JP2011221386A - Optical transmission module and optical communication apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光伝送モジュールおよび、これを用いた光通信装置に関し、特に、光伝送モジュールの放熱性の向上に適用して有効な技術に関するものである。 The present invention relates to an optical transmission module and an optical communication device using the same, and more particularly to a technique effective when applied to an improvement in heat dissipation of an optical transmission module.
特開2009−259299号公報(特許文献1)には、ホログラム再生装置に組み込む発光装置が記載されている。特許文献1では、面発光レーザ(発光素子)が支持板に搭載され、面発光レーザの電極と支持板に形成された電極と、がワイヤを介して電気的に接続されている。
Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-259299 (Patent Document 1) describes a light-emitting device that is incorporated into a hologram reproducing device. In
電気信号を光信号に変換し、光ファイバなどを介して伝送する光伝送技術がある。この光伝送技術を用いた光通信装置では、例えば、半導体レーザなどの光素子が搭載された光伝送モジュールにより電気信号を光信号に変換し、複数の光通信装置間で光信号を通信する。このような光通信装置は、適用分野の拡大に伴い、伝送速度(通信速度)の高速化に向けた取り組みがなされている。 There is an optical transmission technique in which an electrical signal is converted into an optical signal and transmitted through an optical fiber or the like. In an optical communication apparatus using this optical transmission technology, for example, an optical signal is converted into an optical signal by an optical transmission module on which an optical element such as a semiconductor laser is mounted, and the optical signal is communicated between a plurality of optical communication apparatuses. In such optical communication apparatuses, efforts are being made to increase the transmission speed (communication speed) as the application field expands.
高速信号伝送技術において、伝送媒体の抵抗、容量成分等に起因する波形劣化のため、伝送速度が大幅に律速される。具体的には、伝送路中の寄生素子(R(抵抗)、L(インダクタ)、C(容量)成分等)に起因する帯域制限の影響により高周波成分が失われ、連続する信号が互いに干渉する符号間干渉の影響のため、原信号の情報が忠実に再現できず、誤動作を引き起こす原因となる。 In high-speed signal transmission technology, the transmission speed is greatly limited due to waveform deterioration caused by resistance, capacitance components, and the like of the transmission medium. Specifically, high-frequency components are lost due to the band limitation caused by parasitic elements (R (resistance), L (inductor), C (capacitance) components, etc.) in the transmission path, and continuous signals interfere with each other. Due to the influence of intersymbol interference, the information of the original signal cannot be reproduced faithfully, causing malfunction.
例えば、光伝送モジュールに組み込まれた光素子の電極と配線基板の電極とを、ワイヤを介して電気的に接続する方式(以下ワイヤボンディング方式と記載する)の場合、ワイヤのインダクタ成分に起因して、波形劣化を引き起こす可能性が高い。このため、伝送速度が大幅に律速される。また、複数チャネルを同時に伝送する場合は、さらに問題となる。隣接チャネルのワイヤ間のインダクタが相互に干渉するため、クロストークが大きく、隣接チャネルの影響により上記のような信号の誤動作が発生する。 For example, in the case of a method of electrically connecting an electrode of an optical element incorporated in an optical transmission module and an electrode of a wiring board via a wire (hereinafter referred to as a wire bonding method), it is caused by an inductor component of the wire. Therefore, there is a high possibility of causing waveform degradation. For this reason, the transmission rate is greatly limited. Further, when a plurality of channels are transmitted at the same time, it becomes a further problem. Since the inductors between the wires of adjacent channels interfere with each other, crosstalk is large, and the above-described signal malfunction occurs due to the influence of the adjacent channels.
このような伝送路中の寄生素子による波形劣化を低減する観点から、光素子の電極と配線基板の電極とを、所謂、フリップチップ接続方式により接続することが有効である。フリップチップ接続方式では、例えば、半田などから成るバンプ電極を介して、光素子と配線基板を電気的に接続するので、ワイヤよりも伝送距離を短くし、インダクタ成分を低減することができるからである。 From the viewpoint of reducing waveform deterioration due to such parasitic elements in the transmission path, it is effective to connect the electrodes of the optical elements and the electrodes of the wiring board by a so-called flip-chip connection method. In the flip-chip connection method, for example, the optical element and the wiring board are electrically connected via bump electrodes made of solder or the like, so that the transmission distance can be shortened and the inductor component can be reduced compared to the wire. is there.
ところが、フリップチップ接続方式を適用した場合、以下に示す新たな課題が生じることが判った。すなわち、光素子を搭載する光伝送モジュールの放熱性の低下である。 However, it has been found that when the flip chip connection method is applied, the following new problems arise. That is, the heat dissipation of the optical transmission module on which the optical element is mounted is reduced.
前記したワイヤボンディング方式を適用する場合、例えば光素子の受光面、または発光面(以下、受発光面と記載する)側に電極を形成し、該電極にワイヤを接合する。また、受発光面の反対側に位置する裏面側は、配線基板上に接着材(ダイボンド材)を介して配線基板に固定することができる。光素子の放熱性は、伝熱経路(放熱経路)の断面積に比例して向上するので、光素子の裏面全体を接着材と密着させれば、伝熱経路の断面積を広くとることができる。 When the wire bonding method described above is applied, for example, an electrode is formed on the light receiving surface or light emitting surface (hereinafter referred to as light receiving / emitting surface) side of the optical element, and a wire is bonded to the electrode. Moreover, the back surface side located on the opposite side of the light emitting / receiving surface can be fixed to the wiring substrate via an adhesive (die bonding material) on the wiring substrate. Since the heat dissipation of the optical element improves in proportion to the cross-sectional area of the heat transfer path (heat dissipation path), the cross-sectional area of the heat transfer path can be increased if the entire back surface of the optical element is in close contact with the adhesive. it can.
一方、フリップチップ接続方式の場合、光素子の裏面と配線基板の上面の間にバンプ電極が介在するので、光素子と配線基板の間に隙間(中空空間)が生じる。したがって、光素子−配線基板間の主な伝熱経路は、バンプ電極の径によって決定される。つまり、前記したワイヤボンディング方式の場合と比較して伝熱経路(放熱経路)の断面積が小さく、放熱性が低下する。 On the other hand, in the flip-chip connection method, a bump electrode is interposed between the back surface of the optical element and the top surface of the wiring board, so that a gap (hollow space) is generated between the optical element and the wiring board. Therefore, the main heat transfer path between the optical element and the wiring board is determined by the diameter of the bump electrode. That is, the cross-sectional area of the heat transfer path (heat dissipation path) is small compared to the case of the wire bonding method described above, and the heat dissipation performance is reduced.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光伝送モジュールの放熱性を向上させる技術を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said subject, The objective is to provide the technique which improves the heat dissipation of an optical transmission module.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
すなわち、本願発明の一態様である光伝送モジュールは、素子搭載面、前記素子搭載面に形成された複数の端子、および前記複数の端子と電気的に接続される複数の配線を有する配線基板を有している。また、第1主面、前記第1主面とは反対側の第2主面、および前記第2主面に形成された複数のバンプ電極を有し、前記バンプ電極を介してフリップチップ接続方式により前記配線基板上に搭載される光素子を有している。また、前記光素子の前記第1主面側に固定される光学レンズを有している。また、前記光素子の前記第1主面に当接する第1の面を有し、前記光素子と前記光学レンズの間に固定される放熱部材を有するものである。 That is, an optical transmission module according to an aspect of the present invention includes a wiring board having an element mounting surface, a plurality of terminals formed on the element mounting surface, and a plurality of wirings electrically connected to the plurality of terminals. Have. In addition, the first main surface, a second main surface opposite to the first main surface, and a plurality of bump electrodes formed on the second main surface, and a flip-chip connection method via the bump electrodes To have an optical element mounted on the wiring board. In addition, the optical element includes an optical lens fixed to the first main surface side of the optical element. In addition, the optical element includes a first surface abutting on the first main surface of the optical element, and a heat dissipation member fixed between the optical element and the optical lens.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。 The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
すなわち、光伝送モジュールの放熱性を向上させることができる。 That is, the heat dissipation of the optical transmission module can be improved.
(本願における記載形式・基本的用語・用法の説明)
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。
(Description format, basic terms, usage in this application)
In the following embodiment, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant, and one is the other. Some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like are related. Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。 Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.
(実施の形態1)
本実施の形態では、光伝送モジュールが搭載された光通信装置の例として、本発明者が具体的に検討した、ルータ装置に組み込む光通信装置について説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment, as an example of an optical communication device in which an optical transmission module is mounted, an optical communication device incorporated in a router device, which is specifically examined by the present inventors, will be described.
<ルータ装置>
図1は、本実施の形態に係る光通信装置を含むルータ装置(通信装置)の構成を模式的に示す説明図である。
<Router device>
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a configuration of a router device (communication device) including the optical communication device according to the present embodiment.
