JP5290792B2 - Manufacturing method of optical module - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing an optical module that is improved in wire bonding durability and also improved in yield and reliability, and to provide the optical module manufactured by the method. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the optical module 30 includes a step (Fig.4(b)) of forming a bump 32a on a chip of a driver IC 32, a step (Fig.4(d)) of sticking a mask tape 90 on the entire surface of a high-frequency signal line 36 to mask it, a step (Fig.4(e)) of supplying an NCP resin 93 to a mounting region of the driver IC, a step (Fig.4(f)) of curing the NCP resin 93 while heating and bonding a plurality of electrodes etc., on a module substrate 33 and the bump 32a using a bonder 95, a step (Fig.4(h)) of carrying out post-curing, a step (Fig.4(g)) of peeling the mask tape 90, and a step of connecting a plurality of high-frequency signal lines 36 and a VCSEL array 31 by a wire 37. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、ICを基板上にフリップチップボンディングにより実装して光モジュールを製造する方法、特に、樹脂を基板へ先に供給した後に、バンプの接続と共に樹脂を硬化させる樹脂材料を用いて光モジュールを作製するのに好適な光モジュールの製造方法およびその方法により製造された光モジュールに関する。   The present invention relates to a method of manufacturing an optical module by mounting an IC on a substrate by flip chip bonding, and in particular, an optical module using a resin material that hardens the resin together with bumps after the resin is first supplied to the substrate. The present invention relates to an optical module manufacturing method suitable for manufacturing the optical module and an optical module manufactured by the method.

従来、フリップチップボンディング(FCB:Flip Chip Bonding)に関して、例えば、特許文献1に開示された技術が知られている。この従来技術では、半導体装置の電極に半田バンプを形成し、このバンプを基板上の電極にリフロー接合し、さらに半導体装置と基板との間の隙間に樹脂を流し込んで硬化させ、半導体装置を基板に実装する。
また、樹脂を基板へ先に供給した後に、バンプの接続と共に樹脂を硬化させて、半導体装置を基板にFCBにより実装するのに用いる材料として、例えばNCP(Non-Conductive Paste)樹脂等の樹脂が知られている。NCP樹脂等の樹脂は、高温での硬化性を高め、材料を基板へ先に供給し、その後、バンプの接続と同時に硬化が終了できる反応性を付与した液状封止材料である。
Conventionally, for example, a technique disclosed in Patent Document 1 is known for flip chip bonding (FCB). In this prior art, solder bumps are formed on the electrodes of the semiconductor device, the bumps are reflow-bonded to the electrodes on the substrate, and a resin is poured into the gap between the semiconductor device and the substrate to be cured. To implement.
Further, after the resin is first supplied to the substrate, the resin is cured together with the bump connection, and a material such as NCP (Non-Conductive Paste) resin is used as a material for mounting the semiconductor device on the substrate by FCB. Are known. A resin such as an NCP resin is a liquid sealing material that has improved the curability at high temperature, supplied the material to the substrate first, and then given the reactivity that can be cured simultaneously with the connection of the bumps.

特開2001−148404号公報JP 2001-148404 A

ところで、基板にFCBにより実装されるICと基板に実装される光素子アレイとを備え、ICと光素子アレイの各光素子との間において信号が、基板上に形成された複数の伝送線路と、該伝送線路と各光素子とを接続する複数のワイヤとを介して伝送される光モジュールでは、複数の伝送線路を極力短く(例えば10Gbps伝送では500μm以下、5Gbps伝送では1mm以下に)するのが望ましい。   By the way, an IC mounted on a substrate by an FCB and an optical element array mounted on the substrate are provided, and a signal is transmitted between the IC and each optical element of the optical element array by a plurality of transmission lines formed on the substrate. In an optical module that is transmitted through a plurality of wires connecting the transmission line and each optical element, the plurality of transmission lines are shortened as much as possible (for example, 500 μm or less for 10 Gbps transmission and 1 mm or less for 5 Gbps transmission). Is desirable.

このように、光素子アレイとワイヤで接続される複数の伝送線路がICの実装領域の近くにある光モジュールを製造するのに、工程の短縮化が図れる等の理由により、NCP樹脂等の樹脂を用いてICをFCBにより実装する方法が考えられる。この方法では、NCP樹脂等の樹脂を基板上に必要な量だけ塗布などにより供給するのが難しい。そのため、樹脂の供給量のばらつき等により、ボンディング時或いはその後に行うポストキュア時に樹脂の一部が流れて(広がって)伝送線路上にその樹脂が付着する虞がある。このように樹脂が伝送線路に付着すると、そのバラツキにより、伝達特性のチャネル間バラツキが増大する、必要な伝送特性が得られなくなる、製品間バラツキが増大する等の不具合が生じ、歩留まりが悪くなる。また、伝送線路と光素子アレイとをワイヤで接続するが、その接続部におけるワイヤボンディング強度(ワイヤプル強度)が低下し、光モジュールの信頼性が低下する。   Thus, a resin such as NCP resin can be used to manufacture an optical module in which a plurality of transmission lines connected to the optical element array by wires are close to the IC mounting area, because the process can be shortened. It is conceivable to mount the IC by FCB using IC. In this method, it is difficult to supply a necessary amount of resin such as NCP resin on the substrate by coating or the like. For this reason, there is a possibility that a part of the resin flows (spreads) and adheres on the transmission line at the time of bonding or subsequent post-curing due to variations in the amount of resin supplied. If the resin adheres to the transmission line in this way, the variation causes a problem such as an increase in transmission characteristics between channels, a failure to obtain necessary transmission characteristics, and an increase in product-to-product variation, resulting in poor yield. . Moreover, although the transmission line and the optical element array are connected by a wire, the wire bonding strength (wire pull strength) at the connecting portion is lowered, and the reliability of the optical module is lowered.

