(57)【要約】  【課題】  光学ベンチ上に光学部品搭載のための導電性材料層を印刷により形成する際、下地としてＰｔ等のＡｕ-Ｓｎとの親和性の低い金属が用いられている場合でも、パッド寸法を明確に規定して、精度が高くかつ量産性の高い実装を可能にする。  【解決手段】  光学部品を搭載する光学ベンチ１０であって、部品を位置決めしながら搭載するための溝１２を有するＳｉ基板１１と、このＳｉ基板１１上に形成され、金錫(Ａｕ-Ｓｎ)との親和性が低いＴｉ-Ｐｔ下地層１３と、このＴｉ-Ｐｔ下地層１３の上に形成されＴｉ-Ｐｔ下地層１３よりもＡｕ-Ｓｎとの親和性の高いＡｕ下地層１４と、このＡｕ下地層１４の上に形成されるＡｕ-Ｓｎ膜１５とを有する。  【選択図】  図１
2005302776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子が導電性材料層を介して接合される光学ベンチの製造方法であって、
基板上に第１の下地層を形成する第１下地層形成工程と、
前記第１下地層形成工程により形成された前記第１の下地層の上に当該第１の下地層よりも金錫(Ａｕ-Ｓｎ)との親和性の高い第２の下地層を形成する第２下地層形成工程と、
前記第２下地層形成工程により形成された前記第２の下地層の上にＡｕ-Ｓｎの合金粒子を含むペーストを印刷する印刷工程と、
前記印刷工程により印刷された前記ペーストを加熱ヘッドを用いて溶融させて、前記第２の下地層の上にＡｕ-Ｓｎ膜からなる前記導電性材料層を形成する加熱溶融工程と、
を含む光学ベンチの製造方法。
【請求項２】
前記第２下地層形成工程は、レーザエッチングにより前記第２の下地層をパターニングすることを特徴とする請求項１記載の光学ベンチの製造方法。
【請求項３】
前記第２下地層形成工程は、印刷により前記第２の下地層を形成することを特徴とする請求項１記載の光学ベンチの製造方法。
【請求項４】
前記加熱溶融工程にて用いられる前記加熱ヘッドは、前記ペーストに接触する先端部の寸法形状が前記第２の下地層の領域と同等またはそれ以上であることを特徴とする請求項１記載の光学ベンチの製造方法。
【請求項５】
前記第１下地層形成工程によって前記第１の下地層が形成される前記基板上に、部品を位置決めしながら搭載するための溝を形成する溝形成工程を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の光学ベンチの製造方法。
【請求項６】
部品を位置決めしながら搭載するための溝を有する基板と、
前記基板上に形成される第１の下地層と、
前記第１の下地層の上に形成され当該第１の下地層よりも金錫(Ａｕ-Ｓｎ)との親和性の高い第２の下地層と、
前記第２の下地層の上に形成されるＡｕ-Ｓｎ膜と
を含む特徴とする光学ベンチ。
【請求項７】
前記第１の下地層は、プラチナ(Ｐｔ)を含む薄膜から形成され、
前記第２の下地層は、金(Ａｕ)を含む薄膜から形成されていることを特徴とする請求項６記載の光学ベンチ。
【請求項８】
前記Ａｕ-Ｓｎ膜は、Ａｕ-Ｓｎの合金粒子を含むペーストが前記第２の下地層上に形成された後に当該ペーストに加熱ヘッドを加圧させることにより形成されることを特徴とする請求項６記載の光学ベンチ。
【請求項９】
前記Ａｕ-Ｓｎ膜は、前記第２の下地層のパターンによって形成されるパッドエリアに略一致するように領域が形成されることを特徴とする請求項６記載の光学ベンチ。
【請求項１０】
溝、配線、およびＡｕ-Ｓｎ膜からなる導電性材料層、を有する基板と、
前記導電性材料層に接合される光学駆動部品と、
前記溝に位置決めされて配置される光学部品とを含み、
前記基板は、当該基板上に形成される第１の下地層と、当該第１の下地層の上に形成され当該第１の下地層よりもＡｕ-Ｓｎとの親和性の高い第２の下地層とを有し、当該第２の下地層の上に前記導電性材料層が形成されていることを特徴とする光学モジュール。
【請求項１１】
