JPH06295937A - 光電素子の実装方法 - Google Patents

光電素子の実装方法

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JPH06295937A
JPH06295937A JP5067257A JP6725793A JPH06295937A JP H06295937 A JPH06295937 A JP H06295937A JP 5067257 A JP5067257 A JP 5067257A JP 6725793 A JP6725793 A JP 6725793A JP H06295937 A JPH06295937 A JP H06295937A
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solder
substrate
solder bump
silicon substrate
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Yoshinobu Kanayama
義信 金山
Masataka Ito
正隆 伊藤
Hiroshi Honmo
宏 本望
Junichi Sasaki
純一 佐々木
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Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】光電素子を無調整で高精度に実装することによ
り、製造コストを下げ、かつ大量生産を容易にする。 【構成】レーザダイオード１をシリコン基板４上に形成
された半田バンプ２の上に仮置きしてシリコン基板４を
加熱することにより半田バンプ２を熔融して、熔融半田
の表面張力により、シリコン基板４上の電極パッド６と
電極パッド５の水平方向の位置決めした後、機械的外力
によってレーザダイオード１を位置決め台３に垂直方向
に押し付けることにより、垂直方向にも位置決めして基
板を冷却し固定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信用光モジュール
等で用いられる光電素子の実装方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】通信分野では、情報の大容量化により、
電気信号による通信から大容量化に有利な光通信への移
行が進んでいる。さらに今日では、光通信の一般加入者
系への適用も考えられており、このため、光通信用光デ
バイスの低価格化が求められている。しかしながら、光
デバイスの製造においては、光電素子夫々の光軸を高精
度に合わせて基板上に実装する必要があり、光軸調整に
多くの工数が必要とされる。そこで、低価格化に有効な
手段となる光電素子を無調整で基板上に実装する方法が
検討されている。
【０００３】この無調整実装法の一例として、次のよう
な方法がある。すなわち、基板上に半田バンプを形成
し、この半田バンプ上に光電素子を仮置きして半田バン
プを加熱熔融させると半田はその表面張力で光電素子と
接合した状態で表面積が最小になるように形状を変化さ
せる。その結果、光電素子は半田の表面張力によって移
動し、光電素子が半田バンプの真上にくるように位置決
めされる（セルフアライメント効果）。
【０００４】このセルフアライメント効果を利用した一
例が、電子情報通信学会の光量子エレクトロニクス研究
会資料１９９１年８月の４５〜５０頁に紹介されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の光電素子の実装
方法では、セルフアライメント効果により、基板にたい
して水平方向の位置決め精度は良好である。しかし、垂
直方向を実装上必要な±１μｍの精度に位置決めするに
は、半田の体積を０．１μｇ以下の精度で制御しなくて
はならず、極めて困難であった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の光電素子の第１
の実装方法は、基板上に設けた第１の電極パッドの上に
半田バンプを形成し、第２の電極パッドを設けた光電素
子の前記第２の電極パッドを前記半田バンプ上に位置合
わせして仮に載置する工程と、加熱により前記半田バン
プを熔融させ熔融した半田の表面張力を利用して前記第
１の電極パッドと第２の電極パッドとの基板表面に対し
て水平方向の位置を整合させる工程と、前記光電素子を
上方より垂直に押し下げ前記第１の電極パッドの近傍に
設けた位置決め台の上面に前記光電素子の下面を押付け
て垂直方向の位置を設定した後冷却して固定する工程と
を含んで構成される。
【０００７】本発明の光電素子の第２の実装方法は、基
板上に設けた第１の電極パッドの上に半田バンプを形成
し、第２の電極パッドを設けた光電素子の前記第２の電
極パッドを前記半田バンプ上に位置合わせして仮に載置
する工程と、加熱により前記半田バンプを熔融させ熔融
した半田の前記第２の電極パッドの表面への濡れ広がり
を利用して前記半田バンプの厚みを徐々に減少させて前
記第１の電極パッドの近傍に設けた位置決め台の上面に
前記光素子の下面を突き当て垂直方向の位置を設定する
と同時に、熔融した半田の表面張力を利用して前記第１
の電極パッドと第２の電極パッドとの基板表面に対して
水平方向の位置を整合させる工程とを含んで構成され
る。
【０００８】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【０００９】図１（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施
