この積層構造の表面のコンタクト層
１８から基板面まで、アレイ方向に対して直角に基板に
達する分離溝（図示せず）がドライエッチング（塩素ガ
スを使用）法によってエッチングされ形成されており、
この分離溝により各発光部７同士が電気的に分離された
状態となっている。また、発光部７のコンタクト層１８
上にはＡｕ−Ｇｅ／Ｎｉ／Ａｕからなるｎ側電極１９が
形成され、また、基板の裏面にはＡｕ−Ｚｎ／Ａｕから
なるｐ側電極２０が形成されている。このような構造と
された端面型ＬＥＤＡ２は、膜特性の均一性に優れたＭ
ＯＶＰＥ法により作製されているため、１チップ内にお
いては、光出力のバラツキが±５％以下になっている。
なお、このような半導体素子に用いられる材料として
は、III−VI 族化合物半導体であるＧａＡｓ、ＡｌＧａ
Ａｓ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、Ｉｎ
ＧａＰ、ＩｎＡｌＰ、ＧａＡｓＰ、ＧａＮ、ＩｎＡｓ、
ＩｎＡｓＰ、ＩｎＡｓＳｂ等、或いは、II−VI族化合物
半導体であるＺｅＳｅ、ＺｅＳ、ＺｅＳＳｅ、ＣｄＳ
ｅ、ＣｄＳＳｅ、ＣｄＴｅ、ＨｇＣｄＴｅ等、さらに
は、IV−VI族化合物半導体であるＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、
ＰｂＳｎＳｅ、ＰｂＳｎＴｅ等であり、それぞれの材料
の長所を生かして積層構造に適用することができる。ま
た、活性層１５としては、ＡｌＧａＡｓ系の材料を用い
た場合、ＧａＡｓ又はＡｌ組成が０より大きく０．４５
より小さい値をもつＡｌＧａＡｓが用いられ、この場合
にはクラッド層１４，１６は活性層１５よりも禁制帯幅
の広いＡｌＧａＡｓを用いればよい。

【００３３】本発明の基礎となる第二の構成例を図６〜
図８に基づいて説明する。なお、前述した第一の構成例
と同一部分についての説明は省略し、その同一部分につ
いては同一符号を用いる。本構成例では、端面型ＬＥＤ
Ａ２上の嵌合領域の少なくとも１箇所に形成された凸状
の位置決め部８の層構造を、その端面型ＬＥＤＡ２上に
形成された発光部７（又は受光部）の層構造と同一にし
たものである。図６は、位置決め部８と発光部７とが同
一構造から形成されている様子を示す。ここでいう同一
構造とは、位置決め部８の構造を、前述した図５に示し
た発光部７の断面構造と同一にすることをいう。

【００３４】そのような同一構造は、各発光部７同士を
電気的に分離させることにより実現することができる。
すなわち、塩素ガスを用いたドライエッチングを行っ
て、ダブルヘテロ構造の積層構造の表面であるコンタク
ト層１８の上面から基板面までアレイ方向に対して直角
に到達する分離を行う際に、発光部７だけ残すのではな
く、位置決め部８を配置したい嵌合領域内に凸部を形成
するようにする。このような分離形成法は、半導体プロ
セスの際に基板上部に置くマスク（図示せず）を変更す
ることによって対応することができる。このようにして
作成された位置決め部８は発光部７と同一構造（図５に
示すような断面構造をもつ）をしており、その寸法は位
置決め部８の高さｈ₁ が発光部７の高さｈ₃ と同じにな
り、凹凸部の嵌合を行うには十分な高さである。

【００３５】また、図７（ａ）〜（ｃ）は、位置決め部
８の中に発光部７を配置した、いわゆる一つの構造で２
つの機能（発光機能と位置決め機能）をもつ場合の例を
示すものである。この場合、位置決め部８の最大位置決
め幅は、前述した図１の場合と同様なＷ₁ に設定されて
いるものとする。そして、このような構造は分離溝２１
によって各発光部７を含む位置決め部８同士が電気的に
分離されており、ドライエッチング法によって形成した
後に電極及びそのパターンを半導体プロセスで作成す
る。具体例として、図７（ａ）は、上述したような発光
部７と位置決め部８とを一つの構造とした場合の例であ
る。また、図７（ｂ）は、そのような発光部７と位置決
め部８とを同一で１つの構造とする他に、その両側面に
も位置決め部８を設けたものである。これにより、一段
と高効率な発光ビームパターンをもったＬＥＤＡ出力光
を得ることができる。さらに、図７（ｃ）は、発光部７
と位置決め部８とを同一で１つの構造とし、その両側に
位置決め部８を設けた他に、端面型ＬＥＤＡ２の基板面
をウェットエッチングによりエッチングして位置決め部
８の基板面からの高さを高くして、嵌合をしやすく構成
したものである。

【００３６】図８は、端面型半導体光素子として８ビッ
トの端面型ＬＥＤＡ２を用い、光ファイバ５としてＧＩ
型のマルチモードファイバアレイを用いて作成された光
送信部における各ｃｈ（チャンネル）毎の光結合効率の
データ２２を示すものである。このデータ結果からわか
るように、チャンネル全般的にバラツキが少なく、良好
な光結合が得られていることがわかる。上述したよう
に、端面型ＬＥＤＡ２の位置決め部８の層構造を、発光
部７（又は受光部）の層構造と同一にしたことによっ
て、一段と簡易なプロセスで光伝送モジュールを作成す
ることができ、これにより製造上の簡易化が図れ、装置
の低コスト化を実現することができる。

