JP2012018231A - 光伝送路保持部材と光モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】 光半導体素子と光伝送路を光結合するための光伝送路保持部材において、光半導体素子と光伝送路との光結合の信頼性向上を実現する。
【解決手段】 光伝送路を保持するための保持穴2と、保持穴2の一方の開口3を含む光半導体素子搭載面4に設けられ光半導体素子を搭載するための電気配線5と、を有する光伝送路保持部材であって、光半導体素子搭載面4の電気配線5を除く領域の一部に、保持穴2の開口3に隣接して溝6が設けられている。
【選択図】 図1
【解決手段】 光伝送路を保持するための保持穴2と、保持穴2の一方の開口3を含む光半導体素子搭載面4に設けられ光半導体素子を搭載するための電気配線5と、を有する光伝送路保持部材であって、光半導体素子搭載面4の電気配線5を除く領域の一部に、保持穴2の開口3に隣接して溝6が設けられている。
【選択図】 図1
Description
本発明の一実施形態は、光伝送路保持部材とそれを用いた光モジュールに関する。
近年、電子機器間や電子機器内部の信号伝送において、高速化や低ノイズ化を実現する技術として、光を用いた信号伝送(光信号伝送)が注目されている。光信号伝送に用いる光結合装置(光モジュール)の一つとして、発光素子又は受光素子などの光半導体素子と光ファイバなどの光伝送路とを、レンズなどの光学部品を用いずに直接光結合することができる、光伝送路保持部材を用いた光モジュールが提案されている。
光伝送路を保持すると共に光半導体素子を搭載する光伝送路保持部材において、光半導体素子と光伝送路との光結合の信頼性向上をはかる。
実施形態によれば、光伝送路を保持するための保持穴と、該保持穴の一方の開口を含む光半導体素子搭載面に設けられ光半導体素子を搭載するための電気配線と、を有する光伝送路保持部材であって、光半導体素子搭載面の前記電気配線を除く領域の一部に、前記保持穴の開口に隣接して溝が設けられている。
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の図面は図解のために提供されるものであり、必ずしもこれらの図面に限定されるものではない。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係わる光伝送路保持部材の概略構成を説明するためのもので、図1(a)は光伝送路保持部材を光半導体素子搭載面側から見た斜視図、図1(b)は図1(a)に示したA−A’における断面図である。
図1は、第1の実施形態に係わる光伝送路保持部材の概略構成を説明するためのもので、図1(a)は光伝送路保持部材を光半導体素子搭載面側から見た斜視図、図1(b)は図1(a)に示したA−A’における断面図である。
図1において、1は保持部材本体、2は光伝送路を保持するための保持穴、3は保持穴2の一方の開口、4は光半導体素子搭載面、5は電気配線、6は溝、11は保持穴2の他方の開口である。
保持部材本体1には、光半導体素子搭載面4とこれに対向する面との間に貫通して、例えば光ファイバなどの光伝送路を保持するための保持穴2が設けられている。保持部材本体1の光半導体素子搭載面4には、光半導体素子と電気接続のための電気配線5が形成されている。保持穴2の一方の開口3と電気配線5は光半導体素子搭載面4に設けてあり、光半導体素子搭載面4には更に、光半導体素子と光伝送路を光結合するための光結合材の流出経路となる溝6が形成されている。
保持部材本体1は、例えばエポキシ樹脂,ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂,ポリブチレンテレフタラート(PBT)樹脂などの樹脂に、例えば酸化シリコンやアルミナなどのフィラーを充填した材料を用いて形成されている。図1(a)において保持部材本体1の寸法は、例えば幅4.4mm、奥行き4.5mm、高さ1.0mmである。
保持部材本体1は、例えば金属鋳型を用いて前述の樹脂を射出成形することによって形成される。なお、図1では保持部材本体1の外形を直方体としたが、これは任意の形状に加工することが可能ある。また、光半導体素子と光伝送路を光結合した光モジュールを作製する際、保持部材本体1の光半導体素子搭載面4が保持穴2に垂直であると、光半導体素子の受光面と光伝送路の端面が平行に配置されるため、戻り光雑音を発生しやすい。これを解消するため、保持部材本体1の光半導体素子搭載面4を、図1(a)の視点から見て上下方向に所定の角度(例えば2度以上)傾けて形成してもよい。
