JP2015065293A - 光学素子実装モジュール、および光学素子実装モジュールの製造方法 - Google Patents
光学素子実装モジュール、および光学素子実装モジュールの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015065293A JP2015065293A JP2013198243A JP2013198243A JP2015065293A JP 2015065293 A JP2015065293 A JP 2015065293A JP 2013198243 A JP2013198243 A JP 2013198243A JP 2013198243 A JP2013198243 A JP 2013198243A JP 2015065293 A JP2015065293 A JP 2015065293A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical element
- substrate
- element mounting
- heat
- mounting 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
Links
Images
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
【課題】光学素子と基板との間に形成されたアンダーフィル層の欠落を防止し、光学素子における光結合効率が低下するのを防ぐ。【解決手段】光学素子実装モジュール10Aは、光学素子実装基板20と、これを収容する外装体30とを備えている。光学素子実装基板20は、基板1と、受発光部4が設けられた光学素子2と、基板1と光学素子2との隙間に形成されたアンダーフィル層3と、光学素子2の外面2bに直接または間接的に当接して設けられた放熱板5と、放熱板5を覆う放熱シート7とを備えている。放熱板5は、平面視において光学素子2よりも面積が大きく、光学素子2の外周縁部2cより外方に張り出して設けられている。【選択図】図1
Description
本発明は、光学素子実装モジュール、および光学素子実装モジュールの製造方法に関する。
図7は、光学素子実装基板の一例を示すもので、ここに示す光学素子実装基板は、基板21と、基板21上に設けられた光学素子22と、光学素子22上面に設けられたシート状の放熱材27を備えている。
放熱材27は、光学素子22が駆動時に発する熱を外部に放出するもので、光学素子22の熱を、放熱材27を介して筐体やヒートシンクに伝達させて外部に放出できる。
放熱材27は、その一面に設けた粘着層29によって、素子22に固定されている。
放熱材27は、光学素子22が駆動時に発する熱を外部に放出するもので、光学素子22の熱を、放熱材27を介して筐体やヒートシンクに伝達させて外部に放出できる。
放熱材27は、その一面に設けた粘着層29によって、素子22に固定されている。
近年では、小型の光学素子が用いられるため、放熱材27を光学素子22と同じサイズとすると、放熱材27を手作業などにより光学素子22に貼り付けるときの作業性が悪くなることがある。
そこで、放熱材27が多少ずれても光学素子22の上面全体を覆うことができるように、放熱材27としては、光学素子22よりも面積が大きいものを用いることが検討されている。
そこで、放熱材27が多少ずれても光学素子22の上面全体を覆うことができるように、放熱材27としては、光学素子22よりも面積が大きいものを用いることが検討されている。
図8は、光学素子より面積が大きい放熱材を用いた光学素子実装基板60およびこれを用いた光学素子実装モジュールを示すものである。
図8(b)および図8(c)に示すように、この光学素子実装モジュールは、光学素子実装基板60と、光学素子実装基板60が接続される接続用基板41と、これらを収容する外装体30とを備えている。
光学素子実装基板60では、基板21上に実装された光学素子22上に、光学素子22よりも十分に大きな放熱シート27が設けられている。放熱シート27は、内面に設けられた粘着層29により、光学素子22の上面に固定されている。
図8(b)および図8(c)に示すように、この光学素子実装モジュールは、光学素子実装基板60と、光学素子実装基板60が接続される接続用基板41と、これらを収容する外装体30とを備えている。
光学素子実装基板60では、基板21上に実装された光学素子22上に、光学素子22よりも十分に大きな放熱シート27が設けられている。放熱シート27は、内面に設けられた粘着層29により、光学素子22の上面に固定されている。
図7および図8に示すように、光学素子22は、半田バンプ26によって基板21上に固定される。
この光学素子実装モジュールでは、光学素子22と基板21との間は、この隙間における受発光部24の光結合効率向上や異物混入防止を目的として、基板21と光学素子22との間にアンダーフィル層23を形成することがある。
この光学素子実装モジュールでは、光学素子22と基板21との間は、この隙間における受発光部24の光結合効率向上や異物混入防止を目的として、基板21と光学素子22との間にアンダーフィル層23を形成することがある。
しかしながら、図8に示すように、光学素子22よりも大きな放熱シート27を用いる光学素子実装基板60では、次のような問題がある。
図8(b)に示すように、放熱シート27は、熱の放出のために、光学素子22と外装体30とに当接する必要がある。
このため、組立時において、図8(a)に示すように、光学素子22上に放熱シート27を設けた後、図8(b)に示すように、外装体30のカバー部32を放熱シート27の上方からかぶせたときに、放熱シート27がカバー部32によって基板21に向かって押圧され、粘着層29がアンダーフィル層23に接することがある。
