(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップの電極パッドと基板の電極パッドとがバンプにより接合された光モジュールにおいて、
前記チップおよび基板の双方またはいずれか一方の電極パッドの平面形状を、３つの正六角形の各々の２辺が互いに接続されてなる形状とする
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
チップの電極パッドと基板の電極パッドとがバンプにより接合された光モジュールにおいて、
前記チップおよび基板の双方またはいずれか一方の電極パッドの平面形状を、複数の円形が直線的に連接した形状とする
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項３】
チップの電極パッドと基板の電極パッドとがバンプにより接合された光モジュールにおいて、
前記チップおよび基板の双方またはいずれか一方の電極パッドの平面形状を、複数の正六角形が直線的に配列した形状であって、各正六角形の互いに対向する辺同士が接続した形状とする
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
前記チップの電極パッドを、前記チップの活性層の直下に設けたこと
を特徴とする光モジュール。
【請求項５】
チップのパッド形成面に設けられた電極パッドと基板の電極パッドとがバンプにより接合された光モジュールにおいて、
前記チップの電極パッドは、前記パッド形成面に画成された長方形領域の頂点の位置に設けられた第１電極パッドと、該長方形領域の対角線の交点の位置に設けられた第２電極パッドとからなり、
前記第１および第２電極パッドの平面形状はそれぞれ正六角形状であり、
前記第１電極パッドの各々が同じ向きに配向しているとともに、前記第２電極パッドが前記第１電極パッドの向きから３０°の角度だけ回転した向きに配向しており、
前記長方形領域を、前記第２電極パッドが前記チップの活性層の直下に位置するように画成された領域とする
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項６】
チップのパッド形成面に設けられた電極パッドと基板の電極パッドとがバンプにより接合された光モジュールにおいて、
前記チップの電極パッドは、前記パッド形成面に画成された長方形領域の頂点の位置に設けられた第１電極パッドと、該長方形領域の対角線の交点の位置に設けられた第２電極パッドとからなり、
前記第１および第２電極パッドの平面形状はそれぞれ３つの正六角形の各々の２辺が互いに接続されてなる形状であり、
前記第１電極パッドの各々が同じ向きに配向しているとともに、前記第２電極パッドが前記第１電極パッドの向きから３０°の角度だけ回転した向きに配向しており、
前記長方形領域を、前記第２電極パッドが前記チップの活性層の直下に位置するように画成された領域とする
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項７】
チップのパッド形成面に設けられた電極パッドと基板の電極パッドとがバンプにより接合された光モジュールにおいて、
前記チップの電極パッドは、前記パッド形成面に画成された長方形領域の頂点の位置に設けられた第１電極パッドと、該長方形領域の対角線の交点の位置に設けられた第２電極パッドとからなり、
前記第１電極パッドの平面形状は、３つの正六角形の各々の２辺が互いに接続されてなる形状であり、
前記第２電極パッドの平面形状は、３つの正六角形が直線的に配列した形状であって、各正六角形の互いに対向する辺同士が接続した形状であり、
前記長方形領域を、前記第２電極パッドが前記チップの活性層の直下に位置するように画成された領域とする
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項８】
チップの電極パッドと基板の電極パッドとがバンプにより接合された光モジュールにおいて、
前記チップおよび基板の双方の電極パッドの平面形状を正六角形状とし、
前記チップの電極パッドの向きと前記基板の電極パッドの向きとが結合時において互いに３０°の角度だけ異なるようにそれぞれ配向している
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項９】
チップの電極パッドと基板の電極パッドとがバンプにより接合された光モジュールにおいて、
前記チップおよび基板の双方またはいずれか一方の電極パッドの平面形状を、複数の正六角形がジグザグ状に配列されるように、各正六角形の互いに対向する辺同士を接続した形状とする
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項１０】
請求項９に記載の光モジュールにおいて、
前記チップの電極パッドを前記チップの活性層の直下に設けるとともに、該電極パッドの延在方向を前記活性層の長手方向に一致させる
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項１１】
チップの電極パッドと基板の電極パッドとがバンプにより接合された光モジュールにおいて、
前記チップおよび基板の双方またはいずれか一方の電極パッドの平面形状を、６つの正六角形を環状に接続して得られた複数のハニカム構造が直線的に連接した形状とする
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光モジュールにおいて、
前記チップの電極パッドを前記チップの活性層の直下に設けるとともに、前記ハニカム構造の配列方向を前記活性層の長手方向に一致させる
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