前記基板における前記第１の下地層はプラチナ(Ｐｔ)を含む薄膜から形成され、前記第２の下地層は金(Ａｕ)を含む薄膜から形成されていることを特徴とする請求項１０記載の光学モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば光学素子を搭載するための光学ベンチ、およびその製造方法等に係り、より詳しくは、導電性材料層を有する光学ベンチ、およびその製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光通信技術の進展に伴い、例えばネットワークに用いられる種々の部品、デバイス、およびそれらを用いた光学モジュールのニーズが高まっており、活発な研究開発が行われている。特に、光ファイバ、レンズ、レーザダイオード等の部品を適宜組み合わせたモジュールにおいて、その基本コンポーネントとして光学モジュールが多用されている。
【０００３】
このような光学モジュールに関する従来技術として、例えば、Ｓｉ基板上に溝を設け、その溝に球状のレンズを位置決めして固定し、また、Ｓｉ基板上に所定の配線を形成して光学モジュールを構成するものが提案されている(例えば、特許文献１参照)。このような光学モジュールとしては幾つかの形態が存在するが、中でも、３次元加工技術であるマイクロマシニング(ＭＥＭＳ)によりＳｉウェハに対して溝を形成し、これにファイバやレンズを埋め込んで固定する方法が量産性に優れた方法として注目されている。このＭＥＭＳにより形成された光学モジュール用の基板は、シリコンオプティカルベンチ(ベンチ、光学ベンチ)と呼ばれ、光学モジュールを構成する一つのキーデバイスとなっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１６２５４２号公報(第３〜４頁、図１０)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの光学モジュールに用いられる光学デバイスは、例えば光増幅や合分波等に使用される等、用途に応じて種々の形態があるが、一般には光信号発生源としてのレーザダイオード(ＬＤ)などの光源を備えて形成されることが多い。例えばレーザダイオードの光学ベンチへの搭載は、耐熱性および接続の信頼性の観点から、一般的に金錫(Ａｕ-Ｓｎ)を用いて行われる。このＡｕ-Ｓｎからなる接続用パッドの形成は、従来、蒸着またはスパッタなどの薄膜堆積によって行われている。
【０００６】
しかしながら、かかる接続用パッドの生成では、数μｍの厚膜を形成する必要があり、工程に極めて時間がかかると共に、パッドパターンを形成するためにフォトリソグラフィのプロセスが必要となり、製造価格および時間の増大を招いていた。また、上記特許文献１のように、蒸着等によりＡｕ-Ｓｎ膜を形成する場合には、通常、ＡｕおよびＳｎの原料ペレット等を別々に用意し、二元薄膜形成により成膜することが必要となることから、組成が完全には均一になり難く、そのために微妙な溶融温度のばらつきや溶融金属の流動の不均一を招いてしまい、レーザダイオード等の光学デバイスの実装に支障を来たすことがあった。また、合金ターゲット等を用いて１つのソースによる成膜を行う場合でも、合金ターゲットの使用が進むにつれてイールド(yield：収率)の違い等による組成のズレが生じ、均一な組成を保つことが困難であった。
【０００７】
また、最近は、高周波回路部品等において粒子状のＡｕ-Ｓｎ材料を用いてペーストを作製し、これを用いて印刷によってパターン形成する方法も一部で検討されている。これらの印刷によれば、工程費用および時間が著しく軽減されることから非常に有用な方法であるが、上述のような光学デバイスに適用する場合には難点があった。すなわち、レーザダイオード等の実装においては、レンズ、ファイバその他と低損失で光結合する必要があるため、光軸方向(ｙ方向)、幅方向(ｘ方向)、高さ方向(ｚ方向)について極めて高精度のアライメントが必要になる。しかしながら、従来のＡｕ-Ｓｎの印刷では溶融後のパッドエリアおよび高さを一定に保つことが困難であった。これは、Ａｕ-Ｓｎペーストを印刷後、通常はリフローにより溶融させて表面を平滑化させるが、このときの印刷量を厳密に一定に保つことができず、印刷条件を一定にしてかつリフロー装置の設定条件を一定にした場合でも、リフロー後のパッドエリアを規定することが困難になる。このために、レーザダイオードのボンディングパッド等を印刷で形成することができなかった。
