JP2967003B2 - 光半導体モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

光半導体モジュールおよびその製造方法

Info

Publication number
JP2967003B2
JP2967003B2 JP13042392A JP13042392A JP2967003B2 JP 2967003 B2 JP2967003 B2 JP 2967003B2 JP 13042392 A JP13042392 A JP 13042392A JP 13042392 A JP13042392 A JP 13042392A JP 2967003 B2 JP2967003 B2 JP 2967003B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
array
optical
optical element
lens
package
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP13042392A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05323159A (ja
Inventor
聡 金子
祥宏 茂木
繁文 鬼頭
勉 吉屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP13042392A priority Critical patent/JP2967003B2/ja
Publication of JPH05323159A publication Critical patent/JPH05323159A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2967003B2 publication Critical patent/JP2967003B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信に用いられる光
半導体モジュールおよびその製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図7は、従来の複数個の発受光素子と光
ファイバとを結合する光半導体モジュール21の構造例
を斜視図で示したものである。同図において、この並列
伝送光モジュールは、アレイ状に複数個配列した発光あ
るいは受光素子を支持する基板19と、前記素子と光結
合する側のファイバ端面を略45度に斜めカットし、前
記素子とアレイピッチを同一にしたアレイ状光ファイバ
15を保持し、前記基板19に光軸を略一致させて重畳
した光ファイバ支持部16とを有することを特徴とする
構造となっている。なお、14は発光あるいは受光素子
に接続された電極パターン、17は絶縁膜、18は位置
合わせガイドである。この種のモジュールとして関連す
るものには例えば特開平2ー220010号公報があ
る。
【0003】また、図面は省略したが、さらに改良され
たものとしてパッケージ内に光素子を気密封止すると共
に、レンズアレイを介して光ファイバアレイを着脱自在
に接続し、光素子と光ファイバとを光学的に結合した構
成のものが知られており、これに関連するものとして、
例えば特開平2−32306号公報が挙げられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記図7に示した前者
の従来技術は、平面基板19上にアレイ状光素子を配置
して光の入出射方向を上下方向とし、端面を略45度に
斜めカットした光ファイバ15と結合する構成であるの
で、光軸は、光ファイバ支持部16のガイド18の大き
さで調整でき、予め所望の大きさに作製してあり、ま
た、光ファイバピッチ、光ファイバ支持部16に設けた
ガイド18と光ファイバ15との位置関係は、それぞれ
光素子のアレイピッチ、基板19に設けたガイド溝と光
素子との位置関係に一致している。従って、光ファイバ
支持部16のガイド溝に沿って摺動させるだけで光軸調
整を行うことができ、光軸調整のための部材間のクリア
ランスや部材固定のスペースが不要であるので形状の小
型化が可能であった。しかし、上記従来技術では光ファ
イバアレイ付きのピグテールタイプモジュールであるた
め、光ファイバアレイ15と光ファイバ支持部16の接
合部分が障害となりモジュール全体を気密封止すること
が困難であった。その結果モジュールに搭載される発受
光素子あるいはICの寿命を確保することが出来ず、ま
た、腐食を防止することも出来なかった。
【0005】また、パッケージ内に光素子を気密封止
し、レンズアレイを介して光ファイバアレイを着脱自在
に接続する後者の従来技術は、上記前者のものよりも気
密封止されているだけに光素子の信頼性が高く優れてい
るが、光素子を収納したパッケージにレンズアレイを組
み込む技術について充分な配慮がされていなかった。す
なわち、多数の光素子が高密度に配列されたアレイを収
納している場合には、光素子アレイとレンズアレイとの
光軸を正確に合わせることが極めて重要であり、その位
置合わせが難しく、高度な技術を要していた。
【0006】したがって、本発明の目的は、上記従来技
術の問題点を解消することにあり、気密封止された発受
光素子の信頼性を確保すると共に、発行素子アレイとレ
ンズアレイとの光軸を比較的容易な技術で正確に合わせ
ることのできる改良された光半導体モジュールおよびそ
の製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、以下に示す技術的手段を採用した。すなわち、 (a)複数の発受光素子が配列された光素子アレイと複
