JPH08288590A - 面発光素子の実装方法 - Google Patents
面発光素子の実装方法Info
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- JPH08288590A JPH08288590A JP11660995A JP11660995A JPH08288590A JP H08288590 A JPH08288590 A JP H08288590A JP 11660995 A JP11660995 A JP 11660995A JP 11660995 A JP11660995 A JP 11660995A JP H08288590 A JPH08288590 A JP H08288590A
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- Japan
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- surface emitting
- anode
- chip carrier
- mounting
- cathode
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 面発光レーザアレイにおいて、低コストなパ
ッケージング方法を提供する。 【構成】 基板１上の面発光レーザアレー２の陽極３，
陰極４上に、パッド５，６をそれぞれ金めっき等によっ
て形成する。パッド５，６上にはさらに導電材７１，７
２をそれぞれ蒸着する。導電材７１，７２としては例え
ば金と錫の合金、鉛と錫の合金等を用いる。面発光レー
ザアレー２をチップキャリヤ８にボンドするために、チ
ップキャリヤ８内には配線９１，９２を設け、その配線
９１，９２に達する孔１０，１０をレーザ加工等によっ
て形成する。面発光レーザのパッド５，６を孔１０，１
０に合せ、孔１０，１０を通して配線９上に接した後、
チップキャリヤ８に熱かけることによって、レーザ素子
２をキャリア８上に実装する。
ッケージング方法を提供する。 【構成】 基板１上の面発光レーザアレー２の陽極３，
陰極４上に、パッド５，６をそれぞれ金めっき等によっ
て形成する。パッド５，６上にはさらに導電材７１，７
２をそれぞれ蒸着する。導電材７１，７２としては例え
ば金と錫の合金、鉛と錫の合金等を用いる。面発光レー
ザアレー２をチップキャリヤ８にボンドするために、チ
ップキャリヤ８内には配線９１，９２を設け、その配線
９１，９２に達する孔１０，１０をレーザ加工等によっ
て形成する。面発光レーザのパッド５，６を孔１０，１
０に合せ、孔１０，１０を通して配線９上に接した後、
チップキャリヤ８に熱かけることによって、レーザ素子
２をキャリア８上に実装する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、面発光素子をチップキ
ャリアに実装する方法に関し、特に、陽極と陰極が同じ
側に形成された面発光素子の実装方法に関する。
ャリアに実装する方法に関し、特に、陽極と陰極が同じ
側に形成された面発光素子の実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】面発光素子たとえば面発光レーザ素子
は、多数配列されて即ちアレイ(array)状に構成されて
使用することができ、このような面発光レーザアレイ
は、並列データ・リンク・システム、フォトニクス並列
信号処理システム、ドロップライン等の中距離通信シス
テムなどの多くの分野において光源として使用される。
その適用範囲が多くの分野にわたっていることから、シ
ステム全体のコスト削減のためにも、面発光レーザアレ
イが低コストで利用できるようにすることが望まれてい
る。
は、多数配列されて即ちアレイ(array)状に構成されて
使用することができ、このような面発光レーザアレイ
は、並列データ・リンク・システム、フォトニクス並列
信号処理システム、ドロップライン等の中距離通信シス
テムなどの多くの分野において光源として使用される。
その適用範囲が多くの分野にわたっていることから、シ
ステム全体のコスト削減のためにも、面発光レーザアレ
イが低コストで利用できるようにすることが望まれてい
る。
【０００３】面発光レーザアレイは、他の半導体素子同
様にパッケージ（容器）に収容されて取り扱われるが、
レーザ素子の場合、全体的なデバイス・コストの中でパ
ッケージ化コストが大半を占めており、パッケージ化コ
ストを低減させることが必要不可欠となっている。２次
元または１次元配列形式で配列された面発光レーザアレ
イは、一般に、チップキャリアと呼ばれる単一チップに
搭載されてパッケージ化される。面発光レーザ素子の全
体的な性能、特に周波数特性や熱特性はそのパッケージ
技術に大きく影響され、そのパッケージ技術は従来のエ
ッジ発光レーザ素子とは全く異なるものである。周波数
特性のみならず熱特性を向上させ、且つ面発光レーザア
レイの全体的なコストを低下させるためには、迅速かつ
強固なパッケージ化を実現する技術が強く望まれてい
る。
様にパッケージ（容器）に収容されて取り扱われるが、
レーザ素子の場合、全体的なデバイス・コストの中でパ
ッケージ化コストが大半を占めており、パッケージ化コ