前記チップを半導体レーザ素子、受光素子または電界吸収型光変調素子とすることを特徴とする光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、チップの電極パッドと基板の電極パッドとがバンプにより接合された光モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、多チャンネルのレーザダイオードアレイ素子や受光素子アレイなどの光素子は、基板にダイスボンディングされた状態で光モジュールとして提供される。このような光モジュールの、光素子により構成される光結合系の光軸は、無調整化されていることが望ましい。そのため、一般に、ダイスボンディングと同時にアライメントが行われる。
【０００３】
例えば、文献「１９９５年電子情報通信学会総合大会Ｃ−２１５」に開示された従来技術によれば、光素子として形成されたチップが半田バンプにより基板に対して結合される。半田バンプは、バンプの幅に対する高さの比（アスペクト比）がある一定の大きさ以上になると、溶融した状態の半田バンプに表面張力による復元力が働くようになる。この復元力を利用することにより、セルフアライメント実装が行われる。
【０００４】
また、上記文献には、ストライプ状のバンプを用いる利点が挙げられている。一般的な球状バンプは、接合強度を得るためにバンプ径を大きくすると、バンプの高さも大きくなり、高さ方向の接合位置精度が低下する。これに対して、ストライプ状のバンプによれば、接合面積を確保した状態でバンプ高さを低減できるという。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ストライプ状のバンプは形状がゆがみやすいといった問題がある。そのため、期待したほどのばらつき改善効果は認められず、この方法では不十分な結果しか得られない。したがって、通常の球状バンプを用いる方が、好ましい結果が得られると予想される。そして、以下に説明する理由から、球状バンプが圧着される電極パッドの形状を工夫することにより、チップと基板との接合位置精度の向上が期待できる。
【０００６】
図１５は、課題の説明に供する平面図である。図１５に示すように、従来の基板またはチップ１１上には、四角形状の電極パッド１０が設けられている。この電極パッド１０上には、電極パッド１０の辺に内接するように、球状のバンプ１２が圧着される。バンプ１２は、リフローなどの熱処理を施すと溶融して、電極パッド１０内に広がる。バンプ１２の広がり範囲は、電極パッド１０の直線状の辺の位置で制限される。このため、バンプ１２の、図１５中のｘ方向およびｙ方向への広がり範囲が規制される。このように、通常の電極パッド１０は、バンプ１２の広がり範囲を２方向から規制することにより、接合位置精度を確保している。したがって、この規制方向を増やすことができれば、接合位置精度が向上する。
【０００７】
なお、電極パッドの形状を円形にすれば、上述した規制方向は最も多くなる。しかし、自由度がまったく無くなるため、側面から見たときのバンプ形状が傾いた柱形状となってしまって、逆に精度を落とすことになる。
【０００８】
この出願に係る発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、光モジュールにおけるチップと基板との接合位置精度の向上を目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、この出願に係る参考例の光モジュールによれば、チップの電極パッドと基板の電極パッドとがバンプにより接合された光モジュールにおいて、チップおよび基板の双方またはいずれか一方の電極パッドの平面形状を正六角形状とすることを特徴とする。
【００１０】
図１は、この第１参考例の光モジュールの作用効果の説明に供する平面図である。図１に示すように、基板またはチップ１１上に正六角形状の電極パッド１４が設けられている。この電極パッド１４上には、電極パッド１４の辺に内接するように、球状のバンプ１２が圧着される。このバンプ１２は、熱処理を施すと溶融して、電極パッド１４内に広がる。このとき、バンプ１２の広がり範囲は正六角形の辺に垂直な方向から規制を受ける。つまり、バンプ１２の広がり範囲は、電極パッド１４の互いに対向している２辺に垂直な方向、すなわち、図中のａ方向、ｂ方向およびｃ方向に対して規制を受ける。このように、この参考例によれば、電極パッドを正六角形状としたため、バンプ１２の広がり範囲が３方向から規制されるようになる。よって、従来の四角形状の電極パッドに比べると規制方向が多くなり、チップと基板との接合位置精度が高まる。
【００１１】
また、この出願に係る発明の光モジュールによれば、チップの電極パッドと基板の電極パッドとがバンプにより接合された光モジュールにおいて、チップおよび基板の双方またはいずれか一方の電極パッドの平面形状を、３つの正六角形が接続した形状であって、各正六角形の２辺に他の正六角形の１辺がそれぞれ接続した形状とすることを特徴とする。
【００１２】
図２は、この第１発明の光モジュールの作用効果の説明に供する平面図である。図２に示すように、基板またはチップ１１上に、３つの正六角形の各々の２辺が互いに接続されてなる形状の電極パッド１６が設けられている。この電極パッド１６上には、３つの球状バンプ１２が圧着される。各バンプ１２は、電極パッド１６を構成する３つの正六角形の辺にそれぞれ内接するように圧着される。各バンプ１２は、熱処理を施すと溶融して、電極パッド１６内に広がる。このバンプ１２の広がり範囲は電極パッド１６の辺の部分で規制を受ける。つまり、バンプ１２の広がり範囲は、電極パッド１６の互いに対向している２辺に垂直な方向、すなわち、図中のａ方向、ｂ方向およびｃ方向に対して規制を受ける。
【００１３】
このように、この第１発明の電極パッドは、バンプの広がり範囲が３方向から規制される。よって、従来の四角形状の電極パッドに比べて、チップと基板との接合位置精度が高まる。
【００１４】
さらに、図２に示すバンプ形状は、ａ方向、ｂ方向およびｃ方向の各々にストライプ状のバンプが延在した形状と等価である。したがって、接合面積が大きくなり、その分だけバンプの高さを低くすることができるため、接合後の高さ方向の高さばらつきを小さくすることができる。
【００１５】
また、この出願に係るさらに他の発明の光モジュールによれば、チップの電極パッドと基板の電極パッドとがバンプにより接合された光モジュールにおいて、チップおよび基板の双方またはいずれか一方の電極パッドの平面形状を、複数の円形が直線的に連接した形状とすることを特徴とする。