本発明は、このような従来の背景に鑑みて為されたもので、ワイヤボンディング耐性を向上させ、歩留まりの向上と信頼性の向上とを図った光モジュールの製造方法およびその方法により製造された光モジュールを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a conventional background, and has been manufactured by an optical module manufacturing method and a method for improving wire bonding resistance, improving yield and improving reliability. An object is to provide an optical module.

上記課題を解消するために、本発明の第1の態様は、基板にフリップチップ実装されるICと前記基板に実装される光素子アレイとを備え、前記ICと前記光素子アレイの各光素子との間において信号が、前記基板上に形成された複数の伝送線路と、該伝送線路と前記各光素子とを接続する複数のワイヤとを介して伝送される光モジュールの製造方法において、前記ICのチップにバンプを形成する第1の工程と、少なくとも前記複数の伝送線路をマスク手段でマスクする第2の工程と、前記基板における前記ICが実装される領域に樹脂を供給する第3の工程と、ボンダを用いて前記基板上の電極と前記ICのバンプとを加熱により接合すると同時に前記樹脂を硬化させる第4の工程と、前記基板上の電極と前記バンプの接合部を再加熱してポストキュアを行う第5の工程と、前記第5の工程の前或いは後に前記マスク手段を除去する第6の工程と、前記複数の伝送線路と前記光素子アレイとをワイヤにより接続する工程と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention includes an IC flip-chip mounted on a substrate and an optical element array mounted on the substrate, and each optical element of the IC and the optical element array In the method of manufacturing an optical module in which signals are transmitted via a plurality of transmission lines formed on the substrate and a plurality of wires connecting the transmission lines and the optical elements, A first step of forming bumps on an IC chip; a second step of masking at least the plurality of transmission lines with a masking means; and a third step of supplying resin to a region of the substrate where the IC is mounted. A fourth step of bonding the electrode on the substrate and the bump of the IC by heating using a bonder and simultaneously curing the resin; and reheating the bonding portion of the electrode on the substrate and the bump. A fifth step of performing post cure, a sixth step of removing the mask means before or after the fifth step, a step of connecting the plurality of transmission lines and the optical element array with wires, It is characterized by providing.

ここで、樹脂は、材料を先に基板に供給した後に、バンプの接続とともに樹脂を硬化させる工程をとるもので、高温での硬化性が高く、基板上の電極とバンプとの接続と同時に硬化が終了する反応性が付与された液状封止材料である。このような液状封止材料として、例えばNCP(Non-Conductive Paste)樹脂、ACP(Anisotropic Conductive Paste:異方性導電ペースト)樹脂等の樹脂がある。   Here, the resin takes the process of curing the resin together with the bump connection after the material is first supplied to the substrate, and is highly curable at high temperature, and is cured simultaneously with the connection between the electrode and the bump on the substrate. It is a liquid sealing material to which the reactivity which complete | finishes is provided. Examples of such a liquid sealing material include resins such as NCP (Non-Conductive Paste) resin and ACP (Anisotropic Conductive Paste) resin.

この構成によれば、第3の工程で基板に樹脂を供給する前に、少なくとも複数の伝送線をマスク手段でマスクして保護している。このため、樹脂の供給量のばらつき等により、第4の工程でのボンディング時或いはその後に行うポストキュア時に、樹脂の一部が流れてIC実装領域の外に広がる場合でも、その樹脂が送線路上に付着するのをマスク手段で防ぐことができる。これにより、樹脂が伝送線路に付着して必要な伝送特性が得られなくなる等の不具合が発生するのを防止でき、歩留まりが向上する。また、伝送線路と光素子アレイとをワイヤで接続するが、その接続部におけるワイヤボンディング強度(ワイヤプル強度)が向上し、光モジュールの信頼性が向上する。   According to this configuration, before supplying the resin to the substrate in the third step, at least a plurality of transmission lines are masked and protected by the mask means. For this reason, even if a part of the resin flows and spreads out of the IC mounting area at the time of bonding in the fourth step or subsequent post-cure due to variations in the amount of resin supplied, the resin is It is possible to prevent the mask from adhering to the top. As a result, it is possible to prevent the occurrence of problems such as the loss of necessary transmission characteristics due to the resin adhering to the transmission line, and the yield is improved. Further, although the transmission line and the optical element array are connected by a wire, the wire bonding strength (wire pull strength) at the connection portion is improved, and the reliability of the optical module is improved.