例を説明するための工程順に示した断面図である。
【００１０】まず、図１（ａ）に示すように、放熱性支
持体等に用いられるシリコン基板４の上にクロム膜およ
び金膜を積層して設けた直径４５〜５５μｍの円形の電
極パッド６と、この電極パッド６の上に形成した金錫か
らなる半田バンプ２と、この半田バンプ２の近傍のシリ
コン基板４の上に二酸化珪素からなる高さ１０μｍの位
置決め台３とを形成し、クロム膜および金膜を積層して
形成した直径５０μｍの円形の電極パッド５を有する半
導体レーザダイオード１の電極パッド５を半田バンプ２
の上に位置合わせして仮に載置する。
【００１１】ここで、電極バッド５と半田バンプ２の位
置合わせ精度は特に高くする必要がなく、接合しようと
する電極パッド５，６の直径の１／４以内の精度があれ
ばよい。
【００１２】次に、図１（ｂ）に示すように、加熱によ
り半田バンプ２を熔融させると、熔融した半田は表面張
力により表面積が最小になるような形状になろうとして
レーザダイオード１を水平方向に移動させはじめる。
【００１３】次に、図１（ｃ）に示すように、熔融した
半田の表面積が最小になった状態で電極パッド５の水平
位置が電極パッド６の位置に自動的に高精度に整合（セ
ルフアライメント）される。
【００１４】次に、図１（ｄ）に示すように、レーザダ
イオード１を機械的外力により垂直に下方へ押下げてレ
ーザダイオード１の下面を位置決め台３の上面に押付
け、垂直方向の位置合わせを行い、その状態で実装基板
を冷却して半田を固化させ、レーザダイオード１を高精
度に位置決めできる。
【００１５】図２（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２の実施
例を説明するための工程順に示した断面図である。
【００１６】まず、図２（ａ）に示すように、第１の実
施例と同様に構成した電極パッド６、半田バンプ２、位
置決め台３を有するシリコン基板４に直径が８０μｍの
円形の電極パッド７を形成したレーザダイオード１の電
極パッド７を半田バンプ２の上に位置合わせして仮に載
置する。
【００１７】次に、図２（ｂ）に示すように、加熱によ
り半田バンプを熔融させると、熔融した半田が電極パッ
ド７の表面に濡れ広がり始める。
【００１８】次に、図２（ｃ）に示すように、熔融した
半田が更に電極パッド７の表面に濡れ広がるに従って半
田バンプ２の厚みが減少してレーザダイオード１の下面
が位置決め台３に近づき同時に熔融した半田の表面張力
により電極パッド７と電極パッド６の位置が整合される
方向に水平移動する。
【００１９】次に、図２（ｄ）に示すように、電極パッ
ド７と電極パッド６が水平方向に整合されると共に半田
の濡れ広がりにより半田バンプの厚みが更に減少してレ
ーザダイオード１の下面が位置決め台３に接し、垂直方
向にも高精度に位置決めされる。この状態で、基板を冷
却して半田を固化させ、レーザダイオード１を固定す
る。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法によ
れば、光電素子を容易に高精度に実装できるので、製造
コストが低くなり、大量生産も容易になるという効果を
有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を説明するための工程順
に示した断面図。
【図２】本発明の第２の実施例を説明するための工程順
に示した断面図。
【符号の説明】
１ レーザダイオード ２ 半田バンプ ３ 位置決め台 ４ シリコン基板 ５，６，７ 電極パッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 純一 東京都港区芝五丁目７番１号日本電気株式 会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上に設けた第１の電極パッドの上に
    半田バンプを形成し、第２の電極パッドを設けた光電素
    子の前記第２の電極パッドを前記半田バンプ上に位置合
    わせして仮に載置する工程と、加熱により前記半田バン
    プを熔融させ熔融した半田の表面張力を利用して前記第
    １の電極パッドと第２の電極パッドとの基板表面に対し
    て水平方向の位置を整合させる工程と、前記光電素子を
    上方より垂直に押し下げ前記第１の電極パッドの近傍に
    設けた位置決め台の上面に前記光電素子の下面を押付け
    て垂直方向の位置を設定した後冷却して固定する工程と
    を含むことを特徴とする光素子の実装方法。
  2. 【請求項２】 基板上に設けた第１の電極パッドの上に
    半田バンプを形成し、第２の電極パッドを設けた光電素
    子の前記第２の電極パッドを前記半田バンプ上に位置合
    わせして仮に載置する工程と、加熱により前記半田バン
    プを熔融させ熔融した半田の前記第２の電極パッドの表
    面への濡れ広がりを利用して前記半田バンプの厚みを徐
    々に減少させて前記第１の電極パッドの近傍に設けた位
    置決め台の上面に前記光素子の下面を突き当て垂直方向
    の位置を設定すると同時に、熔融した半田の表面張力を
    利用して前記第１の電極パッドと第２の電極パッドとの
    基板表面に対して水平方向の位置を整合させる工程とを
    含むことを特徴とする光電素子の実装方法。
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