JP2001066471A - Optical module - Google Patents

Optical module

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JP2001066471A
JP2001066471A JP24404599A JP24404599A JP2001066471A JP 2001066471 A JP2001066471 A JP 2001066471A JP 24404599 A JP24404599 A JP 24404599A JP 24404599 A JP24404599 A JP 24404599A JP 2001066471 A JP2001066471 A JP 2001066471A
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JP
Japan
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hole
optical
optical fiber
substrate
casing
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JP24404599A
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Japanese (ja)
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Yuji Kishida
裕司 岸田
Koji Takemura
浩二 竹村
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an optical module capable of being simply and surely sealed hermetically and superior in reliability. SOLUTION: A substrate 2, in which an optical fiber 31 is arranged to be optically connected to an optical semiconductor device 5, is inserted into a through-hole 6 formed on the side wall of a causing 1 for forming the optical semiconductor device 5, in a manner that the substrate 2 and the optical fiber 31 are exposed outside the casing 1; also, a low-melting point sealing member L1 is provided between one or both ends of the through-hole 6 and the optical fiber 31, while a high-melting point sealing member H1 is provided in a gap between the substrate 2 and the through-hole 6; and finally, the through-hole 6 is hermetically sealed to form the optical module M1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信及び光情報
処理分野等において使用される光モジュールに関し、特
に簡便な光接続により高信頼性を確保できる光モジュー
ルの気密封止構造に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical module used in the field of optical communication and optical information processing, and more particularly to a hermetically sealed structure of an optical module capable of ensuring high reliability by simple optical connection. .

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、有線通信の分野において、主に基
幹伝送系から光ファイバ通信が実用化され、通信の大容
量化が図られてきた。今日、光ファイバ通信はアクセス
系や、オフィスや家庭を結ぶ加入者系にまで導入されつ
つあり、さらには、ローカルエリアネットワーク(LA
N),CATVの分野にまで応用が広がり、次第に社会
に必要不可欠な基盤システムとして発展しつつある。こ
のような光ファイバ通信のさらなる発展には、システム
に用いられる光デバイスの高性能化はもとより、その一
方で、光デバイスをモジュール化するときのコストや、
生産性が課題となっている。
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of wired communication, optical fiber communication has been put to practical use mainly from a main transmission system, and the capacity of communication has been increased. Today, optical fiber communication is being introduced to access systems, subscriber systems connecting offices and homes, and furthermore, local area networks (LAs).
N), applications are expanding to the field of CATV, and it is gradually developing as a fundamental system indispensable to society. In order to further develop such optical fiber communication, not only the performance of optical devices used in systems but also the cost of modularizing the optical devices,
Productivity is a challenge.

【0003】従来の光モジュールの組立方法では、光半
導体素子をパッケージに搭載固定する工程、光半導体素
子とパッケージ内部の配線を接続するワイヤボンド等の
工程、光ファイバを光半導体素子に調芯,固定する工
程、及びパッケージを封止する工程とからなり、光ファ
イバと光半導体素子の光接続は、顕微鏡下、手作業によ
り光軸を合わせた後、光半導体素子に光を導波させ、接
続した光ファイバからの出射光を受光器でモニターして
光量が最大になるように、光ファイバ位置を微調整する
ことにより行われていた。
[0003] In a conventional method of assembling an optical module, a process of mounting and fixing an optical semiconductor element on a package, a step of wire bonding for connecting an optical semiconductor element to wiring inside the package, an optical fiber to the optical semiconductor element, The optical connection between the optical fiber and the optical semiconductor device is performed by manually aligning the optical axis under a microscope and then guiding the light to the optical semiconductor device by connecting the optical fiber and the optical semiconductor device. The light emitted from the optical fiber is monitored by a light receiver, and the position of the optical fiber is finely adjusted so that the light amount becomes maximum.

【0004】しかしながら、このような方法では、多く
は人手による接続作業に非常に時間がかかり、生産性を
低下させる最大の要因になっていた。この問題を解決す
るために、光半導体素子及び光ファイバの相対位置を機
械的に精度よく配置し、光学接続を行う技術、 いわゆる
パッシブアラインメントが近年盛んに研究されている。
[0004] However, in such a method, in many cases, connection work by a human requires a very long time, and this is the biggest factor that lowers productivity. In order to solve this problem, a technique for mechanically arranging the relative positions of the optical semiconductor element and the optical fiber and performing optical connection, so-called passive alignment, has been actively studied in recent years.

