JP4845333B2 - Photoelectric conversion element package, manufacturing method thereof, and optical connector - Google Patents

Photoelectric conversion element package, manufacturing method thereof, and optical connector Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric conversion element package in which a photoelectric conversion element and an electric circuit element can be loaded with large alignment tolerances which are similar to the electrical mounting accuracy in an ordinary multi-chip module at the time of packaging the elements. <P>SOLUTION: The photoelectric conversion element package 1 is constituted of a package A3 composed of the photoelectric conversion element 2 and a transparent material 4 sealing the element 2 and a package B8 which seals the electric circuit element 5 electrically connected to the photoelectric conversion element 2 and the package A3. The package B8 is constituted so that part 3a of the package A3 may be exposed to the outside from part of the package B8. Therefore, the photoelectric conversion element package 1 can be manufactured inexpensively, because no optical mounting is required at the time of manufacturing the photoelectric conversion element package 1 by performing sealing similar to that performed on an ordinary electrical mounting package. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&amp;NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光伝送、光計測、光メモリ等の各種分野に適用可能で光の入出射を行う光電変換素子パッケージ、その作製方法及び光コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光電変換素子と電子回路素子とをパッケージ化することによりマルチチップモジュールとなる光電変換素子パッケージ（“ＯＥ−ＭＣＭ”とも呼ばれる）は、光電変換素子、光結合素子、光実装基板、発光光電変換素子用ドライバ電子回路素子、受光光電変換素子用増幅電子回路素子、論理電子回路素子、さらにはこれら全体を封止するパッケージ、端子、ＭＣＭ基板等から構成される。
【０００３】
特許文献１，２等には、従来の光電変換素子パッケージの構成例が掲載されており、光電変換素子、電気回路素子及び周辺部品が同一部品に実装されている。
【０００４】
図４６は、特許文献２に記載された従来の光電変換素子パッケージの構成例を示す。コネクタ構成を有する部品（光ファイバ２００等）と、これに対して位置調整された光電変換素子（ＬＤチップ２０１等）、電気回路素子（受信用ＰＤ２０２等）、及び周辺部品（モニタ用ＰＤチップ２０３、光導波路２０４中のＷＤＭフィルタ２０５等）とが不透明で硬化性に優れたエポキシ樹脂等のモールド部材２０６によりモールドされている。なお、ＬＤチップ２０１及びモニタ用ＰＤチップ２０３周りはＬＤチップ２０１からの光をモニタ用ＰＤチップ２０３に導光させるためにシリコーン系樹脂等の透明樹脂２０７により覆われている。
【０００５】
これにより、従来の金属のハーメチック封止による光電変換素子パッケージよりも、小型・低価格化が実現可能となる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２０２４３８公報
【特許文献２】
特開２０００−２２８５５５公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献２において、外部の光ファイバ２００と光電変換素子（ＬＤチップ２０１）とを高効率で光結合させるためには高精度な光実装が必要なため、外部の光ファイバ２００の一部をモールド部材２０６に直接挿入して一体化しており、外部の光ファイバ２００の脱着ができない。このため、このような光電変換素子パッケージのプリント基板への実装には、リフロー炉を量産で用いることは困難であり、ロボット半田付けや手半田付け等による少量生産しかできない。さらには、機器内光伝送におけるボード間光伝送のように機器組み付け作業としてコネクタが必須の装置には用いることができない。
【０００８】
また、この光ファイバの挿入に代えて光コネクタをモールド部材に直接挿入して一体化すれば、光電変換素子パッケージと外部の光ファイバとを脱着ができるようになるが、実際には、光コネクタ自体が部品コストとして高価であり低コスト化できないばかりか、光コネクタという大きい部材に対する高精度の光実装が必要となり、組付けコストが増大する。
【０００９】
本発明の目的は、光電変換素子（光と電気との信号変換を行う素子＝発光素子や受光素子等）と電子回路素子とをパッケージ化する際に、通常のマルチチップモジュールにおける電気実装精度と同様なアライメントトレランスの大きな実装を可能とする光電変換素子パッケージ、及び、その製造方法を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の目的は、このような光電変換素子パッケージを用いて、電気コネクタと同様なアライメントトレランスの大きい脱着を可能とする光コネクタを提供することである。
【００１１】
より具体的には、本発明の目的の一つは、光電変換素子と電子回路素子とをパッケージして光電変換素子パッケージを作製する場合に、通常の電気実装パッケージと同様な封止により、光学素子のアライメントが不要で簡単かつ低コストに作製可能とすることである。
【００１２】
本発明の目的の一つは、機械的精度を向上させ、より機械的信頼性に優れた光電変換素子パッケージを提供することである。
【００１３】
本発明の目的の一つは、高熱に対する信頼性に優れた光電変換素子パッケージを提供することである。
【００１４】
本発明の目的の一つは、光電変換素子のパッケージをマルチチップモジュールの封止材料と同一とすることにより、パッケージ間界面の透湿性と熱サイクルに対する信頼性に優れた光電変換素子パッケージを提供することである。
【００１５】
本発明の目的の一つは、通常のマルチチップモジュールにおける電気実装精度と同様なアライメントトレランスの大きい部品実装が可能な光電変換素子パッケージを提供することである。
【００１６】
本発明の目的の一つは、電子変換素子又はこれをパッケージした素子と、電子回路素子とを共通の基板に設けることにより、光高周波に優れると同時に多機能性の実現が容易な光電変換素子パッケージを提供することである。
【００１７】
本発明の目的の一つは、より小型・高密度な光電変換素子パッケージを提供することである。
【００１８】
本発明の目的の一つは、基板導波路配線への光結合のアライメントが簡単な光電変換素子パッケージを提供することである。
【００１９】
本発明の目的の一つは、光電変換素子の放熱特性を向上させ、光電変換素子の長期信頼性を向上させた光電変換素子パッケージを提供することである。
【００２０】
本発明の目的の一つは、光電変換素子の放熱特性をより向上させ、光電変換素子の長期信頼性をより向上させた光電変換素子パッケージを提供することである。
【００２１】
本発明の目的の一つは、光電変換素子パッケージとは別の光学素子と、光電変換素子パッケージ内の光電変換素子との光結合効率を向上させた光電変換素子パッケージを提供することである。
【００２２】
本発明の目的の一つは、光電変換素子パッケージとは別の光学素子と、光電変換素子パッケージ内の光電変換素子とを、より簡単に光結合させることができる光電変換素子パッケージを提供することである。
【００２３】
本発明の目的の一つは、より大容量のデータの送受信が可能な光電変換素子パッケージを提供することである。
【００２４】
本発明の目的の一つは、伝送路のクロストークを低減すると同時に、複数の光コネクタを簡単に接続可能な光電変換素子パッケージを提供することである。
【００２５】
本発明の目的の一つは、通常のマルチチップモジュールにおける電気実装精度と同様なアライメントトレランスの大きい部品実装が可能な光電変換素子パッケージの製造方法を提供することである。
【００２６】
本発明の目的の一つは、光電変換素子パッケージとは別の光学素子と、光電変換素子パッケージ内の光電変換素子とを光結合させる光結合素子の作製工程を簡略化した光電変換素子パッケージの製造方法を提供することである。
【００２７】
本発明の目的の一つは、光電変換素子パッケージとは別の光学素子と、光電変換素子パッケージ内の光電変換素子とを光結合させる光結合素子の作製時のアライメント工程をより簡単にできる光電変換素子パッケージの製造方法を提供することである。
【００２８】
本発明の目的の一つは、光コネクタ部品と光電変換素子パッケージとの光結合による損失を低減した光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタを提供することである。
【００２９】
本発明の目的の一つは、コネクタ部品の機械的位置決め機構の位置決め精度を向上させると同時に機械的強度を向上させ、機械的信頼性を向上させた光コネクタを提供することにある。
【００３０】
本発明の目的の一つは、コネクタ部品での端面反射や端面損失を低減した光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタを提供することである。
【００３１】
本発明の目的の一つは、コネクタ部品の接続時の気泡による端面損失を低減させると同時に、より小さな脱着力でも反射損失も低減させることができる光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタを提供することである。
【００３２】
本発明の目的の一つは、簡単に脱着できる光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタを提供することである。
【００３３】
本発明の目的の一つは、簡単に脱着できると同時に、低コストでコネクタ部品での端面反射や端面損失を低減させた光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタを提供することである。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の光電変換素子パッケージは、光電変換素子とこの光電変換素子を封止する透明材料とからなるパッケージＡと、前記光電変換素子と電気的に接続された電子回路素子と前記パッケージＡとを封止するパッケージＢとよりなり、前記透明樹脂の一部が前記パッケージＢの一部から外部に露出しており、前記パッケージAは、ヒートシンクを有し、前記ヒートシンクの一部は、前記透明樹脂の露出面方向と反対側方向に形成された開口から外部に露出している。
【００３５】
従って、光電変換素子と電子回路素子とをパッケージして光電変換素子パッケージを作製する場合に、光電変換素子を予め光学部品と光学実装しておくことにより、マルチチップモジュールの封止において、通常の電気実装パッケージと同様な封止により、光電変換素子パッケージの作製時の光学実装が不要となり、簡単かつ低コストで作製可能な光電変換素子パッケージを提供できる。
また、光電変換素子をパッケージしたパッケージＡがヒートシンクを有するので、光電変換素子の放熱特性が向上し、光電変換素子の長期信頼性を向上させた光電子変換素子パッケージとなる。
また、ヒートシンクがパッケージＢの一部から露出しており、その露出面の方向と光電変換素子側のパッケージＡの露出面の方向とが反対であるので、光電変換素子の放熱特性がより向上し、光電変換素子の長期信頼性がより向上した光電変換素子パッケージとなる。
【００３６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光電変換素子パッケージにおいて、前記パッケージＢは、モールドパッケージからなる。
【００３７】
従って、光電変換素子パッケージがモールドパッケージからなることにより、光コネクタの構成部品の一部としても十分に使用できるレベルに機械的精度が向上し、より機械的信頼性に優れた光電子変換素子パッケージとなる。
【００３８】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の光電変換素子パッケージにおいて、前記パッケージＢは、不透明材料からなる。
【００３９】
従って、光電変換素子パッケージ中のパッケージＢが不透明材料からなることにより、光の進入によるクロストークを低減させることができると同時に、光の入出射を行うにも関わらず、通常の半導体パッケージで使用されるフィラー分散されかつ芳香族系材料を用いることで高熱に対する信頼性に優れた光電子変換素子パッケージとなる。
【００４０】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか一記載の光電変換素子パッケージにおいて、前記パッケージＡは、モールドパッケージである。
【００４１】
従って、光電変換素子パッケージ中のパッケージＡがモールドパッケージであるので、パッケージ間界面の透湿性と熱サイクルに対する信頼性に優れた光電変換素子パッケージとなる。
【００４２】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一記載の光電変換素子パッケージにおいて、前記パッケージＡは、電気配線を有する基板Ｃ上に設けた前記光電変換素子と、前記基板Ｃ上に設けた前記透明材料とよりなるパッケージである。
【００４３】
従って、光電変換素子パッケージが、光電変換素子パッケージ用基板となる電気配線を有する基板とは別の基板に設けた透明材料とからなるパッケージであるので、通常のマルチチップモジュールにおける電気実装精度と同様なアライメントトレランスの大きい部品実装が可能な光電変換素子パッケージとなる。
【００４４】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５の何れか一記載の光電変換素子パッケージにおいて、前記パッケージＡと前記電子回路素子とが共通の電気配線を有する基板Ｄ上に設けられ、かつ、前記基板Ｄが前記パッケージＢと一体である。
【００４５】
従って、光電変換素子をパッケージしたパッケージＡと、電子回路素子とを共通の基板に設けているので、光高周波に優れると同時に多機能性の実現が容易な光電子変換素子パッケージとなる。
【００４６】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一記載の光電変換素子パッケージにおいて、前記パッケージＡは、前記電子回路素子上に設けられている。
【００４７】
従って、光電変換素子をパッケージしたパッケージＡが電子回路素子上に設けられているので、より小型・高密度な光電子変換素子パッケージとなる。
【００４８】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし６の何れか一記載の光電変換素子パッケージにおいて、前記パッケージＡが電気配線を有する基板Ｅ上に実装され、かつ、当該パッケージＡの露出面が当該基板Ｅ側に設定されている。
【００４９】
従って、光電変換素子がパッケージされたパッケージＡが実装された電気配線を有する基板を設けてあり、このパッケージＡの露出面が、当該基板側の方向であるので、基板導波路配線への光結合のアライメントトレランスの低減可能な光電子変換素子パッケージとなる。
【００５４】
請求項９記載の発明は、請求項１ないし８の何れか一記載の光電変換素子パッケージにおいて、前記パッケージＡは、光学素子を有する。
【００５５】
従って、光電変換素子側のパッケージＡが光学素子を有するので、光電変換素子パッケージとは別の光学素子と光電変換素子パッケージ内の光電変換素子との光結合効率が向上した光電変換素子パッケージとなる。
【００５６】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の光電変換素子パッケージにおいて、前記光学素子は、正の光学パワーを有する素子である。
【００５７】
従って、光学素子が正の光学パワーを有するので、光電変換素子パッケージとは別の光学素子と光電変換素子パッケージ内の光電変換素子との光結合効率が向上した光電子変換素子パッケージとなる。
【００５８】
請求項１１記載の発明は、請求項９記載の光電変換素子パッケージにおいて、前記光学素子は、導波路構造からなる。
【００５９】
従って、光学素子が導波路構造からなるので、光電変換素子パッケージとは別の光学素子と光電変換素子パッケージ内の光電変換素子との光結合効率が向上した光電子変換素子パッケージとなる。
【００６０】
請求項１２記載の発明は、請求項９記載の光電変換素子パッケージにおいて、前記光学素子は、テーパ構造からなる。
【００６１】
従って、光学素子がテーパ構造からなるので、光電変換素子パッケージとは別の光学素子と光電変換素子パッケージ内の光電変換素子との光結合効率が向上した光電子変換素子パッケージとなる。
【００６２】
請求項１３記載の発明は、請求項９ないし１２の何れか一記載の光電変換素子パッケージにおいて、前記光学素子を有する前記パッケージＡが前記パッケージＢから露出する露出面が、略平面である。
【００６３】
従って、光学素子を有する光電変換素子パッケージＡのパッケージＢに対する露出面が、略平面であるので、光電変換素子パッケージとは別の光学素子と光電変換素子パッケージ内の光電変換素子とを、より簡単に光結合できる光電子変換素子パッケージとなる。
【００６４】
請求項１４記載の発明は、請求項９ないし１３の何れか一記載の光電変換素子パッケージにおいて、前記光電変換素子と前記光学素子とはアレイ配列を有する。
【００６５】
従って、光電子変換素子と光学素子とがアレイ配列を有するので、より大容量のデータの送受信が可能な光電子変換素子パッケージとなる。
【００６６】
請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の光電変換素子パッケージにおいて、前記光電変換素子と前記光学素子とのアレイ配列ピッチが異なる。
【００６７】
従って、光電変換素子と光学素子とのアレイ配列ピッチが異なるので、伝送路のクロストークが低減すると同時に、複数の光コネクタを簡単に接続可能な光電変換素子パッケージとなる。
【００６８】
請求項１６記載の発明の光電変換素子パッケージの作製方法は、請求項１ないし１５の何れか一記載の光電変換素子パッケージの作製方法であって、光電変換素子を透明材料により封止してパッケージＡを作製する工程と、作製されたパッケージＡを、前記透明樹脂のその一部が外部に露出する状態で、当該パッケージＡ中の前記光電変換素子と電気的に接続された電子回路素子とともに封止してパッケージＢを作製する工程と、前記パッケージＡにヒートシンクを設ける工程と、
を含み、前記透明樹脂の露出面方向と反対側方向に開口を形成し、前記ヒートシンクの一部を該開口から外部に露出するように設ける。
【００６９】
従って、光電変換素子を透明材料により封止してパッケージＡを作製し、その一部が外部に露出する状態で、当該パッケージＡ中の光電変換素子と電気的に接続された電子回路素子とともに封止してパッケージＢを作製するようにしたので、通常のマルチチップモジュールにおける電気実装精度と同様なアライメントトレランスの大きい部品実装が可能な光電子変換素子パッケージの製造方法となる。
【００７０】
請求項１７記載の発明は、請求項１６記載の光電変換素子パッケージの作製方法において、光電変換素子を透明材料により封止してパッケージＡを作製する工程の後に、パッケージＢから露出する前記パッケージＡの露出面を被覆物で被覆する工程を有する。
【００７１】
従って、光電変換素子を透明材料により封止してパッケージＡを作製する工程の後に、パッケージＢから露出するパッケージＡの露出面を被覆物で被覆する工程を有するので、パッケージＡの露出面が作製工程において汚染されたり傷つくことを被覆物で保護することができ、光損失の増大を減少させ、通常の電気実装の場合と同様の封止、半田実装等を行うことができる。
【００７２】
請求項１８記載の発明は、請求項１６記載の光電変換素子パッケージの作製方法において、光電変換素子を透明材料により封止してパッケージＡを作製する工程は、当該パッケージＡ中に含まれる光学素子の一部又は全部を同時に作製する工程を含む。
【００７３】
従って、光電変換素子パッケージとは別の光学素子と光電変換素子パッケージ内の光電変換素子とを光結合させる光結合素子＝光学素子の作製工程が簡略化された作製方法となる。
【００７４】
請求項１９記載の発明は、請求項１６記載の光電変換素子パッケージの作製方法において、光電変換素子を透明材料により封止してパッケージＡを作製する工程の後に、当該パッケージＡ中に含まれる光学素子を作製する工程を有する。
【００７５】
従って、光電変換素子パッケージとは別の光学素子と光電変換素子パッケージ内の光電変換素子とを光結合させる光結合素子＝光学素子の作製時のアライメント工程が簡単化された作製方法となる。
【００７６】
請求項２０記載の発明は、請求項１６記載の光電変換素子パッケージの作製方法において、作製されたパッケージＡを、その一部が外部に露出する状態で、当該パッケージＡ中の前記光電変換素子と電気的に接続された電子回路素子とともに封止してパッケージＢを作製する工程の後に、前記パッケージＡ中に含まれる光学素子を作製する工程を有する。
【００７７】
従って、光電変換素子パッケージとは別の光学素子と光電変換素子パッケージ内の光電変換素子とを光結合させる光結合素子＝光学素子の作製時のアライメント工程が簡単化された作製方法となる。特に、最終工程で高精度なアライメントを行っているので、光電変換素子パッケージにおけるモールド形成の際に位置ずれを生ずることがなく、より高精度な実装を実現でき、光結合の結合効率に対する信頼性が向上する。
【００７８】
請求項２１記載の発明の光コネクタは、一方のコネクタ部品となる請求項１ないし１５の何れか一記載の光電変換素子パッケージと、この光電変換素子パッケージと光結合される他方のコネクタ部品とよりなり、他方のコネクタ部品と前記光電変換素子パッケージ中のパッケージＡとの間に係脱自在な機械的位置決め機構を有する。
【００７９】
従って、光電変換素子パッケージと他方のコネクタ部品との間の機械的位置決めを高精度に行うことができ、光結合による損失を低減させることができる光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタとなる。
【００８０】
請求項２２記載の発明の光コネクタは、一方のコネクタ部品となる請求項１ないし１５の何れか一記載の光電変換素子パッケージと、この光電変換素子パッケージと光結合される他方のコネクタ部品とよりなり、他方のコネクタ部品と前記光電変換素子パッケージ中のパッケージＢとの間に係脱自在な機械的位置決め機構を有する。
【００８１】
従って、光電変換素子パッケージと他方のコネクタ部品との間の機械的位置決めを高精度に行うことができ、光結合による損失を低減させることができる光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタとなる。
【００８２】
請求項２３記載の発明は、請求項２１又は２２記載の光コネクタにおいて、前記光電変換素子パッケージ側の前記機械的位置決め機構は穴構造よりなる。
【００８３】
従って、光電変換素子パッケージ側の機械的位置決め機構を穴構造とすることにより、請求項２１又は２２記載の発明を容易に実現できる。
【００８４】
請求項２４記載の発明は、請求項２３記載の光コネクタにおいて、前記穴構造は、パッケージＡとパッケージＢとの共通な位置に形成されている。
【００８５】
従って、パッケージＡとパッケージＢとの共通な位置に形成された穴構造とすることにより、請求項２３記載の発明を実現する上で、位置決め精度をより向上させることができるとともに、光コネクタとしての機械的信頼性を向上させることができる。
【００８６】
請求項２５記載の発明は、請求項２４記載の光コネクタにおいて、前記穴構造は、パッケージＡとパッケージＢとの共通な位置に貫通させて形成されている。
【００８７】
従って、貫通させた穴構造であるので、請求項２４記載の発明を実現する上で、位置決め精度の向上及び強度的な信頼性を確保することができる。
【００８８】
請求項２６記載の発明は、請求項２５記載の光コネクタにおいて、前記パッケージＢは、前記穴構造の穴位置に孔部が形成されるとともに電気回路を有する基板上に電気的に実装されている。
【００８９】
従って、パッケージＢを穴構造を有する基板上に実装することにより、請求項２５記載の発明を実現する上で、十分な機械的強度を確保することができる。
【００９０】
請求項２７記載の発明の光コネクタは、一方のコネクタ部品となる請求項１ないし１５の何れか一記載の光電変換素子パッケージと、この光電変換素子パッケージと光結合される他方のコネクタ部品とよりなり、前記光電変換素子パッケージ中のパッケージＡの露出面に当該パッケージＡ中の透明材料よりも弾性定数が小さい材料からなる光学素子を有する。
【００９１】
従って、コネクタ部品の端面反射や端面損失が低減する光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタとなる。
【００９２】
請求項２８記載の発明の光コネクタは、一方のコネクタ部品となる請求項１ないし１５の何れか一記載の光電変換素子パッケージと、この光電変換素子パッケージと光結合される他方のコネクタ部品とよりなり、前記光電変換素子パッケージ中のパッケージＡの露出面に当該パッケージＡ中の透明材料よりも粘度が小さい材料からなる光学素子を有する。
【００９３】
従って、コネクタ部品の端面反射や端面損失が低減する光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタとなる。
【００９４】
請求項２９記載の発明の光コネクタは、一方のコネクタ部品となる請求項１ないし１５の何れか一記載の光電変換素子パッケージと、この光電変換素子パッケージと光結合される他方のコネクタ部品とよりなり、前記光電変換素子パッケージ中のパッケージＡの露出面に当該パッケージＡ中の透明材料よりも加圧による変形量が大きい材料からなる光学素子を有する。
【００９５】
従って、コネクタ部品の端面反射や端面損失が低減する光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタとなる。
【００９６】
請求項３０記載の発明の光コネクタは、一方のコネクタ部品となる請求項１ないし１５の何れか一記載の光電変換素子パッケージと、この光電変換素子パッケージと光結合される他方のコネクタ部品とよりなり、前記光電変換素子パッケージ中のパッケージＡの露出面にゴム弾性体材料からなる光学素子を有する。
【００９７】
従って、コネクタ部品の端面反射や端面損失が低減する光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタとなる。
【００９８】
請求項３１記載の発明の光コネクタは、一方のコネクタ部品となる請求項１ないし１５の何れか一記載の光電変換素子パッケージと、この光電変換素子パッケージと光結合される他方のコネクタ部品とよりなり、前記光電変換素子パッケージ中のパッケージＡの露出面にシロキサン材料からなる光学素子を有する。
【００９９】
