JPH05121710A - 受発光素子アレイモジユール - Google Patents
受発光素子アレイモジユールInfo
- Publication number
- JPH05121710A JPH05121710A JP3305322A JP30532291A JPH05121710A JP H05121710 A JPH05121710 A JP H05121710A JP 3305322 A JP3305322 A JP 3305322A JP 30532291 A JP30532291 A JP 30532291A JP H05121710 A JPH05121710 A JP H05121710A
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- Japan
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- light
- light emitting
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 洩れ光の少ない受発光素子アレイモジュール
を提供する。 【構成】 受発光素子アレイ１１、ガラス板状のマイク
ロレンズアレイ１３および光ファイバアレイ１２を順次
重ね合わせた受発光素子アレイモジュールにおいて、マ
イクロレンズアレイ１３の片面に所定の形状の電極１６
パターンを形成し、マイクロレンズアレイ１３の電極１
６と受発光素子アレイ１１の電極１６をフリップチップ
接合させる。
を提供する。 【構成】 受発光素子アレイ１１、ガラス板状のマイク
ロレンズアレイ１３および光ファイバアレイ１２を順次
重ね合わせた受発光素子アレイモジュールにおいて、マ
イクロレンズアレイ１３の片面に所定の形状の電極１６
パターンを形成し、マイクロレンズアレイ１３の電極１
６と受発光素子アレイ１１の電極１６をフリップチップ
接合させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パラレル伝送用受発光
素子アレイモジュールに関する。
素子アレイモジュールに関する。
【０００２】
【従来技術】コンピュータの架内配線において、誘導、
漏話などの各種障害を除去し、高密度化および長距離化
を達成するために、光伝送化の検討が進められている。
光伝送の方式としては、光パラレル伝送方式と光シリア
ル伝送方式がある。このうち、光パラレル伝送方式は、
伝送路を増やすことで大容量伝送を可能にし、また、ア
ナログ伝送をも可能にするという点で、光シリアル伝送
方式よりも優れている。この光パラレル伝送方式を実現
するためには、受発光素子のアレイモジュール化が重要
である。受発光素子アレイモジュールでは、各素子のピ
ッチが２００μｍ程度と非常に小さい。そこで、光ファ
イバとデバイス（ＬＤ、ＬＥＤ、ＰＤなど）との光学的
な結合をよくするため、光ファイバ先端をレンズ加工し
たり、デバイスチップにレンズ加工を施したり、様々な
工夫がなされている。しかしながら、信号光が微弱な場
合には、クロストークが発生しやすい。そこで、上述の
クロストークを除去するために、図３に示すような構造
の受光素子アレイモジュールが提案されている。即ち、
受光素子アレイ１は回路基板４上に、金・シリコン、金
・スズ、金・ゲルマニウムなどの共晶半田を用いてボン
ディングされており、受光素子アレイ１の上には、受光
素子アレイ１および光ファイバアレイ２と同一ピッチを
有するマイクロレンズアレイ３（イオン拡散などの手法
を用いて板カラス内に屈折率分布をもうけ、レンズ効果
を持たせたもの）、および光ファイバアレイ２が順次重
ね合わせられている。５は光ファイバ、６は受光素子で
ある。
漏話などの各種障害を除去し、高密度化および長距離化
を達成するために、光伝送化の検討が進められている。
光伝送の方式としては、光パラレル伝送方式と光シリア
ル伝送方式がある。このうち、光パラレル伝送方式は、
伝送路を増やすことで大容量伝送を可能にし、また、ア
ナログ伝送をも可能にするという点で、光シリアル伝送
方式よりも優れている。この光パラレル伝送方式を実現
するためには、受発光素子のアレイモジュール化が重要
である。受発光素子アレイモジュールでは、各素子のピ
ッチが２００μｍ程度と非常に小さい。そこで、光ファ
イバとデバイス（ＬＤ、ＬＥＤ、ＰＤなど）との光学的
な結合をよくするため、光ファイバ先端をレンズ加工し
たり、デバイスチップにレンズ加工を施したり、様々な
工夫がなされている。しかしながら、信号光が微弱な場
合には、クロストークが発生しやすい。そこで、上述の
クロストークを除去するために、図３に示すような構造
の受光素子アレイモジュールが提案されている。即ち、
受光素子アレイ１は回路基板４上に、金・シリコン、金