【００３７】次に、本発明の第三の構成例を図９及び図
１０に基づいて説明する。なお、前述した第一及び第二
の構成例と同一部分についての説明は省略し、その同一
部分については同一符号を用いる。

【００３８】本構成例では、端面型ＬＥＤＡ２上の嵌合
領域に形成される位置決め部８を、発光部７（又は受光
部）の周辺部に近接して配設したものである。このこと
は、すべに述べた図４（ｂ）の構成と同一である。これ
まで述べてきたような第一の構成例及び第二の構成例記
載の発明では、端面型ＬＥＤＡ２上に形成する位置決め
部８のサイズはその最大位置決め幅Ｗ₁ が凹状のＶ溝４
の最大横幅Ｗ₂ よりも大きくならないように、どちらか
といえばピッタリ嵌合させるようなサイズに設定されて
いた。これに対して、ここでは、端面型ＬＥＤＡ２の発
光部７を保護するために、発光部７に隣接した位置（両
サイドや周辺部）に位置決め部８を設置すると共に発光
部７と同一構造とし、発光部７とその両側の位置決め部
８との幅を合わせてＷ₁ として、ガイド基板１のＶ溝４
に嵌合するようにしたものである。図９、図１０は、本
構成例の組付けの構成例を示すものである。図９は、前
述した図１（ａ）の背面実装の場合と基本的な組付け方
法は変わらない。図１０では、ガイド基板１上に端面型
ＬＥＤＡ２を背面実装することに変わりはないが、その
ガイド基板１とサブ基板６とを同一平面内で接続してフ
ラット性を高めており、また、これによりワイヤボンデ
ィング部が表面側に現われた形となっている。このよう
に端面型ＬＥＤＡ２をガイド基板１上に背面実装させる
場合、両サイドの位置決め部８が発光の中心である発光
部７を保護する役目を果たすことになるため、例えガイ
ド基板１のＶ溝４に接触して位置決め部８が欠けるよう
なことがあっても発光部７への影響はなく、これにより
実装時における組付け不良の問題点を改善することがで
きる。従って、このようなことから、光伝送モジュール
の信頼性の向上及び歩留りを図り、低コスト化を図るこ
とができる。

【００３９】次に、請求項１記載の発明の一実施例を図
１１〜図１５に基づいて説明する。なお、前述した第一
〜第三の構成例の発明と同一部分についての説明は省略
し、その同一部分については同一符号を用いる。本実施
例では、端面型ＬＥＤＡ２上の発光部７の周辺部に近接
して配置された位置決め部８に、発光部７から出射され
る光出力の一部をモニタする発光出力モニタ機能を付加
したものである。図１１は、その具体的な構成例を示す
ものである。端面型ＬＥＤＡ２は図５で述べたようなダ
ブルヘテロ構造からなり、４つの積層端面すなわち発光
面７ａ（前方）と、発光面７ｂ（後方）と、発光面７
ｃ，７ｄ（左右側面）とからなる発光部７を有してい
る。ここでは、端面型ＬＥＤＡ２は、前方と後方に出射
する発光面７ａ（送信用），発光面７ｂ（モニタ用）を
もつ発光素子を用いる。このような端面型ＬＥＤＡ２の
後方には、最大位置決め幅Ｗ₁ をもちかつ端面型ＬＥＤ
Ａ２と同一構造をもつ位置決め部８が配置されている。
この場合、位置決め部８は、発光面７ｂから出射した光
を受光する受光面８ａを有する受光素子（発光出力モニ
タ機能）を構成している。

【００４０】また、図１２は、端面型ＬＥＤＡ２の両側
面に位置決め部８を配設した例を示すものである。最大
位置決め幅Ｗ₁ は、端面型ＬＥＤＡ２と両方の位置決め
部８とを合計した長さに設定されている。片方に配置さ
れた位置決め部８には、端面型ＬＥＤＡ２の発光面７ｃ
から出射した光を受光する受光面８ｂを有しており、い
わゆる受光素子（発光出力モニタ機能）を構成してい
る。もう一方に配置された位置決め部８（図１２中、左
側）には、発光出力モニタ機能はなく、単なる位置決め
のために用いられる。この場合にも、端面型ＬＥＤＡ２
と、左右両方の位置決め部８とは、ともに図５のような
構造となっている。

【００４１】図１３は、図１１と図１２とを合わせもつ
構造を示したものである。すなわち、端面型ＬＥＤＡ２
の発光面７ｂから後方に出射するモニタ光を後方に配置
された位置決め部８の受光面８ａにて受光し、また、発
光面７ｃから横方向に出射するモニタ光を側面に配置さ
れた位置決め部８の受光面８ａにて受光する。

