JP2994235B2 - 光受発光素子モジュール及びその製作方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光受発光素子モジ
ュールに関し、更に詳細には、光受発光素子を実装基板
上に実装した際に、光受発光素子が実装基板に対して高
精度に位置決めされている光受発光素子モジュールに関
するものであり、また光受発光素子を実装基板に対して
高精度に位置決めできる光受発光素子モジュールの製作
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フォトダイオード（以下、ＰＤと言
う）、レーザダイオード等の光受発光素子及び光受発光
素子を複数集合したアレイを実装基板上に実装する方法
として、従来から、光受発光素子の素子基板を内方に、
即ち実装基板の実装面に向けて光受発光素子を実装基板
上に実装する、いわゆるジャンクション・アップ形態で
光受発光素子を実装基板上に実装する方式（以下、ジャ
ンクション・アップ方式と言う）と、光受発光素子基板
を外方に向けて光受発光素子を実装基板上に実装する、
いわゆるジャンクション・ダウン形態で光受発光素子を
実装基板上に実装する方法（以下、ジャンクション・ダ
ウン方式と言う）とが採用されている。

【０００３】ジャンクション・アップ方式では、光受発
光素子は、光受発光素子の裏面電極と実装基板の電極パ
ッドとの間に半田を介在させ、両電極を加熱して半田を
融着させる、いわゆるダイ・ボンデイング法により実装
基板上に実装される。ボンデイングに使用される半田
は、通常、金・錫（Ａｕ−Ｓｎ）、金・シリコン（Ａｕ
−Ｓｉ）、金・ゲルマニウム（Ａｕ−Ｇｅ）等の硬質共
晶半田、又は低融点の鉛、インジウム、錫等の混合半田
である。通常は、市販の厚さ２０μｍ程度の半田テープ
を切断して、半田シートを作り、それを光受発光素子の
裏面電極と実装基板の電極パッドとの間に介在させ、加
熱、融着して、両者を電気的且つ機械的に接続してい
る。別法として、実装基板の電極パッド上に球状半田バ
ンプを予め形成しておき、光受発光素子の裏面電極と接
触させ、半田バンプを加熱、溶融させ、溶融の際の表面
張力によるセルフアライメント効果を利用して、ボンデ
イングする方法も行われている。

【０００４】ジャンクション・ダウン方式では、光受発
光素子を実装する場合、そのｐｎ接合面は、ボンデイン
グする面から高々２〜４μｍ程度の距離しか離れていな
い。従って、半田の融着によるボンデイングを行うと、
半田の盛り上がりが数μｍオーダーにも及ぶため、ＰＮ
接合界面に短絡故障が生ずる。そこで、通常、光受発光
素子のボンデイング電極面に数μｍ程度の金の厚いメッ
キ層を積層することにより、ｐｎ接合面をボンデイング
面から離して半田の盛上がりによる短絡を防止してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近、情報
関連或いは通信関連の技術分野では、情報伝達及び作動
の高速化が益々要求されている。例えば、計算機の分野
においては、計算機用回路の高速化に伴い配線接続の光
化が進み、そのため高精度の光接続部品が要求されてい
る。また、光通信の分野では、光加入者網システムでの
光化が進展するにつれ双方向光送受信モジュール等の部
品で高精度の光素子モジュールが要求されるようになっ
て来た。そこで、光素子同士を、光部品同士を、或いは
光素子と光部品とを相互に光接続するに際して、光伝送
空間を極力短くするため、レンズ系等のｎ長光路型結合
方式に代わって、それら光素子、光部品等を直接突き合
わせ接続するバット・ジョイント（Ｂｕｔｔ−Ｊｏｉｎ
ｔ）方式が採用され始めている。しかも、バット・ジョ
イント方式により光素子、光部品等を相互に光接続する
場合でも、接続による損失が、レンズ系の結合と変らな
い程度の極めて低い損失であることが要求されている。

