專利名稱：光組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將光元件、光波導(dǎo)等混合集成的光組件。
背景技術(shù)：
光組件，是進(jìn)行從電到光、或從光到電的變換的裝置。光組件，具有將光元件、光波導(dǎo)、電路等混合集成后的結(jié)構(gòu)。光組件，例如在光纖通信系統(tǒng)中使用。
圖3是表示現(xiàn)有的光組件的光波導(dǎo)與光元件之間的配置關(guān)系的示意圖。該光組件是在“光技術(shù)通訊”Vol.36、No.4(1998)中公開的。在安裝襯底40的主表面上，設(shè)有凹部42。光元件44，被設(shè)置在凹部42內(nèi)。在安裝襯底40的主表面上，安裝著光波導(dǎo)46。光波導(dǎo)46的端部48，位于光元件44之上。端部48，用作反射鏡。從光元件44發(fā)射出的光50，由端部48反射后，入射到光波導(dǎo)46的芯部52。光50在芯部52內(nèi)沿箭頭方向傳播，并傳送到光纖等。
但是，這種光組件，要求兩方面的精度、即安裝光元件和安裝襯底時(shí)的校準(zhǔn)精度、及安裝了光元件的安裝襯底與光波導(dǎo)之間的校準(zhǔn)精度。特別是，在光纖等要求±1～5μm的定位精度的光組件中，必須盡可能減少要求校準(zhǔn)精度的部位。
另外，根據(jù)電子設(shè)備的小型、輕量化的要求，也要求光組件小型化、輕量化并降低成本。
本發(fā)明，是為解決上述課題而開發(fā)的。本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠小型輕量化的光組件。
發(fā)明的公開(1)本發(fā)明的光組件，備有具有主表面的安裝構(gòu)件、在上述安裝構(gòu)件上形成的配線、安裝在上述主表面上并與上述配線電氣連接的光元件，上述安裝構(gòu)件，是對(duì)從上述光元件發(fā)射出的光或入射到上述光元件的光進(jìn)行導(dǎo)波的光波導(dǎo)。
現(xiàn)有的光組件，將與安裝構(gòu)件為不同構(gòu)件的光波導(dǎo)安裝在該安裝構(gòu)件上。與此不同，在本發(fā)明中，安裝構(gòu)件與光波導(dǎo)是同一個(gè)構(gòu)件。因此，可以使光組件變薄。其結(jié)果是，可以實(shí)現(xiàn)光組件的小型化及輕量化。
另外，在現(xiàn)有的光組件中，與定位有關(guān)的構(gòu)件有3個(gè)、即安裝構(gòu)件、光波導(dǎo)及光元件。與此不同，本發(fā)明，只有安裝構(gòu)件(光波導(dǎo))及光元件兩個(gè)構(gòu)件。因此，在本發(fā)明中，光元件的定位就易于進(jìn)行，因而可以提高接合精度。
在本發(fā)明中，也可以將上述光元件的光入射口或發(fā)射口配置成使其與上述主表面相對(duì)。作為這種光元件，例如有面發(fā)射激光器。
在本發(fā)明中，也可以在光波導(dǎo)上設(shè)置光反射構(gòu)件。通過光反射構(gòu)件進(jìn)行光元件與光波導(dǎo)之間的光傳輸。
(2)本發(fā)明，是備有發(fā)射或入射光的光元件、具有主表面并將光元件安裝在主表面上且對(duì)可從光元件發(fā)射的光或入射到光元件的光進(jìn)行導(dǎo)向的光波導(dǎo)的光組件。
本發(fā)明，具有與(1)的發(fā)明相同的效果。
在本發(fā)明中，也可以使光元件的發(fā)射或入射光的部位位于與光波導(dǎo)相對(duì)的方向，且進(jìn)行裸片式安裝，同時(shí)在光元件與光波導(dǎo)之間在隔著透光性粘結(jié)構(gòu)件的狀態(tài)下將光元件與光波導(dǎo)固定。
裸片式安裝，與封裝式安裝相比，可以實(shí)現(xiàn)小型輕量化。在這種形態(tài)中，由于對(duì)光元件進(jìn)行裸片式安裝，所以，可以使光組件進(jìn)一步小型輕量化。此外，還用透光性粘結(jié)構(gòu)件將光元件和光波導(dǎo)固定。因此，可以將光元件與光波導(dǎo)固定并能確保光元件與光波導(dǎo)之間的光路。
