[发明专利]光学模块和该模块的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学模块及其制造方法。

背景技术

近年来，超级计算机的吞吐量以及通信网络的容量和速度都已提高。因此，限制设备之间电连接中的传输速度已成为亟待解决的问题。为了解决这个问题，已对光学互连技术给予了极大的关注。光学互连技术旨在通过使用光电混合模块(下文中，称为“光学模块”)来在诸如LSI的信号处理器之间进行连接或者在信号处理器与诸如路由器的外部接口之间进行连接，从而提高设备之间的传输速度。光学模块包括具有有源层的光电器件。当光电器件是发光器件时，有源层根据电信号产生光并发射光信号，并且光信号经过光学模块中的光学零件(诸如，透镜)，并传输至诸如光纤等的外部元件。另一方面，当光电器件是光电检测器时，从光纤等输入的光信号经过光学模块中的光学零件(诸如，透镜)，并且该光信号在有源层处被转换成电信号。

光学模块的已知结构是通过将粘合剂涂覆于与其上设置有有源层的表面相反的表面来将光电器件固定于基板(base)。尽管这种固定方法简单方便，但是在粘合剂变硬时，光电器件相对于光学零件的相对位置易于移位，因此，不能以高精确度形成光路。

此外，在日本专利申请公布第2004-31508号和第2008-41770号中所述的光学模块中，将布线层设置在安装有诸如透镜的光学零件的透明基板上，并且通过金属焊接凸块(bump)将光学器件倒装于布线层。根据该安装方法，可以通过焊接凸块来以高精确度定位光电器件和透明基板。然而，由于焊接凸块执行电连接和机械连接两种功能，因此必须将焊接凸块设计成保持其机械强度所需的一定尺寸等级。因此，上述焊接凸块必须以比用于仅执行电连接的焊接凸块大的尺寸来形成。此外，光电器件和光学零件不可避免地彼此相距透明基板和大的焊接凸块的厚度，这是因为光电器件和光学零件通过透明基板光学地连接在一起。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种光学模块，在该光学模块中，光电器件可以在基板上安装为不仅可以依据光电器件与光学零件之间的相对位置以高精确度建立光路，而且还可以缩短光电器件与光学零件之间的距离。本发明的另一目的在于提供一种制造这种光学模块的方法。

因此，根据本发明实施例的光学模块包括基板和光电器件，该光电器件包：第一表面，在该第一表面上设置有有源层；以及与该第一表面相反的第二表面，在该第二表面上设置有多个第一焊接凸块或多个第一焊盘，其中，该光电器件通过这些第一焊接凸块或第一焊盘固定于基板。

优选地，所述多个第一焊接凸块或多个第一焊盘由金形成，并且在基板上的与所述多个第一焊接凸块或多个第一焊盘相对应的各个位置处设置有由金制成的多个第二焊盘或多个第二焊接凸块。

此外，优选地，光学模块还包括透明部件，该透明部件覆盖光学器件并固定于基板，以使透明部件在面向光电器件的有源层的位置处具有光学零件，并且在接触基板的位置处设置有多个第三焊接凸块或多个第三焊盘，从而透明部件通过这些第三焊接凸块或第三焊盘固定于基板。在这种情况下，所述多个第三焊接凸块或多个第三焊盘可以由金形成，并且可以在基板上的与所述多个第三焊接凸块或多个第三焊盘相对应的位置处分别设置有由金制成的多个第四焊盘或多个第四焊接凸块。所述多个第三焊接凸块或多个第三焊盘可以由焊料制成，并且透明部件可以由热塑性树脂制成，其中，当将透明部件在200℃下保持了10分钟时，该热塑性树脂能够使透明部件在在厚度为2mm时相对于600nm-1000nm范围内的波长呈现60％以上的平均透射率。

另外，优选地，光学模块还包括用于控制设置在基板上的光电器件的控制电路，其中，通过引线接合来电连接该控制电路和光电器件。

本发明的另一实施例是一种用于制造光学模块的方法，该方法包括：在光电器件的第二表面上形成多个第一焊接凸块或多个第一焊盘的步骤，该光电器件具有设置有有源层的第一表面，第二表面被定位成与第一表面相反；以及通过所述多个第一焊接凸块或多个第一焊盘将光电器件固定于基板的步骤。

本发明的光学模块制造方法还可以包括：在基板上设置用于控制光电器件的控制电路的步骤；以及通过引线接合来电连接控制电路和光电器件的步骤。此外，光学模块制造方法还可以包括将透明部件固定于基板以使设置在透明部件中的光学零件覆盖光电器件的步骤，其中，在将光电器件固定于基板的步骤中，可以使用基板上的对准标记来定位光电器件和基板，以及在将透明部件固定于基板的步骤中，可以将透明部件布置在具有对准标记的基板上，以使光学零件位于面向有源层的位置处。