本発明の他の態様は、前記第2の工程において、前記マスク手段として前記第4の工程での加熱に耐え得る耐熱性を少なくとも有するマスクテープを用い、該マスクテープを少なくとも前記複数の伝送線路上に貼ることを特徴とする。
この構成によれば、樹脂が送線路上に付着するのをマスクテープで防ぐことができる。
In another aspect of the present invention, in the second step, a mask tape having at least heat resistance capable of withstanding heating in the fourth step is used as the mask means, and the mask tape is used at least in the plurality of transmission lines. It is affixed on the top.
According to this configuration, the mask tape can prevent the resin from adhering to the transmission line.

本発明の他の態様は、前記マスクテープは、糊部にシロキサンフリーのアクリル系粘着剤を使用したテープであることを特徴とする。   Another aspect of the present invention is characterized in that the mask tape is a tape using a siloxane-free acrylic adhesive in the glue part.

この構成によれば、マスクテープはその糊部にシロキサンフリーのアクリル系粘着剤を使用したテープであるため、低分子シロキサンの発生がなく、低分子シロキサンにより生成される絶縁物が光素子アレイとワイヤで接続される複数の伝送線路に付着することによる接点不良等の不具合が発生するのを防ぐことができる。   According to this configuration, since the mask tape is a tape using a siloxane-free acrylic adhesive in the glue part, there is no generation of low-molecular siloxane, and the insulator generated by the low-molecular siloxane is the optical element array. It is possible to prevent problems such as contact failure due to adhering to a plurality of transmission lines connected by wires.

本発明の第2の態様は、ボンディング用の電極の列と前記電極の列と接続されるべきICとが近接して配置され、かつ、前記ICが基板上に接着用の樹脂によって固定されるモジュールにおいて、前記ICの固定時の樹脂の染み出しの端部が前記電極の列にほぼ平行となっていることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, an array of electrodes for bonding and an IC to be connected to the array of electrodes are arranged close to each other, and the IC is fixed on a substrate with an adhesive resin. The module is characterized in that an end portion of the resin exuded when the IC is fixed is substantially parallel to the electrode row.

この構成によれば、マスクテープを除去した状態において、樹脂の複数の伝送線路と対向する側の境界線が、マスクテープの側面により直線の境界線となっている。このため、各伝送線路に対してワイヤボンディング装置を位置決めして各伝送線路と各光素子とをワイヤボンディングする際に、各伝送線路と各光素子とに対してその装置を正確に位置決めすることができる。これにより、各伝送線路と各光素子とを同じ線路長のワイヤで接続することができ、チャネル間バラツキがなく、伝送特性の良い光モジュールを実現することができる。   According to this configuration, in a state where the mask tape is removed, the boundary line on the side facing the plurality of transmission lines of the resin is a straight boundary line by the side surface of the mask tape. For this reason, when positioning a wire bonding apparatus with respect to each transmission line and wire bonding each transmission line and each optical element, the apparatus is accurately positioned with respect to each transmission line and each optical element. Can do. Thereby, each transmission line and each optical element can be connected by the wire of the same line length, and there is no variation between channels and an optical module with good transmission characteristics can be realized.

本発明によれば、ワイヤボンディング耐性を向上させ、歩留まりの向上と信頼性の向上とを図った光モジュールを実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical module which improved the wire-bonding tolerance, and aimed at the improvement of a yield and reliability can be implement | achieved.

光モジュールが使用される並列光伝送装置の概略構成を示す分解斜視図。The disassembled perspective view which shows schematic structure of the parallel optical transmission apparatus in which an optical module is used. 図1に示す光モジュールの一部を示す図で、ドライバICがモジュール基板に実装された状態を示す斜視図。FIG. 2 is a view showing a part of the optical module shown in FIG. 1 and a perspective view showing a state where a driver IC is mounted on a module substrate. ドライバICおよびVCSELアレイがモジュール基板に実装された状態を示す斜視図。The perspective view which shows the state in which the driver IC and the VCSEL array were mounted on the module substrate. (a)〜(g)は本発明の一実施形態に係る光モジュールの製造方法を説明するための工程図。(A)-(g) is process drawing for demonstrating the manufacturing method of the optical module which concerns on one Embodiment of this invention. 図2に示す光モジュールのモジュール基板を示す平面図で、ICの実装領域およびマスクテープによるマスク領域を示す説明図。FIG. 3 is a plan view showing a module substrate of the optical module shown in FIG. マスクテープを剥がし、VCSELアレイと複数の高周波信号線とをワイヤで接続する前の状態を示す平面図で、光モジュールの一部を示す平面図。The top view which shows a part of optical module in the top view which shows the state before peeling a mask tape and connecting a VCSEL array and a some high frequency signal wire with a wire. マスクをしないで作製した光モジュールの一部を示す図で、VCSELアレイと複数の高周波信号線とをワイヤで接続する前の状態を示す平面図。The figure which shows a part of optical module produced without masking, and is a top view which shows the state before connecting a VCSEL array and a some high frequency signal wire with a wire. ワイヤボンディング接続を用いたICの接続状態の平面図。The top view of the connection state of IC using wire bonding connection.