数の光ファイバが配列された光ファイバアレイとの結合
を、複数のレンズが配列されたレンズアレイを介して結
合させる。
【0008】(b)光素子アレイとレンズアレイとを同
一パッケージに光伝達関係にあるように配置固定し、ア
レイレンズ外周部とパッケージとの接合部を、はんだ、
もしくは低融点ガラス等の気密封止材で固定する。
【0009】(c)光素子アレイとレンズアレイとを同
一パッケージに光伝達関係にあるように配置固定するに
際しては、光素子アレイが搭載される配線ブロックに予
め形成したダミー電極を用いて光素子アレイの好ましく
は両端の発光素子を駆動しながらレンズアレイを介して
光素子とレンズとの光軸を合わせ、発光中心がレンズの
中心にくるように位置合わせした状態で気密封止材を用
いて固定する。レンズアレイを固定した後は、ダミー電
極を切り離すことが望ましい。
【0010】(d)光素子アレイとレンズアレイとを組
み込んだパッケージと、光ファイバアレイを組み込んだ
パッケージとをそれぞれ独立に形成しておき、これら両
者のパッケージを嵌合させ、光素子アレイと光ファイバ
アレイとがレンズアレイを介して光伝達関係にあるよう
に結合させ、着脱自在の構成とする。
【0011】以上の構成をさらに具体的に説明すると、
上記目的は以下のようにして達成することができる。す
なわち、 (1)少なくとも複数の発受光素子を配列した光素子ア
レイと光素子を駆動する電子装置とを搭載した配線ブロ
ックを収納し、前記光素子と光伝達関係にあるように光
学的に結合したアレイ状に配列された複数のレンズで気
密封止した第1のパッケージと、複数の光ファイバをア
レイ状に収容した第2のパッケージとを着脱自在に嵌合
して成る光半導体モジュールであって、前記配線ブロッ
クに、光素子アレイの少なくとも両端の光素子に接続さ
れた前記光素子とレンズの光軸位置合わせ用ダミー電極
を配設すると共に、前記双方のパッケージに、光素子ア
レイと光ファイバアレイとをレンズを介して光学的に結
合する位置決めガイド部を有する嵌合手段を配設して成
る光半導体モジュールにより、達成される。
【0012】上記アレイ状に配列された複数のレンズ
は、同一基板上に所定の間隔で一体的に形成してレンズ
アレイを構成するか、もしくは複数のレンズが、個別に
形成され、個々のレンズが所定の間隔でレンズホルダに
保持されハイブリッドに形成してレンズアレイを構成し
ても良い。しかし、組立の容易さからは前者が優れてい
る。
【0013】本発明において、上記複数の光ファイバの
レンズアレイとの結合部は、光コネクタ機能を有し、種
々の光ファイバアレイと容易に接続することができる。
これに関するものとしては、例えば光ファイバアレイと
してその結合部が、シリコン単結晶のV溝にてガイドさ
れたファイバ芯線としたものとか、フェレルールを固定
した構造などが挙げられる。
【0014】(2)また、上記目的は、少なくとも複数
の発受光素子を配列した光素子アレイと光素子を駆動す
る電子装置とを搭載した配線ブロックを収納し、前記光
素子と光伝達関係にあるように光学的に結合したアレイ
状に配列された複数のレンズで気密封止して第1のパッ
ケージを組立る工程と、複数の光ファイバをアレイ状に
収容して第2のパッケージを組立る工程とを有し、両パ
ッケージを着脱自在に嵌合させる光半導体モジュールの
製造方法であって、前記配線ブロックに、光素子アレイ
の少なくとも両端の光素子に接続するダミー電極を形成
する工程と、前記ダミー電極に給電し、光素子アレイの
両端の光素子を発光させてレンズを通った光強度を計測
してレンズと光素子アレイの光軸位置合わせをする工程
とを有して成る光半導体モジュールの製造方法によって
も、達成される。
【0015】そして好ましくは、上記製造方法におい
て、レンズを予め第1のパッケージに気密封止材で封止
し、上記ダミー電極に給電し、光素子アレイの両端の光
素子を発光させてレンズを通った光強度を計測し、その
計測結果に基づいて光素子アレイの位置決めを行ないレ
ンズと光素子アレイの光軸位置合わせをする工程とする
ことである。
【0016】上記レンズを第1のパッケージに気密封止
するに際しては、気密封止材として例えば、はんだ、も
しくは低融点ガラスを用い、熱歪が入らないように比較
的低温度で封止ることが望ましい。
【0017】
【作用】本発明では、複数の発受光素子を配列した光素
子アレイと、複数の光ファイバを配列したファイバアレ
イとを、複数のレンズを配列したレンズアレイを介して
結合させ、さらに光素子アレイ、それを駆動するIC等
の電子装置を収納し、且つレンズアレイを固定したパッ
ケージと、光ファイバを収容したパッケージとを別個に
分離独立して構成することにより、光素子、IC等の電
子装置の寿命が確保され、また、これら電子装置の腐食
による性能劣化防止も出来る光半導体モジュールを実現
することができる。
【0018】光素子アレイとレンズアレイとの光軸合わ
せは、パッケージの組立時に光素子アレイが搭載される
配線ブロックに予め形成したダミー電極を用いて特定の
光素子、好ましくはアレイの両端の素子を発光させ、レ
ンズを通過した光を撮像装置で測定し、レンズアレイと
光素子アレイとを相対的に移動させ光出力が最大の位置
を求めて行なう。
【0019】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面にしたがって
説明する。図1は、本発明の一実施例に係わる半導体レ
ーザアレイを用いた多芯半導体レーザモジュールの簡略
化した要部の組立斜視図を示したものである。また、図
2は、その平面図で蓋8を取り外した状態を示してい