【００４２】このような構成において、図１４は図１１
を側面から見た状態を示し、図１５は図１２を側面から
見た状態を示すものである。端面型ＬＥＤＡ２（発光素
子）の発光面７ｂ，７ｃから出射したモニタ光を、位置
決め部８（受光素子）の受光面８ａ，８ｂで受光するこ
とにより、送信用の発光面７ａの光信号に応じたモニタ
ー信号を得ることができる。このモニタ信号は、図５に
示すｎ側電極１９とｐ側電極２０との間に所定の逆方向
電圧を印加することによって得ることができる。このよ
うにして得られたモニタ信号は、同一基板上にある発光
部７の他の発光面７ａの光出力の劣化に対応して変化す
るため、モニタ信号値を予め記憶しておいた基準値デー
タと比較し、その差分値を補正するように発光部７の駆
動回路（図示せず）にフィードバック制御、すなわち、
発光部７へ送られる電流パルス幅、電流パルス数、電流
値等を制御することにより、１チップ内での各端面型Ｌ
ＥＤＡ２の光出力を所望とする値に一定に保持すること
ができ、これにより端面型ＬＥＤＡ２の経時劣化に対応
させることができるため、信頼性の高いデータ伝送を行
うことができる。

【００４３】次に、請求項２記載の発明の一実施例を図
１６に基づいて説明する。なお、前述した第一〜第三の
構成例及び請求項１記載の発明と同一部分についての説
明は省略し、その同一部分については同一符号を用い
る。本実施例では、同一の基板上にモノリシックに端面
型ＬＥＤＡ２と薄膜レンズとしてのマイクロレンズ２３
とを形成した場合、そのマイクロレンズ２３の配列方向
Ｘの最大レンズ幅Ｗｏが、ガイド基板１のＶ溝４の最大
横幅Ｗ₂ よりも大きくならないような、レンズ形状に設
定したものである。これにより、マイクロレンズ２３自
体が、前述したような嵌合用の位置決め部８の役割をも
つことになる。この場合、端面型ＬＥＤＡ２を作成した
後（後述する製造方法参照）、その発光面７ａの前方の
半導体基板上にシリコン酸化膜、窒化膜等を積層し、最
大レンズ幅ＷｏがＶ溝４の最大横幅Ｗ₂ よりも大きくな
らないようなレンズ形状にドライエッチングすることに
より、発光部７とマイクロレンズ２３とをモノリシック
に形成することができる。また、この場合、マイクロレ
ンズ２３を発光部７と同様な構造で作成するような場合
には、製造プロセスをさらに簡略化させることができ
る。

【００４４】次に、本発明の第四の構成例を図１７及び
図１８に基づいて説明する。なお、前述した第一〜第三
の構成例及び請求項１、２記載の発明と同一部分につい
ての説明は省略し、その同一部分については同一符号を
用いる。本構成例では、図１７に示すように、端面型Ｌ
ＥＤＡ２上の発光部７（又は受光部）が配置された嵌合
領域の少なくとも１箇所（この図では２箇所）に、その
端面型ＬＥＤＡ２とガイド基板１との光軸方向Ｙ（配列
方向Ｘに直交する方向で光ファイバ５の延在した方向）
の位置合わせを規定する凸状の光軸方向位置決め部とし
ての位置決め部３５を設けたものである。

【００４５】この光軸方向Ｙの位置合わせを規定する位
置決め部３５は、同じ嵌合領域内に配置される前記嵌合
用の位置決め部８と同様な材質及び製造工程により作成
することができる。また、位置決め部３５の寸法例とし
ては、光軸方向Ｙへの長さＬ＝２０μｍとし、配列方向
Ｘへの幅Ｗ₃ ＞Ｗ₁ とする。なお、位置決め部８の最大
位置決め幅Ｗ₁ ，高さｈ₁ 、ガイド基板１のＶ溝４の最
大横幅Ｗ₂ ，高さｈ₂、発光部７の幅Ｗ，高さｈ₃ は、
前述した第一の構成例（図２、図３参照）と同じであ
る。従って、このように凸状の位置決め部３５を端面型
ＬＥＤＡ２上に形成したことにより、図１８（ａ）
（ｂ）に示すように、ガイド基板１上に端面型ＬＥＤＡ
２を背面実装する際にワイヤー１１などの実装部を接触
することなく実装させることができる。これにより、組
付けの信頼性を一段と向上させ、高効率でバラツキの少
ない光結合を行うことができる。

【００４６】次に、請求項３記載の発明の一実施例を図
１９に基づいて説明する。なお、前述した第一〜第四の
構成例及び請求項１、２記載の発明と同一部分について
の説明は省略し、その同一部分については同一符号を用
いる。本実施例では、端面型ＬＥＤＡ２上の嵌合領域の
少なくとも１箇所に形成された光軸方向Ｙの位置決め規
定を行う位置決め部３５の層構造を、端面型ＬＥＤＡ２
上に形成された発光部７（又は受光部）の層構造と同一
にしたものである。

【００４７】この層構造を同一とする例は、前述した第
二の構成例（図６参照）の位置決め部８と発光部７とを
同一構造とする例と同様な製造工程により作成すること
ができる。図１９は、同一の層構造を作成して背面実装
したときの様子を示すものである。このように同一の層
構造としたことにより、位置決め部３５の高さｈを、発
光部７の高さ及び位置決め部８の高さと同じ高さに設定
することができ、これにより背面実装の際に高精度にか
つ均一な位置合わせを行うことができる。