ストを低減させることが必要不可欠となっている。２次
元または１次元配列形式で配列された面発光レーザアレ
イは、一般に、チップキャリアと呼ばれる単一チップに
搭載されてパッケージ化される。面発光レーザ素子の全
体的な性能、特に周波数特性や熱特性はそのパッケージ
技術に大きく影響され、そのパッケージ技術は従来のエ
ッジ発光レーザ素子とは全く異なるものである。周波数
特性のみならず熱特性を向上させ、且つ面発光レーザア
レイの全体的なコストを低下させるためには、迅速かつ
強固なパッケージ化を実現する技術が強く望まれてい
る。
【０００４】面発光レーザアレイとして、陽極と陰極が
同じ側に設けられているタイプのものがあり、従来、こ
のタイプの面発光レーザアレイは、数工程を経てパッケ
ージ化が行われている。まず、面発光レーザアレイは、
面発光レーザ自体の陽極および陰極に広い面積のパッド
が金メッキ等で設けられ、一方、サブキャリアには、は
んだバンプが設けられて、このはんだバンプを溶融さ
せ、上述したパッドをはんだバンプに接続する。レーザ
アレイは、はんだバンプの表面張力によって正しい位置
に調整される（自己位置調整）。サブキャリアの材質の
選定も、レーザ素子性能の安定性に影響する。サブキャ
リアとして、通常、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの
熱伝導性および電気絶縁性の高い材料が使用される。実
装後、サブキャリアは、高周波による干渉を避けるた
め、さらにセラミック製のチップキャリアに取り付けら
れ、そのチップキャリアがパッケージ内に収納される。
同じ側に設けられているタイプのものがあり、従来、こ
のタイプの面発光レーザアレイは、数工程を経てパッケ
ージ化が行われている。まず、面発光レーザアレイは、
面発光レーザ自体の陽極および陰極に広い面積のパッド
が金メッキ等で設けられ、一方、サブキャリアには、は
んだバンプが設けられて、このはんだバンプを溶融さ
せ、上述したパッドをはんだバンプに接続する。レーザ
アレイは、はんだバンプの表面張力によって正しい位置
に調整される（自己位置調整）。サブキャリアの材質の
選定も、レーザ素子性能の安定性に影響する。サブキャ
リアとして、通常、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの
熱伝導性および電気絶縁性の高い材料が使用される。実
装後、サブキャリアは、高周波による干渉を避けるた
め、さらにセラミック製のチップキャリアに取り付けら
れ、そのチップキャリアがパッケージ内に収納される。
【０００５】図５〜８は、面発光レーザアレイの従来の
実装法を示している。図５では、ウエハ（基板）１上に
形成された面発光レーザアレイ２が、フリップチップ方
式により、サブキャリア１７上に実装されている。図８
（ａ）は、面発光レーザアレイを構成する１個の面発光
レーザ素子の陽極部分の拡大図であり、図５と天地を逆
にして示している。図８において、図５〜７で示した部
分と同じ構成部分については同じ参照番号を付した。８
１はｎ−ＤＢＲ（distributed Bragg reflector, 分布
型ブラッグ反射膜）、８２は活性層、８３は高抵抗領
域、３はｐ−ＤＢＲ（以下、適宜「陽極」という）、１
８は陽極３を覆う金めっき等でなるパッドである。
実装法を示している。図５では、ウエハ（基板）１上に
形成された面発光レーザアレイ２が、フリップチップ方
式により、サブキャリア１７上に実装されている。図８
（ａ）は、面発光レーザアレイを構成する１個の面発光
レーザ素子の陽極部分の拡大図であり、図５と天地を逆
にして示している。図８において、図５〜７で示した部
分と同じ構成部分については同じ参照番号を付した。８
１はｎ−ＤＢＲ（distributed Bragg reflector, 分布
型ブラッグ反射膜）、８２は活性層、８３は高抵抗領
域、３はｐ−ＤＢＲ（以下、適宜「陽極」という）、１
８は陽極３を覆う金めっき等でなるパッドである。
【０００６】図５においては陽極だけが見えているが、
図６は向きを変えて、陽極３および陰極４が見えるよう
に示したもので、陰極４はｎ−ＤＢＲ８１に達する穴を
あけて形成したものである。図６において、面積の広い
厚いパッド１８が陽極３および陰極４に形成され、各パ
ッド１８はサブキャリア１７上に設けられた、はんだバ
ンプ１９に接続されている。更に、面発光レーザアレイ
を実装したサブキャリア１７は、図７に示すように、フ
リップチップ接着技術により、コプランナー・ストリッ
プライン２１およびインピーダンス整合バイアス回路２
２から成るチップキャリア２０に実装される。そして、
チップキャリア２０はパッケージ（図示せず）に収容さ
れる。
図６は向きを変えて、陽極３および陰極４が見えるよう
に示したもので、陰極４はｎ−ＤＢＲ８１に達する穴を
あけて形成したものである。図６において、面積の広い
厚いパッド１８が陽極３および陰極４に形成され、各パ
ッド１８はサブキャリア１７上に設けられた、はんだバ
ンプ１９に接続されている。更に、面発光レーザアレイ
を実装したサブキャリア１７は、図７に示すように、フ
リップチップ接着技術により、コプランナー・ストリッ
プライン２１およびインピーダンス整合バイアス回路２