【０００６】また、バット・ジョイント方式の光接続を
経済的に行うために、バット・ジョイント方式のモジュ
ールは、調芯型光軸位置合わせ方式から、無調芯型ピン
嵌合接続方式へ移行しつつある。無調芯接続を行うに
は、ピン嵌合型実装基板上に形成された電極パッド上の
所定位置に光受発光素子を超高精度で直接ダイ・ボンデ
イング出来ることが不可欠である。しかし、レンズ系の
結合とは異なり、バット・ジョイント方式の結合におい
ては、フォトダイオード、マウントコネクタ、光ファイ
バ、受動光導波路部品等の受光素子の光軸が、ＬＤ等の
発光素子の発光面位置（光軸）から僅かにずれても、大
きな結合損失が発生する。従って、結合損失を低減する
ために、バット・ジョイント方式による実装で許容され
る平面位置的誤差は、実装基板の縦方向及び横方向とも
１μｍ以下である。また、高さ方向も、同じ程度の誤差
しか許されない。

【０００７】しかし、従来の半田付けによるダイ・ボン
デイング法を適用してバット・ジョイント方式により実
装しようとしても、金メッキ層の厚さ、半田厚さ、半田
溶融時に発生する表面張力、半田の沈み量等がバラツキ
つくため、その位置決め精度が高々数μｍである。従っ
て、バット・ジョイント方式の実装に対して要求される
１μm 以下の位置決め精度を満たすことはできない。ま
た、セルフアラインメントを可能とする球状半田バンプ
によるダイ・ボンデイングは、バンプの高さ、幅、直径
等が不均一でバラつくために実装精度を制御することが
極めて困難であって、同じくバット・ジョイント方式の
実装に対して要求される１μm 以下の位置決め精度を満
たすことはできない。更には、工程が複雑であるため、
製作コストが高く、コスト面でも要求を満たすこと難し
い。以上の問題は、ジャンクション・アップ方式、或い
はジャンクション・ダウン方式にかかわらず、同じであ
る。

【０００８】以上の状況に照らして、本発明は、光受発
光素子が高い位置決め精度で実装基板上に実装されてい
る光受発光素子モジュールを提供することであり、また
その光受発光素子モジュールの製作方法を提供すること
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る光受発光素子モジュールは、活性層を
含むストライプ部を有する少なくとも１個の光受発光素
子と実装基板とを有し、素子基板を外方にストライプ部
を内方に向けて光受発光素子を実装基板上に実装した光
受発光素子モジュールであって、光受発光素子は、スト
ライプ部の両側に延びる第１及び第２溝と、第１及び第
２溝のストライプ部と反対側に延在する第１及び第２領
域部の上面と第１及び第２溝の溝壁とによりそれぞれ形
成された直線状の第１及び第２位置合わせエッジと、ス
トライプ部に交差する方向に延在する第１及び第２領域
部の端面と第１及び第２位置合わせエッジとの交点によ
りそれぞれ定まる第１及び第２位置合わせ点とを備え、
実装基板は、実装面と、各光受発光素子毎に実装面に光
受発光素子のストライプ部より長く形成された長溝とを
備え、長溝の両側に延在する第１及び第２基板領域部の
上面と長溝の溝壁とによりそれぞれ形成された第１及び
第２溝エッジは、それぞれ第１及び第２位置合わせエッ
ジに一致して延びる共に第１及び第２位置合わせ点に一
致する第１及び第２基準点を備え、光受発光素子の各々
が、第１位置合わせエッジ及び第１位置合わせ点をそれ
ぞれ第１溝エッジ及び第１基準点に一致させ、第２位置
合わせエッジ及び第２位置合わせ点をそれぞれ第２溝エ
ッジ及び第２基準点に一致させて位置決めされているこ
とを特徴としている。

【００１０】本発明で言う光受発光素子とは、レーザダ
イオード等の活性層を含むストライプ領域を有する光発
光素子、ｐｉｎホトダイオード等の活性層を含むストラ
イプ領域を有する光受光素子を言う。光受発光素子のス
トライプ部の上面が、第１及び第２領域部の上面の双方
より高い位置にある必要はなく、同じ高さ或いは低い位
置にあっても良い。但し、ストライプ部の上面が、第１
及び第２領域部の上面の双方より高い場合には、実装基
板の長溝は、ストライプ部の上面が長溝の底面に接触し
ないような深さに形成されていることが必要である。