る。これらの図において、半導体レーザアレイ1から出
射されたレーザ光は、半導体レーザアレイ1と光伝達関
係に配置されているレンズアレイ2と結合し、さらに図
4、図5に示すような光ファイバアレイパッケージ11
とガイド部BおよびCにおいて嵌合され光ファイバアレ
イ9と光伝達関係を有するように結合される。この際、
多芯半導体レーザモジュールのパッケージ3は、レンズ
アレイ2側においてはレンズアレイ2の外周部とパッケ
ージ3との接合部Aをはんだあるいは低融点ガラス等の
気密接合材にて気密封止パッケージングを行い、一方、
上面は蓋8をシーム溶接あるいははんだ固定により気密
封止される。
【0020】以下、組立方法の一例を図1、図3、図4
で説明する。なお、図3は半導体レーザアレイ1および
IC等の電子装置が搭載されているダミー電極20付き
の配線ブロック5の斜視図を示している。
【0021】まず、図3に示すようにブロック5の上面
にIC等の電子装置6を搭載すると共に、半導体レーザ
アレイ1を搭載したサブマウント4をはんだ固定しワイ
ヤボンディングを行う。この際、ブロック5の上面には
半導体レーザアレイ1に接続した配線パターンが形成さ
れており、その両端のパターンにダミーのリード端子2
0を形成しておく。一方、パッケージ3の光ファイバア
レイ嵌合部の両側面および下面に形成されているガイド
部Bを基準として、図4、図5に示した光ファイバアレ
イパッケージを結合させる位置に所定の精度にてレンズ
アレイ2を外周部Aにおいてはんだあるいは低融点ガラ
スにて気密封止パッケージングを行う。
【0022】次に、上記図3に示したブロック5をパッ
ケージ3の内部に置き半導体レーザアレイ1の両端が発
光するようにダミーのリード端子20より給電する。こ
の際、両端のレンズを通過したレーザ光を撮像装置(カ
メラ)にて観察し、以下、次のように位置合わせを行
う。(1)カメラの焦点をアレイレンズの端面に合わせ
る。(2)アレイレンズ端面の光強度が両端で均一にな
るようにブロック5を位置調整する。(2)が終了した
後、ブロック5とパッケージ3の内部面をはんだ固定す
る。最後にダミーのリード端子20をはずし、蓋8をパ
ッケージ3にシーム溶接あるいははんだ固定により気密
封止する。この場合、窒素やアルゴンの如き不活性ガス
を封入して作業が行なわれるので、内部の光素子1およ
びIC6は腐食の影響を受けること無く、長寿命が確保
出来る。
【0023】一方、図4に示す光ファイバアレイパッケ
ージ11は、ガイドB部と嵌合するガイドC部を基準と
して半導体レーザアレイモジュールと結合させる位置に
所定の精度にてフェルール10を固定する。また、図5
は図4とは異なる光ファイバアレイパッケージ11の例
を示したもので、光ファイバ芯線12をシリコンV溝1
3に配設した周知のシリコンV溝芯線型パッケージで、
これを用いても良い。
【0024】上記二つのパッケージ3および11を嵌合
することにより、図6に示す多芯半導体レーザモジュー
ル21が形成される。
【0025】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明により所期
の目的を達成することができた。すなわち、複数の発受
光素子と複数の光ファイバとをアレイ状に配列された複
数のレンズを介して結合させる際に、ダミー電極を配し
た配線ブロックを用いて組立ることにより、光軸合わせ
が容易となった。また、発受光素子とアレイレンズを収
納したパッケージと、光ファイバアレイを収容したパッ
ケージとの双方に両者を嵌合させるガイド部を形成し、
且つ両者を着脱自在に分離独立させることにより、複数
の光ファイバを用いたピグテールタイプの光半導体モジ
ュールにおいても容易に気密封止を実現することがで
き、耐環境性に優れ信頼性の高い光半導体モジュールを
実現することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例となる多芯半導体レーザモジ
ュールの組立斜視図。
【図2】同じく図1の平面図。
【図3】同じく半導体レーザが搭載されているダミー電
極付きの配線ブロックの斜視図。
【図4】同じく多芯発受光モジュールと嵌合する光ファ
イバアレイのフェルール型パッケージの斜視図。
【図5】同じく多芯発受光モジュールと嵌合する光ファ
イバアレイのシリコンV溝芯線型パッケージの斜視図。
【図6】同じく多芯半導体レーザモジュールのパッケー
ジと光ファイバアレイのパッケージとが嵌合した状態を
示す斜視図。
【図7】従来の光半導体モジュールの斜視図。
【符号の説明】
1…半導体レーザアレイ、 2…レンズアレ
イ、3…発受光素子アレイとレンズアレイの一体型パッ
ケージ、4…サブマウント、 5…ブ
ロック、6…ICアレイ、 7…リ
ード電極、8…蓋、 9…
光ファイバアレイ、10…フェルール、
11…光ファイバパッケージ、12…光ファイバ芯
線、 13…シリコンV溝、14…電極パタ
ーン、 15…光ファイバ、16…ファイ
バ支持部、 17…絶縁膜、18…ガイド、
19…基板、20…ダミー電極、
21…多芯半導体レーザモジュール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉屋 勉 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株式会社日立製作所 情報通信事業部内 (56)参考文献 特開 平2−13911(JP,A) 特開 平2−32306(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 6/42 G02B 6/32

