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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024000486
(43)【公開日】2024-01-05
(54)【発明の名称】二重トポロジー構造のモジュール化レーザーチップ
(51)【国際特許分類】
H01S 5/183 20060101AFI20231225BHJP
【ＦＩ】
H01S5/183
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022186024
(22)【出願日】2022-11-21
(31)【優先権主張番号】202210694017.6
(32)【優先日】2022-06-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】521028682
【氏名又は名称】深▲セン▼市埃爾法光電科技有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＳＨＥＮＺＨＥＮ ＡＦＡＬＩＧＨＴ ＣＯ．，ＬＴＤ
【住所又は居所原語表記】ＲＯＯＭ１５０３，１５０４，１５０７，１５０８，１５０９，１５１０，１５０１，１５０２，１５１１，１５１２，ＢＬＯＣＫ Ｃ， ＦＬＯＯＲ １５， ＢＵＩＬＤＩＮＧ ９， ＢＡＯＮＥＮＧ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＰＡＲＫ， ＱＩＮＧＨＵ ＶＩＬＬＡＧＥ， ＣＯＭＭＵＮＩＴＹ， ＬＯＮＧＨＵＡＳＴＲＥＥＴ， ＬＯＮＧＨＵＡ ＤＩＳＴＲＩＣＴ， ＳＨＥＮＺＨＥＮ ＣＩＴＹ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１８０００ Ｃｈｉｎａ
(74)【代理人】
【識別番号】100088063
【弁理士】
【氏名又は名称】坪内 康治
(72)【発明者】
【氏名】黄 君彬
(72)【発明者】
【氏名】付 全飛
(72)【発明者】
【氏名】童 小琴
【テーマコード（参考）】
5F173
【Ｆターム（参考）】
5F173AD04
5F173AK21
5F173AR94
(57)【要約】 （修正有）
【課題】同じ面積のウェハーにより多くのレーザーチップを配置することにより、コストを低減する。
【解決手段】二重トポロジー構造のモジュール化レーザーチップに関し、レーザーチップ４００は、第１トポロジー構造１００、第２トポロジー構造２００及び基板３００を含み、第１トポロジー構造及び第２トポロジー構造はともに基板に設置され、第１トポロジー構造、第２トポロジー構造及び基板によりモジュール化レーザーチップが形成され、第１トポロジー構造は、第１活性領域、第１電極ボンディングパッド及び第１導線を含み、第１導線は、第１活性領域と該第１電極ボンディングパッドとの間に接続され、第２トポロジー構造は、第２活性領域、第２電極ボンディングパッド及び第２導線を含み、第２導線は、第２活性領域と第２電極ボンディングパッドとの間に接続され、第１トポロジー構造及び第２トポロジー構造はともに基板に斜めに設置される。
【選択図】図５
【解決手段】二重トポロジー構造のモジュール化レーザーチップに関し、レーザーチップ４００は、第１トポロジー構造１００、第２トポロジー構造２００及び基板３００を含み、第１トポロジー構造及び第２トポロジー構造はともに基板に設置され、第１トポロジー構造、第２トポロジー構造及び基板によりモジュール化レーザーチップが形成され、第１トポロジー構造は、第１活性領域、第１電極ボンディングパッド及び第１導線を含み、第１導線は、第１活性領域と該第１電極ボンディングパッドとの間に接続され、第２トポロジー構造は、第２活性領域、第２電極ボンディングパッド及び第２導線を含み、第２導線は、第２活性領域と第２電極ボンディングパッドとの間に接続され、第１トポロジー構造及び第２トポロジー構造はともに基板に斜めに設置される。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１トポロジー構造１００、第２トポロジー構造２００及び基板３００を含み、
該第１トポロジー構造１００及び該第２トポロジー構造２００はともに該基板３００に設置され、該第１トポロジー構造１００、該第２トポロジー構造２００及び該基板３００によりモジュール化レーザーチップ４００が形成され、
該第１トポロジー構造１００は、第１活性領域１１０、第１電極ボンディングパッド１２０及び第１導線１３０を含み、該第１導線１３０は、該第１活性領域１１０と該第１電極ボンディングパッド１２０との間に接続され、
該第２トポロジー構造２００の構造は、該第１トポロジー構造１００の構造と同じであり、該第２トポロジー構造２００は、第２活性領域２１０、第２電極ボンディングパッド２２０及び第２導線２３０を含み、該第２導線２３０は、該第２活性領域２１０と該第２電極ボンディングパッド２２０との間に接続され、
該第１トポロジー構造１００及び該第２トポロジー構造２００はともに該基板３００に斜めに設置され、
該基板３００において、該第１活性領域１１０と該第２活性領域２１０との間の領域は機能領域３１０であり、該機能領域３１０以外の領域は退避領域３２０であり、該第１電極ボンディングパッド１２０、該第１導線１３０、該第２電極ボンディングパッド２２０及び該第２導線２３０はいずれも該機能領域３１０に設置される、二重トポロジー構造のモジュール化レーザーチップ。
該第１トポロジー構造１００及び該第２トポロジー構造２００はともに該基板３００に設置され、該第１トポロジー構造１００、該第２トポロジー構造２００及び該基板３００によりモジュール化レーザーチップ４００が形成され、
該第１トポロジー構造１００は、第１活性領域１１０、第１電極ボンディングパッド１２０及び第１導線１３０を含み、該第１導線１３０は、該第１活性領域１１０と該第１電極ボンディングパッド１２０との間に接続され、
該第２トポロジー構造２００の構造は、該第１トポロジー構造１００の構造と同じであり、該第２トポロジー構造２００は、第２活性領域２１０、第２電極ボンディングパッド２２０及び第２導線２３０を含み、該第２導線２３０は、該第２活性領域２１０と該第２電極ボンディングパッド２２０との間に接続され、
該第１トポロジー構造１００及び該第２トポロジー構造２００はともに該基板３００に斜めに設置され、
該基板３００において、該第１活性領域１１０と該第２活性領域２１０との間の領域は機能領域３１０であり、該機能領域３１０以外の領域は退避領域３２０であり、該第１電極ボンディングパッド１２０、該第１導線１３０、該第２電極ボンディングパッド２２０及び該第２導線２３０はいずれも該機能領域３１０に設置される、二重トポロジー構造のモジュール化レーザーチップ。
【請求項2】
該第１電極ボンディングパッド１２０及び該第２電極ボンディングパッド２２０はいずれも正極ボンディングパッドであり、該第１トポロジー構造１００及び該第２トポロジー構造２００はいずれも負極ボンディングパッドを含み、該負極ボンディングパッドは、該正極ボンディングパッドに対応して該基板３００の底面に重ねて設置される、ことを特徴とする請求項１に記載の二重トポロジー構造のモジュール化レーザーチップ。