本発明の実施の形態に係る光モジュールの製造方法を説明する前に、光モジュール用いた並列光伝送装置の概略構成を図1乃至図3に基づいて説明する。
並列光伝送装置1は、図1に示すように、電気基板10と、電気プラガブルソケット20と、光モジュール30と、押さえ板40と、光コネクタ50と、光学部品60とを備えている。この並列光伝送装置1は、一例として、電気信号を光信号に変換し、その光信号を複数のチャネル、例えば12チャネル(12ch)で12本の光ファイバを介して並列伝送(10Gbps/1ch×12ch伝送)する送信用の並列光伝送装置である。
Before describing a method for manufacturing an optical module according to an embodiment of the present invention, a schematic configuration of a parallel optical transmission device using the optical module will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the parallel optical transmission device 1 includes an electric board 10, an electric pluggable socket 20, an optical module 30, a pressing plate 40, an optical connector 50, and an optical component 60. For example, the parallel optical transmission device 1 converts an electrical signal into an optical signal, and the optical signal is transmitted in parallel through a plurality of channels, for example, 12 channels (12 ch) through 12 optical fibers (10 Gbps / 1 ch × This is a parallel optical transmission device for transmission (12-channel transmission).

そのため、この並列光伝送装置1の光モジュール30は、図2および図3に示すように、複数(本例では12個)の面発光型半導体レーザ素子(VCSEL)からなるVCSELアレイ(光素子アレイ)31と、VCSELアレイ31の各VCSELを駆動するドライバIC(電子素子)32と、VCSELアレイ31およびドライバIC32が実装されたモジュール基板33と、を備えている。モジュール基板33上には、ノイズ除去用のコンデンサ35が実装されている。   Therefore, as shown in FIGS. 2 and 3, the optical module 30 of the parallel optical transmission device 1 includes a VCSEL array (optical element array) composed of a plurality of (in this example, 12) surface emitting semiconductor laser elements (VCSEL). ) 31, a driver IC (electronic element) 32 that drives each VCSEL of the VCSEL array 31, and a module substrate 33 on which the VCSEL array 31 and the driver IC 32 are mounted. A noise removing capacitor 35 is mounted on the module substrate 33.

VCSELアレイ31は、図2および図3に示すように、モジュール基板33に形成された後述する孔91内に配置されている。ドライバIC32は、モジュール基板33上に、フリップチップボンディング(FCB:Flip Chip Bonding)により実装されている。モジュール基板33には、VCSELアレイ31とドライバIC32を電気的に接続する伝送線路で、2本の信号線を1組とする複数組(本例では12組、24本)の高周波信号線36が形成されている。これらの高周波信号線(伝送線路)36とVCSELアレイ31の各VCSELとがワイヤ37で電気的に接続されている(図3参照)。このように、VCSELアレイ31とドライバIC32は、複数組(12ch)の高周波信号線36およびワイヤ37により電気的に接続されており、各組(ch)の高周波信号線36およびワイヤ37を介してドライバIC32からVCSELアレイ31の各VCSELへ駆動信号(差動信号)が供給されるようになっている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the VCSEL array 31 is disposed in a hole 91 described later formed in the module substrate 33. The driver IC 32 is mounted on the module substrate 33 by flip chip bonding (FCB). The module substrate 33 includes a plurality of sets (12 sets, 24 sets in this example) of high-frequency signal lines 36 which are transmission lines that electrically connect the VCSEL array 31 and the driver IC 32 to each other. Is formed. These high-frequency signal lines (transmission lines) 36 and each VCSEL of the VCSEL array 31 are electrically connected by wires 37 (see FIG. 3). Thus, the VCSEL array 31 and the driver IC 32 are electrically connected by a plurality of sets (12ch) of high-frequency signal lines 36 and wires 37, and the high-frequency signal lines 36 and wires 37 of each set (ch) are connected. A drive signal (differential signal) is supplied from the driver IC 32 to each VCSEL of the VCSEL array 31.

電気基板10の表面および裏面には、複数の電気端子と、各電気端子と接続された配線パターン(図示省略)とが形成されている。配線パターンには、外部からドライバIC32へ差動信号を供給するための信号線で、2本の信号線を1組とする複数組(12組)の高周波信号線と、ドライバIC32を制御するための複数の制御信号線と、複数のモニタ信号線とが形成されている。また、複数の電気端子として、12組の高周波信号線にそれぞれ接続された端子で、2つの端子を1組とする12組(12ch)の信号入出力端子、複数の制御信号線に接続された複数の端子、および複数のモニタ信号線に接続された複数の端子が形成されている。   A plurality of electrical terminals and a wiring pattern (not shown) connected to each electrical terminal are formed on the front and back surfaces of the electrical substrate 10. The wiring pattern is a signal line for supplying a differential signal from the outside to the driver IC 32. In order to control the driver IC 32, a plurality of sets (12 sets) of high-frequency signal lines including two signal lines as one set. A plurality of control signal lines and a plurality of monitor signal lines are formed. In addition, as a plurality of electrical terminals, terminals connected to 12 sets of high-frequency signal lines, respectively, 12 sets (12ch) of signal input / output terminals, each having two terminals, and connected to a plurality of control signal lines A plurality of terminals and a plurality of terminals connected to the plurality of monitor signal lines are formed.