・スズ、金・ゲルマニウムなどの共晶半田を用いてボン
ディングされており、受光素子アレイ１の上には、受光
素子アレイ１および光ファイバアレイ２と同一ピッチを
有するマイクロレンズアレイ３（イオン拡散などの手法
を用いて板カラス内に屈折率分布をもうけ、レンズ効果
を持たせたもの）、および光ファイバアレイ２が順次重
ね合わせられている。５は光ファイバ、６は受光素子で
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような受光素子アレイモジュールには、次のような問題
があった。即ち、 １）光ファイバ５より信号光が導入されたとき、光ファ
イバアレイ２とマイクロレンズアレイ３との隙間、およ
びマイクロレンズアレイ３と受光素子アレイ１との隙間
への漏れ光については、それぞれのアレイの表面に無反
射コート膜を施すことで、漏れ光を減少させることがで
きるが、マイクロレンズアレイ３中の漏れ光について
は、完全な除去が困難であった。 ２）受光素子アレイ１、光ファイバアレイ２およびマイ
クロレンズアレイ３を実装するとき、微少な（数ミクロ
ン）位置ずれが洩れ光を増大させ、クロストークの原因
となった。
ような受光素子アレイモジュールには、次のような問題
があった。即ち、 １）光ファイバ５より信号光が導入されたとき、光ファ
イバアレイ２とマイクロレンズアレイ３との隙間、およ
びマイクロレンズアレイ３と受光素子アレイ１との隙間
への漏れ光については、それぞれのアレイの表面に無反
射コート膜を施すことで、漏れ光を減少させることがで
きるが、マイクロレンズアレイ３中の漏れ光について
は、完全な除去が困難であった。 ２）受光素子アレイ１、光ファイバアレイ２およびマイ
クロレンズアレイ３を実装するとき、微少な（数ミクロ
ン）位置ずれが洩れ光を増大させ、クロストークの原因
となった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決した受発光素子アレイモジュールを提供するもので、
受発光素子アレイ、ガラス板状のマイクロレンズアレイ
および光ファイバアレイを順次重ね合わせた受発光素子
アレイモジュールにおいて、マイクロレンズアレイの片
面に所定の形状の電極パターンを形成し、マイクロレン
ズアレイの電極と受発光素子アレイの電極をフリップチ
ップ接合させたことを第１発明とする。即ち、マイクロ
レンズアレイ面の電極パターン上に金または半田のバン
プを配置し、その上に受発光素子アレイの電極を重ねて
接合する。また、マイクロレンズアレイの電極を形成し
た面にある光通過部分の周囲に、電気絶縁性光吸収膜を
成膜したことを第２発明とするものである。
決した受発光素子アレイモジュールを提供するもので、
受発光素子アレイ、ガラス板状のマイクロレンズアレイ
および光ファイバアレイを順次重ね合わせた受発光素子
アレイモジュールにおいて、マイクロレンズアレイの片
面に所定の形状の電極パターンを形成し、マイクロレン
ズアレイの電極と受発光素子アレイの電極をフリップチ
ップ接合させたことを第１発明とする。即ち、マイクロ
レンズアレイ面の電極パターン上に金または半田のバン
プを配置し、その上に受発光素子アレイの電極を重ねて
接合する。また、マイクロレンズアレイの電極を形成し
た面にある光通過部分の周囲に、電気絶縁性光吸収膜を
成膜したことを第２発明とするものである。
【０００５】
【作用】本発明によれば、マイクロレンズアレイの片面
に電極パターンを形成する。この電極形状は、マイクロ
レンズのそれぞれの光軸に対応した位置に形成された、
受発光素子アレイの各電極に対応したリード電極の形状
とする。このようなマイクロレンズアレイにおいては、
レンズパターンと電極パターンを同時に形成することが
できるため、レンズと受発光素子との光軸のずれを小さ
くすることができ、マイクロレンズアレイ内への洩れ光
も小さくなる。また、マイクロレンズアレイの光通過部
分の周囲に電気絶縁性光吸収膜を成膜すると、マイクロ
レンズアレイ内の光通過部以外の部分の光はこの光吸収
膜に吸収されて、マイクロレンズアレイ内の洩れ光はす
ぐに減衰する。
に電極パターンを形成する。この電極形状は、マイクロ
レンズのそれぞれの光軸に対応した位置に形成された、
受発光素子アレイの各電極に対応したリード電極の形状
とする。このようなマイクロレンズアレイにおいては、
レンズパターンと電極パターンを同時に形成することが
できるため、レンズと受発光素子との光軸のずれを小さ
くすることができ、マイクロレンズアレイ内への洩れ光
も小さくなる。また、マイクロレンズアレイの光通過部
分の周囲に電気絶縁性光吸収膜を成膜すると、マイクロ
レンズアレイ内の光通過部以外の部分の光はこの光吸収
膜に吸収されて、マイクロレンズアレイ内の洩れ光はす
