JP2570978B2 - 光半導体モジュール - Google Patents
光半導体モジュールInfo
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- JP2570978B2 JP2570978B2 JP5217140A JP21714093A JP2570978B2 JP 2570978 B2 JP2570978 B2 JP 2570978B2 JP 5217140 A JP5217140 A JP 5217140A JP 21714093 A JP21714093 A JP 21714093A JP 2570978 B2 JP2570978 B2 JP 2570978B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- package
- optical semiconductor
- semiconductor module
- lid
- liquid
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- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光半導体モジュールに
関し、特に、光半導体素子と光ファイバの先端部が同一
のパッケージに収容されパッケージ内部に光学的整合材
が充填された光半導体モジュールの構造に関する。
関し、特に、光半導体素子と光ファイバの先端部が同一
のパッケージに収容されパッケージ内部に光学的整合材
が充填された光半導体モジュールの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】光半導体素子からの出射光を集光レンズ
等を介さずに直接光ファイバに結合させる光半導体モジ
ュールがある。この種の光半導体モジュールは、小形化
で安価という特長を有する。
等を介さずに直接光ファイバに結合させる光半導体モジ
ュールがある。この種の光半導体モジュールは、小形化
で安価という特長を有する。
【０００３】集光レンズを用いない光半導体モジュール
では、結合効率を高くするためには光半導体素子と光フ
ァイバ端面間はなるべく近接させた方がよい。しかしな
がら、近接させすぎると光ファイバ端面からの反射光が
光半導体素子に戻り動作を不安定にするという問題があ
る。このような問題を解決するものとして、特願平４−
２５６６５６号に記載の光半導体モジュールがある。こ
れは、光半導体素子と光ファイバ先端部を収容するパッ
ケージの内部を透明な不活性液体で充填する構成を採用
している。特に、光半導体素子の出射部と光ファイバ端
面の間に液体を充填することにより、両者間の実効的な
光路長が液体の屈折率に比例して短くなり結合効率の向
上が図れる、光ファイバと屈折率が整合されるため端面
からの反射光を抑制できる、などの効果を得ることがで
きる。
では、結合効率を高くするためには光半導体素子と光フ
ァイバ端面間はなるべく近接させた方がよい。しかしな
がら、近接させすぎると光ファイバ端面からの反射光が
光半導体素子に戻り動作を不安定にするという問題があ
る。このような問題を解決するものとして、特願平４−
２５６６５６号に記載の光半導体モジュールがある。こ
れは、光半導体素子と光ファイバ先端部を収容するパッ
ケージの内部を透明な不活性液体で充填する構成を採用
している。特に、光半導体素子の出射部と光ファイバ端
面の間に液体を充填することにより、両者間の実効的な
光路長が液体の屈折率に比例して短くなり結合効率の向
上が図れる、光ファイバと屈折率が整合されるため端面
からの反射光を抑制できる、などの効果を得ることがで
きる。
【０００４】しかしながら、パッケージ内部に液体を充
填した場合、周囲の温度変化により液体が膨張し、パッ
ケージが破壊される恐れがあるという問題がある。従
来、周囲温度が上昇に対してパッケージ内部の圧力の上
昇を抑制する構造として、図４に示されるように、パッ
ケージ内部を液体で完全に満たさず、不活性ガスを封入
するなどの構造が用いられていた。
填した場合、周囲の温度変化により液体が膨張し、パッ
ケージが破壊される恐れがあるという問題がある。従
来、周囲温度が上昇に対してパッケージ内部の圧力の上
昇を抑制する構造として、図４に示されるように、パッ
ケージ内部を液体で完全に満たさず、不活性ガスを封入
するなどの構造が用いられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のパッケージ内部
を完全に液体で充填せず、ガス１４を封入する構造で
は、実装される方向によっては、光半導体素子３と光フ
ァイバ１の結合部が液体に浸せきされず、所望の特性が
得られないという問題がある。また、パッケージ５内部
が完全に液体で充填されていないと、パッケージ５を動
かした際に、パッケージ５内部で液体が大きく流動して
しまう。これにより、光半導体素子３の実装部や光半導
体素子３と端子とを接続するボンディングワイヤ１３に
外力が加わり、光半導体素子３の離脱やボンディングワ
