CN102801103B - 光芯片和光组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高可靠性的光芯片以及光组件。本发明所涉及的光芯片（100）是一种包括形成于第一基板上的半导体激光器的光芯片，包括在表面具有出射面（22）的谐振器（18）、用于驱动所述半导体激光器的第一电极（24）及第二电极（26）、用于与所述第一电极及第二电极的各电极连接并且倒装连接于第二基板上的多个焊盘部（24a、26a），在俯视图中，上述谐振器形成于以直线连接上述多个焊盘部的最外周而形成的区域（25）的外侧。

Description

光芯片和光组件

本申请是申请号为200680001601.8、申请日为2006年12月18日、发明名称为“光芯片和光组件”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及光芯片及光组件。

背景技术

一般情况下，在把光芯片进行倒装连接的情况下，为了使光芯片在实装后不致于倾斜，隔着受发光部，在两端配置电极焊盘（pad）。将这样的光芯片进行倒装连接时，对于电极焊盘和对应的凸起（bump），在与基板面垂直方向上产生较大的载荷。因此，光芯片变形，还会造成光芯片的受发光部的结晶结构等破损，使光芯片的可靠性降低。

作为解决上述问题的方法，例如，特开平8-153935号公报公开了以小载荷连接垂直谐振型面发光激光器和辅助支架的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高可靠性的光芯片及光组件。

本发明所涉及的光芯片是一种包括形成于第一基板上的光元件的光芯片，包括在上述表面具有出射面的谐振器、用于驱动上述光元件的第一电极及第二电极、以及与上述第一电极及第二电极的各电极电连接且用于在第二基板上进行倒装连接的焊盘，其中，在俯视图中，上述谐振器形成于用直线连接上述多个焊盘的最外周而形成的区域的外侧。

关于本发明所涉及的光芯片，上述多个焊盘为3个焊盘部，在俯视图上，上述谐振器可以形成于用直线连接上述3个焊盘部的最外周而形成的区域的外侧。

关于本发明所涉及的光芯片，上述多个焊盘为4个焊盘部，在俯视图上，上述谐振器可以形成于用直线连接上述4个焊盘部的最外周而形成的区域的外侧。

本发明所涉及的光组件是一种包括在第一基板上具有光元件的光芯片、以及与该光芯片进行倒装连接的第二基板的光组件，上述光芯片包括在上述表明具有出射面的谐振器、用于驱动上述光元件的第一电极及第二电极、以及与上述第一电极及第二电极的各电极电连接且用于与第二基板进行倒装连接的多个焊盘部，其中，在上述第二基板上设有用于与上述第一电极及第二电极进行倒装连接的多个凸起，在俯视图上，上述谐振器形成于用直线连接上述多个凸起的最外周而形成的区域的外侧。

对于本发明所涉及的光组件，上述光芯片和上述第二基板之间可以用树脂层来密封。

对于本发明所涉及的光组件，上述光元件可以是垂直谐振型面发光激光器。

附图说明

图1是用于说明倒装法式连接的示图；

图2是用于说明倒装法式连接的附图；

图3是示意地示出实施例所涉及的光芯片的俯视图；

图4是示意地示出实施例所涉及的光芯片的剖面图；

图5是示意地示出实施例所涉及的光模的侧视图；

图6是示意地示出实施例所涉及的第二基板的俯视图；

图7是示意地示出第一变形例所涉及的光芯片的俯视图；以及

图8是示意地示出第二变形例所涉及的光芯片的俯视图。

具体实施方式

以下参照附图来说明本发明的优选实施例。

在说明本实施例所涉及的光芯片及光组件之前，先就倒装连接进行说明。

1.倒装连接

图1及图2是用于说明倒装连接的附图。下面，依次说明将光芯片100用倒装连接在第二基板210上的步骤。

（1）如图1所示，首先用具有吸附孔52的焊头50吸附光芯片100。本实施例所使用的光芯片100包括作为光元件的示例之一的垂直谐振型的面发光型半导体激光器。具体地说，光芯片100包括第一基板10、具有光谐振器功能的谐振器18、第一电极24以及第二电极26。另一方面，在第二基板210上，形成有布线部206、208、第一凸起204和第二凸起202。此外，在通过锡焊进行倒装连接的情况下，也可以在第一凸起204及第二凸起202的表面形成镀锡等焊锡层。

（2）接着，在第一凸起204及第二凸起202与第一电极24及第二电极26之间保持一定间隙的状态下，进行对位。具体地说，以将第一电极24的焊盘部配置在第一凸起204的上方、将第二电极26的焊盘部配置在第二凸起202的上方的方式进行对位。