【００１１】本発明で使用する実装基板は、シリコン、
セミック、金属製ステム等で形成された絶縁性又は導電
性材料で形成された基板であって、上面には電極及び配
線パターンが形成されている。望ましくは、実装基板と
してヒートシンク機能を有する基板を使用する。導電性
材料の場合には、絶縁膜が表面に成膜されている。第１
及び第２溝は、実装基板の横方向、縦方向の位置決め用
のエッジを形成すると共にストライプ部を電気的に絶縁
するために、かつ静電容量低減のために設けられてい
る。また、第１及び第２位置合わせエッジは、少なくと
も直線である必要があり、相互に平行であることが望ま
しい。

【００１２】光受発光素子が、第１位置合わせエッジ、
第２位置合わせエッジ、第１位置合わせ点、及び第２位
置合わせ点を備え、実装基板がそれらに対応する第１溝
エッジ、第２溝エッジ、第１基準点及び第１基準点を備
え、実装に際し、第１位置合わせエッジ及び第１位置合
わせ点をそれぞれ第１溝エッジ及び第１基準点に一致さ
せ、第２位置合わせエッジ及び第２位置合わせ点をそれ
ぞれ第２溝エッジ及び第２基準点に一致させて位置決め
することにより、光受発光素子は実装基板の横方向、縦
方向に関し高い位置決め精度で以て実装基板上に位置合
わせされることができる。

【００１３】本発明の好適な実施態様は、光受発光素子
の第１及び第２領域部が、その上面に平坦な表面電極を
有する第１及び第２電極部を構成し、実装基板の第１及
び第２基板領域部が、それぞれ、その上面に第１及び第
２基準点から第１及び第２溝エッジに沿って平坦に延在
し、かつ表面電極を有する第１及び第２電極パッドを備
え、光受発光素子と実装基板とは、第１電極部と第１電
極パッドとの接着及び第２電極部と第２電極パッドとの
接着の少なくとも一方の接着により電気的に接続され、
かつ双方の接着により機械的に接合されていることを特
徴としている。

【００１４】本実施態様で、電気的に接続するには、通
常、従来からの半田接合により行うことができる。ま
た、これにより機械的にも接合できる。光受発光素子の
第１及び第２電極部、並びに実装基板の第１及び第２電
極パッド上にＳｎ、Ｐｂ等を蒸着させて半田材層を設け
ることにより、従来の厚い、例えば２０μｍ程度の厚い
テープ半田を使わずに光受発光素子を実装基板上に高い
位置決め精度で固着、実装することができる。また、第
１及び第２電極部を厚み数百ｎｍオーダの高精度で形成
された金属薄膜で構成することにより、光受発光素子の
活性層と第１及び第２電極部の表面との位置関係を正確
に把握でき、実装後、活性層が、実装基板の基準面、例
えば実装面に対する位置関係を確認できる。

【００１５】また、本発明に係る更に好適な実施態様で
は、実装基板は、長溝の一端が開口する開口端面を備
え、かつ第１及び第２基準点は、開口端面と第１及び第
２溝エッジとの交点で定まり、光受発光素子の光出射端
面又は光入射端面を構成するストライプ部の端面が、実
装基板の開口端面と同じ平面内にあることを特徴として
いる。

【００１６】以上の構成により、ストライプ部の端面、
第１及び第２電極部の端面が実装基板の開口端面と同じ
平面内にあるように光受発光素子を実装基板に実装でき
るので、更に高い位置決め精度で実装できる。また、実
装基板の端面に光受発光素子が実装されているので、他
の光受動部品、例えば光ファイバアレイ、光導波路、光
コネクタ等との光接続、光入出力を容易に行うことがで
きる。また、実装基板を多角形基板で形成し、かつ多角
形基板の各端面毎に長溝及び複数組の電極パターン及び
配線パターンをそれぞれ形成することにより、一枚の実
装基板上に複数の光受発光素子を実装することができ
る。しかも、実装基板が多角形となっているので、最適
な位置の端面に光受発光素子を実装できるので、実装回
路の密度、光の入出力ポート数等に対する自由度が大き
くなる。

