JPH0996730A - 光素子搭載モジュールおよび光素子搭載方法および光素子搭載モジュールからなる光システム - Google Patents
光素子搭載モジュールおよび光素子搭載方法および光素子搭載モジュールからなる光システムInfo
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- JPH0996730A JPH0996730A JP25486295A JP25486295A JPH0996730A JP H0996730 A JPH0996730 A JP H0996730A JP 25486295 A JP25486295 A JP 25486295A JP 25486295 A JP25486295 A JP 25486295A JP H0996730 A JPH0996730 A JP H0996730A
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
- G02B6/4228—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements
- G02B6/4232—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements using the surface tension of fluid solder to align the elements, e.g. solder bump techniques
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は加入者伝送モジュ−ル等光素子を基板
上に搭載したモジュ−ルを高精度に、歩留まり高く、安
価に製作することを目的にしている。 【解決手段】半導体レ−ザ等の光素子を導波路等が形成
された基板上に精度高く搭載し、固定するために、光素
子と基板の間に所望の径を有する球等の微小粒子を挿入
した形で固定接着する。このような構成にすることによ
り、基板に形成された光素子と基板に搭載する光素子の
光軸高さを最も効率高い光伝送が可能なように設定する
ことが可能になる。従来、半田や接着剤の厚さで高さが
決められ、最適高さに設定できず、精度、歩留まり共に
問題であった。本発明によりこの問題が一挙に解決し、
高精度で安価な光素子搭載モジュ−ル、光システムがで
きるようになった。
上に搭載したモジュ−ルを高精度に、歩留まり高く、安
価に製作することを目的にしている。 【解決手段】半導体レ−ザ等の光素子を導波路等が形成
された基板上に精度高く搭載し、固定するために、光素
子と基板の間に所望の径を有する球等の微小粒子を挿入
した形で固定接着する。このような構成にすることによ
り、基板に形成された光素子と基板に搭載する光素子の
光軸高さを最も効率高い光伝送が可能なように設定する
ことが可能になる。従来、半田や接着剤の厚さで高さが
決められ、最適高さに設定できず、精度、歩留まり共に
問題であった。本発明によりこの問題が一挙に解決し、
高精度で安価な光素子搭載モジュ−ル、光システムがで
きるようになった。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体レ−ザ、光受
光素子、光導波路等の、光素子を基板上に搭載した光素
子搭載モジュ−ルに係り、特に搭載モジュ−ルの光軸高
さ等を所望の値にし高効率の光信号伝達性能を有する光
素子搭載モジュ−ルに関する。
光素子、光導波路等の、光素子を基板上に搭載した光素
子搭載モジュ−ルに係り、特に搭載モジュ−ルの光軸高
さ等を所望の値にし高効率の光信号伝達性能を有する光
素子搭載モジュ−ルに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年光通信を各家庭やオフィスにまで適
用することが急速に進められている。このような光通信
の広範な適用発展は情報化社会実現の鍵を握ることにな
る。そして光通信の発展には光通信技術の中心の１つで
ある光素子搭載モジュ−ルを如何に高精度に歩留まり高
く、安価に生産できるかが光通信の広範な普及に不可欠
となる。
用することが急速に進められている。このような光通信
の広範な適用発展は情報化社会実現の鍵を握ることにな
る。そして光通信の発展には光通信技術の中心の１つで
ある光素子搭載モジュ−ルを如何に高精度に歩留まり高
く、安価に生産できるかが光通信の広範な普及に不可欠
となる。
【０００３】従来、例えば半導体レ−ザ素子を搭載する
基板上に形成された光導波路に対し位置合わせを行な
い、半導体レ−ザ出射光を光導波路に導入可能にした光
素子搭載モジュ−ルを生産するには図１０に示す方法が
採用されていた。半導体レ−ザを生産する段階で発光部
に対して一定の位置関係にある合わせマ−クを形成して
おき、また光導波路を基板上に形成する際にも導波路に
対し一定の位置関係にある合わせマ−クを形成してお
く。これら半導体レ−ザ及び基板上にそれぞれ形成され
るマ−クをそれぞれ２つにし、図１０に示すように互い
に寸法の異なる例えば「口」の字状にしておき、それぞ
れの２つのマ−クの間隔は等しくしておく。基板がＳｉ
のように赤外光を通過する材料の場合、半導体レ−ザを
Ｓｉ基板に搭載し、裏から赤外線顕微鏡で２つの１対の
マ−ク検出することができるので、この左右のマ−ク共
一致するように例えば半導体レ−ザを回転と平行移動に
より位置合わせし、一致した段階で搭載する。一旦搭載
した後半導体レ−ザが搭載光素子の場合には導電性と、
