JP2002076496A - Optical module - Google Patents

Optical module

Info

Publication number
JP2002076496A
JP2002076496A JP2000264453A JP2000264453A JP2002076496A JP 2002076496 A JP2002076496 A JP 2002076496A JP 2000264453 A JP2000264453 A JP 2000264453A JP 2000264453 A JP2000264453 A JP 2000264453A JP 2002076496 A JP2002076496 A JP 2002076496A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
base
optical
semiconductor element
optical semiconductor
optical module
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.)
Pending
Application number
JP2000264453A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhide Setoguchi
勝秀 瀬戸口
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.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2000264453A priority Critical patent/JP2002076496A/en
Publication of JP2002076496A publication Critical patent/JP2002076496A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical module of simple constitution, excellent in heat radiation, excellent in long term reliability and excellent in speed. SOLUTION: This optical module M is composed of a first base 3 for disposing an optical semiconductor element 1 and an optical waveguide 4 optically connected to the optical semiconductor element 1 and a second base 6 provided with a connection terminal 9 electrically connected to an external circuit. The first base 3 is disposed on one main surface of the second base 6, a base 21 for heat radiation is provided inside a recessed part 13 formed on the other main surface and a circuit element 8 connected to the optical semiconductor element 1 is mounted on the base 21 for heat radiation.

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、例えば光ファイバ
通信や光インターコネクションといった光伝送の送受信
に使用される光モジュール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 for transmitting and receiving optical transmission such as optical fiber communication and optical interconnection.

【0002】[0002]

【従来の技術】光信号の送受信に使用される光モジュー
ルにおいては、その安定動作を確保するために、光半導
体素子や電子回路の発熱による温度上昇を抑制して、光
半導体素子の温度を低温かつ一定に保つ必要がある。
2. Description of the Related Art In an optical module used for transmitting and receiving an optical signal, in order to ensure stable operation, a temperature rise due to heat generation of an optical semiconductor element or an electronic circuit is suppressed, and the temperature of the optical semiconductor element is kept low. And must be kept constant.

【0003】例えば、図5に示す光モジュールJでは、
パッケージ51内に光半導体素子である半導体レーザ5
2が搭載された基板53、及び駆動回路54が搭載され
た基板55がそれぞれ実装され、光ファイバ56がレン
ズ57を介して半導体レーザ52に光結合されている。
半導体レーザ52は基板53に作製された電極58、5
9やボンディングワイヤ60を介して基板55に搭載さ
れた駆動回路54と電気接続され駆動される(特開平1
0−282373号公報を参照) 上記駆動回路は、半導体レーザを駆動・制御するための
電流が生じるので高温になり発熱する。半導体レーザも
同様に電流が注入され光が出力されると、駆動回路の発
熱が半導体レーザをさらに発熱させ、発振波長の変化や
光出力の低下を誘発し、半導体レーザが故障する原因と
なる。光モジュールJでは、この問題を解決するために
半導体レーザと駆動回路が搭載される基板を別にしてい
る。
For example, in an optical module J shown in FIG.
A semiconductor laser 5 as an optical semiconductor element in a package 51;
A substrate 53 on which the circuit 2 is mounted and a substrate 55 on which the drive circuit 54 is mounted are mounted, respectively, and an optical fiber 56 is optically coupled to the semiconductor laser 52 via a lens 57.
The semiconductor laser 52 includes electrodes 58, 5 formed on a substrate 53.
9 and a driving circuit 54 mounted on a substrate 55 via a bonding wire 60 and driven (see Japanese Patent Laid-Open No.
The above driving circuit generates a current for driving and controlling the semiconductor laser, so that the driving circuit becomes high temperature and generates heat. Similarly, when a current is injected and light is output to the semiconductor laser, the heat generated by the drive circuit causes the semiconductor laser to further generate heat, which causes a change in the oscillation wavelength and a decrease in the optical output, thereby causing a failure of the semiconductor laser. In the optical module J, in order to solve this problem, a semiconductor laser and a substrate on which a drive circuit is mounted are separated.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記光
モジュールのような構造では、光半導体素子が搭載され
た基板と、駆動回路が搭載された基板とが同一パッケー
ジ内に離れて実装されているが、実装される基体が同一
であるため、駆動回路で発生した熱や光半導体素子で発
生した熱がパッケージに伝達される。この時、熱抵抗の
大きい材質(例えばエポキシ等の樹脂やガラス等)で作
製されたパッケージを用いると、光半導体素子や駆動回
路の熱が効率良く放熱できず、安定した動作が得られな
いばかりか、温度上昇により破壊するといった深刻な問
題を引き起こす。
However, in a structure like the above-mentioned optical module, the substrate on which the optical semiconductor element is mounted and the substrate on which the drive circuit is mounted are mounted separately in the same package. Since the substrate to be mounted is the same, heat generated in the drive circuit and heat generated in the optical semiconductor element are transmitted to the package. At this time, if a package made of a material having a high thermal resistance (for example, a resin such as epoxy or glass) is used, the heat of the optical semiconductor element and the driving circuit cannot be efficiently dissipated, and a stable operation cannot be obtained. Or cause serious problems such as destruction due to temperature rise.