【0005】パッシブアラインメントによれば、光半導
体素子と光ファイバの相対位置は機械的な精度のみで決
定され、容易に光ファイバを位置決めすることができ
る。また、光半導体素子や光ファイバに光を導波させる
必要がないため、量産効果が極めて大きい。例えば、結
晶の異方性エッチングを用い、V溝を形成したSi単結
晶基板(Siサブマウント)上に、マーカ等を利用して
正確に光半導体素子を位置決めした後、これをAu−S
n合金の半田等で固定し、V溝上には光ファイバを搭載
するだけで光半導体素子と光ファイバとの光接続を精度
良く行う方法が提案されてきた。
According to the passive alignment, the relative position between the optical semiconductor element and the optical fiber is determined only by mechanical accuracy, and the optical fiber can be easily positioned. Further, since there is no need to guide light to the optical semiconductor element or the optical fiber, the mass production effect is extremely large. For example, after anisotropically etching a crystal, an optical semiconductor element is accurately positioned using a marker or the like on a Si single crystal substrate (Si submount) on which a V-groove is formed, and is then Au-S
There has been proposed a method in which an optical connection between an optical semiconductor element and an optical fiber is performed with high precision by simply fixing with an n-alloy solder or the like and mounting an optical fiber on the V-groove.

【0006】そして、上記パッシブアライメントを用い
た光モジュールの組立には、下記方法,があった。
The following method has been used for assembling an optical module using the above passive alignment.

【0007】最初にSiサブマウント上に光半導体素
子と光ファイバを順次実装した後、そのSiサブマウン
トをパッケージに実装し封止を行う方法。
A method in which an optical semiconductor device and an optical fiber are first mounted on a Si submount in order, and then the Si submount is mounted on a package and sealed.

【0008】最初にSiサブマウント上に光半導体素
子のみを実装した後、そのSiサブマウントをパッケー
ジに実装し、最後に光ファイバの実装,封止を行う方
法。
A method in which only an optical semiconductor element is mounted on a Si submount, the Si submount is mounted on a package, and finally, an optical fiber is mounted and sealed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法では、Siサブマウントのパッケージへの実装は、
Siサブマウントの搭載位置及び光ファイバの搭載位置
を確認しながら光半導体素子や光ファイバを傷つけない
ように行う必要があり、その作業性がきわめて悪いとい
った問題や、パッケージの蓋体におけるシーリング部の
一部に、光ファイバを通すための不連続部を設ける必要
があり、素子構造によっては封止面積が広がり、これま
た作業性が悪く、さらに、パッケージの気密性を悪化さ
せやすく、これにより光半導体素子を劣化させ光モジュ
ールの特性を低下させるといった問題があった。そし
て、Siサブマウントのパッケージへの固定は、光半導
体素子や光ファイバの固定温度以下で行う必要があるの
で、これにより固定材料が制約される問題や信頼性にお
ける問題があった。
However, in the above method, the mounting of the Si submount on the package is
It is necessary to check the mounting position of the Si submount and the mounting position of the optical fiber so as not to damage the optical semiconductor element and the optical fiber, and the workability is extremely poor, and the sealing part of the package lid In some parts, it is necessary to provide a discontinuous portion for passing the optical fiber, and depending on the element structure, the sealing area is widened, the workability is poor, and the airtightness of the package is easily deteriorated. There is a problem that the semiconductor element is deteriorated and the characteristics of the optical module are deteriorated. Since the Si submount must be fixed to the package at a temperature equal to or lower than the fixing temperature of the optical semiconductor element or the optical fiber, there is a problem that the fixing material is restricted and a problem in reliability.

【0010】また、上記方法では、上記と同様にS
iサブマウントのパッケージへの実装は、Siサブマウ
ントの搭載位置を確認しながら光半導体素子を傷つけな
いように行う必要があり作業性がきわめて悪いものであ
った。また、パッケージのファイバ封止孔とSiサブマ
ウント上のV溝とを正確に位置合わせする必要がある
が、パッケージの作製精度や、Siサブマウントのパッ
ケージへの搭載精度に限界があるので、正確な位置合わ
せが非常に困難であった。
Further, in the above method, S
The mounting of the i-submount on the package needs to be performed while checking the mounting position of the Si submount so as not to damage the optical semiconductor element, and the workability is extremely poor. In addition, it is necessary to accurately align the fiber sealing hole of the package with the V-groove on the Si submount. However, there is a limit in the accuracy of the package fabrication and the accuracy of mounting the Si submount on the package. Positioning was very difficult.

【0011】そこで本発明は、上述した従来の諸問題に
鑑み提案されたものであり、簡便でかつ確実な気密封止
を行うことができ、信頼性に優れた光モジュールを提供
することを目的とする。
The present invention has been proposed in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an optical module which can perform simple and reliable hermetic sealing and has excellent reliability. And

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の光モジュールは、光半導体素子を収容する
ケーシングの側壁に形成された貫通孔に、光半導体素子
に光接続させる光ファイバを配設した基板を、該基板及
び光ファイバがケーシングの外部に露出するように挿通
させるとともに、貫通孔の一端部又は両端部と光ファイ
バとの間に低融点封止部材を設け、かつ基板と貫通孔と
の隙間に高融点封止部材を設け、貫通孔を気密に封止し
たことを特徴とする。
In order to solve the above problems, an optical module according to the present invention comprises an optical fiber for optically connecting an optical semiconductor element to a through hole formed in a side wall of a casing for housing the optical semiconductor element. Is inserted through the substrate so that the substrate and the optical fiber are exposed outside the casing, and a low melting point sealing member is provided between one or both ends of the through hole and the optical fiber, and A high melting point sealing member is provided in a gap between the through hole and the through hole, and the through hole is hermetically sealed.