【０００８】
これらの状況に鑑み、本発明者らは、印刷エリアを規定することにより、上述の問題を解決することを先に提案している(特願２００３−３５６０６１)。かかる提案技術により、従来の問題点は基本的に解決されるが、溶融後の印刷の厚さはペーストの量と濡れ広がり性とによって定まるため、一定の公差を有した状態になっている。公差の程度はペースト材料の性質や印刷条件によって様々であるが、一般に±１μｍ以上あり、場合によっては±３μｍにもなることがあった。この高さ方向の位置合わせは、通常、素子搭載の際にＡｕ-Ｓｎパッドを溶融させつつアクティブアライメントによって行われるが、より迅速かつ高精度にアライメントを行う上では、この公差はできるだけ小さいことが望ましく、そのための技術的方策が必要であった。
【０００９】
そこで、本発明者らは、加熱ヘッドを用いて熱圧着によりパッド形成を行う方法について先に考案している(特願２００３−３９２３４０)。即ち、高さ方向の位置決め機構を備えた加熱ヘッドにより、印刷後の状態であるＡｕ-Ｓｎパッドを加熱溶融させ、更に所定の高さまで押圧した後に冷却させることによりパッド形成を行う。例えば、所謂高精度ボンダー等の精密実装機に搭載されている加熱ヘッドを用いることで、１μｍ以下の高さ方向の位置合わせが可能となり、同時に一般に５００℃程度までの加熱および加圧を行うことができる。このため、寸法バラツキを極めて小さく保つことが可能となる。
【００１０】
かかる場合、パッドエリアはツールの先端形状にほぼ適合する形で規定されるが、Ａｕ-Ｓｎに対する下地の親和力が低い場合、即ちＡｕ-Ｓｎの濡れ性が悪い場合は、明確な形状が得られないことがある。つまり、加熱溶融時にＡｕ-Ｓｎがスムーズに濡れ広がらず、パッドエリアとして必要となる所定エリアが十分にカバーされない場合があった。特に、一般にＳｉベンチにおける配線用下地金属としてＰｔが用いられるが、Ａｕ-ＳｎはＰｔに対する濡れ性が悪いことから、加熱による広がりが不足してツール加圧によっても形が正確に定まりにくい傾向があった。
【００１１】
ここで、Ａｕ-Ｓｎの下地層としてＡｕ膜を使用すると、Ａｕ-Ｓｎの溶融時にＡｕとの反応が生じ、Ａｕが固相拡散して溶融金属中に入り込み、合金化することによって良好な濡れ性および接合性が得られる。但し、上述した加熱ヘッドを用いた方法においては、ベタのＡｕ膜が下地として存在すると、溶融したＡｕ-Ｓｎの流動がほぼ無制限に広がってしまい、ツール先端による形状制御が困難となる。
【００１２】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、光学ベンチ上に光学部品搭載のための導電性材料層を形成する際、下地としてＰｔ等のＡｕ-Ｓｎとの親和性の低い金属が用いられている場合でも、パッド寸法を明確に規定して、精度が高くかつ量産性の高い実装を可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
かかる目的のもと、本発明は、Ｐｔなどの金錫(Ａｕ-Ｓｎ)との親和性の低い第１の下地層上に、Ａｕ-Ｓｎと親和性の高いＡｕ薄膜などの第２の下地層を形成し、この第２の下地層を所定形状にパターニングすることで上記課題を解決している。即ち、本発明は、光学素子が導電性材料層を介して接合される光学ベンチの製造方法であって、基板上に第１の下地層を形成する第１下地層形成工程と、この第１下地層形成工程により形成された第１の下地層の上に第１の下地層よりもＡｕ-Ｓｎとの親和性の高い第２の下地層を形成する第２下地層形成工程と、この第２下地層形成工程により形成された第２の下地層の上にＡｕ-Ｓｎの合金粒子を含むペーストを印刷する印刷工程と、この印刷工程により印刷されたペーストを加熱ヘッドを用いて溶融させて、第２の下地層の上にＡｕ-Ｓｎ膜からなる導電性材料層を形成する加熱溶融工程とを含む。尚、「基板上」とは、基板に直接的であるか、基板との間に他の部材を挟んで間接的であるかを問うものではない。以下も同様である。