【0005】また、熱抵抗の小さい材質(例えば銅やア
ルミ等の金属もしくはアルミナや窒化アルミ等のセラミ
ック)で作製されたパッケージを用いると、駆動回路で
発生した熱が光半導体素子へ、光半導体素子で発生した
熱が駆動回路へと伝達し、同様にそれぞれの温度上昇を
引き起こす恐れがある。これは、パッケージが低温雰囲
気で使用されるのであれば比較的緩和されるが、高温雰
囲気で使用されると問題となる。
When a package made of a material having a low thermal resistance (for example, a metal such as copper or aluminum or a ceramic such as alumina or aluminum nitride) is used, heat generated in a driving circuit is transmitted to the optical semiconductor element. The heat generated in the elements is transmitted to the drive circuit, which may cause the respective temperatures to rise. This is relatively mitigated if the package is used in a low temperature atmosphere, but poses a problem when used in a high temperature atmosphere.

【0006】また、光モジュールJでは、光半導体素子
と駆動回路とを離して実装しなくてはならないため、電
気配線が長尺となり光半導体素子の高速動作は困難であ
る。また、光モジュール自体の小型化も期待できない。
Further, in the optical module J, since the optical semiconductor element and the drive circuit must be mounted separately from each other, the electric wiring becomes long, and it is difficult to operate the optical semiconductor element at high speed. In addition, miniaturization of the optical module itself cannot be expected.

【0007】さらに、光半導体素子と光ファイバが各々
異なった基体に搭載されているため、光結合特性が温度
変化に伴う基体の熱膨張差により変動するといった問題
もある。
Furthermore, since the optical semiconductor element and the optical fiber are mounted on different substrates, there is a problem that the optical coupling characteristics fluctuate due to a difference in thermal expansion of the substrate due to a temperature change.

【0008】そこで、本発明は、簡便な構成で上述した
放熱の問題を極力防止できるだけでなく、光ファイバと
光半導体素子との光接続を正確に行うことができる上に
実装基板と同程度の小型化が計れしかも、長期信頼性や
高速性に優れた光モジュールを提供することを目的とす
る。
Accordingly, the present invention not only can prevent the above-described heat radiation problem with a simple configuration as much as possible, but also can accurately perform the optical connection between the optical fiber and the optical semiconductor element, and have the same level as the mounting substrate. It is an object of the present invention to provide an optical module that can be reduced in size and has excellent long-term reliability and high speed.

【0009】[0009]

【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、光半導体素子および前記
光半導体素子に光接続される光導波体を配設する第1基
体と、外部回路に電気接続する接続端子を備えた第2基
体とから成る光モジュールであって、前記第2基体の一
主面側に前記第1基体を配設し、他主面側に前記光半導
体素子用の電気回路を形成した凹部を設けるとともに、
該凹部内に前記電気回路に接続される放熱用基体を配設
したことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, an optical module according to the present invention comprises: a first base on which an optical semiconductor element and an optical waveguide optically connected to the optical semiconductor element are provided; An optical module, comprising: a second base having a connection terminal electrically connected to a circuit, wherein the first base is disposed on one main surface of the second base, and the optical semiconductor element is disposed on the other main surface. A concave part that forms an electrical circuit for
A heat dissipation base connected to the electric circuit is provided in the recess.

【0010】また、特に第2基体の凹部内に貫通孔が形
成され、該貫通孔に放熱用基体が収容されていることを
特徴とする。これにより、熱を第2基体の一主面側へ逃
がすことが容易となり、よりいっそうの放熱効果を高め
ることができる。
[0010] In addition, a through hole is formed in the recess of the second base, and the heat dissipation base is accommodated in the through hole. Thereby, it becomes easy to release heat to the one main surface side of the second base, and it is possible to further enhance the heat radiation effect.