その結果、図8(c)に示すように、放熱シート27が自身の弾性により元の形状に復元する際に、アンダーフィル層23の一部が、粘着層29に付着したまま光学素子22から分離してしまうことがある。
図8(b)に示すように、放熱シート27は、熱の放出のために、光学素子22と外装体30とに当接する必要がある。
このため、組立時において、図8(a)に示すように、光学素子22上に放熱シート27を設けた後、図8(b)に示すように、外装体30のカバー部32を放熱シート27の上方からかぶせたときに、放熱シート27がカバー部32によって基板21に向かって押圧され、粘着層29がアンダーフィル層23に接することがある。
その結果、図8(c)に示すように、放熱シート27が自身の弾性により元の形状に復元する際に、アンダーフィル層23の一部が、粘着層29に付着したまま光学素子22から分離してしまうことがある。
アンダーフィル層23の一部が欠落することにより、光学素子22の受発光部24を含む部分で基板21と光学素子22との間にボイド28(空隙)が形成されると、受発光部24における光結合効率が低下する問題が生じる。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、光学素子と基板との間のアンダーフィル材の欠落を防止し、光学素子における光結合効率が低下するのを防ぐことができ、しかも温度上昇を抑制できる光学素子実装モジュール、および光学素子実装モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、光学素子と基板との間のアンダーフィル材の欠落を防止し、光学素子における光結合効率が低下するのを防ぐことができ、しかも温度上昇を抑制できる光学素子実装モジュール、および光学素子実装モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明は、1または複数の光学素子実装基板と、前記光学素子実装基板を収容する外装体とを備えた光学素子実装モジュールであって、前記光学素子実装基板は、光入出部を有する基板と、前記基板上に実装され、前記基板に対向する内面に、前記光入出部と光接続可能な受発光部が設けられた光学素子と、前記基板と前記光学素子との隙間にアンダーフィル材が充填されて形成されたアンダーフィル層と、前記光学素子の外面に直接または間接的に当接して設けられた放熱板と、前記放熱板を覆い、かつ平面視において前記放熱板の外周縁部より外方に張り出して設けられた放熱シートと、備え、前記放熱板は、平面視において前記光学素子よりも面積が大きく、前記光学素子の外周縁部より外方に張り出して設けられている光学素子実装モジュールを提供する。
前記放熱板は、前記基板の表面に直交する方向から見たときに、少なくとも前記アンダーフィル層の全体を含む大きさとされている構成としてもよい。
前記外装体の内面の少なくとも一部は、前記放熱シートの外面に当接していることが好ましい。
前記放熱板は、接着層を介して前記光学素子に接着されていてもよい。
前記接着層によって接着された前記光学素子と前記放熱板との接続強度は、前記光学素子と前記基板との接続強度よりも大きく設定されていることが好ましい。
すなわち、本発明は、1または複数の光学素子実装基板と、前記光学素子実装基板を収容する外装体とを備えた光学素子実装モジュールであって、前記光学素子実装基板は、光入出部を有する基板と、前記基板上に実装され、前記基板に対向する内面に、前記光入出部と光接続可能な受発光部が設けられた光学素子と、前記基板と前記光学素子との隙間にアンダーフィル材が充填されて形成されたアンダーフィル層と、前記光学素子の外面に直接または間接的に当接して設けられた放熱板と、前記放熱板を覆い、かつ平面視において前記放熱板の外周縁部より外方に張り出して設けられた放熱シートと、備え、前記放熱板は、平面視において前記光学素子よりも面積が大きく、前記光学素子の外周縁部より外方に張り出して設けられている光学素子実装モジュールを提供する。
前記放熱板は、前記基板の表面に直交する方向から見たときに、少なくとも前記アンダーフィル層の全体を含む大きさとされている構成としてもよい。
前記外装体の内面の少なくとも一部は、前記放熱シートの外面に当接していることが好ましい。
前記放熱板は、接着層を介して前記光学素子に接着されていてもよい。
前記接着層によって接着された前記光学素子と前記放熱板との接続強度は、前記光学素子と前記基板との接続強度よりも大きく設定されていることが好ましい。
本発明は、1または複数の光学素子実装基板と、前記光学素子実装基板を収容する外装体とを備えた光学素子実装モジュールの製造方法であって、光入出部を有する基板上に、前記基板に対向する内面に前記光入出部と光接続可能な受発光部が設けられた光学素子を実装し、前記基板と前記光学素子との隙間にアンダーフィル材を充填してアンダーフィル層を形成する工程と、平面視において前記光学素子よりも面積が大きな放熱板を、前記光学素子の外周縁部より外方に張り出すように、前記光学素子の外面に直接または間接的に当接させて設ける工程と、前記放熱板を覆い、かつ前記放熱板の外周縁部より外方に張り出すように放熱シートを前記放熱板上に設ける工程と、備えている光学素子実装モジュールの製造方法を提供する。
本発明によれば、放熱板が光学素子の外周縁部よりも外方に張り出して設けられているため、放熱シートの粘着層がアンダーフィル層に接触するのを防ぐことができる。
従って、アンダーフィル層の欠落を回避し、ボイドを原因として光学素子における光結合効率が低下するのを防ぐことができる。
また、作動時に光学素子が発する熱は、放熱板、放熱シートを介して外装体に伝達されて外部に放出されるため、光学素子における温度上昇を抑制できる。