光モジュール30は、電気基板10上に位置決めされてネジで固定される電気プラガブルソケット20のモジュール収容凹部21(図1参照)内に装着される。光モジュール30をモジュール収容凹部21内に装着し、モジュールカバー34の上から押さえた板40を電気プラガブルソケット20にねじで固定すると、光モジュール30の各電気端子と電気基板10の各電気端子とが、電気プラガブルソケット20の複数の接続端子部22を介して電気的に接続されるようになっている。複数の接続端子部22は、所定の押圧力を受けるとコイル状のバネ部(図示省略)が収縮して上部コンタクトピンと下部コンタクトピンとが電気的に接続されるように構成されたバネ状の端子である。   The optical module 30 is mounted in the module receiving recess 21 (see FIG. 1) of the electric pluggable socket 20 that is positioned on the electric substrate 10 and fixed with screws. When the optical module 30 is mounted in the module housing recess 21 and the plate 40 pressed from above the module cover 34 is fixed to the electrical pluggable socket 20 with screws, each electrical terminal of the optical module 30 and each electrical terminal of the electrical substrate 10 are Are electrically connected via a plurality of connection terminal portions 22 of the electric pluggable socket 20. The plurality of connection terminal portions 22 are spring-like terminals configured such that when a predetermined pressing force is applied, a coil-like spring portion (not shown) contracts to electrically connect the upper contact pin and the lower contact pin. It is.

光コネクタ50は、図1に示すように、複数本(本例では12本)の光ファイバが一列に配置されたテープファイバ51と、複数本の光ファイバを保持したコネクタ部(フェルール)52と、VCSELアレイ31の各VCSELからそれぞれ垂直な方向に出射される光(光信号)を90度曲げた後複数本の光ファイバの各端面に光結合させる光学部品60とを有する。コネクタ部52は、多心用のフェルール型コネクタ(MTコネクタ)である。テープファイバ51は、別の光コネクタ53に接続され、光モジュール30との間で光信号を並列に伝送する。   As shown in FIG. 1, the optical connector 50 includes a tape fiber 51 in which a plurality (12 in this example) of optical fibers are arranged in a row, and a connector (ferrule) 52 that holds the plurality of optical fibers. And an optical component 60 that bends light (optical signal) emitted from each VCSEL of the VCSEL array 31 in a vertical direction by 90 degrees and optically couples the light to each end face of a plurality of optical fibers. The connector part 52 is a multi-core ferrule connector (MT connector). The tape fiber 51 is connected to another optical connector 53 and transmits optical signals in parallel with the optical module 30.

マスクテープ90としては、好適にはシロキサンフリーのマスクテープが利用される。筆者らは、ポリイミド系粘着材を用いたポリイミドテープや、アクリル系粘着材を用いたポリイミドテープなど複数のテープをマスクテープの候補として、それぞれのテープを用いた場合のICワイヤボンディングの強度検証の実験を繰り返し、その結果として、シロキサンフリーのポリイミドテープを使った際に容易に十分なボンディング強度を得られることを発見した。   As the mask tape 90, a siloxane-free mask tape is preferably used. The authors tested the strength of IC wire bonding when using multiple tapes, such as polyimide tapes using polyimide adhesives and polyimide tapes using acrylic adhesives, as mask tape candidates. The experiment was repeated, and as a result, it was discovered that sufficient bonding strength can be easily obtained when using a siloxane-free polyimide tape.

(製造方法の一実施形態)
次に、図1乃至図3で説明した光モジュール30の製造方法の一実施形態を、図4乃至図6に基づいて説明する。
図5は、図2に示す光モジュールのモジュール基板を示す平面図で、ICの実装領域およびマスクテープによるマスク領域を示している。
(One Embodiment of Manufacturing Method)
Next, an embodiment of the method for manufacturing the optical module 30 described in FIGS. 1 to 3 will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 is a plan view showing a module substrate of the optical module shown in FIG. 2, and shows an IC mounting area and a mask area using a mask tape.

図5に示すように、モジュール基板33上には、上述した複数組(本例では12組、24本)の高周波信号線36の他に、ドライバIC32と電気的に接続されるVDD端子71、72と、ドライバIC32と電気的に接続されるGVD端子80と、グランドパターン81とが形成されている。各高周波信号線36は、ドライバIC32をFCBにより実装(FCB実装)した際に、ドライバIC32側に設けられた複数の信号入出力端子とそれぞれ電気的に接続される。   As shown in FIG. 5, on the module substrate 33, in addition to the above-described plural sets (12 sets, 24 sets in this example) of the high-frequency signal lines 36, a VDD terminal 71 electrically connected to the driver IC 32, 72, a GVD terminal 80 electrically connected to the driver IC 32, and a ground pattern 81 are formed. Each high-frequency signal line 36 is electrically connected to a plurality of signal input / output terminals provided on the driver IC 32 side when the driver IC 32 is mounted by FCB (FCB mounting).

また、モジュール基板33上には、ドライバIC32に差動信号を供給するための複数組(12ch)の高周波信号線38の最上層の線路38aと、ドライバIC32に制御信号を供給するための複数の制御信号線39の最上層の線路39aとが形成されている。各高周波信号線38の最上層の線路38aは、ドライバIC32をFCB実装した際に、ドライバIC32側に設けられた複数の信号入出力端子とそれぞれ電気的に接続される。同様に、各制御信号線39の最上層の線路39aも、ドライバIC32側に設けられた複数の制御信号入力端子とそれぞれ電気的に接続される。   On the module substrate 33, a plurality of sets (12ch) of high frequency signal lines 38 for supplying differential signals to the driver IC 32 and a plurality of lines 38a for supplying control signals to the driver IC 32 are provided. An uppermost line 39 a of the control signal line 39 is formed. The uppermost line 38a of each high-frequency signal line 38 is electrically connected to a plurality of signal input / output terminals provided on the driver IC 32 side when the driver IC 32 is FCB-mounted. Similarly, the uppermost line 39a of each control signal line 39 is also electrically connected to a plurality of control signal input terminals provided on the driver IC 32 side.

