专利名称：光组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及将光元件、光波导等混合集成的光组件。
背景技术：
光组件，是进行从电到光、或从光到电的变换的装置。光组件，具有将光元件、光波导、电路等混合集成后的结构。光组件，例如在光纤通信系统中使用。
图3是表示现有的光组件的光波导与光元件之间的配置关系的示意图。该光组件是在“光技术通讯”Vol.36、No.4(1998)中公开的。在安装衬底40的主表面上，设有凹部42。光元件44，被设置在凹部42内。在安装衬底40的主表面上，安装着光波导46。光波导46的端部48，位于光元件44之上。端部48，用作反射镜。从光元件44发射出的光50，由端部48反射后，入射到光波导46的芯部52。光50在芯部52内沿箭头方向传播，并传送到光纤等。
但是，这种光组件，要求两方面的精度、即安装光元件和安装衬底时的校准精度、及安装了光元件的安装衬底与光波导之间的校准精度。特别是，在光纤等要求±1～5μm的定位精度的光组件中，必须尽可能减少要求校准精度的部位。
另外，根据电子设备的小型、轻量化的要求，也要求光组件小型化、轻量化并降低成本。
本发明，是为解决上述课题而开发的。本发明的目的在于，提供一种能够小型轻量化的光组件。
发明的公开(1)本发明的光组件，备有具有主表面的安装构件、在上述安装构件上形成的配线、安装在上述主表面上并与上述配线电气连接的光元件，上述安装构件，是对从上述光元件发射出的光或入射到上述光元件的光进行导波的光波导。
现有的光组件，将与安装构件为不同构件的光波导安装在该安装构件上。与此不同，在本发明中，安装构件与光波导是同一个构件。因此，可以使光组件变薄。其结果是，可以实现光组件的小型化及轻量化。
另外，在现有的光组件中，与定位有关的构件有3个、即安装构件、光波导及光元件。与此不同，本发明，只有安装构件(光波导)及光元件两个构件。因此，在本发明中，光元件的定位就易于进行，因而可以提高接合精度。
在本发明中，也可以将上述光元件的光入射口或发射口配置成使其与上述主表面相对。作为这种光元件，例如有面发射激光器。
在本发明中，也可以在光波导上设置光反射构件。通过光反射构件进行光元件与光波导之间的光传输。
(2)本发明，是备有发射或入射光的光元件、具有主表面并将光元件安装在主表面上且对可从光元件发射的光或入射到光元件的光进行导向的光波导的光组件。
本发明，具有与(1)的发明相同的效果。
在本发明中，也可以使光元件的发射或入射光的部位位于与光波导相对的方向，且进行裸片式安装，同时在光元件与光波导之间在隔着透光性粘结构件的状态下将光元件与光波导固定。
裸片式安装，与封装式安装相比，可以实现小型轻量化。在这种形态中，由于对光元件进行裸片式安装，所以，可以使光组件进一步小型轻量化。此外，还用透光性粘结构件将光元件和光波导固定。因此，可以将光元件与光波导固定并能确保光元件与光波导之间的光路。
在本发明中，光波导，也可以具有改变光的传播方向的变更部，并使光元件位于与变更部相重叠的位置。因此，能有效地进行光传播方向的变更。
另外，在光波导上形成变更部，并将光元件直接安装在具有变更部的光波导上。因此，能将光元件与变更部的相对位置(距离等)始终保持一定，所以不会使焦点偏离变更部。另一方面，在前述的例中，由于不是将光元件直接安装在光波导上，所以，使光波导与光元件分开配置。因此，即使两者已固定在其他部位，两者间的相对位置仍有改变的可能性。因此，即使在定位时可以将位置对准，也仍有可能因其后的各种因素(热、外力等)的影响而产生位置偏差。
虽然所写着的是「与变更部相重叠的位置」，但其中所谓「相重叠」，指的是，当从光元件或从变更部以投影的形式看去时，看上去是将两者配置在双方好象是重叠状态的位置。
在本发明中，在光波导的主表面上，也可以安装与光元件不同的半导体元件，并具有将光元件及半导体元件整体封装的树脂。
如将光元件及半导体元件安装在光波导的主表面上，则可以缩短连接两者的配线。此外，安装衬底侧的配线可以按单层形成，因而使配线易于形成。而当将光元件及半导体元件用树脂整体封装时，可以提高光组件的强度。另外，如将光元件与半导体元件混装，则可以提高光组件的集成度。并且，随着其集成度的提高，还可以降低成本。
树脂也可以具有遮光性。当光照射在半导体元件上时，有可能使半导体元件发生误动作。通过用遮光性树脂封装半导体元件，即可防止误动作。
半导体元件，也可以具有驱动光元件的功能。
由于将光元件及驱动或控制光元件的半导体元件安装在光波导的主表面上，所以，可以使光组件成为高度集成的安装组件。此外，还可以实现光组件的高度集成化并降低成本。