【００１６】
図３は、この第２発明の光モジュールの作用効果の説明に供する平面図である。図３に示すように、基板またはチップ１１上に、複数の円形が直線的に接続した形状の電極パッド１８が設けられている。この電極パッド１８上には、円形の数と同数の球状バンプ１２が直線的に配列した状態で圧着される。各バンプ１２は、熱処理を施すと溶融して電極パッド１８内に広がる。このバンプ１２の広がり範囲は電極パッド１８の円弧の部分で規制を受ける。
【００１７】
上述の電極パッドによれば、溶融後の各球状バンプが互いに連結するので、接合面積が増大する。よって、各球状バンプのバンプ径を小さくすることにより、アスペクト比を高く保った状態でバンプ高さを低くすることができる。したがって、接合後の高さ方向の高さばらつきを小さくすることができる。
【００１８】
また、上述したように、バンプの面方向の広がり範囲は、円形の接続方向に対して配列する電極パッドの円弧の部分で規制される。このため、従来のストライプ状バンプを四角形状の電極パッドに対して用いる場合に比べて接合位置精度が高まる。
【００１９】
また、この出願に係るさらに他の発明の光モジュールによれば、チップの電極パッドと基板の電極パッドとがバンプにより接合された光モジュールにおいて、チップおよび基板の双方またはいずれか一方の電極パッドの平面形状を、複数の正六角形が直線的に配列した形状であって、各正六角形の互いに対向する辺同士が接続した形状とすることを特徴とする。
【００２０】
図４は、この第３発明の光モジュールの作用効果の説明に供する平面図である。図４に示すように、基板またはチップ１１上に、複数の正六角形が直線的に接続した形状の電極パッド２０が設けられている。この電極パッド２０上には、正六角形の数と同数の球状バンプ１２が直線的に配列した状態で圧着される。各バンプ１２は、熱処理を施すと溶融して、電極パッド２０内に広がる。このバンプ１２の広がり範囲は電極パッド２０の辺の部分で規制を受ける。つまり、バンプ１２の広がり範囲は、電極パッド２０の互いに対向している２辺に垂直な方向、すなわち、図中のａ方向、ｂ方向およびｃ方向に対して規制を受ける。
【００２１】
上述の電極パッドによれば、溶融後の各球状バンプが互いに連結するので、接合面積が増大する。よって、各球状バンプのバンプ径を小さくすることにより、アスペクト比を高く保った状態でバンプ高さを低くすることができる。したがって、接合後の高さ方向の高さばらつきを小さくすることができる。
【００２２】
また、電極パッド２０の、正六角形の接続方向に延在する辺の形状は、６０度の角度でジグザグ状に折れ曲がりながら延在する形状であるから、この辺によりバンプ１２の広がり範囲は電極パッド２０の長手方向および短手方向の両方向に対して規制を受ける。このため、従来のストライプ状バンプを四角形状の電極パッドに対して用いる場合に比べて接合位置精度が高まる。
【００２３】
また、上述した各発明の光モジュールにおいて、好ましくは、チップの電極パッドを、チップの活性層の直下に設けると良い。
【００２４】
このように構成してあると、チップの活性層から発生した熱を電極パッドを通じて基板に効率よく逃がすことができる。よって、チップの特性が安定する。
【００２５】
また、この出願に係るさらに他の発明の光モジュールによれば、チップのパッド形成面に設けられた電極パッドと基板の電極パッドとがバンプにより接合された光モジュールにおいて、チップの電極パッドは、パッド形成面に画成された長方形領域の頂点の位置に設けられた第１電極パッドと、この長方形領域の対角線の交点の位置に設けられた第２電極パッドとからなり、第１および第２電極パッドの平面形状はそれぞれ正六角形状であり、第１電極パッドの各々が同じ向きに配向しているとともに、第２電極パッドが第１電極パッドの向きから３０°の角度だけ回転した向きに配向していることを特徴とする。
【００２６】
このように、長方形領域の四隅の位置に第１電極パッドを設けてあるので、チップの回転方向のズレが補正されやすい。また、各第１電極パッドが正六角形状であるから、平面方向のズレを小さくすることができる。さらに、長方形領域の対角線の交点の位置に正六角形状の第２電極パッドを設けてあり、この第２電極パッドの向きを第１電極パッドの向きから３０°の角度だけ回転させた向きにしてある。よって、チップの位置ズレは合計６方向に対して補正される。
【００２７】
また、この出願に係るさらに他の発明の光モジュールによれば、チップのパッド形成面に設けられた電極パッドと基板の電極パッドとがバンプにより接合された光モジュールにおいて、チップの電極パッドは、パッド形成面に画成された長方形領域の頂点の位置に設けられた第１電極パッドと、この長方形領域の対角線の交点の位置に設けられた第２電極パッドとからなり、第１および第２電極パッドの平面形状はそれぞれ３つの正六角形の各々の２辺が互いに接続されてなる形状であり、第１電極パッドの各々が同じ向きに配向しているとともに、第２電極パッドが第１電極パッドの向きから３０°の角度だけ回転した向きに配向していることを特徴とする。
【００２８】
このように、長方形領域の四隅の位置に第１電極パッドを設けてあるので、チップの回転方向のズレが補正されやすい。また、各第１電極パッドが３つの正六角形を接続した形状であるから、平面方向のズレを小さくすることができる。さらに、長方形領域の対角線の交点の位置に３つの正六角形が接続した形状の第２電極パッドを設けてあり、この第２電極パッドの向きを第１電極パッドの向きから３０°の角度だけ回転させた向きにしてある。よって、チップの位置ズレは合計６方向に対して補正される。また、第１および第２電極パッドによれば、アスペクト比を大きくとりつつバンプ高さを低くできるため、高さ方向のばらつきも小さくなる。
【００２９】
また、この出願に係るさらに他の発明の光モジュールによれば、チップのパッド形成面に設けられた電極パッドと基板の電極パッドとがバンプにより接合された光モジュールにおいて、チップの電極パッドは、パッド形成面に画成された長方形領域の頂点の位置に設けられた第１電極パッドと、この長方形領域の対角線の交点の位置に設けられた第２電極パッドとからなり、第１電極パッドの平面形状は、３つの正六角形の各々の２辺が互いに接続されてなる形状であり、第２電極パッドの平面形状は、３つの正六角形が直線的に配列した形状であって、各正六角形の互いに対向する辺同士が接続した形状であることを特徴とする。