在本發(fā)明中，光波導(dǎo)，也可以具有改變光的傳播方向的變更部，并使光元件位于與變更部相重疊的位置。因此，能有效地進(jìn)行光傳播方向的變更。
另外，在光波導(dǎo)上形成變更部，并將光元件直接安裝在具有變更部的光波導(dǎo)上。因此，能將光元件與變更部的相對(duì)位置(距離等)始終保持一定，所以不會(huì)使焦點(diǎn)偏離變更部。另一方面，在前述的例中，由于不是將光元件直接安裝在光波導(dǎo)上，所以，使光波導(dǎo)與光元件分開配置。因此，即使兩者已固定在其他部位，兩者間的相對(duì)位置仍有改變的可能性。因此，即使在定位時(shí)可以將位置對(duì)準(zhǔn)，也仍有可能因其后的各種因素(熱、外力等)的影響而產(chǎn)生位置偏差。
雖然所寫著的是「與變更部相重疊的位置」，但其中所謂「相重疊」，指的是，當(dāng)從光元件或從變更部以投影的形式看去時(shí)，看上去是將兩者配置在雙方好象是重疊狀態(tài)的位置。
在本發(fā)明中，在光波導(dǎo)的主表面上，也可以安裝與光元件不同的半導(dǎo)體元件，并具有將光元件及半導(dǎo)體元件整體封裝的樹脂。
如將光元件及半導(dǎo)體元件安裝在光波導(dǎo)的主表面上，則可以縮短連接兩者的配線。此外，安裝襯底側(cè)的配線可以按單層形成，因而使配線易于形成。而當(dāng)將光元件及半導(dǎo)體元件用樹脂整體封裝時(shí)，可以提高光組件的強(qiáng)度。另外，如將光元件與半導(dǎo)體元件混裝，則可以提高光組件的集成度。并且，隨著其集成度的提高，還可以降低成本。
樹脂也可以具有遮光性。當(dāng)光照射在半導(dǎo)體元件上時(shí)，有可能使半導(dǎo)體元件發(fā)生誤動(dòng)作。通過用遮光性樹脂封裝半導(dǎo)體元件，即可防止誤動(dòng)作。
半導(dǎo)體元件，也可以具有驅(qū)動(dòng)光元件的功能。
由于將光元件及驅(qū)動(dòng)或控制光元件的半導(dǎo)體元件安裝在光波導(dǎo)的主表面上，所以，可以使光組件成為高度集成的安裝組件。此外，還可以實(shí)現(xiàn)光組件的高度集成化并降低成本。
也可以在光波導(dǎo)的主表面上直接以層疊的方式形成電路。當(dāng)在光波導(dǎo)的主表面上直接以層疊的方式形成電路時(shí)，就不需要安裝半導(dǎo)體元件了。因此，不需要考慮不同部件之間的連接可靠性。此外，在IC元件的連接中，可以去掉連接點(diǎn)，因此，能改善配線的阻抗特性及噪聲特性，同時(shí)將延遲的影響限制到最小。另外，還可以提高光波導(dǎo)主表面的集成度，因而能實(shí)現(xiàn)光組件的高度集成化并降低成本。
(3)本發(fā)明，是備有光元件、及包含對(duì)從光元件發(fā)射的光或入射到光元件的光進(jìn)行導(dǎo)向的光波導(dǎo)功能并對(duì)光元件或其附帶的半導(dǎo)體元件進(jìn)行電氣連接的安裝構(gòu)件的光組件。
本發(fā)明，具有與(1)的發(fā)明相同的效果。
(4)本發(fā)明，在備有具有主表面和側(cè)面的安裝構(gòu)件及安裝在主表面上的光元件的光組件中，安裝構(gòu)件具有光波導(dǎo)功能，光波導(dǎo)的光輸入輸出端子位于安裝構(gòu)件的側(cè)面。
本發(fā)明，具有與(1)的發(fā)明相同的效果。而所謂光輸入輸出端子，意味著輸入光的端子、輸出光的端子或輸入輸出光的端子。
另外，在光元件中，還包含發(fā)射光的元件及接收光的元件中的任何一種元件。安裝構(gòu)件，只要是能安裝光元件的構(gòu)件，可以是板狀、薄膜狀等形態(tài)。
附圖的簡(jiǎn)單說明

圖1是本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)的光組件的斷面示意圖。