従って、アンダーフィル層の欠落を回避し、ボイドを原因として光学素子における光結合効率が低下するのを防ぐことができる。
また、作動時に光学素子が発する熱は、放熱板、放熱シートを介して外装体に伝達されて外部に放出されるため、光学素子における温度上昇を抑制できる。
以下、好適な実施形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る光学素子実装モジュール10Aの断面図である。図2(a)は、光学素子実装基板20を示す平面図であり、図2(b)は、光学素子実装基板20を示す断面図である。
以下の説明において、平面視とは、基板1の主面1a(表面)に直交する方向から見ることをいう。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る光学素子実装モジュール10Aの断面図である。図2(a)は、光学素子実装基板20を示す平面図であり、図2(b)は、光学素子実装基板20を示す断面図である。
以下の説明において、平面視とは、基板1の主面1a(表面)に直交する方向から見ることをいう。
図1に示すように、光学素子実装モジュール10Aは、光学素子実装基板20と、光学素子実装基板20が接続される接続用基板11と、光学素子実装基板20および接続用基板11を収容する外装体30とを備えている。
図1および図2に示すように、光学素子実装基板20は、基板1と、基板1の主面1aに実装された光学素子2と、アンダーフィル層3と、光学素子2上に設けられた放熱板5と、放熱板5上に設けられた放熱シート7と、を備えている。
図1および図2に示すように、光学素子実装基板20は、基板1と、基板1の主面1aに実装された光学素子2と、アンダーフィル層3と、光学素子2上に設けられた放熱板5と、放熱板5上に設けられた放熱シート7と、を備えている。
図2(b)に示すように、基板1は、後述する光学素子2の受発光部4に対して光を入力または出力できる光入出部1sを有している。
基板1は、例えば、光透過性を有する基板であって、例えばガラス基板である。光透過性とは、光学素子2と相手側の光学素子等(図示略)との間で伝送される光を透過させる性質を指す。
基板1は、例えば、光透過性を有する基板であって、例えばガラス基板である。光透過性とは、光学素子2と相手側の光学素子等(図示略)との間で伝送される光を透過させる性質を指す。
光学素子2としては、例えばVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting LASER:垂直共振器面発光レーザ)等の発光素子、PD(Photo Diode)等の受光素子が使用できる。
光学素子2の内面2a(基板1に対向する面)には、基板1の光入出部1sと光接続可能な受発光部4が設けられている。
光学素子2が発光素子(VCSEL等)である場合、受発光部4は発光部であり、光学素子2が受光素子(PD等)である場合、受発光部4は受光部である。
光学素子2は、半田バンプ6を介して基板1上に実装することができる。
光学素子2の内面2a(基板1に対向する面)には、基板1の光入出部1sと光接続可能な受発光部4が設けられている。
光学素子2が発光素子(VCSEL等)である場合、受発光部4は発光部であり、光学素子2が受光素子(PD等)である場合、受発光部4は受光部である。
光学素子2は、半田バンプ6を介して基板1上に実装することができる。
光学素子2は、受発光部4が、基板1の光入出部1sに対面する位置に設置される。光学素子2は、内面2aが主面1aにほぼ平行となる姿勢で設置することができる。
図示例では、受発光部4と光入出部1sを接続する光路の方向は、主面1aに対してほぼ垂直である。この光路の方向は、主面1aに対して0°を越え、90°未満である角度で傾斜していてもよい。
図示例では、受発光部4と光入出部1sを接続する光路の方向は、主面1aに対してほぼ垂直である。この光路の方向は、主面1aに対して0°を越え、90°未満である角度で傾斜していてもよい。
図2(a)に示すように、光学素子2の平面視形状は、例えば矩形(例えば長方形)としてよい。
アンダーフィル層3は、基板1と光学素子2との間、および主面1aの周辺領域1bに、例えばエポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂などからなるアンダーフィル材が充填されることで形成されている。アンダーフィル層3はゲル状であってもよい。
アンダーフィル材としては、液状硬化型の樹脂、例えば熱硬化性樹脂、紫外線硬化樹脂等を使用できる。
アンダーフィル層3を設けることによって、基板1と光学素子2との接合強度の確保、隙間への異物侵入防止、応力緩和などが可能となる。
周辺領域1bとは、平面視において基板1を囲む領域であり、図2(a)では略楕円形の外形を有する領域である。
アンダーフィル材としては、液状硬化型の樹脂、例えば熱硬化性樹脂、紫外線硬化樹脂等を使用できる。
アンダーフィル層3を設けることによって、基板1と光学素子2との接合強度の確保、隙間への異物侵入防止、応力緩和などが可能となる。
周辺領域1bとは、平面視において基板1を囲む領域であり、図2(a)では略楕円形の外形を有する領域である。
図2(b)に示すように、放熱板5は、熱導電性に優れる材料、例えば金属(銅、アルミニウムなど)、セラミック(チッ化アルミニウム、酸化アルミニウムなど)等から形成することができる。
放熱板5は、図1に示すように、放熱シート7が設置された状態でも、放熱シート7の重量によるたわみ変形が起きない程度の剛性を有することが望ましい。
放熱板5は、図1に示すように、放熱シート7が設置された状態でも、放熱シート7の重量によるたわみ変形が起きない程度の剛性を有することが望ましい。