【００１４】
ここで、この第２下地層形成工程は、レーザエッチングにより第２の下地層をパッドエリアに合わせてパターニングすること、または印刷によりパッドエリアに合わせて第２の下地層を形成することを特徴とすれば、パターニングされ、または形成される第２の下地層の端面がダレた状態となり、Ａｕ-Ｓｎ膜が濡れ広がっていく際に、厚さ方向および外形線方向にグラジュアルなラインが得られる点で好ましい。この「印刷」としては、インクジェット印刷やスクリーン印刷が挙げられる。
【００１５】
また、この加熱溶融工程にて用いられる加熱ヘッドは、ペーストに接触する先端部の寸法形状が第２の下地層の領域と同等またはそれ以上であることを特徴とすれば、塗布されたＡｕ-Ｓｎペーストが所定範囲に亘って十分に加熱溶融できる点で優れている。
更に、第１下地層形成工程によって第１の下地層が形成される基板上に、部品を位置決めしながら搭載するための溝を予め形成する溝形成工程を更に備えたことを特徴とすることができる。
【００１６】
他の観点から捉えると、本発明が適用される光学ベンチは、部品を位置決めしながら搭載するための溝を有する基板と、この基板上に形成される第１の下地層と、この第１の下地層の上に形成され第１の下地層よりも金錫(Ａｕ-Ｓｎ)との親和性の高い第２の下地層と、この第２の下地層の上に形成されるＡｕ-Ｓｎ膜とを含む。
【００１７】
ここで、この第１の下地層は、プラチナ(Ｐｔ)を含む例えばチタン白金(Ｔｉ-Ｐｔ)からなる薄膜から形成されることを特徴とすることができる。また、この第２の下地層は、金(Ａｕ)を含む例えばＡｕ薄膜から形成されていることを特徴とすることができる。更に、このＡｕ-Ｓｎ膜は、Ａｕ-Ｓｎの合金粒子を含むペーストが第２の下地層上に形成された後に、このペーストに加熱ヘッドを加圧させることにより形成されることを特徴とすることができる。また更に、このＡｕ-Ｓｎ膜は、第２の下地層のパターンによって形成されるパッドエリアに略一致するように領域が形成されることを特徴とすることができる。
【００１８】
一方、本発明が適用される光学モジュールは、溝、配線、およびＡｕ-Ｓｎ膜からなる導電性材料層を有する基板と、この導電性材料層に接合される光学駆動部品と、溝に位置決めされて配置される光学部品とを含み、この基板は、基板上に形成される第１の下地層と、この第１の下地層の上に形成され第１の下地層よりもＡｕ-Ｓｎとの親和性の高い第２の下地層とを有し、この第２の下地層の上に導電性材料層が形成されていることを特徴としている。特に、この基板における第１の下地層はプラチナ(Ｐｔ)を含む薄膜から形成され、第２の下地層は金(Ａｕ)を含む薄膜から形成されていることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、光学素子を搭載する光学ベンチにおいて、例えば金錫(Ａｕ-Ｓｎ)からなる導電性材料層を得る際、厚さバラツキが極めて小さい印刷パッドを形成することが可能となり、光学素子の実装効率を向上させることができる。
また、光学ベンチ上に光学部品搭載のための導電性材料層を形成する際、下地として導電性材料層との親和性の低い金属が用いられている場合でも、パッド寸法を明確に規定して、精度が高くかつ量産性の高い、光学素子の実装を可能にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１(ａ),(ｂ)は、本実施の形態が適用される光学ベンチの構成を示した図である。図１(ａ)は光学ベンチの上面図であり、図１(ｂ)は光学ベンチのＡ−Ａ断面図であり、位置関係を強調して表現している。本実施の形態が適用される光学ベンチ(シリコンオプティカルベンチ)１０は、シリコンウェハであるＳｉ基板１１に、例えばレンズ等の光学部品を位置決めした状態で搭載するための深溝である溝１２が形成される。また、本実施の形態が適用される光学ベンチ１０では、Ｓｉ基板１１上に、第１の下地層としてチタン白金(Ｔｉ-Ｐｔ)下地層１３、第２の下地層として金(Ａｕ)薄膜からなるＡｕ下地層１４を備えている。また、例えば、光学素子(光学部品、光学デバイス)であるレーザダイオード(ＬＤ)をダイボンディングするための導電性材料層として、金錫膜(Ａｕ-Ｓｎ膜)１５が形成されている。更に、Ｓｉ基板１１のＴｉ-Ｐｔ下地層１３の上には、Ａｕの配線１６が形成されている。