【0013】また、光ファイバの少なくとも貫通孔内に
位置する領域が、保護カバーで覆われていることを特徴
とする。
Further, at least a region of the optical fiber located in the through hole is covered with a protective cover.

【0014】また、光半導体素子を収容するケーシング
の側壁に形成された貫通孔に、光半導体素子と光接続さ
せる光ファイバを配設した下基板、及び該下基板上に光
ファイバの一部を覆う上基板を載置して成る合板体を、
その一方端部がケーシングの外部に露出するように挿通
させるとともに、上基板と下基板との間、及び貫通孔と
合板体の外周部との隙間に高融点封止部材を設け、上基
板と光ファイバとの間に低融点封止部材を設け、貫通孔
を封止してもよい。
[0014] Further, a lower substrate in which an optical fiber to be optically connected to the optical semiconductor element is disposed in a through hole formed in a side wall of a casing accommodating the optical semiconductor element, and a part of the optical fiber is placed on the lower substrate. A plywood body consisting of an upper substrate to cover
A high melting point sealing member is provided between the upper substrate and the lower substrate, and in the gap between the through hole and the outer peripheral portion of the plywood body, while being inserted so that one end thereof is exposed to the outside of the casing. A low melting point sealing member may be provided between the optical fiber and the optical fiber to seal the through hole.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明に係わる光モジュールの実
施形態を図面に基づき詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the optical module according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0016】図1に光ファイバを実装する前の箱状体で
あるケーシング1及び被覆ファイバ(後記する光ファイ
バ(ファイバ素線)の外周部を被覆材で覆ったものをい
う)3との位置関係を示す。また、図2(a)に、図1
に示すケーシング1内に、光ファイバ31及び光半導体
素子である半導体レーザダイオード(以下、LDとい
う)5等を収容した光モジュールM1の上面一部断面
図、図2(b)にその光モジュールM1の側面一部断面
図、図2(c)に正面図を示す。なお、図2(a)、
(b)において、V溝形成基板及び光半導体素子は断面
で図示していない。また、光モジュールM1の完成品は
図1におけるケーシング1の上面1aをリッド8で覆う
ようにしている。
In FIG. 1, the positions of a casing 1 which is a box-shaped body before mounting an optical fiber and a coated fiber (hereinafter referred to as an optical fiber (fiber element wire) whose outer peripheral portion is covered with a coating material) 3 are shown. Show the relationship. Further, FIG.
FIG. 2B is a partial cross-sectional top view of an optical module M1 in which an optical fiber 31 and a semiconductor laser diode (hereinafter, referred to as an LD) 5 as an optical semiconductor element are accommodated in a casing 1 shown in FIG. 2 (c) is a front view. In addition, FIG.
In (b), the V-groove forming substrate and the optical semiconductor element are not shown in cross section. The finished product of the optical module M1 is configured so that the upper surface 1a of the casing 1 in FIG.

【0017】光モジュールM1の基本構成は、図1及び
図2に示すように、LD5を収容するケーシング1の側
壁(側面)に形成された断面矩形状の貫通孔6に、LD
5に光接続させる光ファイバ31を配置した基板(サブ
マウント)2の一部及び光ファイバ31の一部がケーシ
ング1の外部に露出するように挿通させるとともに、貫
通孔6の一端部又は両端部(図示では一端部)と光ファ
イバ31との間に低融点封止部材(融点が500℃より
低い封止材料)L1を設け、かつ基板2と貫通孔6との
隙間に高融点封止部材(融点が500℃以上の封止材
料)H1を設けて、貫通孔6をほぼ完全に封止可能とし
ている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the basic structure of the optical module M1 is to insert a LD 5 into a through-hole 6 having a rectangular cross section formed in a side wall (side surface) of the casing 1 accommodating the LD 5.
A part of the substrate (submount) 2 on which the optical fiber 31 to be optically connected to the substrate 5 is disposed and a part of the optical fiber 31 are inserted so as to be exposed to the outside of the casing 1, and one end or both ends of the through hole 6. A low melting point sealing member (sealing material having a melting point lower than 500 ° C.) L1 is provided between the optical fiber 31 and the high melting point sealing member in the gap between the substrate 2 and the through hole 6. By providing H1 (a sealing material having a melting point of 500 ° C. or more), the through hole 6 can be almost completely sealed.