熱伝導性を得るために、基板面と半導体レ−ザの底面に
予め形成されている半田蒸着膜を、加熱炉に入れて溶か
すことにより接合、接着する。
基板上に形成された光導波路に対し位置合わせを行な
い、半導体レ−ザ出射光を光導波路に導入可能にした光
素子搭載モジュ−ルを生産するには図１０に示す方法が
採用されていた。半導体レ−ザを生産する段階で発光部
に対して一定の位置関係にある合わせマ−クを形成して
おき、また光導波路を基板上に形成する際にも導波路に
対し一定の位置関係にある合わせマ−クを形成してお
く。これら半導体レ−ザ及び基板上にそれぞれ形成され
るマ−クをそれぞれ２つにし、図１０に示すように互い
に寸法の異なる例えば「口」の字状にしておき、それぞ
れの２つのマ−クの間隔は等しくしておく。基板がＳｉ
のように赤外光を通過する材料の場合、半導体レ−ザを
Ｓｉ基板に搭載し、裏から赤外線顕微鏡で２つの１対の
マ−ク検出することができるので、この左右のマ−ク共
一致するように例えば半導体レ−ザを回転と平行移動に
より位置合わせし、一致した段階で搭載する。一旦搭載
した後半導体レ−ザが搭載光素子の場合には導電性と、
熱伝導性を得るために、基板面と半導体レ−ザの底面に
予め形成されている半田蒸着膜を、加熱炉に入れて溶か
すことにより接合、接着する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の光素子搭
載モジュ−ルの製作法では半導体レ−ザと光導波路の相
対的な位置合わせを１対の２つのアライメントマ−クを
用いて行っているためこのマ−クの形成されている基板
面内の２方向に対しては正確に実行されるが、この面に
垂直な方向に対しては、蒸着した半田面の厚さをコント
ロ−ルすることにより実行せざるを得なかった。上記面
内２方向のアライメント検出、並びに合わせ調整の精度
はほぼ目標の±０．１〜０．２μｍを達成できたが、面
に垂直な方向については半田の厚さや押さえる力、加熱
条件などにより位置合わせ精度は±０．５μｍ程度にな
ることがあり、目標の精度が得にくい。
載モジュ−ルの製作法では半導体レ−ザと光導波路の相
対的な位置合わせを１対の２つのアライメントマ−クを
用いて行っているためこのマ−クの形成されている基板
面内の２方向に対しては正確に実行されるが、この面に
垂直な方向に対しては、蒸着した半田面の厚さをコント
ロ−ルすることにより実行せざるを得なかった。上記面
内２方向のアライメント検出、並びに合わせ調整の精度
はほぼ目標の±０．１〜０．２μｍを達成できたが、面
に垂直な方向については半田の厚さや押さえる力、加熱
条件などにより位置合わせ精度は±０．５μｍ程度にな
ることがあり、目標の精度が得にくい。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の従来の問
題点を解決するために以下の手段を施している。
題点を解決するために以下の手段を施している。
【０００６】従来電子デバイスをプリント基板やセラミ
ック基板上に搭載し、半田付けする際に、搭載する電子
デバイスが半田部が必要以上に厚くなったり、傾いてい
たりすると基板実装の信頼性が得られないため、特開平
７−９４５５４号公報にも示されるように、半田材とな
る導電性樹脂ペ−ストに球状体粒子を含ませ半田付けす
ることにより、信頼性の高い薄型実装を実現することが
行われていた。この際、球状粒子はその外径がほぼ一定
のものであれば良く、その値が搭載する対象に応じて決
まった値から極めて狭いバラツキ内に押さえる必要はま
ったくなかった。
ック基板上に搭載し、半田付けする際に、搭載する電子
デバイスが半田部が必要以上に厚くなったり、傾いてい
たりすると基板実装の信頼性が得られないため、特開平
７−９４５５４号公報にも示されるように、半田材とな
る導電性樹脂ペ−ストに球状体粒子を含ませ半田付けす
ることにより、信頼性の高い薄型実装を実現することが
行われていた。この際、球状粒子はその外径がほぼ一定
のものであれば良く、その値が搭載する対象に応じて決
まった値から極めて狭いバラツキ内に押さえる必要はま
ったくなかった。
【０００７】本発明は従来も薄い半田実装を実現するの
に用いていた球状体粒子を更に高精度の位置合わせ機能
を持たせることにより積極利用したものである。即ち、
光学素子の光軸高さは基板面から、例えば光導波路の光
軸高さと一致させるには±０．１〜０．２μｍの精度で
合わさなければならない。そこで予め設計値から分かっ
ているこの高さの値、あるいは予め計測された高さの値
から決められた外径を有する複数個の微小粒子を選択し
て採用し、光素子と基板の間に介在させる。
に用いていた球状体粒子を更に高精度の位置合わせ機能
を持たせることにより積極利用したものである。即ち、
光学素子の光軸高さは基板面から、例えば光導波路の光
軸高さと一致させるには±０．１〜０．２μｍの精度で
合わさなければならない。そこで予め設計値から分かっ
ているこの高さの値、あるいは予め計測された高さの値
から決められた外径を有する複数個の微小粒子を選択し
て採用し、光素子と基板の間に介在させる。
【０００８】上記光素子の搭載底面と上記基板の表面の
間隔は上記微小粒子の外径にほぼ等しくなる。上記微小
粒子は球、円柱、微小板等が適用できる。また上記微小
粒子を介在させ固定する材料は導電性あるいは熱伝導性
の材料で成される。この導電性あるいは熱伝導性の材料
は半田材であることもあり、高分子接着剤で成されるこ
ともある。
間隔は上記微小粒子の外径にほぼ等しくなる。上記微小
粒子は球、円柱、微小板等が適用できる。また上記微小