ぐに減衰する。
【０００６】
【実施例】以下、図面に示した実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。図１は本発明にかかる受発光素子ア
レイモジュールの一実施例の断面図ある。図中、１１は
受光素子アレイ、１２は光ファイバアレイ、１３はマイ
クロレンズアレイ、１４はマイクロレンズ、１５は光フ
ァイバ、１６は電極、１７はバンプである。受光素子ア
レイ１１は、ＩｎＧａＡｓ系のＰＩＮ−ＰＤの受光素子
２１からなり、１．３μｍの長波長の光に対して高い感
度を有するもので、受光径は約１００φμｍ、配置ピッ
チは光ファイバアレイ１２のピッチに対応した２５０μ
ｍであり、独立した電極構造を有し、電極パッドに５〜
１０μｍ厚さの金バンプ１７を転写する。マイクロレン
ズアレイ１３は、マイクロレンズアレイ用ガラス基板
に、一面には光ファイバアレイ１２のピッチに対応した
２５０μｍのピッチで、８個のマイクロレンズ１４を直
線上に有する。マイクロレンズアレイ１３の他の面（Ａ
−Ａ面）には、図２に示すように、各光通過部１９の周
囲に２硫化モリブデンからなる電気絶縁性光吸収膜１８
を、約５０００Åの厚さに真空蒸着法にて成膜し、さら
に、受光素子と接合する電極１６として、下地にニッケ
ル２０００Å、次いで銅２μｍ、表面の酸化防止層に金
を２０００Å、蒸着またはメッキで付着させる。なお、
電気絶縁性光吸収膜１８は、光通過部１９を除いて全面
に成膜してもよい。受光素子アレイ１１とマイクロレン
ズアレイ１３の接合は、金バンプ１７と電極１６をボン
ディングして行う。このボンディングは、電極１６パタ
ーンを観察しながら位置合わせすることで、５μｍ以下
の相対位置精度で行うことができる。光ファイバアレイ
１２とマイクロレンズアレイ１３とは、光軸合わせを行
い、有機接着剤２０にて固定する。ところで、受光素子
の電極面積が大きくなると、高周波特性が悪くなるた
め、電極面積を極力小さくし、リードを短くすることが
必要である。本実施例では、電極面積は小さく、容量も
小さくなるため、各素子あたり１ＧＨｚ以上に高周波特
性を得ることができた。なお、マイクロレンズアレイ１
３を受光素子回路の気密封止の一部として用いてもよ
い。本発明は上記実施例に限定されることはなく、発光
ダイオードや半導体レーザ素子などの発光素子アレイモ
ジュールにも適用できる。この場合には、発光素子の発
熱を逃がすための工夫を、マイクロレンズアレイや素子
アレイの周辺に施すことが望ましい。
を詳細に説明する。図１は本発明にかかる受発光素子ア
レイモジュールの一実施例の断面図ある。図中、１１は
受光素子アレイ、１２は光ファイバアレイ、１３はマイ
クロレンズアレイ、１４はマイクロレンズ、１５は光フ
ァイバ、１６は電極、１７はバンプである。受光素子ア
レイ１１は、ＩｎＧａＡｓ系のＰＩＮ−ＰＤの受光素子
２１からなり、１．３μｍの長波長の光に対して高い感
度を有するもので、受光径は約１００φμｍ、配置ピッ
チは光ファイバアレイ１２のピッチに対応した２５０μ
ｍであり、独立した電極構造を有し、電極パッドに５〜
１０μｍ厚さの金バンプ１７を転写する。マイクロレン
ズアレイ１３は、マイクロレンズアレイ用ガラス基板
に、一面には光ファイバアレイ１２のピッチに対応した
２５０μｍのピッチで、８個のマイクロレンズ１４を直
線上に有する。マイクロレンズアレイ１３の他の面（Ａ
−Ａ面）には、図２に示すように、各光通過部１９の周
囲に２硫化モリブデンからなる電気絶縁性光吸収膜１８
を、約５０００Åの厚さに真空蒸着法にて成膜し、さら
に、受光素子と接合する電極１６として、下地にニッケ
ル２０００Å、次いで銅２μｍ、表面の酸化防止層に金
を２０００Å、蒸着またはメッキで付着させる。なお、
電気絶縁性光吸収膜１８は、光通過部１９を除いて全面
に成膜してもよい。受光素子アレイ１１とマイクロレン
ズアレイ１３の接合は、金バンプ１７と電極１６をボン
ディングして行う。このボンディングは、電極１６パタ
ーンを観察しながら位置合わせすることで、５μｍ以下
の相対位置精度で行うことができる。光ファイバアレイ
１２とマイクロレンズアレイ１３とは、光軸合わせを行
い、有機接着剤２０にて固定する。ところで、受光素子
の電極面積が大きくなると、高周波特性が悪くなるた
め、電極面積を極力小さくし、リードを短くすることが
必要である。本実施例では、電極面積は小さく、容量も
小さくなるため、各素子あたり１ＧＨｚ以上に高周波特
性を得ることができた。なお、マイクロレンズアレイ１
３を受光素子回路の気密封止の一部として用いてもよ
い。本発明は上記実施例に限定されることはなく、発光
ダイオードや半導体レーザ素子などの発光素子アレイモ
ジュールにも適用できる。この場合には、発光素子の発
熱を逃がすための工夫を、マイクロレンズアレイや素子
アレイの周辺に施すことが望ましい。
【０００７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、受
発光素子アレイ、ガラス板状のマイクロレンズアレイお
よび光ファイバアレイを順次重ね合わせた受発光素子ア
レイモジュールにおいて、マイクロレンズアレイの片面
に所定の形状の電極パターンを形成し、マイクロレンズ
アレイの電極と受発光素子アレイの電極をフリップチッ
プ接合させるため、マイクロレンズアレイ内の洩れ光、
およびマイクロレンズアレイと受発光素子アレイ間の洩
れ光を小さくできるという優れた効果がある。
発光素子アレイ、ガラス板状のマイクロレンズアレイお
よび光ファイバアレイを順次重ね合わせた受発光素子ア
レイモジュールにおいて、マイクロレンズアレイの片面
に所定の形状の電極パターンを形成し、マイクロレンズ
アレイの電極と受発光素子アレイの電極をフリップチッ
プ接合させるため、マイクロレンズアレイ内の洩れ光、
およびマイクロレンズアレイと受発光素子アレイ間の洩
れ光を小さくできるという優れた効果がある。
【図１】本発明に係る受発光素子アレイモジュールの一
実施例の断面図である。
実施例の断面図である。
【図２】上記実施例におけるマイクロアレイのＡ面の平
面図である。
面図である。
【図３】従来の受光素子アレイモジュールの分解断面図
である。
である。
１、１１ 受光素子アレイ ２、１２ 光ファイバアレイ ３、１３ マイクロレンズアレイ ４ 回路基板 ５、１５ 光ファイバ ６、２１ 受光素子 １４ マイクロレンズ １６ 電極 １７ バンプ １８ 電気絶縁性光吸収膜 １９ 光通過部 ２０ 有機接着剤
Claims (2)
- 【請求項１】 受発光素子アレイ、ガラス板状のマイク
ロレンズアレイおよび光ファイバアレイを順次重ね合わ
せた受発光素子アレイモジュールにおいて、マイクロレ
ンズアレイの片面に所定の形状の電極パターンを形成
し、マイクロレンズアレイの電極と受発光素子アレイの
電極をフリップチップ接合させたことを特徴とする受発
光素子アレイモジュール。 - 【請求項２】 マイクロレンズアレイの電極を形成した
面にある、光通過部分の周囲に電気絶縁性光吸収膜を成
膜したことを特徴とする請求項１記載の受発光素子アレ
イモジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3305322A JPH05121710A (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 受発光素子アレイモジユール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3305322A JPH05121710A (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 受発光素子アレイモジユール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05121710A true JPH05121710A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=17943716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3305322A Pending JPH05121710A (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 受発光素子アレイモジユール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05121710A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0814517A3 (en) * | 1996-05-21 | 1998-06-03 | Nec Corporation | Solid state image sensor comprising microlenses and an optical fiber bundle |
| JP2002232055A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-16 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体レーザ装置、及び、半導体レーザ装置のレンズ位置固定方法 |
| KR100360892B1 (ko) * | 2000-12-15 | 2002-11-13 | 엘지전자 주식회사 | 광섬유 정렬소자 및 그 제조방법 |