【００４８】次に、請求項４記載の発明の一実施例を図
２０〜図２２に基づいて説明する。なお、前述した第一
〜第四の構成例及び請求項１〜３記載の発明と同一部分
についての説明は省略し、その同一部分については同一
符号を用いる。本実施例では、端面型ＬＥＤＡ２上の発
光部７（又は受光部）が配置された嵌合領域の少なくと
も１箇所（この図では２箇所）に、光ファイバ５を固定
する凹状のＶ溝４の最大横幅Ｗ₂ を超えない第一領域Ａ
とその最大横幅Ｗ₂ を超える第二領域Ｂとを有しこれら
第一領域Ａと第二領域Ｂの間で光軸方向Ｙに対してテー
パー状に形成された凸状の配列・光軸方向位置決め部と
しての位置決め部３６を設けたものである。

【００４９】図２０は、テーパー状に形成された位置決
め部３６を嵌合領域内に配置した様子を示すものであ
る。この場合、発光部７に近い側が最大横幅Ｗ₂ を超え
ない第一領域Ａとされ、ワイヤー１１のあるボンディン
グ領域側が最大横幅Ｗ₂ を超える第二領域Ｂとされてお
り、第一領域Ａ側から第二領域Ｂ側へ向けてテーパー状
に広がっている。光軸方向Ｙの位置ｙ₁ が第一領域Ａと
第二領域Ｂとの境界部分とされており、この位置ｙ₁ で
の位置決め部３６の配列方向Ｘの横幅Ｗ_x が、ガイド基
板１のＶ溝４の最大横幅Ｗ₂ に等しくなっている（Ｗ_x
＝Ｗ₂）。

【００５０】このような構成において、ガイド基板１の
Ｖ溝４に端面型ＬＥＤＡ２の発光部７を嵌合させる際
に、図２１に示すように、位置決め部３６の横幅Ｗ_x の
狭い第一領域Ａ側から矢印方向に徐々に挿入していくこ
とにより、位置ｙ₁ でＶ溝４に突き当たり停止する。こ
の停止した位置ｙ₁ が「嵌合（配列方向Ｘへの位置合わ
せ）」と「光軸方向Ｙへの位置合わせ」とを同時に完了
したことを意味する。これにより、背面実装の際にワイ
ヤー１１等に基板面が接触するような危険性がなくな
り、組付けの信頼性の向上を図ることができる。また、
このような位置決め部３６は、半導体プロセスのマスク
設計レベルで対応することができ、位置ｙ₁を予め所定
の距離に設定しておくことによって発光部７から光ファ
イバ５の端面までの間隔を正確に決めることができる。
これにより製造工程の簡素化させることができる。さら
に、位置決め部３６は、前述した第二の構成例及び請求
項３記載の発明の実施例（図６、図１９参照）と同様
に、その層構造を端面型ＬＥＤＡ２上に形成された発光
部７（又は受光部）の層構造と同一に設定してもよい。
このような層構造の作成は、マスク変更だけの簡単なプ
ロセスにより実行することができる。

【００５１】また、図２２（ａ）（ｂ）は、テーパー形
状をなす位置決め部３６の配置変形例を示すものであ
る。この場合、図２２（ａ）では発光部７に隣接した両
サイドの位置に配置され、図２２（ｂ）では端面型ＬＥ
ＤＡ２のチップの両端のみに配置されている場合の例で
ある。いずれの場合にも、光軸方向Ｙの位置ｙ₁ が嵌合
の際の停止位置となり、これにより配列方向Ｘ及び光軸
方向Ｙへの位置合わせを同時に、しかも、高精度で均一
に行うことができる。