【００３０】
このように、長方形領域の四隅の位置に第１電極パッドを設けてあるので、チップの回転方向のズレが補正されやすい。また、各第１電極パッドが３つの正六角形を接続した形状であるから、平面方向のズレを小さくすることができる。さらに、長方形領域の対角線の交点の位置に３つの正六角形が直線的に接続した形状の第２電極パッドを設けてある。よって、チップの位置ズレが小さくなる。また、第１および第２電極パッドによれば、アスペクト比を大きくとりつつバンプ高さを低くできるため、高さ方向のばらつきも小さくなる。
【００３１】
また、好ましくは、上記各長方形領域を、第２電極パッドがチップの活性層の直下に位置するように画成された領域とするのが良い。
【００３２】
このように構成してあると、チップの活性層から発生した熱を電極パッドを通じて基板に効率よく逃がすことができる。
【００３３】
また、この出願に係るさらに他の発明の光モジュールによれば、チップの電極パッドと基板の電極パッドとがバンプにより接合された光モジュールにおいて、チップおよび基板の双方の電極パッドの平面形状を正六角形状とし、チップの電極パッドの向きと基板の電極パッドの向きとが結合時において互いに３０°の角度だけ異なるようにそれぞれ配向していることを特徴とする。
【００３４】
このように、この発明によれば、正六角形状の電極パッドによってバンプの広がり範囲が規制を受けるので、チップと基板との接合位置精度が従来に比べて高くなる。また、基板の電極パッドの辺とチップの電極パッドの辺とが平行になっていないため、溶融したバンプには回転方向の力が働く。チップおよび基板に複数個の電極パッドがあれば、チップおよび基板は回転しない。この回転方向の力は、セルフアライメントに有効に働き、接合位置精度がさらに高められる。
【００３５】
また、この出願に係るさらに他の発明の光モジュールによれば、チップの電極パッドと基板の電極パッドとがバンプにより接合された光モジュールにおいて、チップおよび基板の双方またはいずれか一方の電極パッドの平面形状を、複数の正六角形がジグザグ状に配列されるように、各正六角形の互いに対向する辺同士を接続した形状とすることを特徴とする。
【００３６】
この発明における電極パッドによれば、溶融後の各球状バンプが互いに連結するので、接合面積が増大する。よって、各球状バンプのバンプ径を小さくすることにより、アスペクト比を高く保った状態でバンプ高さを低くすることができる。したがって、接合後の高さ方向の高さばらつきを小さくすることができる。また、電極パッドをジグザグ形状にしてあるから、バンプの広がり範囲が電極パッドの長手方向および短手方向の両方向に対して規制を受ける。このため、従来のストライプ状バンプを四角形状の電極パッドに対して用いる場合に比べて接合位置精度が高まる。
【００３７】
なお、好ましくは、チップの電極パッドをチップの活性層の直下に設けるとともに、この電極パッドの延在方向を活性層の長手方向に一致させると良い。
【００３８】
このように構成してあると、チップの活性層から発生した熱を電極パッドを通じて基板に効率よく逃がすことができる。
【００３９】
また、この出願に係るさらに他の発明の光モジュールによれば、チップの電極パッドと基板の電極パッドとがバンプにより接合された光モジュールにおいて、チップおよび基板の双方またはいずれか一方の電極パッドの平面形状を、６つの正六角形を環状に接続して得られた複数のハニカム構造が直線的に連接した形状とすることを特徴とする。
【００４０】
このような環状のハニカム構造を用いると、回転方向の位置ズレがキャンセルされ、接合位置精度が向上する。
【００４１】
また、好ましくは、チップの電極パッドをチップの活性層の直下に設けるとともに、ハニカム構造の配列方向を活性層の長手方向に一致させると良い。
【００４２】
このように構成してあると、チップの活性層から発生した熱を電極パッドを通じて基板に効率よく逃がすことができる。
【００４３】
この発明の光モジュールにおいて、好ましくは、前述のチップを半導体レーザ素子、受光素子または電界吸収型光変調素子とするのが良い。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。なお、図は、この発明が理解できる程度に、形状、大きさおよび配置関係を概略的に示しているに過ぎない。また、以下に記載される数値等の条件や材料などは単なる一例に過ぎない。よって、この発明は、この実施の形態に何ら限定されることがない。
【００４５】
［第１の参考例］
図５は、第１の参考例の光モジュールの構成を示す図である。この光モジュールは、チップの電極パッドと基板の電極パッドとがバンプにより接合されたものである。図５（Ａ）は、基板のパッド形成面側を示す平面図である。図５（Ｂ）は、チップのパッド形成面側を示す平面図である。図５（Ｃ）は、チップと基板とがバンプにより接合されている状態を示す側面図である。
【００４６】
基板２２には、シリコンやセラミックなどが用いられている。基板２２のパッド形成面２２ａには、配線パタン２４およびダイスボンディングパッド（以下、電極パッドと称する。）２６が形成されている。これら配線パタン２４および電極パッド２６は、それぞれクロムメッキの表面に金メッキを施したものである。この例の配線パタン２４は、ストライプ状に形成されている。基板２２上には、複数の配線パタン２４が互いに平行に配列している。また、電極パッド２６のパタンを正六角形状にしてある。この電極パッド２６は、各配線パタン２４の端部に接続されている。各電極パッド２６は同じ向きに配向している。この電極パッド２６上に、正六角形の辺に内接するように、球状の半田バンプ（以下、球状バンプまたは単にバンプと称する。）２８が圧着される。
【００４７】