放熱板5は、基板1上に実装された光学素子2に対して、光学素子2の外面2b(基板1側とは反対の面)に、接着層8を介して接着されている。
この例では、放熱板5は、接着層8を介して間接的に光学素子2の外面2bに接着されているが、これに限らず、直接、外面2bに当接していてもよい。
この例では、放熱板5は、接着層8を介して間接的に光学素子2の外面2bに接着されているが、これに限らず、直接、外面2bに当接していてもよい。
図2(a)に示すように、放熱板5は、光学素子2の外面2bよりも大きな面積を有しており、全周にわたって、光学素子2の外周縁部2cよりも外方に張り出している。
放熱板5は、放熱板5の平面視形状は、例えば矩形(例えば長方形)としてよい。
図示例では、放熱板5は平面視長方形であって、その長手方向を光学素子2の長手方向に一致させて設置されている。
放熱板5の長辺である側縁5d、5eは、光学素子2の長辺である側縁2d、2eと平行であって、側縁5dは側縁2dより外方に位置し、側縁5eは側縁2eより外方に位置している。
放熱板5の短辺である端縁5f、5gは、光学素子2の短辺である端縁2f、2gと平行であって、端縁5fは端縁2fより外方に位置し、端縁5gは端縁2gより外方に位置している。
このため、放熱板5は、平面視において光学素子2を含み、かつ光学素子2より広い領域に設けられている。
放熱板5は、放熱板5の平面視形状は、例えば矩形(例えば長方形)としてよい。
図示例では、放熱板5は平面視長方形であって、その長手方向を光学素子2の長手方向に一致させて設置されている。
放熱板5の長辺である側縁5d、5eは、光学素子2の長辺である側縁2d、2eと平行であって、側縁5dは側縁2dより外方に位置し、側縁5eは側縁2eより外方に位置している。
放熱板5の短辺である端縁5f、5gは、光学素子2の短辺である端縁2f、2gと平行であって、端縁5fは端縁2fより外方に位置し、端縁5gは端縁2gより外方に位置している。
このため、放熱板5は、平面視において光学素子2を含み、かつ光学素子2より広い領域に設けられている。
放熱板5は、平面視において、少なくともアンダーフィル層3の全体を含むような大きさとしてもよい。図2(a)では、放熱板5は、楕円形のアンダーフィル層3の形成領域全体を含む大きさとされている。
これによって、放熱シート7の粘着層9がアンダーフィル層3に接触するのを確実に防ぐことができる。
これによって、放熱シート7の粘着層9がアンダーフィル層3に接触するのを確実に防ぐことができる。
放熱板5は、放熱シート7がアンダーフィル層3に接触するのを阻止することができる大きさであれば、平面視においてアンダーフィル層3の一部が外周縁部5aからはみ出る大きさであってもよい。
図6は、平面視においてアンダーフィル層3の一部が外周縁部5aからはみ出る大きさの放熱板5の例を示す図である。
この例では、アンダーフィル層3の一部は、放熱板5の側縁5d、5eおよび端縁5f、5gからはみ出ている。
図6は、平面視においてアンダーフィル層3の一部が外周縁部5aからはみ出る大きさの放熱板5の例を示す図である。
この例では、アンダーフィル層3の一部は、放熱板5の側縁5d、5eおよび端縁5f、5gからはみ出ている。
接着層8を構成する接着剤としては、熱硬化性樹脂などの樹脂材料を用いることができる。熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、銀ペースト等が使用できる。
接着層8によって接着された光学素子2と放熱板5との接続部の接続強度は、半田バンプ6による光学素子2と基板1との接続部の接続強度よりも大きいことが好ましい。
光学素子2と放熱板5との接続部の接続強度を、光学素子2と基板1との接続部の接続強度よりも大きく設定すると、光学素子実装モジュール10Aの組立などにおいて、外力により光学素子2と放熱板5との間に相対変位が生じて光学素子2と放熱板5との接続部が破損した場合に、光学素子2と基板1との接続部(すなわち半田バンプ6)も破損して光学素子2の動作に支障が生じるため、この破損が検出可能となる。
光学素子2と放熱板5との接続部の接続強度を、光学素子2と基板1との接続部の接続強度よりも大きく設定すると、光学素子実装モジュール10Aの組立などにおいて、外力により光学素子2と放熱板5との間に相対変位が生じて光学素子2と放熱板5との接続部が破損した場合に、光学素子2と基板1との接続部(すなわち半田バンプ6)も破損して光学素子2の動作に支障が生じるため、この破損が検出可能となる。
放熱板5および接着層8の材質および厚さは、放熱板5と接着層8とからなる構造体の熱抵抗を指標として定めるのが好ましい。
詳しくは、放熱板5および接着層8の材質および厚さは、放熱板5の光学素子2への接着強度を確保しつつ、放熱板5と接着層8とからなる構造体の熱抵抗がなるべく低くなるように選定するのが好ましい。
詳しくは、放熱板5および接着層8の材質および厚さは、放熱板5の光学素子2への接着強度を確保しつつ、放熱板5と接着層8とからなる構造体の熱抵抗がなるべく低くなるように選定するのが好ましい。
熱抵抗R(m2・K/W)は、例えば、構造体の厚さd(m)と構造体の熱伝導率λ(W/m・K)とから次の式により算出できる。
R=d/λ
R=d/λ
前記構造体の熱抵抗R(放熱板の熱抵抗と接着剤の熱抵抗との合算値)は、特に限定されないが、例えば6・10−5m2・K/W以下とすることができる。
放熱板5の熱伝導率は、例えば20W/m・K以上とすることができる。放熱板5がチッ化アルミニウムからなる場合には、熱伝導率は例えば約150W/m・Kとなる。
放熱板5の厚さは、例えば0.1〜1mmである。
放熱板5の熱伝導率は、例えば20W/m・K以上とすることができる。放熱板5がチッ化アルミニウムからなる場合には、熱伝導率は例えば約150W/m・Kとなる。