【0011】また、第1基体がシリコン単結晶基板で、
かつ、第2基体はセラミック多層配線基板であり、前記
放熱用基体は金属基体であることを特徴とする。これに
より、光半導体素子での放熱が向上し、電気回路の放熱
もともに向上するという効果を期待することができる。
The first substrate is a silicon single crystal substrate,
The second substrate is a ceramic multilayer wiring substrate, and the heat-radiating substrate is a metal substrate. As a result, it is possible to expect an effect that heat radiation in the optical semiconductor element is improved and heat radiation in the electric circuit is also improved.

【0012】また、特に第1基体が異方性エッチング可
能で熱伝導率が良好な材料から構成されるとよく、光導
波体を固定するための溝が異方性エッチングにより精巧
に形成されると光導波体の正確な固定を行うことがで
き、ひいては、光結合特性に優れた構造とすることが可
能となる。
It is particularly preferable that the first base is made of a material having a good thermal conductivity and capable of anisotropic etching, and a groove for fixing the optical waveguide is precisely formed by anisotropic etching. And the optical waveguide can be accurately fixed, and as a result, a structure having excellent optical coupling characteristics can be obtained.

【0013】さらに、第2基体は、アルミナや窒化アル
ミ等のセラミックを主原料とし、内部に電気配線を施し
たセラミック多層配線基板とし、駆動回路または信号処
理回路を実装する放熱基体は、CuW、Al、Cu等の
該基体2より熱伝導率の大きい金属からなることによ
り、基体2への熱伝導を極力防ぐことが可能である。
Further, the second base is made of ceramic such as alumina or aluminum nitride as a main raw material, and is a ceramic multilayer wiring board in which electric wiring is provided. The heat radiating base on which the drive circuit or the signal processing circuit is mounted is made of CuW, By using a metal, such as Al or Cu, having a higher thermal conductivity than the base 2, heat conduction to the base 2 can be prevented as much as possible.

【0014】また特に、駆動回路または信号処理回路の
外部導体である電気端子は、はんだボールをアレイ状に
配置させたボールグリッドアレイとすることにより、高
密度表面実装が可能となり、かつ、信号線路を最小とす
ることができ高周波電気特性に優れたもととすることが
できる。
In particular, the electric terminals, which are the external conductors of the driving circuit or the signal processing circuit, are formed in a ball grid array in which solder balls are arranged in an array, so that high-density surface mounting is possible and the signal line is provided. Can be minimized, and a source excellent in high-frequency electric characteristics can be obtained.

【0015】また、該第1基体に実装される光半導体素
子と光接続される光導波体周辺は、吸水性の少ない透明
樹脂で封止され、第2基体に設けられた凹部に実装する
とともに第1基体周辺を不透明樹脂で封止することによ
り信頼性の高い構造とすることができる。
Further, the periphery of the optical waveguide which is optically connected to the optical semiconductor element mounted on the first base is sealed with a transparent resin having low water absorption, and is mounted in a concave portion provided on the second base. By sealing the periphery of the first base with an opaque resin, a highly reliable structure can be obtained.

【0016】また特に、該透明樹脂は、屈折率が前記光
導波体より大きく、光半導体素子の活性層より小さくす
ることにより、前記光導波体からの反射を低減できるた
め、結合効率を高くすることができる。
In particular, since the transparent resin has a refractive index higher than that of the optical waveguide and smaller than that of the active layer of the optical semiconductor element, the reflection from the optical waveguide can be reduced, thereby increasing the coupling efficiency. be able to.

【0017】また特に、該不透明樹脂は、ヤング率を5
000N/mm2より小さくすることにより、光結合部
周辺への応力を緩和することができ、特性劣化を低減す
ることができる。
Particularly, the opaque resin has a Young's modulus of 5
By making it smaller than 000 N / mm 2 , the stress on the periphery of the optical coupling part can be reduced, and the characteristic deterioration can be reduced.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て模式的に図示した図面に基づき詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0019】図1に本発明に係わる光モジュールMの分
解斜視図を、図2に光モジュールMの構成要素である後
記する第2基体の裏面側を示す斜視図を、図3に完成さ
せた光モジュールMの斜視図を、図4に図3におけるA
−A線断面図を示す。
FIG. 1 is an exploded perspective view of an optical module M according to the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a rear surface side of a second substrate which is a constituent element of the optical module M, and FIG. FIG. 4 is a perspective view of the optical module M, and FIG.
FIG.

【0020】光モジュールMは、光半導体素子等を備え
た異方性エッチングが可能なシリコン単結晶(熱伝導
率:168W/m・K)等からなる第1基体3と、配線
等を備えたセラミック等からなる第2基体6とから主に
構成されている。
The optical module M includes a first base 3 made of anisotropically-etchable silicon single crystal (thermal conductivity: 168 W / m · K) or the like having an optical semiconductor element and the like, wirings and the like. And a second base 6 made of ceramic or the like.