図1に示すルータ装置1は、複数の光ケーブル(光ファイバケーブル)3を介して接続される複数のボード(光通信装置)2を有している。詳しくは、ルータ装置1のバックプレーン(基板)4には、複数のインタフェースボード(光通信装置)2aと、スイッチボード(光通信装置)2bが取り付けられ、複数の光ケーブル3は、このバックプレーン4のコネクタ(バックプレーン側コネクタ)5に接続されている。そして、スイッチボード2bは、コネクタ5に接続される複数の光ケーブル3を介して複数のインタフェースボード2aと、それぞれ接続されている。つまり、各ボード2は、光伝送路(光ケーブル3)によりボード2間が接続された、光通信装置である。
A
ルータ装置1のように複数のボード2を有するルータ装置では、一般に、各ボード間をバックプレーンに形成された配線を介して、電気信号を伝送する。しかし、本実施の形態のように、ルータ装置1を構成する、各ボード2間を光ケーブル3で接続することにより、信号の伝送速度を高速化することができる。また、伝送損失を低減することができる。また、装置サイズを小型化することができる。
In a router apparatus having a plurality of
なお、図1では、図を見易くするため、2枚のインタフェースボード2aと、1枚のスイッチボード2bで構成する例を示したが、ボード2の数はこれに限定されない。例えば、インタフェースボード2aは、ルータ装置1に要求される仕様に応じて、任意の枚数とすることができる。
Although FIG. 1 shows an example in which two
各ボード2は、複数の配線6aが形成されたマザーボード(配線基板、実装基板)6と、マザーボード6に搭載される半導体装置7および光伝送モジュール10を有している。半導体装置7と光伝送モジュール10は配線6aを介して電気的に接続されている。また、インタフェースボード2aのマザーボード6には、インタフェースカード8が搭載され、インタフェースカード8と半導体装置7は、配線6aを介して電気的に接続されている。
Each
また、各ボード2とバックプレーン4は、電気的に接続されている。例えば、各ボード2には、バックプレーン4と電気的に接続される電源コネクタ9が形成され、この電源コネクタ9を介して、各ボード2に電源電位を供給している。
Each
次に、図1を用いてルータ装置1での動作を簡単に説明する。まず、図示しない入出力端子(ポート)を介して外部機器からの信号(入力信号)が入力される。入力信号および出力信号(入出力信号)は、電気信号あるいは光信号のどちらでも良いが、ここでは、電気信号が入出力信号となる場合を例として説明する。
Next, the operation of the
入力信号は、各インタフェースボード2aに形成されたインタフェースカード8、配線6aおよび半導体装置7を介して、例えば電気信号として光伝送モジュール10(詳しくは、電気信号を光信号に変換する光伝送モジュール10a)に伝送される。半導体装置7には、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)などの集積回路が形成されている。本実施の形態では、インタフェースカード8から光伝送モジュール10までの伝送経路は、例えば、10Gbps(Giga Bits Per Second)の伝送速度の回線が10ch(channel)分、つまり、合計で100Gbpsの伝送速度で伝送される。
The input signal is, for example, an optical transmission module 10 (specifically, an
次に光伝送モジュール10に伝送された入力信号(電気信号)は、光伝送モジュール10で光信号に変換され、光ケーブル3を介してスイッチボード2bに伝送される。光信号の伝送速度は、電気信号の伝送速度よりも高速化することができるので、本実施の形態では、例えば、光ケーブル3による伝送経路では、それぞれ25Gbpsの伝送速度を有する回線が4ch分となっている。言い換えれば4本の光ケーブル3により入力信号を伝送している。このように電気信号を光信号に変換することで、伝送経路の伝送速度を高速化し、これにより回線数を低減できるので、装置を小型化することができる。
Next, the input signal (electrical signal) transmitted to the
スイッチボード2bに伝送された入力信号は、スイッチボード2bの光伝送モジュール10(詳しくは、光信号を電気信号に変換する光伝送モジュール10b)で電気信号に変換され、スイッチボード2bに搭載された半導体装置7に伝送される。光伝送モジュール10と半導体装置7間の伝送経路は、例えば、10Gbpsの伝送速度の回線が10ch分となっている。半導体装置7は、入力信号のデータ処理を行い、データ処理された出力信号を、伝送するインタフェースボード2aを決定する。そして、伝送するインタフェースボード2aに接続される光伝送モジュール10(詳しくは、電気信号を光信号に変換する光伝送モジュール10a)に出力信号を伝送する。
The input signal transmitted to the
そして、出力信号が伝送された光伝送モジュール10では、電気信号を光信号に変換し、光ケーブル3を介して、所定のインタフェースボード2aに伝送する。なお、本実施の形態では、入力信号を伝送する伝送経路と、出力信号を伝送する伝送経路を、それぞれ独立して設けている。したがって、例えば、光ケーブル3を例に説明すると、入力信号を伝送するための光ケーブル3が4本(4ch分)と、出力信号を伝送するための光ケーブル3が4本(4ch分)で合計8本(8ch分)1組の光ケーブル3を、インタフェースボード2aの数に対応して(例えば、図1に示す例では2組)設けている。
In the
インタフェースボード2aに伝送された出力信号は、インタフェースボード2aの光伝送モジュール10(詳しくは、光信号を電気信号に変換する光伝送モジュール10b)で電気信号に変換される。そして、インタフェースボード2aに搭載されたインタフェースカード8に伝送され、図示しない入出力端子(ポート)を介して、外部機器に信号(出力信号)が出力される。
The output signal transmitted to the
<光伝送モジュール>
次に、図1に示す光伝送モジュール10の詳細な構造について説明する。図2は、図1に示す光伝送モジュールの概要構成を示す要部拡大断面図である。
<Optical transmission module>
Next, the detailed structure of the
図2に示すように、光伝送モジュール10は、配線基板11と、配線基板11の上面(素子搭載面)11a上に搭載される光素子20と、光素子20の主面(第1主面)20a上に固定されるレンズ(光学レンズ)12と、を有している。レンズ12は、配線基板11の上面11aにおいて、光素子20の周囲に、例えば図示しない接着材を介して固定されるレンズホルダ13により支持されている。また、レンズ12上にはコネクタ14が固定され、コネクタ14に引き込まれる光ケーブル(光ファイバケーブル)14aを介して、図1に示すコネクタ5と光伝送モジュール10(詳しくは図2に示すコネクタ14)間を接続している。また、配線基板11の上面11a上には、光素子20を駆動する駆動回路が形成された半導体装置(半導体集積回路装置、駆動装置)15が搭載されている。半導体装置15は、主面15aと、配線基板11の上面(素子搭載面)11aが対向するように、半田ボール(バンプ電極)15bを介して搭載されている。
As shown in FIG. 2, the
なお、図1に示す各ボード2には、電気信号を光信号に変換する光伝送モジュール10aと、光信号を電気信号に変換する光伝送モジュール10bが、それぞれ搭載されているが、図2に示す光素子20の種類が異なる点を除き、両者は略同様の構造となっている。電気信号を光信号に変換する光伝送モジュール10aに搭載される光素子20は、半導体レーザ(LD(Laser Diode)と呼ばれる)などの発光素子である。一方、光信号を電気信号に変換する光伝送モジュール10bに搭載される光素子20は、フォトダイオード(PD(Photodiode)と呼ばれる)やフォトトランジスタなどの受光素子である。
Each
2種類の光伝送モジュール10それぞれの動作を簡単に説明する。光伝送モジュール10aに伝送された入力信号(前記した図1に示すインタフェースカード8、配線6aおよび半導体装置7を介して伝送された入力信号)は光素子(半導体レーザ素子)20により、光信号に変換される。そして、光素子20の主面(発光面)20a側に形成された発光領域からレンズ12に向けてレーザ光が出射される。さらにレンズ12を通過したレーザ光は、コネクタ14に引き込まれた光ケーブル14aに入り、図1に示すコネクタに伝送される。
The operation of each of the two types of
一方、光伝送モジュール10bでは、光伝送モジュール10aと反対の動作が行われる。すなわち、まず、出力信号(前記した図1に示すスイッチボード2bから伝送された出力信号)が、光ケーブル14aからレンズ12に伝送される。そしてレンズ12では、光(出力信号)を光素子(受光素子)20の受光領域に集光させて、光結合させる。そして、光素子20に入射され、光結合した出力信号は、電気信号に変換され、例えば、図1に示す半導体装置7に伝送される。
On the other hand, in the
次に、光伝送モジュール10を構成する各部材について順に説明する。図3は、図2に示す光モジュールの上面(素子搭載面)側を示す平面図である。また、図4は、図3のA−A線に沿った断面図、図5は、図3のB−B線に沿った断面図である。なお、図3では、光素子20と、レンズ12、レンズホルダ13の平面的位置関係を判り易く示すため、図2に示すコネクタ14を取り除いた状態で示している。また、図3の断面図である図4および図5についても同様に図2に示すコネクタ14の図示は省略している。
Next, each member which comprises the
光伝送モジュール10の配線基板11は、図4および図5に示すように上面(素子搭載面)11a、および上面11aの反対側の下面(外部端子形成面)11bを有している。そして、上面11aには、複数のボンディングパッド(端子)11cが形成されている。配線基板11の上面11aには、光素子20および半導体装置15を搭載するので、光素子20を搭載する光素子搭載領域、および半導体装置15を搭載する駆動装置搭載領域のそれぞれに、複数のボンディングパッド11cが形成されている。また、配線基板11にはボンディングパッド11cと電気的に接続される複数の配線11dが形成されている。一方、配線基板11の下面11bには、複数のランド(端子、外部端子)11eが形成されている。複数のランド11eと、複数のボンディングパッド11cは配線11dを介してそれぞれ電気的に接続されている。そして、ランド11eの表面には、配線基板11を図2に示すマザーボード6(詳しくはマザーボード6の実装面側に形成された端子6b)と電気的に接続するための導電性部材である半田ボール(バンプ電極)11fが接続(接合)されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
なお、配線基板11の上面11aおよび下面11bは、絶縁膜であるソルダレジスト膜(図示は省略)に覆われ、各ボンディングパッド11cの少なくとも一部、あるいは各ランド11eの少なくとも一部がソルダレジスト膜に形成された開口部において露出している。そして、配線11dは、ソルダレジスト膜に覆われている。同様に、図2に示すマザーボード6の上面も絶縁膜であるソルダレジスト膜(図示は省略)に覆われ、各端子6bの少なくとも一部が、ソルダレジスト膜に形成された開口部において、露出している。そして配線6aは、ソルダレジスト膜に覆われている。このように、例えば、半田から成る導電性接合材(例えば図2に示す半田ボール11f)を接合する領域以外の領域をソルダレジスト膜で覆うことにより、隣り合う導電性接合材同士の短絡を防止することができる。また、配線11dや図2に示す配線6aをソルダレジスト膜で覆うことにより、これらを保護することができる。
The
配線基板11の上面11a上には、光素子20が搭載されている。光素子20は、主面(第1主面)20aと、その反対側の主面(第2主面)20bを有している。主面20aは、レンズ12に向かってレーザ光を出射する発光面、あるいはレンズ12からの光信号を受光する受光面となっている。一方、主面20bには、光素子20の外部電極となる複数の電極パッド(電極)20c(図5参照)が形成され、複数の電極パッド20cの表面には、光素子20と配線基板11を電気的に接続するための導電性部材である半田ボール(バンプ電極)20dが接合(形成)されている。そして、光素子20は、配線基板11の上面11a上に、所謂フリップチップ接続方式により搭載されている。すなわち、光素子20は、配線基板11の上面11aと光素子20の主面20bが対向するように、複数の半田ボール20dを介して配線基板11の上面11a上に搭載されている。そして、光素子20は、複数の半田ボール20dを介して配線基板11の複数のボンディングパッド11cと電気的に接続されている。
An
このように、光素子20をフリップチップ接続方式により配線基板11上に搭載することで、前記したように、ワイヤボンディング方式で接続する場合と比較して、伝送路中の寄生素子による波形劣化を低減することができる。
As described above, by mounting the
本実施の形態のようにGbps級の高速信号伝送を行う場合には、特に、伝送媒体の抵抗、容量成分等に起因する波形劣化のため、伝送速度が大幅に律速されることが問題となる。具体的には、伝送路中の寄生素子(R(抵抗)、L(インダクタ)、C(容量)成分等)に起因する帯域制限の影響により高周波成分が失われ、連続する信号が互いに干渉する符号間干渉の影響のため、原信号の情報が忠実に再現できず、誤動作を引き起こす原因となる。 When Gbps-class high-speed signal transmission is performed as in this embodiment, the problem is that the transmission speed is greatly limited, particularly due to waveform degradation caused by resistance, capacitance components, etc. of the transmission medium. . Specifically, high-frequency components are lost due to the band limitation caused by parasitic elements (R (resistance), L (inductor), C (capacitance) components, etc.) in the transmission path, and continuous signals interfere with each other. Due to the influence of intersymbol interference, the information of the original signal cannot be reproduced faithfully, causing malfunction.
このため、本実施の形態では、光素子20をフリップチップ接続方式で配線基板11に搭載することにより、光素子20と配線基板11の間の伝送距離を短くし、インダクタ成分を低減している。
For this reason, in this embodiment, the
ところが、光素子20をフリップチップ接続方式により配線基板11上に搭載すると、放熱性が低下するという新たな課題が生じる事が判った。光素子20の主面20a側に電極パッドを形成し、該電極パッドにワイヤを接続するワイヤボンディング方式の場合、例えば、熱伝導性の良好な接着材(例えば金属粒子を含有させた樹脂接着材)を介して光素子20の主面20b側を配線基板11上に搭載することができる。したがって、光素子20で発生した熱は、主面20b全体から配線基板11に伝達することができる。しかし、フリップチップ接続方式の場合、光素子20の主面20bと、配線基板11の上面11aの間に隙間(中空空間)が形成される。また、光素子20から出射、あるいは光素子20に入射される光の光路への影響を低減する観点から、半田ボール20dの周囲を、例えばアンダフィル樹脂などで埋めることができない。このため、光素子20−配線基板11間の主な伝熱経路は、半田ボール20dを介した経路となる。つまり、ワイヤボンディング方式を適用した場合と比較して伝熱経路の断面積が小さくなるので、放熱性が低下してしまう。
However, it has been found that when the
そこで、本願発明者は、光素子20をフリップチップ接続方式で配線基板11上に搭載した光伝送モジュール10の放熱性を向上する技術について検討を行い、光素子20の主面20a(すなわち、発光面または受光面)側に放熱ブロック(放熱部材)16(図4および図5においてドット模様を付した領域)を当接させる構造を見出した。
Therefore, the inventors of the present application have studied a technique for improving the heat dissipation of the
図4および図5に示すように、放熱ブロック16は、光素子20の主面20aに当接する下面16aを有し、光素子20と、レンズ12の間に固定されている。また、放熱ブロック16は、例えば、アルミニウム系、銅系、あるいは鉄系など、光素子20を構成する半導体材料よりも熱伝導度が高い金属からなる。このように、光素子20の主面20a側に放熱ブロック16を当接させることにより、光素子20の主面20a側に放熱経路(伝熱経路)を形成することができる。つまり、フリップチップ接続方式を採用することにより不足する伝熱経路の断面積を、放熱ブロック16により補うことができる。また、本実施の形態のように、金属板である放熱ブロック16を主面20aに当接させることにより、前記したワイヤボンディング方式の場合よりも、さらに放熱性を向上させることができる。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
また、本実施の形態では、放熱ブロック16は、レンズホルダ13と一体に形成されている。このように放熱ブロック16とレンズホルダ13とを、一体に形成することにより、光伝送モジュール10の部品点数を低減することができる。また、レンズホルダ13は、レンズ12を支持するための支持部材なので、その外形寸法は、図3に示すように光素子20、あるいはレンズ12の外形寸法よりも大きい。このように外形寸法が大きい部材と、放熱ブロック16を一体に形成することで、光素子20で発生した熱を、効率的に外部に逃がすことができる。また、本実施の形態では、レンズホルダ13の支持面(レンズ12を支持する面;レンズ支持面)13aを光素子20の搭載領域方向に延在させて、放熱ブロック16の上面16bとしている。言い換えれば、レンズホルダ13の支持面13aと放熱ブロック16の上面16bが同一平面となっている。このように、支持面13aと放熱ブロック16の上面16bを同一平面とすることで、放熱ブロック16の厚さを厚くすることができる。そして、放熱効率は、伝熱経路(放熱経路)の断面積に比例して大きくなるので、本実施の形態では、放熱ブロック16を経由する放熱経路の放熱効率を向上させることができる。
In the present embodiment, the
図2に示す光伝送モジュール10は、例えば以下のように組み立てることができる。まず、配線基板11と光素子20を準備して、配線基板11の上面11a上に光素子20を搭載する。この時、図4に示すように光素子20の外部電極形成面である主面20bと配線基板11の上面11aとが対向するように、半田ボール20dを介して、所謂、フリップチップ接続方式により搭載する。これにより、光素子20の電極パッド20cと、配線基板11のボンディングパッド11cは電気的に接続される。
The
次に、配線基板11の上面11a上にレンズホルダ13を固定する。レンズホルダ13には、放熱ブロック16が一体に形成されており、レンズホルダ13を光素子20の周囲に固定すると、放熱ブロック16の下面16a(図4参照)を光素子20の主面20aと当接させることができる。なお、配線基板11上における、レンズホルダ13および放熱ブロック16の位置合わせは、例えば配線基板11の上面11aに位置合わせ用の穴(図示は省略)を形成し、この位置合わせ用の穴にレンズホルダ13の位置決めピン(図示は省略)を挿入して行うことができる。
Next, the
次に、レンズホルダ13の支持面13a(図4参照)上にレンズ12を固定する。レンズ12は、光素子20の発光領域または受光領域と高精度に位置合わせを行う必要があるが、例えば以下のように行うことができる。配線基板11の上面11a、またはレンズホルダ13の支持面13a(図4参照)に位置合わせ用の穴(図示は省略)を形成し、この位置合わせ用の穴にレンズ12の位置決めピン(図示は省略)を挿入して行うことができる。
Next, the
次に、レンズ12上に、コネクタ14を固定する。コネクタ14に引き込まれる光ケーブル14aは、光素子20の発光領域または受光領域と高精度に位置合わせを行う必要があるが、例えば以下のように行うことができる。配線基板11の上面11a、またはレンズホルダ13の上面に位置合わせ用の穴(図示は省略)を形成し、この位置合わせ用の穴にコネクタ14の位置決めピン(図示は省略)を挿入して行うことができる。
Next, the
なお、図2に示す光伝送モジュール10は、配線基板11上に半導体装置15も搭載するので、光伝送モジュール10の組み立て工程には、半導体装置15を配線基板11上に搭載する工程も含まれる。本実施の形態では、半導体装置15の外部電極形成面である主面15aが、配線基板11の上面11aと対向するように、半田ボール15bを介して搭載する、所謂フリップチップ接続方式により搭載する。これにより、半導体装置15の電極(図示は省略)と、配線基板11のボンディングパッド11cは電気的に接続される。半導体装置15を搭載する工程の順序は、特に限定されず、例えば、光素子20を搭載する前に行うことができる。
2 mounts the
また、光伝送モジュール10の組み立て工程には、配線基板11の下面11b側において露出する複数のランド11eに、半田ボール11fをそれぞれ接合する工程(ボールマウント工程)も含まれる。ボールマウント工程の工程順序は特に限定されないが、半導体装置15および光素子20を搭載する工程は、半田ボール11fが接合される前に行う方が、半導体装置15および光素子20を容易に搭載することができる点で好ましい。また、半田ボール11fを搭載する際に、光ケーブル14aを損傷してしまうことを防止する観点からは、コネクタ14を固定する工程の前に、ボールマウント工程を行うことが好ましい。
Further, the assembly process of the
ところで、本実施の形態では、前記したように搭載する光素子20の種類が異なる2種類の光伝送モジュール10a、10bを用いているが、光素子20として半導体レーザ素子を用いた光伝送モジュール10aにおける、放熱性低下は特に大きな問題となる。半導体レーザ素子は、フォトダイオードなどの受光素子よりも発熱量が大きく、熱影響による誤動作が発生しやすいからである。以下、本実施の形態で用いる半導体レーザ素子の構造について説明した後、半導体レーザ素子の発光面上に当接させる放熱ブロック16の好ましい態様について説明する。
In the present embodiment, two types of
<半導体レーザ素子>
図6は図4および図5に示す光素子(半導体レーザ素子)の斜視図、図7は、図6に示す半導体レーザ素子の裏面側の構造を示す平面図、図8は図6のC面に沿った断面図である。
<Semiconductor laser element>
6 is a perspective view of the optical element (semiconductor laser element) shown in FIGS. 4 and 5, FIG. 7 is a plan view showing the structure on the back surface side of the semiconductor laser element shown in FIG. 6, and FIG. FIG.
一般に、半導体レーザ素子は、その内部に、光を発生する活性層と、光導波路とを備えている。通常、活性層は光導波路の内部に配置され、光導波路の両端を反射鏡で挟んでレーザ発振に必要な共振器が形成される。レーザ発振に必要な反転分布を形成するための励起機構としては、半導体のpn接合領域に電圧をかけることで電子と正孔を注入し、これらが再結合する時に光子としてバンドギャップに相当するエネルギーを放出する事を利用する。量子井戸構造などを用いて電子と正孔を接合部の狭い領域(活性層内の量子井戸領域)に高密度に注入することで、誘導放出が継続的に生じ、放出された電磁波(光)は雪崩的に増加する。誘導放出によって増幅された電磁波(光)を共振器でフィードバックすることで、電磁波(光)は発振し、レーザ光が形成される。そして、光導波路の反射鏡に到達する光のうち、反射されずに透過する光をレーザ光として出射する。 In general, a semiconductor laser element includes an active layer for generating light and an optical waveguide therein. Usually, the active layer is disposed inside the optical waveguide, and a resonator necessary for laser oscillation is formed by sandwiching both ends of the optical waveguide with reflecting mirrors. As an excitation mechanism for forming an inversion distribution necessary for laser oscillation, electrons and holes are injected by applying a voltage to a pn junction region of a semiconductor, and energy corresponding to a band gap as a photon when these recombine. Use that to release. Injecting electrons and holes into a narrow junction region (quantum well region in the active layer) with a high density using a quantum well structure, etc. causes stimulated emission continuously, and the emitted electromagnetic wave (light) Increases like an avalanche. By feeding back the electromagnetic wave (light) amplified by stimulated emission with a resonator, the electromagnetic wave (light) oscillates to form laser light. Of the light reaching the reflecting mirror of the optical waveguide, light that is transmitted without being reflected is emitted as laser light.
上記のように活性層と共振器を内蔵する半導体レーザ素子では、光を発生させる活性層、および発生した光を発振させる共振器が主たる熱源となる。 As described above, in the semiconductor laser device including the active layer and the resonator, the active layer that generates light and the resonator that oscillates the generated light are the main heat sources.
上記のような半導体レーザ素子は、半導体層の積層方向に対する共振器の方向により、水平共振器型と、垂直共振器型とに分類される。水平共振器型の半導体レーザ素子は、半導体層の積層面に沿って(平行に)活性層および共振器を形成するので、利得を生む活性層の体積を大きくすることができる。このため、得られるレーザ光の出力を大きくすることができる。一方、垂直共振器型の半導体レーザ素子は、半導体基板の主面に対して垂直方向に光導波路を形成し主面側からレーザ光を出射する。このため、活性層および共振器の距離が短く、水平共振器型と比較して得られるレーザ光の出力は小さいが、多くの半導体レーザ素子を集積し易いというメリットがある。 The semiconductor laser elements as described above are classified into a horizontal resonator type and a vertical resonator type depending on the direction of the resonator with respect to the stacking direction of the semiconductor layers. Since the horizontal resonator type semiconductor laser element forms the active layer and the resonator along (in parallel with) the stacked surface of the semiconductor layers, the volume of the active layer that produces a gain can be increased. For this reason, the output of the obtained laser beam can be increased. On the other hand, a vertical cavity semiconductor laser device forms an optical waveguide in a direction perpendicular to the main surface of a semiconductor substrate and emits laser light from the main surface side. For this reason, the distance between the active layer and the resonator is short, and the output of the laser light obtained is smaller than that of the horizontal resonator type, but there is an advantage that many semiconductor laser elements can be easily integrated.
さらに、上記半導体レーザ素子は、レーザ光を出射する出射面により、水平出射型(端面発光型とも呼ばれる)と、垂直出射型(面発光型とも呼ばれる)に分類できる。通常、前記した水平共振器型の半導体レーザ素子は、水平出射型、垂直共振器型の半導体レーザ素子は垂直出射型となる。 Further, the semiconductor laser element can be classified into a horizontal emission type (also referred to as an edge emission type) and a vertical emission type (also referred to as a surface emission type) depending on an emission surface from which laser light is emitted. Usually, the above-described horizontal cavity type semiconductor laser element is a horizontal emission type, and the vertical cavity type semiconductor laser element is a vertical emission type.
また、上記した水平共振器型の半導体レーザ素子のうち、レーザ光を半導体レーザ素子に設けた反射鏡で90度回転させて半導体レーザ素子の主面から出射する垂直出射型の半導体レーザ素子もある。この水平共振器型で、かつ、垂直出射型(以下、水平共振器垂直出射型と記載する)の半導体レーザ素子は、得られるレーザ光の出力を大きくすることができる。また、レーザ光を主面から出射するので、複数の半導体レーザ素子を集積し易い。 Among the horizontal resonator type semiconductor laser elements described above, there is also a vertical emission type semiconductor laser element in which laser light is rotated 90 degrees by a reflecting mirror provided on the semiconductor laser element and emitted from the main surface of the semiconductor laser element. . This horizontal resonator type and vertical emission type (hereinafter referred to as horizontal resonator vertical emission type) semiconductor laser device can increase the output of the obtained laser beam. Further, since the laser light is emitted from the main surface, it is easy to integrate a plurality of semiconductor laser elements.
本実施の形態では、図2に示す光伝送モジュール10aの光素子20として、水平共振器垂直出射型の半導体レーザ素子21(図6〜図8参照)を用いている。
In the present embodiment, a horizontal resonator vertical emission type semiconductor laser element 21 (see FIGS. 6 to 8) is used as the
半導体レーザ素子21は、発光面(レーザ光出射面)となる主面(第1主面)20aに、図4に示すレンズ12に向かってレーザ光を出射する発光領域20eを有している。図6に示すように、本実施の形態では、回線数(ch数)に対応して、複数(例えば4個)の半導体レーザ素子(半導体レーザ素子領域)21aが一体に形成され、半導体レーザ素子21を構成している。そして、各半導体レーザ素子21aに発光領域20eがそれぞれ形成されるので、半導体レーザ素子21には、複数(4個)の発光領域20eが形成されている。また、各発光領域20eには、窪み部(凹部)が形成され、その表面には、図8に示すようにレンズ(マイクロレンズ)20fが形成されている。このように、複数の半導体レーザ素子21aを一体に形成することにより、各半導体レーザ素子21aを別体として形成する場合と比較して集積度を向上させることができる。また、複数の半導体レーザ素子21aを一括して搭載することができるので、製造効率を向上させることができる。
The
一方、図7に示すように主面20a(図6参照)の反対側の主面(第2主面)20bには、半導体レーザ素子21(半導体レーザ素子21a)の外部電極となる複数の電極パッド(電極)20cが形成され、複数の電極パッド20cの表面には、半田ボール(バンプ電極)20dがそれぞれ接合(形成)されている。本実施の形態では、各半導体レーザ素子21aに基準電位を供給する電極パッドGNDと、各半導体レーザ素子21aに信号電流を供給する電極パッドSIGがそれぞれ形成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 7, on the main surface (second main surface) 20b opposite to the
また、主面20aと主面20bの間には、活性層20gが形成されている。図6に示すように活性層20gは主面20aに沿って延在している。詳しくは、主面20b側から、クラッド層20h、活性層20g、クラッド層20hが順に積層され、活性層20gは、クラッド層20hに挟まれるように配置されている。このように、クラッド層20h/活性層20g/クラッド層20hの積層構造により、半導体レーザ素子21aの光導波路が構成される。つまり、活性層20gの延在方向に沿って光導波路が形成される。なお、図6および図7に示すように活性層20gは、下層のクラッド層20h(図8参照)の上面全体を覆わず、一部(略中央部)に帯状に形成されている。そして、図7に示すように、主面20bには、活性層20gと厚さ方向に重なる位置に電極パッドSIGが形成されている。このため、電極パッドSIGから信号電流を供給すると、活性層20g内の量子井戸領域に効率的に電子と正孔を注入することができる。
An
また、光導波路の両端には、ミラー面20jが形成され、活性層20gで発生した光を発振させる共振器を構成している。つまり、本実施の形態の半導体レーザ素子21aは主面20aに沿って、活性層20gおよび共振器が形成された、所謂、水平共振器型の半導体レーザ素子である。
Further,
光導波路の両端に形成されたミラー面20jのうち、半導体レーザ素子21aの端面側に形成されたミラー面20jは反射鏡となっている。一方、発光領域20eに近い側に形成されたミラー面20jは、レーザ発振側のミラー面であり、半導体レーザ素子21aの端面側に形成されたミラー面20jよりも反射率が低い。このため、レーザ光の一部は反射されずに透過する。そして、ミラー面20jを透過したレーザ光22は、レーザ光22に対して透明な半導体領域20kを透過して、その端面に形成された光路変換ミラー面(反射鏡面、傾斜面)20mで反射して、主面20aに向かう方向に光路変換される。光路変換ミラー面20mは、主面20aと45度の角度を成す傾斜面として形成されている。このため、光路変換ミラー面20mで反射されたレーザ光22は、主面20aの発光領域20eから上方に向かって出射される。つまり、本実施の形態の半導体レーザ素子21aは主面20aからレーザ光22を出射する、水平共振器垂直出射型の半導体レーザ素子である。
Of the
次に半導体レーザ素子21の主面20a上に固定する放熱ブロック16(図4参照)の好ましい態様について説明する。図9は図8に示す半導体レーザ素子上に図4に示す放熱ブロックを固定した状態を示す拡大断面図である。また、図10は図3に示す光学レンズを取り除いた状態で、光素子の周辺を拡大して示す拡大平面図である。
Next, a preferable aspect of the heat dissipation block 16 (see FIG. 4) fixed on the
図9に示すように、半導体レーザ素子21の主面20a上に放熱ブロック16の下面16aを当接させて固定する場合、主面20aにおいて、半導体レーザ素子21の発光領域20eを露出させるように、放熱ブロック16が配置されることが好ましい。放熱ブロック16が、レーザ光22に対して透明な材料から成る場合には、発光領域20eを覆うように放熱ブロック16を配置することもできるが、この場合、放熱ブロック16の材料選択に制約が生じる。一方、本実施の形態のように、発光領域20eを露出させることにより、レーザ光22に対して非透明な材料を用いることができるので、金属材料など、熱伝導度の高い材料を用いることができる。
As shown in FIG. 9, when the
また、レーザ光22の光路が放熱ブロック16により遮蔽されてしまうことを防止する観点から、放熱ブロック16は、下面16aと上面16bの間に、下面16aに対して傾斜する傾斜面(側面)16cを有していることが好ましい。そして、下面16aと傾斜面16cが成す角度θ1は、発光領域20eから出射されるレーザ光22と主面20aが成す角度θ2以下であることが好ましい。これにより、放熱ブロック16によるレーザ光22の遮蔽を確実に防止することができる。
Further, from the viewpoint of preventing the optical path of the
一方、放熱性向上の観点からは、前記したように伝熱経路(放熱経路)の断面積を出来る限り広くとることが好ましい。したがって、この観点からは、角度θ1と角度θ2が等しい角度となっていることが特に好ましい。 On the other hand, from the viewpoint of improving heat dissipation, it is preferable to take as wide a cross-sectional area as possible as described above. Therefore, from this viewpoint, it is particularly preferable that the angle θ1 and the angle θ2 are equal.
また、半導体レーザ素子21で発生する熱を効率的に逃がす観点から、放熱ブロック16は、活性層20gと厚さ方向に重なる位置に配置されていることが好ましい。前記したように、半導体レーザ素子21で発生する熱の主たる熱源は活性層20g、およびこれに沿って配置される共振器である。したがって、放熱ブロック16を、活性層20gと厚さ方向に重なる位置に配置することにより、主な熱源に近づけることができる。
Further, from the viewpoint of efficiently radiating heat generated in the
また、水平共振器型の半導体レーザ素子では、高出力のレーザ光22を得るため、活性層20gの長さを長くすることが好ましい。このため、図6に示すように、発光領域20eは、主面20aにおいて、光軸方向(活性層20gの延在方向)と交差する辺20pに寄せて配置されている。したがって、活性層20gと厚さ方向に重なる位置に放熱ブロック16を配置することにより、放熱ブロック16の下面16aと半導体レーザ素子21の主面20aが当接する領域の面積を広くとることができる。すなわち、放熱経路の断面積を広くとることができる。
In the case of a horizontal resonator type semiconductor laser element, it is preferable to lengthen the
なお、放熱効率をさらに向上させる観点からは、レンズホルダ13の半導体レーザ素子21側の側面(内面)13bと、半導体レーザ素子の端面20rを、当接させる構造も考えられる。ただし、端面20rの内側は、前記したように、半導体レーザ素子21aの共振器を構成するミラー面20jとなる。したがって、レーザ光22のノイズを低減する観点からは、本実施の形態のように、レンズホルダ13の半導体レーザ素子21側の側面(内面)13bと、半導体レーザ素子の端面20rを離間して配置することが好ましい。
From the viewpoint of further improving the heat dissipation efficiency, a structure in which the side surface (inner surface) 13b of the
また、図6に示すように、本実施の形態では、回線数(ch数)に対応して、複数(例えば4個)の半導体レーザ素子21aが一体に形成され、半導体レーザ素子21を構成している。そして、各半導体レーザ素子21aに発光領域20eがそれぞれ形成される。言い換えれば、半導体レーザ素子21(光素子20)の主面20aは、活性層20gの延在方向に沿った辺(短辺)20nと、辺20nと交差する辺(長辺)20pを有し、辺20pに沿って複数の発光領域20eが形成されている。そして図10に示すように、放熱ブロック16は、辺20pに沿って延在している。このように、発光領域20eの配列方向に沿って、放熱ブロック16を延在させることにより、放熱ブロックは、複数の半導体レーザ素子21a(図6参照)の主面20aを覆う板状部材となる。このため、図6に示す半導体レーザ素子21a毎に、個別に放熱ブロック16を配置する場合と比較して、放熱効率を向上させることができる。
As shown in FIG. 6, in the present embodiment, a plurality of (for example, four)
以上、フリップチップ接続方式を適用したことによる放熱性の低下が特に問題となる半導体レーザ素子21を有する光伝送モジュール10a(図1参照)について詳しく説明した。しかし、図9および図10に示す放熱ブロック16の構造は、フォトダイオードなどの受光素子を光素子20として用いる光伝送モジュール10b(図1)にも適用することができる。
As described above, the
受光素子の場合、半導体レーザ素子と比較して発熱量が小さいので、フリップチップ接続方式を適用しても放熱性低下による問題は顕在化しない場合もある。しかし、図6〜図10に示す半導体レーザ素子21を受光素子に置き換えて適用することにより、光伝送モジュール10bの放熱性を向上させることができる。また、図1に示すように、2種類の光伝送モジュール10a、10bを備えるボード(光通信装置)2の場合、光伝送モジュール10a、10bを同じパッケージ形状とすることにより、パッケージのレイアウトを簡略化(例えば、コネクタ5の兼用化など)を行うことができる。光伝送モジュール10a、10bを同じパッケージ形状とすることにより、搭載する光素子20の種類を除き、構成部品を兼用化することができるので、製造効率を向上させることができる。図4に示す光素子20が受光素子である場合には、主面20aは受光面となる。そして放熱ブロック16は、主面20aに形成された受光領域を露出させるように配置することが好ましい。これにより、放熱ブロック16の材料は、受光素子に入射される光に対して非透明な材料(例えば金属材料)を選択することができるので、放熱性を向上させることができる。
In the case of a light receiving element, since the amount of heat generated is smaller than that of a semiconductor laser element, there is a case where a problem due to a decrease in heat dissipation does not become apparent even when a flip chip connection method is applied. However, by replacing the
<変形例>
次に、図9に示す放熱ブロック(放熱部材)16の変形例について説明する。図11は、図9に示す放熱ブロックの第1の変形例を示す拡大断面図である。また、図12は、放熱ブロックの断面積と、光素子(半導体レーザ素子)の温度上昇の関係を示す説明図である。また、図13は図9に示す放熱ブロックの第2の変形例を示す拡大断面図である。
<Modification>
Next, a modification of the heat dissipation block (heat dissipation member) 16 shown in FIG. 9 will be described. FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view showing a first modification of the heat dissipation block shown in FIG. FIG. 12 is an explanatory diagram showing the relationship between the cross-sectional area of the heat dissipation block and the temperature rise of the optical element (semiconductor laser element). FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view showing a second modification of the heat dissipation block shown in FIG.
