JP2000501239A - チップ組立ての方法とデバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 少なくとも１個の光活性表面を有するチップの構造体を簡単にしおよび光ファイバと光学的に活性な表面との間に最良の光透過を得るために前記チップを光小型カプセルに対して正しい位置に配置する本発明により、少なくとも１個の導電体（４）を有しおよび前記チップをフォイル基板の上の正しい位置に配置するためおよび前記フォイル基板／チップ組立体をカプセルの上の正しい位置に配置するための整合マークおよび／または案内装置（８）を備えた前記フォイル基板（９）の上に、前記チップ（１）が固定される。前記チップが前記フォイル基板の上に固定された後、前記チップを備えた前記フォイルを前記カプセルに容易に固定することができ、そして前記装置により前記チップが前記カプセルに固定されるであろう。前記カプセルの上の例えば接触素子案内ピンのような案内装置を用いることにより、前記接触素子の中の光ファイバの端部が前記チップの前記光学的に活性な表面に対向しおよび接触しそれによりそれらの間で最良の光透過が得られるように、前記カプセルに対して正しい位置に前記フォイル基板／チップ組立体を配置しすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 チップ組立ての方法とデバイス 発明の分野 本発明は、光小型カプセルの上にチップを取り付けるといったような、少なく とも１個の光活性表面を有するチップをユニット装置の上に取り付ける方法と、 少なくとも１個の光表面を有するチップをユニット装置の上に取り付ける構造体 とに関する。他の電子素子と共に集積化することができる光検出器（ＰＤ、 photo-detectors）、発光ダイオード（ＬＥＤ、light-emitting diodes）または レーザ・ダイオード（ＬＤ、laser diodes）のような表面に取り付けられたおよ び／または表面に封止された光電気素子を、容易に取り扱うことができるように 、小型カプセルの上に取り付けることが多い。 先行技術の説明 高速通信に対して光ファイバを用いる時、光送信機または光受信機のような光 部品の活性表面と光ファイバとの間を永久的に接続することがよく行われる。こ の接続には、光ファイバの端部と光部品の上の明確に定められた領域とを極めて 正確に整合させることが必要である。したがって通常は、永久的に取り付けられ たいわゆるピッグテイルと呼ばれる一定の長さの光ファイバと部品とが一緒に封 止され、永久的に取り付けられた小さなファイバがカプセルからいつでも引き出 される。金属材料またはプラスチック材料を用いて、この封止を気密に行うこと ができる。部品を封止するこの方法は時間がかかり、そして費用が高く、また大 きな容積を要し、そして封止された部品を光ファイバに接続することおよび接続 を解除することができない。 米国特許第5,168,537号、第5,199,093号、第5,230,030号、第5,249,245号、第 5,309,537号、第5,337,391号および第5,420,954号は、光ファイバを光送信機ま たは光受信機に一定の形式の相互接続装置を用いて接続する、従来から知られて いる方法と構造体とを開示している。ここでは、異なる形式の案内装置を用いて 、別々の光ファイバの端部が光電気素子の活性表面に直接に接続される。 発明の概要 光学的に活性な表面と光ファイバとの間で光透過が最良であるように、少なく とも１個の光活性表面を有するチップの構成を簡単にしそしてチップを光小型カ プセルに対して正しい位置に配置することを目指して、少なくとも１個の導電体 を有するフォイルの上にチップが取り付けられる。このフォイルは整合マークお よび／または案内装置を備えており、それによりフォイルの上にチップが正しく 配置されるための位置決めと、カプセルの上にフォイルおよび取り付けられたチ ップが正しく配置されるための位置決めとが得られる。フォイルの上にチップが 取り付けられた後、フォイルおよびチップの組立体をカプセルに取り付けるのは 容易にできる。例えばカプセルの上の接触素子案内ピンのような案内装置を用い ることにより、接触素子の中の光ファイバの端部がチップの光学的に活性な表面 に対向しそして接触して配置され、それにより最良の光透過が得られるように、 フォイルおよびチップの組立体がカプセルに対して正しく配置されるように位置 決めすることができる。 