【0018】ここで、ケーシング1はSUSやセラミッ
クの少なくともシール領域にメタライズを施したものが
用いられる。また、基板2は単結晶シリコンから成るも
のであり、例えば主面を(100)面とし、その結晶異
方性エッチングにより(111)面の斜面を有するV溝
4が形成されている。
Here, the casing 1 is made of SUS or ceramics in which at least a sealing region is metallized. The substrate 2 is made of single-crystal silicon. For example, a V-groove 4 having a (100) plane as a main surface and a slope of a (111) plane is formed by crystal anisotropic etching.

【0019】次に、ケーシング1内に基板2を収容し、
ケーシング1と基板2との間を気密封止し光半導体素子
5を保護する方法について説明する。
Next, the substrate 2 is accommodated in the casing 1,
A method for hermetically sealing the space between the casing 1 and the substrate 2 to protect the optical semiconductor element 5 will be described.

【0020】まず、光半導体素子5及び光ファイバ31
をケーシング1内に実装する前に、ケーシング1内に予
め基板2が実装される。基板2はケーシング1の側壁に
形成された貫通孔6に挿通され、V溝4の一部がケーシ
ング1の外部に露出するようにケーシング1内に搭載さ
れろう付けされる。
First, the optical semiconductor device 5 and the optical fiber 31
Before mounting in the casing 1, the substrate 2 is mounted in the casing 1 in advance. The substrate 2 is inserted into a through hole 6 formed in a side wall of the casing 1, and is mounted in the casing 1 and brazed so that a part of the V-groove 4 is exposed to the outside of the casing 1.

【0021】また、貫通孔6における基板2の外周部
は、ケーシング1の外部に突設された円柱状のガイド部
11の端部において、口径が拡がったろう材落とし溝1
2に配置したろう材(例えば金ろう)を溶融し固化させ
ることにより封止される。このとき、貫通孔6における
光ファイバ31の設置箇所がろう材で塞がれることがな
いように、例えばガラス等の濡れ性の低い材料で光ファ
イバ31の設置箇所における貫通孔(ファイバー貫通孔
6a)を保護しておくとよい。また、図3に示すよう
に、貫通孔6内において、V溝4の途中にこれより深い
第2のV溝14を形成し、少なくとも貫通孔6内に位置
する光ファイバ31の領域を、保護カバーである例えば
金属製の(例えば、ステンレスの表面に金メッキを施し
た)保護パイプ15により覆うようにしてもよい。この
場合において、貫通孔6の一端部又は両端部における光
ファイバ31の上に高融点封止材H1による封止の後
に、低融点封止材L1で封止するものとする。
The outer peripheral portion of the substrate 2 in the through hole 6 is formed at the end of a cylindrical guide portion 11 protruding outside the casing 1 at the end of the brazing material drop groove 1 having an enlarged diameter.
Sealing is performed by melting and solidifying the brazing material (for example, gold brazing material) arranged in 2. At this time, the through-hole (fiber through-hole 6a) at the place where the optical fiber 31 is installed is made of a material having low wettability such as glass so that the place where the optical fiber 31 is installed in the through-hole 6 is not blocked by the brazing material. ) Should be protected. Further, as shown in FIG. 3, a second V-groove 14 deeper than the V-groove 4 is formed in the through-hole 6 to protect at least a region of the optical fiber 31 located in the through-hole 6. A cover, for example, a protective pipe 15 made of, for example, metal (for example, a surface of stainless steel plated with gold) may be used. In this case, after the optical fiber 31 at one end or both ends of the through hole 6 is sealed with the high melting point sealing material H1, it is sealed with the low melting point sealing material L1.

【0022】このようにすることにより、基板2の外周
部と貫通孔6との間における封止材として金ろう等の高
融点封止材H1を用いることができ、光半導体素子5及
び光ファイバ31の実装は、Au−Sn合金等を用い比
較的高い温度で半田固定でき信頼性の点で有利である。
高融点封止材H1として、金ろう以外に銀ろうやこれら
の合金、その他のろう材や半田等を用いることもでき
る。
By doing so, a high melting point sealing material H1 such as gold brazing can be used as a sealing material between the outer peripheral portion of the substrate 2 and the through hole 6, and the optical semiconductor element 5 and the optical fiber The mounting of 31 is advantageous in terms of reliability because it can be fixed at a relatively high temperature using an Au-Sn alloy or the like.
As the high melting point sealing material H1, silver brazing, alloys thereof, other brazing materials, solder, etc. can be used in addition to gold brazing.

【0023】次に、基板2上に光半導体素子5を位置合
わせして固定する。この位置合わせは、基板2と光半導
体素子5の両方に、予め形成された位置合わせ用マーカ
を光学的に画像認識することによって高精度に行うこと
ができる。また、この際の固定は例えばAu−Sn合金
等を窒素雰囲気中で約330℃に加熱して接続する。ま
た、この加熱はケーシング1の全体を予め100〜25
0℃程度までプレヒートを行い、光半導体素子5に対し
パルスヒートを行う。
Next, the optical semiconductor element 5 is positioned and fixed on the substrate 2. This alignment can be performed with high precision by optically recognizing images of alignment markers formed in advance on both the substrate 2 and the optical semiconductor element 5. In this case, the connection is made by heating an Au—Sn alloy or the like to about 330 ° C. in a nitrogen atmosphere. In addition, this heating preliminarily covers the entire casing 1 by 100 to 25.
Preheating is performed to about 0 ° C., and pulse heating is performed on the optical semiconductor element 5.

【0024】その後、光ファイバの先端にコネクタを付
設したピグテールタイプの光モジュールでは、被覆ファ
イバ3をファイバ保護キャップ7の中心に設けられたフ
ァイバ通し孔71に挿通した後、光ファイバ31を貫通
孔6(ファイバ貫通孔6a)に通し、V溝4に沿ってそ
の先端を光半導体素子5の端面に突き当てるか、また
は、端面近傍で止まるように、基板2に予めダイシング
等により形成されたストッパに突き当てて、V溝4上に
搭載する。光ファイバ31のV溝4への固定は、基板2
と同程度の幅を有するSiカバー板17でV溝4上の光
ファイバ31を覆い、基板2とこのSiカバー板17を
低融点封止材L1であるSn−Pb合金等の半田で接合
することにより行う。なお、この低融点封止材L1はケ
ーシング1の内側の貫通孔6と光ファイバ31との間に
設けてもよく、またケーシング1の内側及び外側の貫通
孔6に設けてもよい。また、低融点封止材L1はSn−
Pb合金の他に例えばAu−Sn合金等を用いることが
できる。
Thereafter, in the pigtail type optical module in which a connector is attached to the end of the optical fiber, the coated fiber 3 is inserted into the fiber through hole 71 provided at the center of the fiber protective cap 7, and then the optical fiber 31 is inserted into the through hole. 6 (fiber through-hole 6a), the tip of which abuts against the end face of the optical semiconductor element 5 along the V-groove 4 or is formed in advance on the substrate 2 by dicing or the like so as to stop near the end face. And mounted on the V-groove 4. The fixing of the optical fiber 31 to the V groove 4
The optical fiber 31 on the V-groove 4 is covered with a Si cover plate 17 having the same width as that of the optical fiber 31, and the substrate 2 and this Si cover plate 17 are joined by solder such as Sn-Pb alloy which is a low melting point sealing material L1. It is done by doing. The low-melting-point sealing material L1 may be provided between the through-hole 6 inside the casing 1 and the optical fiber 31, or may be provided in the through-hole 6 inside and outside the casing 1. The low melting point sealing material L1 is made of Sn-
In addition to the Pb alloy, for example, an Au-Sn alloy or the like can be used.

【0025】次に、ガイド部11に縦に形成された半田
流れ溝13に、適当量のSn−Pb合金等の半田でもっ
て貫通孔6と光ファイバ31との間を完全に密閉し、ケ
ーシング1にリッド8をシーム溶接することによりケー
シング1は完全に気密封止される。ファイバ貫通孔6a
の口径は、ケーシング1の作製精度によりV溝4上でフ
ァイバ3の通過が制限されない150〜300μm程度
にすると、孔の位置精度のトレランスと封止性の点で好
適である。すなわち、貫通孔6から光半導体素子5まで
はV溝4によってガイドされるため、基板2上のV溝4
が貫通孔6からずれない程度の緩やかな精度でよい。ま
た、ファイバ貫通孔6aの形状はケーシング1の材質に
より、丸状,角状等の作製精度の良好な形状にすればよ
い。この状態でほぼ完全にケーシング1内は気密封止で
きているため、最後にファイバ保護キャップ7を樹脂製
の接着剤等を用いて、ケーシング1の円柱状のガイド部
11に沿って取り付ければ良い。また、ファイバ保護キ
ャップ7の被覆ファイバ3が貫通している部分の隙間に
ついても樹脂製の接着剤等でふさぐことで、被覆ファイ
バ3を容易かつ確実に固定することができる。
Next, the space between the through-hole 6 and the optical fiber 31 is completely sealed with an appropriate amount of solder such as Sn-Pb alloy in the solder flow groove 13 formed vertically in the guide portion 11, and a casing is formed. By seam welding the lid 8 to the casing 1, the casing 1 is completely hermetically sealed. Fiber through hole 6a
The diameter of is preferably about 150 to 300 μm where the passage of the fiber 3 on the V-groove 4 is not restricted by the manufacturing accuracy of the casing 1, which is preferable in terms of tolerance of the positional accuracy of the hole and sealing property. That is, since the portion from the through hole 6 to the optical semiconductor element 5 is guided by the V groove 4, the V groove 4 on the substrate 2 is formed.
Gradual accuracy that does not deviate from the through hole 6. Further, the shape of the fiber through-hole 6a may be a shape having good manufacturing accuracy, such as a round shape or a square shape, depending on the material of the casing 1. In this state, the inside of the casing 1 has been almost completely air-tightly sealed. Finally, the fiber protection cap 7 may be attached along the cylindrical guide portion 11 of the casing 1 using a resin adhesive or the like. . Further, by covering the gap of the fiber protective cap 7 at the portion where the coated fiber 3 penetrates with a resin adhesive or the like, the coated fiber 3 can be easily and reliably fixed.