【００２１】
本実施の形態では、Ａｕ-Ｓｎと親和性の低い第１の下地層であるＴｉ-Ｐｔ下地層１３に、Ａｕ-Ｓｎと親和性の高い第２の下地層であるＡｕ下地層１４が形成されている。より詳しくは、Ｔｉ-Ｐｔ下地層１３の上にＡｕ薄膜を形成した後、このＡｕ薄膜を所定形状に予めパターニングして第２の下地層であるＡｕ下地層１４を形成している。その後、このＡｕ下地層１４上にて、溶融したＡｕ-Ｓｎを加圧して濡れ広がらせる。これによって、溶融したＡｕ-Ｓｎの濡れ広がる領域が第２の下地層によるパターニング領域に自動的に規定され、Ａｕ-Ｓｎの過度な広がりを防止することができ、寸法精度の高いＡｕ-Ｓｎ膜１５が形成されている。
【００２２】
図２は、光学ベンチ１０の製造工程を示した図である。ここでは、酸化膜付きＳｉウェハが準備された後(ステップ１０１)、深溝加工により、溝１２が形成される(ステップ１０２)。この溝１２の形成は、レジストを塗布し、パターニングをした後、フッ酸を用いて溝加工が行われる領域の熱酸化膜を除去した後、ＫＯＨを用いた異方性エッチングにより行った。次に、酸化膜付きＳｉ基板１１の上にＴｉ-Ｐｔ膜をスパッタにより０.１μｍ〜０.２μｍ厚さで形成して、第１の下地層であるＴｉ-Ｐｔ下地層１３を生成する(ステップ１０３)。溝１２の部分について、マスキングをしない場合には、Ｓｉ基板１１の全面上にＴｉ-Ｐｔ下地層１３が形成される。次に、生成されたＴｉ-Ｐｔ下地層１３の上に、蒸着により０.０１μｍ厚さのＡｕ薄膜を形成する(ステップ１０４)。そして、このＡｕ薄膜をレーザパターニングによりパッドエリアの形状にパターニングすることにより、Ａｕ-Ｓｎ印刷用パッドである第２の下地層としてＡｕ下地層１４を生成する(ステップ１０５)。このＡｕ下地層１４は、例えば５００μｍ角のパッドエリアの寸法にてパターニングされる。また、リフトオフト法を用いて蒸着によりＡｕの配線１６を生成する(ステップ１０６)。
【００２３】
その後、ステップ１０７からステップ１０９にて、Ａｕ-Ｓｎ膜１５が生成される。
図３(ａ)〜(ｃ)は、このＡｕ-Ｓｎ膜１５の生成工程を説明するための図である。図２および図３を用いて説明すると、Ａｕ-Ｓｎ膜１５の生成工程では、まず、第２の下地層であるＡｕ下地層１４の上に、ディスペンサによりＡｕ-Ｓｎペーストが塗布される(ステップ１０７)。塗布されるＡｕ-Ｓｎペーストとして、例えば粉末含有量が体積比で５０％、平均粒子径が１０μｍのものを用いた。そして、塗布されたＡｕ-Ｓｎペーストを３１０℃−１０秒の条件でリフローしてメルトさせた後、市販のフラックス洗浄液を用いて洗浄を行って、図３(ａ)に示すような印刷パッド２９を形成する(ステップ１０８)。図３(ａ)では、Ｓｉ基板１１の上にＴｉ-Ｐｔ下地層１３、さらにその上にＡｕ下地層１４が形成され、その上に印刷パッド２９が形成されている様子が示されている。その後、図３(ｂ)に示すように、加熱ヘッド３１を用いて印刷パッド２９を約３２０℃で加熱して、加熱溶融させると共に加圧する(ステップ１０９)。その結果、図３(ｃ)に示すようなＡｕ-Ｓｎ膜１５が生成されて処理が終了する。このようにして形成されるＡｕ-Ｓｎ膜１５は、厚さｄが約３.５μｍとなるように、また、図３(ｃ)に示すように、溶融後の範囲が５００μｍ角の所定のパッドエリア(Ａｕ下地層１４の寸法)にほぼ一致するように、予めその量が調整されている。このときの加圧力は例えば１００ｇ/ｃｍ２であった。また加熱圧着は、日本アビオニクス株式会社製の抵抗溶接機を用いて行い、この抵抗溶接機のツールを加熱ヘッド３１として用いた。加熱ヘッド３１は、パッドエリアを形成するＡｕ下地層１４に対して、各辺の長さが約２倍、即ち、面積にして約４倍の寸法のものを採用している。