また、この例のチップ３０は、レーザダイオードアレイ素子（半導体レーザ素子）として構成されている。このチップ３０内には、ストライプ状の活性層３２が作り込まれている。チップ３０内の複数の活性層３２は、互いに平行に配列している。このチップ３０のパッド形成面３０ａには、複数個の四角形状の配線パッド（以下、電極パッドと称する。）３４が設けられている。各電極パッド３４は、それぞれ活性層３２の直下に配置されている。この電極パッド３４は、基板２２の電極パッド２６と同じく正六角形状にしても良い。
【００４８】
そして、基板２２とチップ３０との、各々のパッド形成面２２ａおよび３０ａは対向させてある。この状態で、基板２２の電極パッド２６の位置とチップ３０の電極パッド３４の位置とが合うようになっている。そして、これら電極パッド２６および３４間が球状バンプ２８により接合されている。上述したように、最初に、球状バンプ２８は、基板２２の電極パッド２６上に圧着される。続いて、バンプ２８上に電極パッド３４を合わせた状態でチップ３０が載置される。この状態で、これら基板２２およびチップ３０をリフロー槽に通すと、バンプ２８が溶け、基板２２およびチップ３０間が接合される。この過程で、バンプ２８に発生する復元力が、基板２２およびチップ３０間の接合位置を補正する。すなわち、セルフアライメントが行われる。
【００４９】
この参考例では、図５（Ａ）に示すように、正六角形状の電極パッド２６を用いているため、溶融時のバンプ２８の広がり範囲は、電極パッド２６の互いに対向している２辺に垂直な方向、すなわち、図中のａ方向、ｂ方向およびｃ方向に対して規制を受ける。よって、バンプ２８の広がり範囲は３方向から規制されることになり、従来の四角形状の電極パッドに比べると規制方向が多くなるから、チップ３０と基板２２との接合位置精度が高まる。
【００５０】
このように構成した光モジュールを動作させると、活性層３２からは光が発生するとともに、光とならないキャリアにより熱が発生する。上述したように、活性層３２の直下に電極パッド３４を設けてあるので、この熱は、電極パッド３４、バンプ２８および電極パッド２６を通じて、基板２２に良好な効率で逃げるようになっている。
【００５１】
なお、この参考例では、チップ３０を半導体レーザ素子としたが、これに限らず、チップ３０を受光素子または電界吸収型光変調素子としても良い。
【００５２】
［第１の実施の形態］
図６は、第１の実施の形態の光モジュールの構成を示す平面図である。この第１の実施の形態の光モジュールと、第１の参考例の光モジュールとの相違点は、基板の電極パッド形状の点にあるので、図６には基板およびその電極パッドだけを示して他の構成の図示を省略している。
【００５３】
図６には、基板２２のパッド形成面２２ａ側が示されている。このパッド形成面２２ａに、配線パタン２４および電極パッド３６が形成されている。配線パタン２４は、ストライプ状に形成されている。また、電極パッド３６のパタンを、３つの正六角形の各々の２辺が互いに接続されてなる形状としている。各電極パッド３６は、それぞれ配線パタン２４の端部に接続されている。また、各電極パッド３６は同じ向きに配向している。この電極パッド３６上には、正六角形の辺に内接するように、３つの球状バンプ２８が圧着される。
【００５４】
図６に示すように、３つの正六角形からなる形状の電極パッド３６を用いているため、溶融時のバンプ２８の広がり範囲は、電極パッド３６の互いに対向している２辺に垂直な方向、すなわち、図中のａ方向、ｂ方向およびｃ方向に対して規制を受ける。よって、バンプ２８の広がり範囲は３方向から規制されることになり、従来の四角形状の電極パッドに比べると規制方向が多くなるから、チップと基板２２との接合位置精度が高まる。
【００５５】
さらに、図６に示すバンプ２８の形状は、ａ方向、ｂ方向およびｃ方向の各々にストライプ状のバンプが延在した形状と等価である。したがって、接合面積が大きくなり、その分だけバンプ２８の高さを低くすることができるため、接合後の高さ方向の高さばらつきを小さくすることができる。
【００５６】
なお、チップの電極パッドも基板２２の電極パッド３６と同じ形状にするのが好適である。
【００５７】
［第２の実施の形態］
図７は、第２の実施の形態の光モジュールの構成を示す平面図である。この第２の実施の形態の光モジュールと、第１の参考例の光モジュールとの相違点は、基板の電極パッド形状の点にあるので、図７には基板およびその電極パッドだけを示して他の構成の図示を省略している。
【００５８】
図７には、基板２２のパッド形成面２２ａ側が示されている。このパッド形成面２２ａに、配線パタン２４および電極パッド３８が形成されている。配線パタン２４は、ストライプ状に形成されている。また、電極パッド３８のパタンを、４つの円形が直線的に連接した形状としてある。各円形は、隣接する円形と少なくとも接しており、あるいは、少し重なり合っていても良い。そして、各電極パッド３８がそれぞれ配線パタン２４の端部に接続されている。電極パッド３８を構成する円形の配列方向は、配線パタン２４の長手方向に一致させてある。各電極パッド３８は同じ向きに配向している。この電極パッド３８上の円形部分の各々には、それぞれ球状バンプ２８が圧着される。なお、電極パッド３８を構成する円形の数は４つに限らず、２個以上の異なる個数にすることができる。
【００５９】
このような電極パッド３８によれば、溶融後の各球状バンプ２８が互いに連結するので、バンプの幅と長さとの比が大きくなるとともに、接合面積が増大する。よって、各球状バンプ２８のバンプ径を小さくすることにより、バンプ高さが低くなるから、アスペクト比を大きくすることができる。このように、アスペクト比を高く保った状態でバンプ高さを低くすることができるから、接合後の高さ方向の高さばらつきを小さくすることができる。
【００６０】
また、上述したように、バンプ２８の面方向の広がり範囲は、電極パッド３８の円弧の部分で規制される。このため、従来のストライプ状バンプを四角形状の電極パッドに対して用いる場合に比べて接合位置精度が高まる。
【００６１】
また、チップの電極パッドも基板２２の電極パッド３８と同じ形状にするのが好適である。そして、この電極パッドを半導体レーザ素子（チップ）の活性層の直下に配置させると良い。このように構成すると、半導体レーザ素子で発生する熱がチップから基板２２へ電極パッドを通して良好な効率で伝熱されるようになる。この発生した熱は、基板２２からパッケージを経て外部に放熱される。したがって、チップに形成された半導体レーザ素子の特性が安定する。