従って、コネクタ部品の端面反射や端面損失が低減する光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタとなる。
【０１００】
請求項３２記載の発明は、請求項２７ないし３１の何れか一記載の光コネクタにおいて、前記光学素子は、凹凸構造を有する略平板形状の素子である。
【０１０１】
従って、光コネクタ接続時の気泡による端面損失が低減すると同時に、より小さな脱着力でも反射損失も低減できる光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタとなる。
【０１０２】
請求項３３記載の発明は、請求項２１ないし３１の何れか一記載の光コネクタにおいて、前記光電変換素子パッケージ中のパッケージＡの露出面が存在するパッケージＢの表面に、粘着材料による脱着手段を有する。
【０１０３】
従って、簡単に脱着できる光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタとなる。
【０１０４】
請求項３４記載の発明は、請求項３３記載の光コネクタにおいて、前記脱着手段の粘着材料の一部又は全部が前記パッケージＡ中に含まれる光学素子を構成する。
【０１０５】
従って、簡単に脱着できると同時に、低コストでコネクタ部品での端面反射や端面損失が低減した光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタとなる。
【０１０６】
請求項３５記載の発明は、請求項２１ないし３１の何れか一記載の光コネクタにおいて、前記光電変換素子パッケージ中のパッケージＡの露出面が存在するパッケージＢの表面に、微小凹凸部材による脱着手段を有する。
【０１０７】
従って、簡単に脱着できる光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタとなる。
【０１０８】
請求項３６記載の発明は、請求項２１ないし３１の何れか一記載の光コネクタにおいて、前記光電変換素子パッケージ中のパッケージＢが実装される基板上に、当該パッケージＢとは別部品からなり他方のコネクタを前記光電変換素子パッケージからはずすためのガイド部材を備える。
【０１０９】
従って、光コネクタの脱着強度に伴う機械的強度を増加させて信頼性が向上した光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタとなる。
【０１１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を順に説明する。
【０１１１】
［第一の実施の形態］
本発明の第一の実施の形態を図１に基づいて説明する。図１は本実施の形態の光電変換素子パッケージ１の構成例を原理的に示す概略断面図である。図１において、２は光電変換素子としての面発光レーザ（Vertical Cavity Surface-Emitting Laser＝ＶＣＳＥＬ＝ＬＤ）、３はこのＬＤ２を透明材料４で封止したＬＤパッケージ（パッケージＡ）、５はＬＤ２に対するＶＣＳＥＬドライバや信号処理回路等が設けられた電子回路素子としてのＬＳＩ、６は電気的結合のためのワイヤ、７はＭＣＭ（Multi Chip Module）基板、８はＬＤパッケージ３とＬＳＩ５とを封止材９で封止したＭＣＭパッケージ（パッケージＢ）、１０はバンプである。ＭＣＭパッケージ８においては、ＬＤパッケージ３の一部が露出面３ａ（ＬＤ２に対向する出射面）が外部に直接露出するようにパッケージ化されている。
【０１１２】
ここに、情報信号や電源はバンプ１０を通じて電気実装されたＭＣＭパッケージ８の下に位置するプリント基板（図示せず）より伝達される。この情報信号は、立体多層配線されたＭＣＭ基板７とワイヤ６を経て、ＬＳＩ５に伝達される。ＬＳＩ５は、この情報信号をパラレルシリアル変換、プロトコル変換等の信号処理した上で、光信号発信のためのＶＣＳＥＬ駆動用電圧を発生させる。このＶＣＳＥＬ駆動用電圧は、ＭＣＭ基板７とワイヤ６を経て、ＬＤ２に伝達され、ＬＤ２は、この駆動用電圧に基づいてレーザ光を変調発光させる。この変調発光されたレーザ光は、透明樹脂からなるＬＤパッケージ３を透過して、ＬＤパッケージ３とＬＳＩ５とを封止するＭＣＭパッケージ８の外部に放出することができる。
【０１１３】
図１において、ＬＳＩ５とＬＤパッケージ３とを封止するＭＣＭパッケージ８には、ガスバリア特性、対透湿特性、対高熱性、対熱サイクル特性、対機械的接触性、対α線特性等を向上する機能が必要であり、ＬＤ２を封止するＬＤパッケージ３には、ガスバリア特性、対透湿特性、対高熱性、対熱サイクル特性、対機械的接触性等の通常の電子回路素子に加えて、透明であって、かつ、レーザ光の波面を乱さない光学素子としての特性が必要である。
【０１１４】
このため、通常の不透明なエポキシ系の封止材やフィラーを分散させた封止材等のＭＣＭパッケージ８の封止材９を用いて、ＬＳＩ５とＬＤ２とを同時に封止することはＬＤ２から放出されたレーザ光の吸収損失を増加させたり、波面収差が非常に大きくなるために使用できない。また、ＬＤパッケージ３に用いることができる封止材料４は、透明であってかつレーザ光の波面を乱さないために材料構成の限定を大きく受けるので、ＬＳＩ５の封止としては、信頼性の上で不十分である。これは、特にサブμｍ以下かつ１ＧＨｚ以上の高周波の信号伝達時に問題となる。
【０１１５】
しなしながら、図１では、ＬＤ２に対するＬＤパッケージ３と、ＬＳＩ５とのＭＣＭパッケージ８の構成を別とし、かつ、ＬＤパッケージ３の一部を露出面３ａとしてＭＣＭパッケージ８から露出させているため、ＬＤパッケージ３の封止材料４とＭＣＭパッケージ８の封止材９とを異ならせることができるため、ＬＤパッケージ３の封止材料４はＬＤ２の封止に最適な材料、及びＭＣＭパッケージ８の封止材９にはＬＳＩ５とＬＤパッケージ３との封止に最適な封止材料を用いることができる。このため、各々のパッケージ３，８形成後の信頼性を確保すると同時に、封止工程での粘度や耐熱特性等を最適な材料特性にするこができる。さらに、ＬＤ２に対して予め封止しているＬＤパッケージ３を設けているので、ＬＤパッケージ３の露出面３ａのみに対して、光学面としての精度を要求すればよいので、ＭＣＭパッケージ８封止の封止材料のみならず封止工程が容易となる。図１においては、ＭＣＭパッケージ８の封止材９としてはＭＣＭ基板７上にエポキシ系フィラー分散材料をポッティングして形成しており、少量生産においても低コストでＭＣＭパッケージ８を作製することができる。
【０１１６】
一方、ＬＤパッケージ３としては、ＭＣＭパッケージ８としての全体ではなくごく一部分としての構成部分となるので、その熱膨張係数が一般的な１５〜２０ｐｐｍ／℃以外であってもリフローのような高熱時での膨張による絶対的な膨張距離が小さくなり、十分な熱信頼性を確保できるようになる。このため、熱信頼性を確保した上で、透明性と波面収差を確保することがより容易となる。このＬＤパッケージ３とＭＣＭ基板７への実装は、ＬＤ２を封止してＬＤパッケージ３を作製した後に、このＬＤパッケージ３をＭＣＭ基板７に実装してもよいし、ＭＣＭ基板７上にＬＤ２を実装した後に、ＭＣＭ基板７の一部分を封止してＬＤパッケージ３を作製してもよい。
【０１１７】
何れにしても、前述したように、ＬＤ２とＬＳＩ５とをパッケージしてＭＣＭパッケージ８を構成する場合に、簡単かつ低コストに作製可能なＭＣＭパッケージ８となる。さらには、このＭＣＭパッケージ８は、ＬＤパッケージ３の露出面３ａを用いて着脱可能な光コネクタの部品として用いることもできる。
【０１１８】
ところで、図１において、ＬＤ２を用いたＬＤパッケージ３に代えて、ＰＤ（Photo Detector）を光電変換素子として用いたＰＤパッケージを作製し、ＰＤパッケージと増幅電子回路及び電流電圧変換回路さらには情報処理回路を有する電子回路素子を搭載したＭＣＭパッケージを同様に作製しても同様の効果を得ることができる。さらに、このＰＤパッケージに、第１段となる増幅電子回路（ＴＩＡと呼ばれる）を有する電子回路素子を同時にパッケージすることが好ましい。これは、ＰＤの近傍、かつ、予め近傍で高周波特性を重視した電気配線構成と電気シールド構成を付加した電気実装構成を設けておくことにより、ノイズの少ないＰＤパッケージを構成することができるようになる。このＰＤパッケージ内の電気接続のみを、他の電気接続と異ならせて、電気配線には、接続に通常より太く短い金ワイヤを用いたり、金バンプにして高周波での減衰や反射を考慮した電気配線とし、さらに、ＰＤパッケージの側面に導電材料をメッシュ状にパターン塗工形成することにより、シールドを向上し雑音を低減することができるようになる。
【０１１９】
また、面発光レーザを封止したＬＤパッケージとＰＤを封止したＰＤパッケージとを同時にＭＣＭパッケージに封止してもよい。さらに、これらを一体化して、ＰＤと面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を同じパッケージに封止して、ＰＤ−ＶＣＳＥＬ複合パッケージを構成することも小型化でき効果的である。
【０１２０】
また、図１においては、ＬＤパッケージ３とＬＳＩ５とを、同一のＭＣＭ基板７上に実装してＭＣＭパッケージ８を構成しているので、ＭＣＭ基板７に多層立体配線を施すことにより、複数のＬＳＩ５や複数のＬＤ及びＰＤ、さらにアンテナやコンデンサや抵抗やインダクタ等の付加部品を用意にＭＣＭパッケージ内に実装するこができ、多機能化することが容易にでき効果的である。さらに、ＭＣＭ基板材料の誘電率と誘電正弦接値を小さな材料とすることにより、高周波における損失を低減し、低消費電極のＭＣＭを構成することもできるようになり効果的である。また、平板基板上に実装しているので、通常の１度以内の電気実装精度でも光実装としてのアライメント精度は十分であり、ＬＤやＰＤの光の入出力面の角度位置合わせを不要とすることもできるようになる。
【０１２１】
図２に光電変換素子パッケージ１の変形例を示す。この変形例は、電気配線を有するＭＣＭ基板７に対して電気配線を有しないＭＣＭインタポーザ基板１１を設け、このＭＣＭインタポーザ基板１１上にＬＤパッケージ３及びＭＣＭパッケージ８を形成したものである。
【０１２２】
即ち、図２において、信号と電源はバンプ１０を通して電気配線を有するＭＣＭ基板７の下に位置するプリント基板より伝達される。この情報信号は、多層立体配線されたＭＣＭ基板７とワイヤ６とを経てＬＳＩ５に伝達される。ＬＳＩ５は、この情報信号をパラレルシリアル変換、プロトコル変換等の信号処理した上で、光信号発信のためのＶＣＳＥＬ駆動用電圧を発生させる。このＶＣＳＥＬ駆動用電圧は、ワイヤ６を経て、ＬＤ２に伝達され、このＬＤ２はこの駆動用電圧に基づいてレーザ光を変調発光させる。
【０１２３】
このとき、ＬＤパッケージ３とＬＳＩ５とを予めＭＣＭインタポーザ基板１１に実装しておき、この後、ＭＣＭ基板７とＭＣＭインタポーザ基板１１とを密着させて、電気実装を行っている。これにより、ＰＣＢ配線に対するバンプ１０による電気実装を考慮しないでＬＤパッケージ３とＬＳＩ５とを封止することができるようになり、基板によるシールド性が向上し、さらに位置をより高精度にした実装が容易にできるようになる。もちろん、このＭＣＭインタポーザ基板１１に電気配線を設けるようにし、より電気実装が容易となるようにしてもよい。ＭＣＭ基板７とＭＣＭインタポーザ基板１１とにより、電気配線やシールド対策の機能を分割したりすることができるようになる。
【０１２４】
［第二の実施の形態］
本発明の第二の実施の形態を図３に基づいて説明する。第一の実施の形態で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する（以降の実施の形態でも、順次同様とする）。
【０１２５】
図３は本実施の形態の光電変換素子パッケージ２１の構成例を原理的に示す概略断面図である。図３において、２２はモールド形成によるＬＤパッケージ、２３はモールド形成によるＭＣＭパッケージでありフィラー分散をした熱硬化性エポキシ系材料からなる。
【０１２６】
図３において、ＭＣＭパッケージ２３がモールドパッケージからなるので、機械的強度が向上して、接触によるワイヤ６の破損やＬＳＩ５の破損、さらにはＬＤパッケージ２２の位置ずれのない機械的信頼性に優れた光電変換素子パッケージ２１を作製することができるようになる。このため、ＭＣＭパッケージ２３に高弾性のエポキシ系材料からなるモールドパッケージを用い、ＬＤパッケージ２２に機械的強度の弱いポッティングによるエラストマー材料を用いても、十分な機械的信頼性を確保できるようになる。
【０１２７】
また、図３において、ＬＤパッケージ２２が、モールドパッケージからなるので、ＭＣＭパッケージ２３に対する露出面２２ａを容易に平面とすることができるようになり、光学素子としての波面収差を低減することができる。
【０１２８】
また、ＭＣＭパッケージ２３の材料として、高弾性の不透明なエポキシ系材料からなるモールドパッケージを用い、かつこの材料にフィラーを分散させることにより、ＭＣＭパッケージ２３の機械的強度をより向上させることができる。また、不要な光のＭＣＭパッケージ２３への入射光を低減し、この入射光がＭＣＭパッケージ２３材料内で散乱や多重反射して光結合素子、さらにはＬＤの代わりにＰＤを用いた場合にはＰＤに入射して光信号としてのノイズ成分となるのを大きく低減させことができる。多くのＭＣＭモールドパッケージ材料は、黒色を呈している吸光度係数の非常に大きい不透明材料であり、この電子材料として通常に使用されている材料は透湿性と熱サイクル特性が非常に良好であると同時に、耐熱性や弾性等の種々の物性値を変化させたものが多数商品として存在しており、既存の商品をそのまま用いることで、透明材料からなるＬＤパッケージ２２を用いた場合においても、ＭＣＭパッケージ２３の側面や上面からの不要な入射光を低減することができると同時に、信頼性を確保することもできる。
【０１２９】
また、透明材料からなるＬＤパッケージ２２部分は、その露出面積が一部で小さいので、光コネクタや塗料やシール等で容易に被覆することができ、効果的である。
【０１３０】
また、このようなＭＣＭパッケージ２３とＬＤパッケージ２２との間に、その熱膨張係数の違い、表面密着性の違いを吸収するためのバッファパッケージを設けることも効果的である。エラストマーやゲル材料からなるバッファパッケージを設けることがより好ましい。
【０１３１】
［第三の実施の形態］
本発明の第三の実施の形態を図４に基づいて説明する。図４は本実施の形態の光電変換素子パッケージ２４の構成例を原理的に示す概略断面図である。本実施の形態は、基本的には第二の実施の形態に準ずるが、ＬＤ２に対して専用のＬＤ基板２５が付加され、ＭＣＭ内部バンプ２６によりＭＣＭ基板７と電気的に接続されている。
【０１３２】
即ち、図４において、情報信号と電源はバンプ１０を通して電気実装されたＭＣＭパッケージ２３の下に位置するプリント基板（図示せず）より伝達される。この情報信号は、立体多層配線されたＭＣＭ基板７とワイヤ６とを経て、ＬＳＩ５に伝達される。ＬＳＩ５は、この情報信号をパラレルシリアル変換、プロトコル変換等の信号処理した上で、光信号発信のためのＶＣＳＥＬ駆動用電圧を発生させる。このＶＣＳＥＬ駆動用電圧は、ＭＣＭ基板７とバンプ２６とを経て、ＬＤ基板２５に伝達され、さらにこのＬＤ基板２５上に実装されたＬＤ２に伝達される。ＬＤ２は、この駆動用電圧に基づいてレーザ光を変調発光させる。
【０１３３】
図４において、ＬＤ２を予め専用のＬＤ基板２５に光学実装しているので、透明材料からなるＬＤパッケージ２２の外形上とＬＤ２との位置関係が光学的に決定されており、ＭＣＭ基板７に対するＬＤパッケージ２２とＬＳＩ５の実装に対して光学的な位置合わせが不要であり、通常の電気実装の位置精度で実装することが可能となる。これにより、通常のＭＣＭ実装工程での作製が可能となり、非常に低コストの光電変換素子パッケージ２４としてのＭＣＭを作製することができるようになる。また、ＬＤ基板２５とＭＣＭ基板７とでバンプ実装が可能となり、電気実装自体も高精度で高周波特性に優れた実装にすることができる効果もある。さらに、複数のＬＤパッケージやＰＤパッケージがある場合でも、通常の電気実装と同様にＭＣＭを作製することができ、ＭＣＭを低コストで多機能化することが容易となる。
【０１３４】
ここに、ＭＣＭ基板７には、セラミックス基板やＦＲ４基板やポリイミド基板やビルドアップ基板を用いることができる。また、ＭＣＭ基板７へのＬＤパッケージ２２とＬＳＩ５との実装は、バンプ実装以外にワイヤボンディング実装であってもよい。また、２つの異なるパッケージ材料の間に第３のパッケージ材料としてゲル又はエラストマー又はゴム状の低粘性又は低弾性の材料を用いて、熱応力を低減させることも重要である。
【０１３５】
［第四の実施の形態］
本発明の第四の実施の形態を図５に基づいて説明する。図５は本実施の形態の光電変換素子パッケージ２７の構成例を原理的に示す概略断面図である。本実施の形態は、基本的には第三の実施の形態に準ずるが、ＬＳＩ５とは別のＬＤ用のＬＳＩ２８が電子回路素子として設けられ、ＬＤパッケージ２２は、このＬＳＩ２８上に部分スタック型ＭＣＭとして積層されており、このＬＳＩ２８のパッドに直接にバンプ２６実装されている。
【０１３６】
本実施の形態の光電変換素子パッケージ２７において、情報信号と電源はバンプ１０を通して電気実装されたＭＣＭパッケージ２３の下に位置するプリント基板（図示せず）より伝達される。この情報信号は、立体多層配線されたＭＣＭ基板７とワイヤ６とを経て、ＬＳＩ５に伝達される。ＬＳＩ５は、この情報信号をパラレルシリアル変換、プロトコル変換等の信号処理した上で、ワイヤボンディング２９によりもう１つのＬＳＩ２８に伝達される。ＬＳＩ２８は、光信号発信のためのＶＣＳＥＬ駆動用電圧を発生させ、このＬＳＩ２８上に実装されたＬＤ２に伝達される。ＬＤ２は、この駆動用電圧に基づいてレーザ光を変調発光させる。
【０１３７】
このとき、図５において、ＬＳＩ２８なる電子回路素子とＬＤパッケージ２２とを積層して実装させることにより、実装面積を大きく低減し、光電変換素子パッケージ２７を小型化できると同時に、ＬＳＩ２８のシリコン基板自体を通して熱導電性を向上できるので、熱信頼性を向上することもできる。
【０１３８】
図６は本実施の形態の電変換素子パッケージ２７の変形例を原理的に示す概略断面図である。この変形例では、ＬＤ２等の配線用のスルーホール（図示せず）を有するＬＳＩ３０上に直接ＬＤパッケージ２２及びＭＣＭパッケージ２３を実装したものである。
【０１３９】
この変形例の光電変換素子パッケージ２７においては、情報信号と電源はバンプ３１を通してＬＳＩ３０の下に位置するプリント基板（図示せず）より伝達される。この情報信号は、ＬＳＩ３０を形成するシリコン基板にバンプ実装により伝達される。ＬＳＩ３０は、この情報信号をパラレルシリアル変換、プロトコル変換等の信号処理し、光信号発信のためのＶＣＳＥＬ駆動用電圧を発生させた上で、スルホールによりシリコン基板裏面に設けたパッドとワイヤボンディング２９によりＬＤ２に伝達される。
【０１４０】
この変形例においては、ＭＣＭ基板７の材料がいらなくなるので、さらに小型化できると同時に、より熱信頼性も向上することができる。
【０１４１】
［第五の実施の形態］
本発明の第五の実施の形態を図７に基づいて説明する。図７は本実施の形態の光電変換素子パッケージ３２の構成例を原理的に示す概略断面図である。本実施の形態の光電変換素子パッケージ３２では、電気配線を有するＭＣＭ基板３３（基板Ｅ）上にＬＤパッケージ２２及びＭＣＭパッケージ２３が実装されているが、ＬＤパッケージ２２に関してはＬＤ専用の基板３４（基板Ｃ）上に実装されたＬＤ２を透明材料によりモールドパッケージしたものであって、このＬＤパッケージ２２をＭＣＭ基板３３に形成された開口３３ａ部分に対して当該開口３３ａ側がＬＤ２に対向する露出面２２ａとなるように逆向きに実装したものである。このような光電変換素子パッケージ３２はプリント基板３５上にバンプ１０、アンダーフィル剤３６を介して実装されている。ここに、プリント基板３５には露出面２２ａに対向する位置に開口３５ａが形成されている。さらに、プリント基板３５の下方には導波路３７が配置されている。
【０１４２】
本実施の形態の光電変換素子パッケージ３２においては、情報信号と電源はバンプ１０を通してプリント基板３５より伝達される。この情報信号は、立体多層配線されたＭＣＭ基板３３とワイヤ６とを経て、ＬＳＩ５に伝達される。ＬＳＩ５は、この情報信号をパラレルシリアル変換、プロトコル変換等の信号処理した上で、光信号発信のためのＶＣＳＥＬ駆動用電圧を発生させる。この駆動電圧は、反転実装されたＬＤパッケージ２２のＬＤ２に、ワイヤボンディング６基板３４のスルーホールを経由して伝達される。さらに、ＬＤ２から放出されたレーザ光３８は、透明なＬＤパッケージ２２よりプリント基板３５側に放出される。
【０１４３】
このレーザ光３８は、プリント基板３５に形成された開口３５ａにより、プリント基板３５最表面よりも下に配置された導波路３７に入射して光結合する。この導波路３７に光結合した導波光は、ボード間光配線やボード内光配線の光伝達情報に用いることができる。このとき、ＭＣＭ基板３３の下側に向けて直接にレーザ光を放出しているので、ＭＣＭ基板３３の電気実装に用いたバンプ１０の精度により水平方向及び垂直方向の高精度アライメントをパッシブに行うことができ、ＬＤ２と導波路３７とのアライメントを簡単に行うことができる。
【０１４４】
また、図７に示すように、ＭＣＭ基板３３の下、より具体的にはプリント基板３５とＭＣＭ基板３３との間のバンプ１０実装された空間にアンダーフィル剤３６を挿入・封止しているので、導波路３７の端面に埃や結露が付着して光損失が生じることを防ぐことができ、環境に対する信頼性を向上できる。このアンダーフィル剤３６は、ＬＤパッケージ２２の部分だけに設けてもよい。
【０１４５】
［第六の実施の形態］
本発明の第六の実施の形態を図８に基づいて説明する。図８は本実施の形態の光電変換素子パッケージ３９の構成例を原理的に示す概略断面図である。本実施の形態は、基本的には第三の実施の形態に準ずるが、ＬＤパッケージ２２の下部に銅製のヒートシンク４０を設け、このヒートシンク４０をＭＣＭ基板７上に搭載させたものである。
【０１４６】
本実施の形態の光電変換素子パッケージ３９においては、情報信号と電源はバンプ１０を通して電気実装されたＭＣＭ基板７の下に位置するプリント基板（図示せず）より伝達される。この情報信号は、立体多層配線されたＭＣＭ基板７とワイヤ６とを経て、ＬＳＩ５に伝達される。ＬＳＩ５は、この情報信号をパラレルシリアル変換、プロトコル変換等の信号処理した上で、光信号発信のためのＶＣＳＥＬ駆動用電圧を発生させる。このＶＣＳＥＬ駆動用電圧は、ＭＣＭ基板７とヒートシンク４０上の電気配線を経てワイヤボンディング６により、ＬＤ基板２５に伝達され、さらにＬＤ２に伝達さる。ＬＤ２は、この駆動用電圧に基づいてレーザ光を変調発光させる。
【０１４７】
図８において、銅からなるヒートシンク４０がＬＤ２を直接実装したシリコン基板２５に密着されており、ＬＤ２からの放熱を、シリコン基板２５のみならずヒートシンク４０でＭＣＭパッケージ２３内の大きな部分に拡散することができるようになるので、ＬＤ２の実効温度を低下させることができ、熱信頼性が大きく向上し、長寿命化を図れるだけでなく、高周波特性を良好にすることもできる。また、ヒートシンク４０が密着するＭＣＭ基板７なる基板部分にもヒートシンクを設けたり、銅配線を設けたりすることにより、放熱をさらに促進させることも効果的である。基板２５とヒートシンク４０とが密着又は埋め込まれているだけでなく、ヒートシンク４０上に配線を設けて一体化されていても効果的である。
【０１４８】
［第七の実施の形態］
本発明の第七の実施の形態を図９に基づいて説明する。図９は本実施の形態の光電変換素子パッケージ４１の構成例を原理的に示す概略断面図である。本実施の形態は、基本的には第六の実施の形態の場合と同様であるが、ＭＣＭ基板７にはＬＤパッケージ２２の大きさに対応させて開口４２が形成され、この開口４２部分にＬＤパッケージ２２と一体化された銅製のヒートシンク４０が外部に露出する形で埋め込まれている。
【０１４９】
図９において、ヒートシンク４０がＬＤ２を直接実装したシリコン基板２５に密着されており、ＬＤ２からの放熱をヒートシンク４０で、ＭＣＭパッケージ２３内のみならずＭＣＭパッケージ２３外部にも拡散することができ、ＬＤ２の実効温度をより低下させることができ、より熱信頼性を大きく向上させ、長寿命化を図れるばかりでなく、高周波特性を良好にすることもできる。
【０１５０】
［第八の実施の形態］
本発明の第八の実施の形態を図１０に基づいて説明する。図１０は本実施の形態の光電変換素子パッケージ４３の構成例を原理的に示す概略断面図である。本実施の形態は、基本的には第七の実施の形態の場合と同様であるが、ヒートシンク４０上に基板２５を介してＬＤ２を実装しモールドパッケージ化したＬＤパッケージ２２に関して、ＬＤ２に対向する露出面２２ａがＭＣＭ基板７の開口４２側から外部に露出し、ヒートシンク４０が反対面側において露出するように、反転実装させたものである。
【０１５１】
図１０においては、図９の場合と同様に、ヒートシンク４０がＬＤ２を直接実装したシリコン基板２５に密着されており、ＬＤ２からの放熱をヒートシンク４０で、ＭＣＭパッケージ２３内のみならずＭＣＭパッケージ２３外部にも拡散させることができ、ＬＤ２の実効温度をより低下させることができ、より熱信頼性を大きく向上させ、長寿命化を図れるばかりでなく、高周波特性を良好にすることもできる。
【０１５２】
［第九の実施の形態］
本発明の第九の実施の形態を図１１に基づいて説明する。図１１は本実施の形態の光電変換素子パッケージ４４の構成例を原理的に示す概略断面図である。本実施の形態は、基本的には第七の実施の形態の場合と同様であるが、ヒートシンク４０をシリコン基板２５の一部に設けた開口部のヒートシンク４５と半田４６とにより熱導電率が小さくなるように接続したものである。これにより、さらに一層熱信頼性を向上させることができる。
【０１５３】
［第十の実施の形態］
本発明の第十の実施の形態を図１２に基づいて説明する。図１２は本実施の形態の光電変換素子パッケージ５１の構成例を原理的に示す概略断面図である。本実施の形態は、一例として第四の実施の形態への適用例を示すものであり、ＬＤパッケージ２２が光学素子５２を一体に有する構成とされている。具体的には、このＬＤパッケージ２２は、光学素子５２として埋め込み型の凸構造５３を有し、この上部は平面形状の露出面２２ａとされている。
【０１５４】
本実施の形態の光電変換素子パッケージ５１において、ＬＤ２より放出された光は、約１０度〜２５度の発散光５４であるが、この発散光５４は、埋め込み型の凸構造５３による正の光学パワーを有する光学素子５２により、コリメートされて略平行で径の大きな平行光束５５となる。埋め込み型の凸構造５３は、低屈折かつ耐熱性の高いポリイミド系材料からなる凹構造を有するモールドに高屈折率のエポキシ系材料を埋め込んで成形してなるものである。これにより、この光束５５を再び集光レンズ系で集光して光ファイバ又は導波路と結合する場合において、光束の光軸方向及び光軸と垂直な方向のどちらの方向に対しても、大きなアライメントトレランスを得ることができるようになる。これにより、実効的な光結合効率を向上させることができる。
【０１５５】
また、光学素子５２の正のパワーを有する部分は、１つに限定されるわけではなく、正のパワーを分散させて２つ又は３つ以上にパワーを分けて構成された光学素子を設けても良く、また、部分的に負のパワーがあっても、群として正のパワーであればよい。
【０１５６】
また、図１２において、埋め込み型の凸構造５３の上部の露出面２２ａは平坦面とされているので、この平坦な露出面２２ａを、別部品の平坦形状処理又は平坦形状成形をした平坦部とを簡単に密着することができ、光結合を簡単かつ高効率に行うことができる。
【０１５７】
なお、図１３にＬＤパッケージ２２が一体に有する光学素子の各種構成例を例示する。概略的には、図１３（ａ）は埋め込み型フレネルレンズなる光学素子５６、図１３（ｂ）は単純凹又は凸形状なる光学素子５７（図示例は凸形状）、図１３（ｃ）は屈折率分布形構成の光学素子５８、図１３（ｄ）は光ファイバ又は導波路構成の光学素子５９、図１３（ｅ）は光ファイバ５９のＬＤ２側をアクリレート系のゲル６０により構成した例、図１３（ｆ）は光ファイバ５９の外部放出側をアクリレート系のゲル６０により構成した例、図１３（ｇ）は凹凸からなる体積位相変化型ホログラム、或いは、高分子からなる体積屈折率変調又は、屈折率分布型表面マイクロレンズによる光学素子６１、図１３（ｈ）は上部の光束の放出側を光学素子６２を含む別部品６３とした例、図１３（ｉ）はテーパ構造とした光学素子６４（中は光屈折率材料である以外に、テーパに反射鏡を自作した中空テーパでもよく、或いは、中に高屈折率のゲル材料を充填させてもよい）、図１３（ｊ）はこのテーパ構造の光学素子６４上部に凸レンズなる光学素子６５を付加して２重のレンズ効果を持たせた例、図１３（ｋ）は空気層６６を有する逆凹型レンズにより光学素子６７の例を示す。
