CN102971654A - 具有封装在密封体中的透镜的光学组件及其制造方法 - Google Patents

具有封装在密封体中的透镜的光学组件及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102971654A
CN102971654A CN2011800336267A CN201180033626A CN102971654A CN 102971654 A CN102971654 A CN 102971654A CN 2011800336267 A CN2011800336267 A CN 2011800336267A CN 201180033626 A CN201180033626 A CN 201180033626A CN 102971654 A CN102971654 A CN 102971654A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
lead frame
optical module
seal
optical device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011800336267A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102971654B (zh
Inventor
田中和典
三井主成
高木敏男
佐野知巳
小口敬太郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2011025566A external-priority patent/JP2012033858A/ja
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority claimed from PCT/JP2011/065743 external-priority patent/WO2012005370A1/en
Publication of CN102971654A publication Critical patent/CN102971654A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102971654B publication Critical patent/CN102971654B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
    • H01L31/02005—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4206—Optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4228—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements
    • G02B6/423—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements using guiding surfaces for the alignment
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4236—Fixing or mounting methods of the aligned elements
    • G02B6/4244—Mounting of the optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4256—Details of housings
    • G02B6/4262—Details of housings characterised by the shape of the housing
    • G02B6/4263—Details of housings characterised by the shape of the housing of the transisitor outline [TO] can type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
    • H01L21/565—Moulds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L31/02327—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements being integrated or being directly associated to the device, e.g. back reflectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

本发明公开了一种制造光学组件（1、1a）的方法，其中，该光学组件具有：光学活性器件（2），其位于引线框架（3、53）上；以及透镜（4），透明的树脂（5）将透镜与光学活性器件及引线框架共成型，而使透镜相对于引线框架定位。本发明的成型模具（11）具有在成型期间支撑透镜的定位销（80h、90h、89a、99a）。因为引线框架与成型模具对准，所以在成型期间不会破坏引线框架上的光学活性器件与透镜之间的精确对准。透明的树脂具有从其表面贯穿至透镜的孔（7、5a、5b），可以用金属来填充所述孔以便散热。

