光学模块和该模块的制造方法技术

光学模块(1)包括基板(2)和光电器件(3)，该光电器件(3)包括设置有有源层(31)的第一表面(3A)和与第一表明(3A)相反且面对基板(2)的第二表面(3B)。在第二表面(3B)上设置有多个焊接凸块(3a)，并且光电器件(3)通过这些焊接凸块(3a)固定于基板(2)。因此，由于不需要在光电器件的有源层与用于光信号的外部输入/输出部件之间提供透明部件和焊接凸块来支撑光电器件，因此，可以减小光电器件(3)与光学零件之间的距离。由于光电器件的位置在固定于基板(2)时不移位，因此，可以以高位置精度固定光电器件。本发明专利技术还公开了一种用于制造光学模块的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光学模块及其制造方法。
技术介绍
近年来，超级计算机的吞吐量以及通信网络的容量和速度都已提高。因此，限制设备之间电连接中的传输速度已成为亟待解决的问题。为了解决这个问题，已对光学互连技术给予了极大的关注。光学互连技术旨在通过使用光电混合模块(下文中，称为“光学模块”)来在诸如LSI的信号处理器之间进行连接或者在信号处理器与诸如路由器的外部接口之间进行连接，从而提高设备之间的传输速度。光学模块包括具有有源层的光电器件。当光电器件是发光器件时，有源层根据电信号产生光并发射光信号，并且光信号经过光学模块中的光学零件(诸如，透镜)，并传输至诸如光纤等的外部元件。另一方面，当光电器件是光电检测器时，从光纤等输入的光信号经过光学模块中的光学零件(诸如，透镜)，并且该光信号在有源层处被转换成电信号。光学模块的已知结构是通过将粘合剂涂覆于与其上设置有有源层的表面相反的表面来将光电器件固定于基板(base)。尽管这种固定方法简单方便，但是在粘合剂变硬时， 光电器件相对于光学零件的相对位置易于移位，因此，不能以高精确度形成光路。此外，在日本专利申请公布第2004-31508号和第2008-41770号中所述的光学模块中，将布线层设置在安装有诸如透镜的光学零件的透明基板上，并且通过金属焊接凸块 (bump)将光学器件倒装于布线层。根据该安装方法，可以通过焊接凸块来以高精确度定位光电器件和透明基板。然而，由于焊接凸块执行电连接和机械连接两种功能，因此必须将焊接凸块设计成保持其机械强度所需的一定尺寸等级。因此，上述焊接凸块必须以比用于仅执行电连接的焊接凸块大的尺寸来形成。此外，光电器件和光学零件不可避免地彼此相距透明基板和大的焊接凸块的厚度，这是因为光电器件和光学零件通过透明基板光学地连接在一起。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种光学模块，在该光学模块中，光电器件可以在基板上安装为不仅可以依据光电器件与光学零件之间的相对位置以高精确度建立光路，而且还可以缩短光电器件与光学零件之间的距离。本专利技术的另一目的在于提供一种制造这种光学模块的方法。因此，根据本专利技术实施例的光学模块包括基板和光电器件，该光电器件包第一表面，在该第一表面上设置有有源层；以及与该第一表面相反的第二表面，在该第二表面上设置有多个第一焊接凸块或多个第一焊盘，其中，该光电器件通过这些第一焊接凸块或第一焊盘固定于基板。优选地，所述多个第一焊接凸块或多个第一焊盘由金形成，并且在基板上的与所述多个第一焊接凸块或多个第一焊盘相对应的各个位置处设置有由金制成的多个第二焊盘或多个第二焊接凸块。此外，优选地，光学模块还包括透明部件，该透明部件覆盖光学器件并固定于基板，以使透明部件在面向光电器件的有源层的位置处具有光学零件，并且在接触基板的位置处设置有多个第三焊接凸块或多个第三焊盘，从而透明部件通过这些第三焊接凸块或第三焊盘固定于基板。在这种情况下，所述多个第三焊接凸块或多个第三焊盘可以由金形成， 并且可以在基板上的与所述多个第三焊接凸块或多个第三焊盘相对应的位置处分别设置有由金制成的多个第四焊盘或多个第四焊接凸块。所述多个第三焊接凸块或多个第三焊盘可以由焊料制成，并且透明部件可以由热塑性树脂制成，其中，当将透明部件在200°C下保持了 10分钟时，该热塑性树脂能够使透明部件在在厚度为2mm时相对于600歷-1000歷范围内的波长呈现60%以上的平均透射率。另外，优选地，光学模块还包括用于控制设置在基板上的光电器件的控制电路，其中，通过引线接合来电连接该控制电路和光电器件。本专利技术的另一实施例是一种用于制造光学模块的方法，该方法包括在光电器件的第二表面上形成多个第一焊接凸块或多个第一焊盘的步骤，该光电器件具有设置有有源层的第一表面，第二表面被定位成与第一表面相反；以及通过所述多个第一焊接凸块或多个第一焊盘将光电器件固定于基板的步骤。本专利技术的光学模块制造方法还可以包括在基板上设置用于控制光电器件的控制电路的步骤；以及通过弓I线接合来电连接控制电路和光电器件的步骤。此外，光学模块制造方法还可以包括将透明部件固定于基板以使设置在透明部件中的光学零件覆盖光电器件的步骤，其中，在将光电器件固定于基板的步骤中，可以使用基板上的对准标记来定位光电器件和基板，以及在将透明部件固定于基板的步骤中，可以将透明部件布置在具有对准标记的基板上，以使光学零件位于面向有源层的位置处。根据本专利技术的光学模块，不需要提供透明部件和焊接凸块来将光电器件支撑在光电器件的有源层和用于光信号的外部输入/输出部件之间。因此，可以实现其中光电器件与光学零件之间距离较短的光学模块。而且，可以将光电器件稳固地固定于基板。此外，与使用粘合剂来进行固定的情况下相比，由于可以在极短的时间内实现固定从而光电器件的位置不易于在这种固定期间相对于基板移位，因此可以以高位置精确度固定光电器件。附图说明图1是根据本专利技术实施例的光学模块的截面图。图2是根据本专利技术实施例的光学模块的俯视图。图3是光电器件的平面图，S卩，与有源层相反的表面(第二表面)的视图。图4是基板的俯视图。图5是在将光电器件固定于基板的状态下的平面图。图6是在将控制电路布置在基板上的状态下的平面图。图7是根据本专利技术的光学模块的变型实施例的截面图。具体实施例方式下文中，将参照附图描述本专利技术的优选实施例。附图用于说明实施例的目的，并不旨在限制本专利技术的范围。在附图中，相同的附图标记表示相同元件，从而可以省略重复说明。附图中的尺寸比不总是精确的。总体结构图1是根据本专利技术实施例的光学模块的截面图，以及图2是该光学模块的俯视图。 光学模块1包括基板2 ；固定在基板2上的光电器件3 ；固定在基板2上的控制电路4 ；电连接光电器件3和控制电路4的一对导线5 ；以及覆盖光电器件3、控制电路4和导线5的透明部件6。光电器件光电器件3具有设置在第一表面3A上的有源层31和设置在第一表面3A上的一对端子32。当光电器件3是光电检测器时，有源层31起到检测器单元的作用，并且根据所接收到的光信号来从端子32向控制电路4传输电信号。例如，光电检测器3是光电二极管。 另一方面，当光电器件3是发光器件时，有源层31起到发光器件的作用，并且有源层31根据从控制电路4传输至端子32的电信号向外发射光。发光器件例如是垂直腔面发射激光器(VCSEL)。尽管关于光电器件是发光器件还是光电检测器存在如上所述的差别，但是在光信号与电信号之间的输入/输出关系颠倒时该光电器件的基本构成基本上是通用的。在光电器件3中，在与设置有有源层31的第一表面相反的第二表面:3B上设置有多个金属焊接凸块3a (第一焊接凸块)。在基板上的对应于金属焊接凸块3a、且光电器件3 固定于基板2的位置处设置有多个金属焊盘2a(第二焊盘)。(可以在光学器件3 —侧上设置多个金属焊盘(第一焊盘)，以及可以在基板一侧上设置多个金属焊接凸块(第二焊接凸块))。这些金属焊接凸块3a和金属焊盘加彼此面对，并且通过使用超声波焊接或热压接合的安装方法而粘合在一起，使得光电器件3固定于基板2。金属焊接凸块3a和金属焊盘加的材料优选地为金或焊料。特别地，如果金属焊接凸块3a和金属焊盘加这两者都由金制成，并且通过使用超声波焊接的安装方法将光电本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种光学模块，包括：基板；以及光电器件，其具有第一表面和与所述第一表面相反的第二表面，其中，在所述第一表面上设置有有源层，并且在所述第二表面上设置有多个第一焊接凸块或多个第一焊盘，并且其中，所述光电器件通过所述多个第一焊接凸块或所述多个第一焊盘固定于所述基板。