【００５２】次に、請求項５記載の発明の一実施例を図
２３に基づいて説明する。なお、前述した第一〜第四の
構成例及び請求項１〜４記載の発明と同一部分について
の説明は省略し、その同一部分については同一符号を用
いる。本実施例では、光伝送モジュールにおける光ファ
イバ５と端面型ＬＥＤＡ２との光結合に関する簡単な実
装方法について述べるものである。ここでは、図１に示
したように、ワイヤー１１が邪魔にならないように、基
板ごとフェイスダウンして背面実装する場合に有効であ
る。以下、図２３（ａ）〜（ｄ）の各工程を順次説明し
ていく。まず、光ファイバ整列工程において、第二の光
ファイバ整列用ガイド基板としてのガイド基板１ｂと同
一のピッチ、サイズで作成された第一の光ファイバ整列
用ガイド基板としてのガイド基板１ａのＶ溝４に光ファ
イバ５を固定し、ガイド基板１ａとともに光ファイバ５
を切断する（ａ，ｂ−１）。この場合、切断方法として
は、放電ドレッサーによる高精度加工や超薄型ＳｉＣブ
レードによる切断を行えば、光ファイバ端面を確保する
ことができ、また、切断により十分な端面精度が得られ
ない場合にも、通常の端面研磨を行えば十分な面精度を
得ることができる。次に、他方のガイド基板１ｂ上の端
面型ＬＥＤＡ２が搭載される部分にレジストパターンを
被覆して被覆部２４を形成する。この場合、Ｓｉ製のガ
イド基板１ｂに半導体プロセス等に用いるフォトレジス
ト剤でフォトリソグラフィ技術により簡単に被覆させる
ことができる（ｂ−２）。次に、光ファイバ固定工程に
おいて、被覆部２４と非被覆部２５とを有するガイド基
板１ｂに、光ファイバ５が装着されたガイド基板１ａ
を、その光ファイバ５を挾むようにしてかつ被覆部２４
に光ファイバ端面を突き当てるようにして接着固定する
（ｃ）。この時、被覆部２４はフォトレジストにより構
成されるため、たとえ突き当てても光ファイバ５が欠け
たりするようなことはなく、その先端部を揃えた状態で
固定させることができる。次に、被覆除去工程におい
て、そのようにガイド基板１ａ，１ｂを接着固定した状
態で、レジスト膜の塗布された被覆部２４を除去するこ
とにより、端面型ＬＥＤＡ２を背面実装する領域（以
下、配線接続部２６と呼ぶ）を除いて光ファイバ５の先
端部を揃えた形で整列させることができる。最後に、光
素子実装工程において、そのレジスト膜の除去された配
線接続部２６に、端面型ＬＥＤＡ２をサブ基板６ごとフ
ェイスダウンさせ、光ファイバ５に対向させるようにし
て実装する（ｄ）。この時、最終的な位置合わせは、端
面型ＬＥＤＡ２上の位置決め部８と、ガイド基板１ｂ側
のＶ溝４との嵌合によって行う。従って、上述したよう
に、端面型ＬＥＤＡ２を光ファイバ５に対向して設置さ
せるような配線接続部２６をガイド基板１ｂ上に予め作
成しておくことによって、簡単な光結合を行うことがで
き、しかも、これにより製造上の簡易化を図ることがで
きる。なお、ここでは、背面実装の際の位置決め部８，
３５，３６における組付け処理については述べなかった
が、このことは前述した第一〜第四の構成例及び請求項
１〜４の発明と同様に行うことができるものであり、こ
れにより、本実施例においても嵌合と光軸方向Ｙの位置
合わせとを容易に実現でき、高効率でバラツキの少ない
光結合を行わせることができる。

【００５３】次に、請求項６記載の発明の一実施例を図
２４〜図２６に基づいて説明する。なお、前述した第一
〜第四の構成例及び請求項１〜５記載の発明と同一部分
についての説明は省略し、その同一部分については同一
符号を用いる。本実施例は、前述した請求項５記載の発
明で述べた光伝送モジュールの製造方法に関するもので
ある。ここでは、背面実装する端面型ＬＥＤＡ２と電気
的なコンタクトをとるために必要なガイド基板１ｂ側の
導電性層の形成方法について述べる。まず、印刷工程の
前に、Ｓｉのガイド基板１ｂの全面に絶縁膜（図示せ
ず）を形成しておく（なお、この絶縁膜塗布工程は省略
することもできる）。例えば、通常の熱炉による熱酸化
膜ＳｉＯ₂ や、窒化膜ＳｉＯＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄等を基板表面
に成膜するなどして作成することができる。次に、以下
に述べるような印刷工程を行う。まず、図２４（ａ）に
示すようにガイド基板１ｂ上にスクリーンマスク２７を
介して、通常のスクリーン印刷法によりスキージ２８ａ
等を用いてＡｕペースト２８（導電性ペースト材）を塗
布し、図２４（ｂ）に示すように表面の凸部２９のみに
導電層３０を形成する。この導電層３０は駆動回路又は
受光回路に接続される。なお、このような回路は、予め
Ｓｉのガイド基板１ｂ上にハイブリッド一体で作成させ
るか、別基板上に配線しておき別途接続させるという方
法をとる。以下に、印刷条件を示す。

【００５４】金ペースト：ＴＲ１３０１（田中貴金属イ
ンターナショナル製）マスク：３２５メッシュステンレススクリーン乾燥：１０±５分間室温レベリング→１２０±５°
Ｃ、１５±５分間乾燥焼成：ピーク温度８５０±１°Ｃ、ピーク１０±１
分保持入口−出口６０±３分間上述したような印刷条件は印刷装置によって異なるが、
一般的にはそのスピードをゆっくり、印刷圧力を小さ
く、印刷対象物とのギャップを大きめにとる。この時に
使用するスクリーンマスク２７は全面ベタのパターンと
する。そして、このようにしてガイド基板１ｂの凸部２
９に印刷した後、端面型ＬＥＤＡ２を背面実装し固定す
るわけだが、この時の背面実装方法としては、従来の半
田バンプではなく、導電性ポリマーバンプによるフリッ
プチップ接続により行う。そこで、その導電性ポリマー
バンプによる工程について述べる。