【0021】第1基体3には、少なくとも光半導体素子
である半導体レーザ等の発光素子1と、この発光素子1
に光接続される光導波体である光ファイバ4を設けてい
る。
The first substrate 3 includes at least a light emitting element 1 such as a semiconductor laser as an optical semiconductor element, and the light emitting element 1.
Is provided with an optical fiber 4 which is an optical waveguide optically connected to the optical fiber.

【0022】また、第2基体6には複数個からなる外部
導体(すなわち外部回路(不図示)に電気接続する)で
あるはんだボール9、10が設けられ、このはんだボー
ル9、10のうち特定のものが第2基体6の電気配線に
接続されている。
The second base 6 is provided with solder balls 9 and 10 as a plurality of external conductors (that is, electrically connected to an external circuit (not shown)). Are connected to the electric wiring of the second base 6.

【0023】また、第1基体3には、フォトダイオード
等のモニター用の受光素子2が発光素子1の近傍に配設
されており、発光素子1からの後方側からの出射光をモ
ニタして発光素子1の発光強度を制御することができ
る。そして、発光素子1の前方側には、異方性エッチン
グ等によりV溝16が形成されており、このV溝16に
光ファイバ4を石英ガラス等の抑え板5で固定実装し搭
載するようにしている。これにより精度の高いファイバ
実装を行うことができ、ウエハプロセスにより簡便・迅
速に大量生産を行うことができる。
A light receiving element 2 for monitoring, such as a photodiode, is disposed on the first base 3 in the vicinity of the light emitting element 1, and monitors light emitted from the rear side from the light emitting element 1. The light emission intensity of the light emitting element 1 can be controlled. A V-groove 16 is formed on the front side of the light emitting element 1 by anisotropic etching or the like, and the optical fiber 4 is fixedly mounted on the V-groove 16 with a holding plate 5 made of quartz glass or the like. ing. Thus, highly accurate fiber mounting can be performed, and mass production can be performed easily and quickly by a wafer process.

【0024】また、第1基体3には、発光素子1の通電
パターン(電極パッド)17a、17bと受光素子2の
通電用パターン(電極パッド)18a、18bが形成さ
れており、これら導体パターン17a、17b、18
a、18bは電気信号の送受を行うために、薄膜プロセ
ス等によりAu(金)メタライズが施され形成されてい
る。
On the first base 3, conductive patterns (electrode pads) 17a and 17b of the light emitting element 1 and conductive patterns (electrode pads) 18a and 18b of the light receiving element 2 are formed. , 17b, 18
In order to transmit and receive electric signals, a and 18b are formed by applying Au (gold) metallization by a thin film process or the like.

【0025】発光素子1は、導体パターン17a上でV
溝16に対して正確な位置にパッシブアライメントさ
れ、導体パターン17a上に予め形成されたAu−Sn
合金からなるはんだを溶融することで実装固定される。
また、同様にして受光素子2も導体パターン18a上に
実装固定される。さらに、各光素子は、例えばφ25μ
m程度のAuワイヤ等のボンディングワイヤにより、各
光素子のチップ上面電極と導体パターン17b、18b
とがそれぞれ接続される。
The light emitting element 1 has V on the conductive pattern 17a.
Au-Sn which is passively aligned at an accurate position with respect to the groove 16 and is formed in advance on the conductor pattern 17a
It is mounted and fixed by melting the alloy solder.
Similarly, the light receiving element 2 is mounted and fixed on the conductor pattern 18a. Further, each optical element is, for example, φ25μ.
A bonding wire such as an Au wire having a length of about m and a chip upper surface electrode of each optical element and the conductive patterns 17b and 18b
Are connected respectively.

【0026】発光素子1と光接続される光ファイバ4
は、例えばφ125μm程度の石英系のシングルモード
光ファイバ等が適用され、その一部外周には不図示の外
部光コネクタと光接続を行うためのジルコニア等で精密
成型された、φ1.25mm、長さ6mm程度のセラミ
ック製のフェルール19が装着され、これにより支持固
定される光ファイバスタブとなっている。
Optical fiber 4 optically connected to light emitting element 1
For example, a quartz-based single mode optical fiber having a diameter of about 125 μm or the like is applied, and a part thereof is precisely molded with zirconia or the like for optically connecting to an external optical connector (not shown). An optical fiber stub supported and fixed by a ceramic ferrule 19 having a thickness of about 6 mm is mounted.