【０１５８】
図１３に例示する各光学素子に関して、その直径は１０〜５００μｍが好ましく、より好ましくは５０〜２５０μｍである。図１３（ｄ）（ｅ）（ｆ）のケースにおいて直径が５０〜６２．５μｍの場合においては、ＧＩマルチモードファイバのコアと近接させることにより、高効率で直接光結合することができる。また、図１３に例示する各光学素子に関して、光学素子の直径が１２５〜５００μｍの場合は、ＬＤ２からの光束を略平行光とすることにより、アライメントトレランスの大きい光結合を行うことができる。
【０１５９】
次に、個別に説明する。図１３（ａ）に示す埋め込み型フレネルレンズなる光学素子５６は、ｎ＝１．４６の低屈折率のエポキシ材料にｎ＝１．７０の高屈折率のエポキシ材料を埋め込んだ形状として構成されている。これにより、約１５度（片側約５度）の発散角を有する光出力１ｍＷのＬＤ２のレーザ光を略平行光束とすることができる。ここで、「略平行」とは５度以下の発散角度のことである。略平行光束としないまでも、最初の発散角を７度以下と小さくすることができる。これにより、モールドの外部の光学素子の光結合を容易にすることができる。このフレネルレンズは、複数設けてもよいし、埋め込み構造とせずに表面凹凸形状として形成してもよく、また、他の光学素子をさらに設けてもよい。
【０１６０】
また、エポキシ樹脂に代えて、使用する光の波長帯域の透過率が必要な光量を確保できる範囲で、アクリル樹脂、シロキサン樹脂、イミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテル樹脂、液晶ポリマー等を用いてよい。また、樹脂は、光硬化、熱硬化により形状形成してもよいし、押し出し成形又は射出成形により形成してもよい。さらには、全体を硬化させた後にフォトブリーチングにより、屈折率を変化させる部分を光照射により選択的に作製してもよい。また、埋め込み部分のみ、弾性率を低くして、膨張係数差による高温時の変形を低減させると同時に、外部の光学素子の光結合の際に密着させて空気界面による反射を低減させてもよい。空気界面による反射低減には、単層又は多層膜や、フォトニック結晶反射防止膜、さらには空気界面への埃付着防止のために、帯電防止膜等を付加することも効果的である。
【０１６１】
さらに、これらを複合して用いてもよい。また、波長の散乱特性により、使用する光の帯域の必要量や波面収差又はモード特性及び必要な透過率が確保できる範囲で、微粒子又はフィラーを分散した粒子分散型樹脂を用いてもよい。この微粒子としては、大きさが使用する波長以下であることが好ましい。さらに、この微粒子を制御することにより、熱膨張係数を面発光レーザ又は銅又はシリコンチップ又はＰＤの何れかの２０％又は１０ｐｐｍ／℃以内の何れかの膨張係数とすることが好ましい。２０％以上の膨張係数であると、使用時又はリフロー時に反りが生じて、クラック、位置ずれ等の不良が生じやすい。また、銅又はシリコンと１０ｐｐｍ以上の膨張係数であると、シリコンや銅との密着性が低下して、これも不良が生じやすい。
【０１６２】
また、混合した微粒子の屈折率を利用して、有効屈折率を変化させることにより、フレネルレンズを形成してもよい。さらに、これらの微粒子によりフォトニック結晶を形成し、有効屈折率を変化させてもよい。フォトニック結晶による負の屈折率を利用してもよい。
【０１６３】
図１３（ｂ）に示す単純凹又は凸形状による光学素子５７は、エポキシ樹脂をモールド成形してなる。このとき、凸形状の凸部分を、ＭＣＭパッケージ２３の部分よりも突出しない構成とすることにより、凸形状が接触による損傷を防止することができる。他の光学素子においても同様である。
【０１６４】
図１３（ｃ）に示す屈折率分布形構成の光学素子５８は、アクリレートからなるゲル状態の拡散係数の大きい材料に外部から屈折率増加のための色素材料を拡散して屈折率分布を設けた後に、光硬化して屈折率分布を固定してもよく、また、フォトブリーチング材料を用いて外側と内側の光照射の光強度を変化させることにより屈折率分布を形成してもよい。さらには、ガラス材料を用いて、イオン拡散により形成してもよい。
【０１６５】
図１３（ｄ）に示す光ファイバ又は導波路構成の光学素子５９は、高い屈折率材料でコア部を形成している。高い屈折率部分は材料組成又は複合材料混合比を変化させることにより実現される。光ファイバ又は導波路構成は、屈折率分布によって形成してもよく、また、フォトニック結晶によって形成してもよい。さらには、別に作製したファイバ又は導波路を埋め込んで形成してもよい。
【０１６６】
図１３（ｅ）に示す光学素子５９，６０は、ＬＤ２の結合部分に予めゲルからなる材料で凸形状を作製後に、光ファイバ５９を埋め込んだモールド成形した光学樹脂を設けたものである。ＬＤ２と電気的に接合するワイヤボンド（図示せず）がモールド成形される樹脂を流し込むときに変形されないでよいので、より高粘度のモールド成形のための樹脂を用いることができる。モールド材料の一部、より具体的には、下部、上部、側面部、又は芯となる部分別に形成した素子を用いて一体化してもよい。アクリレート系のゲルではなく、シロキサン系のゲル又はエラストマーを用いてもよく、高弾性の光硬化又は熱硬化の低弾性原材料からなる材料を用いてもよい。
【０１６７】
図１３（ｆ）に示す光学素子５９，６０は、光ファイバ又は導波路５９構成とその先端の凸形状の光学素子６０とを複合してなるものであり、先端の凸形状により、光ファイバ又は導波路からの出射光の光束を狭くすることにより外部の光素子との光結合効率を向上させることができる。また、先端の凸形状が外部の光学素子と接触することにより変形することで、空気界面による界面ロスを低減することができるようになる。
【０１６８】
図１３（ｇ）に示す光学素子６１は、その一例として、凹凸による体積位相変化型ホログラムや、高分子からなる体積屈折率変調ホログラムであり、何れも所定の波長の光を回折させ正又は負の方向に偏向をすることができる。体積位相変化型ホログラムとしては、ブレーズ又はバイナリホログラムであることが好ましいが、正弦形状又は矩形形状の負ホログラムであってもよい。この他、当該光学素子６１としては、その上部に屈折率分布構造を有する平板レンズとしてもよい。この場合、フォトブリーチング材料を用いて上部から中央部に光を照射した場合に、その吸収により内部まで光が同じ光量で到達しないことを利用して、屈折率分布をつけることができるようになる。
【０１６９】
図１３（ｈ）に示す例は、モールド材料の上部に光学素子６２を有する別部材６３を一体化したものであり、この場合は、光学素子６２としては凹形状を有する低屈折率材料に高屈折率材料を埋め込んだ構成とされており、正のパワーを有する。ホログラムやフレネルレンズ等を光学素子６２として別部材６３で予め形成した後に、一体化してもよい。
【０１７０】
図１３（ｉ）に示すテーパ構造の光学素子６４は、そのテーパ内に光屈折率材料を充填させる他、テーパ面に反射鏡を形成した中空テーパでもよく、或いは、中に高屈折率のゲル材を充填することでこのテーパに挿入した別の光学素子との空気界面の接触による反射を低減させるようにしてもよい。テーパ構造によれば、ビームサイズを変換できると同時に、テーパに挿入した別の光学素子のアライメントを容易にすることができる。図１３（ｊ）はこのテーパ構造の上部に凸レンズ構造の光学素子６５を付加したものであり、２重のレンズ効果を持たせることもでき、またこの凸形状自体を変形量の多い材料とすることにより、別の光学素子との接触で変形させて空気界面の反射を低減することもできる。
【０１７１】
図１３（ｋ）においては、空気層６６を有する逆凹型レンズによる光学素子６７であり、これにより、ＬＤ２のワイヤボンディングをモールド樹脂と接触させることが不要となるので、良好な電気的接続を行うことができるようになる。この空気部分は、使用しない側面部から保護用の金型を挿入することにより形成できる。また、複数のピラー状のモールド部材を接合してもよい。
【０１７２】
［第十一の実施の形態］
本発明の第十一の実施の形態を図１４に基づいて説明する。図１４は本実施の形態のアレイ構造の光電変換素子パッケージ７１の構成例を示す概略断面図及び概略平面図である。この光電変換素子パッケージ７１は、図１４（ａ−１）（ａ−２）に示すようなアレイ構造として複数本の透明なコア７２とその周囲の不透明なクラッド７３とからなるモールド構成の光ファイバ７４なる光学素子に対して、その一端に図１４（ｂ−１）（ｂ−２）に示すようにコア７２位置に対応させて各々両側に電気配線７５を設け（プリントし）、図１４（ｃ−１）（ｃ−２）に示すように各コア７２位置に対応させてＬＤ２を配置させて対応する電気配線７５に対して電気的に接続し、このように形成された塊をＬＤパッケージ（パッケージＡ）７６とし、図１４（ｄ）に示すように、上下逆さにしてプリント基板（又は、インターポーザ基板）７７上にバンプ７８により実装配線し、その周囲にアンダーフィル剤７９を充填することにより、当該アンダーフィル剤７９部分によりＭＣＭパッケージ（パッケージＢ）８０としてもよい。
【０１７３】
即ち、光学素子（光ファイバ７４）に電気配線７５を設け、それにＬＤ２やＰＤ等の光電変換素子を実装させる構成例である。即ち、図１３（ａ）〜（ｋ）等に示した光学素子は、予めその一部がモールド形成又は単に成形された光学素子に、面発光レーザ又はＰＤ等の光電変換素子を実装することにより形成した構成が好ましい。さらに、このモールド形成された光学素子の一部に、電気配線をプリントすることによりこの光学素子に対して電気的な接続を行い、このモールドに形成した電気配線を、別の基板に設けた電気配線と電気的に接続を行うことがより好ましい。これは、光学素子に直接光電変換素子を光実装するので、高精度に光実装できることとなり、高い光結合効率を実現することができる。さらに、同時に電気実装もできるので、高周波特性を改善することができる。また、前工程として予め基板と別部品として光学素子とを形成しておくことができるので、後工程としての制約のない、高精度、高機能の光学素子を形成することができる。
【０１７４】
［第十二の実施の形態］
本発明の第十二の実施の形態を図１５に基づいて説明する。図１５は本実施の形態の光電変換素子パッケージ８１の構成例を示し、（ａ）は概略縦断側面図、（ｂ）は概略縦断正面図である。本実施の形態は、基本的には第九の実施の形態に準ずるものであるが、基板２５上に複数の面発光レーザを有するＬＤアレイ８３と複数の受光素子を有するＰＤアレイ８４とを一体に透明材料でモールドしたＬＤ＆ＰＤパッケージ（パッケージＡ）８５が各々のＬＤ、ＰＤに対応させて光学素子５２をアレイ状に有する構造とされている。各光学素子５２は埋め込み型の凸構造５３を有し、この上部は平面形状の露出面２２ａとされている。
【０１７５】
これにより、各光学素子５２は、ＬＤ対応部分ではその発散レーザ光を平行光として出射させ、ＰＤ対応部分では平行光としての入射光を各ＰＤに向けて収束光として収束させる機能を果たす。
【０１７６】
本実施の形態においては、光学素子５２がアレイ配列されているので、複数の光電変換素子からなるＬＤアレイ８３やＰＤアレイ８４とのアライメントを簡単にすることができる。これにより、伝送帯域を容易に増加し、大容量のデータの送受信が可能なアレイ構造の光電変換素子パッケージ８１を提供することができる。
【０１７７】
［第十三の実施の形態］
本発明の第十三の実施の形態を図１６に基づいて説明する。図１６は本実施の形態の光電変換素子パッケージ８６の構成例を示し、（ａ）は概略縦断側面図、（ｂ）は概略縦断正面図である。本実施の形態は、基本的には第九の実施の形態に準ずるものであるが、ＬＤパッケージ２２において、光電変換素子として複数、例えば３つのＬＤを有するＬＤアレイ８７が設けられ、かつ、各ＬＤ毎に光学素子としてのレンズ８８を一体に有するパッケージ構造とされている。ここに、接近配置のＬＤの配列ピッチに対して、両側のレンズ８８に対してはミラー８９，９０を経る折り曲げ光路設定により、レンズ８８側の配列ピッチは広めとされている。即ち、例えば３つの光電変換素子であるＬＤに対して複数のミラー８９，９０と３つの光軸及びその高さを異ならせて配置したレンズ８８とからなり、ミラー８９，９０によりその光軸間隔を広げ、さらにレンズ８８により発散光を収束光としている。
【０１７８】
これにより、隣接する光束の重なりを低減させることができるので、伝送路のクロストークを低減させることができると同時に、複数の光コネクタを簡単に接続可能な、光電変換素子パッケージ８６を提供することができる。この光軸間隔を広げる手段としては、ミラー以外に、導波路、フォトニック結晶、プリズム等でもよい。
【０１７９】
［第十四の実施の形態］
本発明の第十四の実施の形態を図１７に基づいて説明する。本実施の形態は、前述したような各種実施の形態の光電変換素子パッケージの作製方法に関するものであり、その一例として、光電変換素子パッケージ２４の作製方法への適用例を示す。
【０１８０】
まず、図１７（ａ）に示すように、シリコン基板２５を実装基板としてＬＤ２をＡｕＳｎ接合により電気的接合かつダイボンドする。次に、図１７（ｂ）に示すように、上部電極をワイヤボンディング６により電気的接合した後に透明樹脂材料のモールドによりＬＤパッケージ（パッケージＡ）２２を作製する。次に、図１７（ｃ）に示すように、電子回路素子となる駆動用ドライバを有するＬＳＩ５とＬＤパッケージ（パッケージＡ）２２とをＭＣＭ基板７上に実装し、図１７（ｄ）に示すように不透明樹脂材料のモールドによりＭＣＭパッケージ（パッケージＢ）２３を作製する。このとき、ＬＤパッケージ（パッケージＡ）２２の露出面２２ａは外部に露出させたままとする。
【０１８１】
図１７においては、光電変換素子、例えばＬＤ２をモールドによるＬＤパッケージ（パッケージＡ）２２として封止する場合に、光実装の精度、より具体的には１０μｍ以内の精度で成形することにより、後工程となるＭＣＭ基板７への実装に際しては、予め光電変換素子、例えばＬＤ２は予め透明樹脂からなるモールドによるＬＤパッケージ（パッケージＡ）２２として封止され位置決めされているので、通常の電気実装と同程度の実装精度で、ダイボンドとワイヤボンド又はフリップ実装等を行うことができ、簡単にＭＣＭを形成することができる。
【０１８２】
このＬＤパッケージ（パッケージＡ）２２は、別部品として構成されているので、予め光学的な特性や電気的な特性をテストすることができ、これにより不良品の光電変換素子及びＬＤパッケージ（パッケージＡ）２２を選別できるので、同時にＭＣＭ実装する際のＬＳＩの無駄、ＭＣＭ実装工程自体の無駄を省くことができ、大幅な低コスト化を図れる。また、光電変換素子、例えばＬＤ２を予め封止しているので、その封止した表面（露出面２２ａ）から直接、光を入出射させることが簡単にできる。つまり、通常のマルチチップモジュールにおける電気実装精度と同様なアライメントトレランスの大きい部品実装が可能な作製方法となる。
【０１８３】
［第十五の実施の形態］
本発明の第十五の実施の形態を図１８に基づいて説明する。本実施の形態も、前述したような各種実施の形態の光電変換素子パッケージの作製方法に関するものであり、その一例として、光電変換素子パッケージ２４の作製方法への適用例を示す。
【０１８４】
基本的な作製工程は、第十四の実施の形態の場合と同様であるが、本実施の形態の作製方法では、図１８（ｃ）に示すように作製されたＬＤパッケージ（パッケージＡ）２２に対して、図１８（ｄ）に示すようにその露出面２２ａを被覆物、例えば粘着テープ９１で被覆し、そのまま図１８（ｅ）に示すようにＭＣＭパッケージ（パッケージＢ）２３を作製し、最終的に図１８（ｆ）に示すように粘着テープ９１を除去するようにしたものである。
【０１８５】
即ち、本実施の形態においては、ＭＣＭパッケージ（パッケージＢ）２３を作製する際、又は、ＭＣＭパッケージ（パッケージＢ）２３をプリント基板（図示せず）にフラックス入りのリフロ基板で半田付けする場合、又は、このＭＣＭパッケージ（パッケージＢ）２３周辺の電気的コネクタ等に組み付け工程を行う場合等において、この粘着テープ９１をＬＤパッケージ（パッケージＡ）２２の露出面２２ａに付着させたままの状態で行う（図１８（ｄ）〜（ｅ））。その後、別の光学素子又は光コネクタをこのＬＤパッケージ（パッケージＡ）２２と光結合させる直前にこの粘着テープ９１を剥がし（図１８（ｆ））、この後に光結合を行わせる。
【０１８６】
これにより、ＬＤパッケージ（パッケージＡ）２２の光を入出射する露出面２２ａが作製工程で汚染されたり傷つけられたりすることによる光損失の増大を減少でき、通常の電気実装の場合のＭＣＭと同様の封止、半田実装、コネクタ組み付け等を行うことができる。
【０１８７】
図１８において、粘着テープ９１は、ゴム材料や粘着材料のみでもよく、塗工膜でもよい。また、平板部品やブロック部品を圧着させてもよい。被覆物としては、ポリイミド、フッ素化ポリエーテル、液晶ポリマー、エポキシ、テフロン（登録商標）、ポリシラン、シロキサン等の耐熱性に優れる材料をそのまま又は溶媒や可塑剤を含んだ状態、又はゲル状態かゴム状態が好ましいが、アクリル、ポリカーボネート等の耐熱性に劣る材料でも、パッケージＡの形状が必要な収差以下に保たれるなら構わない。
【０１８８】
［第十六の実施の形態］
本発明の第十六の実施の形態を図１９に基づいて説明する。本実施の形態も、前述したような各種実施の形態の光電変換素子パッケージの作製方法に関するものであり、その一例として、光電変換素子パッケージ２４（パッケージＡは図１３（ｂ）のタイプ）の作製方法への適用例を示す。
【０１８９】
まず、図１９（ａ）に示すように、シリコン基板２５を実装基板としてＬＤ２をＡｕＳｎ接合により電気的接合かつダイボンドする。次に、図１９（ｂ）に示すように、上部電極をワイヤボンディング６により電気的接合した後に透明樹脂材料のモールドによりＬＤパッケージ（パッケージＡ）２２を作製する。この時、その上部に例えば凸レンズからなる光学素子５７を同時に作製する。次に、図１７（ｃ）に示すように、電子回路素子となる駆動用ドライバを有するＬＳＩ５とＬＤパッケージ（パッケージＡ）２２とをＭＣＭ基板７上に実装し、図１９（ｄ）に示すように不透明樹脂材料のモールドによりＭＣＭパッケージ（パッケージＢ）２３を作製する。このとき、ＬＤパッケージ（パッケージＡ）２２の露出面２２ａ（凸レンズからなる光学素子５７の上端部分）は外部に露出させたままとする。
【０１９０】
図１９においては、光学素子５７を、予め光電変換素子、例えばＬＤ２に対する透明樹脂からなるモールドによるパッケージ化において光学素子５７との位置関係を高精度にして光実装して固定しているので、通常の電気実装と同程度の実装精度で、ダイボンドとワイヤボンド又はフリップ実装等を行うことができ、簡単にＭＣＭを形成することができる。
【０１９１】
例えば、放出光に関して別の光結合が必要な光学素子が、シングルモードファイバ（図示せず）である場合、光結合のためのレンズの光軸と光電変換素子のずれは１μｍ以内であることが、１〜２ｄＢ以内の損失にするためには好ましい。このため、この高精度実装又は高精度成形が必要となる。この高精度実装又は高精度成形を、ＭＣＭパッケージ２３に対して小さなパッケージとして、予めシリコン基板２５に固定した光電変換素子、例えばＬＤ２に対して行うことにより、ＭＣＭパッケージ２３として高精度に実装又は成形するよりも、非常に簡単にできる。また、パッケージを作製した後の、後工程としてのプリント基板に対して半田付けする場合においても、このＬＤパッケージ（パッケージＡ）２２は、ＭＣＭパッケージ２３となるパッケージＢの中に包まれているので、熱的な損傷を受けにくくなるため、信頼性も向上する。
【０１９２】
［第十七の実施の形態］
本発明の第十七の実施の形態を図２０に基づいて説明する。本実施の形態も、前述したような各種実施の形態の光電変換素子パッケージの作製方法に関するものであり、その一例として、光電変換素子パッケージ２４（パッケージＡは図１３（ａ）のタイプ）の作製方法への適用例を示す。
【０１９３】
即ち、基本的には図１９に示した場合と同様な作製工程をとるが、ＬＤパッケージ（パッケージＡ）２２の状態において凸形状からなる光学素子５７に代えてに、空気中で凹レンズに相当するフレネルレンズ５６ａを形成し（図２０（ｂ））、さらにその凹部分に高屈折率材料５６ｂを埋め込み（図２０（ｃ））、埋め込み型フレネルレンズによる光学素子５６を同時に作製する。この時、表面＝露出面２２ａを略平面化する。埋め込み型のフレネルレンズなる光学素子５６の凹相当の形状は、低屈折かつ耐熱性の高いポリイミド系材料からなる材料をモールド成形にて形成した後、３００℃に加熱して成形し、次に高屈折率のエポキシ系材料５６ｂを充填してもよい。
【０１９４】
［第十八の実施の形態］
本発明の第十八の実施の形態を図２１に基づいて説明する。本実施の形態も、前述したような各種実施の形態の光電変換素子パッケージの作製方法に関するものであり、その一例として、光電変換素子パッケージ２４（パッケージＡは図１３（ｉ）のタイプ）の作製方法への適用例を示す。
【０１９５】
まず、図２１（ａ）に示すように、シリコン基板２５を実装基板としてＬＤ２をＡｕＳｎ接合により電気的接合かつダイボンドする。次に、図２１（ｂ）に示すように、上部電極をワイヤボンディング６により電気的接合した後に透明樹脂材料のモールドによりＬＤパッケージ（パッケージＡ）２２を作製する。この時、パッケージ材料は可視又は赤外領域で透過性を有するフォトリフラクティブ材料を用いる。次に、図２１（ｃ）に示すように、対物レンズ９２によりレーザ光９３を集光してＬＤパッケージ（パッケージＡ）２２に照射し、このレーザ光照射によって生じるフォトブリーチングによりＬＤパッケージ（パッケージＡ）２２中に高屈折率のコア９４が光学素子６４として作製される。この後は、前述の場合と同様に、図２１（ｄ）のように電子回路素子となる駆動用ドライバを有するＬＳＩ５とＬＤパッケージ（パッケージＡ）２２とをＭＣＭ基板７上に実装し、図２１（ｅ）に示すように不透明樹脂材料のモールドによりＭＣＭパッケージ（パッケージＢ）２３を作製する。このとき、ＬＤパッケージ（パッケージＡ）２２の露出面２２ａ（光学素子６４の上端部分）は外部に露出させたままとする。
【０１９６】
図２１においては、フォトブリーチングする際に、ＬＤパッケージ（パッケージＡ）２２の透明樹脂を通して、光電変換素子、例えばＬＤ２の位置を直接顕微鏡により確認して、所定部分にレーザ光を照射できるので、非常に高精度なアライメントを行って作製することができる。また、材料としては、アルキル側鎖を有するポリシラン、ポリシロキサン、炭化水素等を用いることができる。これらの膨張係数は、一般には、シリカ粒子を混合したエポキシ樹脂の２０ｐｐｍ／℃に対して大きいため、ＭＣＭパッケージ２３自体の封止材料として用いた場合には、高温時に光電変換素子、例えばＬＤ２のみならず、ＭＣＭパッケージ２３内のＬＳＩ５にもストレスを引き起こし、信頼性の低下につながる。しかし、ＭＣＭパッケージ２３としての一部の部材にのみ、比較的大きい膨張係数の材料を用いているので、熱に対する信頼性をより向上することができる。
【０１９７】
なお、本実施の形態の作製方法に関して、光学素子６４の作製は、ＬＤパッケージ（パッケージＡ）２２単独の段階で行わず、図２２（ｄ）に示すように、最終的にモールドによりＭＣＭパッケージ（パッケージＢ）２３を作製した後の段階で、図２２（ｅ）に示すように行ってもよい。
【０１９８】
この場合も、フォトブリーチングする際に、ＬＤパッケージ（パッケージＡ）２２の透明樹脂を通して、光電変換素子、例えばＬＤ２の位置を直接顕微鏡により確認して、所定部分にレーザ光を照射できるので、非常に高精度なアライメントを行って作製することができる。また、図２２の場合、最終工程として高精度のアライメントを行っているので、モールドによるＭＣＭパッケージ２３の作製の際の位置ずれが生じることがなく、より高精度な実装を実現でき、光結合の結合効率に対する信頼性をより向上させることができる。
【０１９９】
［第十九の実施の形態］
本発明の第十九の実施の形態を図２３に基づいて説明する。本実施の形態は、前述した各実施の形態のような光電変換素子パッケージをコネクタ部品の一方とする光コネクタへの適用例を示す。その一例として、本実施の形態は、例えば図１２に示したような光電変換素子パッケージ５１を一方のコネクタ部品とし、集光レンズ１０１及び集光レンズ１０１により集光された光が入射する光ファイバ１０２を有する他方のコネクタ部品１０３と光結合される光コネクタ１０４に関する。
【０２００】
図２３は光コネクタ１０４の構成例を示す概略断面図である。ここに、光電変換素子パッケージ（コネクタ部品）５１中のＬＤパッケージ２２部分とコネクタ部品１０３は、ＬＤパッケージ２２側が凸部１０５とされコネクタ部品１０３側が凹部１０６とされて互いに係脱自在に嵌合し合う機械的位置決め機構１０７が構成されている。
【０２０１】
図２３において、ＬＤ２が設けられた光電変換素子パッケージ５１自体が一方のコネクタ部品となり、これに光ファイバ１０２を設けたコネクタ部品１０３とを密着させることにより、光コネクタ１０４が形成される。これにより、ＬＤ２からの放出光を光ファイバ１０２に挿入させることができる。このとき、光電変換素子パッケージ５１のＬＤパッケージ２２部分として露出している凸部１０５部分を、当該光電変換素子パッケージ（コネクタ部品）５１の上面としているので、ＬＤ２に対する光軸垂直方向のアライメントを面合わせにより簡単に実現することができる。
【０２０２】
さらに、図２３において、光電変換素子パッケージ（コネクタ部品）５１に凸部１０５を設け、他方のコネクタ部品１０３に凹部１０６を設けているので、これらのコネクタ部品５１，１０３間の面方向の位置合わせできる。このとき、光電変換素子パッケージ（コネクタ部品）５１のＬＤパッケージ２２に凸部１０５を設けることによりこの位置合わせを高精度に実現することができる。また、コネクタ部品１０３の凹部１０６により光電変換素子パッケージ（コネクタ部品）５１側の凸部１０５を挟み込むことにより固定手段とすることもできる。
【０２０３】
また、ＬＤ２の場合に限らず、ＰＤを設けた光電変換パッケージの場合も同様である。ＬＤとＰＤとを同時に設けてもよい。このとき、ＬＤとＰＤとではその光学的な大きさ、適正ＮＡが異なるので、集光レンズの焦点距離、レンズと光電変換素子との距離等を異ならせて、最適な設計とすることが好ましい。
【０２０４】
ところで、特に図示しないが、これらのコネクタ部品５１，１０３に各々、銅製の良熱伝導体を埋め込み、その一部を各々のコネクタ部品５１，１０３が接する面に露出させ、かつ、光コネクタ１０４として接合させた場合に、これらの露出面が直接又は別の良熱伝等体を介して接触する部分を設けるように構成してもよい。このような構成によれば、光電変換素子パッケージ５１であるコネクタ部品の熱をコネクタ部品１０３側に放出することにより、熱冷却効果を向上させることができる。良伝導体としては、パッケージ又はコネクタ材料であるプラスチック又は高分子よりも良伝導体であればよく、金属、セラミックス、カーボン等が好ましい。また、コネクタ部品１０３側の良伝導体としては、穴部を設けて空気としてもよい。
【０２０５】
［第二十の実施の形態］
本発明の第二十の実施の形態を図２４に基づいて説明する。本実施の形態も第十九の実施の形態の場合と同様な光コネクタ１０８への適用例を示す。基本的には、前述の実施の形態の場合と同様とであるが、本実施の形態では、光電変換素子パッケージ（コネクタ部品）５１中のＭＣＭパッケージ２３部分とコネクタ部品１０３は、コネクタ部品１０３側がフック１０９を有しＭＣＭパッケージ２３側がフック１０９が係脱する凹凸構造１１０を有して互いに係脱自在に嵌合し合う機械的位置決め機構が構成されている。
【０２０６】
図２４において、コネクタ部品１０３側に設けたフック１０９と、光電変換素子パッケージ（コネクタ部品）５１に設けた凹凸構造１１０とを機械的に噛み合わせることにより、光コネクタ１０８として強力な固定を行うことができる。さらに、コネクタ部品１０３側のフック１０９の内側若しくは別に設けた凹構造の形状と、光電変換素子パッケージ（コネクタ部品）５１の外側の形状とを噛み合わせることにより、水平方向のアライメントをより精度よく行うこともできるようになる。また、フック１０９の形状を最適にすることにより、フック１０９の噛み合わせ力により、コネクタ部品５１，１０３同士を強く密着させることができるので、コネクタ部品５１，１０３同士の光軸方向の位置合わせをより精度よく行うことができる。
【０２０７】
また、光電変換素子パッケージ５１は光電変換素子、例えばＬＤ２を封止するために、通常はその厚みが３ｍｍ以下であり、通常の装置を用いてフック構造のような複雑な構造を設けることが難しいが、図２４においては、当該光電変換素子パッケージ（コネクタ部品）５１側には、凹凸構造１１０だけ設ければ良いので、通常のパッケージプロセスにより簡単に製造することができる。