【００１７】本発明の更に好適な実施態様は、実装基板
が、光受発光素子以外の光受動部品との無調芯光接続を
行う位置決め基準を備えていることを特徴としている。
位置決め基準とは、光受動部品を位置決めする際の基準
になる印、或いはマークであって、例えばＶ溝、十字溝
等である。位置決め基準を設けることにより、光受動部
品を高い位置決め精度で実装基板上に実装できるので、
実装された光受発光素子から光受動部品への光出力若し
くは光入力の光接続を低い結合損失で行うことができ
る。

【００１８】また、本発明に係る光受発光素子モジュー
ルの製作方法は、第１位置合わせエッジ及び第１位置合
わせ点をそれぞれ第１溝エッジ及び第１基準点に一致さ
せ、第２位置合わせエッジ及び第２位置合わせ点をそれ
ぞれ第２溝エッジ及び第２基準点に一致させるように光
受発光素子の各々を実装基板上に位置決めすることを特
徴としている。これにより、実装に際し、光受発光素子
を高精度で実装基板上に容易に位置決めできる。

【００１９】

【実施例】以下、添付図面を参照し、実施例に基づいて
本発明をより詳細に説明する。実施例１ 本実施例は、光受発光素子としてレーザダイオード（以
下、レーザチップと言う）が使用され、そのレーザチッ
プが実装基板上にジャンクション・ダウン方式で実装さ
れている、本発明に係る光受発光素子モジュールの実施
例である。図１は本発明に係る光受発光素子モジュール
の実施例の概略構造を示すために光受発光素子としての
実装されるレーザチップと実装基板とを分離して示した
斜視図、図２はレーザチップの概略構成を示す斜視図、
図３と図４はレーザチップと実装基板との位置決めを説
明する模式的断面図及び斜視図、更に図５は光受発光素
子モジュールの平面図である。

【００２０】本実施例の光受発光素子モジュール１０
（以下、光モジュール１０と略称する）は、図１に示す
ように、レーザチップ１２と、実装面１４を備え、その
上にレーザチップを実装した長方形の実装基板１６とか
ら構成されている。レーザチップ１２は、図２に示すよ
うに、半導体基板１８上にＭＱＷ活性層２０を有する埋
込型レーザチップである。レーザチップ１２は、ｎ+型
半導体基板１８上に形成されたｎ型クラッド層２２上の
中央で長手方向に延びる長さ３００μm のリッジ部２４
と、その両側にリッジ部２４に平行に設けられた第１電
極部２６と、第２電極部２８と、リッジ部２４と第１電
極部２６との間に設けられた第１溝３０と、リッジ部２
４と第２電極部２８との間に設けられた第２溝３２とを
備えている。

【００２１】リッジ部２４は、ｎ型クラッド層２２上に
形成されたＭＱＷ活性層２０とその両側及び上面に形成
されたｐ型クラッド層３３と、ｐ型クラッド層３３の両
側を埋め込むｎ型ブロッキング層３４と、ｐ型クラッド
層３３及びｎ型ブロッキング層３４上の上部ｐ型クラッ
ド層３６と、ｐ型電極層３８とを備えている。リッジ部
２４の少なくとも一方の端面４０（図１で前端面）は、
リッジ部２４に直交する面として形成された光出射面を
構成し、第１電極部２６及び第２電極部２８のそれぞれ
の前端面４２、４４は光出射面と同じ面内にある。

【００２２】第１電極部２６及び第２電極部２８は、そ
れぞれｎ型クラッド層２２上に順次形成されているｐ型
クラッド層、ｎ型ブロッキング層３４、電極層４６、及
び半田層４８とを備えている。第１電極部２６の最上
面、即ち電極層４６と第１溝３０の溝壁とにより形成さ
れるエッジは、及び第２電極部の最上面、即ち電極層４
６と第２溝３２の溝壁とにより形成されるエッジは、そ
れぞれ第１位置合わせエッジ５０及び第２位置合わせエ
ッジ５２を構成している。第１位置合わせエッジ５０及
び第２位置合わせエッジ５２は、１００μm の幅で相互
に平行に延在し、かつそれぞれ第１電極部２６及び第２
電極部２８の前端面４２及び４４に直交している。第１
位置合わせエッジ５０と第１電極部２６の前端面４２と
の交点及び第２位置合わせエッジ５２と第２電極部２８
の前端面４４との交点は、それぞれ第１位置合わせ点５
４及び第２位置合わせ点５６を構成している。