Description

具有封装在密封体中的透镜的光学组件及其制造方法
技术领域
本发明涉及光学组件，具体地说，本发明涉及用透明的密封体来封装透镜的光学组件以及制造该光学组件的方法。
背景技术
用于发送和/或接收光信号的光学组件通常包括：封装，其安装有半导体光学器件，例如半导体激光二极管（在下文中表示为LD）或半导体光电二极管（在下文中表示为PD）；以及光学插座，其使半导体光学器件与外部光纤耦合。
一种类型的光学组件具有如下布置：半导体光学器件安装在引线框架上，并用透明的树脂封装半导体光学器件和引线框架二者。日本专利申请公开JP-2004-133117A披露了如下光学组件：除了封装光学器件和引线框架之外，该光学组件还将透镜封装在密封体中，以便补偿由于封装这些部件的透明树脂的折射率的温度依赖性较大而导致的光学器件与外部光纤之间的光耦合劣化。然而，在成型期间流体树脂容易使封装在密封体中的透镜对准不良，致使光学器件与外部光纤之间的光耦合损耗增加。
发明内容
本发明的一个方面涉及一种光学组件，所述光学组件包括：半导体光学器件、引线框架、透镜、以及密封体。所述半导体光学器件可以是LD或PD。所述引线框架用于安装所述半导体光学器件。所述透镜与所述半导体光学器件光耦合。所述密封体封装所述半导体光学器件、所述透镜、以及所述引线框架的一部分，其中，所述密封体对表征所述半导体光学器件的光而言是透明的。本发明的特征在于，所述密封体具有至少一个孔，所述孔从所述密封体的表面贯穿至所述透镜。
因为在本发明中所述密封体具有位于半导体光学器件附近的所述孔，所以可以有效地消散掉由所述半导体光学器件产生的热量。
本发明的另一个方面涉及一种制造光学组件的方法。所述方法包括如下步骤：（a）将引线框架设置在成型模具中，其中，所述引线框架上安装有半导体光学器件；（b）利用所述成型模具的一部分将透镜支撑在与所述半导体光学器件光学对准的位置；以及（c）用对表征所述半导体光学器件的光而言透明的树脂对所述透镜、所述半导体光学器件和所述引线框架进行成型。
因为根据本发明的处理利用例如从所述成型模具的腔体中突出的定位销来支撑所述透镜，同时将所述引线框架置于所述成型模具上，所以所述透镜可以利用所述成型模具来与所述半导体光学器件对准。此外，因为利用所述定位销来支撑所述透镜，所以在将所述树脂注射到所述腔体期间，可以保持所述透镜与所述半导体光学器件的对准。
附图说明
考虑结合附图对本发明的各种实施例所做的以下详细说明可以更全面地理解本发明，其中：
图1是根据本发明的实施例的光学组件的透视图；
图2A至图2C是图1所示的光学组件的平面图、侧视图和正视图，其中，图2B示出了外部光纤的边缘；
图3是制造图1所示的光学组件时使用的模具的侧剖图；
图4是示出利用套筒组装光学组件的处理的透视图；
图5A是根据本发明的第二实施例的另一种光学组件的透视图，图5B将图5A所示的光学组件的主要部分放大；
图6示出形成图5A所示的光学组件的处理；
图7A是示出根据本发明的第二实施例的定位销和透镜的侧视图；并且图7B示出成型期间设置在定位销之间的透镜；以及
图8A示出定位销的变型实施例；并且图8B示出用于将透镜支撑在定位销之间的处理。
具体实施方式
<第一实施例>
下面，参考附图描述根据本发明的优选实施例。图1示出根据本发明的第一实施例的光学组件的外观；并且图2A至图2C分别示出光学组件的平面图、侧视图和正视图。
本发明的光学组件1包括发光器件、引线框架3、透镜4、密封体5和辅助支座（sub-mount）6，发光器件典型地是具有多量子阱活性层的LD2。密封体5包括透镜部分10和孔7，稍后描述透镜部分10和孔7的细节。透镜部分10形成在密封体5的外表面中的与将LD2和透镜4连接起来的轴线交叉的部分中。
典型地由铜或铜合金制成的引线框架3具有大致矩形的形状。引线框架3利用上方的辅助支座6来安装LD2。引线框架3的一侧包括最后彼此分开的多个引线端子3a；同时，引线框架3的另一侧包括具有半圆形成形部的切口3b。LD2引线结合到一个引线端子3a上。切口3b收纳透镜4，以便将透镜4光学对准在LD2的轴线上。
透镜4可以由折射率比密封体5的材料的折射率大的材料制成，并具有使从LD2发出的光会聚的凸面。具体地说，透镜4可以是由BK7或TAF3制成的具有0.5mm至1.5mm直径的球面透镜。此外，透镜4可以定位成使得从透镜4到LD2的距离L1a被设为0.3mm，同时，从透镜4到透镜部分10的另一距离L1b被设为2.4mm。准确地说，前一距离L1a是从透镜4的最靠近LD2的表面到LD2的前缘的距离，而后一距离L1b是从透镜4的最靠近透镜部分10的表面到透镜部分10的顶部的距离。这些距离是光学设计的实例；并且可以根据LD2、透镜4和透镜部分10的特性而改变。
密封体5的形状是轴线与将LD2和透镜4连接起来的轴线大致平行的柱体。该柱体可以具有5mm至20mm的直径以及5mm至20mm的长度。例如密封体5可以由例如环氧树脂等树脂制成，且对LD2的波长而言是大致透明的。密封体5至少将透镜4以及引线框架3的安装有LD2的部分密封。密封体5具有两个孔7，两个孔7各自分别从顶面和底面贯穿至透镜4。孔7的形状是截锥体。
密封体5具有位于其一端的透镜部分10。透镜部分10可以使从LD2发出并透射过透镜4的光会聚。密封体5具有1.51的折射率，该折射率小于透镜4的折射率。透镜部分10的光轴与透镜4的光轴对准，也就是说，密封体5形成为使透镜部分10的轴线与透镜4的轴线对准。在本实施例中，从透镜部分10到插芯18的距离，准确地说，从透镜部分10的顶部到插芯18的距离L2被设为2.4mm。
下面，将参考图3描述光学组件1的制造方法。首先，对用于转移成型的成型模具11进行描述。如示出模具剖面的图3所示，模具11包括上模80和下模90。下模90包括凹面90e、支撑台90f和定位销90h，引线框架3设置在支撑台90f上。凹面90e形成透镜部分10的一部分。定位销90h具有从下模90的底部突出的截锥形形状，并且可以通过从下侧支撑透镜4来设置透镜4的位置。定位销90h的顶部具有与透镜4的外形相匹配的凹面。将透镜4置于定位销90h上。
上模80具有凹面80e和定位销80h。上模80的凹面80e与下模90的凹面90e连续，形成透镜部分40。定位销80h具有与下模90的定位销90h对称的形状，并可以将透镜4对准在预定位置处。
定位销80h和90h将透镜4设置于定位销之间；具体地说，下模90的定位销90h从底部支撑透镜4，同时，上模80中的另一个定位销80h通过将透镜4按压到下侧定位销90h上从而从上侧将透镜4牢固地定位。定位销80h和90h的末端精确地形成为不对透镜4产生任何机械损害。定位销80h和90h可以具有上下移动的机构，并且其表面被处理成疏水的。
下面，对通过转移成型来形成密封体5的处理进行描述。首先，将引线框架3设置在下模90的支撑台90f上。然后，将透镜4置于下侧定位销90h的顶部，在这种情况下，下侧定位销90h从底部支撑透镜4，同时，引线框架3的切口3b从一侧将透镜4定位。然后，使上模80与下模90相配合，透镜4可以由上侧定位销80h支撑和定位。
将模具11安装在转移成型的设备上，并执行转移成型；可以用树脂填充腔体80g和90g。因为通过转移成型而形成的密封体5中通常包括气孔，所以可以这样执行本发明的转移成型：首先，对腔体80g和90g减压；然后，压力注射流体树脂。
转移成型的优选条件如下，但不限于这些条件：
·用于成型模具的压紧力：1.0×103kg至1.6×103kg，优选的是1.0×103kg至1.2×103kg；
·固化时间：3分钟至10分钟，优选的是5分钟至7分钟；以及
·固化温度：155℃至180℃，优选的是155℃至165℃。
在成型之后，光学组件1可以从模具80和90中移出。因为定位销80h和90h的表面被处理成疏水的，所以光学组件1可以容易地从模具80和90中移出。优选地将光学组件1设置在150℃至165℃的温度条件下达数小时，以使树脂进一步固化。
因为在成型期间透镜4由两个定位销80h和90h、以及引线框架3的切口3b这三个部件来支撑，所以这样转移成型的光学组件1可以使透镜4相对于安装在引线框架3上的LD2光学对准。上述三点式支撑可以防止透镜受到流体树脂流动的影响。因此，即使透镜4具有与树脂不同的主体，仍然可以使透镜4与LD2精确地对准。
本实施例利用两个定位销80h和90h、以及引线框架3的切口3b这三个部件来支撑透镜4。然而，当因LD2布置在引线框架3上而难以设置切口3b并且熔化的树脂具有不影响透镜4位置的粘度时，在成型期间，可以仅用两个定位销80h和90h来支撑透镜4。
如图1所示，在这样处理的光学组件1的密封体5的关于透镜4对称的位置处形成有两个孔7，这两个孔7是定位销80h和90h的脱离处。因为LD2产生热量，并且由透明的树脂制成的密封体5具有相对较低的导热性，所以本实施例的光学组件1优选地用具有良好导热性的部件来填充孔7，以便加快散热。由LD2产生的热量可能积聚在LD2周围。此外，LD2是性能强烈地依赖温度的器件。因此，填充孔7的部件可以加快从LD2到密封体5外部的散热。该部件可以具有遵循孔7内部形状的形状，并利用粘合剂固定在孔7处。该部件可以由例如铝或铜等金属制成。