図面の簡単な説明 図１は、従来の技術による光小型カプセル構造体の図。 図２は、１個のチップのための小室と複数個の案内ピンとを有する、本発明に よる光小型カプセル構造体の図。 図３ａは、本発明による光学的に活性な表面を有する下側に配置されたチップ と導電体とを備えたフォイル基板の図。 図３ｂは、図３ａに示されたチップと上側に配置された導電体とを有するフォ イル基板を示した図。 図３ｃは、下側に配置された導電体を有する図３ａに示されたチップとフォイ ル・ストリップとを示した図。 図４ａは、上側に配置された導電体を有し本発明に従ってフォイルに取り付け られたチップを備えた光小型カプセルの図。 図４ｂは、下側に配置された導電体を有し本発明に従ってフォイルに取り付け られたチップを備えた光小型カプセルの図。 図５ａおよび図５ｂは、本発明に従ってフォイルに取り付けられたチップと案 内装置とを備えた光小型カプセルの図であって、図５ａおよび図５ｂはそれぞれ 上から見た小型カプセルの図および側面から見た小型カプセルの図。 好ましい実施例の説明 図１は、一定の光電気部品１５を備えた従来のモジュールすなわちいわゆる光 小型カプセル構造体の図である。図１はまた、回路ボードまたはそれと同等のデ バイスのような、基板の上のモジュールとして考えられる構造体を示している。 案内ピンを有するカプセル・コネクタと一緒に、複数個の相互に隣接した光ファ イバを有する光多重ファイバ・ケーブルすなわち光リボン・ファイバが備えられ る。コネクタがカプセルに接続される時、カプセルの正面側に備えられた整合用 案内ホール１１にコネクタの案内ピンが正確に挿入されることにより、これらの 案内ピンはコネクタをカプセルに対して正確に配置するための位置決めの機能を 果たす。参照番号１７は、光電気部品１５からカプセルの下側にまで真っ直ぐに 延長されている導電体路を示す。カプセルの正面側に浅い凹部１９が配置される 。カプセルまたはモジュールの正面側の残りの部分に対して窪んだ位置に、部品 １５を取り付けることができる。光コネクタの案内ピンをカプセルの案内ホール の中に挿入する時、この構造体により光部品の外側表面と光コネクタの対応する 表面、通常は光ケーブルの中の光ファイバの端部表面、との間に制御された距離 を得ることができる。このことにより、光コネクタを取り付ける時に圧力が作用 し、そしてそのことにより接続表面に損傷が生ずることを避けることができる。 カプセルの正面側には、整合用十字線またはそれと同等の形式のマーキング２１ を備えることができる。このマーキングの役割は、カプセルの正面側において、 案内ピンが挿入されるホール１１の位置に対して光部品を正確に配置することを 可能にすることである。 図２は、本発明により構成されたモジュール／光小型カプセル１０の図である 。このモジュール／光小型カプセル１０は、チップを取り付ける凹部１４と光フ ァイバ・コネクタに対する案内ピン１７とを有する。 図３ａ〜図３ｃは、モジュール／小型カプセルの電気接続図である。このモジ ュール／小型カプセルは、例えばポリイミドのようなポリマ材料で構成された柔 軟なフォイル基板９を有する。このいわゆるフレックス・フォイルの１つの側面 または両側面に金属フォイル４が備えられる。この金属フォイル４は、銅のフォ イルであることが好ましい。この銅フォイルは、チップ１と回路ボード１１との 間の電気接続のためのプリント回路である。チップの活性表面７がフォイル基板 ９に向って対面するようにこのチップを、いわゆるフリップ・チップ技術により 、フォイル基板９の上に取り付けることができる。このフォイル基板は、チップ の活性表面と反対側に配置された開口部５を有する。フリップ・チップのフォイ ル基板に対する接合は、接着剤３によりさらに増強される。例示された実施例で は、接着剤３は透明な接着剤であることができる。接着剤は、フォイル開口部を 部分的にまたは完全に充填するように用いることができる。けれども、フォイル 基板にわたって十分に良好な実質的透過が得られる場合には、開口部は必要では ない。薄くて透明でかつ弾力のある膜６を、活性表面の位置と対応するフォイル 基板の裏側の位置に用いることができる。フォイル基板に備えられたホール８に カプセル１０の案内ピン１７が挿入される。