【０２０８】
［第二十一の実施の形態］
本発明の第二十一の実施の形態を図２５に基づいて説明する。本実施の形態も第十九、二十の実施の形態の場合と同様に光コネクタ１１１への適用例を示す。
【０２０９】
図２５は光コネクタ１１１の構成例を示し、（ａ）は縦断正面図、（ｂ）は縦断側面図である。本実施の形態の光コネクタ１１１を構成する一方のコネクタ部品としての光電変換素子パッケージは光電変換素子パッケージ５１に準じた構成のアレイ構造（面発光素子２、光学素子５２を複数有する）の光電変換素子パッケージ５１′であり、他方のコネクタ部品もコネクタ部品１０３に準じた構成のアレイ構造（レンズ１０１、光ファイバ１０２を複数有する）のコネクタ部品１０３′とされている。
【０２１０】
ここに、コネクタ部品１０３′側においてはレンズ１０１並び方向の両側に位置させて先端半球状のピン１１２、光電変換素子パッケージ（コネクタ部品）５１′側においては光学素子５２の並び方向の両側に位置させてピン１１２に対応する断面Ｖ字状の穴構造１１３が形成され、これらのピン１１２と穴構造１１３との係脱自在な係合関係により機械的位置決め機構１１４が構成されている。
【０２１１】
図２５において、コネクタ部品５１′，１０３′同士を密着させる際、コネクタ部品１０３′側のピン１１２を、光電変換素子パッケージ（コネクタ部品）５１′の穴構造１１３部分に係合させることにより、光軸方向に対して垂直方向の面内に対して、非常に高精度の位置合わせを行うことができる。コネクタ部品５１′，１０３′同士を密着させた後は、接着材を用いて固定してもよく、或いは、別途図２４に示したようなフック１０９と凹凸構造１１０とからなる位置決め・固定構造を用いて固定するようにしてもよい。
【０２１２】
また、光電変換素子パッケージ５１′は光電変換素子、例えばＬＤ２を封止するために、通常はその厚みが３ｍｍ以下であり、通常は凸部を設けることが難しいが、図２５においは、当該光電変換素子パッケージ（コネクタ部品）５１′側には、穴構造１１３だけ形成すれば良いので、通常のパッケージプロセスにより簡単に製造することができる。
【０２１３】
［第二十二の実施の形態］
本発明の第二十二の実施の形態を図２６及び図２７に基づいて説明する。本実施の形態も第十九〜第二十一の実施の形態の場合と同様に光コネクタ１１５への適用例を示す。
【０２１４】
図２６は光コネクタ１１５中の光電変換素子パッケージ５１′側の構成例を示す概略斜視図、図２７は光コネクタ１１５の縦断側面図である。本実施の形態の光コネクタ１１５は、基本的には図２５に示した光コネクタ１１１に準ずるものである。ここに、本実施の形態では、コネクタ部品１０３′側においてはピン１１２に代えてガイドピン１１６が埋め込んで設けられ、光電変換素子パッケージ（コネクタ部品）５１′側にあっては断面Ｖ字状の浅い穴構造１１３に代えてＬＤパッケージ２２及びＭＣＭパッケージ２３のモールド樹脂部分で共通な位置に形成された穴構造１１７が形成され、これらのガイドピン１１６と穴構造１１７との係脱自在な係合関係により機械的位置決め機構１１８が構成されている。このため、本実施の形態のＬＤパッケージ２２は図２７に示すように上下方向においてＭＣＭパッケージ２３とのオーバーラップ部分を持つように全体的に凸形状として形成されている。
【０２１５】
即ち、本実施の形態においては、穴構造１１７が、ＬＤパッケージ２２とＭＣＭパッケージ２３との一部で、互いに共通の位置に形成されており、これにより、ＬＤ２に対する位置決めをＬＤパッケージ２２に形成された穴構造１１７ａにより高精度に実現し、この穴構造１１７ａと共通の位置に形成されたＭＣＭパッケージ２３の穴構造１１７ｂで強度を実現することができる。よって、光コネクタ１１８としての機械的信頼性を向上させることができる。また、ＭＣＭパッケージ２３のガイド穴構造１１７ｂ自体も高精度に作製した場合には、より高精度にすることもできる。
【０２１６】
なお、本実施の形態において、光電変換素子パッケージ（コネクタ部品）５１′側にあっては穴構造１１７を図２８及び図２９に示すようにＭＣＭパッケージ２３の一部を構成するＭＣＭ基板７を貫通する貫通穴として形成し、ガイドピン１１６がＭＣＭ基板７部分の穴構造１１７ｃまで係合するようにしてもよい。これによれば、ＭＣＭパッケージ２３及びＭＣＭ基板７に形成された穴構造１１７ｂ，１１７ｃにより、より大きな強度を実現することができ、光コネクタ１１５としての機械的信頼性をより向上させることができる。
【０２１７】
このとき、図２９に示すようにＭＣＭパッケージ２３が実装されるプリント基板３５にも穴構造１１７に対応する位置に穴１１９を形成してもよい。ＭＣＭパッケージ２３、ＭＣＭ基板７に形成された穴構造１１７ｂ，１１７ｃ及びプリント基板３５に形成された穴１１９により、より大きな強度を実現することができ、光コネクタ１１５としての機械的信頼性をより向上させることができる。
【０２１８】
このとき、プリント基板３５に形成する穴１１９を、他より大きくしておいてもよい。このとき、図２８のようなケースでプリント基板３５に穴１１９を形成してない場合には、ガイドピン１１６がプリント基板３５に突き当たることを防ぐために、ＭＣＭパッケージ２３とプリント基板３５との隙間は一般にはバンプハンダであれば３００μｍ以内であり、部品公差及び組み付け公差分だけガイドピン１１６の長さを短くする必要があり、公差を小さくして作製すると高コストとなってしまい、場合によってはＭＣＭパッケージ２３を貫通していない場合も生じ得る。この点、図２９に示すように、プリント基板３５に穴１１９を貫通させて形成しておくことにより、ガイドピン１１６の長さを従来よりプリント基板３５の厚さ以上に長くできるため、ＭＣＭパッケージ２３を完全に貫通することにより、十分な強度を実現することができるようになる。
【０２１９】
［第二十三の実施の形態］
本発明の第二十三の実施の形態を図３０に基づいて説明する。本実施の形態も第十九〜第二十一の実施の形態の場合と同様に光コネクタ１２１への適用例を示す。
【０２２０】
本実施の形態の光コネクタ１２１は、その一例として、図２３等に示した場合と同様に、例えば図１２に示したような光電変換素子パッケージ５１を一方のコネクタ部品とする場合への適用例を示す。図３０は光コネクタ１２１の構成例を示す概略断面図である。本実施の形態では、ＬＤパッケージ２２の露出面２２ａとコネクタ部品１０３との間に、低弾性体の材料からなる光学素子１２２が付加されている。
【０２２１】
即ち、図３０（ａ）に示すように、コネクタ部品５１，１０３間に弾性定数の小さい低弾性体材料からなる光学素子１２２を設置し、図３０（ｂ）に示すように、これらのコネクタ部品５１，１０３を密着させて圧力を加えた場合、低弾性体材料からなる光学素子１２２が圧力により弾性変形して、コネクタ部品５１，１０３は互いの光コネクタ面に沿って密着する。これにより、コネクタ部品５１，１０３間に存在する空気層を除外でき、コネクタ部品５１，１０３における端面反射や端面損失を低減させた光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタ１２１を提供することができる。
【０２２２】
ここに、光学素子１２２の弾性定数としては１０８ｄｙｎ／ｃｍ３以下が好ましい。より好ましくは、１０６ｄｙｎ／ｃｍ３以下である。また、光学素子１２２を繰り返し利用するに場合は、弾性定数が小さすぎても容易に可逆変形可能領域外まで変形してしまうので、この場合には、１０ｄｙｎ／ｃｍ３以上が好ましく、より好ましくは１０３ｄｙｎ／ｃｍ３以上である。
【０２２３】
弾性定数が小さい材料としては、高分子化合物、ゴム弾性体材料、ゲル材料が好ましい。高分子化合物としては、ガラスやセラミックスや金属よりも弾性定数の小さいものであれば構わない。高分子化合物として、より具体的には、ポリカーボネート、ポリアクリレート、フッ素化ポリアクリレート、ポリイミド、ポリエーテル樹脂、フッ素化樹脂等がある。これらの中で、透明性を有し、散乱が小さいものが好ましい。これらは、散乱が小さければ、高分子化合物に無機微細粒子を混合した複合体材料であってもよい。
【０２２４】
これらの弾性定数が小さい材料は、変形量が大きい材料でもあり、具体的には、その変形量が厚みに対して−６６％であることが好ましく、より好ましくは−５〜−５０％である。この厚みに対する変形量は、光コネクタ１２１を組み付けた状態の圧力１Ｎから２０Ｎの範囲内において、最初の厚みの最大部分がその厚みを減じる割合としての量である。これらが大きいほど、光コネクタの面と密着しやすいが、あまり大きい場合には、変形に伴う変形と横方向ストレスが生じて位置ズレの原因となるので、元の材料の−５０％以内としておくことにより、ストレスを小さくすることがより好ましい。しかしながら、平均的な厚みとしては変形量は−２〜―３０％以内であることが好ましい。変形量が大きくとも、これ以上に厚みに対して変化する場合には、その弾性定数が小さい変形量の大きい材料の面積が増大し、長さで２０％以上も増大すると、弾性体が他の部分と接触してしまう場合が生じやすい。
【０２２５】
光学素子１２２として粘度が小さい材料としては、粘度が５×１０６ｃＰ以下の材料が好ましく、より好ましくは５×１０５ｃＰ以下である。また、光学素子１２２を繰り返し利用するに場合は、自己流動性を有している液体的な特性のものではなく、固体的な特性を有しかつ粘度が小さいもが好ましく、弾性定数が小さすぎても容易に可逆変形可能領域外まで変形してしまうので、この場合には、１×１０５ｃＰ以上が好ましい。
【０２２６】
ゴム弾性体材料としては、シロキサン系エラストマやフッ素系エラストマがよく、より好ましくは、シロキサン系エラストマである。
【０２２７】
［第二十四の実施の形態］
本発明の第二十四の実施の形態を図３１に基づいて説明する。本実施の形態も第二十三の実施の形態の場合と同様に光コネクタ１２３への適用例を示す。
【０２２８】
本実施の形態の光コネクタ１２３は、基本的には、図３０に示した光コネクタ１２１の場合に準ずるものであるが、低弾性体の材料からなる光学素子１２４が予め、光電変換素子パッケージ（コネクタ部品）５１におけるＬＤパッケージ２２の上部に形成されている。光学素子１２４としては、光学素子５２となるレンズ上に、ゆるやかな凸形状を有するシロキサン系ゴム原材料を触媒硬化することで形成している。
【０２２９】
図３１においては、光ファイバ１０２側のコネクタ部品１０３を光電変換素子パッケージ（コネクタ部品）５１に圧着させる際に、光学素子１２４がＬＤパッケージ２２の上部に形成されているので、コネクタ部品５１，１０３の圧着時に、別部品を隙間に挿入する必要がないので、通常と同様の簡単な密着操作のみで、空気界面を低減し、ロスと戻り光を低減した光コネクタ１２３を実現することができる。
【０２３０】
光学素子１２４は、高分子のポリプロピレンからなる微小部材を接着剤で貼り付けておいてもよい。ポリプロピレンの微小な変形でも、コネクタ部品５１，１０３間のμｍオーダの空気層の数又は面積を低減することができる。さらには、光学素子１２４をレンズ５２と一体化し、光学素子１２４にもたせた曲率により、光学素子１２４を光学素子５２の一部として用いてもよい。
【０２３１】
［第二十五の実施の形態］
本発明の第二十五の実施の形態を図３２に基づいて説明する。本実施の形態も第二十三、第二十四の実施の形態の場合と同様に光コネクタ１２５への適用例を示す。
【０２３２】
図３２は光コネクタ１２５の構成例を示し、光コネクタ１１１等の場合と同様なアレイ構造例である。本実施の形態の光コネクタ１２５においては、コネクタ部品５１′，１０３′間に位置させてレンズ５２，１０１位置対応の若干の凹凸構造を有して全体的には略平板形状の光学素子１２６が設けられている。この光学素子１２６はガイドピン１１６を穴構造１１７部分に係合させてコネクタ部品５１′，１０３′同士を密着させた場合には図３２（ｂ）に示すようにより平坦化されるようにつぶれ変形するものである。
【０２３３】
即ち、図３２において、コネクタ部品５１′，１０３′同士を密着させる場合に、凹凸構造を有する略平板形状を有する光学素子１２６の凸部を光学素子５２なるレンズ部と同じ位置にしておき、この凸部に最初に大きな圧力が加えられ、これによりこの凸部が変形しコネクタ部品５１′，１０３′同士が密着して空気界面を減少させた状態に変形する。これにより、コネクタ部品５１，１０３における端面反射や端面損失を低減させた光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタ１２５を提供することができる。
【０２３４】
このとき、図３２において、凹凸構造を有する略平板形状の光学素子１２６を用いているので、単なる略平板状の低弾性の材料からなる光学素子１２２等を用いた場合と比較して、凸部の圧力を大きくすることができ、光学素子１２２全体で低弾性材料の変形を生じせしめる場合よりも、非常に小さな圧力で、必要部分に低弾性体の変形を生じさせることができる。これにより、脱着の際の力を小さくすることもできる。
【０２３５】
ここに、「略平板」とは、光コネクタとして設けた光学素子１２６の長さに対しては、少なくとも５分の１以下の厚さであることを意味し、より好ましくは１０分の１以下であり、この場合は、変形による横方向へのズレの影響が小さくなる。
【０２３６】
光学素子１２６には、ガイドピン１１６用の穴１２７を設けておくと、この光学素子１２６の凸部分と光学素子５２なるレンズ部分との位置決めが容易になり、より効果的である。さらには、予めガイドピン１１６をこの光学素子１２６に通した組部材を構成した場合には、高精度の位置決めと空気界面低減による高効率な光コネクタを実現することができ、より効果的である。
【０２３７】
［第二十六の実施の形態］
本発明の第二十六の実施の形態を図３３に基づいて説明する。本実施の形態も第二十三、第二十四等の実施の形態の場合と同様に光コネクタ１２８への適用例を示す。
【０２３８】
本実施の形態の光コネクタ１２８は、光電変換素子パッケージ（コネクタ部品）５１においてＬＤパッケージ２２以外の密着面に粘着材料による脱着手段としての粘着層１２９を設けたものである。図３３において、コネクタ部品５１，１０３間を脱着する場合に、粘着層１２９の粘着効果により簡単にコネクタ部品１０３を脱着することができる。この際、ガイドピン１１６で位置決めを行っているので、粘着層１２９の厚みムラによる光軸方向のコネクタ部品５１，１０３の位置ずれの影響は小さい。粘着層１２９は、多層構造であってもよく、フィルム支持体を設けたものであってもよい。
【０２３９】
［第二十七の実施の形態］
本発明の第二十七の実施の形態を図３４に基づいて説明する。本実施の形態も第二十三、第二十四等の実施の形態の場合と同様に光コネクタ１３０への適用例を示す。
【０２４０】
本実施の形態の場合、基本的には図３３の光コネクタ１２８に準ずるが、コネクタ部品１０３側において光学部品１０１以外の密着面に粘着材料による脱着手段としての粘着層１３１を設けたものである。図３４において、コネクタ部品５１，１０３を脱着する場合に、粘着層１３１の粘着効果により簡単にコネクタ部品５１を脱着することができる。また、コネクタ部品１０３側に粘着層１３１を設けているので、粘着層１３１の粘着効果が低減した場合には、コネクタ部品１０３側の光ケーブル１０２を消耗品として交換すればよいので、光電変換素子パッケージ５１側はそのまま継続使用が可能となり、部品が劣化した場合の交換コストを低減させることができる。
【０２４１】
［第二十八の実施の形態］
本発明の第二十八の実施の形態を図３５に基づいて説明する。本実施の形態も第二十三、第二十四等の実施の形態の場合と同様に光コネクタ１３２への適用例を示す。
【０２４２】
本実施の形態の場合、基本的には図３４の光コネクタ１３０に準ずるが、コネクタ部品１０３側において光学部品１０１部分を含めて密着面全体に粘着材料による脱着手段としての粘着層１３３を設けたものである。ここに、粘着層１３３としては、低弾性の材料が用いられ、光学素子としても機能するように構成されている。
【０２４３】
即ち、図３５（ａ）において、コネクタ部品１０３には粘着層１３３が貼り付けてあり、その端部は把持部１３３ａとして外部に突出している。このような粘着層１３３を挟む形でコネクタ部品５１，１０３同士を圧着させて装着することにより、図３５（ｂ）に示すようにＬＤ２と光ファイバ１０２とが光結合可能な状態に光コネクタ１３２が構成される。この際、何れのコネクタ部品５１，１０３にもレンズ５２，１０１が用いられており平行光束による結合であり、かつ、前述したようなガイドピン・穴構造が設けられている。
【０２４４】
その後、図３５（ｃ）に示すように光コネクタ１３２を脱離させる場合には、コネクタ部品１０３側を上方に引き剥がすか、把持部１３３ａを上方に引っ張ることにより行う。
【０２４５】
この後、再度、光コネクタ１３２を装着するときには、図３５（ｄ）に示すように粘着層１３３を引き剥がした後、図３５（ｅ）に示すように新たな保護シート１３４と把持部１３３ａ付きの光学素子一体型の粘着層１３３をコネクタ部品１０３に貼り合わせ、その後に保護シート１３４のみを剥がして、図３５（ａ）の状態にし、再度同様にして、コネクタ部品５１，１０３同士を圧着して装着することにより、ＬＤ２と光ファイバ１０２とが光結合可能な状態に光コネクタ１３２を構成する。このようにして、簡単かつ空気界面の反射を低減させた光結合を行うことができる。
【０２４６】
［第二十九の実施の形態］
本発明の第二十九の実施の形態を図３６に基づいて説明する。本実施の形態も第二十三、第二十四等の実施の形態の場合と同様に光コネクタ１３５への適用例を示す。
【０２４７】
本実施の形態の場合、基本的には図３３，図３４等の光コネクタ１２８，１３０等に準ずるが、粘着層１２９，１３１に代えて、コネクタ部品５１，１０３の密着面に各々の光学素子５２，１０１部分を除いて微小凹凸部材１３６，１３７の組合せによる係脱自在な脱着手段を設けたものである。微小凹凸部材１３６，１３７は例えば１ｍｍ以下の凹凸形状であり、面ジッパー作用を有するいわゆるベルクロテープである。
【０２４８】
このような構成において、図３６（ａ）はコネクタ部品５１，１０３同士が離れている状態を示し、図３６（ｂ）に示すようにこれらのコネクタ部品５１，１０３同士を圧着させることにより微小凹凸部材１３６，１３７が接近して噛み合うことにより、面ジッパーとなり、コネクタ部品５１，１０３同士が接合状態となる。これにより、簡単にＬＤ２と光ファイバ１０２との光結合を行うことができるようになる。さらには、面ジッパー作用により、脱着が非常に容易で、かつ、リサイクル特性に優れる。
【０２４９】
［第三十の実施の形態］
本発明の第三十の実施の形態を図３７に基づいて説明する。本実施の形態も第二十三、第二十四等の実施の形態の場合と同様に光コネクタ１３８への適用例を示す。
【０２５０】
本実施の形態の光コネクタ１３８は、光電変換素子パッケージ（コネクタ部品）５１が実装されるプリント基板３５上に、この光電変換素子パッケージ（コネクタ部品）５１とは別部品からなりコネクタ部品１０３を光電変換素子パッケージ（コネクタ部品）５１からはずすためのガイド部材１３９を着脱自在に挿入して設けたものである。ここに、ガイド部材１３９はコネクタ部品５１，１０３の周囲全体を覆う枠形状に形成され、かつ、内面側においてはコネクタ部品１０３の底部側凹部１４０に係止する突起１４１が形成されている。
【０２５１】
即ち、図３７において、コネクタ部品１０３を脱着する場合に、そのはずす力が小さいと、機器内の組み付け工程等で容易にコネクタ部品１０３がはずれてしまうので、信頼性に欠ける場合があり、この場合に、はずす力を別部品であるガイド部材１３９に持たせている。これにより、はずす力を直接プリント基板３５にかけ、かつ、この力は光電変換素子パッケージ（コネクタ部品）５１と分離しているので、大きく信頼性を向上させることができる。
【０２５２】
ちなみに、図２４に示したような光コネクタ１０８であると、はずす力は、光電変換素子パッケージ（コネクタ部品）５１と、その下のハンダバンプとに加わることにより、光電変換素子パッケージ（コネクタ部品）５１内の光電変換素子（ＬＤ２）及び電気回路素子５の信頼性の低下、さらにバンプ実装の信頼性の低下となる。装着の場合の力も、はずす場合と同じ程度に必要となるので同様である。
【０２５３】
これに対して、図３７に示す本実施の形態においては、はずす力と装着する力を、光電変換素子パッケージ（コネクタ部品）５１とは別部品のガイド部材１３９に持たせているので、上記の問題を大幅に低減できる。この場合、位置精度の向上のために、この別部品となるガイド部材１３９の変形量を大きめの構成又は材料としておくことが好ましい。
【０２５４】
［第三十一の実施の形態］
本発明の第三十一の実施の形態を図３８及び図３９に基づいて説明する。本実施の形態の光コネクタ１５１は、プリント基板３５上に実装された光電変換素子パッケージ（コネクタ部品）３２と、コネクタ部品１０３とを、同じくプリント基板３５上に実装されたコネクタ部品１５２及びプリント基板３５上に設けた導波路１５３を介して光結合させるように構成されている。ここに、導波路１５３の両端はアルミニウム蒸着による反射面１５３ａ，１５３ｂとされ、ＬＤ２からのレーザ光を反射面１５３ａにより導波路１５３内に導入し、反射面１５３ｂによりコネクタ部品１５２、１０３を介して光ファイバ１０２に導くように構成されている。コネクタ部品１５２，１０３同士は前述した各実施の形態の場合の如く簡単かつ高効率にて光結合されている。
【０２５５】
なお、図３８の概略平面図である図３９に示すように、光電変換素子パッケージ３２中の光電変換素子となるＬＤ２を複数個アレイ状に設け、そのピッチを等間隔或いは不等間隔で増加させ、導波路１５３もこれに合わせてアレイ構造としその形状を平面的に見て拡開する形状とすることにより、複数のコネクタ部品１５２に分割して光結合させることができる。これにより、光ファイバ１０２の接続先別にコネクタ部品１５２の着脱を行える。
【０２５６】
ところで、図３８及び図３９の場合に限らず、前述したような光コネクタに利用可能なアレイ構造の導波路、即ち、導波路アレイの作製方法について図４０ないし図４５を参照して説明する。
【０２５７】
図４０は導波路アレイの作製方法として適用可能なエンボス転写方法を説明するための概略斜視図である。まず、外周面上に凹凸形状を有する転写ローラ１６１と対向ローラ１６２との間に熱可塑性樹脂からなる原反１６３を通過させ、転写ローラ１６１の凹凸形状からなる導波路のコア部分をエンボス転写していく。この転写時又は転写後に、透過したシート１６３ａを、図中に矢印で示すように転写回転方向又はこれと垂直方向に伸延することにより、導波路のコア部分のエッジが滑らかになり、界面による導波路損失が低減されるので効果的である。導波路のコア部分と同時に又は後工程としてクラッド被覆部分を作製する。基板シート上に導波路を構成してもよく、コアとクラッドからなる導波路に基板シートを密着してもよい。
【０２５８】
なお、図４０に示すような装置により導波路アレイを作製する場合は、エンボス転写方法に限定するわけではなく、基板原反に熱硬化性樹脂を塗布した後に形状転写する方法、エンボス転写ローラに樹脂原料を押し出し成形する方法又は射出成形する方法でもよい。何れにしても形状転写時又は転写後に、透過したシートを、転写回転方向又はこれと垂直方向に伸延することが重要である。転写後の場合には、転写直後であっても、再度加熱してからでもよい。
【０２５９】
即ち、導波路にあっては損失の最大要因がエッジ面の粗さであるので、光ファイバの場合と同様に伸延させる。つまり、通常の型成形では引っ張ることができないが、ロール工法によれば成形後の工程で引っ張る（伸延）ことが可能である。
【０２６０】
図４１は、図４０に示すような装置により作製されたシート１６３ａによる導波路アレイ１６４の概略構成例を示すものであり、各導波路は図４１（ａ）に示すように矩形形状であっても、図４１（ｂ）に示すように蒲鉾形状（一方が細い又は曲率を有した形状）でもよい。導波路アレイのアレイ方向と垂直方向つまり導波光の進行方向に同じ断面形状であればよい。シングルモードであっても、マルチモードであってもよく、さらにはステップインデックス型でも屈折率分布型でもよい。
【０２６１】
図４２は図４１に示すように作製された導波路アレイ１６４のシート１６３ａから作製される導波路アレイテープ１６５の構成例を示す概略斜視図である。図において、テープ長手方向にストライプ形状に各導波路が作製されている。さらに、１ｍや５０ｃｍといったように、等間隔位置又は不等間隔位置にミシン目１６６が形成されており、装置や人の手により、０．１Ｎ〜１０Ｎの力で容易に、ミシン目１６６に沿って導波路アレイテープ１６５を切断できる構造となっている。
【０２６２】
図４３はこのような導波路アレイテープ１６５の切断面を拡大して示す概略斜視図である。上部基板１６７と下部基板１６８及び各々の中間層１６９，１７０に挟まれたクラッド層１７１とその中のコア層１７２とがある。この上，下部基板１６７，１６８にミシン目１６６を入れておき、２つの中間層１６９，１７０とコア層１７２及びクラッド層１７１に弱い強度の層を設けることにより、使用する部分の導波路アレイ部分の強度は強く、所望の長さに加工しやすい導波路アレイテープ１６５を実現することができる。
【０２６３】
また、この導波路アレイテープ１６５は、使用するときにミシン目１６６に沿って切断して端面を露出面として形成するため、非常に清浄な端面が得られ、これを光コネクタに挿入又は接着することにより、透過率が高く、かつ、アライメントトレランスの大きい良好な光結合効率を実現できる。また、クラッド層１７１以外の部分に粘着材を塗布しておき、光コネクタを接続する際の固定手段としてもよい。
【０２６４】
また、ミシン目１６６がなくても、テープ１６５の短手方向への切断が長手方向よりも相対的に容易な材料構成を有していてもよい。
【０２６５】
また、これらの導波路の少なくともコア部１７２とクラッド部１７１にミシン目１６６として切断面を予め設けており、他の部分の強度を小さくしてテープとして切断してもよい。さらに、このミシン目１６６のコア部分に粘着材を塗布しておき、光結合の空気層を減少する光結合部材又は光コネクタを接続する際の固定手段としてもよい。
【０２６６】
図４４は、導波路アレイテープ１６５の切断目の別の構成例を示し、導波路の導波方向に溝１７３が形成されている。これにより、導波路アレイの方向に対して高精度に位置決めを行うことができる。テープ１６５上の導波路の上下方向は厚さで位置を高精度に決めやすいので、結果として２次元方向の位置調整を容易にでき、より良好な光結合効率を簡単に実現することができる。同様の溝を、ミシン目１６６近くに、導波路のアレイ方向に設けることにより、アレイ端面に関する位置調整を容易に行うことができる。この溝１７３の形状としては、円柱、球、長方形、逆ピラミッド形状等を適宜用いることができ、また、１つの溝により、２次元方向の位置決めを行うこともできる。
【０２６７】
図４５は、導波路テープ１６５の外面に凹凸形状１７４が設けられており、この凹凸形状１７４を最適に設計することにより、導波路アレイの位置決め、導波路端面に対する位置決め、導波路の上部基板１６７に対する位置決めを簡単に行うことができる。さらに、この凹凸形状１７４を用いて、光コネクタの固定手段（面ジッパー）とすることにより、光コネクタの固定部材を簡単にすることもできる。
【０２６８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、光電変換素子と電子回路素子とをパッケージして光電変換素子パッケージを作製する場合に、光電変換素子を予め光学部品と光学実装しておくことにより、マルチチップモジュールの封止において、通常の電気実装パッケージと同様な封止により、光電変換素子パッケージの作製時の光学実装が不要となり、簡単かつ低コストで作製可能な光電変換素子パッケージを提供することができる。また、光電変換素子をパッケージしたパッケージＡがヒートシンクを有するので、光電変換素子の放熱特性が向上し、光電変換素子の長期信頼性が向上する光電子変換素子パッケージを提供することができる。また、ヒートシンクがパッケージＢの一部から露出しており、その露出面の方向と光電変換素子側のパッケージＡの露出面の方向とが反対であるので、光電変換素子の放熱特性がより向上し、光電変換素子の長期信頼性がより向上する光電変換素子パッケージを提供することができる。
【０２６９】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の光電変換素子パッケージにおいて、光電変換素子パッケージがモールドパッケージからなるので、光コネクタの構成部品の一部としても十分に使用できるレベルに機械的精度を向上させ、より機械的信頼性に優れた光電子変換素子パッケージを提供することができる。