也可以在光波导的主表面上直接以层叠的方式形成电路。当在光波导的主表面上直接以层叠的方式形成电路时，就不需要安装半导体元件了。因此，不需要考虑不同部件之间的连接可靠性。此外，在IC元件的连接中，可以去掉连接点，因此，能改善配线的阻抗特性及噪声特性，同时将延迟的影响限制到最小。另外，还可以提高光波导主表面的集成度，因而能实现光组件的高度集成化并降低成本。
(3)本发明，是备有光元件、及包含对从光元件发射的光或入射到光元件的光进行导向的光波导功能并对光元件或其附带的半导体元件进行电气连接的安装构件的光组件。
本发明，具有与(1)的发明相同的效果。
(4)本发明，在备有具有主表面和侧面的安装构件及安装在主表面上的光元件的光组件中，安装构件具有光波导功能，光波导的光输入输出端子位于安装构件的侧面。
本发明，具有与(1)的发明相同的效果。而所谓光输入输出端子，意味着输入光的端子、输出光的端子或输入输出光的端子。
另外，在光元件中，还包含发射光的元件及接收光的元件中的任何一种元件。安装构件，只要是能安装光元件的构件，可以是板状、薄膜状等形态。
附图的简单说明
图1是本发明一实施形态的光组件的断面示意图。
图2是本发明一实施形态的光组件的俯视示意图。
图3是表示现有的光组件的光波导与光元件之间的配置关系的示意图。
用于实施发明的最佳形态(结构说明)图1是本发明一实施形态的光组件的断面示意图。图2是其俯视示意图。玻璃制的安装衬底10，兼作光波导。因此，在安装衬底10的内部，沿着安装衬底10的光元件的安装面形成芯部12、密封盖14。芯部12、密封盖14，利用薄膜成型技术、光刻法等在安装衬底10内形成。
光波导的一个端部18，用作使光产生90度折射的45度反射镜。45度反射镜，例如可通过用90度V字形金刚石锯对光波导的端部18进行切削加工而制作。光输出端子29，位于安装衬底10的侧面即光波导的另一个端部。光由芯部12导向并从光输出端子29输出。
在安装衬底10上，形成着由金属箔等构成的配线16a、16b、16c。在本实施形态中，在安装衬底10的主表面上形成配线16a、16b、16c，但这些配线也可以在安装衬底10的侧面形成。或者，在安装衬底10的与主表面相反一侧的面(背面)上形成配线，并通过在安装衬底10上形成的通孔实现与主表面电气连接。或者，也可以在安装衬底10的主表面、侧面及背面中的任意2个面或所有的面上形成配线。安装衬底10的最宽的面，在多数情况下是主表面，即使不是最宽的面，可以安装光元件的面也是主表面。
半导体芯片20，按芯片倒装法与配线16a、16c电气连接，即，在半导体芯片20的电极上形成金属凸起，并使半导体芯片20面朝下与用作配线衬底的安装衬底10连接。在半导体芯片20上形成例如CMOS电路。配线16c，用作电输入输出端子。在本实施形态中，安装着一个半导体芯片20，但也可以安装多个半导体芯片20。例如，可以安装多个半导体芯片20，使其与多个光元件分别对应。
面发射激光器22，按芯片倒装法与配线16b电气连接。在面发射激光器22的一个面上，形成电极24。在另一个面上，形成电极26、光发射口28。将面发射激光器22配置在安装衬底10的主表面上，以便由端部18对从发射口28发出的光进行反射并使其通过芯部12。电极26与配线16b电气连接。发射口28、电极26，由具有透光性的透明树脂34密封。透明树脂34，是透光性硅树脂。电极24，通过导线30与配线16a电气连接。在本实施形态中，作为多个光元件的例，设置着多个面发射激光器22，但本发明不限定于此。例如，也可以设置一个光元件而使该光元件具有多个光入射口或发射口。当然，也可以设置具有单个光入射口或发射口的一个光元件。
半导体芯片20、面发射激光器22，由具有遮光性的树脂36封装。但是，树脂36的设置，应使其不妨碍光元件(例如面发射激光器22)与光波导(例如芯部12)之间的光的通路。树脂36，是环氧树脂。环氧树脂的成分，为10～50％的环氧和90～50％的填充物(二氧化硅等)。在本实施形态中，并排配置着三个光波导。即，在安装衬底10的内部，形成着用作三个光波导的三个芯部12。并且，使三个芯部12(光波导)平行配置，并在安装衬底10的同一个侧面形成各芯部12(光波导)的光输出端子29。另外，将与各光波导连接的三个面发射激光器22在安装衬底10上安装在与光输出端子29分开的端部上。
(动作说明)来自半导体芯片20的电信号，传送到面发射激光器22。因此，使面发射激光器22发射光32。光32，从发射口28射出，并由光波导的端部18进行90度反射。然后，在芯部12内，沿箭头方向传播，并通过光输出端子29传送到光纤等。
(效果说明)在本实施形态中，安装衬底10，兼作光波导。因此，可以使光组件变薄。其结果是，可以实现光组件的小型化及轻量化。
另外，在本实施形态中，在将光波导与面发射激光器22定位时，与定位有关的构件只有2个、即安装构件10(光波导)及面发射激光器22。因此，可以使以往的复杂费时的面发射激光器与光波导之间的接合简化，并能提高接合强度。此外，随之也可以使涉及接合的成本减低。