【００６２】
［第３の実施の形態］
図８は、第３の実施の形態の光モジュールの構成を示す平面図である。この第３の実施の形態の光モジュールと、第１の参考例の光モジュールとの相違点は、基板の電極パッド形状の点にあるので、図８には基板およびその電極パッドだけを示して他の構成の図示を省略している。
【００６３】
図８には、基板２２のパッド形成面２２ａ側が示されている。このパッド形成面２２ａに、配線パタン２４および電極パッド４０が形成されている。配線パタン２４は、ストライプ状に形成されている。また、電極パッド４０のパタンを、４つの正六角形が直線的に配列して、各正六角形の互いに対向する辺同士が接続した形状としてある。各電極パッド４０は、それぞれ配線パタン２４の端部に接続されている。また、電極パッド４０を構成する正六角形の配列方向は、配線パタン２４の長手方向に一致させてある。各電極パッド４０は同じ向きに配向している。この電極パッド４０上の正六角形部分の各々には、それぞれ球状バンプ２８が圧着される。なお、電極パッド４０を構成する正六角形の数は４つに限らず、２個以上の異なる個数にすることができる。
【００６４】
このような電極パッド４０は、正六角形の配列方向と各正六角形の辺の延在方向とが平行ではなく６０度の角度をなしている。各正六角形部分において、バンプ２８の広がり範囲は、電極パッド４０の互いに対向している２辺に垂直な方向、すなわち、図中のａ方向、ｂ方向およびｃ方向に対して規制を受ける。よって、バンプ２８の広がり範囲は電極パッド４０の長手方向および短手方向の両方向に対して規制を受ける。このため、従来のストライプ状バンプを四角形状の電極パッドに対して用いる場合に比べて接合位置精度が高まる。
【００６５】
また、この電極パッド４０によれば、溶融後の各球状バンプ２８が互いに連結するので、バンプの幅と長さとの比が大きくなるとともに、接合面積が増大する。よって、各球状バンプ２８のバンプ径を小さくすることにより、バンプ高さが低くなるから、アスペクト比を大きくすることができる。このように、アスペクト比を高く保った状態でバンプ高さを低くすることができるから、接合後の高さ方向の高さばらつきを小さくすることができる。
【００６６】
また、チップの電極パッドも基板２２の電極パッド４０と同じ形状にすると良い。そして、この電極パッドを半導体レーザ素子（チップ）の活性層の直下に配置させるのが好適である。このように構成すると、半導体レーザ素子で発生する熱がチップから基板２２へ電極パッドを通して良好な効率で伝熱されるようになる。この発生した熱は、基板２２からパッケージを経て外部に放熱される。
【００６７】
［第４の実施の形態］
図９は、第４の実施の形態の光モジュールの構成を示す平面図である。この第４の実施の形態の光モジュールと、第１の参考例の光モジュールとの相違点は、チップの電極パッドの配置の点にあるので、図９にはチップおよびその電極パッドだけを示して他の構成の図示を省略している。
【００６８】
図９には、チップ３０のパッド形成面３０ａ側が示されている。パッド形成面３０ａ上には、チップ３０の各活性層３２の直下に、それぞれ長方形領域４２が画成されている。この長方形領域４２の長手方向は活性層３２の長手方向に平行である。この長方形領域４２の頂点の位置にそれぞれ第１電極パッド４４ａが設けられている。したがって、活性層３２の周りには４つの第１電極パッド４４ａが配置されている。また、長方形領域４２の対角線の交点の位置に１個の第２電極パッド４４ｂが設けられている。この第２電極パッド４４ｂが設けられた位置は、活性層３２の直下に相当する位置である。また、これら第１および第２電極パッド４４ａおよび４４ｂの平面形状を、それぞれ正六角形状にしてある。そして、第１電極パッド４４ａの各々が同じ向きに配向しているとともに、第２電極パッド４４ｂが第１電極パッド４４ａの向きから３０°の角度だけ回転した向きに配向している。
【００６９】
このように、長方形領域４２の各角に第１電極パッド４４ａを設けてあるので、活性層３２の長手方向の回転方向ズレを補正しやすい。これは、ワイヤボンドにおけるパタン認識をなるべくチップの角にて行って、回転方向ズレを小さくする方法と同じ原理である。また、第１電極パッド４４ａは正六角形状であるから、平面方向のズレを小さくできることは第１の参考例で述べた通りである。さらに、活性層３２下に第１電極パッド４４ａのパタンを３０度回転させたパタンの第２電極パッド４４ｂを配しているので、合計６方向に対して位置ズレが補正される。そのため、この例のチップ３０のようなアレイ形状であっても、平面方向の位置ズレおよびばらつきを小さくすることができる。また、活性層３２下に電極パッドを設けてあるため、チップ３０に構成された半導体レーザ素子から発生する熱を効率良く基板に逃がすことができる。
【００７０】
［第５の実施の形態］
図１０は、第５の実施の形態の光モジュールの構成を示す平面図である。この第５の実施の形態の光モジュールと、第１の参考例の光モジュールとの相違点は、チップの電極パッドの配置の点にあるので、図１０にはチップおよびその電極パッドだけを示して他の構成の図示を省略している。
【００７１】
図１０には、チップ３０のパッド形成面３０ａ側が示されている。パッド形成面３０ａ上には、チップ３０の各活性層３２の直下に、それぞれ長方形領域４６が画成されている。この長方形領域４６の長手方向は活性層３２の長手方向に平行である。この長方形領域４６の頂点の位置にそれぞれ第１電極パッド４８ａが設けられている。したがって、活性層３２の周りには４つの第１電極パッド４８ａが配置される。また、長方形領域４６の対角線の交点の位置に１個の第２電極パッド４８ｂが設けられている。この第２電極パッド４８ｂが設けられた位置は、活性層３２の直下に相当している。これら第１および第２電極パッド４８ａおよび４８ｂの平面形状を、それぞれ、第１の実施の形態で説明したような、３つの正六角形の各々の２辺が互いに接続されてなる形状としてある。そして、第１電極パッド４８ａの各々が同じ向きに配向しているとともに、第２電極パッド４８ｂが第１電極パッド４８ａの向きから３０°の角度だけ回転した向きに配向している。