【技术特征摘要】
2010.01.08 JP 2010-0030741.一种光学模块，包括基板；以及光电器件，其具有第一表面和与所述第一表面相反的第二表面，其中，在所述第一表面上设置有有源层，并且在所述第二表面上设置有多个第一焊接凸块或多个第一焊盘，并且其中，所述光电器件通过所述多个第一焊接凸块或所述多个第一焊盘固定于所述基板。2.根据权利要求1所述的光学模块，其中，所述多个第一焊接凸块或所述多个第一焊盘由金形成，并且在所述基板上的与所述多个第一焊接凸块或所述多个第一焊盘相对应的位置处分别设置有由金制成的多个第二焊盘或多个第二焊接凸块。3.根据权利要求1或2所述的光学模块，还包括覆盖所述光电器件并固定于所述基板的透明部件，所述透明部件在面向所述光电器件的所述有源层的位置处具有光学零件，其中，在与所述基板接触的位置处设置有多个第三焊接凸块或多个第三焊盘，使得所述透明部件通过所述多个第三焊接凸块或所述多个第三焊盘固定于所述基板。4.根据权利要求3所述的光学模块，其中，所述多个第三焊接凸块或所述多个第三焊盘由金形成，并且在所述基板上的与所述多个第三焊接凸块或所述多个第三焊盘相对应的位置处分别设置有由金制成的多个第四焊盘或多个第四焊接凸块。5.根据权利要求3所述的光学模块，其中，所述多个第三焊接凸块或所述多个第三焊盘由焊料制...

【专利技术属性】
技术研发人员：田村充章，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP