光電混合組件及其製造方法

2023-12-05 01:10:36

專利名稱：光電混合組件及其製造方法
技術領域：
本發明涉及包括光波導路部分和安裝有光電轉換用的半導體晶片的光電轉換基 板部分的光電混合組件及其製造方法。
背景技術：
如圖6所示，光電混合組件分別製作光波導路部分Wtl和具有密封樹脂部69的 光電轉換基板部分Etl，藉助透明的粘接劑層B將上述光電轉換基板部分Etl的密封樹脂部 69粘接在該光波導路部分Wtl的表面上(例如參照專利文獻1、2)。在上述光電轉換基板 部分Etl中，在形成有電極66的基板65上安裝有光電轉換用的半導體晶片67，該半導體 晶片67和上述電極66利用接合線(bonding wire)68電連接。並且，為了保護該接合線 68，利用透明樹脂(密封樹脂部69)將上述半導體晶片67及電極66與該接合線68 —同 密封起來。另一方面，在上述光波導路部分Wtl中，傳播光的芯62處於被下敷層61和上 敷層63夾著的狀態。並且，如圖所示，在下敷層61的、與芯62相反的一側的面上形成 有其頂端通過芯62而到達上敷層63的倒V字形的切削部64。而且，該切削部64的切 削麵形成為與上述芯62的軸線方向(長度方向)成45°的傾斜面，通過上述切削被切削 了的芯62的部分自該傾斜面暴露出，該暴露部的內側成為反射面62a。而且，上述光電 轉換基板部分Etl和光波導路部分Wtl的粘接通過透明的粘接劑層B介於光波導路部分Wtl 的與上述反射面62a相對應的上敷層63的表面部分同光電轉換基板部分Etl的密封樹脂部 69之間來進行。另外，上述半導體晶片67是發光元件或者受光元件，在與上述基板65 相反的一側的表面(圖6中的下端面)上形成有發光部67a或者受光部。上述光電混合組件中的光L的傳播如下這樣進行。S卩，在上述半導體晶片67是 發光元件的情況下，首先，自該半導體晶片67的發光部67a向下方射出光L。該光L在 通過上述密封樹脂部69、粘接劑層B之後，穿過光波導路部分Wtl的上敷層63，入射到 芯62。接著，該光L在上述反射面62a反射，在芯62內沿軸線方向前進。然後，該光 L自芯62的頂端面射出。另一方面，在上述半導體晶片67是受光元件的情況下，雖未圖示，但光向與上 述相反的方向前進。即，光自芯62的頂端面入射到芯62內。接著，該光在芯62內沿 軸線方向前進，在上述反射面62a向上方反射。然後，該光穿過上敷層63，通過粘接劑 層B、密封樹脂部69之後，由上述半導體晶片67的受光部接收。專利文獻1 日本特開2006-17885號公報專利文獻2 日本特開2007-286289號公報在上述光L的傳播過程中，在上述半導體晶片67是發光元件的情況下，自該半 導體晶片67的發光部67a發出的光發散。因此，在半導體晶片67的發光部67a與形成 在芯62上的反射面62a之間的距離D較長時，光L的發散變大，根據情況的不同，該光 L有時會偏離反射面62a而被引導到芯62內。同樣，在上述半導體晶片67是受光元件的 情況下，在芯62內前進而在反射面62a反射後的光也會發散，因此，根據情況的不同，該光有時會偏離半導體晶片67的受光部而接收不到。因此，在光電混合組件中，需要盡 可能地將半導體晶片67的發光部67a或者受光部與形成於芯62上的反射面62a之間的距 離D設計得較短。但是，像專利文獻1、2那樣，以往在光電混合組件中，僅是藉助粘接劑層B在 光波導路部分Wtl的上敷層63上層疊粘接光電轉換基板部分Etl的密封樹脂部69，這是技 術常識。在該構造的光電混合組件中，無法進一步縮短半導體晶片67的發光部67a或者 受光部與形成於芯62上的反射面62a之間的距離D。S卩，無法進一步減小光電轉換基板 部分Etl與光波導路部分Wtl之間的光損耗。另外，上述半導體晶片67的下端面(發光部 67a或者受光部)與反射面62a的中心(芯62的軸線)之間的距離D通常為200 μ m以 上。

發明內容
本發明即是打破該以往的技術常識而做成的，其目的在於提供能夠縮短半導體 晶片的發光部或者受光部與形成於芯上的反射面之間的距離、減小光電轉換基板部分與 光波導路部分之間的光損耗的光電混合組件及其製造方法。為了達到上述目的，本發明的第1技術方案是一種光電混合組件，該光電混合 組件包括傳播光的芯、具有夾著該芯的第1及第2敷層的光波導路部分、光電轉換用的 半導體晶片、電極、具有將上述光電轉換用的半導體晶片和電極電連接的接合線的光電 轉換基板部分，在上述芯的一部分上形成有對光進行反射而能夠使光在上述芯與上述半 導體晶片之間傳播的反射面，其中，在上述光波導路部分的第1敷層的、與芯相反的一 側的面上形成有凹部，上述光電轉換基板部分的半導體晶片的發光部或者受光部的至少 一部分被定位在該凹部內，並且，上述接合線的環部的至少一部分被定位在該凹部內， 在該狀態下，上述光電轉換基板部分與上述光波導路部分被一體化。另外，本發明的第2技術方案是一種光電混合組件的製造方法，該光電混合組 件是第1技術方案所述的光電混合組件，該光電混合組件包括傳播光的芯、具有夾著 該芯的第1及第2敷層的光波導路部分、光電轉換用的半導體晶片、電極、具有將上述 光電轉換用的半導體晶片和電極電連接的接合線的光電轉換基板部分，在上述芯的一部 分上形成有對光進行反射而能夠使光在上述芯與上述半導體晶片之間傳播的反射面，其 中，該製造方法包括以下工序在上述光波導路部分的第1敷層的、與芯相反的一側的 面上形成凹部；將上述光電轉換基板部分的半導體晶片的發光部或者受光部的至少一部 分定位在該凹部內，並將上述接合線的環部的至少一部分定位在該凹部內；在上述定位 之後，將上述光電轉換基板部分與上述光波導路部分一體化。本發明的光電混合組件在第1敷層的、與芯相反的一側的面上形成有凹部，光 電轉換基板部分的半導體晶片的發光部或者受光部的至少一部分被定位在該凹部內，並 且，上述接合線的環部的至少一部分被定位在該凹部內。因此，能夠縮短光電轉換基板 部分的半導體晶片的發光部或者受光部與光波導路部分的反射面之間的距離。結果，例 如在上述半導體晶片是發光元件的情況下，能夠在來自該半導體晶片的發光部的光還沒 怎麼發散之前就使該光到達上述反射面。另外，在上述半導體晶片是受光元件的情況 下，能夠在芯內前進而在上述反射面反射後的光還沒怎麼發散之前就使該光被半導體晶片的受光部接收。即，本發明的光電混合組件，能夠減小光電轉換基板部分與光波導路 部分之間的光損耗。並且，本發明的光電混合組件如上所述那樣將上述接合線的環部的 至少一部分定位在第1敷層的凹部內，因此，能夠用第1敷層的凹部保護該接合線。結 果，也能夠不需要以往形成的接合線保護用的密封樹脂部。特別是，在接合線、半導體晶片及電極未被樹脂密封的情況下，光不通過密封 樹脂部，因此，能夠進一步減小光損耗。而且，本發明的光電混合組件的製造方法在第1敷層的、與芯相反的一側的面 上形成凹部，將光電轉換基板部分的半導體晶片的發光部或者受光部的至少一部分定位 在該凹部內，並將上述接合線的環部的至少一部分定位在該凹部內。因此，能夠製造縮 短了光電轉換基板部分的半導體晶片的發光部或者受光部與光波導路部分的反射面之間 的距離並減小了光電轉換基板部分與光波導路部分之間的光損耗的光電混合組件。另 外，由於能夠以上述凹部為標記來定位半導體晶片的發光部或者受光部，因此，也易於 製造上述光電混合組件。並且，本發明的光電混合組件的製造方法如上所述那樣將上述 接合線的環部的至少一部分定位在第1敷層的凹部內，因此，能夠用第1敷層的凹部保護 該接合線，也能夠不需要以往形成的接合線保護用的密封樹脂部。另外，在形成第1敷層之後利用雷射切削成形形成於第1敷層的凹部或者利用模 具成形與第1敷層同時形成該凹部的情況下，都能夠容易地形成上述凹部。特別是，在未用樹脂密封接合線、半導體晶片及電極的情況下，能夠削減形成 該密封樹脂部所需要的成本。


圖1是示意性地表示本發明的光電混合組件的一個實施方式的說明圖(光電轉換 基板部分為側視圖，光波導路部分為剖視圖)。圖2是示意性地表示構成上述光電混合組件的光電轉換基板部分的側視圖。圖3的(a) (C)是示意性地表示構成上述光電混合組件的光波導路部分的製作 工序的說明圖。圖4的(a) (b)是示意性地表示構成上述光電混合組件的光波導路部分的製作 工序的說明圖。圖5的(a) (b)是示意性地表示將上述光電轉換基板部分固定於上述光波導路 部分的工序的說明圖。圖6是示意性地表示以往的光電混合組件的剖視圖。
具體實施例方式下面，根據附圖詳細說明本發明的實施方式。圖1是示意性地表示本發明的光電混合組件的一個實施方式的說明圖。該光電 混合組件包括光電轉換基板部分E1和光波導路部分W115在光電轉換基板部分E1中，光 電轉換用的半導體晶片7和電極6利用接合線8電連接。在光波導路部分\^中，在該上 敷層(第1敷層)3中形成有凹部3a，該凹部3a供上述半導體晶片7的整個發光部7a或 者整個受光部及接合線8的環部8a的相當大的部分插入。而且，如上所述，上述半導體晶片7的整個發光部7a或者整個受光部被定位在上述上敷層3的凹部3a內，並且，上述 接合線8的環部8a的相當大的部分被定位在上述上敷層3的凹部3a內，在該狀態下，上 述光電轉換基板部分E1被固定於上述光波導路部分W115通過形成上述凹部3a，使半導 體晶片7接近形成於芯2上的反射面2a。另外，在本實施方式中，通過在上述光電轉換 基板部分E1的基板5的各角部形成通孔5a，使柱體P的上端部分嵌合在該各通孔5a中， 利用粘接劑等將該各柱體P的底面粘接於上述上敷層3的凹部3a的周邊部來進行上述固 定。另外，在圖1中，附圖標記1是下敷層(第2敷層)，附圖標記4是切削部。更詳細地說明，在上述光電轉換基板部分E1中，在由矽等構成的基板5上形成 有電極6並安裝有光電轉換用的半導體晶片7。而且，該半導體晶片7和上述電極6利用 接合線8電連接。上述半導體晶片7是半導體雷射器等發光元件或者光電二極體等受光 元件，在上述半導體晶片7的與上述基板5相反的一側的表面(圖1中的下端面)形成有 發光部7a或者受光部。上述接合線8的環部8a是形成在上述半導體晶片7的發光部7a 或者受光部附近的曲線部。另外，在本實施方式中，上述接合線8、半導體晶片7和電極 6與以往不同，未利用樹脂密封。另一方面，在上述光波導路部分W1中，傳播光的芯2處於被上敷層3和下敷層 1夾著的狀態。而且，在上敷層3的、與芯2相反的一側的面上形成有上述凹部3a。另 外，如圖所示，在下敷層1的、與芯2相反的一側的面的與上述凹部3a相對應的位置形 成有倒V字形的切削部4，該倒V字形的切削部4的頂端通過芯2而到達上敷層3。該 切削部4的切削麵形成為與上述芯2的軸線方向成45°的傾斜面，通過上述切削被切削了 的芯2的部分自該傾斜面暴露出，該暴露部的內側成為反射面2a。如上所述，在上述光電混合組件中，通過形成凹部3a，半導體晶片7的下端面 (發光部7a或者受光部)與形成於芯2上的反射面2a的中心(芯2的軸線)之間的距離 D與以往的光電混合組件(參照圖6)相比被縮短。因此，在上述半導體晶片7是發光元 件的情況下，如圖1所示，能夠在來自該半導體晶片7的發光部7a的光L還沒怎麼發散 之前就使該光L到達上述反射面2a，將光L引導到芯2中。另外，在上述半導體晶片7 是受光元件的情況下，能夠在芯2內前進而在上述反射面2a反射後的光還沒怎麼發散之 前就使該光被半導體晶片7的受光部接收。S卩，在上述光電混合組件中，光電轉換基板 部分E1與光波導路部分W1之間的光損耗變小。並且，如上所述，在上述光電混合組件中，上述接合線8的環部8a的相當大的 部分被定位在上敷層3的凹部3a內。因此，即使不用樹脂密封接合線8，該接合線8也 被上敷層3的凹部3a保護。另外，由於上述接合線8這樣被保護，因此，也能夠使該接 合線8接觸於上敷層3的凹部3a的底面，在這種情況下，能夠使半導體晶片7和形成於 芯2上的反射面2a更加靠近。另外，如上所述，在上述光電混合組件中，不用樹脂密封接合線8，而利用柱體 P將光電轉換基板部分E1和光波導路部分W1 —體化。因此，不必擔心因樹脂密封時的 樹脂壓力等損傷接合線8。而且，通過切斷容易使柱體P自身的長度縮短，因此，能夠 容易地將半導體晶片7的下端面(發光部7a或者受光部)與形成於芯2上的反射面2a之 間的距離D縮短。上述光電混合組件經過下記(1) (3)的工序來製造。
(1)準備上述光電轉換基板部分E1的工序(參照圖2)。(2)製作上述光波導路部分W1的工序(圖3的(a) (c)，圖4的(a) (b))。(3)將上述光電轉換基板部分E1固定於上述光波導路部分W1的工序(圖5的 (a) (b))。根據圖2說明上述(1)的準備光電轉換基板部分E1的工序。如上所述，該光電 轉換基板部分E1包括由矽等構成的基板5、電極6、光電轉換用的半導體晶片7及將上述 電極6和半導體晶片7電連接的接合線8，上述接合線8、半導體晶片7和電極6與以往 不同，未利用樹脂密封。該未密封的光電轉換基板部分氐例如能夠從Optowell公司等作 為在售品獲得(購入)。接著，說明上述(2)的光波導路部分W1的製作工序。即，首先，準備形成下敷 層1時所採用的平板狀的底座10 (參照圖3的(a))。作為該底座10的形成材料，例如能 夠列舉出玻璃、石英、矽、樹脂、金屬等。其中，優選不鏽鋼製基板。其原因在於，不 鏽鋼製基板的耐熱伸縮性優良，在上述光波導路部分W1的製作工序中，能將各種尺寸大 致維持為設計值。另外，底座10的厚度例如被設定在20μιη 5mm的範圍內。接著，如圖3的(a)所示，在上述底座10的表面的規定區域形成下敷層1。作 為該下敷層1的形成材料，能夠列舉出熱固性樹脂或者感光性樹脂。在採用上述熱固性 樹脂的情況下，在底座10上塗敷將該熱固性樹脂溶解於溶劑中而成的清漆，之後對其加 熱，從而形成為下敷層1。另一方面，在採用上述感光性樹脂的情況下，在底座10上塗 敷將該感光性樹脂溶解於溶劑中而成的清漆之後，利用紫外線等照射線進行曝光，從而 形成為下敷層1。下敷層1的厚度優選被設定在10 50 μ m的範圍內。接著，如圖3的(b)所示，利用光刻法在上述下敷層1的表面形成規定圖案的 芯2。作為該芯2的形成材料，優選採用圖案形成性優良的感光性樹脂。作為該感光性 樹脂，例如能夠列舉出丙烯酸系紫外線硬化樹脂、環氧系紫外線硬化樹脂、矽氧烷系紫 外線硬化樹脂、降冰片烯系紫外線硬化樹脂、聚醯亞胺系紫外線硬化樹脂等。另外，芯 2的截面形狀例如是圖案形成性優良的梯形或者長方形。芯2的寬度優選被設定在10 500 μ m的範圍內。芯2的厚度(高度)優選被設定在30 100 μ m的範圍內。另外，作為上述芯2的形成材料，可採用比上述下敷層1及下述上敷層3 (參照 圖3的(C))的形成材料的折射率高、在傳播的光的波長的條件下透明性高的材料。能夠 通過改變導入到上述下敷層1、芯2、上敷層3的各形成材料、即樹脂中的有機基的種類 及含有量中的至少一個(種類及/或含有量)來調整上述折射率。例如，通過將環狀芳香 族性的基(苯基等)導入到樹脂分子中或者增大該芳香族性基的樹脂分子中的含有量，能 夠增大折射率。另一方面，通過將直鏈或者環狀脂肪族性的基(甲基等、降冰片烯基等) 導入到樹脂分子中或者增大該脂肪族性基的樹脂分子中的含有量，能夠減小折射率。接著，如圖3的(c)所示，首先，以包覆上述芯2的方式形成上敷層3。作為該 上敷層3的形成材料，可採用與上述下敷層1同樣的熱固性樹脂或者感光性樹脂，與上述 下敷層1同樣地形成。上敷層3的厚度(距芯2頂面的厚度)優選被設定在25 1500 μ m 的範圍內。然後，如圖4的(a)所示，利用雷射等的切削，在上述上敷層3的、與芯2相反 的一側的面(圖4的(a)中的上表面)上形成凹部3a。該凹部3a的開口部及底面被設定為上述光電轉換基板部分氐中的半導體晶片7的整個發光部7a或者整個受光部及接合線 8的環部8a的相當大的部分能進入的形狀(參照圖1)。在圖4的(a)中，上述凹部3a 的底面是平坦狀，但也可以是U字形等。另外，處於上述凹部3a的底面(最低面)與芯 2的頂面之間的上敷層3的部分的厚度(最薄部的厚度)T優選為lOiim以下，更優選為 1 5i!m的範圍內。上述凹部3a的深度根據上敷層3的厚度適當設定，使得最薄部的 厚度T為上述範圍內的規定值。接著，如圖4的(b)所示，自下敷層1剝離底座10(參照圖4的(a))。然後， 在下敷層1的與芯2相反的一側的面(圖4的(b)中的下表面)上的、與上述上敷層3的 凹部3a相對應的位置形成倒V字形的切削部4，該切削部4的頂端通過芯2而到達上敷 層3。在該切削部4的形成過程中，將切削麵形成為與上述芯2的軸線方向成45°的傾 斜面，使通過上述切削被切削了的芯2的部分自該傾斜面暴露出，將該暴露部的內側形 成為反射面2a。作為該切削部4的形成方法，能夠列舉出採用刀尖角度90°的V字形 刀尖的切割刮刀進行的切削或者雷射切削等。而且，上述倒V字形的切削部4優選不貫 穿上敷層3。其原因在於，若貫穿的話，則光波導路部分\^的一側(例如圖4的(b)中 的右側)被切斷而消失，因此，在下一個工序中，用於固定光電轉換基板部分氏(參照圖 5的(b))的空間變小，難以固定光電轉換基板部分氐。這樣，上述(2)的光波導路部分
的製作工序結束。接著，說明上述(3)的將上述光電轉換基板部分氐固定於上述光波導路部分Wi 的工序。即，首先，在本實施方式中，如圖5的(a)所示，在上述光電轉換基板部分氐 的基板5的各角部形成通孔5a，使柱體P的上端部分嵌合在該各通孔5a中。上述柱體P 以突出的狀態定位在基板5的處於安裝有半導體晶片7的一側的表面，其突出長度小於半 導體晶片7的突出長度。而且，如圖5的(b)所示，使上述光電轉換基板部分氐的半導體晶片7的發光 部7a或者受光部處於朝向光波導路部分Wi的上述反射面2a的狀態。然後，將上述半導 體晶片7的發光部7a或者受光部定位在上述上敷層3的凹部3a內，並將上述接合線8的 環部8a的一部分定位在上述上敷層3的凹部3a內。而且，利用粘接劑等將上述光電轉 換基板部分氐的柱體P的底面固定於上述上敷層3的凹部3a的周邊部。這樣，上述(3) 的將上述光電轉換基板部分氐固定於上述光波導路部分Wi的工序結束。另外，在上述實施方式中，將半導體晶片7的整個發光部7a或者整個受光部及 接合線8的環部8a的相當大的部分定位在上述上敷層3的凹部3a內，但只要是半導體芯 片7的發光部7a或者受光部的至少一部分及接合線8的環部8a的至少一部分定位於該凹 部3a內即可。不言而喻，也可以將整個半導體晶片7及整個接合線8定位在上述凹部3a 內。另外，在上述實施方式中，在上述上敷層3中形成凹部3a之後，在下敷層1側 形成倒V字形的切削部4，但它們的形成順序也可以與上述相反，也可以同時進行。並且，在上述實施方式中，在形成上敷層3之後，利用雷射等的切削形成上敷 層3的凹部3a，但也可以利用模具成形與上敷層3同時形成上敷層3的凹部3a。而且，在上述實施方式中，作為光電轉換基板部分氐的固定部件，在光電轉換 基板部分氐中設置柱體P，但也可以替代該柱體P，而設置沿著基板5的周緣部的框體。另外，也可以在利用模具成形形成上敷層3時，用上敷層3的形成材料與上敷層3—體地 形成相當於上述柱體P的突起。在這種情況下，作為成形模具，可採用具有用於形成上 述突起的凹坑的模具。另外，在上述實施方式中，使光電轉換基板部分氐為未密封狀態，但也可以用 樹脂將其密封。在這種情況下，也可以在與上述上敷層3的凹部3a的形狀相對應地將光 電轉換基板部分氐密封之後固定於光波導路部分Wi上，也可以在將光電轉換基板部分氐 固定於光波導路部分Wi上之後用樹脂將兩者的間隙密封。在前者的情況下，由於在密封 之後進行固定，因此，在固定作業中能夠保護半導體晶片7，並且，能夠避免半導體晶片 7自基板5脫落。在後者的情況下，由於在固定之後進行密封，因此，凹部3a的表面與 密封樹脂部的表面粘接，光電轉換基板部分氐的固定牢固。接著，與以往例一同說明實施例。但是，本發明並不應限定於實施例。實施例下敷層、上敷層的形成材料通過將具有脂環骨架的環氧系紫外線固化性樹脂(ADEKA公司制，EP4080E) (成分A) 100重量份、光酸產生劑(San-apro公司制，CPI-200K)(成分B) 2重量份混合， 來調製下敷層及上敷層的形成材料。芯的形成材料通過將包含芴骨架的環氧系紫外線固化性樹脂(大阪GasChemicals公司 制，OGSOLEG)(成分C)40重量份、包含芴骨架的環氧系紫外線硬化性樹脂(Nagase ChemteX公司制，EX-1040)(成分D) 30重量份、1，3，3-三丨4- 〔2_(3_氧雜環丁烷 基)〕丁氧基苯基:[丁烷(成分E) 30重量份、上述成分B: 1重量份、乳酸乙酯41重量 份混合，來調製芯的形成材料。光電轉換基板部分的準備購入了用接合線將半導體雷射器(發光元件)與電極電連接的、未密封的光電轉 換基板部分(Optowell公司制，商品名稱「SM85-2N001」)。光波導路部分的製作首先，利用塗敷器在不鏽鋼製基板的表面塗敷上述下敷層的形成材料之後，利 用紫外線照射進行曝光，從而形成了厚度20i!m的下敷層(波長830nm時的折射率= 1.510)。接著，在利用塗敷器在上述下敷層的表面塗敷上述芯的形成材料之後，進行幹 燥處理，形成了感光性樹脂層。接著，隔著形成有與芯圖案相同形狀的開口圖案的光 掩模，利用紫外線照射對上述感光性樹脂層進行曝光之後，進行加熱處理。接著，通 過利用顯影液進行顯影，溶解除去未曝光部分之後進行加熱處理，從而，形成了寬度 20 ii m、高度50 ii m的截面長方形的芯(波長830nm時的折射率=1.592)。接著，利用塗敷器，以包覆上述芯的方式在上述下敷層的表面塗敷上述上敷層 的形成材料之後，利用紫外線照射進行曝光，從而形成距芯頂面的厚度1000 ym的上敷 層(波長830nm時的折射率=1.510)。而且，利用雷射的切削，以處於凹部的底面與芯 的頂面之間的上敷層部分的厚度為10 ym的方式，在上述上敷層的表面(與芯相反的一 側的面)形成深度990 u m的凹部。
之後，自下敷層的背面剝離了不鏽鋼製基板。然後，通過採用刀尖角度90°的 V字形刀尖的切割刮刀進行的切削，在該下敷層的背面(與芯相反的一側的面)中的、與 上述上敷層的凹部相對應的位置形成倒V字形的切削部。由此，使通過上述切削被切削 了的芯的部分自上述切削部的切削麵(與上述芯的軸線方向成45°的傾斜面)暴露出，將 該暴露部的內側形成為反射面。另外，該倒V字形的切削部的頂端定位在上敷層的凹部 的底面與芯的頂面之間。這樣，製成光波導路部分。光電混合組件的製造首先，在上述光電轉換基板部分的基板的各角部形成孔部，使由與上述上敷層 相同的形成材料構成的柱體的上端部分嵌合在該各孔部中。接著，使該光電轉換基板部 分的半導體雷射器的發光部處於朝向上述光波導路部分的上述反射面的狀態，將上述半 導體雷射器的發光部定位在上述上敷層的凹部內，並將上述接合線的環部的一部分定位 在上述上敷層的凹部內。在自上述半導體雷射器的發光部發出光的狀態下，一邊利用自 動調芯機改變光電轉換基板部分的位置、一邊對經過上述反射面的反射而自芯的頂端面 射出的光的光量監測，在該光量最大的位置進行該定位。然後，在該定位的狀態下，用 粘接劑將上述光電轉換基板部分的柱體的底面固定於上述上敷層的凹部的周緣部。這 樣，製成了光電混合組件。以件例在上述實施例中，用透明樹脂將光電轉換基板部分的接合線、半導體雷射器、 電極密封。另外，光波導路部分未在上敷層中形成凹部。並且，藉助透明的粘接劑將光 電轉換基板部分的密封樹脂部粘接於光波導路部分的上敷層的表面部分。除此之外，與 上述實施例同樣地製成了光電混合組件。從半導體雷射器的發光部(下端面)到芯的軸線(反射面的中心)的距離對於從半導體雷射器的發光部(下端面)到芯的軸線(反射面的中心)的距離， 實施例為60 u m，以往例為200 ii m。光損耗在上述實施例及以往例的光電混合組件的光電轉換基板部分連接用於驅動該光 電轉換基板部分的驅動器。然後，自半導體雷射器的發光部發出紅外光，經由光波導 路部分的反射面的反射，由凸透鏡對自芯的頂端面射出的紅外光進行聚光，利用功率計 (Advantest公司制，OPTICAL SENSOR Q 82214)測定其強度。然後，根據下述計算式計 算出光損耗。數學式1光損耗(dB)= -10Log(Pout/Pm)在此，P。ut:半導體雷射器的輸出強度(單位PW)Pm 測定的射出紅外光強度(單位P W)由結果可知，實施例的光損耗為2.5dB，以往例的光損耗為3.1dB，實施例的光 損耗較小。另外，在替代上述實施例的雷射的切削而利用模具成形與上敷層同時形成上敷 層的凹部的情況下，也能夠獲得與上述實施例同樣的結果。折射率的測定