【請求項3】
該基板３００は、横辺及び縦辺を有し、
該横辺は、頂辺３３０及び底辺３４０を含み、該縦辺は、左辺３５０及び右辺３６０を含み、頂面３７０は、該頂辺３３０、該底辺３４０、該左辺３５０及び該右辺３６０により囲まれて形成され、該第１トポロジー構造１００及び該第２トポロジー構造２００は、該頂面３７０に設置され、
該第１活性領域１１０の中心点と該第１電極ボンディングパッド１２０の中心点との連結線は第１傾斜線１３１であり、該第２活性領域２１０の中心点と該第２電極ボンディングパッド２２０の中心点との連結線は第２傾斜線２３１であり、
該第１傾斜線１３１と該横辺が交差して第１夾角Ａ１を形成し、該第２傾斜線２３１と該横辺が交差して第２夾角Ａ２を形成し、
該横辺の長さがＬであり、該縦辺の長さがＷであり、
１つの該モジュール化レーザーチップ４００における該第１活性領域１１０の中心点と該第２活性領域２１０の中心点との間の間隔は間隔Ｄ１であり、
複数の該モジュール化レーザーチップ４００がウェハーに配置されるときに、左右に隣接する任意の２つの該モジュール化レーザーチップ４００について、一方の該モジュール化レーザーチップ４００の該第１活性領域１１０の中心点と他方の該モジュール化レーザーチップ４００の該第２活性領域２１０の中心点との間の間隔は間隔Ｄ２であり、
複数の該モジュール化レーザーチップ４００がウェハーに配置されるときに、上下に隣接する任意の２つの該モジュール化レーザーチップ４００について、一方の該モジュール化レーザーチップ４００の該第１活性領域１１０の中心点と他方の該モジュール化レーザーチップ４００の該第１活性領域１１０の中心点との間の間隔は間隔Ｄ３であり、
１つの該モジュール化レーザーチップ４００における該第１電極ボンディングパッド１２０の中心点と該第２電極ボンディングパッド２２０の中心点との間の間隔は間隔Ｄ４であり、
該第１電極ボンディングパッド１２０及び該第２電極ボンディングパッド２２０の直径は直径Ｄ５であり、
該第１活性領域１１０及び該第２活性領域２１０の中心点と最も近い該横辺との垂直距離は間隔Ｄ６であり、
該第１電極ボンディングパッド１２０及び該第２電極ボンディングパッド２２０の中心点と最も近い該横辺との垂直距離は間隔Ｄ７であり、
１つの該モジュール化レーザーチップ４００における該第１電極ボンディングパッド１２０の縁部と該第２電極ボンディングパッド２２０の縁部との最も近い間隔は間隔Ｄ８であり、
上述したように、Ａ１、Ａ２、Ｗ、Ｌ、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８の間の計算式は、
Ｌ＝Ｄ１＋Ｄ２、Ｗ＝Ｄ３、Ｄ４＝Ｄ５＋Ｄ８、
Ｗ＝Ｄ６＋Ｄ７＋［（Ｄ１－Ｄ４）／２］×ｔａｎＡ１であり、ここで、Ｄ１は固定値であり、
Ａ１の角度値は、Ａ１＝Ａ２の場合に、Ａ１又はＡ２の値を取り、Ａ１≠Ａ２の場合に、Ａ１とＡ２のうち絶対値が大きい値を取る、ことを特徴とする請求項１に記載の二重トポロジー構造のモジュール化レーザーチップ。
該横辺は、頂辺３３０及び底辺３４０を含み、該縦辺は、左辺３５０及び右辺３６０を含み、頂面３７０は、該頂辺３３０、該底辺３４０、該左辺３５０及び該右辺３６０により囲まれて形成され、該第１トポロジー構造１００及び該第２トポロジー構造２００は、該頂面３７０に設置され、
該第１活性領域１１０の中心点と該第１電極ボンディングパッド１２０の中心点との連結線は第１傾斜線１３１であり、該第２活性領域２１０の中心点と該第２電極ボンディングパッド２２０の中心点との連結線は第２傾斜線２３１であり、
該第１傾斜線１３１と該横辺が交差して第１夾角Ａ１を形成し、該第２傾斜線２３１と該横辺が交差して第２夾角Ａ２を形成し、
該横辺の長さがＬであり、該縦辺の長さがＷであり、
１つの該モジュール化レーザーチップ４００における該第１活性領域１１０の中心点と該第２活性領域２１０の中心点との間の間隔は間隔Ｄ１であり、
複数の該モジュール化レーザーチップ４００がウェハーに配置されるときに、左右に隣接する任意の２つの該モジュール化レーザーチップ４００について、一方の該モジュール化レーザーチップ４００の該第１活性領域１１０の中心点と他方の該モジュール化レーザーチップ４００の該第２活性領域２１０の中心点との間の間隔は間隔Ｄ２であり、
複数の該モジュール化レーザーチップ４００がウェハーに配置されるときに、上下に隣接する任意の２つの該モジュール化レーザーチップ４００について、一方の該モジュール化レーザーチップ４００の該第１活性領域１１０の中心点と他方の該モジュール化レーザーチップ４００の該第１活性領域１１０の中心点との間の間隔は間隔Ｄ３であり、
１つの該モジュール化レーザーチップ４００における該第１電極ボンディングパッド１２０の中心点と該第２電極ボンディングパッド２２０の中心点との間の間隔は間隔Ｄ４であり、
該第１電極ボンディングパッド１２０及び該第２電極ボンディングパッド２２０の直径は直径Ｄ５であり、
該第１活性領域１１０及び該第２活性領域２１０の中心点と最も近い該横辺との垂直距離は間隔Ｄ６であり、
該第１電極ボンディングパッド１２０及び該第２電極ボンディングパッド２２０の中心点と最も近い該横辺との垂直距離は間隔Ｄ７であり、
１つの該モジュール化レーザーチップ４００における該第１電極ボンディングパッド１２０の縁部と該第２電極ボンディングパッド２２０の縁部との最も近い間隔は間隔Ｄ８であり、
上述したように、Ａ１、Ａ２、Ｗ、Ｌ、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８の間の計算式は、
Ｌ＝Ｄ１＋Ｄ２、Ｗ＝Ｄ３、Ｄ４＝Ｄ５＋Ｄ８、
Ｗ＝Ｄ６＋Ｄ７＋［（Ｄ１－Ｄ４）／２］×ｔａｎＡ１であり、ここで、Ｄ１は固定値であり、
Ａ１の角度値は、Ａ１＝Ａ２の場合に、Ａ１又はＡ２の値を取り、Ａ１≠Ａ２の場合に、Ａ１とＡ２のうち絶対値が大きい値を取る、ことを特徴とする請求項１に記載の二重トポロジー構造のモジュール化レーザーチップ。
【請求項4】
Ｄ１＝２５０μｍ、かつ一定であり、Ｄ２の値の範囲は１００μｍ～２００μｍ、Ｌの値の範囲は３５０μｍ～４５０μｍ、Ｄ５の値の範囲は５０μｍ～９０μｍ、Ｄ８の値の範囲は２０μｍ～４０μｍ、Ｄ４の値の範囲は７０μｍ～１３０μｍ、Ｄ６の値の範囲は５０μｍ～８０μｍ、Ｄ７の値の範囲は５０μｍ～９０μｍに制御され、Ａ１及びＡ２の値の範囲は２０度より大きく、４０度より小さい、ことを特徴とする請求項３に記載の二重トポロジー構造のモジュール化レーザーチップ。
【請求項5】
該モジュール化レーザーチップ４００の該第１電極ボンディングパッド１２０と該第２電極ボンディングパッド２２０にそれぞれチップ溶接層５１０を設置するステップ１と、
回路基板Ｂに２つの突き合わせボンディングパッド６１０を設置し、２つの該突き合わせボンディングパッド６１０はそれぞれ該第１電極ボンディングパッド１２０と該第２電極ボンディングパッド２２０に対応し、各該突き合わせボンディングパッド６１０に突き合わせ溶接層５２０を設置するステップ２と、