上述した光モジュール30の製造方法は、以下の工程を備える。
(第1の工程) 図4(a)に示すドライバIC32のチップ(ICチップ)に、多数のバンプ32aを形成する(図4(b)参照)。
この後、チップ32aを引っくり返す(図4(c)参照)。
The manufacturing method of the optical module 30 described above includes the following steps.
(First Step) A large number of bumps 32a are formed on the chip (IC chip) of the driver IC 32 shown in FIG. 4A (see FIG. 4B).
Thereafter, the chip 32a is turned over (see FIG. 4C).

(第2の工程) 少なくとも複数の高周波信号線(伝送線路)36の表面全体にマスク手段としてのシロキサンフリーのマスクテープ90を貼り、その表面全体をマスクテープ90でマスクする(図4(d)参照)。   (Second Step) A siloxane-free mask tape 90 as a mask means is applied to the entire surface of at least a plurality of high-frequency signal lines (transmission lines) 36, and the entire surface is masked with the mask tape 90 (FIG. 4D). reference).

このとき、マスクテープ90は、例えば、図5の破線で示すように、複数の高周波信号線(伝送線路)36のワイヤボンディングする箇所に貼る。マスクテープの貼り方はこれに限られず、樹脂のしみだしにより覆われる可能性のある電極(信号線)を覆うように貼ればよい。   At this time, the mask tape 90 is affixed to a location where wire bonding of a plurality of high-frequency signal lines (transmission lines) 36 is performed, for example, as indicated by a broken line in FIG. The method of applying the mask tape is not limited to this, and the mask tape may be attached so as to cover the electrodes (signal lines) that may be covered by the resin oozing.

(第3の工程) モジュール基板33におけるドライバICが実装される領域32A(図5参照)にNCP樹脂93等の樹脂を供給する(図4(e)参照)。
図5のおいて太い一点鎖線で示す領域94は、NCP樹脂93を塗布する領域を示している。
(Third Step) Resin such as NCP resin 93 is supplied to the region 32A (see FIG. 5) where the driver IC is mounted on the module substrate 33 (see FIG. 4E).
In FIG. 5, a region 94 indicated by a thick alternate long and short dash line indicates a region where the NCP resin 93 is applied.

(第4の工程) ボンダ95を用いてモジュール基板33上の複数の電極や複数の信号線とドライバICの複数のバンプ32aとを加熱により接合すると同時にNCP樹脂93を硬化させる(図4(f)参照)。
このときの加熱温度を例えば200℃とし、加熱時間を例えば4秒とする。
(Fourth Step) Using the bonder 95, a plurality of electrodes and a plurality of signal lines on the module substrate 33 and a plurality of bumps 32a of the driver IC are joined by heating, and at the same time, the NCP resin 93 is cured (FIG. 4F). )reference).
The heating temperature at this time is, for example, 200 ° C., and the heating time is, for example, 4 seconds.

(第5の工程) モジュール基板33上の各電極や各信号線と各バンプ32aとの接合部を再加熱してポストキュアを行う(図4(h)参照)。
このときの加熱温度を例えば165℃とし、加熱時間を例えば60分とする。
(Fifth Step) Post-cure is performed by reheating the joints between the electrodes and signal lines on the module substrate 33 and the bumps 32a (see FIG. 4H).
The heating temperature at this time is 165 ° C., for example, and the heating time is 60 minutes, for example.

(第6の工程) 上記第5の工程の前或いは後にマスクテープ90を剥がして除去する(図4(g)参照)。   (Sixth Step) The mask tape 90 is peeled off and removed before or after the fifth step (see FIG. 4G).

(第7の工程) マスクテープ90を剥がした後に、複数の高周波信号線36の表面全体を、プラズマクリーニングにより洗浄する。   (Seventh Step) After removing the mask tape 90, the entire surfaces of the plurality of high-frequency signal lines 36 are cleaned by plasma cleaning.

(第8の工程) VCSELアレイ31を孔91内に実装する(図3参照)。
(第9の工程) 複数の高周波信号線36とVCSELアレイ31の各VCSELとをワイヤ37で接合する(図3参照)。
以上の工程により、図3に示すような光モジュール30が作製される。
(Eighth Step) The VCSEL array 31 is mounted in the hole 91 (see FIG. 3).
(9th process) The some high frequency signal wire | line 36 and each VCSEL of the VCSEL array 31 are joined by the wire 37 (refer FIG. 3).
Through the above steps, the optical module 30 as shown in FIG. 3 is manufactured.