【００５５】誘電ポリマー保護膜形成工程：スクリー
ン印刷によりチップのパッド部以外の上にポリイミドの
誘電ポリマー保護膜を印刷する。この誘電ポリマー保護
膜は、次のバンプ層のバリヤとして、また、保護層とし
ての役割をする。導電性ポリマーバンプ層形成工程：スクリーン印刷に
よりチップのパッド部上に導電性ポリマーバンプ層を形
成し、ＩＲ硬化させる。フリップチップ接続工程：チップと基板とを接着す
る。これは、半田バンプのようなセルフアライメントの
作用はないが、本実施例のような凹凸部による嵌合を用
いれば位置合わせは何ら問題はない。安定した接合は、
フリップチップのアライメント／ボンダー装置で加熱さ
れた台上で、１５０°Ｃ／１０分の硬化によって完了す
る。なお、誘電ポリマー保護膜、導電性ポリマーバンプ
層には、Ｅpoxy Ｔechnology社製のものを用いた。

【００５６】このような工程により実装を行うことによ
り、製造プロセスを簡単化することができ、また、半田
やフラックスさらには洗浄が不用となり、さらに、接続
部に従来の金属系を使用しないことから、高信頼性（銀
マイグレーションやパッド間の電気的絶縁性は何ら問題
はない）を得ることができる。図２５（ａ）は、２ｃｈ
分に相当する発光部７とこれに接続されたパッド部３１
が形成された端面型ＬＥＤＡ２の表面形状を示す。図２
５（ｂ）は、外部の駆動回路３２と接続され、配線接続
部としての導電性ポリマーバンプ層３３が形成されたガ
イド基板１ｂの表面形状を示す。図２６は、図２５
（ｂ）のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃの各断面図の様子を示
す。そして、今、端面型ＬＥＤＡ２と駆動回路３２付き
ガイド基板１ｂとを、それぞれの凹凸部を嵌合させかつ
パッド部３１と導電性ポリマーバンプ層３３とを接合し
て光伝送モジュールを構成することにより、信頼性の高
い信号伝送を確保することができると共に、製造上の簡
易化、低コスト化を実現することができる。

【００５７】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、端面型半導体光
素子上の発光部又は受光部が配置された嵌合領域の少な
くとも１箇所に光ファイバを固定する凹状のファイバ固
定部の最大横幅を超えないように配列方向の最大位置決
め幅が設定された凸状の配列方向位置決め部を形成した
ので、背面実装の際に、凹状のファイバ固定部にその最
大横幅よりも小さな最大位置決め幅をもつ凸状の配列方
向位置決め部を単に嵌合させるだけで、容易で正確な組
付けが行えると共に、バラツキが少なく高効率な光結合
をさせることができ、これにより、製造上及び実装上の
簡易化を図り、信頼性が高い光伝送モジュールを提供す
ることができ、また、端面型半導体光素子上の発光部の
周辺部に近接して配置された配列方向位置決め部に、発
光部から出射される光出力の一部をモニタする発光出力
モニタ機能を付加したので、嵌合用として用いられる配
列方向位置決め部の一部を発光部から出力される光パワ
ーをモニタする発光出力モニタ機能として用い、嵌合用
とモニタ用とを兼用させることにより、経時的な光出力
劣化や伝送路における故障などに対応させることがで
き、これにより、信頼性の高いデータを行うことができ
る。

【００５８】

【００５９】

【００６０】

【００６１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、端面型半導体光素子上の発光前方方向に配
置された薄膜レンズの基板面に対する水平横方向の最大
レンズ幅を、光ファイバ整列用ガイド基板のファイバ固
定部の最大横幅以下の長さに設定したので、薄膜レンズ
を光ファイバ整列用ガイド基板のファイバ固定部との嵌
合に利用することができ、これにより、高精度で高効率
な光結合を実現することができると共に、製造上の簡易
化を図ることができる。

【００６２】

【００６３】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、端面型半導体光素子上の嵌合領域の少なく
とも１箇所に形成された光軸方向位置決め部の層構造
を、その端面型半導体光素子上に形成された発光部又は
受光部の層構造と同一にしたので、光軸方向位置決め部
の層構造と発光部又は受光部の層構造とを同一のプロセ
スで製造することができ、製造上の簡易化を図り生産コ
ストを低減させることができる。また、これにより、光
軸方向位置決め部の層の高さと発光部又は受光部の層の
高さを同じに設定して高精度な位置合わせを行うことが
できるため、組付け精度の信頼性を高めることができ
る。

【００６４】請求項４記載の発明は、端面型半導体光素
子上の発光部又は受光部が配置された嵌合領域の少なく
とも１箇所に光ファイバを固定する凹状のファイバ固定
部の最大横幅を超えない第一領域とその最大横幅を超え
る第二領域とを有しこれら第一領域と第二領域の間で光
軸方向に対してテーパー状に形成された凸状の配列・光
軸方向位置決め部を設けたので、背面実装の際に、嵌合
と光軸方向の位置合わせとを同時に行え組付けを一段と
容易にできると共に、バラツキが少なく高効率な光結合
を行うことができ、これにより、製造上及び実装上の簡
易化を図り、信頼性が一段と高い光伝送モジュールを提
供することができる。