該第１電極ボンディングパッド１２０及び該第２電極ボンディングパッド２２０上の該チップ溶接層５１０がそれぞれ２つの該突き合わせボンディングパッド６１０の該突き合わせ溶接層５２０に重ねて設置されるように、該モジュール化レーザーチップ４００を該回路基板Ｂに配置するステップ３と、
ステップ３における該回路基板Ｂ及び該モジュール化レーザーチップ４００をともに昇温し、該チップ溶接層５１０及び該突き合わせ溶接層５２０を溶融して熱融着するステップ４であって、
該チップ溶接層５１０及び該突き合わせ溶接層５２０をまず溶融し、液体の表面張力の作用により自己位置合わせの動作を実行して熱融着するステップ４と、
ステップ４における該回路基板Ｂ及び該モジュール化レーザーチップ４００をともに降温し、該チップ溶接層５１０及び該突き合わせ溶接層５２０を冷却して一体に接続して、全体の溶接及び組み立てプロセスを完了するステップ５との順で該モジュール化レーザーチップを組み立て溶接する、ことを特徴とする請求項１に記載の二重トポロジー構造のモジュール化レーザーチップ。
回路基板Ｂに２つの突き合わせボンディングパッド６１０を設置し、２つの該突き合わせボンディングパッド６１０はそれぞれ該第１電極ボンディングパッド１２０と該第２電極ボンディングパッド２２０に対応し、各該突き合わせボンディングパッド６１０に突き合わせ溶接層５２０を設置するステップ２と、
該第１電極ボンディングパッド１２０及び該第２電極ボンディングパッド２２０上の該チップ溶接層５１０がそれぞれ２つの該突き合わせボンディングパッド６１０の該突き合わせ溶接層５２０に重ねて設置されるように、該モジュール化レーザーチップ４００を該回路基板Ｂに配置するステップ３と、
ステップ３における該回路基板Ｂ及び該モジュール化レーザーチップ４００をともに昇温し、該チップ溶接層５１０及び該突き合わせ溶接層５２０を溶融して熱融着するステップ４であって、
該チップ溶接層５１０及び該突き合わせ溶接層５２０をまず溶融し、液体の表面張力の作用により自己位置合わせの動作を実行して熱融着するステップ４と、
ステップ４における該回路基板Ｂ及び該モジュール化レーザーチップ４００をともに降温し、該チップ溶接層５１０及び該突き合わせ溶接層５２０を冷却して一体に接続して、全体の溶接及び組み立てプロセスを完了するステップ５との順で該モジュール化レーザーチップを組み立て溶接する、ことを特徴とする請求項１に記載の二重トポロジー構造のモジュール化レーザーチップ。
【請求項6】
前記ステップ１において、該第１電極ボンディングパッド１２０及び該第２電極ボンディングパッド２２０はいずれもボンディングパッド接触面５１１を有し、該チップ溶接層５１０は、溶接層頂面５１２及び溶接層底面５１３を有し、該溶接層頂面５１２は該ボンディングパッド接触面５１１に接続され、該溶接層頂面５１２の面積は該ボンディングパッド接触面５１１の面積と同じであり、該溶接層底面５１３の面積は該溶接層頂面５１２の面積より小さく、
該チップ溶接層５１０は、該チップ溶接層５１０の周縁を囲むオーバーフロー領域５１４を含み、
前記ステップ２において、該突き合わせボンディングパッド６１０は接触面５２１を有し、
該突き合わせ溶接層５２０は頂面５２２及び底面５２３を有し、該頂面５２２は該チップ溶接層５１０の該溶接層底面５１３に突き合わせられ、該底面５２３は該突き合わせボンディングパッド６１０の該接触面５２１に接続され、該接触面５２１、該頂面５２２及び該底面５２３の面積はいずれも該溶接層底面５１３の面積より小さく、
該突き合わせボンディングパッド６１０は柱部６１１及びベース部６１２を含み、該ベース部６１２は該チップ溶接層５１０の該オーバーフロー領域５１４に対応し、該ベース部６１２は該柱部６１１の周縁を囲み、
前記ステップ４において、該突き合わせ溶接層５２０の融点は該チップ溶接層５１０の融点より高く、該チップ溶接層５１０と該突き合わせ溶接層５２０を溶融して熱融着するプロセスは、
該回路基板Ｂ及び該モジュール化レーザーチップ４００をともに昇温すると、該チップ溶接層５１０をまず溶融し、該モジュール化レーザーチップ４００全体がその重力により下方へ移動し、該突き合わせ溶接層５２０が溶融した該チップ溶接層５１０内に進入し、該チップ溶接層５１０の該オーバーフロー領域５１４を溶融して該柱部６１１に沿って下方へ流動し、該ベース部６１２の上方において支持を形成するステップ１と、
全体の温度を上昇させ続けて、該突き合わせ溶接層５２０を溶融し、該チップ溶接層５１０及び該突き合わせ溶接層５２０を一体に融合するステップ２との順で行い、
前記ステップ５において、該チップ溶接層５１０及び該突き合わせ溶接層５２０を冷却して一体に接続した後、該オーバーフロー領域５１４は該柱部６１１の周縁を囲み、かつ該ベース部６１２の上方において掛け渡される、ことを特徴とする請求項５に記載の二重トポロジー構造のモジュール化レーザーチップ。
該チップ溶接層５１０は、該チップ溶接層５１０の周縁を囲むオーバーフロー領域５１４を含み、
前記ステップ２において、該突き合わせボンディングパッド６１０は接触面５２１を有し、
該突き合わせ溶接層５２０は頂面５２２及び底面５２３を有し、該頂面５２２は該チップ溶接層５１０の該溶接層底面５１３に突き合わせられ、該底面５２３は該突き合わせボンディングパッド６１０の該接触面５２１に接続され、該接触面５２１、該頂面５２２及び該底面５２３の面積はいずれも該溶接層底面５１３の面積より小さく、
該突き合わせボンディングパッド６１０は柱部６１１及びベース部６１２を含み、該ベース部６１２は該チップ溶接層５１０の該オーバーフロー領域５１４に対応し、該ベース部６１２は該柱部６１１の周縁を囲み、
前記ステップ４において、該突き合わせ溶接層５２０の融点は該チップ溶接層５１０の融点より高く、該チップ溶接層５１０と該突き合わせ溶接層５２０を溶融して熱融着するプロセスは、
該回路基板Ｂ及び該モジュール化レーザーチップ４００をともに昇温すると、該チップ溶接層５１０をまず溶融し、該モジュール化レーザーチップ４００全体がその重力により下方へ移動し、該突き合わせ溶接層５２０が溶融した該チップ溶接層５１０内に進入し、該チップ溶接層５１０の該オーバーフロー領域５１４を溶融して該柱部６１１に沿って下方へ流動し、該ベース部６１２の上方において支持を形成するステップ１と、
全体の温度を上昇させ続けて、該突き合わせ溶接層５２０を溶融し、該チップ溶接層５１０及び該突き合わせ溶接層５２０を一体に融合するステップ２との順で行い、
前記ステップ５において、該チップ溶接層５１０及び該突き合わせ溶接層５２０を冷却して一体に接続した後、該オーバーフロー領域５１４は該柱部６１１の周縁を囲み、かつ該ベース部６１２の上方において掛け渡される、ことを特徴とする請求項５に記載の二重トポロジー構造のモジュール化レーザーチップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、レーザーチップに関し、特に二重トポロジー構造を有するレーザーチップに関する。
【背景技術】
【0002】