電気配線5は、保持部材本体1の光半導体素子搭載面4に、例えばCuやCu合金からなるリードフレーム(例えば、1本の幅が50μm、隣接するリードとの間隔が75μm)を埋め込んで形成したものである。さらに、電気配線5は、光半導体素子搭載面4に表面部を露出させ、光半導体素子搭載面4と隣接する面(保持部材本体1の側面)にリードフレームの端面部(例えば50μm×50μm)を露出させている。
電気配線5の表面は、例えばNi/Auめっきなどの表面処理を施してある。これにより、例えば超音波フリップチップ実装などの手法を用いて光半導体素子を光半導体素子搭載面4に搭載することができる。また、保持部材本体1の側面に露出したリードフレームの端面は電極パッドとして使用可能であり、例えばワイヤボンディングなどを行うことで、例えば外部の電気配線などに電気接続することができる。リードフレームの埋め込みは、前述の射出成形の際、例えばリードフレームを鋳型に固定した状態で保持部材本体1を成形することで実現できる。
なお、電気配線5は、例えば三次元めっき配線など三次元的な配線形成プロセスを用いて形成してもよい。この場合でも、光半導体素子搭載面4に光半導体素子を搭載可能なのは勿論のこと、光半導体素子搭載面4から保持部材本体1の側面へ続く電気配線5を形成し、側面に形成された配線領域を外部と電気接続するための電極パッドとして用いることができる。なお、本実施形態の主旨は、電気配線5の本数、形状、配線幅、配線ピッチなどによって限定されないことは述べるまでもない。
保持穴2は貫通穴であり、保持部材本体1の内部に所定の間隔で並列するように設けてあり、光半導体素子搭載面4に一方の開口3を、光半導体素子搭載面4とは別の面に他方の開口11を有する。保持穴2の直径は例えば125μm、隣接する保持穴2とのピッチは例えば250μmとする。保持穴2の他方の開口11は光伝送路の挿入口として用い、保持穴2に挿入された光伝送路と、光半導体素子搭載面4に搭載された光半導体素子は、保持穴2の一方の開口3側で光結合される。
なお、図1(a)では保持穴2を円形の貫通穴としたが、これは円形以外の形状でもよい。また、図1(a)には4本の保持穴2を設けた光伝送路保持部材を示したが、保持部材本体1に設ける保持穴2の数は必要に応じて適宜変更可能である。
溝6は、光半導体素子搭載面4において一方の開口3の周縁部と光半導体素子搭載面4の周縁部との間に設けた凹部(例えば、幅100μm、深さ50μm)である。溝6は、例えば、保持部材本体1を成形する際、表面に凸部を設けた鋳型を光半導体素子搭載面4に対向させることで形成可能である。
図1(a)では、溝6の一端が一方の開口3の周縁部に、溝6の他端が光半導体素子搭載面4の周縁部に接続するように直線状に溝6を形成した例を示したが、溝6は一方の開口3と光半導体素子搭載面4の間に一方の開口3に隣接して形成されていれば任意の形状でかまわない。例えば、溝6の形状は直線状に限らず任意の形状でよく、溝6は一方の開口3の周縁部を完全に取り囲む溝であってもよいし、一方の開口3の周縁部や光半導体素子搭載面4の周縁部に到達しなくてもよい。また、溝6の凹部の断面形状は図1(b)のような円弧状に限らず、任意の形状を用いることができる。さらに、溝6の本数は適宜変更可能である。なお、溝6は図1に示したように、全ての保持穴2の一方の開口3について設けることが望ましい。
ここで、図1に示した光伝送路保持部材によって得られる効果を、図2を用いて説明する。図2は、保持部材本体1の保持穴2に光伝送路を光結合材と共に挿入する工程における、光結合材の流出過程を説明するための図面である。図2(a)は本実施形態の光伝送路保持部材における流出過程を示す保持部材本体1の断面図、図2(b)は比較対象として示した(特許文献1)に記載された光伝送路保持部材における流出過程を示す保持部材本体101の断面図である。なお、図2では、図1と同一の部分には同一の番号を付し、その詳しい説明は省略する。
図2において、7は光伝送路、8は光半導体素子、9は光結合材、10は光結合材中に存在する気泡、13はAuスタッドバンプ、101は溝6を設けない保持部材本体である。