図9では、レンズホルダ13の支持面13aと放熱ブロック16の上面16bが同一平面となるような厚さの放熱ブロック16とすることで、放熱効率を向上させる構成について説明した。一方、図11に示す本実施の形態の放熱ブロック16dは、上面16bが、レンズホルダ13の支持面13aよりも低い位置に配置されている。言い換えれば、レンズ12の下面12aと放熱ブロック16の上面16bの間に隙間が形成されている。
In FIG. 9, the configuration in which the heat radiation efficiency is improved by using the
図12は、熱抵抗と発熱量の積で求められる計算式(式A)で求めた温度上昇のヒートブロックの断面積依存性である。式Aに示すように熱抵抗Rtは、熱伝導度の逆数である。また、熱伝導度は、熱伝導率と熱広がり面積STの積から厚さt(2.5mmとした)で割った値である。ここで、LD(1ch分)と放熱ブロックから熱広がり面積STを求めると図12に示すようにLD幅(0.25mm)と放熱ブロックの断面積Sの積から厚さt(2.5mm)で割った値になる。また、図12は放熱ブロックにアルミニウムを用いた場合の計算結果で、熱伝導率は236(W/m・K)を用いた。 FIG. 12 shows the dependence of the temperature rise on the cross-sectional area of the heat block obtained by the calculation formula (formula A) obtained by the product of the thermal resistance and the heat generation amount. As shown in Formula A, the thermal resistance Rt is the reciprocal of the thermal conductivity. Further, the thermal conductivity is a value obtained by dividing the product of the thermal conductivity and the heat spreading area ST by the thickness t (2.5 mm). Here, when the heat spread area ST is obtained from the LD (for 1 ch) and the heat dissipation block, the thickness t (2.5 mm) is obtained from the product of the LD width (0.25 mm) and the cross-sectional area S of the heat dissipation block as shown in FIG. The value divided by. FIG. 12 shows the calculation result when aluminum is used for the heat dissipation block, and the thermal conductivity is 236 (W / m · K).
図12に示すように、放熱ブロックの断面積を増加させることにより、半導体レーザ素子の温度上昇を抑制することができる。したがって、温度上昇を抑制する観点からは、図9に示す放熱ブロック16のように、レンズホルダ13の支持面13aと放熱ブロック16の上面16bが同一平面とすることが特に好ましい。しかし、その温度上昇抑制効果は、放熱ブロックの断面積が比較的小さい領域で大きく変化する。例えば、図12において、放熱ブロックの断面積Sが、0.2mm2から0.4mm2まで増加すると、半導体レーザ素子の温度上昇を半分程度とすることができる。したがって、図11に示すように、放熱ブロック16dのように、レンズ12の下面12aと放熱ブロック16の上面16bの間に隙間が形成されている場合であっても、半導体レーザ素子の温度上昇を抑制することはできる。ただし、放熱ブロック16dの厚さを極端に薄くすると、放熱ブロック16dが変形し易くなる。したがって、図11に示すように、放熱ブロック16dの上面16bと下面16aを略平行な面とする場合には、放熱ブロック16dの厚さは、光素子20(半導体レーザ素子21)の厚さと同等以上とすることが、変形を抑制する観点から好ましい。
As shown in FIG. 12, the temperature rise of the semiconductor laser element can be suppressed by increasing the cross-sectional area of the heat dissipation block. Therefore, from the viewpoint of suppressing the temperature rise, it is particularly preferable that the
また、別の変形例として、図13に示す放熱ブロック16eのように、上面16bを傾斜面16cとした場合であっても、半導体レーザ素子の温度上昇を抑制することはできる。また、このように上面16bを傾斜面16cとした場合には、レンズホルダ13と連結する付け根部の厚さを厚くすることができるので、放熱ブロック16eの変形を抑制することができる。ただし、放熱ブロック16eの先端を鋭角にすると、鋭角な先端により、半導体レーザ素子21の発光領域20eを傷つけてしまう場合がある。したがって、この場合には、図13に示すように、放熱ブロック16eの先端に、側面16fを設けることが好ましい。そして、下面16aと側面16fが成す角度θ3は、下面16aと傾斜面16cが成す角度θ1よりも鈍角とすることが好ましい。
As another modification, even if the
(実施の形態2)
本実施の形態では、前記実施の形態1で説明した光素子20を1つのパッケージ内に複数搭載して、回線数を増加させた光伝送モジュールについて説明する。本実施の形態では、前記実施の形態1で説明した光伝送モジュール10との相違点を中心に説明し、共通する部分は、説明を省略する。図14は、図3に示す光伝送モジュールの変形例である本実施の形態の光伝送モジュールの上面側の内部構造を示す平面図である。また、図15は、図14のD−D線に沿った断面図である。なお、図14では、光素子20と、レンズ12、レンズホルダ13の平面的位置関係を判り易く示すため、図2に示すレンズ12およびコネクタ14を取り除いた状態で示している(レンズ12は2点鎖線で示している)。また、図14の断面図である図15については、図2に示すコネクタ14の図示は省略している。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, an optical transmission module in which a plurality of
図14および図15に示す光伝送モジュール30と図3および図4に示す光伝送モジュール10の相違点は、回線数である。光伝送モジュール30では、配線基板11の上面11a上に複数(図14では例えば2個)の光素子20を搭載し、これにより、回線数(ch数)は、例えば8chとなっている。
The difference between the
図14に示すように、各光素子20は、前記実施の形態1で説明した図6に示す光素子20(半導体レーザ素子21)と同様に、主面20aにおいて、複数の発光領域または複数の受光領域が光素子20の主面20aの一辺(辺20p)に寄せて配置されている。そして、主面20aにおいて、複数の発光領域または複数の受光領域が寄せて配置される辺20pが対向するように、配線基板11上に搭載されている。
As shown in FIG. 14, each
また、レンズホルダ13は、平面視において、四角形(詳しくは長方形)の枠形状を成し、複数の光素子20が搭載される領域を取り囲むように配置(固定)されている。そして、レンズホルダ13には、レンズホルダ13の四辺のうち対向する二辺(詳しくは長辺)に沿って配置される放熱ブロック16がそれぞれ形成されている。また、各放熱ブロック16は、レンズホルダ13との連結部から、対向辺に向かって延在している。
Further, the
本実施の形態のように、複数の光素子20を搭載して、回線数を増加させた光伝送モジュール30においては、各光素子20の主面20aに、それぞれ放熱ブロック16を当接させることにより、各光素子20の放熱性を向上させることができるので、光伝送モジュール30全体としての放熱性を向上させることができる。
In the
なお、本実施の形態2で説明した光伝送モジュール30において、前記実施の形態1で説明した各種変形例を適用することができる。例えば、図14および図15に示す光伝送モジュール30の構造は、光素子20として半導体レーザ素子21(図6参照)などの発光素子を有する光伝送モジュール、あるいは光素子20として受光素子を有する光伝送モジュールのいずれか一方、または両方に適用することができる。特に、光素子20として半導体レーザ素子21(図6参照)などの発光素子を有する光伝送モジュールに適用した場合には、放熱性向上の効果が大きい。
Note that the various modifications described in the first embodiment can be applied to the
また、本実施の形態のように、複数の光素子20を1つのパッケージ内に搭載する光伝送モジュールの場合には、一方の光素子20を半導体レーザ素子21(図6参照)などの発光素子、他方の光素子20を受光素子とすることにより、1つのパッケージで、光送信機能と光受信機能を併せ持った、送受一体型パッケージとすることもできる。つまり、前記実施の形態1で説明した図1に示す各ボード2に搭載される1対の光伝送モジュール10a、10bを、1パッケージにまとめることができる。
In the case of an optical transmission module in which a plurality of
また、例えば、図14および図15に示す放熱ブロック16の変形例として、前記実施の形態1で説明した図11に示す放熱ブロック16d、あるいは図13に示す放熱ブロック16eを適用することもできる。
For example, as a modification of the
(実施の形態3)
本実施の形態では、前記実施の形態1で説明した半導体装置15上にも放熱ブロックを当接させた構造について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態1で説明した光伝送モジュール10との相違点を中心に説明し、共通する部分は、説明を省略する。図16は、図3に示す光伝送モジュールの変形例である本実施の形態の光伝送モジュールの上面側の内部構造を示す平面図である。また、図17は、図16のE−E線に沿った断面図である。なお、図16では、光素子20と、レンズ12、レンズホルダ13の平面的位置関係を判り易く示すため、図2に示すレンズ12およびコネクタ14を取り除いた状態で示している(レンズ12は2点鎖線で示している)。また、図16の断面図である図17については、図2に示すコネクタ14の図示は省略している。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, a structure in which a heat dissipation block is also brought into contact with the
図16および図17に示す光伝送モジュール31と図3および図4に示す光伝送モジュール10の相違点は、半導体装置15の裏面側に放熱ブロック17が当接している点である。
The difference between the
前記実施の形態で説明したように、半導体装置15は、光素子20を駆動する半導体装置である。言い換えると、半導体装置15には、光素子20を駆動する駆動回路が形成されている。また、半導体装置15は、フリップチップ接続方式により配線基板11上に搭載されている。詳しくは、半導体装置15は、主面(第3主面)15a、主面15aの反対側に位置する主面(第4主面、裏面)15c、および主面15aに形成された複数の半田ボール(バンプ電極)15bを有している。そして、主面15aと配線基板11の上面(素子搭載面)11aが対向するように、半田ボール(バンプ電極)15bを介して配線基板11上に搭載されている。これにより、半導体装置15の主面15aに形成された複数の電極(図示は省略)と配線基板11の複数のボンディングパッド11cはそれぞれ電気的に接続されている。
As described in the above embodiment, the
このように、駆動回路が形成された半導体装置15は、比較的発熱量が大きいため、光伝送モジュール全体の放熱性を向上させる観点から、半導体装置15をフリップチップ接続方式により搭載する場合には、半導体装置15側にも伝熱面積の広い放熱経路を備えていることが好ましい。
Thus, since the
そこで、本実施の形態では、前記実施の形態2で説明した技術を応用し、半導体装置15の主面15c上に放熱ブロック(第2の放熱部材)17を配置した。詳しく説明すると、図16に示すように、レンズホルダ13は、平面視において、四角形の枠形状を成し、光素子20および半導体装置15が搭載される領域を取り囲むように配置(固定)されている。レンズホルダ13には、レンズホルダ13の四辺のうち半導体装置15側の辺に沿って、放熱ブロック17がレンズホルダ13と一体に形成されている。そして、放熱ブロック17の下面17aは、半導体装置15の主面15cと当接している。
Therefore, in the present embodiment, the technique described in the second embodiment is applied, and the heat dissipation block (second heat dissipation member) 17 is disposed on the
これにより、半導体装置15の主面15c側に放熱経路(伝熱経路)を形成することができる。つまり、フリップチップ接続方式を採用することにより不足する伝熱経路の断面積を、放熱ブロック17により補うことができる。また、本実施の形態のように、金属板である放熱ブロック17を主面15cに当接させることにより、ワイヤボンディング方式で半導体装置15と配線基板11を電気的に接続する場合よりも、さらに放熱性を向上させることができる。