在孔7中设置散热部件的这种布置中，由LD2产生的热量不仅可以传导至LD2周围的密封体5，而且可以转移到散热部件，由此可以在长时期内抑制LD2由于受到自身产生的热量的影响而劣化。
下面，参考图4描述本实施例的光学组件1的光耦合机构。如图4所示，光学组件1设置在套筒17中，套筒17中可以收纳插芯18，以使固定在插芯18的中心处的外部光纤与LD2光耦合。
套筒17可以由例如不锈钢等金属、或例如聚醚酰亚胺等树脂制成。套筒17的收纳光学组件1的一个孔腔具有与光学组件1的柱体形状相配合的形状，并且例如环氧树脂等粘合剂可以将光学组件1固定在套筒17的孔腔中。因此，光学组件1可以与外部光纤光学对准的程度在密封体5的外表面与套筒17的孔腔之间的间隙范围内。
下面，对具有多种布置的光学组件的光耦合损耗进行比较。第一种光学组件利用粘合剂将透镜4固定到引线框架3上，然后进行成型；第二种光学组件在成型期间仅利用引线框架3的切口3b来支撑透镜4，而不用任何定位销；第三种光学组件在成型期间利用切口3b以及两个定位销80h和90h来支撑透镜4。当向LD2供应预定的电流时，对上述三种类型的光学组件的光输出功率进行比较。在假定从供应有预定电流的裸LD2获得的光输出为1.0时，第一种光学组件表现出大约0.4的平均光输出，第二种光学组件表现出0.7的平均光输出，第三种光学组件表现出大约0.9的平均光输出。
因此，根据本实施例的光学组件1利用三个部件来定位透镜4，这三个部件是：两个定位销80h和90h、以及引线框架3的切口3b；因此，透镜4可以与引线框架3上的LD2精确地对准。用于使透镜4相对于LD2定位的机构不限于上述这些布置。仅用两个部件，即，两个定位销80h和90h，而不用切口3b，也可以以足够的准确度将透镜4定位。此外，仅下侧定位销90h也可以将透镜4对准。
<第二实施例>
下面，参考图5A和图5B描述根据本发明的第二实施例的另一种光学组件，其中，图5A将光学组件1A的主要部分放大，而图5B移除了图5A所示的密封体5。图5A和图5B所示的光学组件1A同样包括与前述光学组件1的部件相同的LD2、引线框架53、透镜4和密封体5。引线框架53上安装有LD2，并且引线框架53的一端具有切口53b，透镜4安装在切口53b中。引线框架53还具有位于切口53b两侧的两个孔洞53e，LD2和透镜4的光轴设置在两个孔洞53e之间。本文稍后描述孔洞53e的用途。
在本实施例中，用于布置透镜4的孔形成为使得密封体5相对于引线框架53而言的上侧具有位于透镜4两侧的两个孔5a，孔5a具有矩形剖面且与孔洞53e连续；同时，密封体5的下侧也具有两个孔5b，但孔5b具有圆形剖面且与孔洞53e连续。这些孔5a和5b可以在成型以形成密封体5期间形成。本实施例的密封体5同样安装有位于与LD2及透镜4的光轴交叉的外表面中的透镜部分10。透镜部分10是光轴与透镜4的光轴对准的非球面型透镜。
下面描述形成密封体5的方法，也就是封装LD2和透镜4的方法。
图6是根据本实施例的密封体5的成型处理。图6从透镜4和引线框架53的下侧来观察透镜4和引线框架53，也就是说，图6示出引线框架53的背面，其中，引线框架53设置在包括上模89和下模的成型模具中，图6未示出下模。
图6所示的上模89具有两个定位销89a，定位销89a各自具有位于其端部的凹部89b。相应的定位销89a中的凹部89b彼此面对。凹部89b的底部呈球形，以便与透镜4的外形相匹配；因此，在转移成型期间，定位销89a可以牢固地支撑透镜4。定位销89a的顶部具有凸部89c，凸部89c插入引线框架53的孔洞53e中，以使定位销89a与引线框架53上的LD2对准。
下模同样设置有具有例如如图3所示截锥形形状的两个定位销。下模的定位销的顶部形成有孔洞，该孔洞收纳上侧定位销89a的凸部89c。因此，在成型期间，可以确保上侧定位销89a与引线框架53牢固地对准。将上侧和下侧定位销的表面处理成疏水的，以便增强密封体5成型之后的脱模性（detachment ofthe molding）。