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも複数の発受光素子を配列した光
    素子アレイと光素子を駆動する電子装置とを搭載した配
    線ブロックを収納し、前記光素子と光伝達関係にあるよ
    うに光学的に結合したアレイ状に配列された複数のレン
    ズで気密封止した第1のパッケージと、複数の光ファイ
    バをアレイ状に収容した第2のパッケージとを着脱自在
    に嵌合して成る光半導体モジュールであって、前記配線
    ブロックに、光素子アレイの少なくとも両端の光素子に
    接続された前記光素子とレンズの光軸位置合わせ用ダミ
    ー電極を配設すると共に、前記双方のパッケージに、光
    素子アレイと光ファイバアレイとをレンズを介して光学
    的に結合する位置決めガイド部を有する嵌合手段を配設
    して成る光半導体モジュール。
  2. 【請求項2】上記アレイ状に配列された複数のレンズ
    が、同一基板上に所定の間隔で一体的に形成されてレン
    ズアレイを構成して成る請求項1記載の光半導体モジュ
    ール。
  3. 【請求項3】上記アレイ状に配列された複数のレンズ
    が、個別に形成され、個々のレンズが所定の間隔でレン
    ズホルダに保持されハイブリッドに形成されてレンズア
    レイを構成して成る請求項1記載の光半導体モジュー
    ル。
  4. 【請求項4】上記複数の光ファイバのレンズアレイとの
    結合部が光コネクタ機能を有して成る請求項1記載の光
    半導体モジュール。
  5. 【請求項5】上記複数の光ファイバのレンズアレイとの
    結合部が、シリコン単結晶のV溝にてガイドされたファ
    イバ芯線で構成して成る請求項1記載の光半導体モジュ
    ール。
  6. 【請求項6】少なくとも複数の発受光素子を配列した光
    素子アレイと光素子を駆動する電子装置とを搭載した配
    線ブロックを収納し、前記光素子と光伝達関係にあるよ
    うに光学的に結合したアレイ状に配列された複数のレン
    ズで気密封止して第1のパッケージを組立る工程と、複
    数の光ファイバをアレイ状に収容して第2のパッケージ
    を組立る工程とを有し、両パッケージを着脱自在に嵌合
    させる光半導体モジュールの製造方法であって、前記配
    線ブロックに、光素子アレイの少なくとも両端の光素子
    に接続するダミー電極を形成する工程と、前記ダミー電
    極に給電し、光素子アレイの両端の光素子を発光させて
    レンズを通った光強度を計測してレンズと光素子アレイ
    の光軸位置合わせをする工程とを有して成る光半導体モ
    ジュールの製造方法。
  7. 【請求項7】上記レンズを予め第1のパッケージに気密
    封止材で封止し、上記ダミー電極に給電し、光素子アレ
    イの両端の光素子を発光させてレンズを通った光強度を
    計測し、その計測結果に基づいて光素子アレイの位置決
    めを行ないレンズと光素子アレイの光軸位置合わせをす
    る工程とを有して成る請求項6記載の光半導体モジュー
    ルの製造方法。
  8. 【請求項8】上記レンズを第1のパッケージに気密封止
    するに際し、気密封止材としてはんだ、もしくは低融点
    ガラスを用いて封止る工程を有して成る請求項6もしく
    は7記載の光半導体モジュールの製造方法。
JP13042392A 1992-05-22 1992-05-22 光半導体モジュールおよびその製造方法 Expired - Lifetime JP2967003B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13042392A JP2967003B2 (ja) 1992-05-22 1992-05-22 光半導体モジュールおよびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13042392A JP2967003B2 (ja) 1992-05-22 1992-05-22 光半導体モジュールおよびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05323159A JPH05323159A (ja) 1993-12-07
JP2967003B2 true JP2967003B2 (ja) 1999-10-25