光伝送路7は、保持部材本体1の保持穴2に保持され、保持穴2の一方の開口3付近で後述の光半導体素子8と光結合させる。光伝送路7は、例えばガラスやプラスチックを用いた光ファイバ(例えば、直径が125μm、コア径が50μmのGI(Graded Index)ファイバ)などを用いることができる。光伝送路7は単芯でもよいし、複数の光ファイバを等ピッチ(例えば250μmピッチ)でリボン状に束ねたものでもよい。
光半導体素子8は、光半導体素子搭載面4の電気配線5に、例えば超音波フリップチップ実装などを用いて搭載してある。光半導体素子8は発光素子又は受光素子で、発光素子として例えば面発光レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting LASER)、受光素子として例えばPINフォトダイオードなどを用いることができる。光半導体素子8は、光半導体素子搭載面4と対向する面に、発光領域又は受光領域と電極とを備えている。光半導体素子8の電極は、保持部材本体1及び101に設けられた電気配線5と等間隔(本例では125μm)で配列してあり、例えばAuスタッドバンプ,Auめっきバンプ,半田バンプなどのバンプを介して、保持部材本体1及び101の電気配線5と電気的に接続されている。
また、光半導体素子8の発光領域又は受光領域(例えば、直径10μm〜100μm)は、保持部材本体1及び101の一方の開口3と等間隔(本例では250μm)に配列されている。そして、光半導体素子8は、その発光領域又は受光領域が、保持穴2の一方の開口3上に位置するように光半導体素子搭載面4に搭載され、保持穴2に挿入された光伝送路7と光結合できるようになっている。
光結合材9は、保持部材本体1及び101の電気配線5に光半導体素子8が搭載され、保持穴2に光伝送路7が保持された光モジュールにおいて、光半導体素子8の発光領域又は受光領域と光伝送路7を光結合する。また、光結合材9は、光半導体素子8と電気配線5の電気接続部分を保護、補強すると共に光半導体素子8を固定する。光結合材9は、少なくとも使用する光信号波長において透過性を有することが望ましく、光結合材9の屈折率は光伝送路7のコアの屈折率とほぼ等しいことが望ましい。
また、光結合材9は、熱硬化性若しくは紫外線硬化性を有すると共に、アンダーフィル機能として応力緩和性に優れている材料が望ましい。光結合材9としては、例えばエポキシ樹脂やシリコン樹脂などを使用できる。また、本実施形態では、光結合と電気接続保護を、光結合材9のみで実施する例を示してあるが、光結合には光結合材9を用い、電気接続保護は光結合材9と別の樹脂を用いて実現してもよい。
図2(a)(b)に示した、光伝送路保持部材を用いた光モジュールの製造工程では、光半導体素子8を搭載した保持部材本体1及び101の保持穴2の他方の開口11に光結合材9を塗布した後に、保持穴2内に開口11から光伝送路7を挿入する。光伝送路7によって押された光結合材9は、保持部材本体1及び101の一方の開口3から溢れ、光半導体素子8の発光領域又は受光領域に到達し、保持部材本体1の光半導体素子搭載面4と光半導体素子8の間の隙間を通って外部に流出する。
ここで、光結合材9中には、樹脂の製造工程で巻き込まれたり、光結合材9の塗布時に保持穴2に残留したり、加熱時に発生するなどした気泡10(例えば直径10〜100μm)が存在している。気泡10の大きさは、光半導体素子8に形成された発光領域又は受光領域の大きさ(本例では発光領域の直径が10μm〜100μm)と比べて無視できないほど大きい。このため、気泡10が光半導体素子8と光伝送路7の光結合部に残留すると、気泡10と光結合材9の界面で光が散乱されて光結合効率が大幅に低下する。この場合、例えば信号がノイズに埋もれてエラーレートが増大したり、気泡10と光結合材9の界面で光が反射されて戻り光となるため、発光素子である光半導体素子8の発光が不安定になるなど、光結合の信頼性が低下するという問題が発生する。
保持穴2の一方の開口3から押し出された光結合材9の流出経路である光半導体素子搭載面4と光半導体素子8との間隔は、例えば3〜10μmである。このため、図2(b)に示したような保持部材本体101を用いた場合、気泡10が光半導体素子搭載面4と光半導体素子8との間隔に対して小さいため、気泡10が光半導体素子搭載面4と光半導体素子8との間に押し込まれにくく気泡10が残留しやすい。