２から成るチップキャリア２０に実装される。そして、
チップキャリア２０はパッケージ（図示せず）に収容さ
れる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような実装工程は
全体的に時間がかかり、数工程を経るうちに、全体的な
コストのみならずチップの大きさも増大してしまう。ま
た、それにとどまらず、フリップチップ方式による接着
によって性能も悪化する。例えば、サブキャリアの取付
けに面積の広いパッド１８が使用されるため、それ自体
のキャパシタンスも増加して、速度が低下する。さら
に、サブキャリア１７との接続のため面積の広いバンプ
が使用されることから、はんだ１９が溶解し、再び凝固
する際に受ける応力が大きくなり、その結果、レーザ素
子の光特性も悪化することになる。さらに、従来は、面
発光レーザを実装するために２つのキャリア（サブキャ
リア１７およびチップキャリア２０）が使用されること
から、密度が増す代わりにチップの加工コストも増加し
た。
全体的に時間がかかり、数工程を経るうちに、全体的な
コストのみならずチップの大きさも増大してしまう。ま
た、それにとどまらず、フリップチップ方式による接着
によって性能も悪化する。例えば、サブキャリアの取付
けに面積の広いパッド１８が使用されるため、それ自体
のキャパシタンスも増加して、速度が低下する。さら
に、サブキャリア１７との接続のため面積の広いバンプ
が使用されることから、はんだ１９が溶解し、再び凝固
する際に受ける応力が大きくなり、その結果、レーザ素
子の光特性も悪化することになる。さらに、従来は、面
発光レーザを実装するために２つのキャリア（サブキャ
リア１７およびチップキャリア２０）が使用されること
から、密度が増す代わりにチップの加工コストも増加し
た。
【０００８】図５に示すこのような大きいパッケージ
は、面発光レーザアレイの実装コストを高くし、配列チ
ップのサイズも大きくなる。このタイプの従来型の面発
光レーザアレイ用実装アプリケーションは、システム実
験にのみ限られたものであり、光信号処理システム、特
に膨大な面発光レーザアレイを必要とするシステムにお
いては全く非実用的である。従来の実装方法を用いた場
合、システムのサイズが大きくなるばかりでなく、全体
的なシステム・コストも高くなる。全体のコスト削減の
みならずシステムの小型化を図るためには、本来の性能
のままで面発光レーザアレイを迅速かつ効率的に実装で
きる技術の採用が特に必要とされている。
は、面発光レーザアレイの実装コストを高くし、配列チ
ップのサイズも大きくなる。このタイプの従来型の面発
光レーザアレイ用実装アプリケーションは、システム実
験にのみ限られたものであり、光信号処理システム、特
に膨大な面発光レーザアレイを必要とするシステムにお
いては全く非実用的である。従来の実装方法を用いた場
合、システムのサイズが大きくなるばかりでなく、全体
的なシステム・コストも高くなる。全体のコスト削減の
みならずシステムの小型化を図るためには、本来の性能
のままで面発光レーザアレイを迅速かつ効率的に実装で
きる技術の採用が特に必要とされている。
【０００９】従来の方法では、面発光レーザアレイ２を
サブキャリア１７に取り付ける際に自己位置調整技術を
利用していることから、各陽極および陰極用の厚いパッ
ド１８が必要不可欠である。このパッド１８は、金めっ
きによって、通常、各陽極および陰極上に形成される。
図８（ａ）に、パッド１８が付いた陽極３が示されてい
る。厚いパッド１８を必要とすることから、パッド面積
が広くなることは明らかであり、その問題点は上述した
とおりである。そこで、図８（ｂ）に示すように、パッ
ド面積の最小化を図ることが考えられるが、そうする
と、陽極３があるため、パッド部のＤＢＲと同じ高さの
突出部２４がパッド２３上に形成される。キャリア上に
突出部２４の付いた面発光レーザ素子を接着すると、陽
極３に大きい応力が発生し、これによって本来の性能が
変化する可能性がある。実装を容易にするだけでなく面
発光レーザ素子を高速化するためには、陽極および陰極
に同じ高さの小面積パッドを形成することが必要とされ
ている。
サブキャリア１７に取り付ける際に自己位置調整技術を
利用していることから、各陽極および陰極用の厚いパッ
ド１８が必要不可欠である。このパッド１８は、金めっ
きによって、通常、各陽極および陰極上に形成される。
図８（ａ）に、パッド１８が付いた陽極３が示されてい
る。厚いパッド１８を必要とすることから、パッド面積
が広くなることは明らかであり、その問題点は上述した
とおりである。そこで、図８（ｂ）に示すように、パッ
ド面積の最小化を図ることが考えられるが、そうする
と、陽極３があるため、パッド部のＤＢＲと同じ高さの
突出部２４がパッド２３上に形成される。キャリア上に
突出部２４の付いた面発光レーザ素子を接着すると、陽
極３に大きい応力が発生し、これによって本来の性能が
変化する可能性がある。実装を容易にするだけでなく面
発光レーザ素子を高速化するためには、陽極および陰極
に同じ高さの小面積パッドを形成することが必要とされ
ている。
【００１０】これまで、面発光レーザアレイに関して多
くの文書が発表されてきたが、大抵の場合、上記のよう