（3）接着，如图2所示，在加热第一电极24及第二电极26的焊盘部与第一凸起204及第二凸起202的同时使它们接触，对光芯片100施加适当的压力，向箭头方向按压（参照图1）。这里，第一电极24的焊盘部、第二电极26的焊盘部、第一凸起204以及第二凸起202由于加热而熔化。另外，焊头50施加足以使第一凸起204及第二凸起202变形的载荷。而且，用激光束进行加热，因此，能够在短时间内对基板上的适当位置有效地加热。而且，除激光束之外，也可以用加热器。

通过以上的步骤，就可以使光芯片100和第二基板210相连接。

在上记步骤中，用非常强的力向第二基板210的方向按压光芯片100。此时，光芯片100的面全体的应力分布是不均匀的。具体地说，在第一电极24的焊盘部和第二电极26的焊盘部之间发生拉伸应力，由于这种拉伸应力导致光芯片100变形，出现转位的增殖或者龟裂等破损。特别是，在拉伸应力大的位置上配置有面发光激光器的谐振器18的情况下，在谐振器18上就会出现破损。

2.光芯片

图3是示意地示出本实施例所涉及的光芯片100的俯视图，它表示电极及谐振器的配置的一种实例。图4是示意地示出光芯片100的剖视图，是以图3中A-A线切断的剖视图。

第一基板10比如由n型GaAs基板构成。面发光激光器的谐振器18形成于第一基板10上。谐振器18由柱状半导体堆积体构成，比如从第一基板10的一侧开始依次层压形成第一反射镜14、活性层15以及第二反射镜16，由此形成谐振器18。谐振器18比如作为面发光激光器的垂直谐振器而发挥作用。此外，在本实施例所涉及的光芯片100中，尽管把第一基板10上的半导体堆积体全体作为谐振器18，然而并不限定于此，例如，也可以是，在只是将半导体堆积体的活性层15及第二反射镜16图形化的情况下，只将被图形化的活性层15及第二反射镜16作为本实施例的谐振器。在本实施例中，谐振器18在表面具有激光光束的出射面22。

如图4所示，从谐振器18的表面开始到凸起和用于进行倒装连接的焊盘部的区域，连续地形成第一电极24。第一电极24设有焊盘部24a、引出部24b和接触区24c。焊盘部24a用于和第二基板210上的第一凸起204进行倒装连接。接触区24c则形成于谐振器18的表面。接触区24c具有环形状，在其开口部形成射出面22。引出部24b连接焊盘部24a和接触部24c。

第二电极26有焊盘部26a。焊盘部26a用于与第二基板210上的第二凸起202进行倒装连接。在本实施例中，焊盘部26a还具有作为与第一基板10之间的接触部的功能，但并非限定于这种结构。亦即，第二电极26也可以在不同于焊盘部26a的区域中具有引出部及接触部。焊盘部24a及焊盘部26a具有圆形状，但并不限定于此，例如也可以是多角形状。

第一电极24及第二电极26中一个作为阳极，另一个则作为阴极而发挥作用。

光芯片100还包括用于包围谐振器18的树脂层30。

树脂层30形成于第一电极24和第一基板10之间。

如图3所示，在俯视图中，谐振器18形成于以直线连接焊盘部24a和焊盘部26a的各最外周而成的区域25的外侧。区域25包括焊盘部24a以及焊盘部26a的形成区域和在它们之间由虚线所围的区域。

3.光组件

下面说明有关应用上述光芯片100的光组件的一个例子。

图5是示意地示出光组件1000的侧视图。图6是示意地示出第二基板210的俯视图，其中，用虚线表示在进行倒装连接时的光芯片100的配置。光组件1000是以上述步骤将光芯片100在第二基板210上实施倒装连接而得。

光组件1000包括由第二基板210、设于第二基板210上的配线部206及配线部208、设于配线部208上的第一凸起204、设于配线部206上的第二凸起202和上述光芯片100。

第二基板210比如可以由玻璃基板构成。如图5、图6所示，在俯视图中，第一凸起204形成于能够与光芯片100的焊盘部24a连接的位置。此外，第二凸起202则形成于可以与光芯片100的焊盘部26a连接的位置。

如上所述，光芯片100的谐振器18形成于区域25的外侧。随之，第一凸起204以及第二凸起202也被配置在与焊盘部24a和焊盘部26a分别对应的位置。因此，谐振器18形成于以直线连接第一凸起204以及第二凸起202的各最外周而形成的区域的外侧。