一方、本実施形態の保持部材本体1を用いた場合、一方の開口3の周縁部に溝6を設けてあるため、一方の開口3から押し出された光結合材9が通過する光半導体素子搭載面4と光半導体素子8との間隔を、部分的に大きくすることができる。これにより、光結合材9中に存在する気泡10が溝6を通り外部に流出されるため、光半導体素子8と光伝送路7の光結合部に残留することを防ぐことができる。この結果、光半導体素子8と光伝送路7の光結合の信頼性を向上させ、前述した信号伝送の不安定化を防ぐことができる。
このように本実施形態の光伝送路保持部材では、保持部材本体1の光半導体素子搭載面4に溝6を設けることで、光半導体素子搭載面4と光半導体素子8との間隔よりも大きな気泡10を外部に流出させることができる。このため、光半導体素子8と光伝送路7の光結合部に気泡10が残留することを防ぐことができ、光伝送路保持部材を用いた光モジュールにおける光半導体素子8と光伝送路7の光結合の信頼性向上が可能である。
溝6が保持部本体1への光半導体素子搭載面4の周縁部に到達していれば、気泡10を本体1の外部に排出できるし、溝6が周縁近傍に達していれば、光半導体素子8の発光,受光の妨げにならず、光結合の信頼性は低下しない。
なお、溝6の断面積(光結合材9が流れる方向に対して垂直な面の面積)は、保持穴2の一方の開口3の面積と同じか、それより大きいことが望ましい。これは例えば、幅150μm、深さ100μmの長方形状の断面を有する溝で実現できる。前述のように、保持部材本体1に光伝送路7を挿入する工程において、光半導体素子8と光伝送路7の光結合部に気泡10が残留する原因の一つは、一方の開口3から流出する光結合材7の流出速度が小さいことにある。これは、保持穴2を流れる光結合材9の流量に対して、光結合材9が一方の開口3から外部まで流出する経路の流量が小さいため、一方の開口3を境に流速が制限されるためである。これを解消するためには、一方の開口3から外部まで流出する光結合材9の流量を、保持穴2の流量より大きくすればよい。これは溝6において、溝6の断面積を一方の開口3の断面積と同じか、それより大きくすることで実現できる。
なお、一方の開口3から延びた溝6が複数の支流の溝に分岐している場合は、各々の支流の溝の断面積の和が、一方の開口3の面積と同じかそれより大きければ同様の効果が得られる。
図3及び図4は、保持部材本体1に設けた溝6の変形例である。なお、図1と同一の部分には同一の番号を付し、詳しい説明は省略する。
図3に示すように、光半導体素子搭載面4の図面下部側に電気配線5が存在する場合であり、電気配線5を避けて該配線5の左右に溝6を設けている。
保持部材本体1の側面に露出した電気配線5の断面を外部と電気接続するための電極として用いる場合、溝を設けていない保持部材本体101では、光伝送路7の挿入工程で、流出した光結合材9の付着により電気配線5が汚染される問題が起こりえる。このため、図4(a)に示すように溝6を光半導体素子搭載面4の図面の下側にのみ形成することで、前述した光伝送路挿入工程で開口の一方3から流出する光結合材9により電気配線5が汚染されるのを防ぐことができる。なお、溝6の形成位置は図面下側に限らず、光結合材9による汚染から保護したい電気配線5の部分によって適宜変更してもよい。また、図4(b)に示すように、光モジュール作製工程で光結合材の流出を光半導体素子搭載面4の上下に分散させるため、溝6を図面の上下両側に形成してもよい。また、前記図3の構成において、溝6を図面の上下両側に形成するようにしてもよい。
なお、(特許文献1)では、保持部材本体の光半導体素子搭載面に、複数の保持穴を挟むように2本の凸部を設けることにより、保持穴から流出した光結合材を凸部間の間隙から外部に逃がすことはできる。しかし、この場合、最外側の保持穴に関しては問題ないが、それよりも内側の保持穴に関しては、該穴から流出した光結合材が他の保持穴の開口上を通ることになり、前述した気泡10を外部に排出する点から望ましくない。これに対し本実施形態では、隣り合う保持穴2と別の方向に溝6が設けられているため、保持穴2から流出した光結合材を速やかに外部に流出させることができる。