圖2是本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)的光組件的俯視示意圖。
圖3是表示現(xiàn)有的光組件的光波導(dǎo)與光元件之間的配置關(guān)系的示意圖。
用于實(shí)施發(fā)明的最佳形態(tài)(結(jié)構(gòu)說明)圖1是本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)的光組件的斷面示意圖。圖2是其俯視示意圖。玻璃制的安裝襯底10，兼作光波導(dǎo)。因此，在安裝襯底10的內(nèi)部，沿著安裝襯底10的光元件的安裝面形成芯部12、密封蓋14。芯部12、密封蓋14，利用薄膜成型技術(shù)、光刻法等在安裝襯底10內(nèi)形成。
光波導(dǎo)的一個(gè)端部18，用作使光產(chǎn)生90度折射的45度反射鏡。45度反射鏡，例如可通過用90度V字形金剛石鋸對(duì)光波導(dǎo)的端部18進(jìn)行切削加工而制作。光輸出端子29，位于安裝襯底10的側(cè)面即光波導(dǎo)的另一個(gè)端部。光由芯部12導(dǎo)向并從光輸出端子29輸出。
在安裝襯底10上，形成著由金屬箔等構(gòu)成的配線16a、16b、16c。在本實(shí)施形態(tài)中，在安裝襯底10的主表面上形成配線16a、16b、16c，但這些配線也可以在安裝襯底10的側(cè)面形成。或者，在安裝襯底10的與主表面相反一側(cè)的面(背面)上形成配線，并通過在安裝襯底10上形成的通孔實(shí)現(xiàn)與主表面電氣連接?；蛘?，也可以在安裝襯底10的主表面、側(cè)面及背面中的任意2個(gè)面或所有的面上形成配線。安裝襯底10的最寬的面，在多數(shù)情況下是主表面，即使不是最寬的面，可以安裝光元件的面也是主表面。
半導(dǎo)體芯片20，按芯片倒裝法與配線16a、16c電氣連接，即，在半導(dǎo)體芯片20的電極上形成金屬凸起，并使半導(dǎo)體芯片20面朝下與用作配線襯底的安裝襯底10連接。在半導(dǎo)體芯片20上形成例如CMOS電路。配線16c，用作電輸入輸出端子。在本實(shí)施形態(tài)中，安裝著一個(gè)半導(dǎo)體芯片20，但也可以安裝多個(gè)半導(dǎo)體芯片20。例如，可以安裝多個(gè)半導(dǎo)體芯片20，使其與多個(gè)光元件分別對(duì)應(yīng)。
面發(fā)射激光器22，按芯片倒裝法與配線16b電氣連接。在面發(fā)射激光器22的一個(gè)面上，形成電極24。在另一個(gè)面上，形成電極26、光發(fā)射口28。將面發(fā)射激光器22配置在安裝襯底10的主表面上，以便由端部18對(duì)從發(fā)射口28發(fā)出的光進(jìn)行反射并使其通過芯部12。電極26與配線16b電氣連接。發(fā)射口28、電極26，由具有透光性的透明樹脂34密封。透明樹脂34，是透光性硅樹脂。電極24，通過導(dǎo)線30與配線16a電氣連接。在本實(shí)施形態(tài)中，作為多個(gè)光元件的例，設(shè)置著多個(gè)面發(fā)射激光器22，但本發(fā)明不限定于此。例如，也可以設(shè)置一個(gè)光元件而使該光元件具有多個(gè)光入射口或發(fā)射口。當(dāng)然，也可以設(shè)置具有單個(gè)光入射口或發(fā)射口的一個(gè)光元件。
半導(dǎo)體芯片20、面發(fā)射激光器22，由具有遮光性的樹脂36封裝。但是，樹脂36的設(shè)置，應(yīng)使其不妨礙光元件(例如面發(fā)射激光器22)與光波導(dǎo)(例如芯部12)之間的光的通路。樹脂36，是環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂的成分，為10～50％的環(huán)氧和90～50％的填充物(二氧化硅等)。在本實(shí)施形態(tài)中，并排配置著三個(gè)光波導(dǎo)。即，在安裝襯底10的內(nèi)部，形成著用作三個(gè)光波導(dǎo)的三個(gè)芯部12。并且，使三個(gè)芯部12(光波導(dǎo))平行配置，并在安裝襯底10的同一個(gè)側(cè)面形成各芯部12(光波導(dǎo))的光輸出端子29。另外，將與各光波導(dǎo)連接的三個(gè)面發(fā)射激光器22在安裝襯底10上安裝在與光輸出端子29分開的端部上。