如图5所示，光组件1000也可以包含把透明的底充剂等树脂材料嵌填入光芯片100和第二基板210之间而形成的树脂层60。这样，能够增加光组件1000整体的强度，又可以减轻第二基板210表面的反射。

而且，本实施例中作为光元件的一例，用垂直谐振型的面发光激光器进行了说明，但是，并非限定于此，也可以是其他发光器件或者光电二极管等。

4.效果

如上所述，在进行倒装连接时，在焊盘部24a及焊盘部26a和与之对应的第一凸起204以及第二凸起202的位置施加载荷。由于该荷重，在光芯片100上主要向图3的箭头所示的方向生成拉伸应力。特别是，如箭头所示，在区域25的内侧生成较大的拉伸应力，而在区域25的外侧，则随着接近于谐振器18，拉伸应力逐渐减小。

所以，由于在区域25的外侧形成谐振器18，所以，与在区域25的内侧形成谐振器18的情况下相比，施加于谐振器18的拉伸应力较小。因此，可以减少对谐振器18的损伤，提高光组件1000的可靠性。

5.变形例

本实施例所涉光组件1000有2个焊盘部以及凸起，但是，并非限定于此，也可以设有大于等于3个的焊盘部及凸起。

5.1第一变形例

图7是示意地示出第一变形例所涉及的光芯片200的俯视图。光芯片200有3个焊盘部。

光芯片200设有第一电极224、第二电极226和第三电极228。在第一电极224、第二电极226及第三电极228中，第二电极226及第三电极228与第一电极224中的一方作为阳极而发挥功能，另一方作为阴极而发挥功能。第一电极224具有焊盘部224a，第二电极226具有焊盘部226a，第三电极228具有焊盘部228a。

在光芯片200中，谐振器18形成于以直线连接焊盘部224a、焊盘部226a、焊盘部228a的各最外周而形成的区域225的外侧。区域225包括焊盘部224a、焊盘部226a及焊盘部228a的形成区域和图7中用虚线包围的区域。

在进行倒装连接时，光芯片200在图7中箭头所示的方向产生拉伸应力。特别是，如箭头所示，尽管在区域225的内侧发生较大的拉伸应力，但是，在区域225的外侧，随着接近谐振器18，拉伸应力却逐渐减小。

所以，因为谐振器18在区域225的外侧形成，与在区域225的内侧形成谐振器18的情况下相比，施加在谐振器18上的拉伸应力较小。由此，可以减少对谐振器18造成的损伤，提高光芯片的可靠性。

而且，以直线连接焊盘部224a、焊盘部226a及焊盘部228a各中心形成的三角形优选是正三角形。即，对于与各焊盘部对应的凸起，同样以直线连接其各中心而形成的三角形也优选为正三角形。

因此，可以使焊盘部与凸起的连接位置取得良好的平衡，并且，减轻施加于谐振器18的位置处的拉伸应力。

5.2第二变形例

图8是示意地示出第二变形例所涉及的光芯片300的俯视图。光芯片300有4个焊盘部。

光芯片300设有第一电极324、第二电极326、第三电极328和第四电极330。在第一电极324、第二电极326、第三电极328及第四电极330中，第二电极326、第三电极328及第四电极330与第一电极224的一方作为阳极，则另一方就作为阴极。第一电极324具有焊盘部324a，第二电极326具有焊盘部326a，第三电极328具有焊盘部328a，第四电极330具有焊盘部330a。

在光芯片300中，谐振器18形成于以直线连接焊盘部324a、焊盘部326a、焊盘部328a、焊盘部330a的各最外周而形成的区域325的外侧。区域325包括焊盘部324a、焊盘部326a、焊盘部328a的形成区域和图8中用虚线包围的区域。

在进行倒装连接时，光芯片300在图8中箭头所示的方向产生拉伸应力。特别是，如箭头所示，尽管在区域325的内侧产生较大的拉伸应力，但是，在区域325的外侧，随着接近谐振器18，拉伸应力将逐渐减小。

所以，由于谐振器18在区域325的外侧形成，与在区域325的内侧形成谐振器18的情况相比，施加在谐振器18上的拉伸应力较小。由此，就可以减少对谐振器18带来的损伤，提高光组件的可靠性。

而且，以直线连接焊盘部324a、焊盘部326a、焊盘部328a及焊盘部330a各中心而形成的四角形优选菱形或者正方形。即，对于与焊盘部分别对应的凸起，同样地，优选以直线连接其各中心而形成的四角形是菱形或者正方形。