一実施形態に係る製造方法によれば、以下の作用効果を奏する。
・第3の工程でモジュール基板33にNCP樹脂93を供給する前に、少なくとも複数の高周波信号線36をマスクテープ90でマスクして保護している。このため、NCP樹脂93の供給量のばらつき等により、第4の工程でのボンディング時或いはその後に行うポストキュア時に、NCP樹脂93の一部が流れてIC実装領域の外に広がる場合でも、そのNCP樹脂93が複数の高周波信号線36上に付着するのをマスクテープ90で防ぐことができる。これにより、NCP樹脂93が複数の高周波信号線36に付着して必要な伝送特性が得られなくなる等の不具合が発生するのを防止でき、歩留まりが向上する。
According to the manufacturing method which concerns on one Embodiment, there exist the following effects.
Before supplying the NCP resin 93 to the module substrate 33 in the third step, at least a plurality of high-frequency signal lines 36 are masked and protected by the mask tape 90. For this reason, even when a part of the NCP resin 93 flows and spreads outside the IC mounting area at the time of bonding in the fourth step or subsequent post-curing due to variations in the supply amount of the NCP resin 93, etc. The mask tape 90 can prevent the NCP resin 93 from adhering to the plurality of high-frequency signal lines 36. As a result, it is possible to prevent the NCP resin 93 from adhering to the plurality of high-frequency signal lines 36 and preventing the required transmission characteristics from being obtained, thereby improving the yield.

・シロキサンフリーのマスクテープを使用することで容易に正常な電極(信号線)表面を得られ、ワイヤボンディング特性が改善される。
・複数の高周波信号線36とVCSELアレイ31とをワイヤ37で接続するが、その接続部におけるワイヤボンディング強度(ワイヤプル強度)が向上し、光モジュールの信頼性が向上する。
-A normal electrode (signal line) surface can be easily obtained by using a siloxane-free mask tape, and wire bonding characteristics are improved.
A plurality of high-frequency signal lines 36 and the VCSEL array 31 are connected by wires 37, but the wire bonding strength (wire pull strength) at the connection portion is improved, and the reliability of the optical module is improved.

上記一実施形態に係る製造方法により製造された光モジュール30では、図6に示すように、上記第6の工程でマスクテープ90を除去した状態において、NCP樹脂93の、複数の高周波信号線36と対向する側の境界線93aが、マスクテープ90の一側面により直線の境界線となっている。伝送路上の樹脂を一直線上にできるので伝送路特性を一定にでき、チャネル間のバラツキをなくすことができる。また、これにより、各高周波信号線36と各VCSELアレイとを同じ線路長のワイヤ37で接続することができ、伝送特性の良い光モジュール30を実現することができる。   In the optical module 30 manufactured by the manufacturing method according to the above embodiment, as shown in FIG. 6, the plurality of high-frequency signal lines 36 of the NCP resin 93 in the state where the mask tape 90 is removed in the sixth step. A boundary line 93 a on the side facing the line is a straight boundary line by one side surface of the mask tape 90. Since the resin on the transmission line can be in a straight line, the transmission line characteristics can be made constant, and variations between channels can be eliminated. This also allows each high-frequency signal line 36 and each VCSEL array to be connected by a wire 37 having the same line length, thereby realizing an optical module 30 with good transmission characteristics.

これに対して、複数の高周波信号線36の表面全体をマスクテープ90でマスクしなかった場合には、図7に示すように、上記NCP樹脂93の、複数の高周波信号線36と対向する側の境界線100が不規則に蛇行し、高周波信号線36の表面に付着したりする。この場合、高周波信号線36に対してワイヤボンディング装置を位置決めして各高周波信号線36と各VCSELアレイとをワイヤボンディングする際に、境界線100が不規則に蛇行したNCP樹脂93が障害となり、各高周波信号線36と各VCSELアレイとに対してその装置を正確に位置決めすることができない。これにより、各高周波信号線36と各VCSELアレイとを同じ線路長のワイヤ37で接続することができず、伝送特性が低下してしまう。   On the other hand, when the entire surface of the plurality of high-frequency signal lines 36 is not masked with the mask tape 90, the side of the NCP resin 93 facing the plurality of high-frequency signal lines 36 as shown in FIG. Boundary line 100 meanders irregularly and adheres to the surface of the high-frequency signal line 36. In this case, when the wire bonding apparatus is positioned with respect to the high-frequency signal line 36 to wire-bond each high-frequency signal line 36 and each VCSEL array, the NCP resin 93 whose boundary lines 100 meander irregularly becomes an obstacle, The device cannot be accurately positioned with respect to each high-frequency signal line 36 and each VCSEL array. As a result, the high-frequency signal lines 36 and the VCSEL arrays cannot be connected by the wires 37 having the same line length, and transmission characteristics are deteriorated.

なお、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。
・上記一実施形態では、マスク手段としてマスクテープ90を用いたが、マスクテープ90に代えて、複数の高周波信号線36の表面全体にソルダーレジストのような液体状の樹脂にて印刷して形成し、これをマスク手段とする製造方法にも本発明は適用可能である。
In addition, this invention can also be changed and embodied as follows.
In the above-described embodiment, the mask tape 90 is used as the mask unit. However, instead of the mask tape 90, the entire surface of the plurality of high-frequency signal lines 36 is printed with a liquid resin such as a solder resist. However, the present invention can also be applied to a manufacturing method using this as a mask means.