【0027】第2基体6は、電極や内部配線パターンが
形成され、アルミナ(熱伝導率:20W/m・K)や窒
化アルミニウム(熱伝導率:150W/m・K)を主原
料とした、セラミックの薄膜シートを積層して作製され
た、セラミック多層基板等で構成されたものである。そ
して、後記するように、一主面側に第1基体3を収容す
るための凹部29が設けられ、他主面側には光半導体素
子2、3を駆動するための回路素子である駆動回路IC
8が搭載される凹部13、凹部13内には、第2基体6
より熱伝導率が大きい放熱用基体21が予め設けられて
いる。
The second substrate 6 has electrodes and internal wiring patterns formed thereon, and is made mainly of alumina (thermal conductivity: 20 W / m · K) or aluminum nitride (thermal conductivity: 150 W / m · K). It is composed of a ceramic multilayer substrate or the like manufactured by laminating ceramic thin film sheets. As will be described later, a concave portion 29 for accommodating the first base 3 is provided on one main surface side, and a driving circuit which is a circuit element for driving the optical semiconductor elements 2 and 3 on the other main surface side. IC
The concave portion 13 in which the second base member 6 is mounted.
A heat dissipation base 21 having a higher thermal conductivity is provided in advance.

【0028】第2基体6には、第1基体3を収容するた
め、基体3の厚さ程度の深さをもつ凹部29、フェルー
ル19を固定支持するための凹部30が形成されてい
る。また、凹部29周辺には、第1基体3と電気接続を
行うための電極パターンおよび、チップコンデンサやチ
ップ抵抗である電子部品14や電子部品15等を実装固
定するための電極パターン31a、31b等が形成され
ている。これら電極パターンは、第2基体6の内部配線
パターンにより、第2基体6に形成された駆動回路IC
8を搭載するための凹部13に形成された電極パターン
と接続されている。また、同様に内部配線パターンによ
り外部導体であるはんだボール9,10も接続されてい
る。凹部13は駆動回路IC8を実装搭載するため放熱
性に優れたCuW(熱伝導率:250W/m・K)、ア
ルミニウム(熱伝導率:240W/m・K)、銅(熱伝
導率:390W/m・K)等で形成された放熱用基体2
1がろう付けやはんだにて第2基体6に予め形成されて
いる。この放熱用基体21はより放熱性を向上させるた
め、アルミニウム等で形成された外部放熱体7に熱伝導
に優れた接着材や熱伝導に優れた金属粉末が混入された
ペースト材等にて接続されている。
The second base 6 has a recess 29 for receiving the first base 3 and a recess 29 having a depth about the thickness of the base 3 and a recess 30 for fixing and supporting the ferrule 19. In the vicinity of the concave portion 29, an electrode pattern for making electrical connection with the first base 3, and electrode patterns 31a and 31b for mounting and fixing the electronic components 14 and 15 which are chip capacitors and chip resistors, and the like. Are formed. These electrode patterns are formed by a drive circuit IC formed on the second base 6 by the internal wiring pattern of the second base 6.
8 is connected to the electrode pattern formed in the concave portion 13 for mounting the same. Similarly, solder balls 9 and 10 as external conductors are also connected by the internal wiring pattern. The recess 13 has CuW (thermal conductivity: 250 W / m · K), aluminum (thermal conductivity: 240 W / m · K), and copper (thermal conductivity: 390 W /) having excellent heat dissipation for mounting and mounting the drive circuit IC 8. m, K) etc.
1 is previously formed on the second substrate 6 by brazing or soldering. The heat radiating base 21 is connected to an external heat radiator 7 made of aluminum or the like by a paste material mixed with an adhesive material excellent in heat conductivity or a metal powder excellent in heat conductivity in order to further improve the heat radiating property. Have been.

【0029】第1基体3を収容するための凹部29に
は、第1基体3で発生した熱を放熱するため、Auで形
成された放熱パッドが設けられている。この放熱パッド
はCuWで形成された外部放熱体22に接続されたサー
マルヴィア23に予め接続されている。
The recess 29 for accommodating the first base 3 is provided with a heat radiating pad made of Au for radiating heat generated in the first base 3. The heat radiating pad is connected in advance to a thermal via 23 connected to an external heat radiator 22 made of CuW.