粒子を介在させ固定する材料は導電性あるいは熱伝導性
の材料で成される。この導電性あるいは熱伝導性の材料
は半田材であることもあり、高分子接着剤で成されるこ
ともある。
【０００９】上記基板上には光導波路が形成されること
も有り、上記光素子は半導体レ−ザであることもあり、
半導体受光素子であることもある。また上記光素子の光
軸は通常上記基板面に平行である。
も有り、上記光素子は半導体レ−ザであることもあり、
半導体受光素子であることもある。また上記光素子の光
軸は通常上記基板面に平行である。
【００１０】光素子と基板の間に一定外径を有する複数
個の微小粒子を介在せしめた状態で搭載し、固定するに
際し、光素子搭載状態での基板面からの光素子の所望の
光軸高さ、並びに光素子の搭載底面と光素子の光軸の距
離に対し、上記一定外径を決定し、当該外径の微小粒子
を選択し、採用する。光素子の搭載底面と上記基板の表
面の間隔は上記微小粒子の外径にほぼ等しくなるごとく
間隔一定化手段を施す。この手段は光素子と基板を相対
的に押しつける圧力を付加しつつ、固定する間隔一定化
手段である。あるいは微小粒子と共に光素子の搭載底面
と上記基板の表面の間に挿入され光または熱の印加によ
り接着凝縮する材料を用いる。
個の微小粒子を介在せしめた状態で搭載し、固定するに
際し、光素子搭載状態での基板面からの光素子の所望の
光軸高さ、並びに光素子の搭載底面と光素子の光軸の距
離に対し、上記一定外径を決定し、当該外径の微小粒子
を選択し、採用する。光素子の搭載底面と上記基板の表
面の間隔は上記微小粒子の外径にほぼ等しくなるごとく
間隔一定化手段を施す。この手段は光素子と基板を相対
的に押しつける圧力を付加しつつ、固定する間隔一定化
手段である。あるいは微小粒子と共に光素子の搭載底面
と上記基板の表面の間に挿入され光または熱の印加によ
り接着凝縮する材料を用いる。
【００１１】上記手段を施すことにより、基板上の光素
子の光軸の高さは基板面から所望の値になり、光素子同
志、あるいは基板上に形成された導波路と光素子の光学
的な結合を非常に高い精度で確実に行うことが可能にな
り、光利用効率の高い、従ってＳ／Ｎの高い、高性能の
光素子搭載デバイスを高い歩留まりで生産することが可
能になる。この結果、高性能で安価な光素子搭載モジュ
−ルならびにこれを用いた光システムを供給することが
可能になる。
子の光軸の高さは基板面から所望の値になり、光素子同
志、あるいは基板上に形成された導波路と光素子の光学
的な結合を非常に高い精度で確実に行うことが可能にな
り、光利用効率の高い、従ってＳ／Ｎの高い、高性能の
光素子搭載デバイスを高い歩留まりで生産することが可
能になる。この結果、高性能で安価な光素子搭載モジュ
−ルならびにこれを用いた光システムを供給することが
可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明の光素子搭載モジュ
−ルの断面図である。図２は図１の一部分を拡大表示し
たものである。１は基板、２は半導体レ−ザ等の光素子
である。２の半導体レ−ザの発光部２１からはレ−ザ光
２００が出射する。この出射光を基板上に形成された光
導波路４０に高い効率で導入するために前述したように
特に上下方向の高さを正確に位置合わせする必要があ
る。即ち半導体レ−ザ２の基板面１１からの光軸高さｈ
0、並びに光導波路４０の基板面１１からの光軸高さｈc
を０．０５μｍほどの精度で（｜ｈ0−ｈc｜≦０．０５
μｍ）合わせる必要がある。光素子の底面から半導体レ
−ザの光軸までの距離ｄは設計値からもしくは実測値か
ら分かっている。光素子と基板の接合は半導体レ−ザの
場合には電気的な導通と熱的な導通を同時に満たす必要
が有り、光素子の底面と基板の表面に半田が良く付く様
にＣｒとＮｉの薄い膜２２、３２を蒸着等の手段で形成
しておく。この膜の厚さｔ’は０．１μｍ程度であり、
予め上記の蒸着等の条件により、０．０１μｍ程度の精
度でその厚さが分かっている。このＣｒ、Ｎｉ膜の上に
半田材となるＡｕ、Ｓｎが数μｍの厚さで例えば蒸着に
依り形成しておく。
−ルの断面図である。図２は図１の一部分を拡大表示し
たものである。１は基板、２は半導体レ−ザ等の光素子
である。２の半導体レ−ザの発光部２１からはレ−ザ光
２００が出射する。この出射光を基板上に形成された光
導波路４０に高い効率で導入するために前述したように
特に上下方向の高さを正確に位置合わせする必要があ
る。即ち半導体レ−ザ２の基板面１１からの光軸高さｈ
0、並びに光導波路４０の基板面１１からの光軸高さｈc
を０．０５μｍほどの精度で（｜ｈ0−ｈc｜≦０．０５
μｍ）合わせる必要がある。光素子の底面から半導体レ
−ザの光軸までの距離ｄは設計値からもしくは実測値か
ら分かっている。光素子と基板の接合は半導体レ−ザの
場合には電気的な導通と熱的な導通を同時に満たす必要
が有り、光素子の底面と基板の表面に半田が良く付く様
にＣｒとＮｉの薄い膜２２、３２を蒸着等の手段で形成
しておく。この膜の厚さｔ’は０．１μｍ程度であり、
予め上記の蒸着等の条件により、０．０１μｍ程度の精
度でその厚さが分かっている。このＣｒ、Ｎｉ膜の上に
半田材となるＡｕ、Ｓｎが数μｍの厚さで例えば蒸着に
依り形成しておく。
【００１３】このように膜が形成されたものに予め直径
（ｈ0−ｄ−２ｔ’）が正確に計測され、そのバラツキ
が±０．０５μｍ程度に収まるように選別された複数の
微小球３１を光素子もしくは基板に乗せ、加圧しながら
加熱することにより図１及び図２に示すような構造にす
る。これら微小球の直径は設計値から求めた値、あるい