・上記実施形態では、電気信号を光信号に変換する機能を有する送信用の光モジュールについて説明したが、光信号を電気信号に変換する機能を有する受信用の光モジュールにも本発明は適用可能である。この構成では、複数の光素子として複数のフォトダイオードを有するフォトダイオードアレイを用い、電子素子としてドライバIC33に代えて、各フォトダイオードの出力電流を電圧に変換して増幅するTIA(Transimpedance Amplifier)機能を備えた増幅用ICを用いる。   In the above embodiment, a transmission optical module having a function of converting an electrical signal into an optical signal has been described. However, the present invention can also be applied to a reception optical module having a function of converting an optical signal into an electrical signal. It is. In this configuration, a TIA (Transimpedance Amplifier) function that uses a photodiode array having a plurality of photodiodes as a plurality of optical elements and converts the output current of each photodiode into a voltage and amplifies it instead of the driver IC 33 as an electronic element. An amplification IC provided with

・ワイヤボンディング接続のICに本発明を適用した例を図8に示した。この場合、電極列60に配列方向にほぼ平行に樹脂の端部100が規定されている。これによって電極上のボンディング部も点線50のように一列に設定することが可能となり、電気的な環境を均一にすることができる。   An example in which the present invention is applied to an IC for wire bonding connection is shown in FIG. In this case, a resin end portion 100 is defined in the electrode array 60 substantially parallel to the arrangement direction. As a result, the bonding portions on the electrodes can be set in a line as indicated by the dotted line 50, and the electrical environment can be made uniform.

30:光モジュール
35:コンデンサ
31:VCSELアレイ(光素子アレイ)
32:ドライバIC(電子素子)
33:モジュール基板、
50:接点のライン
60:電極(信号線)
71、72:電源端子(VDD端子)
80:グランド端子(GVD端子)
81:グランドパターン
91:孔
93:樹脂
100:樹脂の染み出しの端部
30: Optical module 35: Capacitor 31: VCSEL array (optical element array)
32: Driver IC (electronic element)
33: Module substrate,
50: Contact line 60: Electrode (signal line)
71, 72: Power supply terminal (VDD terminal)
80: Ground terminal (GVD terminal)
81: Ground pattern 91: Hole 93: Resin 100: End of resin oozing

Claims (4)

基板にフリップチップ実装されるICと前記基板に実装される光素子アレイとを備え、
前記ICと前記光素子アレイの各光素子との間において信号が、前記基板上に形成された複数の伝送線路と、該伝送線路と前記各光素子とを接続する複数のワイヤとを介して伝送される光モジュールの製造方法において、
前記ICのチップにバンプを形成する第1の工程と、
記複数の伝送線路をマスク手段でマスクする第2の工程と、
前記基板における前記ICが実装される領域に樹脂を供給する第3の工程と、
ボンダを用いて前記基板上の電極と前記ICのバンプとを加熱により接合すると同時に前記樹脂を硬化させる第4の工程と、
前記基板上の電極と前記バンプの接合部を再加熱してポストキュアを行う第5の工程と、
前記第5の工程の前或いは後に前記マスク手段を除去する第6の工程と、を備え、
前記光素子アレイは、前記基板に形成された孔内に配置され、
前記マスク手段は、前記複数の伝送線路とともに前記孔の前記複数の伝送線路側の縁を覆うようにマスクすることを特徴とする光モジュールの製造方法。
An IC that is flip-chip mounted on a substrate and an optical element array that is mounted on the substrate,
A signal is transmitted between the IC and each optical element of the optical element array via a plurality of transmission lines formed on the substrate, and a plurality of wires connecting the transmission line and the optical elements. In the method of manufacturing an optical module to be transmitted,
A first step of forming bumps on the IC chip;
A second step of masking with a mask means before Symbol plurality of transmission lines,
A third step of supplying a resin to a region where the IC is mounted on the substrate;
A fourth step of bonding the electrode on the substrate and the bump of the IC by heating using a bonder and simultaneously curing the resin;
A fifth step of performing post-cure by reheating the joint between the electrode on the substrate and the bump;
A sixth step of removing the mask means before or after the fifth step,
The optical element array is disposed in a hole formed in the substrate,
The said mask means masks so that the edge by the side of the said some transmission line of the said hole may be covered with the said some transmission line .
前記第2の工程において、前記マスク手段として前記第4の工程での加熱に耐え得る耐熱性を少なくとも有するマスクテープを用い、該マスクテープを少なくとも前記複数の伝送線路上に貼ることを特徴とする請求項1に記載の光モジュールの製造方法。   In the second step, a mask tape having at least heat resistance capable of withstanding the heating in the fourth step is used as the mask means, and the mask tape is pasted on at least the plurality of transmission lines. The manufacturing method of the optical module of Claim 1. 前記マスクテープは、糊部にシロキサンフリーのアクリル系粘着剤を使用したテープであることを特徴とする請求項2に記載の光モジュールの製造方法。   The method of manufacturing an optical module according to claim 2, wherein the mask tape is a tape using a siloxane-free acrylic adhesive in a glue portion. 前記第4の工程において、前記樹脂の染み出しの端部が前記複数の伝送線路の列にほぼ平行となっていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光モジュールの製造方法 The optical module according to any one of claims 1 to 3, wherein, in the fourth step, an end portion of the resin oozing is substantially parallel to the row of the plurality of transmission lines. Manufacturing method .
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