【００２３】第１電極部２６及び第２電極部２８の電極
層４６は、Ｔｉ層、Ｐｔ層及びＡｕ層の積層構造で形成
されたｐ側オーミック電極を構成し、更に、最上層のＡ
ｕ層の表面上のパターニングされた所定領域内に順次厚
み０．５μｍのＳｎ半田薄膜及び厚み数百ｎｍのＡｕ半
田薄膜からなる半田層４８が積層されている。尚、半田
層４８では、電極層４６のＡｕ層、Ｓｎ半田薄膜及びそ
の外側のＡｕ半田薄膜が、Ｓｎが溶融した時、共晶を生
ずるように重量比が設定されている。尚、第１電極部２
６及び第２電極部２８の電極層４６は、適当な手段（図
示せず）によりリッジ部２４の電極層２８と電気的に接
続されている。半田層４８のの厚みが１μｍ以下に設定
されているので、半田の厚みにバラツキがあっても、高
さ方向の位置決め誤差は、１μｍ以下になる。一方、ｎ
+半導体基板１８の裏面には、Ａｕ／Ｇｅ／Ｎｉ層とそ
の上のＡｕ層とからなるｎ側電極層５８が形成されてい
る。

【００２４】一方、実装基板１６は、高絶縁性のＳｉ基
板で形成されていて、上面に高平坦度の実装面１４を有
し、一方の端面に実装面１４に直交する端面６０（図１
では、前端面）を備えている。尚、導電性Ｓｉ基板を実
装基板として用いる場合には、約０．１μｍの厚みのＳ
ｉＯ₂ 膜のような絶縁膜を予めＳｉ基板主面全面に、例
えばスパッタリング等で成膜する。１００μｍ幅で長さ
５００μm 〜１０００μm の長溝６２が実装面１２上に
端面６０に直交し、かつ端面６０に開口端を有するよう
に形成されている。長溝６２は、レーザチップ１２の中
央リッジ部２４を収容するために、リッジ部２４の長さ
より長く、かつ約１０μｍの深さを有する。長溝６２
は、高い寸法精度を備えるように、例えばＫＯＨによる
方向性エッチング法により実装基板１２をエッチングし
て形成されている。

【００２５】長溝６２の両側には、端面６０から奥に向
かって第１電極部２４及び第２電極部２６の電極層４６
とそれぞれほぼ同じ形状、大きさの第１電極パッド６４
及び第２電極パッド６６が設けられている。以上の構成
により、第１電極パッド６４の上面及び第２電極パッド
６６の上面と長溝６２の溝壁とによりそれぞれ形成され
た第１及び第２溝エッジ６８、７０は、レーザチップ１
２を実装した際に、それぞれ第１及び第２位置合わせエ
ッジ５０、５２に一致する。また、第１及び第２溝エッ
ジ６８、７０と端面６０との交点７２、７４は、実装の
際の第１及び第２基準点となり、それぞれ第１及び第２
位置合わせ点５４、５６に一致する。

【００２６】第１電極パッド６４及び第２電極パッド６
６は、それぞれ約５０ｎｍ、５０ｎｍ、５０ｎｍ及び３
５０ｎｍの膜厚のＣｒ、Ｔｉ、ｐｔ及びＡｕの薄膜を順
次蒸着した積層構造で形成されている。更に、長溝６
２、第１電極パッド６４及び第２電極パッド６６の形成
領域外に、レーザチップ１２のｎ型電極層５８のための
ボンデイングパッド７６、電極配線パターン７８、リー
ド足用パッド８０等が形成されている。尚、第１及び第
２電極パッド６４、６６を含め、上述のパターン、パッ
ドは、例えばリフトオフ法により形成できる。