放熱板5の厚さは、例えば0.1〜1mmである。
接着層8の熱伝導率は、例えば0.2W/m・K以上とすることができる。接着層8を、エポキシ樹脂から形成した場合、熱伝導率は例えば約2.5W/m・Kとなる。
接着層8の厚さは、例えば0.005〜0.5mmである。
接着層8の厚さは、例えば0.005〜0.5mmである。
放熱板5と接着層8は、熱膨張率が互いに近くなるように、その材質を選定するのが好ましい。
熱膨張率の差を小さくすることによって、熱膨張率の差により生じるせん断力により放熱板5と接着層8との剥離が生じるのを回避できる。
熱膨張率の差を小さくすることによって、熱膨張率の差により生じるせん断力により放熱板5と接着層8との剥離が生じるのを回避できる。
図1に示すように、放熱シート7は、放熱板5の外面5bを覆い、かつ放熱板5の外周縁部5aより外方に張り出して設けられている。
放熱シート7は、例えば、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等からなるシート材である。この放熱シート7は、内面(放熱板5側の面)に、全面にわたって粘着層9を有することが好ましく、この粘着層9を介して放熱板5に固定されている。
放熱シート7は、例えば、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等からなるシート材である。この放熱シート7は、内面(放熱板5側の面)に、全面にわたって粘着層9を有することが好ましく、この粘着層9を介して放熱板5に固定されている。
接続用基板11は、光学素子実装基板20の下面側に設置され、半田バンプ12などにより光学素子実装基板20に接続することができる。
接続用基板11としては、例えばPCB(Printed Circuit Board)を使用できる。
接続用基板11は、外部機器と電気的に接続できる構造としてもよい。
接続用基板11としては、例えばPCB(Printed Circuit Board)を使用できる。
接続用基板11は、外部機器と電気的に接続できる構造としてもよい。
外装体30は、板状のベース部31と、ベース部31上に装着されるカバー部32とから形成されている。ベース部31およびカバー部32は、金属製であることが好ましい。
ベース部31は、例えば平面視矩形で、上面31a上に接続用基板11が設けられている。
ベース部31は、例えば平面視矩形で、上面31a上に接続用基板11が設けられている。
カバー部32は、ベース部31と同形状の天板部32aと、天板部32aの外周縁部から垂下する外周壁部32bと、が一体に形成されている。
これらベース部31とカバー部32とにより区画された内部空間33には、光学素子実装基板20および接続用基板11が収容される。
カバー部32の天板部32aの内面32cの一部は、放熱シート7の外面7aに当接している。
これらベース部31とカバー部32とにより区画された内部空間33には、光学素子実装基板20および接続用基板11が収容される。
カバー部32の天板部32aの内面32cの一部は、放熱シート7の外面7aに当接している。
光学素子実装モジュール10Aにおいて、作動時に光学素子2が発する熱は、接着層8、放熱板5、粘着層9、放熱シート7を介し、カバー部32に伝達され、外部に放出される。
このため、光学素子2における温度上昇を抑制できる。
このため、光学素子2における温度上昇を抑制できる。
次に、光学素子実装モジュール10Aの製造方法の一例について説明する。
図2(a)および図2(b)に示すように、基板1の主面1aに、光学素子2を半田バンプ6によって実装する。
基板1と光学素子2との隙間に液状のアンダーフィル材を流入させて硬化させ、アンダーフィル層3を形成する。
図2(a)および図2(b)に示すように、基板1の主面1aに、光学素子2を半田バンプ6によって実装する。
基板1と光学素子2との隙間に液状のアンダーフィル材を流入させて硬化させ、アンダーフィル層3を形成する。
次いで、光学素子2の外面2bに、エポキシ樹脂などからなる接着剤を塗布し、未硬化の接着剤の層を形成する。
この接着剤の層上に放熱板5を載せ、接着剤の層を硬化させる。これにより、放熱板5が接着層8を介して光学素子2に接着固定される。
この接着剤の層上に放熱板5を載せ、接着剤の層を硬化させる。これにより、放熱板5が接着層8を介して光学素子2に接着固定される。
次いで、放熱板5上に放熱シート7を載せ、粘着層9により放熱シート7を放熱板5に固定する。これにより、光学素子実装基板20を得る。
次いで、光学素子実装基板20に半田バンプ12などを介して接続用基板11を接続する。
次いで、光学素子実装基板20に半田バンプ12などを介して接続用基板11を接続する。
次いで、光学素子実装基板20および接続用基板11を収容するように、カバー部32の外周壁部32bをベース部31に接合して外装体30を組み立てる。これにより、図1に示す光学素子実装モジュール10Aを得る。
図1に示すように、光学素子実装モジュール10によれば、放熱板5が光学素子2の外周縁部2cよりも外方に張り出して設けられているため、外装体30を組み立てる際にカバー部32によって放熱シート7が押圧されたとしても、放熱シート7の下方移動が阻止されるため、放熱シート7の粘着層9がアンダーフィル層3に接触するのを防ぐことができる。
これにより、アンダーフィル層3の欠落を回避し、ボイドを原因として光学素子2における光結合効率が低下するのを防ぐことができる。
これにより、アンダーフィル層3の欠落を回避し、ボイドを原因として光学素子2における光結合効率が低下するのを防ぐことができる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、第1の実施形態と共通する構成については同一符号を付してその説明を省略する。