な実装システムが採用されている。最近発行されたＩＥ
ＥＥフォトニクス・テクノロジー・レターズ、第６巻、
Ｎｏ．９、ｐ．１０５６〜１０５８、１９９４年、モラ
ー他（Mollar et al.）に、その一例を見ることができ
る。その実装法において、フリップチップ接着技術は、
２次元面発光レーザアレイ実装に使用されるものと考え
られていた。
くの文書が発表されてきたが、大抵の場合、上記のよう
な実装システムが採用されている。最近発行されたＩＥ
ＥＥフォトニクス・テクノロジー・レターズ、第６巻、
Ｎｏ．９、ｐ．１０５６〜１０５８、１９９４年、モラ
ー他（Mollar et al.）に、その一例を見ることができ
る。その実装法において、フリップチップ接着技術は、
２次元面発光レーザアレイ実装に使用されるものと考え
られていた。
【００１１】また、この実装法では、２次元面発光レー
ザアレイの実装を行うために２段階法の工程が必要であ
った。１次元面発光レーザアレイの実装を行うための同
様のレポートが、ＬＥＯＳ’９４の統合オプトエレクト
ロニクスに関するサマー・トピカル・ミーティングズ・
ダイジェスト（Summer Topical Meetings Digest onInt
egrated Optoelectronics of LEOS'94）１９９４年、
ｐ．４７〜４８に発表されたオグラ他（Ogura et al.）
の論文にも見ることができる。この発表においても、複
数波長による面発光レーザ素子が、ＡｌＮ（窒化アルミ
ニウム）サブキャリアに実装されており、各面発光レー
ザ位置に予め設計されたバンプを必要とする。この種の
実装システムは、時間がかかるうえに、コスト削減のた
めの大量生産とは全く無縁である。実装コストを削減す
るためには、面発光レーザ素子用の迅速かつ強固な実装
を実現する技術の提供が特に必要とされている。
ザアレイの実装を行うために２段階法の工程が必要であ
った。１次元面発光レーザアレイの実装を行うための同
様のレポートが、ＬＥＯＳ’９４の統合オプトエレクト
ロニクスに関するサマー・トピカル・ミーティングズ・
ダイジェスト（Summer Topical Meetings Digest onInt
egrated Optoelectronics of LEOS'94）１９９４年、
ｐ．４７〜４８に発表されたオグラ他（Ogura et al.）
の論文にも見ることができる。この発表においても、複
数波長による面発光レーザ素子が、ＡｌＮ（窒化アルミ
ニウム）サブキャリアに実装されており、各面発光レー
ザ位置に予め設計されたバンプを必要とする。この種の
実装システムは、時間がかかるうえに、コスト削減のた
めの大量生産とは全く無縁である。実装コストを削減す
るためには、面発光レーザ素子用の迅速かつ強固な実装
を実現する技術の提供が特に必要とされている。
【００１２】本発明は以上の点にかんがみてなされたも
ので、面発光レーザアレイを、低コストで迅速かつ強固
にチップキャリアに実装できるようにすることを目的と
する。
ので、面発光レーザアレイを、低コストで迅速かつ強固
にチップキャリアに実装できるようにすることを目的と
する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明においては、図１に示すように、陽極と陰極
が同じ側に形成された面発光素子２をチップキャリア８
に実装する実装方法において、陽極および陰極として同
じ高さのパッド５，６を形成し、一方、チップキャリア
８内に接続用配線９１，９２を設ける。さらに、チップ
キャリア８上の、パッド５，６に対応する位置に接続用
配線に達する孔１０，１０を形成し、パッド５，６を孔
１０，１０に係合させて陽極および陰極と接続用配線９
１，９２とを導電材７１，７２を介してそれぞれ接続す
るようにした。
め、本発明においては、図１に示すように、陽極と陰極
が同じ側に形成された面発光素子２をチップキャリア８
に実装する実装方法において、陽極および陰極として同
じ高さのパッド５，６を形成し、一方、チップキャリア
８内に接続用配線９１，９２を設ける。さらに、チップ
キャリア８上の、パッド５，６に対応する位置に接続用
配線に達する孔１０，１０を形成し、パッド５，６を孔
１０，１０に係合させて陽極および陰極と接続用配線９
１，９２とを導電材７１，７２を介してそれぞれ接続す
るようにした。
【００１４】
【作用】図１に示すように、パッド５，６を、孔１０，
１０に係合させ、導電材７１，７２を介して配線９１，
９２と接続する。これによって、低コストで強固な実装
が可能となる。また多数の面発光レーザが同時に動作し
たときのクロストークを低く抑さえることができる。そ
の他にも、面発光レーザアレイの実装が孔１０を通して
行われるので、熱特性も向上する。
１０に係合させ、導電材７１，７２を介して配線９１，
９２と接続する。これによって、低コストで強固な実装
が可能となる。また多数の面発光レーザが同時に動作し
たときのクロストークを低く抑さえることができる。そ
の他にも、面発光レーザアレイの実装が孔１０を通して
行われるので、熱特性も向上する。
【００１５】
【実施例】図１は第１実施例の概略断面図である。図１
に示すように、基板１上に面発光レーザアレイ２が設け
られ、面発光レーザアレイ２はチップキャリア８に実装