【００２４】
以上のようにして形成される本実施の形態における光学ベンチ１０は、従来の多層薄膜方式で形成したパッドと比較した場合、所定の組成を持つＡｕ-Ｓｎペーストの印刷によりパッドが形成されることから、組成が極めて安定している。また、繰り返しごとのバラツキは実質的に生じないことに加え、高さバラツキが比較的狭い範囲に収めることが可能となった。
尚、第１の下地層としては種々のものがあり得るが、成膜性、耐久性、熱伝導性等の面からＰｔを含むものが適する。また、第２の下地層としては、Ａｕ-Ｓｎとの親和性、導電性、成膜性等の面からＡｕが適する。
【００２５】
図４(ａ)〜(ｃ)は、数々の条件下でＡｕ-Ｓｎペーストを加熱・加圧溶融させた場合の濡れ広がり状態例を示した図である。図４(ａ)は、本実施の形態の比較例として、Ａｕ下地層１４を設けずにＡｕ-Ｓｎペーストの塗布、および加熱・加圧溶融が行われた場合の濡れ広がりを示している。Ａｕ下地層１４を設けずに形成されるＡｕ-Ｓｎ膜１５は、パッドエリアとして予め想定されている領域に整合せず、不安定な形状であった。これは、第１の下地層であるＴｉ-Ｐｔ下地層１３のＰｔが表面に露出しており、Ｐｔに対するＡｕ-Ｓｎの親和性が低く、即ち濡れ性が悪いことから、リフローおよび加熱圧着によっても下地になじんでいかないためである。
【００２６】
図４(ｂ)は、加熱ヘッド３１の寸法がパッドエリアであるＡｕ下地層１４よりも小さいものを用いた場合の濡れ広がり状態を示している。比較のために、加熱ヘッド３１の各辺の寸法がパッドエリアとしてＡｕ下地層１４によって形成される領域の約７０％、面積にしてＡｕ下地層１４の約５０％のヘッドを用いた。このときの結果が図４(ｂ)に示されている。かかる場合、Ａｕ-Ｓｎ膜１５のパッド形状は比較的一定していたが、寸法が小さく、パッドエリアとしてのＡｕ下地層１４をカバーしきれていなかった。また、Ａｕ-Ｓｎ膜１５の周辺には、図の斜線で示す肉厚部分が生じていた。このように、パッドエリアに対して加熱ヘッド３１の寸法が小さいと、Ａｕ-Ｓｎペーストが十分に加熱溶融されず、パッドエリアを十分にカバーすることができなくなる。即ち、加熱ヘッド３１のヘッド先端の寸法形状を、パターニングされた所定形状の下地層の領域よりも大きい範囲にすることにより、塗布されたＡｕ-ＳｎペーストがパッドエリアとしてのＡｕ下地層１４の範囲に亘って十分に加熱溶融され、より良好なＡｕ-Ｓｎ膜１５を得ることができる。
【００２７】
図４(ｃ)は、Ａｕ下地層１４のパターニングをフォトリソグラフィにより行った結果を示している。かかる場合に、Ａｕ-Ｓｎ膜１５のパッド形状は、パッドエリアとしてのＡｕ下地層１４にほぼ整合していたが、Ａｕ-ＳｎがＡｕ下地層１４のパターニングエリアから飛散した飛散箇所が生じていた。これは、フォトリソグラフィによると、下地であるＡｕ下地層１４のパターン輪郭がシャープになり、界面部分が不連続的な状態になって、溶融したＡｕ-Ｓｎが加圧されて濡れ広がっていく際に、突出して飛散する部分が生じやすいためである。一方、レーザエッチングの場合には、端面がダレた状態になり、厚さ方向および外形線方向ともにグラジュアルな(滑らかな)ラインとなる。この場合には、溶融Ａｕ-Ｓｎの流動が連続的となり、かつ外形線になじんで行きやすく、図４(ｃ)に示すような飛散が抑制される。即ち、第２の下地層として例えばＡｕ下地層１４を蒸着やスパッタ等の薄膜で形成した場合、パターニングの方法はフォトリソグラフィ等のエッチング方式によっても勿論可能である。エッチングを用いた場合には、パターンの輪郭がシャープに形成され、このことは用途によっては有用である。例えばサブミクロンの大きさであるファインパターンが必要とされる場合等には必須である。しかしながら図４(ｃ)に示すような飛散箇所を生じ難くするためには、グラジュアルなラインを形成できるレーザエッチング等が好ましい。
【００２８】