(其他)在本实施形态中，用45度反射镜改变光的传播方向。但是，本发明不限定于此，如果是可以应用于本发明的能改变光的传播方向的部件，可以用其他部件。
在本实施形态中，由波导的端部改变光的传播方向。但是，本发明不限定于此，也可以用波导的端部以外的部分改变光的传播方向。
在本实施形态中，必须使面发射激光器22将光入射到光波导内，所以面发射激光器22的安装位置将受到限制。但是，半导体芯片20，如果是在安装衬底10的主表面，则在哪个位置都可以安装。
在本实施形态中，将面发射激光器22、半导体芯片20，都按芯片倒装法安装在安装衬底10上。但是，本发明不限定于此，对面发射激光器22或半导体芯片20的安装，也可以采用面朝上焊接法等。
在本实施形态中，将半导体芯片20安装在安装衬底10上。但是，本发明不限定于此，也可以在安装衬底10的主表面上用薄膜晶体管形成电路，使其代替半导体芯片20。此外，也可以用该薄膜晶体管电路及半导体芯片20作为向面发射激光器22传送信号的电路。
在本实施形态中，安装衬底10用玻璃制作。但是，本发明不限定于此，也可以将由聚合物构成的薄膜作为安装衬底10。
在本实施形态中，将面发射激光器22用作光元件。但是，本发明不限定于此，也可以采用激光二极管、光电二极管等其他的光元件。
权利要求
1．一种光组件，备有具有主表面的安装构件、在上述安装构件上形成的配线、安装在上述主表面上并与上述配线电气连接的光元件，上述安装构件，是对从上述光元件发射的光或入射到上述光元件的光进行导向的光波导。
2．根据权利要求1所述的光组件，其特征在于将上述光元件的光入射口或发射口配置成使其与上述主表面相对。
3．根据权利要求2所述的光组件，其特征在于在上述光波导上设置光反射构件，通过上述光反射构件进行上述光元件与上述光波导之间的光传输。
4．一种光组件，备有发射或入射光的光元件、及具有主表面并将上述光元件安装在上述主表面上且对可从上述光元件发射的上述光或入射到上述光元件的上述光进行导向的光波导。
5．根据权利要求4所述的光组件，其特征在于使上述光元件的发射或入射上述光的部位位于与上述光波导相对的方向，且进行裸片式安装，同时在上述光元件与上述光波导之间在隔着透光性粘结构件的状态下将上述光元件与上述光波导固定。
6．根据权利要求5所述的光组件，其特征在于上述光波导，具有改变上述光的传播方向的变更部，上述光元件，位于与变更部相重叠的位置。
7．根据权利要求4所述的光组件，其特征在于在上述主表面上，安装与上述光元件不同的半导体元件，并具有将上述光元件及上述半导体元件整体封装的树脂。
8．根据权利要求5所述的光组件，其特征在于在上述主表面上，安装与上述光元件不同的半导体元件，并具有将上述光元件及上述半导体元件整体封装的树脂。
9．根据权利要求6所述的光组件，其特征在于在上述主表面上，安装与上述光元件不同的半导体元件，并具有将上述光元件及上述半导体元件整体封装的树脂。
10．根据权利要求7所述的光组件，其特征在于上述树脂，具有遮光性。
11．根据权利要求8所述的光组件，其特征在于上述树脂，具有遮光性。
12．根据权利要求9所述的光组件，其特征在于上述树脂，具有遮光性。
13．根据权利要求7所述的光组件，其特征在于上述半导体元件，具有驱动上述光元件的功能。
14．根据权利要求8所述的光组件，其特征在于上述半导体元件，具有驱动上述光元件的功能。
15．根据权利要求9所述的光组件，其特征在于上述半导体元件，具有驱动上述光元件的功能。
16．根据权利要求4～15中的任何一项所述的光组件，其特征在于在上述主表面上直接以层叠的方式形成电路。
17．一种光组件，备有光元件、及包含对从上述光元件发射的光或入射到上述光元件的先进行导向的光波导功能并对上述光元件或附带它的半导体元件进行电气连接的安装构件。
18．一种光组件，其特征在于，备有具有主表面和侧面的安装构件、及安装在上述主表面上的光元件，上述安装构件具有光波导功能，上述光波导的光输入输出端子位于上述侧面。
全文摘要
提供一种可以小型化和轻量化的光组件。安装衬底(10)的端部(18),用作对光进行90度反射的反射镜。配置着面发射激光器(22),使光的发射口(28)面向端部(18)。在安装衬底(10)的内部,沿着安装衬底(10)的平面形成芯部(12)、密封盖(14)。安装衬底(10),兼作光波导。因此,可以使光组件变薄。其结果是,可以实现光组件的小型化及轻量化。
文档编号G02B6/42GK1287624SQ99801754
公开日2001年3月14日 申请日期1999年7月22日 优先权日1998年8月5日
发明者村田昭浩, 北村升二郎 申请人:精工爱普生株式会社