また、(特許文献1)では、光半導体素子搭載面に凸部を形成するための別のプロセスが必要となる。これに対し本実施形態では、鋳型を用いた射出成形により溝を有する保持部材本体を形成できるため、溝形成のために別のプロセスを必要とすることはない。従って、製造プロセスの簡略化及び製造コストの低減化に寄与することができる。
(第2の実施形態)
図5は、第2の実施形態に係わる光伝送路保持部材の概略構成を説明するためのもので、図5(a)は光伝送路保持部材を光半導体素子搭載面側から見た斜視図、図5(b)は図5(a)に示したB−B’における断面図である。なお、図1と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
図5は、第2の実施形態に係わる光伝送路保持部材の概略構成を説明するためのもので、図5(a)は光伝送路保持部材を光半導体素子搭載面側から見た斜視図、図5(b)は図5(a)に示したB−B’における断面図である。なお、図1と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
本実施形態では、図5(a)に示すように、保持穴2の一方の開口3と同心円状の溝16を一方の開口3から所定の距離隔てて設けている。これにより一方の開口3の周縁部と溝16の内周に囲まれた領域の、光半導体素子8と光半導体実装面4の間隔を狭くすることができる。なお、溝16は必ずしも真円形状のリングである必要はなく、楕円形状のリングであってもよい。
前述した保持部材本体1の保持穴2に、光結合材9と共に光伝送路7を挿入する工程において、光伝送路7に押し出され一方の開口3から流出した光結合材9は、この一方の開口3の周縁部と溝16の内周に囲まれた領域を経由して、溝16に達する。また、一方の開口3から流出する光結合材9が全ての方向に均等に流出させるために、溝16は一方の開口3と同心円状をなしている。
図6は、保持部材本体1の保持穴2に光伝送路7を光結合材9と共に挿入する工程における、光結合材9の流出過程を説明するためのもので、保持部材本体1の断面図である。但し、溝16は、一方の開口3と同心円状のリング状の溝であり、一方の開口3から所定の距離隔てて設けてある。
第1の実施形態では、一方の開口3に接続した溝6を設けることで、光半導体素子8と光半導体素子搭載面4との間隔よりも大きな気泡10が外部に流出する経路を確保し、気泡10の残留を抑制している。これに対して本実施形態では、一方の開口3と同心円状の溝16を用いて光半導体素子8の発光領域又は受光領域付近の樹脂の流速を局所的に大きくすることで、気泡10の流出を促し残留を抑制している。
図6に示すように、一方の開口3から所定の距離隔てて一方の開口3と同心円状の溝16を設けた光伝送路保持部材では、光半導体素子8と光半導体素子搭載面4との間隔が、一方の開口3の周縁部と溝16の内周に囲まれた領域では狭く、この領域を取り囲む溝16の部分では広くなっている。これにより、図1(a)に示したような一方の開口3を溝6に接続させた保持部材本体1と比べ、気泡10の残留を抑制したい光半導体素子8の発光領域又は受光領域と光伝送路7の光結合部の部分のみ、光結合材9の流速を局所的に大きくすることができる。この結果、光結合材9中に存在する気泡10が光結合材9と共に押し出されやすくなり、光半導体素子8と光伝送路7の光結合部に残留することを防ぐことが可能となる。従って、前述の信号伝送の不安定化を防ぎ、光半導体素子8と光伝送路7の光結合の信頼性向上の実現が可能である。
このように本実施形態の光伝送路保持部材では、保持部材本体1の光半導体素子搭載面4に、保持穴2の一方の一方の開口3と周縁部から所定の距離だけ隔てて、一方の開口3と同心円状の溝16を設けることで、光結合材9の流出速度を大きくすることができる。この結果、光半導体素子8と光伝送路7の光結合部に光結合材9中に存在する気泡10が残留することを防ぐことができ、光伝送路保持部材を用いた光モジュールにおける光半導体素子8と光伝送路7の光結合の信頼性向上が可能である。
なお、保持穴2の一方の開口3の周縁部と溝16の内周に囲まれた領域では、光半導体素子8と光半導体素子搭載面4との間隔が気泡10に比べて狭い。従って、光半導体素子8と光半導体素子搭載面4との間を気泡10が通過させるためには、開口3の半径と溝16の内周の直径の差を気泡10の直径よりも小さい長さ、例えば1〜5μmにすることが望ましい。