【０２７０】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の光電変換素子パッケージにおいて、光電変換素子パッケージ中のパッケージＢが不透明材料からなるので、光の進入によるクロストークを低減させることができると同時に、光の入出射を行うにも関わらず、通常の半導体パッケージで使用されるフィラー分散されかつ芳香族系材料を用いることで高熱に対する信頼性に優れた光電子変換素子パッケージを提供することができる。
【０２７１】
請求項４記載の発明によれば、請求項１ないし３の何れか一記載の光電変換素子パッケージにおいて、光電変換素子パッケージ中のパッケージＡがモールドパッケージであるので、パッケージ間界面の透湿性と熱サイクルに対する信頼性に優れた光電変換素子パッケージを提供することができる。
【０２７２】
請求項５記載の発明によれば、請求項１ないし４の何れか一記載の光電変換素子パッケージにおいて、光電変換素子パッケージが、光電変換素子パッケージ用基板となる電気配線を有する基板とは別の基板に設けた透明材料とからなるパッケージであるので、通常のマルチチップモジュールにおける電気実装精度と同様なアライメントトレランスの大きい部品実装が可能な光電変換素子パッケージを提供することができる。
【０２７３】
請求項６記載の発明によれば、請求項１ないし５の何れか一記載の光電変換素子パッケージにおいて、光電変換素子をパッケージしたパッケージＡと、電子回路素子とを共通の基板に設けたので、光高周波に優れると同時に多機能性の実現が容易な光電子変換素子パッケージを提供することができる。
【０２７４】
請求項７記載の発明によれば、請求項１ないし４の何れか一記載の光電変換素子パッケージにおいて、光電変換素子をパッケージしたパッケージＡを電子回路素子上に設けたので、より小型・高密度な光電子変換素子パッケージを提供することができる。
【０２７５】
請求項８記載の発明によれば、請求項１ないし６の何れか一記載の光電変換素子パッケージにおいて、光電変換素子がパッケージされたパッケージＡが実装された電気配線を有する基板を設けてあり、このパッケージＡの露出面が、当該基板側の方向であるので、基板導波路配線への光結合のアライメントトレランスの低減可能な光電子変換素子パッケージを提供することができる。
【０２７８】
請求項９記載の発明によれば、請求項１ないし８の何れか一記載の光電変換素子パッケージにおいて、光電変換素子側のパッケージＡが光学素子を有するので、光電変換素子パッケージとは別の光学素子と光電変換素子パッケージ内の光電変換素子との光結合効率が向上した光電変換素子パッケージを提供することができる。
【０２７９】
請求項１０記載の発明によれば、請求項９記載の光電変換素子パッケージにおいて、光学素子が正の光学パワーを有するので、光電変換素子パッケージとは別の光学素子と光電変換素子パッケージ内の光電変換素子との光結合効率が向上する光電子変換素子パッケージを提供することができる。
【０２８０】
請求項１１記載の発明によれば、請求項９記載の光電変換素子パッケージにおいて、光学素子が導波路構造からなるので、光電変換素子パッケージとは別の光学素子と光電変換素子パッケージ内の光電変換素子との光結合効率が向上する光電子変換素子パッケージを提供することができる。
【０２８１】
請求項１２記載の発明によれば、請求項９記載の光電変換素子パッケージにおいて、光学素子がテーパ構造からなるので、光電変換素子パッケージとは別の光学素子と光電変換素子パッケージ内の光電変換素子との光結合効率が向上する光電子変換素子パッケージを提供することができる。
【０２８２】
請求項１３記載の発明によれば、請求項９ないし１２の何れか一記載の光電変換素子パッケージにおいて、光学素子を有する光電変換素子パッケージＡのパッケージＢに対する露出面が、略平面であるので、光電変換素子パッケージとは別の光学素子と光電変換素子パッケージ内の光電変換素子とを、より簡単に光結合できる光電子変換素子パッケージを提供することができる。
【０２８３】
請求項１４記載の発明によれば、請求項９ないし１３の何れか一記載の光電変換素子パッケージにおいて、光電子変換素子と光学素子とがアレイ配列を有するので、より大容量のデータの送受信が可能な光電子変換素子パッケージを提供することができる。
【０２８４】
請求項１５記載の発明によれば、請求項１４記載の光電変換素子パッケージにおいて、光電変換素子と光学素子とのアレイ配列ピッチが異なるので、伝送路のクロストークが低減すると同時に、複数の光コネクタを簡単に接続可能な光電変換素子パッケージを提供することができる。
【０２８５】
請求項１６記載の発明の光電変換素子パッケージの作製方法によれば、光電変換素子を透明材料により封止してパッケージＡを作製し、その一部が外部に露出する状態で、当該パッケージＡ中の光電変換素子と電気的に接続された電子回路素子とともに封止してパッケージＢを作製するようにしたので、通常のマルチチップモジュールにおける電気実装精度と同様なアライメントトレランスの大きい部品実装が可能な光電子変換素子パッケージの製造方法を提供することができる。
【０２８６】
請求項１７記載の発明によれば、請求項１６記載の光電変換素子パッケージの作製方法において、光電変換素子を透明材料により封止してパッケージＡを作製する工程の後に、パッケージＢから露出するパッケージＡの露出面を被覆物で被覆する工程を有するので、パッケージＡの露出面が作製工程において汚染されたり傷つくことを被覆物で保護することができ、光損失の増大を減少させ、通常の電気実装の場合と同様の封止、半田実装等を行うことができる。
【０２８７】
請求項１８記載の発明によれば、請求項１６記載の光電変換素子パッケージの作製方法において、光電変換素子パッケージとは別の光学素子と光電変換素子パッケージ内の光電変換素子とを光結合させる光結合素子＝光学素子の作製工程が簡略化された作製方法を提供することができる。
【０２８８】
請求項１９記載の発明によれば、請求項１６記載の光電変換素子パッケージの作製方法において、光電変換素子パッケージとは別の光学素子と光電変換素子パッケージ内の光電変換素子とを光結合させる光結合素子＝光学素子の作製時のアライメント工程が簡単化された作製方法を提供することができる。
【０２８９】
請求項２０記載の発明によれば、請求項１６記載の光電変換素子パッケージの作製方法において、光電変換素子パッケージとは別の光学素子と光電変換素子パッケージ内の光電変換素子とを光結合させる光結合素子＝光学素子の作製時のアライメント工程が簡単化された作製方法を提供することができる。特に、最終工程で高精度なアライメントを行っているので、光電変換素子パッケージにおけるモールド形成の際に位置ずれを生ずることがなく、より高精度な実装を実現でき、光結合の結合効率に対する信頼性を向上させることができる。
【０２９０】
請求項２１記載の発明の光コネクタによれば、光電変換素子パッケージと他方のコネクタ部品との間の機械的位置決めを高精度に行うことができ、光結合による損失が低減する光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタを提供することができる。
【０２９１】
請求項２２記載の発明の光コネクタによれば、光電変換素子パッケージと他方のコネクタ部品との間の機械的位置決めを高精度に行うことができ、光結合による損失が低減する光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタを提供することができる。
【０２９２】
請求項２３記載の発明によれば、請求項２１又は２２記載の光コネクタにおいて、光電変換素子パッケージ側の機械的位置決め機構を穴構造とすることにより、請求項２１又は２２記載の発明を容易に実現することができる。
【０２９３】
請求項２４記載の発明によれば、請求項２３記載の光コネクタにおいて、パッケージＡとパッケージＢとの共通な位置に形成された穴構造とすることにより、請求項２３記載の発明を実現する上で、位置決め精度をより向上させることができるとともに、光コネクタとしての機械的信頼性を向上させることができる。
【０２９４】
請求項２５記載の発明によれば、請求項２４記載の光コネクタにおいて、貫通させた穴構造であるので、請求項２４記載の発明を実現する上で、位置決め精度の向上及び強度的な信頼性を確保することができる。
【０２９５】
請求項２６記載の発明によれば、請求項２５記載の光コネクタにおいて、パッケージＢを穴構造を有する基板上に実装することにより、請求項２５記載の発明を実現する上で、十分な機械的強度を確保することができる。
【０２９６】
請求項２７記載の発明の光コネクタによれば、コネクタ部品の端面反射や端面損失が低減する光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタを提供することができる。
【０２９７】
請求項２８記載の発明の光コネクタによれば、コネクタ部品の端面反射や端面損失が低減する光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタを提供することができる。
【０２９８】
請求項２９記載の発明の光コネクタによれば、コネクタ部品の端面反射や端面損失が低減する光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタを提供することができる。
【０２９９】
請求項３０記載の発明の光コネクタによれば、コネクタ部品の端面反射や端面損失が低減する光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタを提供することができる。
【０３００】
請求項３１記載の発明の光コネクタによれば、コネクタ部品の端面反射や端面損失が低減する光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタを提供することができる。
【０３０１】
請求項３２記載の発明によれば、請求項２７ないし３１の何れか一記載の光コネクタにおいて、光コネクタ接続時の気泡による端面損失が低減すると同時に、より小さな脱着力でも反射損失も低減できる光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタを提供することができる。
【０３０２】
請求項３３記載の発明によれば、請求項２１ないし３１の何れか一記載の光コネクタにおいて、簡単に脱着できる光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタを提供することができる。
【０３０３】
請求項３４記載の発明によれば、請求項３３記載の光コネクタにおいて、簡単に脱着できると同時に、低コストでコネクタ部品での端面反射や端面損失が低減した光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタを提供することができる。
【０３０４】
請求項３５記載の発明によれば、請求項２１ないし３１の何れか一記載の光コネクタにおいて、簡単に脱着できる光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタを提供することができる。
【０３０５】
請求項３６記載の発明によれば、請求項２１ないし３１の何れか一記載の光コネクタにおいて、光コネクタの脱着強度に伴う機械的強度を増加させて信頼性が向上した光電変換素子パッケージ一体型の光コネクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態の光電変換素子パッケージの構成例を原理的に示す概略断面図である。
【図２】光電変換素子パッケージの変形例を原理的に示す概略断面図である。
【図３】本発明の第二の実施の形態の光電変換素子パッケージの構成例を原理的に示す概略断面図である。
【図４】本発明の第三の実施の形態の光電変換素子パッケージの構成例を原理的に示す概略断面図である。
【図５】本発明の第四の実施の形態の光電変換素子パッケージの構成例を原理的に示す概略断面図である。
【図６】光電変換素子パッケージの変形例を原理的に示す概略断面図である。
【図７】本発明の第五の実施の形態の光電変換素子パッケージの構成例を原理的に示す概略断面図である。
【図８】本発明の第六の実施の形態の光電変換素子パッケージの構成例を原理的に示す概略断面図である。
【図９】本発明の第七の実施の形態の光電変換素子パッケージの構成例を原理的に示す概略断面図である。
【図１０】本発明の第八の実施の形態の光電変換素子パッケージの構成例を原理的に示す概略断面図である。
【図１１】本発明の第九の実施の形態の光電変換素子パッケージの構成例を原理的に示す概略断面図である。
【図１２】本発明の第十の実施の形態の光電変換素子パッケージの構成例を原理的に示す概略断面図である。
【図１３】光学素子の各種構成例を例示する断面図である。
【図１４】本発明の第十一の実施の形態の光電変換素子パッケージの構成例を示す概略断面図及び概略平面図である。
【図１５】本発明の第十二の実施の形態の光電変換素子パッケージの構成例を示し、（ａ）は概略縦断断面図、（ｂ）は概略縦断正面図である。
【図１６】本発明の第十三の実施の形態の光電変換素子パッケージの構成例を示す概略断面図及び概略平面図である。
【図１７】本発明の第十四の実施の形態の光電変換素子パッケージの作製方法を示す概略断面図である。
【図１８】本発明の第十五の実施の形態の光電変換素子パッケージの作製方法を示す概略断面図である。
【図１９】本発明の第十六の実施の形態の光電変換素子パッケージの作製方法を示す概略断面図である。
【図２０】本発明の第十七の実施の形態の光電変換素子パッケージの作製方法を示す概略断面図である。
【図２１】本発明の第十八の実施の形態の光電変換素子パッケージの作製方法を示す概略断面図である。
【図２２】その変形例の光電変換素子パッケージの作製方法を示す概略断面図である。
【図２３】本発明の第十九の実施の形態の光コネクタを示す概略断面図である。
【図２４】本発明の第二十の実施の形態の光コネクタを示す概略断面図である。
【図２５】本発明の第二十一の実施の形態の光コネクタを示し、（ａ）は縦断正面図、（ｂ）は縦断側面図である。
【図２６】本発明の第二十二の実施の形態の光コネクタ中の光電変換素子パッケージの構成例を示す概略斜視図である。
【図２７】その光コネクタを示す概略側面図である。
【図２８】変形例を示す概略側面図である。
【図２９】変形例を示す概略側面図である。
【図３０】本発明の第二十三の実施の形態の光コネクタの構成例を示す概略断面図である。
【図３１】本発明の第二十四の実施の形態の光コネクタの構成例を示す概略断面図である。
【図３２】本発明の第二十五の実施の形態の光コネクタの構成例を示す概略断面図である。
【図３３】本発明の第二十六の実施の形態の光コネクタの構成例を示す概略断面図である。
【図３４】本発明の第二十七の実施の形態の光コネクタの構成例を示す概略断面図である。
【図３５】本発明の第二十八の実施の形態の光コネクタの構成例を示す概略断面図である。
【図３６】本発明の第二十九の実施の形態の光コネクタの構成例を示す概略断面図である。
【図３７】本発明の第三十の実施の形態の光コネクタの構成例を示す概略断面図である。
【図３８】本発明の第三十一の実施の形態の光コネクタの構成例を示す概略断面図である。
【図３９】その概略平面図である。
【図４０】導波路アレイの作製方法として適用可能なエンボス転写方法を説明するための概略斜視図である。
【図４１】導波路アレイを示す概略構成図である。
【図４２】導波路アレイテープの構成例を示す概略斜視図である。
【図４３】その切断面を拡大して示す概略斜視図である。
【図４４】その切断面の別の構成例を示す概略斜視図である。
【図４５】導波路アレイテープの構成例を示す概略断面図である。
【図４６】従来例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ 光電変換素子パッケージ
２ 光電変換素子
３ パッケージＡ
３ａ 露出面
４ 透明材料
５ 電気回路素子
７ 基板
８ パッケージＢ
２１ 光電変換素子パッケージ
２２ パッケージＡ
２２ａ 露出面
２３ パッケージＢ
２４ 光電変換素子パッケージ
２５ 基板Ｃ
２７ 光電変換素子パッケージ
２８，３０ 電気回路素子
３２ 光電変換素子パッケージ
３３ 基板Ｅ
３９ 光電変換素子パッケージ
４０ ヒートシンク
４３，４４ 光電変換素子パッケージ
４５ ヒートシンク
５１ 光電変換素子パッケージ、一方のコネクタ部品
５２ 光学素子
５６，５７，５８，５９，６０，６１，６２，６７ 光学素子
７１ 光電変換素子パッケージ
８１，８６ 光電変換素子パッケージ
９１ 被覆物
１０３ 他方のコネクタ部品
１０７ 機械的位置決め機構
１１０ 凹凸構造
１１３ 穴構造
１１４ 機械的位置決め機構
１１７ 穴構造
１１８ 機械的位置決め機構
１２２，１２４，１２６ 光学素子
１２９，１３３ 脱着手段
１３６，１３７ 微小凹凸構造
１３９ ガイド部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a photoelectric conversion element package that can be applied to various fields such as optical transmission, optical measurement, optical memory, and the like, and that inputs and outputs light, a manufacturing method thereof, and an optical connector.
[0002]
[Prior art]
A photoelectric conversion element package (also referred to as “OE-MCM”) that becomes a multichip module by packaging a photoelectric conversion element and an electronic circuit element includes a photoelectric conversion element, an optical coupling element, an optical mounting substrate, and a light emitting photoelectric conversion element. Driver electronic circuit elements, amplifying electronic circuit elements for light receiving photoelectric conversion elements, logic electronic circuit elements, and a package, terminals, MCM substrate, and the like for sealing them all.
[0003]
Patent Documents 1, 2 and the like describe a configuration example of a conventional photoelectric conversion element package, in which a photoelectric conversion element, an electric circuit element, and peripheral components are mounted on the same component.
[0004]
FIG. 46 shows a configuration example of a conventional photoelectric conversion element package described in Patent Document 2. A component having a connector configuration (such as an optical fiber 200), a photoelectric conversion element (such as an LD chip 201) whose position is adjusted with respect to the component, an electric circuit element (such as a receiving PD 202), and peripheral components (a monitoring PD chip 203) And the WDM filter 205 in the optical waveguide 204) are molded by a mold member 206 such as an epoxy resin which is opaque and has excellent curability. The periphery of the LD chip 201 and the monitor PD chip 203 is covered with a transparent resin 207 such as a silicone resin in order to guide the light from the LD chip 201 to the monitor PD chip 203.
[0005]
As a result, it is possible to realize a smaller size and lower price than a photoelectric conversion element package using a conventional hermetic sealing of metal.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2002-202438 A
[Patent Document 2]
JP 2000-228555 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in Patent Document 2, in order to optically couple the external optical fiber 200 and the photoelectric conversion element (LD chip 201) with high efficiency, high-precision optical mounting is required. Are directly inserted into the mold member 206 and integrated, and the external optical fiber 200 cannot be detached. For this reason, it is difficult to use a reflow furnace in mass production for mounting such a photoelectric conversion element package on a printed circuit board, and only small-scale production by robot soldering or manual soldering is possible. Furthermore, it cannot be used for an apparatus in which a connector is indispensable as an apparatus assembling work like inter-board optical transmission in intra-apparatus optical transmission.
[0008]
If the optical connector is directly inserted into the mold member and integrated instead of the insertion of the optical fiber, the photoelectric conversion element package and the external optical fiber can be attached and detached. In addition to being expensive as a component cost itself, it is not possible to reduce the cost, and high-precision optical mounting on a large member called an optical connector is required, which increases the assembly cost.
[0009]
An object of the present invention is to provide electrical mounting accuracy in a normal multichip module when packaging photoelectric conversion elements (elements that perform signal conversion between light and electricity = light emitting elements, light receiving elements, etc.) and electronic circuit elements. It is an object of the present invention to provide a photoelectric conversion element package that can be mounted with a large alignment tolerance and a manufacturing method thereof.
[0010]
Moreover, the objective of this invention is providing the optical connector which enables attachment / detachment with a large alignment tolerance similar to an electrical connector using such a photoelectric conversion element package.
[0011]
More specifically, one of the objects of the present invention is that when a photoelectric conversion element package is manufactured by packaging a photoelectric conversion element and an electronic circuit element, the optical sealing is performed in the same manner as a normal electrical mounting package. An element alignment is not required, and it can be easily and inexpensively manufactured.
[0012]
One of the objects of the present invention is to provide a photoelectric conversion element package with improved mechanical accuracy and superior mechanical reliability.
[0013]
One of the objects of the present invention is to provide a photoelectric conversion element package excellent in reliability against high heat.
[0014]
One of the objects of the present invention is to provide a photoelectric conversion element package having excellent moisture permeability at the interface between packages and reliability against thermal cycle by making the photoelectric conversion element package the same as the sealing material of the multichip module. It is to be.