光通信の分野では、光電気モジュールに使用される垂直共振器型面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）のコストは、１枚のウェハーから製造できるＶＣＳＥＬチップの平均数に基づいて算出され、１枚のウェハーから製造できるＶＣＳＥＬチップの数が多いほど、単一のＶＣＳＥＬチップの製造価格が低くなるため、単一のＶＣＳＥＬチップの面積が小さいほど、１枚のウェハーから製造できるＶＣＳＥＬのチップ数が多くなり、単一のＶＣＳＥＬチップのコストが低くなることにより、従来のマルチチャネル光通信システムにおいて、各製品に必要なＶＣＳＥＬチップのコストは低くなる。
【0003】
図１に示すとおり、従来のマルチチャネル光ファイバーシステムにおいて、従来の技術手段は単一トポロジー構造のＶＣＳＥＬチップを使用している。該ＶＣＳＥＬチップは、基板１、活性領域（発光領域）２、正極ボンディングパッド３及び負極ボンディングパッド４を含み、正極ボンディングパッド３及び負極ボンディングパッド４は、導線５を介して活性領域２に接続される。
【0004】
図２に示すとおり、従来の光通信のマルチチャネル伝送において、その光ファイバー仕様が一定であり、光ファイバーの主コアの直径は１２５ミクロンと塗布層の厚さとの和であり、すべての汎用の光ファイバーアレイの隣接する２つのチャネルの中心位置間の間隔６が２５０ミクロンであり、マルチ通信チャネルが存在する場合に、通信チャネル間の最小間隔もいずれも２５０ミクロンであることは、光通信システム全体についての常識である。市販の従来の光通信システムにおける駆動チップ、レーザー、光学部品及び光ファイバーはいずれも２５０ミクロンの間隔に従って設計し使用されるものであるため、従来の光通信システムにおけるマルチチャネル伝送に適するために、ＶＣＳＥＬチップにおける活性領域２の間の間隔７の標準間隔も２５０ミクロンに設定されている。
【0005】
図２に示すとおり、マルチチャネル光ファイバーシステムにおいて、４チャネルを例として、隣接する２つのチャネルの間の２５０ミクロンの距離制限を考慮して、単一トポロジー構造のＶＣＳＥＬチップで構成された従来のレーザーアレイは、レーザーの単一トポロジー構造の制限のため、光ファイバー８とマッチングできるように隣接する２つの活性領域２の間の距離を２５０ミクロンに維持する必要がある。
なお４チャネルを例として、４チャネルシステムには光ファイバー８が４本あり、それに対応するために、４つのＶＣＳＥＬチップで１つのチップモジュール９を構成する必要があり、チップモジュール９を４本の光ファイバー８に直接的に対応させて組み立て、位置合わせを便利にする。
なお４チャネルを例として、４チャネルシステムには光ファイバー８が４本あり、それに対応するために、４つのＶＣＳＥＬチップで１つのチップモジュール９を構成する必要があり、チップモジュール９を４本の光ファイバー８に直接的に対応させて組み立て、位置合わせを便利にする。
【0006】
図３及び図４に示すとおり、上述したように、従来のチップウェハー配置方式では、１つのチップモジュール９内の活性領域２の間の間隔７が固定値（２５０ミクロン）であるうえ、隣接する２つのチップモジュール９の間の間隔も固定値（２５０ミクロン）である必要があり、ウェハーをこのように配置すれば、ウェハーの面積を浪費し、単一のＶＣＳＥＬチップのコストを大幅に増加させるという問題を必然的に引き起こす。その問題の根源は、隣接する２つのチップモジュール９の間の間隔が固定値（２５０ミクロン）である必要があるということにある。
【0007】
図２～図４に示すとおり、上述したように、従来の技術の主な欠点は以下のようにまとめられている。従来の光通信のマルチチャネル伝送に適するために、ＶＣＳＥＬチップの中心活性領域のチャネルの間隔の標準間隔はいずれも２５０ミクロンであり、単一トポロジー構造のＶＣＳＥＬチップウェハーの配置の制限のため、隣接する２つのチップモジュール９の間の距離も２５０ミクロンに維持する必要があるため、マルチチャネル光ファイバーシステムにおいて、単一の製品に必要なレーザーアレイのコストをより低くする（同じウェハーにより多くのチップモジュール９を配置する）必要があるときに、上記ウェハー配置方式は生産の要件を満たすことができない。上述内容は従来の技術の主な欠点である。
【発明の概要】
【0008】
本発明の使用する技術手段として、二重トポロジー構造のモジュール化レーザーチップであり、第１トポロジー構造、第２トポロジー構造及び基板を含み、
該第１トポロジー構造及び該第２トポロジー構造はともに該基板に設置され、該第１トポロジー構造、該第２トポロジー構造及び該基板によりモジュール化レーザーチップが形成され、
該第１トポロジー構造は第１活性領域、第１電極ボンディングパッド及び第１導線を含み、該第１導線は該第１活性領域と該第１電極ボンディングパッドとの間に接続され、
該第２トポロジー構造の構造は該第１トポロジー構造の構造と同じであり、該第２トポロジー構造は第２活性領域、第２電極ボンディングパッド及び第２導線を含み、該第２導線は該第２活性領域と該第２電極ボンディングパッドとの間に接続され、
該第１トポロジー構造及び該第２トポロジー構造はともに該基板に斜めに設置され、
該基板において、該第１活性領域と該第２活性領域との間の領域は機能領域であり、該機能領域以外の領域は退避領域であり、該第１電極ボンディングパッド、該第１導線、該第２電極ボンディングパッド及び該第２導線は該機能領域３１０に設置される。
該第１トポロジー構造及び該第２トポロジー構造はともに該基板に設置され、該第１トポロジー構造、該第２トポロジー構造及び該基板によりモジュール化レーザーチップが形成され、
該第１トポロジー構造は第１活性領域、第１電極ボンディングパッド及び第１導線を含み、該第１導線は該第１活性領域と該第１電極ボンディングパッドとの間に接続され、
該第２トポロジー構造の構造は該第１トポロジー構造の構造と同じであり、該第２トポロジー構造は第２活性領域、第２電極ボンディングパッド及び第２導線を含み、該第２導線は該第２活性領域と該第２電極ボンディングパッドとの間に接続され、
該第１トポロジー構造及び該第２トポロジー構造はともに該基板に斜めに設置され、
該基板において、該第１活性領域と該第２活性領域との間の領域は機能領域であり、該機能領域以外の領域は退避領域であり、該第１電極ボンディングパッド、該第１導線、該第２電極ボンディングパッド及び該第２導線は該機能領域３１０に設置される。
【発明の効果】
【0009】
本発明の有益な効果は以下のとおりである。本発明の複数の該モジュール化レーザーチップがウェハーに配置されるときに、左右に隣接する任意の２つの該モジュール化レーザーチップについて、一方の該モジュール化レーザーチップの該第１活性領域の中心点と他方の該モジュール化レーザーチップの該第２活性領域中心点との間の間隔は間隔Ｄ２であり、１つの該モジュール化レーザーチップにおける該第１活性領域の中心点と該第２活性領域の中心点との間の間隔は間隔Ｄ１である。
本発明では、間隔Ｄ２は間隔Ｄ１よりはるかに小さく、従来の技術では、間距Ｄ２は間隔Ｄ１と等しいため、ウェハー全体に配置されたレーザーチップの数が制限され、本発明の設計構想は、間隔Ｄ２を縮小して同じ面積のウェハーにより多くのレーザーチップを配置することにより、コストを大幅に低減するという目的を達成することである。