Thereby, a heat radiation path (heat transfer path) can be formed on the
また、放熱ブロック17とレンズホルダ13とを、一体に形成することにより、光伝送モジュール31の部品点数を低減することができる。また、レンズホルダ13のように外形寸法が大きい部材と、放熱ブロック17を一体に形成することで、半導体装置15で発生した熱を、効率的に外部に逃がすことができる。
In addition, by forming the
さらに、本実施の形態によれば、光素子20から発生する熱、および半導体装置15から発生する熱を効率的に放熱することができるので、前記実施の形態1で説明した光伝送モジュール10と比較しても、さらに放熱性を向上させることができる。
Furthermore, according to the present embodiment, the heat generated from the
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
例えば、前記実施の形態1〜前記実施の形態3では、光素子20の発光領域または受光領域が光素子20の主面20aにおいて、一方の辺に寄せて配置された例について説明した。しかし、例えば、図18および図19に示すように、主面20aの四辺のうち、対向する2辺の中心を結ぶ中心線(仮想線)に沿って、受発光領域33a(受光領域または発光領域)が形成された光素子33の場合、前記実施の形態2で説明した技術を応用して適用すると特に放熱性を向上させることができる。図18は、図6に示す光素子の変形例である光素子を搭載した光伝送モジュールの上面側の内部構造を示す平面図である。また、図19は、図18のF−F線に沿った断面図である。なお、図18は、前記実施の形態2で説明した図14に対応する平面図、図19は図15に対応する断面図であり、図2に示すコネクタ14は図示を省略している。
For example, in the first to third embodiments, the example in which the light emitting region or the light receiving region of the
図18および図19に示すように、主面20aの四辺のうち、対向する2辺の中心を結ぶ中心線(仮想線)に沿って、複数の受発光領域33a(受光領域または発光領域)が配列されている光素子33の場合、受発光領域33aを配列する配列ラインの両サイドに、放熱ブロック16を当接させるスペースを広く確保することができる。このため、図18および図19に示す光伝送モジュール34では、レンズホルダ13は、平面視において、四角形(詳しくは長方形)の枠形状を成し、複数の光素子20が搭載される領域を取り囲むように配置(固定)されている。そして、レンズホルダ13には、レンズホルダ13の四辺のうち対向する二辺(詳しくは長辺)に沿って配置される放熱ブロック16がそれぞれ形成されている。また、各放熱ブロック16は、レンズホルダ13との連結部から、対向辺に向かって延在している。これにより、複数の放熱ブロック16からの放熱経路を形成することができるので、放熱性をさらに向上させることができる。
As shown in FIGS. 18 and 19, a plurality of light emitting / receiving
また、例えば、前記実施の形態1で説明した各変形例を前記実施の形態2、あるいは前記実施の形態3で説明した放熱ブロック16、17に適用しても良い。 In addition, for example, each modification described in the first embodiment may be applied to the heat radiation blocks 16 and 17 described in the second embodiment or the third embodiment.
本発明は、光通信装置に利用可能である。 The present invention is applicable to an optical communication device.
1 ルータ装置(通信装置)
2 ボード(光通信装置)
2a インタフェースボード(光通信装置)
2b スイッチボード(光通信装置)
3 光ケーブル(光ファイバケーブル)
4 バックプレーン(基板)
5 コネクタ(バックプレーン側コネクタ)
6 マザーボード(配線基板、実装基板)
6a 配線
6b 端子
7 半導体装置
8 インタフェースカード
9 電源コネクタ
10、10a、10b、30、31 光伝送モジュール
11 配線基板
11a 上面(素子搭載面)
11b 下面(外部端子形成面)
11c ボンディングパッド(端子)
11d 配線
11e ランド(端子、外部端子)
11f 半田ボール(バンプ電極)
12 レンズ(光学レンズ)
12a 下面
13 レンズホルダ
13a 支持面
14 コネクタ
14a 光ケーブル(光ファイバケーブル)
15 半導体装置
15a 主面
15b 半田ボール(バンプ電極)
15c 主面(裏面)
16、16d、16e 放熱ブロック(放熱部材)
16a 下面
16b 上面
16c 傾斜面
16f 側面
17 放熱ブロック(放熱部材)
17a 下面
20、33 光素子
20a 主面(第1主面)
20b 主面(第2主面)
20c 電極パッド
20d 半田ボール(バンプ電極)
20e 発光領域
20f レンズ(マイクロレンズ)
20g 活性層
20h クラッド層
20j ミラー面
20k 半導体領域
20m 光路変換ミラー面
20n、20p 辺
20r 端面
21 半導体レーザ素子
21a 半導体レーザ素子(半導体レーザ素子領域)
22 レーザ光
33a 受発光領域(受光領域または発光領域)
34 光伝送モジュール
GND 電極パッド
SIG 電極パッド
θ1、θ2、θ3 角度
1 Router device (communication device)
2 Board (Optical communication device)
2a Interface board (optical communication device)
2b Switch board (optical communication device)
3 Optical cable (optical fiber cable)
4 Backplane (substrate)
5 Connector (backplane side connector)
6 Motherboard (wiring board, mounting board)
11b Bottom surface (external terminal forming surface)
11c Bonding pad (terminal)
11f Solder ball (bump electrode)
12 Lens (optical lens)
15
15c Main surface (back)
16, 16d, 16e Heat dissipation block (heat dissipation member)
16a
20b Main surface (second main surface)
20e
20g
22
34 Optical transmission module GND Electrode pad SIG Electrode pad θ1, θ2, θ3 Angle
Claims (18)
第1主面、前記第1主面とは反対側の第2主面、および前記第2主面に形成された複数のバンプ電極を有し、前記配線基板の前記素子搭載面と前記第2主面が対向するように、前記バンプ電極を介して前記素子搭載面上に搭載される光素子と、
前記光素子の前記第1主面側に固定される光学レンズと、
前記光素子の前記第1主面に当接する第1の面を有し、前記光素子と前記光学レンズの間に固定される放熱部材と、を有することを特徴とする光伝送モジュール。 A wiring board having an element mounting surface, a plurality of terminals formed on the element mounting surface, and a plurality of wirings electrically connected to the plurality of terminals;
A first main surface; a second main surface opposite to the first main surface; and a plurality of bump electrodes formed on the second main surface; and the element mounting surface of the wiring board and the second main surface. An optical element mounted on the element mounting surface via the bump electrode so that the main surface is opposed;
An optical lens fixed to the first principal surface side of the optical element;
An optical transmission module comprising: a first surface abutting on the first main surface of the optical element; and a heat dissipating member fixed between the optical element and the optical lens.
前記光伝送モジュールは、
前記配線基板の前記素子搭載面上に固定され、前記光学レンズを支持するレンズホルダを有し、
前記放熱部材は、前記レンズホルダと一体に形成されていることを特徴とする光伝送モジュール。 In claim 1,
The optical transmission module is:
A lens holder fixed on the element mounting surface of the wiring board and supporting the optical lens;
The optical transmission module, wherein the heat radiating member is formed integrally with the lens holder.
前記光素子は、前記第1主面側に、前記光学レンズに向かってレーザ光を出射する発光領域を有する半導体レーザ素子であって、
前記放熱部材は、前記第1主面において、前記発光領域を露出させるように配置されていることを特徴とする光伝送モジュール。 In claim 2,
The optical element is a semiconductor laser element having a light emitting region for emitting laser light toward the optical lens on the first main surface side,
The heat radiating member is disposed on the first main surface so as to expose the light emitting region.
前記放熱部材は、前記第1の面に対して傾斜する第2の面を有していることを特徴とする光伝送モジュール。 In claim 3,
The optical transmission module, wherein the heat radiating member has a second surface inclined with respect to the first surface.
前記放熱部材の前記第1の面と前記第2の面が成す第1の角度は、前記発光領域から出射される前記レーザ光と前記第1主面が成す第2の角度以下であることを特徴とする光伝送モジュール。 In claim 4,
The first angle formed by the first surface and the second surface of the heat radiating member is less than or equal to the second angle formed by the laser light emitted from the light emitting region and the first main surface. A featured optical transmission module.
前記光素子は、
前記第1主面と前記第2主面の間において、前記第1主面に沿って延びる活性層と、
前記第1主面に沿って延びるように形成され、前記活性層で形成された光を発振させて前記レーザ光を形成する共振器と、
前記共振器で形成された前記レーザ光を前記第1主面の前記発光領域に向かって反射する反射鏡面と、を有し、
前記放熱部材は、前記活性層と厚さ方向に重なる位置に配置されていることを特徴とする光伝送モジュール。 In claim 5,
The optical element is
An active layer extending along the first main surface between the first main surface and the second main surface;
A resonator formed so as to extend along the first main surface, and oscillates the light formed in the active layer to form the laser beam;
A reflecting mirror surface that reflects the laser light formed by the resonator toward the light emitting region of the first main surface;
The optical transmission module, wherein the heat radiating member is disposed at a position overlapping the active layer in a thickness direction.