【0030】外部導体であるはんだボール10aは内部
配線パターン24e、25dを介して凹部13内に形成
された不図示の電極パッドに接続されており、駆動回路
IC8にAuボンディングワイヤにて接続される。ま
た、第1基体3の導体パターン17aは基体6の導体パ
ターン31bとでAuボンディングワイヤにて接続され
る。導体パターン31bにはチップ抵抗やチップコンデ
ンサ等の電子部品15が実装固定され、電子部品15は
内部配線パターン24a、25a、24bを介し、電子
部品14に接続され、さらに電子部品14は内部配線パ
ターン24c、25b、24d、25cを介して凹部1
3内に形成された不図示の電極パッドに接続されボンデ
ィングワイヤにて駆動回路IC8に電気接続される。駆
動回路IC8の特定の電極は、同様に内部配線パターン
27、26を介してはんだボール10bに接続されてお
り外部との信号の送受を行う。
The solder ball 10a, which is an external conductor, is connected to an electrode pad (not shown) formed in the recess 13 via the internal wiring patterns 24e and 25d, and is connected to the drive circuit IC8 by an Au bonding wire. . The conductor pattern 17a of the first base 3 is connected to the conductor pattern 31b of the base 6 by an Au bonding wire. An electronic component 15 such as a chip resistor or a chip capacitor is mounted and fixed on the conductor pattern 31b. The electronic component 15 is connected to the electronic component 14 via internal wiring patterns 24a, 25a and 24b. Recess 1 through 24c, 25b, 24d, 25c
3, and is electrically connected to the drive circuit IC8 by a bonding wire. A specific electrode of the drive circuit IC8 is similarly connected to the solder ball 10b via the internal wiring patterns 27 and 26, and transmits and receives signals to and from the outside.

【0031】第2基体6の凹部13は、金属もしくはガ
ラス、セラミック等のキャップ28で封止するか、樹脂
を充填・固化するすることにより封止する。
The recess 13 of the second substrate 6 is sealed with a cap 28 of metal, glass, ceramic, or the like, or by filling and solidifying a resin.

【0032】発光素子1と光接続される光ファイバの一
部、受光素子2、及びワイヤリングを含めた部分は湿度
を通しにくく、屈折率が光ファイバと同じか光ファイバ
より高く、発光素子の光導波層より低い熱硬化型の不図
示のシリコーン樹脂等で覆い固化する。
A part of the optical fiber optically connected to the light emitting element 1, the light receiving element 2, and the part including the wiring are hardly permeable to humidity, and have a refractive index equal to or higher than that of the optical fiber. It is covered with a thermosetting type silicone resin (not shown) lower than the wave layer and solidified.

【0033】そして、第2基体6の基体3実装部周囲を
例えばエポキシ系の不透明樹脂12で覆い固化すること
により、図3に示すような光モジュールMが完成する。
Then, the periphery of the mounting portion of the base 3 of the second base 6 is covered with, for example, an epoxy-based opaque resin 12 and solidified to complete the optical module M as shown in FIG.

【0034】上記不透明樹脂はヤング率が5000N/
mm2以下の低応力で不透明なエポキシ樹脂、アクリル
樹脂または、シリコーン樹脂でポッティング固化するこ
とにより、光結合部の発光素子と光ファイバの位置ずれ
を抑えることができる。
The opaque resin has a Young's modulus of 5000 N /
By potting and solidifying with an opaque epoxy resin, acrylic resin, or silicone resin with a low stress of not more than mm 2, the displacement between the light emitting element and the optical fiber in the optical coupling portion can be suppressed.

【0035】かくして、駆動回路IC8は第2基体6に
形成された凹部内の放熱用基体21に実装されているた
め、駆動回路IC8で発生した高熱が、第1基体3に実
装された光半導体素子2,3に伝達することなしで動作
できる。一方、第1基体3の光半導体素子2,3が発生
した熱は、凹部29に形成された放熱パッド、サーマル
ヴィアを介し、外部放熱体にて放熱することができるた
め、特性劣化の生じにくい構成となっている。
As described above, since the drive circuit IC 8 is mounted on the heat radiating base 21 in the recess formed in the second base 6, the high heat generated in the drive circuit IC 8 causes the optical semiconductor mounted on the first base 3. It can operate without transmitting to the elements 2 and 3. On the other hand, the heat generated by the optical semiconductor elements 2 and 3 of the first base 3 can be radiated by the external heat radiator through the heat radiating pad and the thermal via formed in the concave portion 29, so that the characteristic deterioration hardly occurs. It has a configuration.

【0036】従って、光半導体素子で生じた熱が内部に
こもることがなく、放熱性が良好な信頼性の高い光モジ
ュールとすることができる。
Therefore, the heat generated in the optical semiconductor element does not stay inside, and a highly reliable optical module with good heat dissipation can be obtained.