【0026】以上により、光ファイバ3をケーシング1
の貫通孔6に通した後、V溝4への位置合わせが不要と
なり、ファイバの実装が著しく容易となる。ファイバの
実装性は従来のものと比較し格段に優れる。
As described above, the optical fiber 3 is connected to the casing 1
After passing through the through-hole 6, no alignment with the V-groove 4 is required, and the mounting of the fiber becomes extremely easy. The mountability of the fiber is much better than the conventional one.

【0027】ケーシング1の外側においてコネクタによ
る被覆ファイバ3の脱着が可能なレセプタクルタイプの
光モジュールでは、短尺の光ファイバ31を用いて、ピ
グテールタイプと同様に、ファイバ貫通孔6aで気密を
とることができる。しかしながら、レセプタクルタイプ
では、基板2をケーシング1に実装した際、熱処理で光
ファイバ31の被覆部(ファイバジャケット)を傷つけ
てしまう問題がないため、ファイバや光半導体素子を基
板に実装後、基板をケーシング1に実装することが可能
である。
In a receptacle type optical module in which the coated fiber 3 can be detached from the outside of the casing 1 by a connector, airtightness can be obtained in the fiber through hole 6a by using the short optical fiber 31 as in the pigtail type. it can. However, in the receptacle type, when the substrate 2 is mounted on the casing 1, there is no problem that the coating (fiber jacket) of the optical fiber 31 is damaged by the heat treatment. It can be mounted on the casing 1.

【0028】次に、図4に基づき本発明の他の実施形態
である、レセプタクルタイプの光モジュールへの適用例
を説明する。
Next, an example of application to a receptacle type optical module, which is another embodiment of the present invention, will be described with reference to FIG.

【0029】光モジュールM2の基本構成は、光半導体
素子5を収容するケーシング1の側壁に形成された断面
矩形状の貫通孔16に、光半導体素子5と光接続させる
光ファイバ32を配設した下基板2、及び下基板2上に
光ファイバ32の一部を覆う上基板21を載置して成る
合板体50を、その一方端部50aがケーシング1の外
部に露出するように挿通させ、上基板21と下基板2と
の間、及び貫通孔61と合板体50の外周部との隙間に
高融点封止部材H2を設け、上基板21と光ファイバ3
2との間に低融点封止部材L2を設け、貫通孔16を封
止するものとする。
The basic configuration of the optical module M2 is such that an optical fiber 32 for optically connecting to the optical semiconductor element 5 is disposed in a through-hole 16 having a rectangular cross section formed on the side wall of the casing 1 for accommodating the optical semiconductor element 5. The lower substrate 2 and the plywood body 50 on which the upper substrate 21 covering a part of the optical fiber 32 is placed are inserted through the lower substrate 2 such that one end 50a is exposed to the outside of the casing 1, A high melting point sealing member H2 is provided between the upper substrate 21 and the lower substrate 2 and in the gap between the through hole 61 and the outer peripheral portion of the plywood body 50.
2, a low melting point sealing member L2 is provided to seal the through hole 16.

【0030】具体的には、まず合板体50をケーシング
1内に実装する前に、下基板2上に結晶異方性エッチン
グにより形成されたV溝4に光ファイバ32を実装し、
下基板2と同様な材質で構成されたファイバ押さえ用の
上基板21で光ファイバ32を固定する。上基板21に
は予めV溝4と同様な方法で形成されたV溝41が設け
られており、光ファイバ32がV溝4に沿って載置さ
れ、下基板2と上基板21が約30μm程度の極わずか
な間隔となるように固定され、ケーシング1の外部に突
設された円柱状のガイド部21の端部において、口径が
拡がったろう材落とし溝22に配置したろう材(例えば
金ろう)を溶融し固化させることにより、その隙間と合
板体50と貫通孔16との隙間は完全に高融点封止部材
H2で密閉される。なお、この高融点封止部材H2は図
2において説明した高融点封止部材と同様な材料とす
る。次に、下基板2のファイバ接続側の側面が光ファイ
バ32の端面とともに研磨される。
Specifically, first, before mounting the plywood body 50 in the casing 1, the optical fiber 32 is mounted in the V-groove 4 formed on the lower substrate 2 by crystal anisotropic etching.
The optical fiber 32 is fixed by the upper substrate 21 for holding the fiber, which is made of the same material as the lower substrate 2. The upper substrate 21 is provided with a V-groove 41 formed in the same manner as the V-groove 4 in advance, the optical fiber 32 is placed along the V-groove 4, and the lower substrate 2 and the upper substrate 21 are about 30 μm. A brazing material (for example, a gold brazing material) arranged in a brazing material dropping groove 22 having an enlarged diameter at an end of a cylindrical guide portion 21 which is fixed so as to have a very small interval and protrudes outside the casing 1. Is melted and solidified, whereby the gap and the gap between the plywood body 50 and the through hole 16 are completely sealed by the high melting point sealing member H2. The high melting point sealing member H2 is made of the same material as the high melting point sealing member described with reference to FIG. Next, the side surface of the lower substrate 2 on the fiber connection side is polished together with the end surface of the optical fiber 32.