イヤ１３の断線が起こるという問題がある。
を完全に液体で充填せず、ガス１４を封入する構造で
は、実装される方向によっては、光半導体素子３と光フ
ァイバ１の結合部が液体に浸せきされず、所望の特性が
得られないという問題がある。また、パッケージ５内部
が完全に液体で充填されていないと、パッケージ５を動
かした際に、パッケージ５内部で液体が大きく流動して
しまう。これにより、光半導体素子３の実装部や光半導
体素子３と端子とを接続するボンディングワイヤ１３に
外力が加わり、光半導体素子３の離脱やボンディングワ
イヤ１３の断線が起こるという問題がある。
【０００６】本発明の目的は、パッケージ内部に液体を
充填させる構造の光半導体モジュールにおける上記問題
を解決し、周囲の温度変化があってもパッケージの破壊
を来さず、しかも、光学結合部が確実に液体に浸せきさ
れ、かつ光半導体素子等に外力が加わらない光半導体モ
ジュールを提供することにある。
充填させる構造の光半導体モジュールにおける上記問題
を解決し、周囲の温度変化があってもパッケージの破壊
を来さず、しかも、光学結合部が確実に液体に浸せきさ
れ、かつ光半導体素子等に外力が加わらない光半導体モ
ジュールを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の欠点を除去するた
めに、本発明の光半導体モジュールは、光半導体素子
と、光ファイバの少なくとも先端部が同一のパッケージ
に収容され、前記光半導体素子と光ファイバが光学的に
結合され、前記パッケージには液体が充填された光半導
体モジュールにおいて、パッケージの一部が弾性体から
なることを特徴としている。
めに、本発明の光半導体モジュールは、光半導体素子
と、光ファイバの少なくとも先端部が同一のパッケージ
に収容され、前記光半導体素子と光ファイバが光学的に
結合され、前記パッケージには液体が充填された光半導
体モジュールにおいて、パッケージの一部が弾性体から
なることを特徴としている。
【０００８】
【作用】本発明の光半導体モジュールは、パッケージの
一部に弾性体からなる部分を設けたことにより、温度上
昇によってパッケージ内部に充填された液体が膨張して
も、弾性部が変形し内部の圧力上昇を抑制できるので、
パッケージの破壊などを防ぐことができる。特に、パッ
ケージ内部を完全に液体で充填したとしても、圧力上昇
を抑制できるので、気泡による光半導体素子への影響な
どを完全に回避することができるという顕著な効果を奏
する。
一部に弾性体からなる部分を設けたことにより、温度上
昇によってパッケージ内部に充填された液体が膨張して
も、弾性部が変形し内部の圧力上昇を抑制できるので、
パッケージの破壊などを防ぐことができる。特に、パッ
ケージ内部を完全に液体で充填したとしても、圧力上昇
を抑制できるので、気泡による光半導体素子への影響な
どを完全に回避することができるという顕著な効果を奏
する。
【０００９】
【実施例】次に図面を参照して本発明の一実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１０】図１は、本発明の実施例の断面図である。
光ファイバ１は先端部が素線の状態で端面が鏡面加工さ
れ、基板２のＶ溝に固定されている。この基板２には光
半導体素子３が、光ファイバ１に光学的に結合するよう
に位置調整されて半田により固定されている。これら光
半導体素子３、光ファイバ１、及び基板２からなる光学
系４は、パッケージ５に収容されている。なお、光ファ
イバ１のパッケージ５への導入部６は、低融点ガラスに
より封止されている。
光ファイバ１は先端部が素線の状態で端面が鏡面加工さ
れ、基板２のＶ溝に固定されている。この基板２には光
半導体素子３が、光ファイバ１に光学的に結合するよう
に位置調整されて半田により固定されている。これら光
半導体素子３、光ファイバ１、及び基板２からなる光学
系４は、パッケージ５に収容されている。なお、光ファ
イバ１のパッケージ５への導入部６は、低融点ガラスに
より封止されている。
【００１１】一方、パッケージ５の蓋７はコバールを材
料としており、穴８があいている。蓋７は光学系４が収
容されたパッケージ５にシーム溶接されている。パッケ
ージ５の内部に穴８からに不活性液体９が充填された
後、穴８は樹脂からなるシート１０により封止される。
これにより、パッケージ５の内部には、光学系全体が不
活性液体９によって完全に浸せきされた状態になる。
料としており、穴８があいている。蓋７は光学系４が収
容されたパッケージ５にシーム溶接されている。パッケ
ージ５の内部に穴８からに不活性液体９が充填された
後、穴８は樹脂からなるシート１０により封止される。
これにより、パッケージ５の内部には、光学系全体が不
活性液体９によって完全に浸せきされた状態になる。
【００１２】上述の本願発明の光半導体モジュールの温
度変化に対する耐環境試験の結果について説明する。
度変化に対する耐環境試験の結果について説明する。
【００１３】本発明の光半導体モジュールと、弾性体部
分のない蓋を有するパッケージからなる従来の光半導体