本発明では、間隔Ｄ２は間隔Ｄ１よりはるかに小さく、従来の技術では、間距Ｄ２は間隔Ｄ１と等しいため、ウェハー全体に配置されたレーザーチップの数が制限され、本発明の設計構想は、間隔Ｄ２を縮小して同じ面積のウェハーにより多くのレーザーチップを配置することにより、コストを大幅に低減するという目的を達成することである。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】従来のチップモジュールの模式図である。
【図2】従来のチップモジュールと光ファイバーとの突き合わせの模式図である。
【図3】従来のチップモジュールの、ウェハーでの配置の模式図である。
【図4】従来のチップモジュールの配置模式図である。
【図5】本発明のモジュール化レーザーチップの立体模式図である。
【図6】本発明のモジュール化レーザーチップの上面図である。
【図7】本発明の機能領域及び退避領域の模式図である。
【図8】本発明のモジュール化レーザーチップの側面図である。
【図9】本発明の第１導線及び第２導線の模式図である。
【図10】本発明の第１トポロジー構造と第２トポロジー構造の、基板での設置の模式図である。
【図11】本発明の複数のモジュール化レーザーチップの配置模式図である。
【図12】本発明のモジュール化レーザーチップと光ファイバーとの突き合わせの模式図である。
【図13】本発明のモジュール化レーザーチップの、回路基板での組み立ての模式図である。
【図14】本発明のモジュール化レーザーチップの溶接プロセスの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
図５～図７に示すとおり、二重トポロジー構造のモジュール化レーザーチップは、第１トポロジー構造１００、第２トポロジー構造２００及び基板３００を含む。
図５に示すとおり、該第１トポロジー構造１００及び該第２トポロジー構造２００はともに該基板３００に設置され、該第１トポロジー構造１００、該第２トポロジー構造２００及び該基板３００によりモジュール化レーザーチップ４００が形成される。
図６に示すとおり、該第１トポロジー構造１００は、第１活性領域１１０、第１電極ボンディングパッド１２０及び第１導線１３０を含み、該第１導線１３０は、該第１活性領域１１０と該第１電極ボンディングパッド１２０との間に接続される。
図５に示すとおり、該第１トポロジー構造１００及び該第２トポロジー構造２００はともに該基板３００に設置され、該第１トポロジー構造１００、該第２トポロジー構造２００及び該基板３００によりモジュール化レーザーチップ４００が形成される。
図６に示すとおり、該第１トポロジー構造１００は、第１活性領域１１０、第１電極ボンディングパッド１２０及び第１導線１３０を含み、該第１導線１３０は、該第１活性領域１１０と該第１電極ボンディングパッド１２０との間に接続される。
【0012】
該第２トポロジー構造２００の構造は、該第１トポロジー構造１００の構造と同じであり、該第２トポロジー構造２００は、第２活性領域２１０、第２電極ボンディングパッド２２０及び第２導線２３０を含み、該第２導線２３０は、該第２活性領域２１０と該第２電極ボンディングパッド２２０との間に接続され、該第１トポロジー構造１００及び該第２トポロジー構造２００はともに該基板３００に斜めに設置される。
【0013】
図７に示すとおり、該基板３００において、該第１活性領域１１０と該第２活性領域２１０との間の領域は機能領域３１０であり、該機能領域３１０以外の領域は退避領域３２０であり、該第１電極ボンディングパッド１２０、該第１導線１３０、該第２電極ボンディングパッド２２０及び該第２導線２３０は該機能領域３１０に設置される。
【0014】
図８に示すとおり、具体的な実施において、該第１電極ボンディングパッド１２０及び該第２電極ボンディングパッド２２０はいずれも正極ボンディングパッドであり、実践において、該第１トポロジー構造１００及び該第２トポロジー構造２００はいずれも負極ボンディングパッドを含み、該負極ボンディングパッドは、該正極ボンディングパッドに対応して該基板３００の底面に重ねて設置され、該負極ボンディングパッドは、一般的には印刷回路又は導線等を介して制御チップ又はほかの部品に接続される。
図９に示すとおり、具体的な実施において、該第１導線１３０及び該第２導線２３０は、まっすぐな導線であってもよく、平面湾曲又は屈曲導線であってもよく、ほかの形態の導線であってもよい。
図１０に示すとおり、該基板３００は、横辺及び縦辺を有する。
図９に示すとおり、具体的な実施において、該第１導線１３０及び該第２導線２３０は、まっすぐな導線であってもよく、平面湾曲又は屈曲導線であってもよく、ほかの形態の導線であってもよい。
図１０に示すとおり、該基板３００は、横辺及び縦辺を有する。
【0015】
具体的な実施において、該横辺は、頂辺３３０及び底辺３４０を含み、該縦辺は、左辺３５０及び右辺３６０を含み、頂面３７０は、該頂辺３３０、該底辺３４０、該左辺３５０及び該右辺３６０により囲まれて形成され、該第１トポロジー構造１００及び該第２トポロジー構造２００は、該頂面３７０に設置される。
【0016】
該第１活性領域１１０の中心点と該第１電極ボンディングパッド１２０の中心点との連結線は第１傾斜線１３１であり、該第２活性領域２１０の中心点と該第２電極ボンディングパッド２２０の中心点との連結線は第２傾斜線２３１である。具体的な実施において、該第１傾斜線１３１は該第１導線１３０の中心軸線であってもよく、該第２傾斜線２３１は該第２導線２３０の中心軸線であってもよい。
該第１傾斜線１３１と該横辺が交差して第１夾角Ａ１を形成し、該第２傾斜線２３１と該横辺が交差して第２夾角Ａ２を形成する。
該第１傾斜線１３１と該横辺が交差して第１夾角Ａ１を形成し、該第２傾斜線２３１と該横辺が交差して第２夾角Ａ２を形成する。
【0017】
具体的な実施において、該第１夾角Ａ１は該第２夾角Ａ２と同じであってもよく、すなわち、該第１トポロジー構造１００及び該第２トポロジー構造２００は、同じ方向及び同じ傾斜角度を有し、該第１夾角Ａ１は該第２夾角Ａ２と異なってもよい。
該第１夾角Ａ１及び該第２夾角Ａ２の値の範囲は、（－９０°～＋９０°）に限定され、すなわち、－９０度より大きく、＋９０度より小さい。
該第１夾角Ａ１及び該第２夾角Ａ２が上記の値の範囲内にあるときに、該第１電極ボンディングパッド１２０、該第１導線１３０、該第２電極ボンディングパッド２２０及び該第２導線２３０を設置できる領域は該機能領域３１０であり、なお、Ａ１、Ａ２が上記の値の範囲外にあるときに、その構造は該モジュール化レーザーチップ４００の幅の拡大を引き起こして、本発明の設計の当初の目的から逸脱する。
該第１夾角Ａ１及び該第２夾角Ａ２の値の範囲は、（－９０°～＋９０°）に限定され、すなわち、－９０度より大きく、＋９０度より小さい。
該第１夾角Ａ１及び該第２夾角Ａ２が上記の値の範囲内にあるときに、該第１電極ボンディングパッド１２０、該第１導線１３０、該第２電極ボンディングパッド２２０及び該第２導線２３０を設置できる領域は該機能領域３１０であり、なお、Ａ１、Ａ２が上記の値の範囲外にあるときに、その構造は該モジュール化レーザーチップ４００の幅の拡大を引き起こして、本発明の設計の当初の目的から逸脱する。
【0018】