は予め上記の光素子の底面から発光光軸までの高さ、及
び基板の表面から光導波路の光軸までの高さを計測する
ことにより求めておいた値から決定される。このように
選別された微小球を光素子と基板の間に複数個挿入した
状態で加熱し、図２に示すように加圧することにより、
光素子と基板を所望の間隔、即ちほぼ微小球の直径に等
しい値に保った状態で半田接続することが可能になり、
半導体レ−ザからの出射光をほぼ最高の光利用効率で基
板上に形成された光導波路中に導入することが可能にな
った。
（ｈ0−ｄ−２ｔ’）が正確に計測され、そのバラツキ
が±０．０５μｍ程度に収まるように選別された複数の
微小球３１を光素子もしくは基板に乗せ、加圧しながら
加熱することにより図１及び図２に示すような構造にす
る。これら微小球の直径は設計値から求めた値、あるい
は予め上記の光素子の底面から発光光軸までの高さ、及
び基板の表面から光導波路の光軸までの高さを計測する
ことにより求めておいた値から決定される。このように
選別された微小球を光素子と基板の間に複数個挿入した
状態で加熱し、図２に示すように加圧することにより、
光素子と基板を所望の間隔、即ちほぼ微小球の直径に等
しい値に保った状態で半田接続することが可能になり、
半導体レ−ザからの出射光をほぼ最高の光利用効率で基
板上に形成された光導波路中に導入することが可能にな
った。
【００１４】なお光素子２を基板１に搭載する際に図１
のｘｚ方向の位置合わせを行う必要がある。この位置合
わせは前述した半導体レ−ザ２の底面に予めパタ−ンニ
ングされているアライメントマ−ク２５と基板１の表面
１１に予めパタ−ンニングされているアライメントマ−
ク３５を用いて行う。この具体的方法は基板もしくは半
導体レ−ザは赤外光を透過するため基板の下から赤外線
顕微鏡（図示せず）を用いて両パタ−ンを観察し、位置
合わせを行う。この位置合わせは、パタ−ンの位置検出
し、位置合わせのために相対的に移動し、制御すること
により、自動的に位置合わせすることも可能となる。
のｘｚ方向の位置合わせを行う必要がある。この位置合
わせは前述した半導体レ−ザ２の底面に予めパタ−ンニ
ングされているアライメントマ−ク２５と基板１の表面
１１に予めパタ−ンニングされているアライメントマ−
ク３５を用いて行う。この具体的方法は基板もしくは半
導体レ−ザは赤外光を透過するため基板の下から赤外線
顕微鏡（図示せず）を用いて両パタ−ンを観察し、位置
合わせを行う。この位置合わせは、パタ−ンの位置検出
し、位置合わせのために相対的に移動し、制御すること
により、自動的に位置合わせすることも可能となる。
【００１５】図３は図１及び図２の微小球に代わり微小
粒子として微小円柱３１’を用いた実施例である。図３
（ａ）の２は光素子で図１、２の側面図をｙ方向から見
た平面図である。図３（ｂ）微小円柱３１’の拡大図で
あり、Ｃｒ，Ｎｉの膜厚ｔ’に対し、ほぼ直径がｈ0−
ｄ−２ｔ’である。微小円柱の長さは直径の数倍以上が
望ましい。
粒子として微小円柱３１’を用いた実施例である。図３
（ａ）の２は光素子で図１、２の側面図をｙ方向から見
た平面図である。図３（ｂ）微小円柱３１’の拡大図で
あり、Ｃｒ，Ｎｉの膜厚ｔ’に対し、ほぼ直径がｈ0−
ｄ−２ｔ’である。微小円柱の長さは直径の数倍以上が
望ましい。
【００１６】同様に図４は微小粒子として微小板を用い
る実施例である。図４（ｂ）に示すように微小板の厚さ
はｈ0−ｄ−２ｔ’である。微小板の広さはその対角が
前記厚さの数倍以上が望ましい。
る実施例である。図４（ｂ）に示すように微小板の厚さ
はｈ0−ｄ−２ｔ’である。微小板の広さはその対角が
前記厚さの数倍以上が望ましい。
【００１７】図５は半導体レ−ザ２の光軸が基板１の表
面１１から所望の高さｈ0になるようにする方法を示し
たものである。本実施例では直径が選択された微小球３
１を混在せしめた高分子接着剤３１を基板と半導体レ−
ザである光素子２の間に来るようにする。またこの時、
この間に熱伝導及び電気伝導を取るために半田３２を挿
入しておき、押さえつけながら加熱することにより、基
板と光素子の間隙を所望の値に保ちながら、半田付けす
ることが可能になる。このように基板上に半田と高分子
接着剤が共存するときには、Ｓｉ基板１の全面を一定の
高温度に保ちながら基板１の裏面から赤外線を半田部に
選択的に集中し照射することにより、接着剤の硬化温度
より高い半田の融点を超えて半田付けと同時に接着剤の
硬化を行うことが可能になる。
面１１から所望の高さｈ0になるようにする方法を示し
たものである。本実施例では直径が選択された微小球３
１を混在せしめた高分子接着剤３１を基板と半導体レ−
ザである光素子２の間に来るようにする。またこの時、
この間に熱伝導及び電気伝導を取るために半田３２を挿
入しておき、押さえつけながら加熱することにより、基
板と光素子の間隙を所望の値に保ちながら、半田付けす
ることが可能になる。このように基板上に半田と高分子
接着剤が共存するときには、Ｓｉ基板１の全面を一定の
高温度に保ちながら基板１の裏面から赤外線を半田部に
選択的に集中し照射することにより、接着剤の硬化温度
より高い半田の融点を超えて半田付けと同時に接着剤の
硬化を行うことが可能になる。
【００１８】図５の実施例で上記の加熱をすることによ
り硬化する高分子接着剤として更に加熱又は光を照射す
るにより収縮し、その後硬化する接着剤を用い、硬化前
の微小粒子を挿入状態でほぼ接着層の厚さが所望の間隙
に等しい状態になっているように接着剤を挿入し、その
後熱又は光で収縮硬化させれば、微小球の径に等しい間