モジュールの周囲温度を−４０℃から＋８５℃まで変化
させる。−４０℃から＋８５℃までの温度上昇と＋８５
℃から−４０℃までの温度降下を１サイクルとして、こ
れを１００サイクル繰り返した。従来の光半導体モジュ
ールでは、慨ね７０サイクルを越えるとパッケージと蓋
の接合部の一部が剥がれて、内部の液体漏れが生じた。
これに伴って、光半導体素子と光ファイバ間に液体が充
填されていない状態となり、結合効率が低下するなどの
特性劣化が生じた。これに対して、本発明の光半導体モ
ジュールでは、こうした液体漏れ等の不具合はなく、安
定した特性を維持することが確認された。このように、
蓋の一部に弾性体部分を設けることにより、パッケージ
内部に液体が完全に充填されていても、弾性体部分の変
形によりパッケージ内部の圧力変化を抑制できる。これ
により、パッケージ等の破壊を防ぐことができ、安定し
た特定を維持することができる。
分のない蓋を有するパッケージからなる従来の光半導体
モジュールの周囲温度を−４０℃から＋８５℃まで変化
させる。−４０℃から＋８５℃までの温度上昇と＋８５
℃から−４０℃までの温度降下を１サイクルとして、こ
れを１００サイクル繰り返した。従来の光半導体モジュ
ールでは、慨ね７０サイクルを越えるとパッケージと蓋
の接合部の一部が剥がれて、内部の液体漏れが生じた。
これに伴って、光半導体素子と光ファイバ間に液体が充
填されていない状態となり、結合効率が低下するなどの
特性劣化が生じた。これに対して、本発明の光半導体モ
ジュールでは、こうした液体漏れ等の不具合はなく、安
定した特性を維持することが確認された。このように、
蓋の一部に弾性体部分を設けることにより、パッケージ
内部に液体が完全に充填されていても、弾性体部分の変
形によりパッケージ内部の圧力変化を抑制できる。これ
により、パッケージ等の破壊を防ぐことができ、安定し
た特定を維持することができる。
【００１４】次に、本発明の変形例について説明する。
【００１５】上述の実施例では、蓋７の一部に穴８を設
けて弾性体からなるシート１０を固着させたが、穴８及
びシート１０はパッケージ５に設けても同じ効果を得る
ことができる。
けて弾性体からなるシート１０を固着させたが、穴８及
びシート１０はパッケージ５に設けても同じ効果を得る
ことができる。
【００１６】また、穴８の外側にシート１０を固着させ
たままでは、周囲温度の上昇時にシート１０は外側に膨
れる。このとき、他の実装部品に接触して不具合を生じ
たり、取扱い時にこの部分を破損してしまうことが考え
られる。これを防止するために、図２に示すように、蓋
７を２重構造としてもよい。この構造を用いる場合に
は、蓋７の穴８をシート１０に封止後、さらに上部にシ
ート溶接などにより剛体の蓋１１を固着すればよい。
たままでは、周囲温度の上昇時にシート１０は外側に膨
れる。このとき、他の実装部品に接触して不具合を生じ
たり、取扱い時にこの部分を破損してしまうことが考え
られる。これを防止するために、図２に示すように、蓋
７を２重構造としてもよい。この構造を用いる場合に
は、蓋７の穴８をシート１０に封止後、さらに上部にシ
ート溶接などにより剛体の蓋１１を固着すればよい。
【００１７】さらに、図３に示されるように、あらかじ
め蓋７の内側に弾性体からなるシート１２が付着され、
蓋７とシート１２の間にガスが封入された蓋を用いても
よい。この構造では、蓋の穴から液体を充填後、剛体に
より穴を塞いでもよい。また、蓋には穴を設けず、光フ
ァイバ１の導入部６から液体をパッケージに充填し、最
後に低融点ガラスにより導入部６を封止してもよい。
め蓋７の内側に弾性体からなるシート１２が付着され、
蓋７とシート１２の間にガスが封入された蓋を用いても
よい。この構造では、蓋の穴から液体を充填後、剛体に
より穴を塞いでもよい。また、蓋には穴を設けず、光フ
ァイバ１の導入部６から液体をパッケージに充填し、最
後に低融点ガラスにより導入部６を封止してもよい。
【００１８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の光半導体モ
ジュールはパッケージの一部に弾性体部分を設けている
ので、パッケージ内部を完全に液体で充填しても、温度
上昇によるパッケージ内部の圧力の上昇を抑制すること
が可能になる。これにより、パッケージ内部の圧力上昇
によるパッケージ破壊や液体漏れを防ぐことができ、安
定した状態をを保つことができるという顕著な効果を奏
する。
ジュールはパッケージの一部に弾性体部分を設けている
ので、パッケージ内部を完全に液体で充填しても、温度
上昇によるパッケージ内部の圧力の上昇を抑制すること
が可能になる。これにより、パッケージ内部の圧力上昇
によるパッケージ破壊や液体漏れを防ぐことができ、安
定した状態をを保つことができるという顕著な効果を奏
する。
【図１】本発明の一実施例の断面図
【図２】本発明の他の実施例の断面図
【図３】本発明の他の実施例の断面図
【図４】従来の光半導体モジュールの断面図