【００７２】
このように構成してあるので、第４の実施の形態で説明したように、活性層３２の長手方向の回転方向ズレを補正しやすい。また、各第１電極パッド４８ａが３つの正六角形を接続した形状であるから、平面方向のズレをさらに小さくすることができる。さらに、活性層３２下に第１電極パッド４８ａのパタンを３０度回転させたパタンの第２電極パッド４８ｂを配しているので、合計６方向に対して位置ズレが補正される。したがって、チップ３０の活性層３２の部分の位置精度がさらに高まる。また、第１および第２電極パッド４８ａおよび４８ｂのようなパタンを用いると、アスペクト比を大きくとりつつバンプ高さを低くできるため、高さ方向のばらつきも小さくなる。
【００７３】
［第６の実施の形態］
図１１は、第６の実施の形態の光モジュールの構成を示す平面図である。この第６の実施の形態の光モジュールと、第１の参考例の光モジュールとの相違点は、チップの電極パッドの配置の点にあるので、図１１にはチップおよびその電極パッドだけを示して他の構成の図示を省略している。
【００７４】
図１１には、チップ３０のパッド形成面３０ａ側が示されている。パッド形成面３０ａ上には、チップ３０の各活性層３２の直下に、それぞれ長方形領域５０が画成されている。この長方形領域５０の長手方向は活性層３２の長手方向に平行である。この長方形領域５０の頂点の位置にそれぞれ第１電極パッド５２ａが設けられている。したがって、活性層３２の周りには４つの第１電極パッド５２ａが配置される。また、長方形領域５０の対角線の交点の位置に１個の第２電極パッド５２ｂが設けられている。この第２電極パッド５２ｂが設けられた位置は、活性層３２の直下に相当している。第１電極パッド５２ａの平面形状は、第１の実施の形態で説明したような、３つの正六角形の各々の２辺が互いに接続されてなる形状である。また、第２電極パッド５２ｂの平面形状は、３つの正六角形が直線的に配列した形状であって、各正六角形の互いに対向する辺同士が接続した形状である。そして、第１電極パッド５２ａの各々が同じ向きに配向しているとともに、第２電極パッド５２ｂを構成する正六角形の向きが第１電極パッド５２ａを構成する正六角形の向きから３０°の角度だけ回転した向きに配向している。
【００７５】
なお、第１電極パッド５２ａを構成する正六角形の数と、第２電極パッド５２ｂを構成する正六角形の数とを同一にしてあり、各正六角形を同じ大きさにしてあるから、第１電極パッド５２ａおよび第２電極パッド５２ｂの面積は同じになり、アスペクト比が同じになる。
【００７６】
また、第２電極パッド５２ｂは活性層３２の直下に位置するため、活性層３２からの熱が基板２２に逃げやすくなっている。このため、チップ３０に構成された半導体レーザ素子の特性が安定する。
【００７７】
このように構成してあるので、第４の実施の形態で説明したように、活性層３２の長手方向の回転方向ズレを補正しやすい。また、各第１電極パッド５２ａが３つの正六角形を接続した形状であるから、平面方向のズレをさらに小さくすることができる。また、第２電極パッド５２ｂは、第３の実施の形態で説明した形状にしてあるから、アスペクト比を高く保った状態でバンプ高さを低くすることができ、接合後の高さ方向の高さばらつきを小さくすることができる。さらに、第２電極パッド５２ｂを構成する正六角形の向きが第１電極パッド５２ａを構成する正六角形の向きから３０°の角度だけ回転した向きに配向しているので、バンプの広がり範囲は、合計６方向から規制を受けることになり、接合位置精度が向上する。
【００７８】
［第７の実施の形態］
図１２は、第７の実施の形態の光モジュールの構成を示す図である。図１２（Ａ）は、基板のパッド形成面側を示す平面図である。図１２（Ｂ）は、チップのパッド形成面側を示す平面図である。図１２（Ｃ）は、チップと基板とが接合された状態を示す平面図である。
【００７９】
基板２２のパッド形成面２２ａには、配線パタン２４および電極パッド２６が形成されている。この配線パタン２４はストライプ状であり、基板２２上には複数の配線パタン２４が互いに平行に配列している。また、電極パッド２６のパタンを正六角形状にしてある。この電極パッド２６は、各配線パタン２４の端部に接続されている。各電極パッド２６は同じ向きに配向している。
【００８０】
また、チップ３０のパッド形成面３０ａには、複数個の正六角形状の配線パッド５４が設けられている。各電極パッド５４は、それぞれ活性層の直下に配置されている。このチップ３０の電極パッド５４の向きは、基板２２の電極パッド２６の向きに対して、結合時において互いに３０°の角度だけ異なるように配向している。
【００８１】
そして、図１２（Ｃ）に示すように、電極パッド２６および５４間が合わせられた状態で基板２２およびチップ３０が接合されている。これら電極パッド２６および５４間は球状バンプにより接合されている。このバンプに発生する復元力によってセルフアライメントが行われ、基板２２およびチップ３０間の接合位置が補正される。
【００８２】
このように、チップ３０の電極パッド５４を構成する正六角形の辺と、基板２２の電極パッド２６を構成する正六角形の辺とは平行にならないため、セルフアライメント時に回転方向の力が働く。チップ３０および基板２２には複数個の電極パッドが設けられているため、実際にチップ３０および基板２２が回転することはない。しかし、この回転方向の力は、セルフアライメントに対し有効に作用し、その結果、接合位置精度はさらに高められる。したがって、正六角形を連結したパッドを用いることができなくても、接合位置精度の向上を図ることができる。
【００８３】
［第８の実施の形態］
図１３は、第８の実施の形態の光モジュールの構成を示す平面図である。この第８の実施の形態の光モジュールと、第１の参考例の光モジュールとの相違点は、チップの電極パッドの配置の点にあるので、図１３にはチップおよびその電極パッドだけを示して他の構成の図示を省略している。
【００８４】