【００２７】実装に際しては、先ず、図３及び図４に示
すように、レーザチップ１２を実装基板１６上に位置決
めし、次いで半田層４８の加熱、融着により、レーザチ
ップ１２と実装基板１６とを電気的及び機械的に接合す
る。位置決めは、図３及び図４に示すように、画像処理
装置を使用して高精度位置調整及びアライメントを行
い、レーザチップ１２の第１位置合わせ点５４及び第１
位置合わせエッジ５０が、それぞれ実装基板１６の第１
基準点７２及び第１溝エッジ６８に一致し、レーザチッ
プ１２の第２位置合わせ点５６及び第２位置合わせエッ
ジ５２及びが、それぞれ、実装基板１６の第２基準点５
６及び第２溝エッジ７０に一致するように調整する。

【００２８】次いで、ボンディングツール（図示せず）
により吸着されているレーザチップ１２の第１電極部２
４を実装基板１６の第１電極パッド６４上に、また第２
電極部２８を実装基板１６の第２電極パッド６６上にそ
れぞれ均一に着地させ、レーザチップ１２と実装基板１
６の電極パッド６４、６６に均一な圧力を加えるように
平面型の吸着ツールを用い、両者を密着させる。更に、
レーザチップ１２及び実装基板１６の端面映像をＴＶモ
ニタより観察し、図３及び図４に記載するように、レー
ザチップ位置の微調整を行う。以上により、チップと実
装基板との位置合わせが完璧になる。

【００２９】次いで、レーザチップ１２側と実装基板１
６側の両方から加熱する。尚、実装基板１６側だけから
の加熱でもダイ・ボンデイングは可能である。予め蒸着
されたＳｎ半田が加熱により融解し、上下のＡｕ層と共
晶反応を引き起こし、結局レーザチップ１２の半田層４
８と実装基板１６の第１及び第２電極パッド６４、６６
の最上層であるＡｕ層が混ざり合い、一体化して接合す
る。ボンデイングの条件は、例えば、次のようなもので
ある。 加熱温度 ：２８０〜３２０℃ 荷重 ：２０〜５０ ｇｍｆ 接触接合時間：約３０秒程度 以上により、図５に示すような、光モジュール１０を得
ることができる。

【００３０】本実施例の光モジュール１０を上述のよう
にして製作し、本実施例の試料光モジュールとし、次い
で、位置決め精度を検査し、本発明に係る光モジュール
の評価を行った。本実施例では、他の光受発光素子を実
装基板１６に実装する際に無調芯光接続を行うための位
置決め基準として、Ｖ溝又はリファレンス・パターン
（共に図示せず）が実装基板１６の実装面１４の両側縁
近傍に設けられている。そのＶ溝又はリファレンス・パ
ターンを位置決め精度検査の基準にして、実装後のレー
ザチップ１２の実装基板１６の縦方向及び横方向に対す
る位置ずれを測定した。結果は、横方向で０．５μｍ、
縦方向で０．３μｍであった。尚、Ｖ溝は、その底がレ
ーザチップ１２を実装基板１６上に実装して本発明に係
る光モジュール１０を構成した時に、レーザチップ１２
のＭＱＷ活性層２０の中心の延長線と実装基板表面とが
一致するようにＶ溝の深さを制御して形成されている。

【００３１】横方向の位置ずれの別の評価方法は、赤外
線に透明なＳｉ実装基板１６の裏面から赤外反射顕微鏡
で光モジュール１０を観察し、第１位置合わせエッジ５
０と第１溝エッジ６８とのずれ、及び第２位置合わせエ
ッジ５２と第２溝エッジ７０との位置ズレ、又は実装基
板１６上に形成されたＶ溝又はリファレンス・パターン
と第１位置合わせエッジ５０又は第２位置合わせエッジ
５２との距離を測定することによっても求めることがで
きる。一方、縦方向の位置ズレ量は、Ｖ溝を基準に、レ
ーザチップの発光中心とマスター光ファイバ付きマウン
トコネクタとを接続して赤外線カメラによりレーザ光と
マウントコネクタのその他のファイバ光出力ポートとの
スポット間の距離を画像処理系により精密測定する。こ
れにより、正確な評価ができる。