(動(dòng)作說明)來自半導(dǎo)體芯片20的電信號(hào)，傳送到面發(fā)射激光器22。因此，使面發(fā)射激光器22發(fā)射光32。光32，從發(fā)射口28射出，并由光波導(dǎo)的端部18進(jìn)行90度反射。然后，在芯部12內(nèi)，沿箭頭方向傳播，并通過光輸出端子29傳送到光纖等。
(效果說明)在本實(shí)施形態(tài)中，安裝襯底10，兼作光波導(dǎo)。因此，可以使光組件變薄。其結(jié)果是，可以實(shí)現(xiàn)光組件的小型化及輕量化。
另外，在本實(shí)施形態(tài)中，在將光波導(dǎo)與面發(fā)射激光器22定位時(shí)，與定位有關(guān)的構(gòu)件只有2個(gè)、即安裝構(gòu)件10(光波導(dǎo))及面發(fā)射激光器22。因此，可以使以往的復(fù)雜費(fèi)時(shí)的面發(fā)射激光器與光波導(dǎo)之間的接合簡(jiǎn)化，并能提高接合強(qiáng)度。此外，隨之也可以使涉及接合的成本減低。
(其他)在本實(shí)施形態(tài)中，用45度反射鏡改變光的傳播方向。但是，本發(fā)明不限定于此，如果是可以應(yīng)用于本發(fā)明的能改變光的傳播方向的部件，可以用其他部件。
在本實(shí)施形態(tài)中，由波導(dǎo)的端部改變光的傳播方向。但是，本發(fā)明不限定于此，也可以用波導(dǎo)的端部以外的部分改變光的傳播方向。
在本實(shí)施形態(tài)中，必須使面發(fā)射激光器22將光入射到光波導(dǎo)內(nèi)，所以面發(fā)射激光器22的安裝位置將受到限制。但是，半導(dǎo)體芯片20，如果是在安裝襯底10的主表面，則在哪個(gè)位置都可以安裝。
在本實(shí)施形態(tài)中，將面發(fā)射激光器22、半導(dǎo)體芯片20，都按芯片倒裝法安裝在安裝襯底10上。但是，本發(fā)明不限定于此，對(duì)面發(fā)射激光器22或半導(dǎo)體芯片20的安裝，也可以采用面朝上焊接法等。
在本實(shí)施形態(tài)中，將半導(dǎo)體芯片20安裝在安裝襯底10上。但是，本發(fā)明不限定于此，也可以在安裝襯底10的主表面上用薄膜晶體管形成電路，使其代替半導(dǎo)體芯片20。此外，也可以用該薄膜晶體管電路及半導(dǎo)體芯片20作為向面發(fā)射激光器22傳送信號(hào)的電路。
在本實(shí)施形態(tài)中，安裝襯底10用玻璃制作。但是，本發(fā)明不限定于此，也可以將由聚合物構(gòu)成的薄膜作為安裝襯底10。
在本實(shí)施形態(tài)中，將面發(fā)射激光器22用作光元件。但是，本發(fā)明不限定于此，也可以采用激光二極管、光電二極管等其他的光元件。
權(quán)利要求
1．一種光組件，備有具有主表面的安裝構(gòu)件、在上述安裝構(gòu)件上形成的配線、安裝在上述主表面上并與上述配線電氣連接的光元件，上述安裝構(gòu)件，是對(duì)從上述光元件發(fā)射的光或入射到上述光元件的光進(jìn)行導(dǎo)向的光波導(dǎo)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的光組件，其特征在于將上述光元件的光入射口或發(fā)射口配置成使其與上述主表面相對(duì)。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的光組件，其特征在于在上述光波導(dǎo)上設(shè)置光反射構(gòu)件，通過上述光反射構(gòu)件進(jìn)行上述光元件與上述光波導(dǎo)之間的光傳輸。