因此，可以使焊盘部与凸起的连接位置取得良好的平衡，并且减轻施加于谐振器的位置处的拉伸应力。

本发明并不限定于上述的实施例。例如，本发明还包括实质上与实施例所述构成相同的构成（例如，功能、方法以及结果相同的构成，或者目的和结果相同的构成）。另外，本发明还包括对实施例所述的构成中非本质部分进行置换后的构成。而且，本发明还包括能够实现与实施例所述构成同样效果的构成、或者达到同样目的的构成。

而且，本发明还包括在实施例所述构成中附加公知技术的构成。

产业上的利用可能性

如前所述，本发明所涉及的光芯片是一种具有形成于第一基板上的光元件的光芯片，包括在上述表面具有光束出射面的谐振器、用来驱动上述光元件的第一电极及第二电极、用于与上述第一电极及第二电极分别电连接并且在第二基板上进行倒装连接的多个焊盘部，在俯视图中，上述谐振器形成于以直线连接上述多个焊盘部的各最外周而形成的区域的外侧。因此，与在区域内侧形成谐振器的情况相比，可以减小施加在谐振器上的拉伸应力。由此，可以减少对谐振器18造成的损伤，提高光组件的可靠性。

而且，在本发明所涉及的光芯片中，上述多个焊盘部是3个焊盘部，在俯视图中，上述谐振器可以形成于以直线连接上述3个焊盘部的各最外周而形成的区域的外侧。

本发明所涉及的光芯片中，上述多个焊盘部是4个焊盘部，在俯视图中，上述谐振器可以形成于将上述4个焊盘部的各最外周以直线连接而形成的区域的外侧。

本发明所涉及的光组件是一种包括在第一基板上具有光元件的光芯片、以及与该光芯片进行倒装连接的第二基板，上述光芯片包括在上述表面具有光束出射面的谐振器、用来驱动上述光元件的第一电极及第二电极、用于与上述第一电极及第二电极分别电连接并且在第二基板上进行倒装连接的多个焊盘部，在上述第二基板上设有用于与上述第一电极及第二电极进行倒装连接的多个凸起，在俯视图中，上述谐振器形成于将上述多个凸起的各最外周以直线连接而形成的区域的外侧。

关于本发明所涉及的光组件，上述光芯片和上述第二基板之间可以用树脂层进行密封。

本发明所涉及光组件中，上述光元件可以是垂直谐振型面发光激光器。

Claims (10)

1.一种光芯片，所述光芯片具有基板以及光元件，所述光元件形成于所述基板上，其特征在于：

所述光芯片包括具有光出射面的谐振器、用于驱动所述光元件的第一电极及第二电极、与所述第一电极电连接的第一焊盘部以及与所述第二电极电连接的第二焊盘部，

其中，在俯视图中，所述谐振器形成于以直线连接所述第一焊盘部和所述第二焊盘的最外周而形成的区域的外侧，并且

所述第一焊盘部和所述第二焊盘部用于进行倒装连接。

2.根据权利要求1所述的光芯片，其特征在于，所述第二焊盘部具有两个焊盘部。

3.根据权利要求2所述的光芯片，其特征在于，在俯视图中，所述谐振器形成于以直线连接所述第一焊盘部和所述两个焊盘部的最外周而形成的区域的外侧。

4.根据权利要求1所述的光芯片，其特征在于，所述第二焊盘部具有三个焊盘部。

5.根据权利要求4所述的光芯片，其特征在于，在俯视图中，所述谐振器形成于以直线连接所述第一焊盘部和所述三个焊盘部的最外周而形成的区域的外侧。

6.根据权利要求1所述的光芯片，其特征在于，所述光元件包括所述谐振器、所述第一电极、所述第二电极、所述第一焊盘部以及所述第二焊盘部。

7.一种光组件，所述光组件包括光芯片以及与所述光芯片进行倒装连接的第二基板，所述光芯片具有第一基板以及形成于所述第一基板上的光元件，所述光组件特征在于：

所述光芯片包括具有光出射面的谐振器、用于驱动所述光元件的第一电极及第二电极、与所述第一电极电连接的第一焊盘部以及与所述第二电极电连接的第二焊盘部，

在所述第二基板上，设有用于与所述第一焊盘部及所述第二焊盘部进行倒装连接的多个凸起，

在俯视图中，所述谐振器形成于以直线连接所述多个凸起的最外周而形成的区域的外侧。

8.根据权利要求7所述的光组件，其特征在于，所述光芯片和所述第二基板之间通过树脂层密封。

9.根据权利要求7或8所述的光组件，其特征在于，所述光元件是垂直谐振器型面发光激光器。

10.根据权利要求7所述的光组件，其特征在于，所述光元件包括所述谐振器、所述第一电极、所述第二电极、所述第一焊盘部以及所述第二焊盘部。