図１０及び図１１に示すとおり、実践において、該横辺の長さがＬであり、該縦辺の長さがＷである。
１つの該モジュール化レーザーチップ４００における該第１活性領域１１０の中心点と該第２活性領域２１０の中心点との間の間隔は間隔Ｄ１であり、該間隔Ｄ１は固定値で、実践において、該固定値は２５０ミクロンである。
１つの該モジュール化レーザーチップ４００における該第１活性領域１１０の中心点と該第２活性領域２１０の中心点との間の間隔は間隔Ｄ１であり、該間隔Ｄ１は固定値で、実践において、該固定値は２５０ミクロンである。
【0019】
複数の該モジュール化レーザーチップ４００がウェハーに配置されるときに、左右に隣接する任意の２つの該モジュール化レーザーチップ４００について、一方の該モジュール化レーザーチップ４００の該第１活性領域１１０の中心点と他方の該モジュール化レーザーチップ４００の該第２活性領域２１０の中心点との間の間隔は間隔Ｄ２であり、該間隔Ｄ２は固定値ではない。
複数の該モジュール化レーザーチップ４００がウェハーに配置されるときに、上下に隣接する任意の２つの該モジュール化レーザーチップ４００について、一方の該モジュール化レーザーチップ４００の該第１活性領域１１０の中心点と他方の該モジュール化レーザーチップ４００の該第１活性領域１１０の中心点との間の間隔は間隔Ｄ３であり、該間隔Ｄ３は固定値ではない。
複数の該モジュール化レーザーチップ４００がウェハーに配置されるときに、上下に隣接する任意の２つの該モジュール化レーザーチップ４００について、一方の該モジュール化レーザーチップ４００の該第１活性領域１１０の中心点と他方の該モジュール化レーザーチップ４００の該第１活性領域１１０の中心点との間の間隔は間隔Ｄ３であり、該間隔Ｄ３は固定値ではない。
【0020】
１つの該モジュール化レーザーチップ４００における該第１電極ボンディングパッド１２０の中心点と該第２電極ボンディングパッド２２０の中心点との間の間隔は間隔Ｄ４であり、該間隔Ｄ４は固定値ではない。
該第１電極ボンディングパッド１２０及び該第２電極ボンディングパッド２２０の直径は直径Ｄ５であり、該直径Ｄ５は固定値ではない。
該第１電極ボンディングパッド１２０及び該第２電極ボンディングパッド２２０の直径は直径Ｄ５であり、該直径Ｄ５は固定値ではない。
【0021】
該第１活性領域１１０及び該第２活性領域２１０の中心点と最も近い該横辺との垂直距離は間隔Ｄ６であり、該間隔Ｄ６は固定値ではない。
該第１電極ボンディングパッド１２０及び該第２電極ボンディングパッド２２０の中心点と最も近い該横辺との垂直距離は間隔Ｄ７であり、該間隔Ｄ７は固定値ではない。
１つの各該モジュール化レーザーチップ４００における該第１電極ボンディングパッド１２０の縁部と該第２電極ボンディングパッド２２０の縁部との最も近い間隔は間隔Ｄ８であり、該間隔Ｄ８は固定値ではない。
該第１電極ボンディングパッド１２０及び該第２電極ボンディングパッド２２０の中心点と最も近い該横辺との垂直距離は間隔Ｄ７であり、該間隔Ｄ７は固定値ではない。
１つの各該モジュール化レーザーチップ４００における該第１電極ボンディングパッド１２０の縁部と該第２電極ボンディングパッド２２０の縁部との最も近い間隔は間隔Ｄ８であり、該間隔Ｄ８は固定値ではない。
【0022】
上述したように、Ａ１、Ａ２、Ｗ、Ｌ、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８の間の計算式は、Ｌ＝Ｄ１＋Ｄ２、Ｗ＝Ｄ３、Ｄ４＝Ｄ５＋Ｄ８、Ｗ＝Ｄ６＋Ｄ７＋［（Ｄ１－Ｄ４）／２］×ｔａｎＡ１であり、ここで、Ｄ１は固定値であり、Ａ１の角度値は、Ａ１＝Ａ２の場合に、Ａ１又はＡ２の値を取り、Ａ１≠Ａ２の場合に、Ａ１とＡ２のうち絶対値が大きい値を取る。
【0023】
以下、例を挙げて上記計算式による具体的な計算を説明する。
Ｄ１の好ましい値は２５０μｍであり、かつ一定である。
Ｄ２のサイズは可変であるが、Ｄ２はＡ１及びＡ２の関数ではなく、生産面及びコスト面（ウェハーの面積の効率的な利用）に有利であることから、Ｄ２の値の範囲を１００μｍ～２００μｍに制御し、Ｄ２の値が小さすぎる場合にウェハーを切断することができず、Ｄ２の値が大きすぎる場合に面積が増大してコストが増加し、Ｄ２の好ましい値は１３０μｍである。
Ｄ１の好ましい値は２５０μｍであり、かつ一定である。
Ｄ２のサイズは可変であるが、Ｄ２はＡ１及びＡ２の関数ではなく、生産面及びコスト面（ウェハーの面積の効率的な利用）に有利であることから、Ｄ２の値の範囲を１００μｍ～２００μｍに制御し、Ｄ２の値が小さすぎる場合にウェハーを切断することができず、Ｄ２の値が大きすぎる場合に面積が増大してコストが増加し、Ｄ２の好ましい値は１３０μｍである。
【0024】
Ｌのサイズは可変で、Ｌ＝Ｄ１＋Ｄ２であり、上記原理に一致し、Ｌの値の範囲を３５０μｍ～４５０μｍに制御し、Ｌの好ましい値は３８０μｍである。
Ｗのサイズは可変で、Ｗ＝Ｄ３であり、ＷはＡ１、Ａ２の変化パラメータであり、Ｗ＝Ｄ６＋Ｄ７＋［（Ｄ１－Ｄ４）／２］×ｔａｎＡ１であり、Ｗの好ましい値は１８０μｍである。
Ｄ５のサイズは可変であり、Ｄ５の値の範囲を５０μｍ～９０μｍに制御し、Ｄ５の値が小さすぎる場合に金ワイヤを加工しにくく、Ｄ５の値が大きすぎる場合にボンディングパッドの面積が増大してコストの制御に不利となり、Ｄ５の好ましい値は７０μｍである。
Ｗのサイズは可変で、Ｗ＝Ｄ３であり、ＷはＡ１、Ａ２の変化パラメータであり、Ｗ＝Ｄ６＋Ｄ７＋［（Ｄ１－Ｄ４）／２］×ｔａｎＡ１であり、Ｗの好ましい値は１８０μｍである。
Ｄ５のサイズは可変であり、Ｄ５の値の範囲を５０μｍ～９０μｍに制御し、Ｄ５の値が小さすぎる場合に金ワイヤを加工しにくく、Ｄ５の値が大きすぎる場合にボンディングパッドの面積が増大してコストの制御に不利となり、Ｄ５の好ましい値は７０μｍである。
【0025】
Ｄ８のサイズは可変であり、Ｄ８の値の範囲を２０μｍ～４０μｍに制御し、Ｄ８の値が小さすぎる場合に従来の生産装置及びプロセスにより加工することができず（ＰＡＤ間隔が小さすぎて生産することができない）、Ｄ８の値が大きすぎる場合にコストに影響を与え、Ｄ８の好ましい値は３０μｍである。
Ｄ４＝Ｄ５＋Ｄ８であり、Ｄ８に基づいてＤ４の値を確定し、Ｄ４の値の範囲を７０μｍ～１３０μｍに制御し、Ｄ４の好ましい値は１００μｍである。
Ｄ４＝Ｄ５＋Ｄ８であり、Ｄ８に基づいてＤ４の値を確定し、Ｄ４の値の範囲を７０μｍ～１３０μｍに制御し、Ｄ４の好ましい値は１００μｍである。
【0026】
Ｄ６のサイズは可変であり、Ｄ６の値の範囲を５０μｍ～８０μｍに制御し、Ｄ６の値が小さすぎる場合にウェハーを切断することができず、Ｄ６の値が大きすぎる場合にコストに影響を与え、Ｄ６の好ましい値は６５μｍである。
Ｄ７のサイズは可変であり、Ｄ７の値の範囲を５０μｍから９０μｍまでに制御し、Ｄ７の値が小さすぎる場合にウェハーを切断することができず、Ｄ７の値が大きすぎる場合にコストに影響を与え、Ｄ７の好ましい値は７２μｍである。
Ｄ７のサイズは可変であり、Ｄ７の値の範囲を５０μｍから９０μｍまでに制御し、Ｄ７の値が小さすぎる場合にウェハーを切断することができず、Ｄ７の値が大きすぎる場合にコストに影響を与え、Ｄ７の好ましい値は７２μｍである。