【0031】次に、光半導体素子5が下基板2上に実装
される。この実装方法は上述したように、下基板2と光
半導体素子5の両方に予め形成された位置合わせ用マー
カを光学的に画像認識することにより、高精度に実装す
ることができる。
Next, the optical semiconductor element 5 is mounted on the lower substrate 2. As described above, this mounting method can be mounted with high precision by optically recognizing the alignment markers formed on both the lower substrate 2 and the optical semiconductor element 5 in advance.

【0032】その後、光半導体素子5及び光ファイバ3
2が実装された基板2を貫通孔16を通してケーシング
1にダイボンドし、最後に、上基板21と光ファイバ3
2との間に低融点封止部材L2を設け貫通孔16をほぼ
完全に封止する。なお、低融点封止部材L2は上述した
低融点封止部材L1と同様な材料とする。
Thereafter, the optical semiconductor device 5 and the optical fiber 3
2 is die-bonded to the casing 1 through the through hole 16, and finally, the upper substrate 21 and the optical fiber 3 are bonded.
2, a low melting point sealing member L2 is provided to substantially completely seal the through hole 16. The low melting point sealing member L2 is made of the same material as the low melting point sealing member L1 described above.

【0033】光ファイバ32はすでに光半導体素子5に
接続された状態であるため、貫通孔16に光ファイバ3
2を通した状態でアライメントする必要が一切なく、合
板体50を貫通孔16に挿入し半田を溶かすだけの簡単
な作業でケーシング1のほぼ完全な気密をとることがで
き、光半導体素子の実装に非常に有利な気密封止構造を
提供することができる。
Since the optical fiber 32 is already connected to the optical semiconductor element 5, the optical fiber 3 is inserted into the through hole 16.
There is no need to perform any alignment while passing through the casing 2, and the casing 1 can be made almost completely airtight by a simple operation of merely inserting the plywood body 50 into the through hole 16 and melting the solder, and mounting the optical semiconductor element. A very advantageous hermetic sealing structure can be provided.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光モジュ
ールによれば、光半導体素子と光ファイバとの高精度の
パッシブアライメントが可能になるだけでなく、光ファ
イバのケーシングへの実装が簡単でなおかつ光半導体素
子を収容する空間の確実な気密がとれる。すなわち、例
えば光ファイバを調芯しながら光ファイバ搭載用のV溝
に載置させる必要は一切なく、V溝に沿って光ファイバ
を貫通孔に挿入するか、または、既に光ファイバが実装
されたV溝基板を貫通孔に挿入して、最小限に小さく抑
えられた隙間を半田で充填することにより、簡単でかつ
確実な気密封止を行うことができ、ひいては光半導体素
子の特性劣化を極力防止でき信頼性の非常に優れた光モ
ジュールを提供できる。
As described above, according to the optical module of the present invention, not only high-precision passive alignment between the optical semiconductor element and the optical fiber can be achieved, but also the optical fiber can be easily mounted on the casing. In addition, the space for accommodating the optical semiconductor element can be reliably hermetically sealed. That is, for example, there is no need to mount the optical fiber in the V-groove for mounting the optical fiber while aligning the optical fiber, and insert the optical fiber into the through hole along the V-groove, or the optical fiber is already mounted. By inserting the V-groove substrate into the through-hole and filling the gap, which has been kept to a minimum, with solder, it is possible to perform simple and reliable hermetic sealing, thereby minimizing the deterioration of the characteristics of the optical semiconductor element. It is possible to provide an optical module that can be prevented and has extremely excellent reliability.

【0035】また、ケーシングに形成した貫通孔と光フ
ァイバを配設する基板との相対的な位置精度は、貫通孔
をガイドに基板をケーシングの所定の位置にダイボンド
する簡単な方法で必要かつ十分な精度が得られ、ケーシ
ング作製精度の許容度が大となり、その作製も容易とな
る。
The relative positional accuracy between the through-hole formed in the casing and the substrate on which the optical fiber is disposed can be determined by a simple method of die-bonding the substrate to a predetermined position of the casing using the through-hole as a guide. Accuracy is obtained, the tolerance of casing production accuracy becomes large, and the production becomes easy.