図3(a)は、第2の実施形態にかかる光学素子実装モジュール10Bの光学素子実装基板20Bを示す平面図である。図3(b)は、光学素子実装基板20Bを示す断面図である。
光学素子実装基板20Bは、基板1上に、放熱板5が設けられた光学素子2と、光学素子2を制御する制御部50とが実装されている。
光学素子2および制御部50は、基板1上に、1組または複数組が設けられている。図示例では2組の光学素子2および制御部50が設けられている。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、第1の実施形態と共通する構成については同一符号を付してその説明を省略する。
図3(a)は、第2の実施形態にかかる光学素子実装モジュール10Bの光学素子実装基板20Bを示す平面図である。図3(b)は、光学素子実装基板20Bを示す断面図である。
光学素子実装基板20Bは、基板1上に、放熱板5が設けられた光学素子2と、光学素子2を制御する制御部50とが実装されている。
光学素子2および制御部50は、基板1上に、1組または複数組が設けられている。図示例では2組の光学素子2および制御部50が設けられている。
制御部50は、半田バンプ51により基板1の主面1aに実装されている。基板1と制御部50との隙間には、アンダーフィル材が充填されることで、アンダーフィル層52が形成されている。
第1の実施形態と同様に、光学素子2の外面2bには、接着層8を介して放熱板5が設けられている。
放熱板5の外面5bは、制御部50の外面50aとほぼ同じ高さであることが好ましい。
放熱板5の外面5bは、制御部50の外面50aとほぼ同じ高さであることが好ましい。
光学素子2および制御部50の上には、これらを覆うように、粘着層9を有した放熱シート7が設けられている。
放熱シート7は、平面視において、放熱板5の外周縁部5aおよび制御部50の外周縁部50bよりも外方に張り出して設けられている。
放熱シート7は、平面視において、放熱板5の外周縁部5aおよび制御部50の外周縁部50bよりも外方に張り出して設けられている。
放熱シート7は、光学素子2から放熱板5を介して伝達された熱、および制御部50で発する熱を、カバー部32(図1参照)に伝達することができる。これにより、光学素子2および制御部50で発する熱を外部に放出できる。
光学素子実装モジュール10Bにおいても、第1の実施形態光学素子実装モジュール10Aと同様に、ボイドを原因として光学素子2における光結合効率が低下するのを防ぐことができる。
また、放熱シート7が、制御部50にも当接しているため、光学素子2から放熱板5を介して伝達された熱だけでなく、制御部50で発する熱を外部に放出することが可能となる。
また、放熱シート7が、制御部50にも当接しているため、光学素子2から放熱板5を介して伝達された熱だけでなく、制御部50で発する熱を外部に放出することが可能となる。
(第3の実施形態)
図4は、第3の実施形態にかかる光学素子実装モジュール10Cの光学素子実装基板20Cを示す断面図である。
図3に示す光学素子実装モジュール10Bと同様に、基板1上には、光学素子2と、制御部50とが実装されている。
光学素子2と、制御部50の上には、これらを一括して覆う放熱板15が設けられている。
放熱板15は、光学素子2の外周縁部2cおよび制御部50の外周縁部50bより外方に張り出して設けられている。放熱板15は、接着層54を介して制御部50の外面50aに接着されるとともに、接着層8を介して光学素子2の外面2bに接着される。
放熱シート7は、平面視において、放熱板15の外周縁部15aよりも外方に張り出して設けられている。
図4は、第3の実施形態にかかる光学素子実装モジュール10Cの光学素子実装基板20Cを示す断面図である。
図3に示す光学素子実装モジュール10Bと同様に、基板1上には、光学素子2と、制御部50とが実装されている。
光学素子2と、制御部50の上には、これらを一括して覆う放熱板15が設けられている。
放熱板15は、光学素子2の外周縁部2cおよび制御部50の外周縁部50bより外方に張り出して設けられている。放熱板15は、接着層54を介して制御部50の外面50aに接着されるとともに、接着層8を介して光学素子2の外面2bに接着される。
放熱シート7は、平面視において、放熱板15の外周縁部15aよりも外方に張り出して設けられている。
光学素子実装モジュール10Cにおいても、第1の実施形態光学素子実装モジュール10Aと同様に、ボイドを原因として光学素子2における光結合効率が低下するのを防ぐことができる。
また、放熱板15を介して、制御部50で発する熱を外部に放出することが可能となる。
また、放熱板15を介して、制御部50で発する熱を外部に放出することが可能となる。
さらに、放熱板15は、制御部50に当接して設けられているので、カバー部32の装着時や、放熱シート7を貼りなおすとき等に、放熱板15が押圧されても、その押圧力を光学素子2と制御部50に分散させることができる。このため、耐久性を高めることができる。
(第4の実施形態)
図5は、第4の実施形態にかかる光学素子実装モジュール10Dの光学素子実装基板20Dを示す断面図である。
光学素子実装モジュール10Dは、放熱板5および制御部50の上に、放熱板15が設けられている点で、図3に示す光学素子実装モジュール10Bと異なる。
放熱板15は、光学素子2の外周縁部2cおよび制御部50の外周縁部50bより外方に張り出して設けられている。放熱板15は、接着層54を介して制御部50の外面50aに接着され、接着層18を介して放熱板5の外面5bに接着される。
図5は、第4の実施形態にかかる光学素子実装モジュール10Dの光学素子実装基板20Dを示す断面図である。