4．一種光組件，備有發(fā)射或入射光的光元件、及具有主表面并將上述光元件安裝在上述主表面上且對(duì)可從上述光元件發(fā)射的上述光或入射到上述光元件的上述光進(jìn)行導(dǎo)向的光波導(dǎo)。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的光組件，其特征在于使上述光元件的發(fā)射或入射上述光的部位位于與上述光波導(dǎo)相對(duì)的方向，且進(jìn)行裸片式安裝，同時(shí)在上述光元件與上述光波導(dǎo)之間在隔著透光性粘結(jié)構(gòu)件的狀態(tài)下將上述光元件與上述光波導(dǎo)固定。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的光組件，其特征在于上述光波導(dǎo)，具有改變上述光的傳播方向的變更部，上述光元件，位于與變更部相重疊的位置。
7．根據(jù)權(quán)利要求4所述的光組件，其特征在于在上述主表面上，安裝與上述光元件不同的半導(dǎo)體元件，并具有將上述光元件及上述半導(dǎo)體元件整體封裝的樹脂。
8．根據(jù)權(quán)利要求5所述的光組件，其特征在于在上述主表面上，安裝與上述光元件不同的半導(dǎo)體元件，并具有將上述光元件及上述半導(dǎo)體元件整體封裝的樹脂。
9．根據(jù)權(quán)利要求6所述的光組件，其特征在于在上述主表面上，安裝與上述光元件不同的半導(dǎo)體元件，并具有將上述光元件及上述半導(dǎo)體元件整體封裝的樹脂。
10．根據(jù)權(quán)利要求7所述的光組件，其特征在于上述樹脂，具有遮光性。
11．根據(jù)權(quán)利要求8所述的光組件，其特征在于上述樹脂，具有遮光性。
12．根據(jù)權(quán)利要求9所述的光組件，其特征在于上述樹脂，具有遮光性。
13．根據(jù)權(quán)利要求7所述的光組件，其特征在于上述半導(dǎo)體元件，具有驅(qū)動(dòng)上述光元件的功能。
14．根據(jù)權(quán)利要求8所述的光組件，其特征在于上述半導(dǎo)體元件，具有驅(qū)動(dòng)上述光元件的功能。
15．根據(jù)權(quán)利要求9所述的光組件，其特征在于上述半導(dǎo)體元件，具有驅(qū)動(dòng)上述光元件的功能。
16．根據(jù)權(quán)利要求4～15中的任何一項(xiàng)所述的光組件，其特征在于在上述主表面上直接以層疊的方式形成電路。
17．一種光組件，備有光元件、及包含對(duì)從上述光元件發(fā)射的光或入射到上述光元件的先進(jìn)行導(dǎo)向的光波導(dǎo)功能并對(duì)上述光元件或附帶它的半導(dǎo)體元件進(jìn)行電氣連接的安裝構(gòu)件。
18．一種光組件，其特征在于，備有具有主表面和側(cè)面的安裝構(gòu)件、及安裝在上述主表面上的光元件，上述安裝構(gòu)件具有光波導(dǎo)功能，上述光波導(dǎo)的光輸入輸出端子位于上述側(cè)面。
全文摘要
提供一種可以小型化和輕量化的光組件。安裝襯底(10)的端部(18),用作對(duì)光進(jìn)行90度反射的反射鏡。配置著面發(fā)射激光器(22),使光的發(fā)射口(28)面向端部(18)。在安裝襯底(10)的內(nèi)部,沿著安裝襯底(10)的平面形成芯部(12)、密封蓋(14)。安裝襯底(10),兼作光波導(dǎo)。因此,可以使光組件變薄。其結(jié)果是,可以實(shí)現(xiàn)光組件的小型化及輕量化。
文檔編號(hào)G02B6/42GK1287624SQ99801754
公開日2001年3月14日 申請(qǐng)日期1999年7月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月5日
發(fā)明者村田昭浩, 北村升二郎 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社