下面对形成根据本实施例的密封体5的方法进行描述。该处理首先将透镜4设置在上侧定位销89a的凹部89b中，然后将引线框架53设置在上侧定位销89a上，从而将凸部89c插入孔洞53e中，其中，LD2利用辅助支座6安装在引线框架53上。透镜4可以与引线框架53上的LD2光学对准。然后，使下模与上模89结合，从而使下侧定位销的顶部的孔洞与上侧定位销89a的凸部89c接合；由此，可以将引线框架53牢固地支撑在两个模具之间。最后，该处理将透明的树脂注射到形成在两个模具之间的腔体。成型条件与前述实施例的成型条件大致相同。
图7A将从侧面看去时上侧定位销89a的末端放大，同时，图7B示出从定位销89a的顶部看去时将透镜4置于上侧定位销89a之间以便在成型期间支撑透镜4的两个上侧定位销89a。如图7A所示，凹部89b的底部89d具有球形形状，以便与透镜4的外形相匹配。此外，凹部89b的侧部89e同样具有球形形状，以便与透镜4的外形相匹配。因此，在成型期间，定位销89a的末端可以利用与透镜4的外形相匹配的形状来牢固地支撑透镜4。根据本实施例的定位销89a包括位于凹部89b中的两个球形表面89d和89e；然而，定位销89a可以仅具有球形表面89d和89e中的一者来支撑透镜4。
图8A和图8B将根据本发明的变型实施例的上侧定位销的末端部分放大。变型实施例的上侧定位销99a的末端具有凹部99b，但凹部99b的底部包括多个平面，也就是说，图8A所示的凹部99b的纵剖面是多边形的。凹部99b的至少三个面可以与透镜4接触，以便牢固地支撑透镜4。此外，如图8B所示，凹部99b可以具有水平的具有多个平面的多边形形状，其中至少三个面与透镜4接触。因此，在成型期间，根据变型实施例的凹部99b的布置可以牢固地支撑透镜4。多边形形状不限于图8A和图8B所示的这些形状。例如，V形凹槽同样可以支撑透镜，其中，两个面与透镜4接触。此外，凹部99b的底部和侧部中的至少一者可以具有多边形形状来支撑透镜4。
上述成型处理可以利用两个定位销来牢固地支撑在成型期间被封装在树脂中的透镜4，定位销是成型模具的一部分；因此，透镜的位置可以几乎不受流体树脂的影响，并可以与引线框架53上的LD2保持光学对准。
同样在本实施例中，在成型之后，可以用例如铜或铝等金属部件来填充密封体5中的孔5a和5b，以便增强从LD2经密封体5和孔5a及5b中的金属部件的散热。本实施例设置有靠近LD2的四个孔，从而与具有两个孔的前述实施例的情况相比，进一步增强了散热。
因为折射率基于温度、焦点、以及LD2与外部光纤之间的综合光耦合效率而稍有变化，所以根据本实施例的光学组件1可能要考虑透镜4的折射率的温度依赖性和密封体5的折射率的温度依赖性。因此，光学组件1根据透镜4的折射率和直径来设计从LD2到透镜4的距离L1a、从透镜4到密封体5的透镜部分10的另一距离L1b、以及透镜部分10的半径R。
以光耦合损耗ΔPf和跟踪误差（T.E.）作为指标，在宽的温度范围内对透镜4、透镜部分10和LD2的多种尺寸条件进行验证。T.E.指的是：在-40℃至95℃的温度范围内，光耦合效率的最大值与最小值之比；并且，T.E.优选的是小于0.5dB。表1示出在如下条件下的T.E.结果：其中，LD2的发射波长为1310nm，用于密封体5的树脂在25℃时的折射率为1.51并具有-1.3×10-4/℃的热系数，并且从插芯的末端露出的外部光纤的芯层直径为10μm。
以下所述的评估首先假定透镜4的直径为0.4mm至1.8mm；然后，选择距离L1a、L1b和L2、以及透镜部分10的半径R等其它尺寸参数，以使LD2与末端处的外部光纤之间的光耦合变为最大。
表1
Figure BDA00002710301600101
在整个评估中，透镜的材料优选地具有比密封体5的材料的折射率大的折射率。在本实施例中，透镜4可以由折射率为1.78的TAF3制成。结果如下：
（1）虽然光学组件对于光耦合ΔPf表现出中等或一般的损耗，但是直径D小于0.6mm的透镜不仅难以设置在定位销的顶部或设置在定位销之间，而且由于其重量轻，在成型期间容易对准不良；并且
（2）相反地，虽然可以实现透镜4的精确光学对准，但是直径为1.8mm以上的透镜伴有更大的尺寸参数L1a、L1b和L2，因而需要更长的套筒。
在组装期间，更长的套筒固有地表现出更小的公差；具体地说，当将用粘合剂来固定这种套筒时，光学对准容易变形。上表1示出：在透镜直径为1.8mm的情况下，跟踪误差T.E.相对较好；然而，光耦合ΔPf是无法接受的。因此，用于本发明的光学组件1的透镜4优选地具有0.6mm至1.2mm的直径。
尽管这里详细描述了本发明的多种实施例和变型例，但显而易见的是，本发明的内容和教导会为本领域的技术人员给出许多替代设计的提示。