隙で接着固定することが可能になる。
り硬化する高分子接着剤として更に加熱又は光を照射す
るにより収縮し、その後硬化する接着剤を用い、硬化前
の微小粒子を挿入状態でほぼ接着層の厚さが所望の間隙
に等しい状態になっているように接着剤を挿入し、その
後熱又は光で収縮硬化させれば、微小球の径に等しい間
隙で接着固定することが可能になる。
【００１９】図６は半導体レ−ザ２と基板上の光導波路
４０を屈折率分布型のレンズ５で結合する実施例であ
る。屈折率分布型のレンズ５は光軸５２を回転中心とす
る屈折率の分布を有する部分５１を光が通過することに
より、ほぼ点光源に近い半導体レ−ザからの光をほぼ１
点に集光するのでこの集光位置に光導波路４０の光軸と
端面を持って来れば、高い光伝導が実現する。光導波路
４０の光軸は基板から一定の高さｈcになっている。屈
折率分布型のレンズ５はその光軸と底面の距離は決めら
れた設計値、あるいは計測された値になっているため、
基板の面１１と屈折率分布型のレンズ５の底面の間隙の
最適値が決まるため、この値にほぼ等しい、径あるいは
厚さを持つ微小粒子を選択し、この微小粒子を挟んで接
着し、接着層の厚さがこの最適値になるようにする。こ
の屈折率分布型のレンズ５の基板面内方向の位置合わせ
は基板２及び屈折率分布型のレンズ５に予め設けられて
いるアライメントマ−クを用いる等の方法で位置合わせ
されることは従来と同じである。
４０を屈折率分布型のレンズ５で結合する実施例であ
る。屈折率分布型のレンズ５は光軸５２を回転中心とす
る屈折率の分布を有する部分５１を光が通過することに
より、ほぼ点光源に近い半導体レ−ザからの光をほぼ１
点に集光するのでこの集光位置に光導波路４０の光軸と
端面を持って来れば、高い光伝導が実現する。光導波路
４０の光軸は基板から一定の高さｈcになっている。屈
折率分布型のレンズ５はその光軸と底面の距離は決めら
れた設計値、あるいは計測された値になっているため、
基板の面１１と屈折率分布型のレンズ５の底面の間隙の
最適値が決まるため、この値にほぼ等しい、径あるいは
厚さを持つ微小粒子を選択し、この微小粒子を挟んで接
着し、接着層の厚さがこの最適値になるようにする。こ
の屈折率分布型のレンズ５の基板面内方向の位置合わせ
は基板２及び屈折率分布型のレンズ５に予め設けられて
いるアライメントマ−クを用いる等の方法で位置合わせ
されることは従来と同じである。
【００２０】図７は本発明の実施例である。基板１上に
加工されたＶ溝に実装された外径が一定の光ファイバ４
０’が搭載されている。Ｖ溝の形状は計測、あるいは設
計値から分かっており、光ファイバの外径も分かってい
るため、基板１の面１１からファイバの光軸までの高さ
は分かっている。従って、ファイバ出射光を屈折率分布
型のレンズ５’を介して半導体受光素子６に集光させる
ため、屈折率分布型のレンズ５’の底面Σ2及び半導体
受光素子６の底面Σ1と基板面１１のギャップガ求ま
る。そこで直径あるいは高さの分かった微小粒子を用い
て、上記の実施例で示したいずれかの方法を用いて屈折
率分布型のレンズ５’及び半導体受光素子６を固定する
ことにより、微小な受光開口６１に正確にファイバ出射
光を集め光検出することが可能になる。
加工されたＶ溝に実装された外径が一定の光ファイバ４
０’が搭載されている。Ｖ溝の形状は計測、あるいは設
計値から分かっており、光ファイバの外径も分かってい
るため、基板１の面１１からファイバの光軸までの高さ
は分かっている。従って、ファイバ出射光を屈折率分布
型のレンズ５’を介して半導体受光素子６に集光させる
ため、屈折率分布型のレンズ５’の底面Σ2及び半導体
受光素子６の底面Σ1と基板面１１のギャップガ求ま
る。そこで直径あるいは高さの分かった微小粒子を用い
て、上記の実施例で示したいずれかの方法を用いて屈折
率分布型のレンズ５’及び半導体受光素子６を固定する
ことにより、微小な受光開口６１に正確にファイバ出射
光を集め光検出することが可能になる。
【００２１】上記実施例は光導波路或いは光ファイバと
して１光路のものについて説明したが、半導体レ−ザア
レイと光ファイバアレイの接続や、さらにこれに屈折率
分布型レンズアレイを介在したようなものにも適用でき
る。この場合、例えば光ファイバアレイと屈折率分布型
レンズアレイを基板に対して一定の位置関係になるよう
に保持し、半導体レ−ザアレ−を基板上にはんだにより
取り付ける。この時はんだ層には直径が一定の複数の微
小円柱が挿入される。この円柱はガラスあるいは耐熱性
の高い高分子材料、あるいは金属からできており、その
直径の精度は上記一定の位置関係の設計値もしくは計測
値から求めた値に対し、±０．０５μｍ程度である。ま
たこの微小円柱に代わり一定の直径から成る微小球を用
いても、あるいは一定の厚さの微小板を用いても本発明
の目的を達成することが可能である。
して１光路のものについて説明したが、半導体レ−ザア
レイと光ファイバアレイの接続や、さらにこれに屈折率
分布型レンズアレイを介在したようなものにも適用でき
る。この場合、例えば光ファイバアレイと屈折率分布型
レンズアレイを基板に対して一定の位置関係になるよう
に保持し、半導体レ−ザアレ−を基板上にはんだにより
取り付ける。この時はんだ層には直径が一定の複数の微
小円柱が挿入される。この円柱はガラスあるいは耐熱性
の高い高分子材料、あるいは金属からできており、その
直径の精度は上記一定の位置関係の設計値もしくは計測
値から求めた値に対し、±０．０５μｍ程度である。ま
たこの微小円柱に代わり一定の直径から成る微小球を用