【0027】
Ａ１及びＡ２の値の範囲を（－９０°～＋９０°）に限定し、すなわち、－９０度より大きく、＋９０度より小さく、Ａ１＝Ａ２である。
Ａ１、Ａ２の好ましい値は２０度より大きく、４０度より小さく、又は、－２０度より小さく、－４０度より大きく、Ａ１及びＡ２の値が小さすぎる場合にＤ８が小さすぎて生産することができなくなり、その値が大きすぎる場合にＷ及びＤ３が大きすぎて、コストに影響を与え、Ａ１及びＡ２の好ましい値は＋３０度及び－３０度である。
Ａ１、Ａ２の好ましい値は２０度より大きく、４０度より小さく、又は、－２０度より小さく、－４０度より大きく、Ａ１及びＡ２の値が小さすぎる場合にＤ８が小さすぎて生産することができなくなり、その値が大きすぎる場合にＷ及びＤ３が大きすぎて、コストに影響を与え、Ａ１及びＡ２の好ましい値は＋３０度及び－３０度である。
【0028】
Ｄ６、Ｄ７、Ｄ１、Ｄ４、Ａ１の好ましい値をＷの式に代入し、ここで、Ｄ１は固定値であり、Ｌ＝Ｄ１＋Ｄ２、Ｗ＝Ｄ３、Ｄ４＝Ｄ５＋Ｄ８、Ｗ＝Ｄ６＋Ｄ７＋［（Ｄ１－Ｄ４）／２］×ｔａｎＡ１、Ｄ６＝６５μｍ、Ｄ７＝７２μｍ、Ｄ１＝２５０μｍ、Ｄ４＝１００μｍ、Ｄ５＝７０μｍ、Ｄ８＝３０μｍ、Ａ１＝Ａ２＝３０°、計算により、Ｗ＝Ｄ３＝６５＋７２＋［（２５０－１００）／２］×ｔａｎ３０°＝１８０μｍはＷの好ましい値である。
【0029】
Ｄ６、Ｄ７、Ｄ１、Ｄ４、Ａ１の値の範囲をＷの式に代入し、ここで、５０μｍ＜Ｄ６＜８０μｍ、５０μｍ＜Ｄ７＜９０μｍ、Ｄ１＝２５０μｍ、７０μｍ＜Ｄ４＜１３０μｍ、２０°＜Ａ１＜４０°、Ｗ＝Ｄ３の値の範囲は１４０μｍ～３２０μｍと算出され、それはＷの好ましい値の範囲である。
なお、Ａ１≠Ａ２の場合に、Ａ１は、Ａ１とＡ２のうち絶対値が大きい値を取り、上記Ｗ＝Ｄ３の式に代入しても、その式は依然として成立する。
なお、Ａ１≠Ａ２の場合に、Ａ１は、Ａ１とＡ２のうち絶対値が大きい値を取り、上記Ｗ＝Ｄ３の式に代入しても、その式は依然として成立する。
【0030】
本発明では、間隔Ｄ２は間隔Ｄ１よりはるかに小さく、従来の技術では、間距Ｄ２は間隔Ｄ１と等しいため、ウェハー全体に配置されたレーザーチップの数が制限され、本発明の設計構想は、間隔Ｄ２を縮小して同じ面積のウェハーにより多くのレーザーチップを配置することにより、コストを大幅に低減するという目的を達成することである。
【0031】
図２及び図３に示すとおり、４チャネルを例として、従来の技術では、複数のチップモジュール９をウェハーに直接的に設計し、加工を完了した後に、チップモジュール９を直接的に切断して分離し、次に、１つのチップモジュール９を４本の光ファイバー８に直接的に突き合わせることにより組み立てを完了し、図１２に示すとおり、本発明の製品の組み立て過程として、複数のモジュール化レーザーチップ４００をウェハーに設計し、間隔Ｄ２及び間隔Ｄ３を調整することにより、同じ面積のウェハーにより多くのレーザーチップを配置でき、次にモジュール化レーザーチップ４００を切断して分離し、４チャネルを例として、２つのモジュール化レーザーチップ４００を４本の光ファイバー８に直接的に突き合わせることにより組み立てを完了し、その突き合わせ効果は従来の技術と同じであるが、ウェハーの面積を大幅に節約することにより、コストを大幅に低減するという目的を達成することができる。
【0032】
また、本発明者は、本発明の設計構想の実践的意義を以下のように補足する。本発明の製品の設計構想は、従来の単一トポロジー構造を二重トポロジー構造に変更して、隣接する２つのレーザーチップの間の間隔を構造的に短縮して製品のコストを低減するという効果を達成することである。
本発明は、まず高密度集積化の効果を達成し、ＶＣＳＥＬチップの面積が小さければ小さいほど、高密度光電気変換及び光通信集積モジュールの小型化に役立つ。本発明の開示する二重トポロジー構造技術により、隣接する２つの光チャネルの間の距離が従来の２５０ミクロンから１３０ミクロンまで縮小し、同じレーザーアレイで構成されたＶＣＳＥＬチップの面積が従来の３／４まで低減して、高密度集積化の効果を達成する。
本発明は、まず高密度集積化の効果を達成し、ＶＣＳＥＬチップの面積が小さければ小さいほど、高密度光電気変換及び光通信集積モジュールの小型化に役立つ。本発明の開示する二重トポロジー構造技術により、隣接する２つの光チャネルの間の距離が従来の２５０ミクロンから１３０ミクロンまで縮小し、同じレーザーアレイで構成されたＶＣＳＥＬチップの面積が従来の３／４まで低減して、高密度集積化の効果を達成する。
【0033】
次に、本発明は、低コストの効果を達成し、半導体レーザーチップに対して、１枚の４インチ又は６インチのウェハーに集積されたレーザーチップが多ければ多いほど、対応的に、単一のレーザーチップのコストは低くなる。本発明の開示する技術により、単一のレーザーチップの面積が大幅に低減するため、単一のレーザーチップのコストを従来の約１／４まで低減できる。
【0034】
上述したように、該モジュール化レーザーチップ４００はミクロンレベルの部品であるため、それを組み立て、溶接する時に高精度の自動化装置が必要である。このような自動化装置は、一般的には、複数の高解像度カメラにより複数回の撮像、測位を行う必要があり、またレーザーチップの組み立て及び溶接を行うために、ハイテク光学測位部品の補助が必要であり、特にこのような自動化装置の機械伝動部分について、構造上の精度要件が極めて高いため、このような装置の購入コストは極めて高く、大量生産のニーズを満たすために、メーカーは常に複数の装置を購入してこそ産量上のニーズを満たすことができ、このようにして、製品の生産コストを大幅に増加させる。
【0035】
本願の発明者は、該モジュール化レーザーチップ４００の構造の特徴に基づいて、レーザーチップの組み立て及び溶接のコストを大幅に低減できる組み立てプロセスを意図的に提供し、具体的な説明は以下のとおりである。
図１３及び図１４に示すとおり、該モジュール化レーザーチップ４００は以下のステップで組み立て及び溶接を行う。
図１３及び図１４に示すとおり、該モジュール化レーザーチップ４００は以下のステップで組み立て及び溶接を行う。
【0036】
ステップ１において、該モジュール化レーザーチップ４００の該第１電極ボンディングパッド１２０と該第２電極ボンディングパッド２２０にそれぞれチップ溶接層５１０を設置する。
ステップ２において、回路基板Ｂに２つの突き合わせボンディングパッド６１０を設置し、２つの該突き合わせボンディングパッド６１０はそれぞれ該第１電極ボンディングパッド１２０と該第２電極ボンディングパッド２２０に対応し、各該突き合わせボンディングパッド６１０に突き合わせ溶接層５２０を設置する。
ステップ２において、回路基板Ｂに２つの突き合わせボンディングパッド６１０を設置し、２つの該突き合わせボンディングパッド６１０はそれぞれ該第１電極ボンディングパッド１２０と該第２電極ボンディングパッド２２０に対応し、各該突き合わせボンディングパッド６１０に突き合わせ溶接層５２０を設置する。
【0037】