され、チップキャリア８はパッケージ（図示せず）に収
容される。チップキャリア８には、面発光レーザの各電
極と接続される多層電気配線９１，９２が形成されてい
る。
に示すように、基板１上に面発光レーザアレイ２が設け
られ、面発光レーザアレイ２はチップキャリア８に実装
され、チップキャリア８はパッケージ（図示せず）に収
容される。チップキャリア８には、面発光レーザの各電
極と接続される多層電気配線９１，９２が形成されてい
る。
【００１６】面発光レーザアレイ２は、図６に示すもの
と同様に、ｎ−ＤＢＲ８１、活性層８２、高抵抗領域８
３、ｐ−ＤＢＲ（陽極）３、基板１にｎ−ＤＢＲ８１に
達する穴をあけて形成された陰極４等を備えている。
と同様に、ｎ−ＤＢＲ８１、活性層８２、高抵抗領域８
３、ｐ−ＤＢＲ（陽極）３、基板１にｎ−ＤＢＲ８１に
達する穴をあけて形成された陰極４等を備えている。
【００１７】陽極３には金めっき等によるパッド５が形
成され、一方、陰極４にも金めっき等によるパッド６が
形成され、パッド５とパッド６は同じ高さになってい
る。
成され、一方、陰極４にも金めっき等によるパッド６が
形成され、パッド５とパッド６は同じ高さになってい
る。
【００１８】チップキャリア８に使用される材料の種類
は、基本的には、熱伝導率が高く誘電率が高いセラミッ
ク類である。この目的により、チップキャリア８は、市
販の窒素アルミニウム（ＡｌＮ）や、ポリマーと窒素ア
ルミニウムの化合物を使用することができる。チップキ
ャリア８として、それ以外にも、酸化アルミニウム（Ａ
ｌ2Ｏ3）、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、またはそれら
の化合物である単斜晶系イットリウム・アルミニウム
（ＹＡＭ）、イットリウム・アルミニウム・ガーネット
（ＹＡＧ）、あるいはイットリウム・アルミニウム・ペ
ロブスカイト（ＹＡＰ）等の材料も使用可能であり、こ
れらは、よく使用されるＡｌＮに匹敵するほど熱伝導率
も高い。
は、基本的には、熱伝導率が高く誘電率が高いセラミッ
ク類である。この目的により、チップキャリア８は、市
販の窒素アルミニウム（ＡｌＮ）や、ポリマーと窒素ア
ルミニウムの化合物を使用することができる。チップキ
ャリア８として、それ以外にも、酸化アルミニウム（Ａ
ｌ2Ｏ3）、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、またはそれら
の化合物である単斜晶系イットリウム・アルミニウム
（ＹＡＭ）、イットリウム・アルミニウム・ガーネット
（ＹＡＧ）、あるいはイットリウム・アルミニウム・ペ
ロブスカイト（ＹＡＰ）等の材料も使用可能であり、こ
れらは、よく使用されるＡｌＮに匹敵するほど熱伝導率
も高い。
【００１９】チップキャリア８には、パッド５，６が挿
入される孔１０，１０が形成されている。この孔１０
は、図２に示すように、レーザ光１４を用いて形成する
ことができる。レーザ光１４の波長は、チップキャリア
８として用いられる材料の種類によって異なっている。
孔１０の大きさは、パッド５，６同じであるか、または
わずかに大きく、その大きさはレーザの強さを変えるこ
とによって調整できる。レンズ１３は、チップキャリア
８上のレーザ１２の焦点合わせに用いられる。例えば、
チップキャリア８の材料としてテフロンのようなポリマ
ーを使用する場合、レーザ源としてアルゴン（Ａｒ）レ
ーザを使用することができる。チップキャリア８内には
多層電気配線９１，９２が通っていて、孔１０の深さ
は、表面から個々の電気配線９１，９２までの長さに等
しく、この長さは、パッド５，６の高さと同じである
か、それよりわずかに長い。レーザによる孔あけ後に残
った屑は、超音波清浄によって洗浄することができる。
孔あけにレーザを使用することによって、面発光レーザ
アレイの実装が、上記従来技術に比べてはるかに迅速か
つ容易に行える。
入される孔１０，１０が形成されている。この孔１０
は、図２に示すように、レーザ光１４を用いて形成する
ことができる。レーザ光１４の波長は、チップキャリア
８として用いられる材料の種類によって異なっている。
孔１０の大きさは、パッド５，６同じであるか、または
わずかに大きく、その大きさはレーザの強さを変えるこ
とによって調整できる。レンズ１３は、チップキャリア
８上のレーザ１２の焦点合わせに用いられる。例えば、
チップキャリア８の材料としてテフロンのようなポリマ
ーを使用する場合、レーザ源としてアルゴン（Ａｒ）レ
ーザを使用することができる。チップキャリア８内には
多層電気配線９１，９２が通っていて、孔１０の深さ
は、表面から個々の電気配線９１，９２までの長さに等
しく、この長さは、パッド５，６の高さと同じである
か、それよりわずかに長い。レーザによる孔あけ後に残
った屑は、超音波清浄によって洗浄することができる。
孔あけにレーザを使用することによって、面発光レーザ
アレイの実装が、上記従来技術に比べてはるかに迅速か
つ容易に行える。
【００２０】各パッド５，６上には、それぞれ導電材７
１，７２が設けられている。導電材７１，７２として
は、たとえば金と錫の合金（Ａｕ：Ｓｎ）、鉛と錫の合
金（Ｐｂ：Ｓｎ）、またはインジウムが使用され、パッ
ド５，６上に蒸着される。また面発光レーザアレイの大