いても、あるいは一定の厚さの微小板を用いても本発明
の目的を達成することが可能である。
【００２２】図８は本発明の光素子の基板への実装方法
を適用して作られた光素子搭載モジュ−ル１からなる光
システムの一例を示す光通信加入者伝送モジュ−ル８の
一実施例図であるである。光素子搭載モジュ−ル１の内
部は示されていないが、上記説明の構造から成ってお
り、基板上の光素子の少なくとも１つは一定の微小粒子
を介在させて基板上に固定されている。７１は論理ＬＳ
Ｉ、７２は半導体レ−ザ駆動回路、７３は低電圧駆動ア
ナログＩＣ、受信回路及び自動送信パワ−制御回路等の
アナログ制御回路である。４１’４２’は送受信用の光
ファイバ−である。光通信加入者伝送モジュ−ル８の端
子８１は通信用の光ファイバ８２の端子８２と繋がり、
各種の信号が入出力する。
を適用して作られた光素子搭載モジュ−ル１からなる光
システムの一例を示す光通信加入者伝送モジュ−ル８の
一実施例図であるである。光素子搭載モジュ−ル１の内
部は示されていないが、上記説明の構造から成ってお
り、基板上の光素子の少なくとも１つは一定の微小粒子
を介在させて基板上に固定されている。７１は論理ＬＳ
Ｉ、７２は半導体レ−ザ駆動回路、７３は低電圧駆動ア
ナログＩＣ、受信回路及び自動送信パワ−制御回路等の
アナログ制御回路である。４１’４２’は送受信用の光
ファイバ−である。光通信加入者伝送モジュ−ル８の端
子８１は通信用の光ファイバ８２の端子８２と繋がり、
各種の信号が入出力する。
【００２３】図９は本発明のこのような光素子搭載モジ
ュ−ル８を用いた光通信システムである。各家庭９０に
は光素子搭載モジュ−ルである光通信加入者伝送モジュ
−ル８が有り、これには電話器９２及びテレビモニタ９
１が繋がっている。光通信加入者伝送モジュ−ル８につ
ながった光ファイバ８２は電話局９３の波長多重モジュ
−ル８’に繋がり、波長多重モジュ−ル８’は交換器９
４及びＣＡＴＶセンタにつながっている。また波長多重
モジュ−ル８’は複数の家庭の光通信加入者伝送モジュ
−ルに光ファイバ−８２ｉ，……，８２ｚで繋がってい
る。
ュ−ル８を用いた光通信システムである。各家庭９０に
は光素子搭載モジュ−ルである光通信加入者伝送モジュ
−ル８が有り、これには電話器９２及びテレビモニタ９
１が繋がっている。光通信加入者伝送モジュ−ル８につ
ながった光ファイバ８２は電話局９３の波長多重モジュ
−ル８’に繋がり、波長多重モジュ−ル８’は交換器９
４及びＣＡＴＶセンタにつながっている。また波長多重
モジュ−ル８’は複数の家庭の光通信加入者伝送モジュ
−ルに光ファイバ−８２ｉ，……，８２ｚで繋がってい
る。
【００２４】本発明の光素子搭載モジュ−ルの適用は上
記の光通信システムに限られず光モジュ−ルを組み込ん
だ計測システム等、光の情報にすることにより多量な情
報を伝送することにより従来できなかった画像情報等の
大量の情報の転送処理が必要な分やに容易に適用できる
ようになり、しかもこれら計測システム等を容易に、歩
留まり高く、安価に製作可能となる。
記の光通信システムに限られず光モジュ−ルを組み込ん
だ計測システム等、光の情報にすることにより多量な情
報を伝送することにより従来できなかった画像情報等の
大量の情報の転送処理が必要な分やに容易に適用できる
ようになり、しかもこれら計測システム等を容易に、歩
留まり高く、安価に製作可能となる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば基板
上に半導体レ−ザ、半導体受光素子、光ファイバ、光ス
イッチ等の光素子を搭載し、光モジュ−ルを製作する際
に、搭載した素子間、或いはこれら搭載した素子と基板
上に製作された光導波路等の光素子間の光軸を正確にか
つ安定に位置合わせし、固定することが可能になった。
その結果、歩留まり高く安価に光モジュ−ル、光デバイ
ス或いは光システムを製作可能になり、光通信技術等に
発展に寄与する。
上に半導体レ−ザ、半導体受光素子、光ファイバ、光ス
イッチ等の光素子を搭載し、光モジュ−ルを製作する際
に、搭載した素子間、或いはこれら搭載した素子と基板
上に製作された光導波路等の光素子間の光軸を正確にか
つ安定に位置合わせし、固定することが可能になった。
その結果、歩留まり高く安価に光モジュ−ル、光デバイ
ス或いは光システムを製作可能になり、光通信技術等に
発展に寄与する。
【図１】光素子として半導体レ−ザを搭載した本発明の
光搭載モジュ−ルの断面図を示す。
光搭載モジュ−ルの断面図を示す。
【図２】光素子として半導体レ−ザを搭載した光搭載モ
ジュ−ルの断面図を示す。
ジュ−ルの断面図を示す。
【図３】微小粒子として微小円柱を用いた実施例であ
る。
る。
【図４】微小粒子として微小板を用いた実施例である。
【図５】微小粒子を高分子接着剤中に含ませた実施例で
ある。
ある。
【図６】光素子として半導体レ−ザと屈折率分布型レン
ズを搭載した実施例である。
ズを搭載した実施例である。
【図７】光素子として半導体受光素子と屈折率分布型レ
ンズを搭載した実施例である。
ンズを搭載した実施例である。
【図８】本発明の方法で作られた光搭載モジュ−ルを含
む光システムの実施例である。
む光システムの実施例である。
【図９】本発明の方法で作られた光搭載モジュ−ルを含
む光システムの実施例である。
む光システムの実施例である。
【図１０】従来の光素子搭載モジュ−ルの製作法の図を
示す。
示す。
１…基板、２…半導体レ−ザからなる光素子、３２…半
田、３１…球の微小粒子、３１’…円柱状の微小粒子、