ステップ３において、該第１電極ボンディングパッド１２０及び該第２電極ボンディングパッド２２０における該チップ溶接層５１０がそれぞれ２つの該突き合わせボンディングパッド６１０の該突き合わせ溶接層５２０に重ねて設置されるように、該モジュール化レーザーチップ４００を該回路基板Ｂに配置する。
ステップ４において、ステップ３における該回路基板Ｂ及び該モジュール化レーザーチップ４００をともに昇温し、該チップ溶接層５１０と該突き合わせ溶接層５２０を溶融して熱融着する。
ステップ４において、該チップ溶接層５１０及び該突き合わせ溶接層５２０をまず溶融し、液体の表面張力により自己位置合わせの動作を実行して熱融着し、該チップ溶接層５１０及び該突き合わせ溶接層５２０はいずれもミクロンレベルの構造であるため、それらの物理的サイズは、両者が上記自己位置合わせの動作を行うことをサポートすることができる。
ステップ４において、ステップ３における該回路基板Ｂ及び該モジュール化レーザーチップ４００をともに昇温し、該チップ溶接層５１０と該突き合わせ溶接層５２０を溶融して熱融着する。
ステップ４において、該チップ溶接層５１０及び該突き合わせ溶接層５２０をまず溶融し、液体の表面張力により自己位置合わせの動作を実行して熱融着し、該チップ溶接層５１０及び該突き合わせ溶接層５２０はいずれもミクロンレベルの構造であるため、それらの物理的サイズは、両者が上記自己位置合わせの動作を行うことをサポートすることができる。
【0038】
ステップ５において、ステップ４における該回路基板Ｂ及び該モジュール化レーザーチップ４００をともに降温し、該チップ溶接層５１０及び該突き合わせ溶接層５２０を冷却して一体に接続して、全体の溶接及び組み立てプロセスを完了する。
【0039】
実践において、複数の該モジュール化レーザーチップ４００を同じ又は異なる該回路基板に配置して、同時に組み立て及び溶接を行って、大量生産を実現してもよく、大量生産を行うときに、コンベアベルトにより昇温炉、降温炉内に輸送する方式を利用して、生産効率を向上させ、製造コストを低減してもよく、例えば、コンベアベルトにより該モジュール化レーザーチップ４００及び該回路基板を昇温炉内に輸送して上記ステップ４の製造を完了してもよく、コンベアベルトにより該モジュール化レーザーチップ４００及び該回路基板を降温炉内に輸送して上記ステップ５の製造を完了してもよい。
【0040】
具体的な実施において、ステップ１において、該第１電極ボンディングパッド１２０及び該第２電極ボンディングパッド２２０はいずれもボンディングパッド接触面５１１を有する。該チップ溶接層５１０は、溶接層頂面５１２及び溶接層底面５１３を有し、該溶接層頂面５１２は該ボンディングパッド接触面５１１に接続され、該溶接層頂面５１２の面積は該ボンディングパッド接触面５１１の面積と同じであり、該溶接層底面５１３の面積は該溶接層頂面５１２の面積より小さい。
【0041】
該チップ溶接層５１０は、該チップ溶接層５１０の周縁を囲むオーバーフロー領域５１４を含む。
ステップ２において、該突き合わせボンディングパッド６１０は接触面５２１を有する
該突き合わせ溶接層５２０は頂面５２２及び底面５２３を有し、該頂面５２２は該チップ溶接層５１０の該溶接層底面５１３に突き合わせられ、該底面５２３は該突き合わせボンディングパッド６１０の該接触面５２１に接続され、該接触面５２１、該頂面５２２及び該底面５２３の面積はいずれも該溶接層底面５１３の面積より小さくい。
該突き合わせボンディングパッド６１０は柱部６１１及びベース部６１２を含み、該ベース部６１２は該チップ溶接層５１０の該オーバーフロー領域５１４に対応し、該ベース部６１２は該柱部６１１の周縁を囲む。
ステップ２において、該突き合わせボンディングパッド６１０は接触面５２１を有する
該突き合わせ溶接層５２０は頂面５２２及び底面５２３を有し、該頂面５２２は該チップ溶接層５１０の該溶接層底面５１３に突き合わせられ、該底面５２３は該突き合わせボンディングパッド６１０の該接触面５２１に接続され、該接触面５２１、該頂面５２２及び該底面５２３の面積はいずれも該溶接層底面５１３の面積より小さくい。
該突き合わせボンディングパッド６１０は柱部６１１及びベース部６１２を含み、該ベース部６１２は該チップ溶接層５１０の該オーバーフロー領域５１４に対応し、該ベース部６１２は該柱部６１１の周縁を囲む。
【0042】
ステップ４において、該突き合わせ溶接層５２０の融点は該チップ溶接層５１０の融点より高く、該チップ溶接層５１０と該突き合わせ溶接層５２０を溶融して熱融着するプロセスは以下のステップで行う。
ステップ１において、該回路基板Ｂ及び該モジュール化レーザーチップ４００をともに昇温すると、該チップ溶接層５１０をまず溶融し、該モジュール化レーザーチップ４００全体がその重力により下方へ移動し、該突き合わせ溶接層５２０が溶融した該チップ溶接層５１０内に進入し、該チップ溶接層５１０の該オーバーフロー領域５１４を溶融して該柱部６１１に沿って下方へ流動し、該ベース部６１２の上方において支持を形成する。
ステップ１において、該回路基板Ｂ及び該モジュール化レーザーチップ４００をともに昇温すると、該チップ溶接層５１０をまず溶融し、該モジュール化レーザーチップ４００全体がその重力により下方へ移動し、該突き合わせ溶接層５２０が溶融した該チップ溶接層５１０内に進入し、該チップ溶接層５１０の該オーバーフロー領域５１４を溶融して該柱部６１１に沿って下方へ流動し、該ベース部６１２の上方において支持を形成する。
【0043】
ステップ２において、温度を上昇させ続けて、該突き合わせ溶接層５２０を溶融し、該チップ溶接層５１０及び該突き合わせ溶接層５２０を一体に融合する。
ステップ２において、該オーバーフロー領域５１４が溶融した後に該突き合わせ溶接層５２０を囲むことにより該突き合わせ溶接層５２０の溶融を加速できる。
ステップ２において、該オーバーフロー領域５１４が溶融した後に該突き合わせ溶接層５２０を囲むことにより該突き合わせ溶接層５２０の溶融を加速できる。
【0044】
ステップ５において、該チップ溶接層５１０及び該突き合わせ溶接層５２０を冷却して一体に接続した後、該オーバーフロー領域５１４は該柱部６１１の周縁を囲み、かつ該ベース部６１２の上方において掛け渡され、上記構造により、溶接位置を非常に強固にすることができ、その溶接構造は従来の技術により顕著に優れている。
【0045】
具体的な実施において、該モジュール化レーザーチップ４００の該基板３００の頂面の面積はＳ１であり、Ｓ１＝Ｗ×Ｌであり、該第１電極ボンディングパッド１２０及び該第２電極ボンディングパッド２２０の該ボンディングパッド接触面５１１の面積はＳ２であり、Ｓ１とＳ２の関係式は、１／１６×Ｓ１＜Ｓ２＜１／１０×Ｓ１であり、上記関係式によりＳ１とＳ２との間の面積対応関係を決定でき、それにより該モジュール化レーザーチップ４００の配置をより安定にし、かつ溶融及び熱融着過程をよりスムーズにする。
【0046】
具体的な実施において、該チップ溶接層５１０、該突き合わせ溶接層５２０の材料、融点の選択は従来の技術に属し、その材料は、金、銀、錫等を選択してもよく、それらの混合物にほかの添加剤を加えて取得されてもよく、その詳しい説明を省略する。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