| KR20040024153A (ko) * | 2002-09-13 | 2004-03-20 | 전자부품연구원 | 광섬유 정렬 소자 및 그의 제조 방법 |
| WO2004081630A1 (ja) * | 2003-03-13 | 2004-09-23 | Fujitsu Limited | 光伝送モジュール及びその製造方法 |
| JP2005208107A (ja) * | 2004-01-20 | 2005-08-04 | Seiko Epson Corp | 光モジュールの製造方法、光通信装置、電子機器 |
| JP2006039046A (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 光導波路装着部材、基板、半導体装置、光導波路装着部材の製造方法、及び基板の製造方法 |
| US7700955B2 (en) | 2007-03-15 | 2010-04-20 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Semiconductor device and optical apparatus |
| JP2017092287A (ja) * | 2015-11-11 | 2017-05-25 | 株式会社リコー | 光源デバイス |
| CN111969414A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-20 | 东南大学苏州研究院 | Vcsel单元单独可控的激光器 |
-
1991
- 1991-10-24 JP JP3305322A patent/JPH05121710A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0814517A3 (en) * | 1996-05-21 | 1998-06-03 | Nec Corporation | Solid state image sensor comprising microlenses and an optical fiber bundle |
| KR100360892B1 (ko) * | 2000-12-15 | 2002-11-13 | 엘지전자 주식회사 | 광섬유 정렬소자 및 그 제조방법 |
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| KR20040024153A (ko) * | 2002-09-13 | 2004-03-20 | 전자부품연구원 | 광섬유 정렬 소자 및 그의 제조 방법 |
| CN100392460C (zh) * | 2003-03-13 | 2008-06-04 | 富士通株式会社 | 光传送模块及其制造方法 |
| US7137746B2 (en) | 2003-03-13 | 2006-11-21 | Fujitsu Limited | Optical transmission module and manufacturing method therefor |
| WO2004081630A1 (ja) * | 2003-03-13 | 2004-09-23 | Fujitsu Limited | 光伝送モジュール及びその製造方法 |
| JP2005208107A (ja) * | 2004-01-20 | 2005-08-04 | Seiko Epson Corp | 光モジュールの製造方法、光通信装置、電子機器 |
| US7186036B2 (en) | 2004-01-20 | 2007-03-06 | Seiko Epson Corporation | Method for manufacturing optical module, optical communication device, and electronic device |
| JP2006039046A (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 光導波路装着部材、基板、半導体装置、光導波路装着部材の製造方法、及び基板の製造方法 |
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| CN111969414A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-20 | 东南大学苏州研究院 | Vcsel单元单独可控的激光器 |
| CN111969414B (zh) * | 2020-08-26 | 2021-08-17 | 东南大学苏州研究院 | Vcsel单元单独可控的激光器 |
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