１ 光ファイバ ２ 基板 ３ 光半導体素子 ４ 光学系 ５ パッケージ ６ 導入部 ７ 蓋 ８ 穴 ９ 不活性液体 １０ シート １１ 蓋 １２ シート １３ ボンディングワイヤ １４ ガス
Claims (3)
- 【請求項１】 光半導体素子と、該光半導体素子を収容するパッケージと、 前記パッケージの内部に先端部が配置され、前記光半導
体素子と光学的に結合する光ファイバと、 前記パッケージを気密する蓋とを備え、 前記パッケージの内部には液体が充填されており、 前記パッケージと前記蓋のうち、少なくとも一方に弾性
体からなる部分を含んでいることを特徴とする光半導体
モジュール。 - 【請求項２】 前記パッケージと前記蓋のうち、少なく
とも一方は弾性体を含む内壁面と剛体からなる外壁面か
らなる二重構造であることを特徴とする請求項１記載の
光半導体モジュール。 - 【請求項３】 前記パッケージと前記蓋のうち、少なく
とも一方は内側に弾性体からなるシートが周辺部のみを
内壁に密着させて貼り合わせられており、前記内壁とシ
ートの間には気体が充填されていることを特徴とする請
求項１記載の光半導体モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5217140A JP2570978B2 (ja) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | 光半導体モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5217140A JP2570978B2 (ja) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | 光半導体モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0772351A JPH0772351A (ja) | 1995-03-17 |
| JP2570978B2 true JP2570978B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=16699487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5217140A Expired - Lifetime JP2570978B2 (ja) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | 光半導体モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2570978B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109186740A (zh) * | 2018-09-21 | 2019-01-11 | 湖南长城海盾光纤科技有限公司 | 一种光纤水听器探头封装结构及封装方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0314604B2 (ja) * | 1986-12-26 | 1991-02-27 | Takahama Industry | |
| JPH04343200A (ja) * | 1991-05-20 | 1992-11-30 | Kobe Steel Ltd | 光学的情報の伝送装置 |
| JPH0667030A (ja) * | 1992-08-21 | 1994-03-11 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 光導波路デバイスのケース内体積膨張吸収構造 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3014604U (ja) * | 1994-11-18 | 1995-08-15 | 株式会社三共 | 紙製パレット |
-
1993
- 1993-09-01 JP JP5217140A patent/JP2570978B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0314604B2 (ja) * | 1986-12-26 | 1991-02-27 | Takahama Industry | |
| JPH04343200A (ja) * | 1991-05-20 | 1992-11-30 | Kobe Steel Ltd | 光学的情報の伝送装置 |
| JPH0667030A (ja) * | 1992-08-21 | 1994-03-11 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 光導波路デバイスのケース内体積膨張吸収構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0772351A (ja) | 1995-03-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960903 |