另外，如下這樣測定上述光電混合組件中的下敷層、上敷層及芯的折射率。 即，利用旋轉塗敷法，在矽晶圓上分別形成上述下敷層(上敷層)、芯的各形成材料 膜，製作折射率測定用的試樣，利用稜鏡耦合測試儀(寸4 a > f々7 口 7—公司制， SPA-4000)進行測定。尺寸測定另外，對於上述光電混合組件中的芯、上敷層的凹部等的尺寸，利用切片 式切斷機(DISCO公司制，DAD522)將製成的光電混合組件切斷，利用雷射顯微鏡 (KEYENCE公司制)測定該切斷面的尺寸。工業實用件本發明的光電混合組件能夠用於觸摸面板中的手指等的觸摸位置的檢測部件或 者高速傳送、處理聲音或圖像等數位訊號的信息通信設備、信號處理裝置等。
權利要求
1.一種光電混合組件，該光電混合組件包括 傳播光的芯；光波導路部分，其具有夾著該芯的第1及第2敷層； 光電轉換用的半導體晶片； 引線電極；以及光電轉換基板部分，其具有將上述光電轉換用的半導體晶片和引線電極電連接 的接合線，在上述芯的一部分上形成有對光進行反射而能夠使光在上述芯與上述半導體晶片之 間傳播的反射面，其特徵在於，在上述光波導路部分的第1敷層的、與芯相反的一側的面上形成有凹部，上述光 電轉換基板部分的半導體晶片的發光部或者受光部的至少一部分被定位在該凹部內，並 且，上述接合線的環部的至少一部分被定位在該凹部內，在該狀態下，上述光電轉換基 板部分與上述光波導路部分被一體化。
2.根據權利要求1所述的光電混合組件，其特徵在於， 接合線、半導體晶片及引線電極未被樹脂密封。
3.一種光電混合組件的製造方法，該光電混合組件為權利要求1所述的光電混合組 件，該光電混合組件包括傳播光的芯；光波導路部分，其具有夾著該芯的第1及第2敷層； 光電轉換用的半導體晶片； 引線電極；以及光電轉換基板部分，其具有將上述光電轉換用的半導體晶片和引線電極電連接 的接合線，在上述芯的一部分上形成有對光進行反射而能夠使光在上述芯與上述半導體晶片之 間傳播的反射面，其特徵在於， 該製造方法包括以下工序在上述光波導路部分的第1敷層的、與芯相反的一側的面上形成凹部； 將上述光電轉換基板部分的半導體晶片的發光部或者受光部的至少一部分定位在該 凹部內，並將上述接合線的環部的至少一部分定位在該凹部內；在上述定位之後，將上述光電轉換基板部分與上述光波導路部分一體化。
4.根據權利要求3所述的光電混合組件的製造方法，其特徵在於，在形成第1敷層之後利用雷射切削成形形成於第1敷層的凹部，或者利用模具成形與 第1敷層同時形成該凹部。
5.根據權利要求3或4所述的光電混合組件的製造方法，其特徵在於， 接合線、半導體晶片及引線電極未被樹脂密封。
全文摘要
本發明提供光電混合組件及其製造方法。該光電混合組件能夠縮短半導體晶片的發光部或者受光部與形成於芯上的反射面之間的距離，能夠減小光電轉換基板部分與光波導路部分之間的光損耗。在光波導路部分(W1)的上敷層(3)的表面形成凹部(3a)，將光電轉換基板部分(E1)的光電轉換用的半導體晶片(7)的發光部(7a)或者受光部的至少一部分及接合線(8)的環部(8a)的至少一部分定位在該凹部(3a)內，在該狀態下，將上述光電轉換基板部分(E1)固定於光波導路部分(W1)。由此，使半導體晶片(7)的發光部(7a)或者受光部與形成於芯(2)上的反射面(2a)靠近。
文檔編號G02B6/42GK102023348SQ201010283878
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月13日 優先權日2009年9月16日
發明者程野將行, 西尾創 申請人:日東電工株式會社