図7(a)(b)は図5で示した溝16の変形例である。図1と同一の部分には同一の番号を付し、詳しい説明は省略する。図7において、16aは同心円状の溝、16bは同心円状の溝16aに接続する他の溝である。溝16bの一端は、保持部材本体1の光半導体素子搭載面4の周縁部に達している。
図7(a)のように、同心円状の溝16aに、他の溝16bが接続していてもよい。他の溝16bは、図7(a)のように1本の直線的な溝に限らず、任意の形状でよく、また何本設けてもよい。また、図7(b)に示すように、同心円状の溝に前記図4(b)に示した溝を接続した溝16としてもよい。
(第3の実施形態)
図8は第3の実施形態に係わる光モジュールの概略構成を説明するためのもので、図8(a)は斜視図、図8(b)は図8(a)の光モジュールの保持穴2に沿った断面図である。なお、図1及び図2と同一の部分には同一符号を付し、その詳しい説明は省略する。
図8は第3の実施形態に係わる光モジュールの概略構成を説明するためのもので、図8(a)は斜視図、図8(b)は図8(a)の光モジュールの保持穴2に沿った断面図である。なお、図1及び図2と同一の部分には同一符号を付し、その詳しい説明は省略する。
本実施形態の光モジュールは、図1の説明で述べた光伝送路保持部材と、図2の説明で述べた、光伝送路7,光半導体素子8,及び光結合材9からなる。
光半導体素子8は、発光領域又は受光領域及び電極を有する面を持ち、光半導体素子8の発光領域又は受光領域が保持部材本体1の開口3の中心に位置するように、光半導体素子8の電極と電気配線5がバンプを介して電気接続されている。光伝送路7は、保持部材本体1の保持穴2に挿入され、保持穴2に挿入した側の先端が光半導体素子8の発光領域又は受光領域と対向した状態で機械的に保持される。光結合材9は、光半導体素子8と光伝送路7との間及び保持穴2内部に充填されており、光半導体素子8と光伝送路7との光結合と、光半導体素子8の電極と電気配線8との電気接続部分の保護及び光半導体素子8と光伝送路7の固定の役割を果たす。
図9(a)〜(c)は、本実施形態の光モジュールの製造方法を説明するための、各工程における光モジュールの断面図である。図9(a)は光結合材9の塗布工程、図9(b)は光伝送路7の挿入工程の直前の状態、図9(c)は光伝送路7の挿入工程の途中の状態を示している。なお、図8と同一の部分には同一符号を付し、その詳しい説明は省略する。
光モジュールの製造工程は、保持部材本体1へ光半導体素子8を搭載する工程、これに続く保持部材本体1の他方の開口11へ光結合材9を塗布する工程、これに続く保持部材本体1の保持穴2へ光伝送路7を挿入し、且つ一方の開口3から光結合材9を押し出す工程からなる。
以下では、保持部材本体1に設けられた溝6に関係する、光結合材9の塗布工程と光伝送路7の挿入工程について説明する。
図9(a)に示すように、光結合材9の塗布工程では、例えば超音波フリップチップ実装などで電気配線5に光半導体素子8が搭載された保持部材本体1の他方の開口11の部分に光結合材9を塗布する。光結合材9として、例えば樹脂材料などを使用する場合は、例えばディスペンサなどを用いて塗布する。なお、光結合材9の塗布工程では、複数回に分けて注ぎ足しながら塗布すると、先に塗布した光結合材9と追加で塗布した光結合材9との間に、気泡10が混入するおそれがある。このため、光結合材9を注ぎ足して塗布することは避けるのが望ましい。また、塗布する光結合材9は、光伝送路7を挿入の際に保持穴2内の空気が一方の開口3側のみから抜け出るように、他方の開口11を完全に覆うように塗布する。さらに、光結合材9は、保持穴2内を光伝送路7に押され、開口3から流出し、光半導体素子7の発光又は受光領域と光伝送路8に充填される必要があるため、これに十分な量を塗布する。
次に、図9(b)(c)に示す光伝送路7の挿入工程では、光伝送路7を他方の開口11から保持穴2に挿入し、一方の開口3に達するまで押し込む。光伝送路7を押し込むことにより、光伝送路7は開口11に塗布した光結合材9を保持穴に2に押し込む。これにより、光結合材9は、開口3から押し出され、光半導体素子8と光半導体素子搭載面4の間及び保持穴2の内部に充填される。光伝送路7の挿入工程においては、光結合材9の内部に気泡10の巻き込みを防ぐため、挿入が完了するまで一定の速度で挿入することが望ましい。この工程では、保持部材本体1の溝6が、光伝送路7により一方の開口3から押し出された光結合材9を、開口3付近で流出させる経路となる。このため、溝6がない場合に比べ、光結合材9の流出速度が大きくなり、光半導体素子8の発光又は受光領域と光伝送路7の間に気泡10が残留せず、光結合性のよい光モジュールを製造可能となる。