【００６５】請求項５記載の発明は、光ファイバ整列工
程にて複数の光ファイバの配列ピッチを規定する第一の
光ファイバ整列用ガイド基板の凹状のファイバ固定部に
前記光ファイバを整列固定させ、光ファイバ固定工程に
て第二の光ファイバ整列用ガイド基板の前記凹状のファ
イバ固定部と同一形状をなしかつ膜が塗布されていない
非被覆部に前記第一の光ファイバ整列用ガイド基板に整
列固定された光ファイバを挾むようにして前記第一の光
ファイバ整列用ガイド基板と前記第二の光ファイバ整列
用ガイド基板とを接着固定し、被覆除去工程にて前記第
二の光ファイバ整列用ガイド基板側の前記光ファイバが
接着固定されていない被覆部に塗布された膜を除去し配
線接続部を作成し、光素子実装工程にて端面型半導体光
素子の発光部又は受光部を第一又は第二の光ファイバ整
列用ガイド基板によって整列されている整列固定されて
いる光ファイバの端面部に対向配置させるように前記第
二の光ファイバ整列用ガイド基板上の膜が除去された前
記配線接続部に背面実装し、前記端面型半導体光素子の
発光部又は受光部と前記光ファイバとの間で光信号を結
合させ伝送するようにしたので、簡単に光結合を行わせ
ることができ、これにより、簡易化された製造工程を提
供することができる。

【００６６】請求項６記載の発明は、請求項５記載の発
明において、第二の光ファイバ整列用ガイド基板上の凹
状のファイバ固定部間に形成された凸部に電気的な配線
材として用いる導電性ペースト材をスクリーン印刷法に
よって塗布印刷し、その凸部に塗布印刷された導電性ペ
ースト材を乾燥焼成させて配線パターンを形成して配線
接続部を作成し、この配線接続部上に端面型半導体光素
子に設けられた配線パッド部を接合して背面実装するこ
とにより、外部との電気的な接続を行うようにしたの
で、半導体プロセス用のフォトマスクを用いることな
く、光ファイバ整列用ガイド基板上の凹凸を利用して簡
単なプロセスで作成することができ、これにより、信頼
性の高い光信号の伝送を確保することができると共に、
製造上の簡易化、低コスト化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の構成例を示すものであり、
（ａ）は光伝送モジュールの斜視図、（ｂ）はその断面
図である。

【図２】端面型ＬＥＤＡの表面形状を示す斜視図であ
る。

【図３】Ｓｉ製のガイド基板のＶ溝部の断面図である。

【図４】（ａ）は端面型ＬＥＤＡ上の位置決め部の様子
を示す斜視図、（ｂ）（ｃ）は位置決め部の配置位置を
変えた例を示す斜視図である。

【図５】端面型ＬＥＤＡの発光部の断面図である。

【図６】本発明の第二の構成例を示す斜視図である。

【図７】端面型ＬＥＤＡ上に形成される各種位置決め部
の形状を示す斜視図である。

【図８】光送信部における光結合効率のデータを示す特
性図である。

【図９】本発明の第三の構成例を示すものであり、
（ａ）は端面型ＬＥＤＡをフェイスダウンした斜視図、
（ｂ）は光伝送モジュールの斜視図である。

【図１０】図９の変形例を示すものであり、（ａ）は端
面型ＬＥＤＡをフェイスダウンした斜視図、（ｂ）は光
伝送モジュールの斜視図である。

【図１１】請求項１記載の発明の一実施例を示すもので
あり、位置決め部を発光部の後方に配置した場合の受発
光の様子を示す斜視図である。

【図１２】位置決め部を発光部の左右両側に配置した場
合の受発光の様子を示す斜視図である。

【図１３】位置決め部を発光部の側面及び後方に配置し
た場合の受発光の様子を示す斜視図である。

【図１４】図１１の受発光部の様子を示す断面図であ
る。

【図１５】図１２の受発光部の様子を示す断面図であ
る。

【図１６】請求項２記載の発明の一実施例を示す斜視図
である。

【図１７】本発明の第四の構成例を示すものであり、端
面型ＬＥＤＡの表面形状を示す斜視図である。

【図１８】（ａ）は背面実装後の光結合部の様子を示す
配列方向からみた側面図、（ｂ）はその光結合部を光軸
方向からみた断面図である。

【図１９】請求項３記載の発明の一実施例を示す側面図
である。

【図２０】請求項４記載の発明の一実施例を示すもので
あり、（ａ）は端面型ＬＥＤＡの表面形状を示す斜視
図、（ｂ）はその平面図である。

【図２１】背面実装後の光結合部の様子を示す斜視図で
ある。

【図２２】（ａ）は発光部の両サイドに位置決め部を配
置したときの様子を示す斜視図、（ｂ）は端面型ＬＥＤ
Ａチップの両端部に位置決め部を配置したときの様子を
示す斜視図である。

【図２３】請求項５記載の発明の一実施例である光伝送
モジュールの製造方法を示す工程図である。

【図２４】請求項６記載の発明の一実施例を示すもので
あり、（ａ）はガイド基板上にＡｕペーストを塗布する
様子を示す斜視図、（ｂ）はその塗布後の凸部の形状を
示す斜視図である。

【図２５】（ａ）はパッド部が形成された端面型ＬＥＤ
Ａの平面図、（ｂ）は導電性ポリマーバンプ層が形成さ
れたガイド基板の平面図である。

【図２６】図２５（ｂ）の各部の断面形状を示すもので
あり、（ａ）はそのＡ−Ａ断面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ
断面図、（ｃ）はそのＣ−Ｃ断面図である。