きさによっては、図１に示すように、アレイ上に導電材
７３を蒸着してもよい。この導電材７３により、より強
固に実装することができる。
１，７２が設けられている。導電材７１，７２として
は、たとえば金と錫の合金（Ａｕ：Ｓｎ）、鉛と錫の合
金（Ｐｂ：Ｓｎ）、またはインジウムが使用され、パッ
ド５，６上に蒸着される。また面発光レーザアレイの大
きさによっては、図１に示すように、アレイ上に導電材
７３を蒸着してもよい。この導電材７３により、より強
固に実装することができる。
【００２１】次に、チップキャリア８に形成された孔１
０，１０にパッド５，６の位置を合わせる。位置合わせ
には、デバイスの点検によく用いられる赤外線ビデオカ
メラが使用できる。チップキャリア８への面発光レーザ
アレイの接着は、窒素中の熱処理によって行われる。す
なわち、パッド５，６を孔１０を通して配線９１，９２
上に接した後、チップキャリヤ８に加熱し導電材７１，
７２を溶解させて、電極５，６と配線９１，９２とを接
続する。この技術では、従来のような自己位置調整技術
を用いずに接着が行われる。
０，１０にパッド５，６の位置を合わせる。位置合わせ
には、デバイスの点検によく用いられる赤外線ビデオカ
メラが使用できる。チップキャリア８への面発光レーザ
アレイの接着は、窒素中の熱処理によって行われる。す
なわち、パッド５，６を孔１０を通して配線９１，９２
上に接した後、チップキャリヤ８に加熱し導電材７１，
７２を溶解させて、電極５，６と配線９１，９２とを接
続する。この技術では、従来のような自己位置調整技術
を用いずに接着が行われる。
【００２２】以上のようにすれば、実装工程が少なく時
間も短縮されるので、実装コストを大幅に低減させるこ
とができる。また従来のようなフリップチップ方式では
ないので、パッドの大きさを小さくすることができ、パ
ッド自体の容量が小さくなるので、レーザ素子の動作速
度が速くすることができるとともに、システムのサイズ
も小さくすることができる。さらに、従来のような面積
の大きなバンプを使用しないので、バンプの溶解、再凝
固に伴う応力を受ず、また陽極と陰極の高さを同じにす
ることができるので、レーザ素子の特性に影響を与える
ことがない。その上、従来のように、２つのキャリア
（図７のサブキャリア１７およびチップキャリア２０）
を使用する必要もないので、この点においてもコストを
下げることができる。
間も短縮されるので、実装コストを大幅に低減させるこ
とができる。また従来のようなフリップチップ方式では
ないので、パッドの大きさを小さくすることができ、パ
ッド自体の容量が小さくなるので、レーザ素子の動作速
度が速くすることができるとともに、システムのサイズ
も小さくすることができる。さらに、従来のような面積
の大きなバンプを使用しないので、バンプの溶解、再凝
固に伴う応力を受ず、また陽極と陰極の高さを同じにす
ることができるので、レーザ素子の特性に影響を与える
ことがない。その上、従来のように、２つのキャリア
（図７のサブキャリア１７およびチップキャリア２０）
を使用する必要もないので、この点においてもコストを
下げることができる。
【００２３】なお、図１の実施例において、導電材７
１，７２はレーザ素子側に設けたが、導電材は、それに
限らず、チップキャリア側に設けてもよい。図３はその
例を示したもので、配線９１，９２上に、導電材７４，
７５を設けた。さらに、図１の導電材７３も、図３の導
電材７６のように、チップキャリア側に設けてもよい。
１，７２はレーザ素子側に設けたが、導電材は、それに
限らず、チップキャリア側に設けてもよい。図３はその
例を示したもので、配線９１，９２上に、導電材７４，
７５を設けた。さらに、図１の導電材７３も、図３の導
電材７６のように、チップキャリア側に設けてもよい。
【００２４】次に図４を用いて本発明の第２の実施例を
説明する。図４は面発光レーザアレイを構成する単一の
面発光レーザ素子の概略断面図であり、同図において第
１の実施例および図８のレーザ素子と同じ構成部分につ
いては同じ参照数字を付して示している。
説明する。図４は面発光レーザアレイを構成する単一の
面発光レーザ素子の概略断面図であり、同図において第
１の実施例および図８のレーザ素子と同じ構成部分につ
いては同じ参照数字を付して示している。
【００２５】マウントの容易化と面発光レーザ素子の高
速化のためのパッド面積の縮小を図るため、上部高さを
均一にし、かつ陽極と陰極の高さを等しくすることは、
非常に重要である。図８で説明したように、最上部のＤ
ＢＲがあるために陽極の高さが陰極よりも約２μｍ高い
ことから、パッドを１段だけで形成すると、陽極にマッ
シュルーム型のパッドが形成されるだけでなく、高さの
異なる陰極が形成され、マウントが困難になる。陽極お
よび陰極の両電極の高さが均等であることは、マウント
の容易化のために特に必要である。
速化のためのパッド面積の縮小を図るため、上部高さを
均一にし、かつ陽極と陰極の高さを等しくすることは、
非常に重要である。図８で説明したように、最上部のＤ
ＢＲがあるために陽極の高さが陰極よりも約２μｍ高い
ことから、パッドを１段だけで形成すると、陽極にマッ
シュルーム型のパッドが形成されるだけでなく、高さの
異なる陰極が形成され、マウントが困難になる。陽極お