【0037】また、第1基体3に形成する配線パターン
および、第2基体6に形成する配線パターン、内部配線
パターンを高周波特性に優れたマイクロストリップライ
ンや、コプレーナ線路とし、リボンワイヤ等の高周波特
性に優れたワイヤリングを行うことにより、10Gbp
s等の高周波化が可能となる。
The wiring pattern formed on the first base 3, the wiring pattern formed on the second base 6, and the internal wiring pattern are microstrip lines or coplanar lines having excellent high-frequency characteristics, and high-frequency characteristics such as ribbon wires are used. 10Gbp by performing excellent wiring
Higher frequencies such as s can be achieved.

【0038】さらに、光半導体素子とこれに光接続され
る光導波体の周辺を湿度の通しにくい透明樹脂で保護
し、これを低応力の不透明樹脂で覆うことにより、非常
に優れた気密封止構造とすることができる。
Further, the periphery of the optical semiconductor element and the optical waveguide optically connected to the optical semiconductor element are protected by a transparent resin which is hardly permeable to humidity, and this is covered with a low-stress opaque resin, so that a very excellent hermetic sealing is achieved. It can be structured.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明の光モジュールによれば、光半導
体素子および光半導体素子に光接続される光導波体が実
装された第1基体と、一主面側に前記第1基体を収容す
るための凹部が設けられ、他主面側には光半導体素子を
駆動するための駆動回路または信号処理回路等の回路素
子が搭載される凹部、さらには、回路素子の外部導体で
ある電気端子が設けられた第2基体からなり、回路素子
を収容するための凹部には、第2基体より熱伝導率が大
きい放熱用基体が設けられ、回路素子が放熱用基体に実
装収容してなるので、光半導体素子で発生した熱を回路
素子に、また、回路素子で発生した熱を光半導体素子に
伝達させることがなく、放熱性に非常に優れ特性劣化の
ない光モジュールを提供できる。
According to the optical module of the present invention, the first base on which the optical semiconductor element and the optical waveguide to be optically connected to the optical semiconductor element are mounted, and the first base on one principal surface side are accommodated. A concave portion for mounting a circuit element such as a drive circuit or a signal processing circuit for driving the optical semiconductor element is provided on the other main surface side, and further, an electric terminal which is an external conductor of the circuit element is provided. The concave portion for accommodating the circuit element is provided with a heat radiating substrate having a higher thermal conductivity than the second substrate, and the circuit element is mounted and accommodated in the heat radiating substrate. It is possible to provide an optical module which is excellent in heat dissipation and has no characteristic deterioration without transmitting heat generated in the optical semiconductor element to the circuit element and heat generated in the circuit element to the optical semiconductor element.

【0040】さらに、光半導体素子とこれと光接続され
る光導波体とを設けた第1基体を、光半導体素子と電気
的に接続を行う導体を有する第2基体に載置し、光半導
体素子とこれに光接続される光導波体の周辺を湿度の通
しにくい透明樹脂で保護し、これを低応力の不透明樹脂
で覆うことにより、非常に優れた気密封止構造とするこ
とができ、信頼性のきわめて高い光モジュールを提供す
ることができる。
Further, the first substrate provided with the optical semiconductor device and the optical waveguide optically connected thereto is mounted on the second substrate having a conductor electrically connected to the optical semiconductor device. By protecting the element and the periphery of the optical waveguide optically connected to it with a transparent resin that is not easily permeable to humidity, and covering this with a low-stress opaque resin, it is possible to obtain a very excellent hermetic sealing structure, An optical module with extremely high reliability can be provided.

【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実施形態を模式的
に説明するための斜視分解図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view schematically illustrating an embodiment of an optical module according to the present invention.

【図2】図1における下面斜視分解図である。FIG. 2 is an exploded bottom perspective view of FIG.

【図3】本発明に係る光モジュールの実施形態を模式的
に説明するための斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view schematically illustrating an embodiment of the optical module according to the present invention.

【図4】本発明に係る光モジュールの断面図である。FIG. 4 is a sectional view of an optical module according to the present invention.