【符号の説明】

１光ファイバ整列用ガイド基板１ａ第一の光ファイバ整列用ガイド基板１ｂ第二の光ファイバ整列用ガイド基板２端面型半導体光素子４ファイバ固定部５光ファイバ７発光部８配列方向位置決め部２３薄膜レンズ２４被覆部２５非被覆部２８導電性ペースト３３配線接続部３５光軸方向位置決め部３６配列・光軸方向位置決め部Ａ第一領域Ｂ第二領域Ｗ₁ 最大位置決め部Ｗ₂ 最大横幅Ｗ₀ 最大レンズ幅Ｘ配列方向Ｙ光軸方向

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光ファイバ整列用ガイド基板の凹状のフ
ァイバ固定部に所定の配列ピッチをもって固定された光
ファイバの端面を、端面型半導体光素子の発光部又は受
光部に近接して対向配置させることにより光結合構造を
有する光伝送モジュールにおいて、前記端面型半導体光
素子上の前記発光部又は受光部が配置された嵌合領域の
少なくとも１箇所に、前記光ファイバを固定する前記凹
状のファイバ固定部の最大横幅を超えないように配列方
向の最大位置決め幅が設定された凸状の配列方向位置決
め部を設け、この凸状の配列方向位置決め部を前記凹状
のファイバ固定部に嵌合させるように前記光ファイバ整
列用ガイド基板上に前記端面型半導体光素子を接着固定
して背面実装し、前記端面型半導体光素子上の発光部の
周辺部に近接して配置された前記配列方向位置決め部
に、前記発光部から出射される光出力の一部をモニタす
る発光出力モニタ機能を付加したことを特徴とする光伝
送モジュール。
【請求項２】端面型半導体光素子上の発光前方方向に
配置された薄膜レンズの基板面に対する水平横方向の最
大レンズ幅を、光ファイバ整列用ガイド基板のファイバ
固定部の最大横幅以下の長さに設定したことを特徴とす
る請求項１記載の光伝送モジュール。
【請求項３】端面型半導体光素子上の嵌合領域の少な
くとも１箇所に形成された光軸方向位置決め部の層構造
を、その端面型半導体光素子上に形成された発光部又は
受光部の層構造と同一にしたことを特徴とする請求項２
記載の光伝送モジュール。
【請求項４】光ファイバ整列用ガイド基板の凹状のフ
ァイバ固定部に所定の配列ピッチをもって固定された光
ファイバの端面を、端面型半導体光素子の発光部又は受
光部に近接して対向配置させることにより光結合構造を
有する光伝送モジュールにおいて、前記端面型半導体光
素子上の前記発光部又は受光部が配置された嵌合領域の
少なくとも１箇所に、前記光ファイバを固定する前記凹
状のファイバ固定部の最大横幅を超えない第一領域とそ
の最大横幅を超える第二領域とを有しこれら第一領域と
第二領域の間で光軸方向に対してテーパー状に形成され
た凸状の配列・光軸方向位置決め部を設け、この凸状の
配列・光軸方向位置決め部を前記凹状のファイバ固定部
に嵌合させるように前記光ファイバ整列用ガイド基板上
に前記端面型半導体光素子を接着固定して背面実装した
ことを特徴とする光伝送モジュール。
【請求項５】光ファイバ整列工程にて複数の光ファイ
バの配列ピッチを規定する第一の光ファイバ整列用ガイ
ド基板の凹状のファイバ固定部に前記光ファイバを整列
固定させ、光ファイバ固定工程にて第二の光ファイバ整
列用ガイド基板の前記凹状のファイバ固定部と同一形状
をなしかつ膜が塗布されていない非被覆部に前記第一の
光ファイバ整列用ガイド基板に整列固定された光ファイ
バを挾むようにして前記第一の光ファイバ整列用ガイド
基板と前記第二の光ファイバ整列用ガイド基板とを接着
固定し、被覆除去工程にて前記第二の光ファイバ整列用
ガイド基板側の前記光ファイバが接着固定されていない
被覆部に塗布された膜を除去し配線接続部を作成し、光
素子実装工程にて端面型半導体光素子の発光部又は受光
部を第一又は第二の光ファイバ整列用ガイド基板によっ
て整列されている光ファイバの端面部に対向配置させる
ように前記第二の光ファイバ整列用ガイド基板上の膜が
除去された前記配線接続部に背面実装し、前記端面型半
導体光素子の発光部又は受光部と前記光ファイバとの間
で光信号を結合させ伝送するようにしたことを特徴とす
る光伝送モジュールの製造方法。
【請求項６】第二の光ファイバ整列用ガイド基板上の
凹状のファイバ固定部間に形成された凸部に電気的な配
線材として用いる導電性ペースト材をスクリーン印刷法
によって塗布印刷し、その凸部に塗布印刷された導電性
ペースト材を乾燥焼成させて配線パターンを形成して配
線接続部を作成し、この配線接続部上に端面型半導体光
素子に設けられた配線パッド部を接合して背面実装する
ことにより、外部との電気的な接続を行うようにしたこ
とを特徴とする請求項５記載の光伝送モジュールの製造
方法。