[0015]
One of the objects of the present invention is to provide a photoelectric conversion element package capable of mounting a component having a large alignment tolerance similar to the electrical mounting accuracy in a normal multichip module.
[0016]
One of the objects of the present invention is to provide an electronic conversion element or an element in which the electronic conversion element is packaged, and an electronic circuit element on a common substrate, so that the photoelectric conversion element is excellent in optical high frequency and at the same time easily realizing multifunctionality. Is to provide a package.
[0017]
One of the objects of the present invention is to provide a smaller and higher density photoelectric conversion element package.
[0018]
One of the objects of the present invention is to provide a photoelectric conversion element package in which optical coupling alignment to a substrate waveguide wiring is simple.
[0019]
One of the objects of the present invention is to provide a photoelectric conversion element package in which the heat dissipation characteristics of the photoelectric conversion element are improved and the long-term reliability of the photoelectric conversion element is improved.
[0020]
One of the objects of the present invention is to provide a photoelectric conversion element package in which the heat dissipation characteristics of the photoelectric conversion element are further improved and the long-term reliability of the photoelectric conversion element is further improved.
[0021]
One of the objects of the present invention is to provide a photoelectric conversion element package in which the optical coupling efficiency between an optical element different from the photoelectric conversion element package and the photoelectric conversion element in the photoelectric conversion element package is improved.
[0022]
One of the objects of the present invention is to provide a photoelectric conversion element package in which an optical element different from the photoelectric conversion element package and a photoelectric conversion element in the photoelectric conversion element package can be optically coupled more easily. It is.
[0023]
One of the objects of the present invention is to provide a photoelectric conversion element package capable of transmitting and receiving a larger amount of data.
[0024]
One of the objects of the present invention is to provide a photoelectric conversion element package in which a plurality of optical connectors can be easily connected while reducing crosstalk of a transmission line.
[0025]
One of the objects of the present invention is to provide a method of manufacturing a photoelectric conversion element package capable of mounting a component having a large alignment tolerance similar to the electrical mounting accuracy in a normal multichip module.
[0026]
One of the objects of the present invention is a photoelectric conversion element package in which a manufacturing process of an optical coupling element that optically couples an optical element different from the photoelectric conversion element package and the photoelectric conversion element in the photoelectric conversion element package is simplified. It is to provide a manufacturing method.
[0027]
One of the objects of the present invention is to provide a photoelectric device capable of simplifying the alignment process at the time of manufacturing an optical coupling element that optically couples an optical element different from the photoelectric conversion element package and the photoelectric conversion element in the photoelectric conversion element package. It is to provide a method for manufacturing a conversion element package.
[0028]
One of the objects of the present invention is to provide an optical connector integrated with a photoelectric conversion element package in which loss due to optical coupling between the optical connector part and the photoelectric conversion element package is reduced.
[0029]
One of the objects of the present invention is to provide an optical connector that improves the positioning accuracy of a mechanical positioning mechanism for connector parts and at the same time improves the mechanical strength and improves the mechanical reliability.
[0030]
One of the objects of the present invention is to provide an optical connector integrated with a photoelectric conversion element package in which end face reflection and end face loss in a connector component are reduced.
[0031]
One of the objects of the present invention is to provide an optical connector integrated with a photoelectric conversion element package that can reduce end face loss due to air bubbles when connecting connector parts, and at the same time reduce reflection loss even with a smaller detachment force. That is.
[0032]
One of the objects of the present invention is to provide an optical connector integrated with a photoelectric conversion element package that can be easily attached and detached.
[0033]
One of the objects of the present invention is to provide an optical connector integrated with a photoelectric conversion element package that can be easily attached and detached, and at the same time, reduced in end face reflection and end face loss at connector parts.
[0034]
[Means for Solving the Problems]
  A photoelectric conversion element package according to claim 1 is a package A comprising a photoelectric conversion element and a transparent material for sealing the photoelectric conversion element, an electronic circuit element electrically connected to the photoelectric conversion element, and the A package B for sealing the package A;Transparent resinIs exposed to the outside from a part of the package BThe package A has a heat sink, and a part of the heat sink is exposed to the outside through an opening formed in a direction opposite to the exposed surface direction of the transparent resin.
[0035]
  Therefore, when a photoelectric conversion element package is manufactured by packaging a photoelectric conversion element and an electronic circuit element, the photoelectric conversion element is optically mounted in advance with an optical component, so that a normal chip can be sealed. Sealing similar to that of the electrical mounting package eliminates the need for optical mounting when manufacturing the photoelectric conversion element package, and can provide a photoelectric conversion element package that can be manufactured easily and at low cost.
  In addition, since the package A in which the photoelectric conversion element is packaged has a heat sink, the heat dissipation characteristics of the photoelectric conversion element are improved, and the photoelectric conversion element package is improved in the long-term reliability of the photoelectric conversion element.
  In addition, since the heat sink is exposed from a part of the package B and the direction of the exposed surface is opposite to the direction of the exposed surface of the package A on the photoelectric conversion element side, the heat dissipation characteristics of the photoelectric conversion element are further improved. Thus, a photoelectric conversion element package with improved long-term reliability of the photoelectric conversion element is obtained.
[0036]
According to a second aspect of the present invention, in the photoelectric conversion element package according to the first aspect, the package B is a mold package.
[0037]
Therefore, since the photoelectric conversion element package is a molded package, the mechanical accuracy is improved to a level that can be sufficiently used as a part of the components of the optical connector, and the photoelectric conversion element package having higher mechanical reliability and Become.
[0038]
According to a third aspect of the present invention, in the photoelectric conversion element package according to the second aspect, the package B is made of an opaque material.
[0039]
Therefore, the package B in the photoelectric conversion element package is made of an opaque material, so that crosstalk due to the entrance of light can be reduced, and at the same time, it is used in a normal semiconductor package despite the light entering and exiting. By using a filler-dispersed and aromatic material, a photoelectric conversion element package excellent in reliability against high heat is obtained.
[0040]
According to a fourth aspect of the present invention, in the photoelectric conversion element package according to any one of the first to third aspects, the package A is a mold package.
[0041]
Therefore, since the package A in the photoelectric conversion element package is a mold package, the photoelectric conversion element package is excellent in moisture permeability at the interface between the packages and reliability with respect to the thermal cycle.
[0042]
According to a fifth aspect of the present invention, in the photoelectric conversion element package according to any one of the first to fourth aspects, the package A includes the photoelectric conversion element provided on a substrate C having electrical wiring, and the substrate C. A package made of the transparent material provided on the substrate.
[0043]
Accordingly, since the photoelectric conversion element package is a package made of a transparent material provided on a substrate different from the substrate having the electric wiring serving as the photoelectric conversion element package substrate, it is the same as the electric mounting accuracy in a normal multichip module. It becomes a photoelectric conversion element package capable of mounting components with a large alignment tolerance.
[0044]
The invention according to claim 6 is the photoelectric conversion element package according to any one of claims 1 to 5, wherein the package A and the electronic circuit element are provided on a substrate D having a common electrical wiring, and The substrate D is integral with the package B.
[0045]
Accordingly, since the package A in which the photoelectric conversion element is packaged and the electronic circuit element are provided on a common substrate, the photoelectric conversion element package is excellent in optical high frequency and at the same time easily realizing multi-functionality.
[0046]
The invention according to claim 7 is the photoelectric conversion element package according to any one of claims 1 to 4, wherein the package A is provided on the electronic circuit element.
[0047]
Therefore, since the package A in which the photoelectric conversion element is packaged is provided on the electronic circuit element, the photoelectric conversion element package is smaller and has a higher density.
[0048]
The invention according to claim 8 is the photoelectric conversion element package according to any one of claims 1 to 6, wherein the package A is mounted on a substrate E having electric wiring, and the exposed surface of the package A It is set on the substrate E side.
[0049]
Therefore, a substrate having an electrical wiring on which the package A in which the photoelectric conversion element is packaged is mounted is provided, and the exposed surface of the package A is in the direction of the substrate, so that optical coupling to the substrate waveguide wiring is possible. The photoelectric conversion element package can reduce the alignment tolerance.
[0054]
  Claim9The invention described in claim 1 to claim 18In the photoelectric conversion element package according to any one of the above, the package A includes an optical element.
[0055]
Therefore, since the photoelectric conversion element side package A has an optical element, a photoelectric conversion element package with improved optical coupling efficiency between an optical element different from the photoelectric conversion element package and the photoelectric conversion element in the photoelectric conversion element package is obtained. .
[0056]
  Claim10The described invention is claimed.9In the described photoelectric conversion element package, the optical element is an element having a positive optical power.
[0057]
Therefore, since the optical element has a positive optical power, the photoelectric conversion element package has an improved optical coupling efficiency between an optical element different from the photoelectric conversion element package and the photoelectric conversion element in the photoelectric conversion element package.