【0036】さらに、レセプタクルタイプの光モジュー
ルでは、基板を封止に用いると同時にレセプタクルにも
用いることができ、部品点数を大幅に削減することがで
きる光モジュールを提供することができる。
Further, in the optical module of the receptacle type, it is possible to provide an optical module which can be used not only for sealing the substrate but also for the receptacle, so that the number of parts can be greatly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る光モジュールの一実施形態を説明
する斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating an embodiment of an optical module according to the present invention.

【図2】本発明に係る光モジュールの一実施形態を説明
するための図であり、(a)は光モジュールの上面一部
断面図、(b)は光モジュールの側面一部断面図、
(c)は光モジュールの正面図である。
2A and 2B are diagrams for explaining an embodiment of the optical module according to the present invention, wherein FIG. 2A is a partial cross-sectional view of the top surface of the optical module, FIG.
(C) is a front view of the optical module.

【図3】貫通孔内の光ファイバを覆う他の実施形態例を
説明する図であり、(a),(b)は、それぞれ部分縦
断面図,部分横断面図である。
FIGS. 3A and 3B are diagrams illustrating another embodiment that covers an optical fiber in a through hole, and FIGS. 3A and 3B are a partial longitudinal sectional view and a partial transverse sectional view, respectively.

【図4】本発明に係る光モジュールの他の実施形態を説
明するための図であり、(a)は光モジュールの上面一
部断面図、(b)は光モジュールの側面一部断面図、
(c)は光モジュールの正面図である。
4A and 4B are diagrams for explaining another embodiment of the optical module according to the present invention, wherein FIG. 4A is a partial cross-sectional view of the upper surface of the optical module, FIG.
(C) is a front view of the optical module.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:ケーシング 2:基板 3:被覆ファイバ 4:V溝 5:光半導体素子 6:貫通孔 7:ファイバ保護キャップ 11:ガイド 12:ろう材落し溝 13:半田流れ溝 14:V溝 15:保護パイプ(保護カバー) 21:ファイバ押さえ基板 31,32:光ファイバ(ファイバ素線) 41:V溝 50:合板体 61:ファイバ貫通孔 L1,L2:低融点封止部材 H1,H2:高融点封止部材 M1,M2:光モジュール 1: Casing 2: Substrate 3: Coated fiber 4: V-groove 5: Optical semiconductor element 6: Through hole 7: Fiber protection cap 11: Guide 12: Brazing filler groove 13: Solder flow groove 14: V-groove 15: Protection pipe (Protective cover) 21: Fiber holding substrate 31, 32: Optical fiber (fiber strand) 41: V groove 50: Plywood 61: Fiber through hole L1, L2: Low melting point sealing member H1, H2: High melting point sealing Member M1, M2: Optical module

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光半導体素子を収容するケーシングの側
壁に形成した貫通孔に、前記光半導体素子に光接続させ
る光ファイバを配設した基板を、該基板及び光ファイバ
の一部が前記ケーシングの外側に露出するように挿通さ
せるとともに、前記貫通孔の一端部又は両端部における
前記光ファイバの上に低融点封止部材を設け、かつ前記
基板と前記貫通孔との隙間に高融点封止部材を設けて、
前記貫通孔を気密に封止した光モジュール。
A substrate provided with an optical fiber for optically connecting to the optical semiconductor element is provided in a through hole formed in a side wall of a casing accommodating the optical semiconductor element. A low-melting-point sealing member is provided on the optical fiber at one end or both ends of the through-hole, and a high-melting-point sealing member is provided in a gap between the substrate and the through-hole. With
An optical module in which the through hole is hermetically sealed.
【請求項2】 前記光ファイバの少なくとも前記貫通孔
内に位置する領域が、保護カバーで覆われていることを
特徴とする請求項1に記載の光モジュール。
2. The optical module according to claim 1, wherein at least a region of the optical fiber located in the through hole is covered with a protective cover.
【請求項3】 光半導体素子を収容するケーシングの側
壁に形成した貫通孔に、前記光半導体素子と光接続させ
る光ファイバを配設した下基板、及び該下基板上に前記
光ファイバの一部を覆う上基板を載置して成る合板体
を、その一方端部が前記ケーシングの外側に露出するよ
うに挿通させるとともに、前記上基板と前記下基板との
間、及び前記貫通孔と前記合板体の外周部との隙間に高
融点封止部材を設け、前記上基板と前記光ファイバとの
間に低融点封止部材を設けて、前記貫通孔を封止した光
モジュール。
3. A lower substrate in which an optical fiber to be optically connected to the optical semiconductor element is disposed in a through hole formed in a side wall of a casing for housing the optical semiconductor element, and a part of the optical fiber on the lower substrate. A plywood body, on which an upper substrate that covers the plywood, is inserted so that one end thereof is exposed outside the casing, and between the upper substrate and the lower substrate, and between the through hole and the plywood. An optical module in which a high-melting-point sealing member is provided in a gap with an outer peripheral portion of a body, and a low-melting-point sealing member is provided between the upper substrate and the optical fiber to seal the through hole.
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