【図5】従来の光モジュールを説明するための斜視図で
ある。
FIG. 5 is a perspective view illustrating a conventional optical module.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:発光素子(光半導体素子) 2:受光素子(光半導体素子) 3:第1基体 4:光ファイバ(光導波体) 5:光ファイバ抑え蓋 6:第2基体 7:外部放熱体 8:駆動回路IC(回路素子) 9:はんだボール 10:はんだボール 12:不透明樹脂 13:凹部 14:電子部品 15:電子部品 16:V溝 17:導体パターン 18:導体パターン 19:フェルール 20:外部放熱体 21:内部放熱基体 22:外部放熱基体 23:サーマルヴィア 24:内部配線パターン 25:内部配線パターン 26:内部配線パターン 27:内部配線パターン 28:駆動回路IC封止用蓋 29:凹部 30:凹部 1: light emitting element (optical semiconductor element) 2: light receiving element (optical semiconductor element) 3: first base 4: optical fiber (optical waveguide) 5: optical fiber holding lid 6: second base 7: external radiator 8: Drive circuit IC (circuit element) 9: solder ball 10: solder ball 12: opaque resin 13: recess 14: electronic component 15: electronic component 16: V-groove 17: conductor pattern 18: conductor pattern 19: ferrule 20: external radiator 21: Internal heat dissipating substrate 22: External heat dissipating substrate 23: Thermal via 24: Internal wiring pattern 25: Internal wiring pattern 26: Internal wiring pattern 27: Internal wiring pattern 28: Cover for driving circuit IC sealing 29: Recess 30: Recess

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光半導体素子および該光半導体素子に光
接続される光導波体を配設する第1基体と、外部回路に
電気接続する接続端子を備えた第2基体とから成る光モ
ジュールであって、前記第2基体の一主面側に前記第1
基体を配設するとともに、他主面側に形成した凹部内に
放熱用基体を設け、かつ該放熱用基体上に前記光半導体
素子に接続される回路素子を実装したことを特徴とする
光モジュール。
1. An optical module comprising: a first base provided with an optical semiconductor element and an optical waveguide optically connected to the optical semiconductor element; and a second base provided with a connection terminal electrically connected to an external circuit. The first base is provided on one main surface side of the second base.
An optical module comprising a base, a heat dissipation base provided in a concave portion formed on the other main surface side, and a circuit element connected to the optical semiconductor element mounted on the heat dissipation base. .
【請求項2】 前記第2基体の凹部内に貫通孔を形成
し、該貫通孔に放熱用基体を収容したことを特徴とする
請求項1に記載の光モジュール。
2. The optical module according to claim 1, wherein a through-hole is formed in a concave portion of the second base, and a heat-radiating base is accommodated in the through-hole.
JP2000264453A 2000-08-31 2000-08-31 Optical module Pending JP2002076496A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000264453A JP2002076496A (en) 2000-08-31 2000-08-31 Optical module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000264453A JP2002076496A (en) 2000-08-31 2000-08-31 Optical module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002076496A true JP2002076496A (en) 2002-03-15

Family

ID=18751869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000264453A Pending JP2002076496A (en) 2000-08-31 2000-08-31 Optical module

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002076496A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007184593A (en) * 2006-01-05 2007-07-19 Emcore Corp Laser package adaptor
WO2008023508A1 (en) * 2006-08-22 2008-02-28 Nec Corporation Optical connector and optical coupling structure

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007184593A (en) * 2006-01-05 2007-07-19 Emcore Corp Laser package adaptor
WO2008023508A1 (en) * 2006-08-22 2008-02-28 Nec Corporation Optical connector and optical coupling structure
US8315491B2 (en) 2006-08-22 2012-11-20 Nec Corporation Optical connector and optical coupling structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1022822B1 (en) Optical module
JP4138689B2 (en) LSI package with interface module and LSI package
US6467972B2 (en) Optical interconnection module
US6976795B2 (en) Optical device and optical module
US20060110110A1 (en) Optical turn system for optoelectronic modules
JP2003273278A (en) Package type semiconductor device
JP2002261265A (en) Optical communication device
JP2021139998A (en) Optical module
JP4587218B2 (en) Package type semiconductor device
JP2001318283A (en) Optical module
TW200412737A (en) Optical module and method of fabricating the same
JP4816397B2 (en) Photoelectric conversion module
CN114488419B (en) Optical module packaging structure
JP2001343561A (en) Optical module
JP2002076496A (en) Optical module
JPS62124780A (en) Optical semiconductor module
JPH1152193A (en) Optical semiconductor module
JP2001156381A (en) Optical module
CN114930214A (en) Photoelectric transmission composite module and photoelectric mixed loading substrate
JP2001127373A (en) Optical module
JP2001007352A (en) Optical-electrical mixedly mounted module
JP4798863B2 (en) Opto-electric wiring board
JP2003329894A (en) Card edge type optical communication module and optical communication equipment
JPH05175520A (en) Optoelectric circuit hybrid module
JP2002094170A (en) Optical module