[0058]
  Claim11The described invention is claimed.9In the described photoelectric conversion element package, the optical element has a waveguide structure.
[0059]
Accordingly, since the optical element has a waveguide structure, the photoelectric conversion element package has an improved optical coupling efficiency between an optical element different from the photoelectric conversion element package and the photoelectric conversion element in the photoelectric conversion element package.
[0060]
  Claim12The described invention is claimed.9In the described photoelectric conversion element package, the optical element has a tapered structure.
[0061]
Therefore, since the optical element has a taper structure, the photoelectric conversion element package has improved optical coupling efficiency between an optical element different from the photoelectric conversion element package and the photoelectric conversion element in the photoelectric conversion element package.
[0062]
  Claim13The described invention is claimed.9Or12In the photoelectric conversion element package according to any one of the above, an exposed surface from which the package A having the optical element is exposed from the package B is a substantially flat surface.
[0063]
Accordingly, since the exposed surface of the photoelectric conversion element package A having the optical element with respect to the package B is substantially flat, an optical element different from the photoelectric conversion element package and the photoelectric conversion elements in the photoelectric conversion element package can be more easily obtained. It becomes an optoelectronic conversion element package that can be optically coupled.
[0064]
  Claim14The described invention is claimed.9Or13In the photoelectric conversion element package according to any one of the above, the photoelectric conversion element and the optical element have an array arrangement.
[0065]
Therefore, since the photoelectric conversion element and the optical element have an array arrangement, the photoelectric conversion element package capable of transmitting and receiving a larger amount of data is obtained.
[0066]
  Claim15The described invention is claimed.14In the described photoelectric conversion element package, the array arrangement pitch of the photoelectric conversion element and the optical element is different.
[0067]
Therefore, since the array arrangement pitch between the photoelectric conversion element and the optical element is different, the crosstalk of the transmission path is reduced, and at the same time, a photoelectric conversion element package in which a plurality of optical connectors can be easily connected is obtained.
[0068]
  Claim16The manufacturing method of the photoelectric conversion element package of the described invention is:A method for producing a photoelectric conversion element package according to any one of claims 1 to 15,The step of producing the package A by sealing the photoelectric conversion element with a transparent material, and the produced package A,Of the transparent resinA step of producing a package B by sealing together with an electronic circuit element electrically connected to the photoelectric conversion element in the package A, with a part thereof exposed to the outside;Providing the package A with a heat sink;
An opening is formed in a direction opposite to the exposed surface direction of the transparent resin, and a part of the heat sink is provided to be exposed to the outside from the opening..
[0069]
Accordingly, the photoelectric conversion element is sealed with a transparent material to produce a package A, and a part of the package A is exposed to the outside, and sealed together with the electronic circuit element electrically connected to the photoelectric conversion element in the package A. Since the package B is produced by stopping, it is a method of manufacturing an optoelectronic conversion element package capable of mounting a component having a large alignment tolerance similar to the electrical mounting accuracy in a normal multichip module.
[0070]
  Claim17The described invention is claimed.16In the manufacturing method of the photoelectric conversion element package described above, a process of covering the exposed surface of the package A exposed from the package B with a covering after the process of manufacturing the package A by sealing the photoelectric conversion element with a transparent material. Have.
[0071]
Therefore, since the photoelectric conversion element is sealed with a transparent material and the package A is manufactured, the exposed surface of the package A exposed from the package B is covered with a covering, so that the exposed surface of the package A is manufactured. Contamination or damage in the process can be protected with a coating, increase in light loss can be reduced, and sealing, solder mounting, and the like can be performed in the same manner as in normal electrical mounting.
[0072]
  Claim18The described invention is claimed.16In the manufacturing method of the described photoelectric conversion element package, the step of manufacturing the package A by sealing the photoelectric conversion element with a transparent material includes the step of simultaneously manufacturing a part or all of the optical elements included in the package A. Including.
[0073]
Therefore, the optical coupling element for optically coupling an optical element different from the photoelectric conversion element package and the photoelectric conversion element in the photoelectric conversion element package is a manufacturing method in which a manufacturing process of the optical element is simplified.
[0074]
  Claim19The described invention is claimed.16The manufacturing method of the photoelectric conversion element package described above includes a step of manufacturing an optical element included in the package A after the step of manufacturing the package A by sealing the photoelectric conversion element with a transparent material.
[0075]
Therefore, an optical coupling element that optically couples an optical element different from the photoelectric conversion element package and the photoelectric conversion element in the photoelectric conversion element package = a manufacturing method in which an alignment process at the time of manufacturing the optical element is simplified.
[0076]
  Claim20The described invention is claimed.16In the method for manufacturing a photoelectric conversion element package described above, the manufactured package A is sealed together with an electronic circuit element electrically connected to the photoelectric conversion element in the package A in a state where a part of the package A is exposed to the outside. After the step of stopping and manufacturing the package B, there is a step of manufacturing the optical element included in the package A.
[0077]
Therefore, an optical coupling element that optically couples an optical element different from the photoelectric conversion element package and the photoelectric conversion element in the photoelectric conversion element package = a manufacturing method in which an alignment process at the time of manufacturing the optical element is simplified. In particular, since high-precision alignment is performed in the final process, there is no positional displacement during mold formation in the photoelectric conversion element package, so that higher-precision mounting can be realized, and reliability with respect to coupling efficiency of optical coupling is achieved. Will improve.
[0078]
  Claim21The optical connector according to the present invention is one connector part.15The photoelectric conversion element package according to claim 1 and the other connector part optically coupled to the photoelectric conversion element package, and the engagement between the other connector part and the package A in the photoelectric conversion element package. It has a free mechanical positioning mechanism.
[0079]
Therefore, mechanical positioning between the photoelectric conversion element package and the other connector part can be performed with high accuracy, and a photoelectric conversion element package-integrated optical connector that can reduce loss due to optical coupling is obtained.
[0080]
  Claim22The optical connector according to the present invention is one connector part.15The photoelectric conversion element package according to claim 1 and the other connector part optically coupled to the photoelectric conversion element package, and the engagement is disengaged between the other connector part and the package B in the photoelectric conversion element package. It has a free mechanical positioning mechanism.
[0081]
Therefore, mechanical positioning between the photoelectric conversion element package and the other connector part can be performed with high accuracy, and a photoelectric conversion element package-integrated optical connector that can reduce loss due to optical coupling is obtained.
[0082]
  Claim23The described invention is claimed.21Or22In the described optical connector, the mechanical positioning mechanism on the photoelectric conversion element package side has a hole structure.
[0083]
  Accordingly, the mechanical positioning mechanism on the photoelectric conversion element package side has a hole structure.21Or22The described invention can be easily realized.
[0084]
  Claim24The described invention is claimed.23In the described optical connector, the hole structure is formed at a common position between the package A and the package B.
[0085]
  Therefore, by using a hole structure formed at a common position between the package A and the package B, the claims23In realizing the described invention, positioning accuracy can be further improved, and mechanical reliability as an optical connector can be improved.
[0086]
  Claim25The described invention is claimed.24In the described optical connector, the hole structure is formed so as to penetrate a common position of the package A and the package B.
[0087]
  Therefore, since it is a through-hole structure, the claim24In realizing the described invention, it is possible to improve positioning accuracy and to ensure strength reliability.
[0088]
  Claim26The described invention is claimed.25In the described optical connector, the package B is electrically mounted on a substrate having an electric circuit while a hole is formed at a hole position of the hole structure.
[0089]
  Therefore, by mounting the package B on a substrate having a hole structure, the claim25In realizing the described invention, sufficient mechanical strength can be ensured.
[0090]
  Claim27The optical connector according to the present invention is one connector part.15A transparent material in the package A on the exposed surface of the package A in the photoelectric conversion element package. And an optical element made of a material having a smaller elastic constant.
[0091]
Accordingly, an optical connector integrated with a photoelectric conversion element package in which the reflection at the end face and the end face loss of the connector part are reduced is obtained.
[0092]
  Claim28The optical connector according to the present invention is one connector part.15A transparent material in the package A on the exposed surface of the package A in the photoelectric conversion element package. And an optical element made of a material having a smaller viscosity.
[0093]
Accordingly, an optical connector integrated with a photoelectric conversion element package in which the reflection at the end face and the end face loss of the connector part are reduced is obtained.
[0094]
  Claim29The optical connector according to the present invention is one connector part.15A transparent material in the package A on the exposed surface of the package A in the photoelectric conversion element package. And an optical element made of a material having a larger deformation amount due to pressurization.
[0095]
Accordingly, an optical connector integrated with a photoelectric conversion element package in which the reflection at the end face and the end face loss of the connector part are reduced is obtained.
[0096]
  Claim30The optical connector according to the present invention is one connector part.15The photoelectric conversion element package according to any one of the above and the other connector part optically coupled to the photoelectric conversion element package, and an optical made of a rubber elastic material on the exposed surface of the package A in the photoelectric conversion element package It has an element.
[0097]
Accordingly, an optical connector integrated with a photoelectric conversion element package in which the reflection at the end face and the end face loss of the connector part are reduced is obtained.
[0098]
  Claim31The optical connector according to the present invention is one connector part.15An optical element made of a siloxane material on the exposed surface of the package A in the photoelectric conversion element package, comprising the photoelectric conversion element package according to claim 1 and the other connector part optically coupled to the photoelectric conversion element package. Have.
[0099]
Accordingly, an optical connector integrated with a photoelectric conversion element package in which the reflection at the end face and the end face loss of the connector part are reduced is obtained.
[0100]
  Claim32The described invention is claimed.27Or31In the optical connector according to any one of the above, the optical element is a substantially flat element having an uneven structure.
[0101]
Therefore, an end face loss due to bubbles when the optical connector is connected is reduced, and at the same time, an optical connector integrated with a photoelectric conversion element package that can reduce reflection loss even with a smaller detachment force.
[0102]
  Claim33The described invention is claimed.21Or31In the optical connector according to any one of the above, the surface of the package B where the exposed surface of the package A in the photoelectric conversion element package is present has a desorption means using an adhesive material.
[0103]
Therefore, an optical connector integrated with a photoelectric conversion element package that can be easily detached.
[0104]
  Claim34The described invention is claimed.33In the described optical connector, a part or all of the adhesive material of the attaching / detaching means constitutes an optical element included in the package A.
[0105]
Therefore, an optical connector integrated with a photoelectric conversion element package can be easily attached and detached, and at the same time, reduced in the end face reflection and end face loss at the connector parts.
[0106]
  Claim35The described invention is claimed.21Or31In the optical connector according to any one of the above, the surface of the package B where the exposed surface of the package A in the photoelectric conversion element package is present has attachment / detachment means using a micro uneven member.
[0107]
Therefore, an optical connector integrated with a photoelectric conversion element package that can be easily detached.
[0108]
  Claim36The described invention is claimed.21Or31The guide for removing the other connector from the said photoelectric conversion element package which consists of components different from the said package B on the board | substrate with which the package B in the said photoelectric conversion element package is mounted in the optical connector as described in any one of these A member is provided.
[0109]
Accordingly, an optical connector integrated with a photoelectric conversion element package having improved reliability by increasing the mechanical strength accompanying the attachment / detachment strength of the optical connector is obtained.
[0110]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described in order.
[0111]
[First embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic sectional view showing in principle a configuration example of the photoelectric conversion element package 1 of the present embodiment. In FIG. 1, 2 is a surface emitting laser (Vertical Cavity Surface-Emitting Laser = VCSEL = LD) as a photoelectric conversion element, 3 is an LD package (package A) in which this LD2 is sealed with a transparent material 4, and 5 is for LD2. LSI as an electronic circuit element provided with a VCSEL driver, a signal processing circuit, etc., 6 is a wire for electrical coupling, 7 is an MCM (Multi Chip Module) substrate, 8 is a sealing material for the LD package 3 and LSI 5 The MCM package sealed in 9 (package B) and 10 are bumps. In the MCM package 8, a part of the LD package 3 is packaged so that the exposed surface 3a (the emitting surface facing the LD 2) is directly exposed to the outside.
[0112]
Here, an information signal and a power source are transmitted from a printed circuit board (not shown) located under the MCM package 8 electrically mounted through the bumps 10. This information signal is transmitted to the LSI 5 through the MCM substrate 7 and the wire 6 that are three-dimensionally multilayered. The LSI 5 performs signal processing such as parallel-serial conversion and protocol conversion on the information signal, and then generates a VCSEL driving voltage for transmitting an optical signal. The VCSEL driving voltage is transmitted to the LD 2 via the MCM substrate 7 and the wire 6, and the LD 2 modulates and emits laser light based on the driving voltage. The modulated laser beam can be transmitted through the LD package 3 made of a transparent resin and emitted to the outside of the MCM package 8 that seals the LD package 3 and the LSI 5.
[0113]
In FIG. 1, the MCM package 8 that seals the LSI 5 and the LD package 3 has improved gas barrier characteristics, moisture permeability characteristics, high heat resistance, heat cycle characteristics, mechanical contact characteristics, α-ray characteristics, and the like. In addition to the usual electronic circuit elements such as gas barrier characteristics, moisture permeation characteristics, high heat resistance, heat cycle characteristics, and mechanical contact characteristics, the LD package 3 that seals the LD 2 is necessary. Therefore, it is necessary to have characteristics as an optical element that is transparent and does not disturb the wavefront of the laser beam.
[0114]
For this reason, simultaneously sealing the LSI 5 and the LD 2 using the sealing material 9 of the MCM package 8 such as a normal opaque epoxy-based sealing material or a sealing material in which filler is dispersed is emitted from the LD 2. The laser beam cannot be used because it increases the absorption loss of the laser beam and the wavefront aberration becomes very large. Further, since the sealing material 4 that can be used for the LD package 3 is transparent and does not disturb the wavefront of the laser beam, the material structure is greatly limited. Is insufficient. This is a problem particularly when transmitting high-frequency signals of sub-μm or less and 1 GHz or more.
[0115]
However, in FIG. 1, since the configuration of the MCM package 8 of the LD package 3 and the LSI 5 with respect to the LD 2 is different and a part of the LD package 3 is exposed from the MCM package 8 as the exposed surface 3a, Since the sealing material 4 of the LD package 3 and the sealing material 9 of the MCM package 8 can be made different from each other, the sealing material 4 of the LD package 3 is an optimum material for sealing the LD 2 and the sealing of the MCM package 8. As the stopper 9, an optimal sealing material for sealing the LSI 5 and the LD package 3 can be used. For this reason, the reliability after the formation of the respective packages 3 and 8 can be ensured, and at the same time, the viscosity, heat resistance characteristics, and the like in the sealing process can be optimized. Further, since the LD package 3 that is sealed in advance with respect to the LD 2 is provided, only the exposed surface 3a of the LD package 3 needs to be required as an optical surface, so the MCM package 8 is sealed. Not only the sealing material but also the sealing process becomes easy. In FIG. 1, the sealing material 9 of the MCM package 8 is formed by potting an epoxy filler dispersion material on the MCM substrate 7, and the MCM package 8 can be manufactured at low cost even in a small production. .
[0116]
On the other hand, the LD package 3 is not a whole of the MCM package 8 but a very small part, so even when the thermal expansion coefficient is other than the general 15-20 ppm / ° C. As a result, the absolute expansion distance due to the expansion becomes small, and sufficient thermal reliability can be secured. For this reason, it becomes easier to ensure transparency and wavefront aberration while ensuring thermal reliability. The LD package 3 and the MCM substrate 7 may be mounted by sealing the LD 2 and manufacturing the LD package 3, and then mounting the LD package 3 on the MCM substrate 7. Alternatively, the LD 2 is mounted on the MCM substrate 7. After mounting, a part of the MCM substrate 7 may be sealed to produce the LD package 3.
[0117]
In any case, as described above, when the MCM package 8 is configured by packaging the LD 2 and the LSI 5, the MCM package 8 can be manufactured easily and at low cost. Furthermore, the MCM package 8 can also be used as a part of an optical connector that can be attached and detached using the exposed surface 3 a of the LD package 3.
[0118]
In FIG. 1, instead of the LD package 3 using the LD 2, a PD package using a PD (Photo Detector) as a photoelectric conversion element is manufactured, and the PD package, the amplification electronic circuit, the current-voltage conversion circuit, and the information processing The same effect can be obtained even if an MCM package on which an electronic circuit element having a circuit is mounted is manufactured in the same manner. Further, it is preferable that an electronic circuit element having an amplification electronic circuit (referred to as TIA) as a first stage is simultaneously packaged in this PD package. This is because a PD package with less noise can be configured by providing an electrical mounting configuration with an electrical wiring configuration and electrical shielding configuration in the vicinity of the PD and preferentially high frequency characteristics in the vicinity. Become. Only the electrical connection in the PD package is different from other electrical connections. For the electrical wiring, a thicker and shorter gold wire is used for the connection, or a gold bump is used to consider attenuation and reflection at high frequencies. By forming a wiring and applying a conductive material in a mesh pattern on the side surface of the PD package, the shield can be improved and noise can be reduced.
[0119]
Further, the LD package in which the surface emitting laser is sealed and the PD package in which the PD is sealed may be simultaneously sealed in the MCM package. Further, it is effective to reduce the size by integrating these and sealing the PD and the surface emitting laser (VCSEL) in the same package to form a PD-VCSEL composite package.
[0120]
In FIG. 1, the LD package 3 and the LSI 5 are mounted on the same MCM substrate 7 to constitute the MCM package 8, so that a plurality of LSIs 5 can be obtained by applying multilayer three-dimensional wiring to the MCM substrate 7. In addition, additional components such as an LD, a PD, an antenna, a capacitor, a resistor, an inductor, and the like can be prepared and mounted in the MCM package. Furthermore, by making the dielectric constant and dielectric sinusoidal value of the MCM substrate material small, it is possible to reduce loss at high frequencies and to construct an MCM with a low consumption electrode. Moreover, since it is mounted on a flat substrate, the alignment accuracy as optical mounting is sufficient even with the normal electrical mounting accuracy within 1 degree, and the angular alignment of the light input / output surface of the LD or PD is not required. You can also do that.
[0121]
FIG. 2 shows a modification of the photoelectric conversion element package 1. In this modification, an MCM interposer substrate 11 having no electrical wiring is provided on an MCM substrate 7 having electrical wiring, and an LD package 3 and an MCM package 8 are formed on the MCM interposer substrate 11.
[0122]
That is, in FIG. 2, the signal and the power are transmitted from the printed board located under the MCM board 7 having the electric wiring through the bumps 10. This information signal is transmitted to the LSI 5 through the MCM substrate 7 and the wire 6 which are multilayered and three-dimensionally wired. The LSI 5 performs signal processing such as parallel-serial conversion and protocol conversion on the information signal, and then generates a VCSEL driving voltage for transmitting an optical signal. The VCSEL driving voltage is transmitted to the LD 2 via the wire 6, and the LD 2 modulates the laser beam based on the driving voltage.
[0123]
At this time, the LD package 3 and the LSI 5 are mounted on the MCM interposer substrate 11 in advance, and then the MCM substrate 7 and the MCM interposer substrate 11 are brought into close contact with each other for electrical mounting. As a result, the LD package 3 and the LSI 5 can be sealed without considering the electrical mounting by the bumps 10 on the PCB wiring, the shielding performance by the substrate is improved, and the mounting with higher accuracy is achieved. It will be easy. Of course, electrical wiring may be provided on the MCM interposer substrate 11 to facilitate electrical mounting. The MCM board 7 and the MCM interposer board 11 can divide functions for electrical wiring and shielding.
[0124]
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those shown in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is also omitted (the same applies to the subsequent embodiments in order).
[0125]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing in principle a configuration example of the photoelectric conversion element package 21 of the present embodiment. In FIG. 3, 22 is an LD package by mold formation, and 23 is an MCM package by mold formation, which is made of a thermosetting epoxy material with filler dispersion.
[0126]
In FIG. 3, since the MCM package 23 is made of a mold package, the mechanical strength is improved, and the mechanical reliability without the damage of the wire 6 and the LSI 5 due to the contact and the positional displacement of the LD package 22 is excellent. The photoelectric conversion element package 21 can be manufactured. Therefore, even if a mold package made of a highly elastic epoxy material is used for the MCM package 23 and a potting elastomer material having a low mechanical strength is used for the LD package 22, sufficient mechanical reliability can be secured. .
[0127]
In FIG. 3, since the LD package 22 is formed of a mold package, the exposed surface 22a for the MCM package 23 can be easily flattened, and wavefront aberration as an optical element can be reduced.
[0128]
Further, the mechanical strength of the MCM package 23 can be further improved by using a mold package made of a highly elastic and opaque epoxy material as the material of the MCM package 23 and dispersing the filler in this material. In addition, when the incident light to the MCM package 23 is reduced, the incident light is scattered or multiple-reflected in the material of the MCM package 23, and an optical coupling element, and further, PD instead of LD is used. It can be greatly reduced that the light component enters the PD and becomes a noise component as an optical signal. Many MCM mold package materials are opaque materials with a very high absorbance coefficient that are black, and the materials normally used as electronic materials have very good moisture permeability and thermal cycling characteristics. There are many products with various physical property values such as heat resistance and elasticity, and the existing products are used as they are, so that even when the LD package 22 made of a transparent material is used, the MCM package Unnecessary incident light from the side surfaces and the top surface of the 23 can be reduced, and at the same time, reliability can be ensured.
[0129]
In addition, the LD package 22 made of a transparent material has a small exposed area, so that it can be easily covered with an optical connector, paint, seal, or the like, which is effective.
[0130]
It is also effective to provide a buffer package between the MCM package 23 and the LD package 22 for absorbing the difference in thermal expansion coefficient and the difference in surface adhesion. More preferably, a buffer package made of an elastomer or a gel material is provided.
[0131]
[Third embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing in principle a configuration example of the photoelectric conversion element package 24 of the present embodiment. This embodiment basically conforms to the second embodiment, but a dedicated LD substrate 25 is added to the LD 2 and is electrically connected to the MCM substrate 7 by MCM internal bumps 26.
[0132]
That is, in FIG. 4, the information signal and the power source are transmitted from a printed circuit board (not shown) located under the MCM package 23 that is electrically mounted through the bumps 10. This information signal is transmitted to the LSI 5 through the MCM substrate 7 and the wire 6 that are three-dimensionally multilayered. The LSI 5 performs signal processing such as parallel-serial conversion and protocol conversion on the information signal, and then generates a VCSEL driving voltage for transmitting an optical signal. The VCSEL driving voltage is transmitted to the LD substrate 25 through the MCM substrate 7 and the bumps 26, and further transmitted to the LD 2 mounted on the LD substrate 25. The LD 2 modulates the laser beam based on this driving voltage.
[0133]
In FIG. 4, since the LD 2 is optically mounted on the dedicated LD substrate 25 in advance, the positional relationship between the LD package 22 made of a transparent material and the LD 2 is optically determined, and the LD with respect to the MCM substrate 7 is determined. Optical alignment is not required for mounting the package 22 and the LSI 5, and mounting with the normal electrical mounting position accuracy is possible. As a result, it is possible to produce an MCM as a photoelectric conversion element package 24 at a very low cost by making it possible to produce it in a normal MCM mounting process. Further, bump mounting is possible between the LD substrate 25 and the MCM substrate 7, and there is an effect that the electrical mounting itself can be mounted with high accuracy and excellent high frequency characteristics. Further, even when there are a plurality of LD packages and PD packages, an MCM can be manufactured in the same manner as in normal electrical mounting, and it becomes easy to make the MCM multifunctional at low cost.