Family

ID=15033895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13042392A Expired - Lifetime JP2967003B2 (ja) 1992-05-22 1992-05-22 光半導体モジュールおよびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2967003B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07174941A (ja) * 1993-12-17 1995-07-14 Nec Corp 光通信用光学素子結合モジュールおよびその製造方法
JP3403306B2 (ja) * 1997-01-17 2003-05-06 古河電気工業株式会社 光モジュール

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05323159A (ja) 1993-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5661835A (en) Optical composite module and method of assembling the same
US5719979A (en) Optical semiconductor module and method for manufacturing the same
KR0168898B1 (ko) 쌍방향 전송용 광 모듈
JP3472660B2 (ja) 光半導体アレイモジュ−ルとその組み立て方法、及び外部基板実装構造
KR20000016280A (ko) 광전 장치 리셉터클 및 그 제조 방법_
US6181855B1 (en) Optical and/or electro-optical connection having electromagnetic radiation-produced welds
US5572615A (en) Waveguide type optical device
JPH0980273A (ja) 光学装置
AU607005B2 (en) An opto-electronic device
JP2967003B2 (ja) 光半導体モジュールおよびその製造方法
JP3907051B2 (ja) 光モジュール及びその製造方法
JPH04241477A (ja) 半導体デバイス用サブマウントおよび半導体光デバイスモジュール
JP2892889B2 (ja) 光半導体モジュール
JPH07140361A (ja) 光伝送用モジュール及びそれに用いられるレンズホルダー受け
JPH11202165A (ja) 光モジュール
JP2004029161A (ja) 光半導体素子モジュール
JP2000156510A (ja) 光半導体素子および光半導体素子の製造方法ならびに光電子装置
JP3240980B2 (ja) 半導体モジュール装置の製造方法
JPH08122578A (ja) 光学モジュールおよびその組立て方法
JPH05188250A (ja) 光並列伝送モジュールおよび光結合方法
JP3452120B2 (ja) 光モジュール及び光トランシーバ
JP3295327B2 (ja) 双方向光モジュール
JPH1090561A (ja) 多チャンネル光モジュール
JP2000028870A (ja) 光結合装置
JPH07218772A (ja) 半導体光モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 9

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080813

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 9

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080813

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 10

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090813

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 11

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100813

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100813

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110813

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 13

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120813

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120813

Year of fee payment: 13