光学素子実装モジュール10Dは、放熱板5および制御部50の上に、放熱板15が設けられている点で、図3に示す光学素子実装モジュール10Bと異なる。
放熱板15は、光学素子2の外周縁部2cおよび制御部50の外周縁部50bより外方に張り出して設けられている。放熱板15は、接着層54を介して制御部50の外面50aに接着され、接着層18を介して放熱板5の外面5bに接着される。
光学素子実装モジュール10Dにおいても、第1の実施形態光学素子実装モジュール10Aと同様に、ボイドを原因として光学素子2における光結合効率が低下するのを防ぐことができる。
また、放熱板15を介して、制御部50で発する熱を外部に放出することが可能となる。
さらに、放熱板15によって、押圧力を分散させることができるため、耐久性を高めることができる。
また、放熱板15を介して、制御部50で発する熱を外部に放出することが可能となる。
さらに、放熱板15によって、押圧力を分散させることができるため、耐久性を高めることができる。
光学素子実装モジュール10Dでは、光学素子2上に放熱板5が設けられているので、第3の実施形態の光学素子実装モジュール10Cに比較して、接着層8、18の厚さを適正化しやすいため、製造が容易となる。
(その他の実施形態)
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、光学素子2、放熱板5の平面視形状は矩形に限定されず、円形、楕円形、矩形以外の多角形等であってもよい。
例えば、外装体30内の光学素子実装基板20の数は、1でもよいし、2以上の任意の数でもよい。
また、基板1には、制御部50以外の構造が設けられていてもよい。
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、光学素子2、放熱板5の平面視形状は矩形に限定されず、円形、楕円形、矩形以外の多角形等であってもよい。
例えば、外装体30内の光学素子実装基板20の数は、1でもよいし、2以上の任意の数でもよい。
また、基板1には、制御部50以外の構造が設けられていてもよい。
本発明は、光学素子よりも大きな放熱板を設けることにより、放熱シートの粘着層が光学素子と基板との間のアンダーフィル層に付着するのを防いで、アンダーフィル層の欠落を防止し、光学素子における光結合効率が低下するのを防ぐことができる。
10A,10B,10C,10D・・・光学素子実装モジュール、20・・・光学素子実装基板、1・・・基板、1a・・・主面(表面)、1s・・・光入出部、2・・・光学素子、2a・・・内面、2b・・・外面、3・・・アンダーフィル層、4・・・受発光部、5,15・・・放熱板、5a・・・外周縁部、6・・・半田バンプ、7・・・放熱シート、8・・・接着層、9・・・粘着層、30・・・外装体、32c・・・内面。
Claims (6)
- 1または複数の光学素子実装基板と、前記光学素子実装基板を収容する外装体とを備えた光学素子実装モジュールであって、
前記光学素子実装基板は、光入出部を有する基板と、
前記基板上に実装され、前記基板に対向する内面に、前記光入出部と光接続可能な受発光部が設けられた光学素子と、
前記基板と前記光学素子との隙間にアンダーフィル材が充填されて形成されたアンダーフィル層と、
前記光学素子の外面に直接または間接的に当接して設けられた放熱板と、
前記放熱板を覆い、かつ平面視において前記放熱板の外周縁部より外方に張り出して設けられた放熱シートと、
を備え、
前記放熱板は、平面視において前記光学素子よりも面積が大きく、前記光学素子の外周縁部より外方に張り出して設けられていることを特徴とする光学素子実装モジュール。 - 前記放熱板は、前記基板の表面に直交する方向から見たときに、少なくとも前記アンダーフィル層の全体を含む大きさとされている請求項1に記載の光学素子実装モジュール。
- 前記外装体の内面の少なくとも一部は、前記放熱シートの外面に当接している請求項1または2に記載の光学素子実装モジュール。
- 前記放熱板は、接着層を介して前記光学素子に接着されている請求項1〜3のうちいずれか1項に記載の光学素子実装モジュール。
- 前記接着層によって接着された前記光学素子と前記放熱板との接続強度は、前記光学素子と前記基板との接続強度よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項4に記載の光学素子実装モジュール。
- 1または複数の光学素子実装基板と、前記光学素子実装基板を収容する外装体とを備えた光学素子実装モジュールの製造方法であって、
光入出部を有する基板上に、前記基板に対向する内面に前記光入出部と光接続可能な受発光部が設けられた光学素子を実装し、前記基板と前記光学素子との隙間にアンダーフィル材を充填してアンダーフィル層を形成する工程と、
平面視において前記光学素子よりも面積が大きな放熱板を、前記光学素子の外周縁部より外方に張り出すように、前記光学素子の外面に直接または間接的に当接させて設ける工程と、
前記放熱板を覆い、かつ前記放熱板の外周縁部より外方に張り出すように放熱シートを前記放熱板上に設ける工程と、
を備えていることを特徴とする光学素子実装モジュールの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013198243A JP2015065293A (ja) | 2013-09-25 | 2013-09-25 | 光学素子実装モジュール、および光学素子実装モジュールの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013198243A JP2015065293A (ja) | 2013-09-25 | 2013-09-25 | 光学素子実装モジュール、および光学素子実装モジュールの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015065293A true JP2015065293A (ja) | 2015-04-09 |
