JP3230506B2 - 受光モジュール - Google Patents
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Description
光受信器として用いられる受光モジュールに関するもの
である。
気信号に変換する受光素子、その受光素子からの電気信
号を取り出すためのプリアンプ等を有する集積回路など
の構成部品からなる。従来の受光モジュールでは、図9
に示されたように、それらの部品には独立なシリコン基
板が用いられている。図において、符号26はシリコン
基板、27は受光素子、28は集積回路、29はボンデ
ィングワイヤである。
ジュールを構成する場合、図9に示されたように、それ
ぞれ個別のスペースが必要となる。また、光学部分と集
積回路部分の接続、また集積回路とパッケージの接続に
は、通常の場合ボンディングワイヤが使用されるが、実
装スペースを確保する場合、ワイヤ長として1mm以上
の長さが必要となり、高周波特性の劣化を招くという問
題があった。
もので、半導体集積回路のうら面を光ファイバの固定部
材としても使用することで、実装部品の削減、実装工数
の低減を図ることが可能となる。また、半導体集積回路
を半田バンプを介してフリップチップ実装することによ
って、受光素子との各々の接続にボンディングワイヤー
を使用せずに済み、高周波特性の改善も可能となる。
の本発明は、以下の構成を採用した。請求項1に記載の
受光モジュールは、配線パターンが形成されたモジュー
ル基板と、該モジュール基板上におもて面側が該モジュ
ール基板側に向くように半田バンプを介して実装された
集積回路と、該集積回路のうら面に形成された溝に固定
された光ファイバーと、前記モジュール基板上に搭載さ
れ前記光ファイバーを伝搬してきた光を受光する受光素
子とを備えたことを特徴とする。
項1に記載の受光モジュールにおいて、前記集積回路お
よび受光素子が高さ方向の位置決め用の台座に搭載され
たことを特徴とする。
項1または請求項2に記載の受光モジュールにおいて、
前記溝がV字型に形成されたことを特徴とする。
光モジュールを示す。モジュール基板1上には、受光素
子2が搭載してあるキャリア3と、半導体集積回路4が
固定されている。半導体集積回路4には、光ファイバ固
定溝5が形成されており、光ファイバ6はその光ファイ
バ固定溝5に配置され、光ファイバ押さえ7とに挟まれ
て固定されている。モジュール基板1には、半導体集積
回路4を固定し電気的に接続するための信号線8、電源
/GND線9、制御端子線10、等の電極パターンが設
けられている。
線で描いた図を示すが、これらの配線パターンは、実装
されるキャリア2と半導体集積回路4の下部にまで配置
されている。図1は、本発明の受光モジュールのコア部
分を示してものであり、その他周辺部分についての構
造、構成については特に限定しない。
2のパターンを示す。ここでは裏面入射型の受光素子を
例にしている。図3(a)は光入射面、図3(b)は電
極面である。光ファイバ6から出射された光は、図3
(a)に示す光入射領域11に入射される。光電流は図
3(b)に示すp電極12から出力される。pn両電極
上の半田バンプ14は、受光素子2をキャリア3に実
装、固定するためのものである。
実装面には、受光素子2に合わせた電極15が設けられ
ており、図3に示した半田バンプを介して受光素子2は
固定される。電極15は折り曲げられて側面につながっ
ており、側面の電極にはモジュール基板1と接続するた
めの半田バンプ16が設けられている。受光素子2は、
キャリア3に対してモジュール化を行ったとき、光ファ
イバ6の出射光と最適な結合が得られるように、キャリ
ア2に対して高精度に位置決めして固定している。
バ固定溝5が形成された半導体集積回路4である。ここ
ではシリコンを用いた集積回路を例にとって説明する。
多くの集積回路の材料として用いられているシリコン
は、異方性エッチング特性を利用して、光ファイバ固定
用としての高精度V字型溝基板として適用されている。
従って、シリコンベースの半導体集積回路を、光ファイ
バ固定用基板としても使用する。
コン基板の裏面に、V字型溝の形成用パターンを形成す
る。次に、集積回路面側にエッチング保護膜を形成し、
エッチングにより光ファイバ固定溝となるV字型溝を形
成する。V字型溝の形成後、エッチング保護膜を除去
し、パット電極23上に半田バンプ22を形成する。溝
がV字型の場合は、該V字型溝と光ファイバ押さえとで
光ファイバの周囲を3点で支持することができるので、
確実に固定される。以上は、シリコンを例に取った説明
であるが、本発明の構成要件としては、光ファイバ固定
溝が形成された集積回路であれば、材料、形成方法を特
定するものではない。
ある。光ファイバ6と受光素子2が搭載されているキャ
リア3は、光学的な調整を施すことなく、パッシブアラ
イメント実装技術によって、機械的に位置決めされ、光
学特性が最適となる用に固定される。モジュール基板1
の各電極と、受光素子2および半導体集積回路4は、各
々に形成された半田バンプを介して、電気的に接続され
る。本実施形態では、高さ方向の精度は、各々に形成さ
れた半田バンプの精度に依存し、その精度は数μmオー
ダとなる。
た場合を示している。図4の場合と同様、受光素子13
の実装面とその側面に電極21が形成されており、側面
にはジュール基板1と接続するための半田バンプ20が
設けられている。図4との相違は、電気的な接続を行う
ためにボンディングワイヤ19を使用していることであ
る。本実施形態では、受光素子からの信号引き出しに、
唯一ボンディングワイヤを使用するが、その長さとして
は100〜200um程度で済み、この部分での大きな
高周波特性の劣化はほとんど考慮せずに済み、本発明の
特徴を損なうものではない。
向上させる実装構造である。高さ方向の位置決めとし
て、突起状の台座24を形成し、キャリア3および半導
体集積回路4を接触させて実装、固定を行う。本構成に
よれば、高さ方向の実装精度としては、サブμmオーダ
となる。
る受光モジュールによれば、以下のような効果を奏す
る。光ファイバは、光ファイバ固定用の溝が設けられた
半導体集積回路に固定され、半導体集積回路はモジュー
ル基板に半田バンプを介してフリップチップ実装され、
受光素子と半導体集積回路はモジュール基板に設けられ
た配線パターンで接続される。このようにして、半導体
集積回路のうら面を光ファイバの固定部材として使用す
ることで、実装部品の削減、実装工数の低減を図ること
が可能となる。また、半導体集積回路を半田バンプを介
してフリップチップ実装することによって、受光素子と
の各々の接続にボンディングワイヤーを使用せずに済
み、高周波特性の改善も可能となる。
示す図である。
板上の配線パターンを示す図である。
の(a)光入射面側と(b)電極側を示す図である。
のキャリアの詳細を示す図である。
を示す図で、うら面に光ファイバー固定溝が形成されて
いることを示す図である。
射型の受光素子の詳細を示す図である。
を示す断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 配線パターンが形成されたモジュール基
板と、該モジュール基板上におもて面側が該モジュール
基板側に向くように半田バンプを介して実装された集積
回路と、該集積回路のうら面に形成された溝に固定され
た光ファイバーと、前記モジュール基板上に搭載され前
記光ファイバーを伝搬してきた光を受光する受光素子と
を備えたことを特徴とする受光モジュール。 - 【請求項2】 請求項1に記載の受光モジュールにおい
て、 前記集積回路および受光素子が高さ方向の位置決め用の
台座に搭載されたことを特徴とする受光モジュール。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の受光モ
ジュールにおいて、 前記溝がV字型に形成されたことを特徴とする受光モジ
ュール。
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