このフォイル基板は、モジュール／ カプセルの凹部１４の中に収納されるチップと共に、これらのピンの上に配置さ れる。チップとフォイル基板とを接着剤でカプセルに接合することができる。図 ４を見よ。コネクタを接続する時、薄くて透明でかつ弾力のある膜６は、コネク タと部品との間に空隙ができるのを防止するであろう。例えば、フリップ・チッ プ・バンプ２が５０〜７５μｍの高さを有し、銅フォイル基板４が１０μｍの厚 さを有し、ポリマ・フォイル９が２５μｍの厚さを有し、および膜６が２０μｍ の厚さを有する時、コネクタ・ファイバとチップ表面との間の距離の合計は１０ ０〜１３０μｍであるであろう。この距離は十分に短い距離であると考えられる 。 フレックス・フォイルの上の回路ボードとチップとの間の電気接続を達成する には、概略的に言って２つの方法がある。これらの２つの方法の間の違いは、フ レックス・フォイルのどちら側に導電体４が配置されるかにより支配される。図 ３ｂに示されているように、もし導電体がチップと同じ側に配置されるならば、 フォイル基板は図４ａに示されているように「前方に」曲げられ、そして回路ボ ード１１の上に取り付けられる時にはカプセルの下に配置されなく、そしてハン ダまたは導電性接着剤１３のいずれかで回路ボード１８の上の導電体と接続され る。もしその代わりに図３ｃに示されているように、チップが取り付けられてい る側とは反対側に導電体が配置されるならば、導電体は図４ｂに示されているよ うにモジュールの下に曲げられ、そしてハンダまたは導電性接着剤１３により回 路ボードに取り付けられた導電体と接続される。この後者の場合、フォイル基板 の１つの側面の上のチップは、ホール１６の媒体を通して、フォイル基板の他の 側の導電体に接続される。 チップがフォイル基板の上に配置される時またはフォイル基板がモジュールの 上に取り付けられる時のいずれの場合にも、モジュールの案内ピンに対してチッ プの活性表面を配置することがまたできる。前者の場合、取付け機械を用いて約 ５μｍの程度の十分な精度で、ホール８に対してチップを配置することができる 。 チップの外側端部またはチップに備えられた整合マークを基準とすることがで きそしてこれらの端部またはマークをフォイル基板のホールに対して正しく配置 することができる、「可視」システムを用いることができる。これらのホールが 案内ピン１７と同じ直径を有する時、フォイル基板／チップ組立体がピンの上に 適合する場合には、チップが案内ピンに対して正しく配置されるように位置が定 められるであろう。図５に示された後者の場合、凹部１４の２つの端部１９、２ ０が、案内ピン１７に対して十分な精度で与えられる。その後、フォイル基板／ チップ組立体を接着する前に、フォイル基板／チップ組立体が案内ピンの上に適 合され、そしてチップの外側端部が明確に定められた端部１９、２０に対して押 し付けられる。この後者の場合には、フォイル基板の中のホール８が案内ピンの 直径よりもわずかに大きいことが必要である。モジュールの凹部の端部を用いる 代わりに、フォイルをチップと適合させる前に、明確に定められた横断面を有す る金属フォイルまたはプラスチック・フォイルを適合させることができる。この フォイルはまた、モジュールの凹部の前記の端部と同じように、前記ホールに対 して明確に定められている端部を有することができ、そしてそれによりフォイル 基板／チップ組立体の明確に定められた位置決めを得ることができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９８年３月１８日（１９９８．３．１８） 【補正内容】 請求の範囲 １．チップと電気的に接触するための少なくとも１個の導電体を有するフォイ ル基板の上に前記チップを例えば接着により固定することにより光小型カプセル の上に前記チップを取り付け、前記チップの活性表面がフォイル基板に向いてい るまたはフォイル基板の反対側に向いているというように、少なくとも１個の光 学的に活性な表面を有するチップをユニット装置の上でユニット装置に対して正 しい位置に取り付ける方法であって、前記フォイル基板の上に前記チップを正し い位置に配置するために前記フォイル基板に整合マークおよび／または案内装置 を供給する段階と、前記ユニット装置の上に前記フォイル基板を正しく配置する ために前記ユニット装置の上の案内ピンまたはユニット装置に取り付けられた接 触デバイスに整合しているホールを前記フォイル基板に供給する段階と、前記フ ォイル基板／チップ組立体を前記ユニット装置に固定する段階と、を特徴とする 前記方法。 ２．チップと電気的に接触するための少なくとも１個の導電体を有するフォイ ル基板に前記チップが固定され、前記チップの活性表面が前記フォイル基板に向 いているまたは前記フォイル基板の反対側に向いているというように、光小型カ プセルに前記チップを取り付ける時のように、少なくとも１の光学的に活性な表 面を有するチップをユニット装置の上でユニット装置に対して正しい位置に配置 するための構造体であって、前記フォイル基板の上に前記チップ（１）を正しく 配置するために前記フォイル基板（９）が整合マークおよび／または案内装置を 備えることと、前記ユニット装置の上に前記フォイル基板を正しく配置するため に前記ユニット装置の上の案内ピン（１７）またはユニット装置に取り付けられ た接触デバイスに整合しているホール（８）を備えることと、前記チップを前記 ユニット装置に取り付ける時前記チップ（１）の位置を定めるために明確に定め られた凹部（１４）を前記ユニット装置が備えることとを特徴とする、前記構造 体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ 【要約の続き】 ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．光小型カプセルの上にチップを取り付けるといったような少なくとも１個 の光学的に活性な表面を有するチップをユニット装置に取り付ける方法であって 、前記チップと電気的に接触するための少なくとも１個の導電体を有しそして前 記チップの前記活性表面がフォイル基板に向って対面しているまたはフォイル基 板の反対側に向って対面している前記フォイル基板の上に前記チップを例えば接 着により固定する段階と、前記フォイル基板の上に前記チップを正しく位置決め するためにおよび前記装置の上に前記フォイル基板を正しく位置決めするために 前記フォイル基板が整合マークおよび／または案内装置を備える段階と、前記フ ォイル基板／チップ組立体を前記ユニット装置に固定する段階と、を特徴とする 前記方法。 ２．請求項１記載の方法において、前記ユニット装置の上に前記フォイル基板 を正しく位置決めするために前記ユニット装置の上の案内ピンまたはユニット装 置に取り付けられた接触デバイスに整合するホールを前記フォイル基板が備える ことを特徴とする、前記方法。 ３．請求項１記載の方法において、前記チップが前記フォイル基板に固定され た時、前記チップの前記活性表面の反対側に配置される開口部を前記フォイル基 板が備えることを特徴とする、前記方法。 ４．光小型カプセルにチップを取り付ける時のように少なくとも１個の光学的 に活性な表面をユニット装置に対して正しい位置に配置するための構造体であっ て、少なくとも１個の導電体４を有するフォイル基板９に前記チップが固定され ることと、前記フォイル基板の上に前記チップを正しく配置するためにおよび前 記ユニット装置の上に前記フォイル基板を正しく配置するために前記フォイル基 板が整合マークおよび／または案内装置８を備えることと、を特徴とする前記構 造体。 ５．請求項４記載の構造体において、前記ユニット装置の上の案内ピン１７ま たはユニット装置に取り付けられた接触デバイスに整合するホール８を前記フォ イル基板が有することを特徴とする、前記構造体。 ６．請求項４記載の構造体において、前記チップを前記フォイル基板の上に固 定した後前記チップの活性表面７の反対側に配置されるように指定された開口部 ５を前記フォイル基板が有することを特徴とする、前記構造体。 ７．請求項４記載の構造体において、前記チップを前記ユニット装置に取り付 ける時前記チップ１の位置を定めるために明確に定められた凹部１４を前記ユニ ット装置が備えることを特徴とする、前記構造体。 ８．少なくとも１個の光学的に活性な表面を備えたチップを有する光小型カプ セルであって、少なくとも１個の導電体４を有するフォイル基板９の上に前記チ ップ１が取り付けられることと、前記フォイル基板／チップ組立体が前記カプセ ル１０の上に取り付けられることと、前記フォイル基板の上の前記導電体が前記 チップに接続されるまたは回路ボード１１の上の導電体に接続することができる ことと、を特徴とする前記光小型カプセル。