Family
ID=52832938
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013198243A Pending JP2015065293A (ja) | 2013-09-25 | 2013-09-25 | 光学素子実装モジュール、および光学素子実装モジュールの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015065293A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016219613A (ja) * | 2015-05-21 | 2016-12-22 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置 |
WO2021187535A1 (ja) * | 2020-03-19 | 2021-09-23 | 日東電工株式会社 | 光電気伝送複合モジュール |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010182800A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Hitachi Cable Ltd | 光伝送モジュール |
-
2013
- 2013-09-25 JP JP2013198243A patent/JP2015065293A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010182800A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Hitachi Cable Ltd | 光伝送モジュール |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016219613A (ja) * | 2015-05-21 | 2016-12-22 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置 |
US10784419B2 (en) | 2015-05-21 | 2020-09-22 | Nichia Corporation | Light emitting device |
WO2021187535A1 (ja) * | 2020-03-19 | 2021-09-23 | 日東電工株式会社 | 光電気伝送複合モジュール |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7763906B2 (en) | Semiconductor light-emitting device and method | |
KR100983836B1 (ko) | Led조명 기구 | |
JP5405731B2 (ja) | 光源モジュール | |
JP6564206B2 (ja) | 発光装置 | |
JP5750040B2 (ja) | オプトエレクトロニクス半導体コンポーネント | |
JP6214337B2 (ja) | 電子部品、電子機器および電子部品の製造方法。 | |
JP2006086176A (ja) | Led用サブマウント及びその製造方法 | |
JP2011139059A (ja) | 発光モジュール及びその製造方法 | |
WO2018092251A1 (ja) | 半導体パッケージ | |
KR20130058721A (ko) | 표면 장착 가능한 광전자 소자 그리고 표면 장착 가능한 광전자 소자를 제조하기 위한 방법 | |
US20180217343A1 (en) | Optical module | |
JP2007206337A (ja) | 光モジュールの製造方法 | |
JP2007206336A (ja) | 光モジュールおよびその製造方法 | |
JP2015029043A (ja) | 電子装置および光モジュール | |
JP2007305736A (ja) | 光モジュールの製造方法 | |
JP2009111180A (ja) | Ledユニット | |
JP5978631B2 (ja) | 発光装置 | |
JP5347681B2 (ja) | 発光装置 | |
JP2018117088A (ja) | 反射部材付基板及びその製造方法 | |
JP5237539B2 (ja) | 発光装置 | |
KR101543563B1 (ko) | 광전자 반도체 컴포넌트 | |
JP2015065293A (ja) | 光学素子実装モジュール、および光学素子実装モジュールの製造方法 | |
CN112636160B (zh) | 激光器 | |
JP4948777B2 (ja) | 光通信モジュール | |
JP2014135374A (ja) | 伝熱基板 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160526 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170208 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170307 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20171003 |