よび陰極の両電極の高さが均等であることは、マウント
の容易化のために特に必要である。
【００２６】両電極の高さを均等にするには、２段階法
による工程を用いてパッドを形成することによって可能
である。第１段階では、図４に示すように、反射膜であ
るＤＢＲ３の最上部と同じ高さのパッド１５がＤＢＲ
（陽極）３の周囲に形成されると同時に陰極上にも形成
され、次に、パッド１５の上部に第２パッド１６が形成
される。いずれの段階も、金めっきが使用できる。この
工程により、陽極と陰極が同じ高さになるだけでなく、
パッドのサイズを小さくすることができ、これにより動
作の高速化と接着の容易化を図ることができる。
による工程を用いてパッドを形成することによって可能
である。第１段階では、図４に示すように、反射膜であ
るＤＢＲ３の最上部と同じ高さのパッド１５がＤＢＲ
（陽極）３の周囲に形成されると同時に陰極上にも形成
され、次に、パッド１５の上部に第２パッド１６が形成
される。いずれの段階も、金めっきが使用できる。この
工程により、陽極と陰極が同じ高さになるだけでなく、
パッドのサイズを小さくすることができ、これにより動
作の高速化と接着の容易化を図ることができる。
【００２７】上記各実施例においては、面発光レーザア
レイについて説明したが、本発明はそれに限らず、メサ
構造を有するあらゆる種類の面発光レーザ、ダイオー
ド、その他の素子の実装方法としても適用可能である。
レイについて説明したが、本発明はそれに限らず、メサ
構造を有するあらゆる種類の面発光レーザ、ダイオー
ド、その他の素子の実装方法としても適用可能である。
【００２８】本発明による好適な実施例に関する前記説
明は例示ならびに解説のためになされているのであっ
て、これが全てというわけではなく、ここに記載した形
態にのみ本発明を限定するものではない。上記説明は、
本発明の原理について最善の説明を行うために選択され
て記述されたものであり、本発明は、多様な実施例に利
用することができ、用途に応じて種々の変形が可能であ
る。
明は例示ならびに解説のためになされているのであっ
て、これが全てというわけではなく、ここに記載した形
態にのみ本発明を限定するものではない。上記説明は、
本発明の原理について最善の説明を行うために選択され
て記述されたものであり、本発明は、多様な実施例に利
用することができ、用途に応じて種々の変形が可能であ
る。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
面発光レーザアレイの電極をチップキャリアに形成した
孔に係合させて接続するようにしたので、従来技術に比
べて迅速かつ強固な実装が可能となった。また、これに
よりデバイスの総コストの大半を占める実装コストが減
少させることができる。さらに、電極を孔に挿入させて
接続するようにするので、多数の面発光レーザ素子を同
時に動作させた場合のクロストークも低減することがで
きる。
面発光レーザアレイの電極をチップキャリアに形成した
孔に係合させて接続するようにしたので、従来技術に比
べて迅速かつ強固な実装が可能となった。また、これに
よりデバイスの総コストの大半を占める実装コストが減
少させることができる。さらに、電極を孔に挿入させて
接続するようにするので、多数の面発光レーザ素子を同
時に動作させた場合のクロストークも低減することがで
きる。
【図１】本発明の第１実施例の面発光レーザアレイの実
装方法を示す断面図である。
装方法を示す断面図である。
【図２】チップキャリアに孔を形成する方法を説明する
断面図である。
断面図である。
【図３】導電材の形成位置について別の例を示す断面図
である。
である。
【図４】本発明の第２の実施例を示す断面図である。
【図５】面発光レーザアレイの従来の実装技術に関する
説明図である。
説明図である。
【図６】面発光レーザアレイの従来の実装技術に関する
説明図である。
説明図である。
【図７】面発光レーザアレイの従来の実装技術に関する
説明図である。
説明図である。
【図８】面発光レーザアレイの従来の実装技術に関する
説明図である。
説明図である。
２ 面発光レーザアレイ ３ ＤＢＲ（陽極） ４ 陰極 ５，６ パッド ８ チップキャリア ９１，９２ 配線 １０ 孔 ７１，７２ 導電材
Claims (6)
- 【請求項１】 陽極と陰極が同じ側に形成された面発光
素子をチップキャリアに実装する実装方法において、前
記陽極および陰極として同じ高さのパッドをそれぞれ形
成し、前記チップキャリア内に接続用配線を設けるとと
もに、前記チップキャリアの前記パッドに対応する位置
に前記接続用配線に達する孔をそれぞれ形成し、前記パ
ッドを前記孔にそれぞれ係合させて前記陽極および陰極
と前記接続用配線とを導電材を介して接続することを特
徴とする面発光素子の実装方法。 - 【請求項２】 前記孔はレーザ加工によって形成される
請求項１記載の実装方法。 - 【請求項３】 前記パッドの形成は、第１段階におい
て、最上部の反射膜の高さと同じ高さを有するパッドを
陽極の周囲に形成するとともに陰極上にも形成し、第２
段階において、その上部へ第２パッドを形成して陽極と
陰極の高さを等しくするように行う請求項１または２に
記載の実装方法。 - 【請求項４】 前記チップキャリアとして用られる材料