前記光素子の前記第1主面は、
前記活性層の延在方向に沿った第1辺、および前記第1辺と交差する第2辺を有し、
前記光素子は、
前記第1主面の前記第2辺に沿って複数の発光領域を有し、
前記放熱部材は、前記第2辺に沿って延びていることを特徴とする光伝送モジュール。 In claim 6,
The first main surface of the optical element is
Having a first side along the extending direction of the active layer, and a second side intersecting the first side;
The optical element is
A plurality of light emitting regions along the second side of the first main surface;
The optical transmission module, wherein the heat radiating member extends along the second side.
前記配線基板の前記素子搭載面上には、複数の光素子が搭載され、
前記レンズホルダは、平面視において四角形の枠形状を成し、前記複数の光素子が搭載される領域の周囲を取り囲むように固定され、
前記レンズホルダには、前記レンズホルダの四辺のうち対向する二辺に沿って、前記放熱部材がそれぞれ形成されていることを特徴とする光伝送モジュール。 In claim 2,
A plurality of optical elements are mounted on the element mounting surface of the wiring board,
The lens holder has a rectangular frame shape in plan view, and is fixed so as to surround a region where the plurality of optical elements are mounted,
The optical transmission module, wherein the heat dissipation member is formed on each of the lens holders along two opposing sides of the four sides of the lens holder.
前記配線基板の前記素子搭載面上には、第3主面、前記第3主面とは反対側の第4主面、および前記第3主面に形成された複数のバンプ電極を有し、前記光素子を駆動する半導体装置が、前記配線基板の前記素子搭載面と前記第3主面が対向するように、前記バンプ電極を介して前記素子搭載面上に搭載され、
前記レンズホルダは、平面視において四角形の枠形状を成し、前記光素子および前記半導体装置が搭載される領域の周囲を取り囲むように固定され、
前記半導体装置の前記第4主面には、前記レンズホルダの前記半導体装置側の辺において、前記レンズホルダと一体に形成される他の放熱部材が当接していることを特徴とする光伝送モジュール。 In claim 2,
On the element mounting surface of the wiring board, a third main surface, a fourth main surface opposite to the third main surface, and a plurality of bump electrodes formed on the third main surface, A semiconductor device for driving the optical element is mounted on the element mounting surface via the bump electrode so that the element mounting surface of the wiring board and the third main surface face each other.
The lens holder has a rectangular frame shape in plan view, and is fixed so as to surround a region where the optical element and the semiconductor device are mounted,
An optical transmission module, wherein the fourth main surface of the semiconductor device is in contact with another heat radiating member formed integrally with the lens holder on the side of the lens holder on the semiconductor device side. .
前記光伝送モジュールは、
素子搭載面、前記素子搭載面に形成された複数の端子、および前記複数の端子と電気的に接続される複数の第2配線を有する第2配線基板と、
第1主面、前記第1主面とは反対側の第2主面、および前記第2主面に形成された複数のバンプ電極を有し、前記第2配線基板の前記素子搭載面と前記第2主面が対向するように、前記バンプ電極を介して前記素子搭載面上に搭載され、かつ、前記複数の端子と電気的に接続される光素子と、
前記光素子の前記第1主面側に固定される光学レンズと、
前記光素子の前記第1主面に当接する第1の面を有し、前記光素子と前記光学レンズの間に固定される放熱部材と、を有することを特徴とする光通信装置。 A first wiring board on which a plurality of first wirings are formed, and an optical transmission module mounted on the first wiring board;
The optical transmission module is:
A second wiring board having an element mounting surface, a plurality of terminals formed on the element mounting surface, and a plurality of second wirings electrically connected to the plurality of terminals;
A first main surface, a second main surface opposite to the first main surface, and a plurality of bump electrodes formed on the second main surface; and the element mounting surface of the second wiring board and the second main surface An optical element mounted on the element mounting surface via the bump electrode and electrically connected to the plurality of terminals so that the second main surface is opposed;
An optical lens fixed to the first principal surface side of the optical element;
An optical communication apparatus, comprising: a first surface that contacts the first main surface of the optical element; and a heat radiating member fixed between the optical element and the optical lens.
前記光伝送モジュールは、
前記第2配線基板の前記素子搭載面上に固定され、前記光学レンズを支持するレンズホルダを有し、
前記放熱部材は、前記レンズホルダと一体に形成されていることを特徴とする光通信装置。 In claim 10,
The optical transmission module is:
A lens holder fixed on the element mounting surface of the second wiring board and supporting the optical lens;
The optical communication device, wherein the heat radiating member is formed integrally with the lens holder.
前記光素子は、前記第1主面側に、前記光学レンズに向かってレーザ光を出射する発光領域を有する半導体レーザ素子であって、
前記放熱部材は、前記第1主面において、前記発光領域を露出させるように配置されていることを特徴とする光通信装置。 In claim 11,
The optical element is a semiconductor laser element having a light emitting region for emitting laser light toward the optical lens on the first main surface side,
The heat radiating member is disposed on the first main surface so as to expose the light emitting region.
前記放熱部材は、前記第1の面に対して傾斜する第2の面を有していることを特徴とする光通信装置。 In claim 12,
The optical communication device, wherein the heat dissipation member has a second surface inclined with respect to the first surface.
前記放熱部材の前記第1の面と前記第2の面が成す第1の角度は、前記発光領域から出射される前記レーザ光と前記第1主面が成す第2の角度以下であることを特徴とする光通信装置。 In claim 13,
The first angle formed by the first surface and the second surface of the heat radiating member is less than or equal to the second angle formed by the laser light emitted from the light emitting region and the first main surface. An optical communication device.
前記光素子は、
前記第1主面と前記第2主面の間において、前記第1主面に沿って延びる活性層と、
前記第1主面に沿って延びるように形成され、前記活性層で形成された光を発振させて前記レーザ光を形成する共振器と、
前記共振器で形成された前記レーザ光を前記第1主面の前記発光領域に向かって反射する反射鏡面と、を有し、
前記放熱部材は、前記活性層と厚さ方向に重なる位置に配置されていることを特徴とする光通信装置。 In claim 14,
The optical element is
An active layer extending along the first main surface between the first main surface and the second main surface;
A resonator formed so as to extend along the first main surface, and oscillates the light formed in the active layer to form the laser beam;
A reflecting mirror surface that reflects the laser light formed by the resonator toward the light emitting region of the first main surface;
The optical communication device, wherein the heat dissipating member is disposed at a position overlapping the active layer in the thickness direction.
前記光素子の前記第1主面は、
前記活性層の延在方向に沿った第1辺、および前記第1辺と交差する第2辺を有し、
前記光素子は、
前記第1主面の前記第2辺に沿って複数の発光領域を有し、
前記放熱部材は、前記第2辺に沿って延びていることを特徴とする光通信装置。 In claim 15,
The first main surface of the optical element is
Having a first side along the extending direction of the active layer, and a second side intersecting the first side;
The optical element is
A plurality of light emitting regions along the second side of the first main surface;
The optical communication device, wherein the heat dissipation member extends along the second side.
前記第2配線基板の前記素子搭載面上には、複数の光素子が搭載され、
前記レンズホルダは、平面視において四角形の枠形状を成し、前記複数の光素子が搭載される領域の周囲を取り囲むように固定され、
前記レンズホルダには、前記レンズホルダの四辺のうち対向する二辺に沿って、前記放熱部材がそれぞれ形成されていることを特徴とする光通信装置。 In claim 11,
A plurality of optical elements are mounted on the element mounting surface of the second wiring board,
The lens holder has a rectangular frame shape in plan view, and is fixed so as to surround a region where the plurality of optical elements are mounted,
The optical communication device, wherein the heat dissipation member is formed on each of the lens holders along two opposite sides of the four sides of the lens holder.
前記第2配線基板の前記素子搭載面上には、第3主面、前記第3主面とは反対側の第4主面、および前記第3主面に形成された複数のバンプ電極を有し、前記光素子を駆動する半導体装置が、前記第2配線基板の前記素子搭載面と前記第3主面が対向するように、前記バンプ電極を介して前記素子搭載面上に搭載され、
前記レンズホルダは、平面視において四角形の枠形状を成し、前記光素子および前記半導体装置が搭載される領域の周囲を取り囲むように固定され、
前記半導体装置の前記第4主面には、前記レンズホルダの前記半導体装置側の辺において、前記レンズホルダと一体に形成される他の放熱部材が当接していることを特徴とする光通信装置。 In claim 11,
A third main surface, a fourth main surface opposite to the third main surface, and a plurality of bump electrodes formed on the third main surface are provided on the element mounting surface of the second wiring board. The semiconductor device for driving the optical element is mounted on the element mounting surface via the bump electrode so that the element mounting surface of the second wiring substrate and the third main surface are opposed to each other.
The lens holder has a rectangular frame shape in plan view, and is fixed so as to surround a region where the optical element and the semiconductor device are mounted,
An optical communication device characterized in that another heat radiating member formed integrally with the lens holder is in contact with the fourth main surface of the semiconductor device on a side of the lens holder on the semiconductor device side. .
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