Claims (14)

1.一种光学组件，包括：
半导体光学器件；
引线框架，其用于安装所述半导体光学器件；
透镜，其与所述半导体光学器件光耦合；以及
密封体，其用于封装所述半导体光学器件、所述透镜、以及所述引线框架的一部分，所述密封体对表征所述半导体光学器件的光而言是透明的，
其中，所述密封体具有至少一个孔，所述孔从所述密封体的表面贯穿至所述透镜。
2.根据权利要求1所述的光学组件，其中，
所述引线框架具有切口以便将所述透镜设置在所述引线框架中。
3.根据权利要求1所述的光学组件，其中，
所述孔具有截锥形的剖面。
4.根据权利要求1所述的光学组件，其中，
所述孔具有梯形的剖面。
5.根据权利要求1所述的光学组件，其中，
所述孔填充有金属。
6.根据权利要求1所述的光学组件，其中，
所述密封体在与将所述半导体光学器件连接至所述透镜的轴线相交的部分具有光学活性外表面。
7.根据权利要求1所述的光学组件，其中，
所述密封体具有一对孔，将所述半导体光学器件连接至所述透镜的轴线设置在所述一对孔之间。
8.根据权利要求1所述的光学组件，其中，
所述孔穿过所述密封体，以使所述透镜在所述孔的中间露出。
9.一种制造光学组件的方法，包括如下步骤：
将引线框架设置在成型模具中，其中，所述引线框架上安装有半导体光学器件；
利用所述成型模具的一部分将透镜支撑在与所述半导体光学器件光学对准的位置；以及
用对表征所述半导体光学器件的光而言透明的树脂对所述透镜、所述半导体光学器件和所述引线框架进行成型，以形成封装所述透镜、所述半导体光学器件和所述引线框架的密封体。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，
支撑所述透镜的步骤还包括如下步骤：利用形成在所述引线框架中的切口支撑所述透镜。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，
所述成型模具包括定位销，并且
支撑所述透镜的步骤包括如下步骤：利用所述定位销的末端支撑所述透镜。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括如下步骤：
在成型的步骤之后，将所述引线框架与所述半导体光学器件和所述透镜一起从所述成型模具中移除，从而在所述密封体中留下与所述定位销相对应的孔。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括如下步骤：
在移除的步骤之后，用金属填充所述孔。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，
所述成型模具包括一对定位销，并且
支撑所述透镜的步骤包括如下步骤：将所述透镜设置在所述定位销之间。
CN201180033626.7A 2010-07-07 2011-07-04 具有封装在密封体中的透镜的光学组件及其制造方法 Expired - Fee Related CN102971654B (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010154632 2010-07-07
JP2010-154632 2010-07-07
JP2011025566A JP2012033858A (ja) 2010-07-07 2011-02-09 光モジュールの製造方法及び光モジュール
JP2011-025566 2011-02-09
JP2011041578 2011-02-28
JP2011-041578 2011-02-28
PCT/JP2011/065743 WO2012005370A1 (en) 2010-07-07 2011-07-04 Optical module with a lens encapsulated within sealant and method for manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102971654A true CN102971654A (zh) 2013-03-13
CN102971654B CN102971654B (zh) 2014-12-24