３３…高分子接着剤、５…屈折率分布型のレンズ、６…
半導体受光素子、８…光素子搭載モジュ−ル
田、３１…球の微小粒子、３１’…円柱状の微小粒子、
３３…高分子接着剤、５…屈折率分布型のレンズ、６…
半導体受光素子、８…光素子搭載モジュ−ル
Claims (19)
- 【請求項１】少なくとも１個の光素子を基板上に搭載
し、固定された光素子搭載モジュ−ルにおいて当該光素
子と基板の間に一定外径を有する複数個の微小粒子を介
在せしめたことを特徴とする光素子搭載モジュ−ル。 - 【請求項２】上記光素子の搭載底面と上記基板の表面の
間隔は上記微小粒子の外径にほぼ等しいことを特徴とす
る請求項１記載の光素子搭載モジュ−ル。 - 【請求項３】上記微小粒子は球であることを特徴とする
請求項１記載の光素子搭載モジュ−ル。 - 【請求項４】上記微小粒子は円柱であることを特徴とす
る請求項１記載の光素子搭載モジュ−ル。 - 【請求項５】上記微小粒子は微小板であることを特徴と
する請求項１記載の光素子搭載モジュ−ル。 - 【請求項６】上記固定は導電性あるいは熱伝導性の材料
で成されることを特徴とする請求項１記載の光素子搭載
モジュ−ル。 - 【請求項７】上記導電性あるいは熱伝導性の材料は半田
材であることを特徴とする請求項６記載の光素子搭載モ
ジュ−ル。 - 【請求項８】上記固定は少なくとも高分子接着剤で成さ
れたことを特徴とする請求項１記載の光素子搭載モジュ
−ル。 - 【請求項９】上記基板上には光導波路が形成されたこと
を特徴とする請求項１記載の光素子搭載モジュ−ル。 - 【請求項１０】上記光素子は半導体レ−ザであることを
特徴とする請求項１記載の光素子搭載モジュ−ル - 【請求項１１】上記素子はフォトダイオ−ドであること
を特徴とする請求項１記載の光素子搭載モジュ−ル。 - 【請求項１２】上記光素子の光軸は上記基板面に平行で
あることを特徴とする請求項１記載の光素子搭載モジュ
−ル。 - 【請求項１３】基板上に少なくとも１個の光素子を搭載
し、固定する光素子搭載方法において当該光素子と基板
の間に一定外径を有する複数個の微小粒子を介在せしめ
た状態で搭載し、固定することを特徴とする光素子搭載
方法。 - 【請求項１４】光素子搭載状態での基板面からの光素子
の所望の光軸高さ、並びに光素子の搭載底面と光素子の
光軸の距離に対し、上記一定外径を決定し、当該外径の
微小粒子を選択し、採用することを特徴とする請求項１
３記載の光素子搭載方法。 - 【請求項１５】上記光素子の搭載底面と上記基板の表面
の間隔は上記微小粒子の外径にほぼ等しくなるごとく間
隔一定化手段を施したことを特徴とする請求項１３記載
の光素子搭載方法。 - 【請求項１６】上記間隔一定化手段は光素子と基板を相
対的に押しつける圧力を付加しつつ、固定する手段であ
ることを特徴とする請求項１５記載の光素子搭載方法。 - 【請求項１７】上記間隔一定化手段として、微小粒子と
共に光素子の搭載底面と上記基板の表面の間に挿入され
光または熱の印加により接着凝縮する材料を用いること
を特徴とする請求項１５記載の光素子搭載方法。 - 【請求項１８】少なくとも１つ以上の光素子を基板上に
搭載した光素子搭載モジュ−ルと当該光素子搭載モジュ
−ルを少なくとも１つ以上接続した一本以上の光ファイ
バより構成された光システムにおいて、上記光素子と基
板の間に一定外径を有する複数個の微小粒子を介在せし
めた光素子搭載モジュ−ルからなる光システム。 - 【請求項１９】上記光システムは光通信システムである
ことを特徴とする請求項１８記載の光素子搭載モジュ−
ルからなる光システム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25486295A JPH0996730A (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 光素子搭載モジュールおよび光素子搭載方法および光素子搭載モジュールからなる光システム |
| PCT/JP1996/002865 WO1997013170A1 (fr) | 1995-10-02 | 1996-10-02 | Module optoelectronique, procede de montage d'un dispositif optoelectronique et systeme optique comprenant ledit module optoelectronique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25486295A JPH0996730A (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 光素子搭載モジュールおよび光素子搭載方法および光素子搭載モジュールからなる光システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0996730A true JPH0996730A (ja) | 1997-04-08 |
Family
ID=17270881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25486295A Pending JPH0996730A (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 光素子搭載モジュールおよび光素子搭載方法および光素子搭載モジュールからなる光システム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0996730A (ja) |