図１３には、チップ３０のパッド形成面３０ａ側が示されている。パッド形成面３０ａ上には電極パッド５６が設けられている。この電極パッド５６は、チップ３０の活性層３２の直下において、複数の正六角形がジグザグ状に配列されるように、各正六角形の互いに対向する辺同士を接続した形状となっている。この電極パッド５６の延在方向は、活性層３２の長手方向に一致させてある。したがって、チップ３０の活性層３２から発生した熱を電極パッド５６を通じて基板２２に効率よく逃がすことができる。
【００８５】
このように、複数個の正六角形を結合することで全体のパッド面積を大きくできるから、各正六角形のサイズを小さくすることによりバンプのアスペクト比が大きくなり、したがって、バンプの高さを低くすることができる。よって、アスペクト比を高く保った状態でバンプ高さを低くすることができるから、接合後の高さ方向の高さばらつきを小さくすることができる。
【００８６】
また、電極パッド５６はジグザグ形状であるから、バンプの広がり範囲は電極パッドの長手方向および短手方向の両方向に対して規制を受けるようになる。このため、従来のストライプ状のバンプを四角形状の電極パッドに対して用いる場合に比べて接合位置精度が高まる。
【００８７】
［第９の実施の形態］
図１４は、第９の実施の形態の光モジュールの構成を示す平面図である。この第９の実施の形態の光モジュールと、第１の参考例の光モジュールとの相違点は、チップの電極パッドの配置の点にあるので、図１４にはチップおよびその電極パッドだけを示して他の構成の図示を省略している。
【００８８】
図１４には、チップ３０のパッド形成面３０ａ側が示されている。パッド形成面３０ａ上には電極パッド５８が設けられている。この電極パッド５８は、チップ３０の活性層３２の直下において、６つの正六角形を環状に接続して得られた複数のハニカム構造が直線的に連接した形状となっている。また、この電極パッド５８の延在方向すなわちハニカム構造の連接方向は、活性層３２の長手方向に一致させてある。したがって、チップ３０の活性層３２から発生した熱を電極パッド５８を通じて基板２２に効率よく逃がすことができる。
【００８９】
このように、正六角形を環状に配列した電極パッド５８を用いており、バンプの広がり範囲の自由度は個々の正六角形部分により制限されるから、チップおよび基板間の回転方向へのズレはキャンセルされる。
【００９０】
また、この電極パッド５８によれば、複数個の正六角形を結合することで全体のパッド面積を大きくすることができる。図１４に示すように、各ハニカム構造は、ハニカム構造の連接方向に１個、この連接方向に垂直な方向に２個の正六角形が配列した形状となっている。よって、この電極パッド５８を用いるとバンプのアスペクト比を下げることができ、さらに面積の広い部分がないため、高さばらつきも低減される。このため、平面方向および高さ方向の精度ばらつきが小さくなる。
【００９１】
【発明の効果】
この発明の光モジュールによれば、基板またはチップの電極パッドの平面形状を３つの正六角形の各々の２辺が互いに接続されてなる形状としている。この電極パッド上には、電極パッドの辺に内接するように、３つの球状のバンプが圧着される。このバンプは、熱処理を施すと溶融して、電極パッド内に広がる。この電極パッドを正六角形状としているから、バンプの広がり範囲は正六角形の辺に垂直な方向から規制を受ける。つまり、バンプの広がり範囲は、電極パッドの互いに対向している２辺に垂直な方向に対して規制を受ける。このように、この発明によれば、バンプの広がり範囲が３方向から規制される。よって、従来の四角形状の電極パッドに比べると規制方向が多くなり、チップと基板との接合位置精度が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１参考例の光モジュールの作用効果の説明に供する図である。
【図２】  第１発明の光モジュールの作用効果の説明に供する図である。
【図３】  第２発明の光モジュールの作用効果の説明に供する図である。
【図４】  第３発明の光モジュールの作用効果の説明に供する図である。
【図５】  第１の参考例の光モジュールの構成を示す図である。
【図６】  第１の実施の形態の光モジュールの構成を示す図である。
【図７】  第２の実施の形態の光モジュールの構成を示す図である。
【図８】  第３の実施の形態の光モジュールの構成を示す図である。
【図９】  第４の実施の形態の光モジュールの構成を示す図である。
【図１０】  第５の実施の形態の光モジュールの構成を示す図である。
【図１１】  第６の実施の形態の光モジュールの構成を示す図である。
【図１２】  第７の実施の形態の光モジュールの構成を示す図である。
【図１３】  第８の実施の形態の光モジュールの構成を示す図である。
【図１４】  第９の実施の形態の光モジュールの構成を示す図である。
【図１５】  課題の説明に供する図である。
【符号の説明】
１０，１４，１６，１８，２０，２６，３４，３６，３８，４０，５４，５６，５８：電極パッド
１１：基板またはチップ
１２，２８：球状バンプ
２２：基板
２２ａ，３０ａ：パッド形成面
２４：配線パタン
３０：チップ
３２：活性層
４２，４６，５０：長方形領域
４４ａ，４８ａ，５２ａ：第１電極パッド
４４ｂ，４８ｂ，５２ｂ：第２電極パッド
【図１】
0004510961.tif 000002
【図２】
0004510961.tif 000003
【図３】
0004510961.tif 000004
【図４】
0004510961.tif 000005
【図５】
0004510961.tif 000006
【図６】
0004510961.tif 000007
【図７】
0004510961.tif 000008
【図８】
0004510961.tif 000009
【図９】
0004510961.tif 000010
【図１０】
0004510961.tif 000011
【図１１】
0004510961.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0004510961.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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