Family

ID=47800630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180033626.7A Expired - Fee Related CN102971654B (zh) 2010-07-07 2011-07-04 具有封装在密封体中的透镜的光学组件及其制造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8823150B2 (zh)
CN (1) CN102971654B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI718647B (zh) * 2019-08-29 2021-02-11 華信光電科技股份有限公司 微小型之雷射線型模組

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM505128U (zh) * 2015-03-05 2015-07-11 Luxnet Corp 改良式光發射器封裝結構

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5175783A (en) * 1990-04-03 1992-12-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical molded device including two lenses and active element integrally
JPH10307237A (ja) * 1997-05-08 1998-11-17 New Japan Radio Co Ltd 一体型光通信用半導体装置
US20030059177A1 (en) * 2001-09-27 2003-03-27 Fujitsu Limited Receptacle type optical module and production method therefor
CN101335319A (zh) * 2008-05-30 2008-12-31 潮州市三江电子有限公司 一种高功率led陶瓷封装基座
CN101959666A (zh) * 2007-08-24 2011-01-26 矢崎总业株式会社 外壳一体型光学半导体部件及其制造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10109787A1 (de) * 2001-02-28 2002-10-02 Infineon Technologies Ag Digitale Kamera mit einem lichtempfindlichen Sensor
US6879040B2 (en) * 2002-09-18 2005-04-12 Agilent Technologies, Inc. Surface mountable electronic device
JP2004133117A (ja) 2002-10-09 2004-04-30 Mitsubishi Electric Corp 樹脂封止型光モジュール
DE10250540B3 (de) * 2002-10-29 2004-07-15 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteiles
JP2006276463A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Sharp Corp 光学装置用モジュール及び光学装置用モジュールの製造方法
US7723146B2 (en) * 2006-01-04 2010-05-25 Stats Chippac Ltd. Integrated circuit package system with image sensor system
JP5164733B2 (ja) 2008-08-11 2013-03-21 新日本無線株式会社 光半導体装置およびその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5175783A (en) * 1990-04-03 1992-12-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical molded device including two lenses and active element integrally
JPH10307237A (ja) * 1997-05-08 1998-11-17 New Japan Radio Co Ltd 一体型光通信用半導体装置
US20030059177A1 (en) * 2001-09-27 2003-03-27 Fujitsu Limited Receptacle type optical module and production method therefor
CN101959666A (zh) * 2007-08-24 2011-01-26 矢崎总业株式会社 外壳一体型光学半导体部件及其制造方法
CN101335319A (zh) * 2008-05-30 2008-12-31 潮州市三江电子有限公司 一种高功率led陶瓷封装基座

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI718647B (zh) * 2019-08-29 2021-02-11 華信光電科技股份有限公司 微小型之雷射線型模組

Also Published As

Publication number Publication date
CN102971654B (zh) 2014-12-24
US20130093071A1 (en) 2013-04-18
US8823150B2 (en) 2014-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100904152B1 (ko) 히트싱크 지지부를 갖는 리드프레임, 그것을 사용한 발광다이오드 패키지 제조방법 및 그것에 의해 제조된 발광다이오드 패키지
US8888383B2 (en) Active optical cable (AOC) connector having a molded plastic leadframe, an AOC that incorporates the AOC connector, and a method of using an AOC
JP2009536362A (ja) 光学有効集積回路パッケージ
US8265487B2 (en) Half-duplex, single-fiber (S-F) optical transceiver module and method
US8113725B2 (en) Optical module and method for manufacturing same
KR20080078043A (ko) 광학 부재, 그 제조 방법 및 광학 부재를 포함하는 복합부품
JP2005159265A (ja) 光学素子の封止構造体および光結合器ならびに光学素子の封止方法
TW201438298A (zh) 發光組件及其製造方法
US10203460B2 (en) Optical semiconductor module
TWI603128B (zh) Socket, connector group and socket manufacturing methods
US7268368B1 (en) Semiconductor package having optical receptacles and light transmissive/opaque portions and method of making same
US8556524B2 (en) Optical communication module
JP6092388B2 (ja) 光源の製造方法
JP6086914B2 (ja) プラスチック光ファイバネットワークのための密閉したスモールフォームファクタ光デバイスのパッケージング
CN102971654B (zh) 具有封装在密封体中的透镜的光学组件及其制造方法
US8602661B2 (en) Housing-integrated optical semiconductor component and manufacturing method thereof
US20120104240A1 (en) Fiber optic transceiver (fot) module having a molded cover in which an optical beam transformer is integrally formed
KR101164377B1 (ko) 집적형 두 파장 광 송신 모듈
CN104685397B (zh) 光通信用的透镜、光通信模块及成形模具
JP6279352B2 (ja) 光結合部品、光コネクタおよび光結合方法
JP3819143B2 (ja) 光結合系、光モジュール、および光伝送システム
JP2007035697A (ja) 光電気変換モジュール
KR101118841B1 (ko) 집적형 두 파장 광 송신 모듈
JP2010191318A (ja) 光モジュール
JP2012054374A (ja) 光モジュール及び該光モジュールの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20141224

Termination date: 20200704