| WO (1) | WO1997013170A1 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001337253A (ja) * | 2000-03-22 | 2001-12-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光導波路デバイス集積モジュールおよびその実装方法 |
| JP2002232057A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-16 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体レーザ装置、及び、半導体レーザ装置のレンズ位置固定方法 |
| JP2002232056A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-16 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体レーザ装置、及び、半導体レーザ装置のレンズ位置固定方法 |
| JP2005333130A (ja) * | 2004-05-18 | 2005-12-02 | Lg Electron Inc | 窒化物半導体素子及びその製造方法 |
| WO2011142469A1 (en) * | 2010-05-11 | 2011-11-17 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Laser module |
| JPWO2020175619A1 (ja) * | 2019-02-28 | 2021-12-16 | 京セラ株式会社 | 電子部品搭載用パッケージ、電子装置及び発光装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01283981A (ja) * | 1988-05-11 | 1989-11-15 | Fujitsu Ltd | 半導体レーザの取付け方法 |
| JP2762792B2 (ja) * | 1991-08-30 | 1998-06-04 | 日本電気株式会社 | 光半導体装置 |
| JP2976642B2 (ja) * | 1991-11-07 | 1999-11-10 | 日本電気株式会社 | 光結合回路 |
| JPH0653464A (ja) * | 1992-07-28 | 1994-02-25 | Fujitsu Ltd | ハイブリッド光集積回路の製造方法 |
-
1995
- 1995-10-02 JP JP25486295A patent/JPH0996730A/ja active Pending
-
1996
- 1996-10-02 WO PCT/JP1996/002865 patent/WO1997013170A1/ja active Application Filing
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001337253A (ja) * | 2000-03-22 | 2001-12-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光導波路デバイス集積モジュールおよびその実装方法 |
| JP2002232057A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-16 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体レーザ装置、及び、半導体レーザ装置のレンズ位置固定方法 |
| JP2002232056A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-16 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体レーザ装置、及び、半導体レーザ装置のレンズ位置固定方法 |
| JP2005333130A (ja) * | 2004-05-18 | 2005-12-02 | Lg Electron Inc | 窒化物半導体素子及びその製造方法 |
| WO2011142469A1 (en) * | 2010-05-11 | 2011-11-17 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Laser module |
| US8731019B2 (en) | 2010-05-11 | 2014-05-20 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Laser module |
| JPWO2020175619A1 (ja) * | 2019-02-28 | 2021-12-16 | 京セラ株式会社 | 電子部品搭載用パッケージ、電子装置及び発光装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1997013170A1 (fr) | 1997-04-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040706 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041102 |