光伝送路7を所定の位置まで挿入後、光結合材9を硬化させる。光結合材9の硬化は、光結合材9の種類に応じて必要な処理を施す。光結合材9が、例えば熱硬化樹脂の場合は加熱処理、例えば紫外線硬化樹脂の場合は紫外線照射を行い硬化させる。なお、熱硬化樹脂の場合は、光半導体素子8の特性を劣化させない温度範囲で硬化する熱硬化樹脂を使用することが望ましい。
以上のように、溝6を設けた光伝送路保持部材を用いて作製された光モジュールは、その作製工程において、光伝送路7より開口の一方3から押し出された光結合材9を溝6から流出させることで、光結合材9の流出速度を大きくことができる。従って、光半導体素子8の発光又は受光領域と光伝送路7の間に気泡10が残留せず、光結合性のよい光モジュールを製造可能となる。
(変形例)
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。実施形態では、保持部材本体の形状を直方体としたが、必ずしもこれに限るものではなく、各種の形状が使用可能である。また、保持穴の一方の開口と光半導体素子搭載面の周縁部とを接続する溝は、複数の保持穴に連続して設けるのではなく、穴毎に独立して設けるのが望ましい。さらに、保持部材本体に設ける保持穴の寸法や個数等は、仕様に応じて適宜変更可能である。
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。実施形態では、保持部材本体の形状を直方体としたが、必ずしもこれに限るものではなく、各種の形状が使用可能である。また、保持穴の一方の開口と光半導体素子搭載面の周縁部とを接続する溝は、複数の保持穴に連続して設けるのではなく、穴毎に独立して設けるのが望ましい。さらに、保持部材本体に設ける保持穴の寸法や個数等は、仕様に応じて適宜変更可能である。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
1…保持部材本体、2…保持穴、3…一方の開口、4…光半導体素子搭載面、5…電気配線、6,16,16a,16b…溝、7…光伝送路、8…光半導体素子、9…光結合材、10…光結合材中の気泡、11…他方の開口、13…半田バンプ、101…溝を設けていない保持部材本体。
Claims (5)
- 光伝送路の保持及び光半導体素子の搭載に供される保持部材本体と、
前記保持部材本体の光半導体素子が搭載される光半導体素子搭載面とこの反対の面との間に貫通して設けられ、前記光半導体素子搭載面に開口を有し、光伝送路を保持するための保持穴と、
前記光半導体素子搭載面の一部に設けられ、前記光半導体素子に電気接続される電気配線と、
前記光半導体素子搭載面の前記電気配線を除く領域の一部に、前記保持穴の開口に隣接して設けられた溝と、
を具備したことを特徴とする光伝送路保持部材。 - 前記溝は、前記光半導体素子搭載面の周縁部と前記保持穴の開口とを接続するように設けられていることを特徴とする請求項1記載の光伝送路保持部材。
- 前記溝を該溝の延長方向と垂直方向に切った断面積が、前記開口を前記保持穴の延長方向と垂直方向に切った断面積と同じか、又はそれよりも大きいことを特徴とする請求項2記載の光伝送路保持部材。
- 前記溝は、前記保持穴の開口の周縁に沿ったリング状の溝であることを特徴とする請求項1記載の光伝送路保持部材。
- 光半導体素子が搭載される光半導体素子搭載面とこの反対の面との間に、光伝送路を保持するための保持穴が貫通して設けられ、前記光半導体素子搭載面の一部に前記光半導体素子に電気接続される電気配線が設けられ、且つ前記光半導体素子搭載面の前記電気配線を除く領域の一部に前記保持穴の開口に隣接して溝が設けられた光伝送路保持部材と、
前記保持穴に一端側が挿入されて保持された光伝送路と、
前記光半導体素子搭載面に搭載され、前記電気配線に電気的に接続された光半導体素子と、
前記光伝送路と前記光半導体素子との間に充填され、前記光伝送路と前記光半導体素子とを光結合する光結合材と、
を具備したことを特徴とする光モジュール。
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