【００３２】実施例２ 実施例１のようにボンデイング用半田層４８をレーザチ
ップ１２の第１及び第２電極部２６、２８の電極層４６
上に蒸着しておく代わりに、本実施例においては、実装
基板１６上の第１及び電極パッド６４、６６上に、実施
例１の半田層４８と同じ組成のＳｎ半田薄膜とＡｕ薄膜
を順次蒸着させて半田層とした。これ以外は、実施例１
と全て同じようにして製作して本発明に係る光受発光素
子モジュールの実施例２とした。試料を製作して、実施
例１と同じように位置決め精度を評価したところ、実施
例１と同じ高い位置決め精度であることが確認できた。

【００３３】

【発明の効果】請求項１に記載の発明の構成によれば、
光受発光素子に位置合わせ点と線を、また実装基板に位
置合わせ点と線と一致する位置決め基準点と位置決め基
準線とを設け、実装の際の位置決めで、それらを一致さ
せるように調整することにより、実装基板の実装面の縦
方向及び横方法に関し高い位置決め精度を得ることがで
きる。また、請求項２に記載の発明の構成によれば、光
受発光素子の電極層と実装基板の電極パッドとの接着に
より光受発光素子と実装基板とを電気的に接続かつ高さ
方向に高い精度で機械的に接合することができる。本発
明に係る光受発光素子モジュールを使用すれば、低い結
合損失でバット・ジョイント方式の光接続を行うことが
できる。

【００３４】また、本発明に係る光受発光素子モジュー
ルの製作方法によれば、従来方法よりは遙かに高い位置
決め精度で実装できるので、サブミクロンオーダの超高
精度で光受発光素子を実装した光受発光素子モジュール
を実現することができる。しかも、光受発光素子又は実
装基板にコストの高い半田バンプを形成する必要もない
ので、経済的に実装することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光受発光素子モジュールの実施例
の概略構造を示すために光受発光素子としての実装され
るレーザチップと実装基板とを分離して示した斜視図で
ある。

【図２】レーザチップの概略構成を示す斜視図である。

【図３】光受発光素子と実装基板との位置決めを説明す
る模式的側面図である。

【図４】光受発光素子と実装基板との位置決めを説明す
る模式的斜視図である。

【図５】光受発光素子モジュールの平面図である。

【符号の説明】

１０ 本発明に係る光受発光素子モジュールの実施例 １２ レーザチップ １４ 実装面 １６ 実装基板 １８ ｎ+型半導体基板 ２０ ＭＱＷ活性層 ２２ ｎ型クラッド層 ２４ リッジ部 ２６ 第１電極部 ２８ 第２電極部 ３０ 第１溝 ３２ 第２溝 ３３ ｐ型クラッド層 ３４ ｎ型ブロッキング層 ３６ 上部ｐ型クラッド層 ３８ ｐ型電極層 ４０、４２、４４ 前端面 ４６ 電極層 ４８ 半田層 ５０ 第１位置合わせエッジ ５２ 第２位置合わせエッジ ５４ 第１位置合わせ点 ５６ 第２位置合わせ点 ５８ ｎ側電極層 ６０ 端面 ６２ 長溝 ６４ 第１電極パッド ６６ 第２電極パッド ６８ 第１溝エッジ ７０ 第２溝エッジ ７２ 第１基準点 ７４ 第２基準点 ７６ ボンデイングパッド ７８ 電極配線パターン ８０ リード足用パッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩瀬 正幸 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古河電気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−249349（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−55712（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−37087（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−140484（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−157277（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−14181（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 31/02 H01L 33/00 H01S 3/18