が、熱伝導性および絶縁性を有する請求項１ないし３の
いずれか１項に記載の面発光素子の実装方法。 - 【請求項５】 前記導電材として、金と錫の合金、鉛と
錫の合金、またはインジウムを使用し、前記導電材の層
を前記パッド上に形成する請求項１ないし４のいずれか
１項に記載の実装方法。 - 【請求項６】 前記導電材として、金と錫の合金、鉛と
錫の合金、またはインジウムを使用し、前記導電材の層
を前記孔内の前記接続配線上に形成する請求項１ないし
４のいずれか１項に記載の実装方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11660995A JPH08288590A (ja) | 1995-04-19 | 1995-04-19 | 面発光素子の実装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11660995A JPH08288590A (ja) | 1995-04-19 | 1995-04-19 | 面発光素子の実装方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08288590A true JPH08288590A (ja) | 1996-11-01 |
Family
ID=14691413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11660995A Pending JPH08288590A (ja) | 1995-04-19 | 1995-04-19 | 面発光素子の実装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08288590A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999044086A1 (en) * | 1998-02-27 | 1999-09-02 | The Whitaker Corporation | On-chip alignment fiducials for surface emitting devices |
| KR20210095943A (ko) * | 2019-01-31 | 2021-08-03 | 가부시키가이샤 리코 | 면발광 레이저 모듈, 광학 디바이스, 및 면발광 레이저 기판 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04208905A (ja) * | 1990-12-03 | 1992-07-30 | Toshiba Corp | 光半導体モジュール |
| JPH057019A (ja) * | 1991-06-27 | 1993-01-14 | Nec Corp | 半導体発光素子の製造方法 |
| JPH06237016A (ja) * | 1993-02-09 | 1994-08-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ファイバモジュールおよびその製造方法 |
| JPH0730209A (ja) * | 1993-07-14 | 1995-01-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光素子実装体の製造方法 |
-
1995
- 1995-04-19 JP JP11660995A patent/JPH08288590A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04208905A (ja) * | 1990-12-03 | 1992-07-30 | Toshiba Corp | 光半導体モジュール |
| JPH057019A (ja) * | 1991-06-27 | 1993-01-14 | Nec Corp | 半導体発光素子の製造方法 |
| JPH06237016A (ja) * | 1993-02-09 | 1994-08-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ファイバモジュールおよびその製造方法 |
| JPH0730209A (ja) * | 1993-07-14 | 1995-01-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光素子実装体の製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999044086A1 (en) * | 1998-02-27 | 1999-09-02 | The Whitaker Corporation | On-chip alignment fiducials for surface emitting devices |
| KR20210095943A (ko) * | 2019-01-31 | 2021-08-03 | 가부시키가이샤 리코 | 면발광 레이저 모듈, 광학 디바이스, 및 면발광 레이저 기판 |
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