尚、第２の下地層であるＡｕ下地層１４をインクジェット印刷で形成した場合も輪郭はグラジュアルなラインとなり、レーザエッチングと同様な効果が得られる。かかる場合、ステップ１０５に示したパターニング行程が不要となることから、量産効率を高める意味でも効果が高い。
このように、Ａｕ下地層１４の形成は、薄膜のパターニングによる方法以外に、印刷を用いて行うことができる。かかる場合、Ａｕ粒子の径が数ｎｍ以下の所謂ナノ粒子を用いたインクまたはペーストによる印刷が薄膜を形成する上で有効である。この印刷の方法としては、インクジェット印刷やスクリーン印刷が使用できる。
【００２９】
また、ステップ１０７に示したＡｕ-Ｓｎペーストの塗布は、ディスペンサによらずスクリーン印刷等の印刷によって行うこともできる。更に上述したリフロー後の洗浄は、場合によっては加熱圧着後に行うこともできる。また更に、より精度良く範囲を規定する上で、パッドエリアであるＡｕ下地層１４の輪郭に沿ってＰｔダムを設けることも有効である。
【００３０】
次に、上述のようにして製造された光学ベンチ１０を用いた光学モジュールについて説明する。
図５(ａ),(ｂ)は、本実施の形態が適用される光学モジュールの一例を示した図である。図５(ａ),(ｂ)に示す光学モジュール５０は、光学ベンチ１０における溝１２内に、光学部品として、例えば石英製結合レンズであるレンズ５１が搭載されている。また、光学ベンチ１０における配線１６の一部、および光学ベンチ１０に形成されたＡｕ-Ｓｎ膜１５の上に、光学駆動部品として、光学素子であるレーザダイオード５２が実装されている。本実施の形態では、上述した作業工程によって光学ベンチ１０が作製されることから、Ａｕ-Ｓｎ膜１５の精度が±３μｍ以内程度と高く、その結果として、光学モジュール５０における組み立て整合性を向上させることが可能となる。尚、光学モジュール５０に搭載される他の光学部品/駆動部品としては、ファイバ、ミラー、フィルタ、スイッチ等がある。
【００３１】
以上、詳述したように、本実施の形態によれば、Ａｕ-Ｓｎパッド(印刷パッド２９)形成を印刷で行い、さらに加熱ツールにより加熱圧着させる方式のパッド形成において、パッドエリアに相当する領域に下地層としてＡｕ薄膜(Ａｕ下地層１４)を形成した。また、例えば、このＡｕ薄膜のパターニングをレーザで行うことにより、下地層がＰｔ等のＡｕ-Ｓｎとの濡れ性が悪いものであっても、正確で安定したパッド形成を行うことができる。このとき、加熱ヘッド３１としてパッドエリアより大きい寸法形状のものを用いることにより、更に高い寸法精度のものを得ることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の活用例としては、光学素子を搭載する光学ベンチの製造、製造された光学ベンチ、および光学ベンチに光学素子が搭載された光学モジュールへの活用が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】(ａ),(ｂ)は、本実施の形態が適用される光学ベンチの構成を示した図である。
【図２】光学ベンチの製造工程を示した図である。
【図３】(ａ)〜(ｃ)は、Ａｕ-Ｓｎ膜の生成工程を説明するための図である。
【図４】(ａ)〜(ｃ)は、数々の条件下でＡｕ-Ｓｎペーストを加熱・加圧溶融させた場合の濡れ広がり状態例を示した図である。
【図５】(ａ),(ｂ)は、本実施の形態が適用される光学モジュールの一例を示した図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０…光学ベンチ(シリコンオプティカルベンチ)、１１…Ｓｉ基板、１２…溝、１３…チタン白金(Ｔｉ-Ｐｔ)下地層、１４…Ａｕ下地層、１５…金錫膜(Ａｕ-Ｓｎ膜)、１６…配線、２９…印刷パッド、３１…加熱ヘッド、５０…光学モジュール、５１…レンズ、５２…レーザダイオード
【図１】
2005302776.tif 000003
【図２】
2005302776.tif 000004
【図３】
2005302776.tif 000005
【図４】
2005302776.tif 000006
【図５】
2005302776.tif 000007