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 活性層を含むストライプ部を有する少な
   くとも１個の光受発光素子と実装基板とを有し、素子基
   板を外方にストライプ部を内方に向けて光受発光素子を
   実装基板上に実装した光受発光素子モジュールであっ
   て、 光受発光素子は、ストライプ部の両側に延びる第１及び
   第２溝と、第１及び第２溝のストライプ部と反対側に延
   在する第１及び第２領域部の上面と第１及び第２溝の溝
   壁とによりそれぞれ形成された直線状の第１及び第２位
   置合わせエッジと、ストライプ部に交差する方向に延在
   する第１及び第２領域部の端面と第１及び第２位置合わ
   せエッジとの交点によりそれぞれ定まる第１及び第２位
   置合わせ点とを備え、 実装基板は、実装面と、各光受発光素子毎に実装面に光
   受発光素子のストライプ部より長く形成された長溝とを
   備え、 長溝の両側に延在する第１及び第２基板領域部の上面と
   長溝の溝壁とによりそれぞれ形成された第１及び第２溝
   エッジは、それぞれ第１及び第２位置合わせエッジに一
   致して延びる共に第１及び第２位置合わせ点に一致する
   第１及び第２基準点を備え、 光受発光素子の各々が、第１位置合わせエッジ及び第１
   位置合わせ点をそれぞれ第１溝エッジ及び第１基準点に
   一致させ、第２位置合わせエッジ及び第２位置合わせ点
   をそれぞれ第２溝エッジ及び第２基準点に一致させて位
   置決めされていることを特徴とする光受発光素子モジュ
   ール。
2. 【請求項２】 光受発光素子の第１及び第２領域部が、
   その上面に平坦な表面電極を有する第１及び第２電極部
   を構成し、 実装基板の第１及び第２基板領域部が、それぞれ、その
   上面に第１及び第２基準点から第１及び第２溝エッジに
   沿って平坦に延在し、かつ表面電極を有する第１及び第
   ２電極パッドを備え、 光受発光素子と実装基板とは、第１電極部と第１電極パ
   ッドとの接着及び第２電極部と第２電極パッドとの接着
   の少なくとも一方の接着により電気的に接続され、かつ
   双方の接着により機械的に接合されていることを特徴と
   する請求項１に記載の光受発光素子モジュール。
3. 【請求項３】 実装基板は、長溝の一端が開口する開口
   端面を備え、かつ第１及び第２基準点は、開口端面と第
   １及び第２溝エッジとの交点で定まり、 光受発光素子の光出射端面又は光入射端面を構成するス
   トライプ部の端面が、実装基板の開口端面と同じ平面内
   にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の光受発
   光素子モジュール。
4. 【請求項４】 実装基板が、光受発光素子以外の光受動
   部品との無調芯光接続を行う位置決め基準を備えている
   ことを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項
   に記載の光受発光素子モジュール。
5. 【請求項５】 活性層を含むストライプ部を有する光受
   発光素子を実装基板上に素子基板を外方にストライプ部
   を内方に向けて実装する方法であって、 ストライプ部の両側に延びる第１及び第２溝と、第１及
   び第２溝のストライプ部と反対側に延在する第１及び第
   ２領域部の上面と第１及び第２溝の溝壁とによりそれぞ
   れ形成される第１及び第２位置合わせエッジと、光受発
   光素子のストライプ部に交差する方向に延在する第１及
   び第２領域部の端面と第１及び第２位置合わせエッジと
   の交点によりそれぞれ定まる第１及び第２位置合わせ点
   とを光受発光素子に設け、 光受発光素子のストライプ部より長く延びる長溝を各光
   受発光素子毎に実装基板の上面に形成し、 長溝の形成に当たっては、長溝の両側に延在する第１及
   び第２基板領域部の上面と長溝の溝壁とによりそれぞれ
   形成される第１及び第２溝エッジを、実装した際に、そ
   れぞれ第１及び第２位置合わせエッジに一致するように
   形成し、かつ実装した際に第１及び第２位置合わせ点に
   一致する第１及び第２基準点を第１及び第２溝エッジに
   設け、 第１位置合わせエッジ及び第１位置合わせ点をそれぞれ
   第１溝エッジ及び第１基準点に一致させ、第２位置合わ
   せエッジ及び第２位置合わせ点をそれぞれ第２溝エッジ
   及び第２基準点に一致させるように光受発光素子の各々
   を実装基板上に位置決めすることを特徴とする光受発光
   素子モジュールの製作方法。
6. 【請求項６】 光受発光素子の第１及び第２領域部の上
   面に平坦な表面電極を有する第１及び第２電極部をそれ
   ぞれ形成し、 実装基板の第１及び第２基板領域部の上面に第１及び第
   ２基準点からそれぞれ第１及び第２エッジに沿って平坦
   に延在する第１及び第２電極パッドを形成し、 第１電極部と第１電極パッドとを、及び第２電極部と第
   ２電極パッドとを半田で電気的に接合することを特徴と
   する請求項５に記載の光受発光素子モジュールの製作方
   法。