[0134]
Here, as the MCM substrate 7, a ceramic substrate, an FR4 substrate, a polyimide substrate, or a build-up substrate can be used. Further, the mounting of the LD package 22 and the LSI 5 on the MCM substrate 7 may be wire bonding mounting in addition to bump mounting. It is also important to reduce thermal stress by using a low viscosity or low elasticity material such as a gel or elastomer or rubber as a third package material between two different packaging materials.
[0135]
[Fourth embodiment]
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic sectional view showing in principle a structural example of the photoelectric conversion element package 27 of the present embodiment. This embodiment basically conforms to the third embodiment. However, an LD LSI 28 different from the LSI 5 is provided as an electronic circuit element, and the LD package 22 is provided on the LSI 28 with a partially stacked MCM. The bumps 26 are mounted directly on the pads of the LSI 28.
[0136]
In the photoelectric conversion element package 27 of the present embodiment, the information signal and the power are transmitted from a printed board (not shown) located under the MCM package 23 that is electrically mounted through the bumps 10. This information signal is transmitted to the LSI 5 through the MCM substrate 7 and the wire 6 that are three-dimensionally multilayered. The LSI 5 performs signal processing such as parallel-serial conversion and protocol conversion on the information signal, and then transmits the information signal to another LSI 28 by wire bonding 29. The LSI 28 generates a VCSEL driving voltage for transmitting an optical signal and transmits it to the LD 2 mounted on the LSI 28. The LD 2 modulates the laser beam based on this driving voltage.
[0137]
At this time, in FIG. 5, by laminating and mounting the electronic circuit elements of the LSI 28 and the LD package 22, the mounting area can be greatly reduced, the photoelectric conversion element package 27 can be downsized, and the silicon substrate of the LSI 28 itself. Since thermal conductivity can be improved through, thermal reliability can also be improved.
[0138]
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing in principle a modification of the electric conversion element package 27 of the present embodiment. In this modification, the LD package 22 and the MCM package 23 are directly mounted on an LSI 30 having a wiring through hole (not shown) such as the LD 2.
[0139]
In the photoelectric conversion element package 27 of this modification, the information signal and the power are transmitted from a printed board (not shown) located under the LSI 30 through the bumps 31. This information signal is transmitted to the silicon substrate on which the LSI 30 is formed by bump mounting. The LSI 30 performs signal processing such as parallel-serial conversion and protocol conversion on the information signal to generate a VCSEL driving voltage for transmitting an optical signal, and then a pad provided on the back surface of the silicon substrate by a through hole and a wire bonding 29 It is transmitted to LD2.
[0140]
In this modification, since the material of the MCM substrate 7 is not required, the size can be further reduced and the thermal reliability can be further improved.
[0141]
[Fifth embodiment]
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing in principle a configuration example of the photoelectric conversion element package 32 of the present embodiment. In the photoelectric conversion element package 32 of the present embodiment, the LD package 22 and the MCM package 23 are mounted on the MCM substrate 33 (substrate E) having electrical wiring. The LD2 mounted on the substrate C) is molded and packaged with a transparent material. The exposed surface 22a of the LD package 22 with the opening 33a side facing the LD2 with respect to the opening 33a portion formed on the MCM substrate 33. It is implemented in the reverse direction so that Such a photoelectric conversion element package 32 is mounted on a printed board 35 via bumps 10 and an underfill agent 36. Here, an opening 35a is formed in the printed board 35 at a position facing the exposed surface 22a. Further, a waveguide 37 is disposed below the printed board 35.
[0142]
In the photoelectric conversion element package 32 of the present embodiment, the information signal and the power are transmitted from the printed board 35 through the bumps 10. This information signal is transmitted to the LSI 5 through the MCM substrate 33 and the wire 6 that are three-dimensionally multilayered. The LSI 5 performs signal processing such as parallel-serial conversion and protocol conversion on the information signal, and then generates a VCSEL driving voltage for transmitting an optical signal. This drive voltage is transmitted to the LD 2 of the LD package 22 mounted in an inverted manner via the through hole of the wire bonding 6 substrate 34. Further, the laser beam 38 emitted from the LD 2 is emitted from the transparent LD package 22 to the printed circuit board 35 side.
[0143]
The laser beam 38 enters an optical waveguide 37 disposed below the outermost surface of the printed circuit board 35 through an opening 35 a formed in the printed circuit board 35 and is optically coupled. The guided light optically coupled to the waveguide 37 can be used for light transmission information of the inter-board optical wiring and the intra-board optical wiring. At this time, since laser light is directly emitted toward the lower side of the MCM substrate 33, high-precision alignment in the horizontal and vertical directions is passively performed according to the accuracy of the bumps 10 used for electrical mounting of the MCM substrate 33. Therefore, the alignment between the LD 2 and the waveguide 37 can be easily performed.
[0144]
Further, as shown in FIG. 7, an underfill agent 36 is inserted and sealed under the MCM substrate 33, more specifically, in the space where the bumps 10 are mounted between the printed circuit board 35 and the MCM substrate 33. Therefore, it is possible to prevent dust and condensation from adhering to the end face of the waveguide 37 to cause light loss, and to improve the reliability with respect to the environment. The underfill agent 36 may be provided only in the LD package 22 portion.
[0145]
[Sixth embodiment]
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic sectional view showing in principle a configuration example of the photoelectric conversion element package 39 of the present embodiment. This embodiment basically conforms to the third embodiment, but a copper heat sink 40 is provided at the lower part of the LD package 22 and the heat sink 40 is mounted on the MCM substrate 7.
[0146]
In the photoelectric conversion element package 39 of the present embodiment, the information signal and the power are transmitted from a printed board (not shown) located under the MCM board 7 that is electrically mounted through the bumps 10. This information signal is transmitted to the LSI 5 through the MCM substrate 7 and the wire 6 that are three-dimensionally multilayered. The LSI 5 performs signal processing such as parallel-serial conversion and protocol conversion on the information signal, and then generates a VCSEL driving voltage for transmitting an optical signal. The VCSEL driving voltage is transmitted to the LD substrate 25 by the wire bonding 6 through the electrical wiring on the MCM substrate 7 and the heat sink 40 and further to the LD 2. The LD 2 modulates the laser beam based on this driving voltage.
[0147]
In FIG. 8, a heat sink 40 made of copper is in close contact with the silicon substrate 25 on which the LD 2 is directly mounted, and heat radiation from the LD 2 is diffused not only to the silicon substrate 25 but also to a large part in the MCM package 23. As a result, the effective temperature of the LD 2 can be lowered, the thermal reliability can be greatly improved, the life can be extended, and the high frequency characteristics can be improved. It is also effective to further promote heat dissipation by providing a heat sink or a copper wiring on the substrate portion of the MCM substrate 7 to which the heat sink 40 is in close contact. It is effective not only that the substrate 25 and the heat sink 40 are closely contacted or embedded, but also if the wiring is provided on the heat sink 40 and integrated.
[0148]
[Seventh embodiment]
A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing in principle a configuration example of the photoelectric conversion element package 41 of the present embodiment. This embodiment is basically the same as in the sixth embodiment, but an opening 42 is formed in the MCM substrate 7 corresponding to the size of the LD package 22, and the opening 42 is formed in the opening 42 portion. A copper heat sink 40 integrated with the LD package 22 is embedded so as to be exposed to the outside.
[0149]
In FIG. 9, the heat sink 40 is in close contact with the silicon substrate 25 on which the LD 2 is directly mounted, and the heat radiation from the LD 2 can be diffused by the heat sink 40 not only inside the MCM package 23 but also outside the MCM package 23. The effective temperature can be further reduced, the thermal reliability can be greatly improved, the life can be extended, and the high frequency characteristics can be improved.
[0150]
[Eighth embodiment]
An eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing in principle a configuration example of the photoelectric conversion element package 43 of the present embodiment. The present embodiment is basically the same as the seventh embodiment, but the LD package 22 in which the LD 2 is mounted on the heat sink 40 via the substrate 25 to form a mold package is opposed to the LD 2. Inverted mounting is performed such that the exposed surface 22a is exposed to the outside from the opening 42 side of the MCM substrate 7 and the heat sink 40 is exposed on the opposite surface side.
[0151]
In FIG. 10, as in FIG. 9, the heat sink 40 is in close contact with the silicon substrate 25 on which the LD 2 is directly mounted, and heat radiation from the LD 2 is performed not only within the MCM package 23 but also outside the MCM package 23. The effective temperature of the LD 2 can be further lowered, the thermal reliability can be greatly improved, the life can be extended, and the high frequency characteristics can be improved.
[0152]
[Ninth embodiment]
A ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing in principle a configuration example of the photoelectric conversion element package 44 of the present embodiment. The present embodiment is basically the same as in the seventh embodiment, but the thermal conductivity is reduced by the heat sink 45 and the solder 46 in the opening in which the heat sink 40 is provided in a part of the silicon substrate 25. It is connected so as to be smaller. Thereby, thermal reliability can be further improved.
[0153]
[Tenth embodiment]
A tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing in principle a configuration example of the photoelectric conversion element package 51 of the present embodiment. This embodiment shows an example applied to the fourth embodiment as an example, and the LD package 22 is configured to have an optical element 52 integrally. Specifically, the LD package 22 has an embedded convex structure 53 as the optical element 52, and the upper portion thereof is a flat exposed surface 22a.
[0154]
In the photoelectric conversion element package 51 of the present embodiment, the light emitted from the LD 2 is a divergent light 54 of about 10 to 25 degrees, and this divergent light 54 is a positive optical by the embedded convex structure 53. The optical element 52 having power is collimated into a parallel light beam 55 having a substantially parallel diameter and a large diameter. The embedded convex structure 53 is formed by embedding a high refractive index epoxy material in a mold having a concave structure made of a polyimide material with low refraction and high heat resistance. As a result, when the light beam 55 is condensed again by the condenser lens system and coupled to the optical fiber or the waveguide, the light beam 55 is large in both the optical axis direction of the light beam and the direction perpendicular to the optical axis. Alignment tolerance can be obtained. Thereby, effective optical coupling efficiency can be improved.
[0155]
Further, the portion having the positive power of the optical element 52 is not limited to one, and an optical element configured by dividing the power into two or more by dispersing the positive power is provided. In addition, even if there is a partial negative power, it may be a positive power as a group.
[0156]
In FIG. 12, the exposed surface 22a at the top of the embedded convex structure 53 is a flat surface. Therefore, the flat exposed surface 22a is a flat part obtained by flat shape processing or flat shape molding of another part. Can be easily brought into close contact with each other, and optical coupling can be performed easily and with high efficiency.
[0157]
FIG. 13 illustrates examples of various configurations of the optical elements that the LD package 22 has integrally. Schematically, FIG. 13A shows an optical element 56 that is an embedded Fresnel lens, FIG. 13B shows a simple concave or convex optical element 57 (in the illustrated example, a convex shape), and FIG. 13C shows refraction. FIG. 13 (d) shows an optical element 59 having an optical fiber or waveguide structure, and FIG. 13 (e) shows an example in which the LD2 side of the optical fiber 59 is constituted by an acrylate gel 60. FIG. 13 (f) is an example in which the external emission side of the optical fiber 59 is configured by an acrylate gel 60, FIG. 13 (g) is a volume phase change hologram made of irregularities, or a volume refractive index modulation made of polymer, An optical element 61 using a gradient index surface microlens, FIG. 13H shows an example in which the upper luminous flux emitting side is a separate part 63 including the optical element 62, and FIG. 13I shows an optical element 64 having a tapered structure. (Inside is light In addition to the folding material, it may be a hollow taper in which a reflecting mirror is self-made, or a gel material having a high refractive index may be filled therein. FIG. 13 (j) shows an optical element having this taper structure. An example in which an optical element 65 that is a convex lens is added to the upper part of 64 to provide a double lens effect, FIG. 13K shows an example of the optical element 67 by a reverse concave lens having an air layer 66.
[0158]
Regarding each optical element illustrated in FIG. 13, the diameter is preferably 10 to 500 μm, more preferably 50 to 250 μm. In the case of FIGS. 13D, 13E, and 13F, when the diameter is 50 to 62.5 μm, direct optical coupling can be performed with high efficiency by being close to the core of the GI multimode fiber. In addition, regarding each optical element illustrated in FIG. 13, when the diameter of the optical element is 125 to 500 μm, optical coupling with a large alignment tolerance can be performed by making the light beam from the LD 2 substantially parallel light.
[0159]
Next, it demonstrates separately. The optical element 56, which is an embedded Fresnel lens shown in FIG. 13A, is configured as a shape in which an epoxy material with a high refractive index of n = 1.70 is embedded in an epoxy material with a low refractive index of n = 1.46. Yes. As a result, the laser beam of the LD 2 having an optical output of 1 mW having a divergence angle of about 15 degrees (about 5 degrees on one side) can be made into a substantially parallel light beam. Here, “substantially parallel” means a divergence angle of 5 degrees or less. The initial divergence angle can be made as small as 7 degrees or less even if it is not a substantially parallel light beam. Thereby, the optical coupling of the optical element outside the mold can be facilitated. A plurality of the Fresnel lenses may be provided, or may be formed as an uneven surface shape without using an embedded structure, and another optical element may be further provided.
[0160]
Further, instead of the epoxy resin, acrylic resin, siloxane resin, imide resin, polycarbonate resin, polyether resin, liquid crystal polymer, etc. may be used as long as the required amount of light can be secured in the wavelength band of the light to be used. . The resin may be formed by photocuring or thermosetting, or may be formed by extrusion molding or injection molding. Further, the portion where the refractive index is changed may be selectively produced by light irradiation by photobleaching after the whole is cured. In addition, only the embedded portion may have a low elastic modulus to reduce deformation at high temperature due to a difference in expansion coefficient, and at the same time, it may be closely contacted during optical coupling of an external optical element to reduce reflection from the air interface. . In order to reduce reflection at the air interface, it is also effective to add a single layer or multilayer film, a photonic crystal antireflection film, and an antistatic film to prevent adhesion of dust to the air interface.
[0161]
Furthermore, these may be used in combination. Further, a particle-dispersed resin in which fine particles or fillers are dispersed may be used as long as the necessary amount of light band to be used, wavefront aberration or mode characteristics, and necessary transmittance can be ensured by the wavelength scattering characteristics. The fine particles preferably have a size equal to or shorter than the wavelength used. Furthermore, it is preferable to control the fine particles so that the thermal expansion coefficient is 20% of any of the surface emitting laser, copper, silicon chip, or PD, or any expansion coefficient within 10 ppm / ° C. When the expansion coefficient is 20% or more, warpage occurs during use or reflow, and defects such as cracks and misalignment tend to occur. In addition, when the expansion coefficient is 10 ppm or more with copper or silicon, the adhesion between silicon and copper is lowered, and this also tends to cause defects.
[0162]
Further, the Fresnel lens may be formed by changing the effective refractive index using the refractive index of the mixed fine particles. Furthermore, a photonic crystal may be formed with these fine particles to change the effective refractive index. You may utilize the negative refractive index by a photonic crystal.
[0163]
The optical element 57 having a simple concave or convex shape shown in FIG. 13B is formed by molding an epoxy resin. At this time, by forming the convex portion of the convex shape so as not to protrude from the portion of the MCM package 23, the convex shape can prevent damage due to contact. The same applies to other optical elements.
[0164]
The optical element 58 having a refractive index distribution configuration shown in FIG. 13C is provided with a refractive index distribution by diffusing a dye material for increasing the refractive index from the outside into a material of acrylate gel having a large diffusion coefficient. Later, the refractive index distribution may be fixed by photocuring, or the refractive index distribution may be formed by changing the light intensity of the outer and inner light irradiation using a photobleaching material. Further, it may be formed by ion diffusion using a glass material.
[0165]
An optical element 59 having an optical fiber or waveguide structure shown in FIG. 13D has a core portion made of a high refractive index material. The high refractive index portion is realized by changing the material composition or the composite material mixing ratio. The optical fiber or waveguide configuration may be formed by a refractive index profile or may be formed by a photonic crystal. Furthermore, a separately manufactured fiber or waveguide may be embedded.
[0166]
The optical elements 59 and 60 shown in FIG. 13 (e) are provided with a molded optical resin in which an optical fiber 59 is embedded after a convex shape is previously made of a material made of a gel at a coupling portion of the LD2. Since a wire bond (not shown) that is electrically joined to the LD 2 does not have to be deformed when the resin to be molded is poured, a resin for molding with higher viscosity can be used. You may integrate using the element formed according to a part of mold material, more specifically lower part, upper part, side part, or the part used as a core. Instead of an acrylate-based gel, a siloxane-based gel or an elastomer may be used, or a material made of a highly elastic photocuring or thermosetting low elastic raw material may be used.
[0167]
The optical elements 59 and 60 shown in FIG. 13 (f) are formed by combining an optical fiber or waveguide 59 configuration and a convex optical element 60 at the tip thereof. By narrowing the luminous flux of light emitted from the waveguide, the optical coupling efficiency with an external optical element can be improved. In addition, since the convex shape at the tip is deformed by contact with an external optical element, the interface loss due to the air interface can be reduced.
[0168]
The optical element 61 shown in FIG. 13 (g) is, for example, a volume phase change hologram with unevenness or a volume refractive index modulation hologram made of a polymer, both of which diffract light of a predetermined wavelength to be positive or negative. Can be deflected in the direction of. The volume phase change hologram is preferably a blaze or binary hologram, but may be a sinusoidal or rectangular negative hologram. In addition, the optical element 61 may be a flat lens having a refractive index distribution structure on the top thereof. In this case, when light is irradiated from the upper part to the central part using a photo bleaching material, the refractive index distribution can be given by utilizing the fact that the light does not reach the inside with the same light amount due to the absorption. Become.
[0169]
In the example shown in FIG. 13 (h), another member 63 having the optical element 62 is integrated on the upper part of the molding material. In this case, the optical element 62 is made of a low refractive index material having a concave shape. The refractive index material is embedded and has a positive power. A hologram, a Fresnel lens, or the like may be formed as an optical element 62 in advance using another member 63 and then integrated.
[0170]
The optical element 64 having a tapered structure shown in FIG. 13 (i) may be a hollow taper in which a reflecting mirror is formed on the taper surface, in addition to filling the optical refractive index material in the taper, or a high refractive index gel inside. By filling the material, reflection due to contact of the air interface with another optical element inserted into the taper may be reduced. According to the taper structure, the beam size can be changed, and at the same time, alignment of another optical element inserted into the taper can be facilitated. In FIG. 13 (j), an optical element 65 having a convex lens structure is added to the upper portion of the taper structure, and a double lens effect can be provided. The convex shape itself is made of a material having a large amount of deformation. Thus, the reflection at the air interface can be reduced by deformation by contact with another optical element.
[0171]
In FIG. 13 (k), the optical element 67 is a reverse-concave lens having an air layer 66, which eliminates the need for bringing the wire bonding of the LD 2 into contact with the mold resin, thereby making a good electrical connection. Will be able to. The air portion can be formed by inserting a protective mold from a side surface that is not used. A plurality of pillar-shaped mold members may be joined.
[0172]
[Eleventh embodiment]
The eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a schematic cross-sectional view and a schematic plan view showing a configuration example of the photoelectric conversion element package 71 having an array structure according to the present embodiment. This photoelectric conversion element package 71 is an optical fiber having a molded structure comprising a plurality of transparent cores 72 and an opaque clad 73 around them as an array structure as shown in FIGS. 14 (a-1) and (a-2). As shown in FIGS. 14 (b-1) and 14 (b-2), an electrical wiring 75 is provided (printed) on both sides of the optical element 74 corresponding to the position of the core 72 as shown in FIGS. c-1) As shown in (c-2), the LD2 is arranged corresponding to the position of each core 72 and electrically connected to the corresponding electric wiring 75, and the mass formed in this way is connected to the LD package. (Package A) 76, as shown in FIG. 14 (d), the wiring is mounted with bumps 78 on a printed circuit board (or interposer substrate) 77 upside down, and an underfill agent 79 is filled around it. By, MCM package may (package B) 80 by the underfill material 79 portion.
[0173]
That is, this is a configuration example in which an electrical wiring 75 is provided in an optical element (optical fiber 74), and a photoelectric conversion element such as LD2 or PD is mounted thereon. That is, the optical elements shown in FIGS. 13A to 13K and the like are obtained by mounting a photoelectric conversion element such as a surface emitting laser or a PD on an optical element partially molded or simply molded in advance. The formed configuration is preferred. Furthermore, an electrical wiring is printed on a part of the molded optical element to make an electrical connection to the optical element, and the electrical wiring formed on the mold is connected to an electrical circuit provided on another substrate. More preferably, the wiring is electrically connected. Since the photoelectric conversion element is optically mounted directly on the optical element, it can be optically mounted with high accuracy, and high optical coupling efficiency can be realized. Furthermore, since electrical mounting can be performed at the same time, high frequency characteristics can be improved. In addition, since the optical element can be formed in advance as a separate component from the substrate as a pre-process, a high-precision and high-performance optical element without restrictions as a post-process can be formed.
[0174]
[Twelfth embodiment]
A twelfth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 15A and 15B show a configuration example of the photoelectric conversion element package 81 of the present embodiment, where FIG. 15A is a schematic vertical side view, and FIG. 15B is a schematic vertical front view. This embodiment is basically the same as the ninth embodiment, but an LD array 83 having a plurality of surface emitting lasers and a PD array 84 having a plurality of light receiving elements on a substrate 25 are integrated. An LD & PD package (package A) 85 molded with a transparent material is provided with an optical element 52 in an array corresponding to each LD and PD. Each optical element 52 has an embedded convex structure 53, and the upper part thereof is a planar exposed surface 22a.
[0175]
Thereby, each optical element 52 fulfills the function of emitting the divergent laser light as parallel light at the LD corresponding portion and converging the incident light as parallel light toward the PD as convergent light at the PD corresponding portion.
[0176]
In the present embodiment, since the optical elements 52 are arranged in an array, alignment with the LD array 83 and the PD array 84 including a plurality of photoelectric conversion elements can be simplified. As a result, it is possible to provide the photoelectric conversion element package 81 having an array structure capable of easily increasing the transmission band and transmitting and receiving a large amount of data.
[0177]
[Thirteenth embodiment]
A thirteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 16 shows a configuration example of the photoelectric conversion element package 86 of the present embodiment, where (a) is a schematic longitudinal side view, and (b) is a schematic longitudinal front view. The present embodiment basically conforms to the ninth embodiment, but the LD package 22 is provided with an LD array 87 having a plurality of, for example, three LDs as photoelectric conversion elements, and each Each LD has a package structure integrally including a lens 88 as an optical element. Here, the arrangement pitch on the lens 88 side is widened by setting the bending optical path through the mirrors 89 and 90 for the lenses 88 on both sides with respect to the arrangement pitch of the closely arranged LDs. That is, for example, it comprises a plurality of mirrors 89 and 90 and three optical axes and lenses 88 arranged at different heights with respect to an LD which is three photoelectric conversion elements. Further, the divergent light is converged by the lens 88.
[0178]
Accordingly, it is possible to reduce the overlap of adjacent light beams, and to provide a photoelectric conversion element package 86 that can reduce crosstalk of a transmission path and can easily connect a plurality of optical connectors. Can do. As a means for widening the optical axis interval, a waveguide, a photonic crystal, a prism, or the like may be used in addition to the mirror.
[0179]
[14th embodiment]
A fourteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment relates to a method for manufacturing the photoelectric conversion element package of the various embodiments as described above, and an example of application to the method for manufacturing the photoelectric conversion element package 24 is shown as an example.
[0180]
First, as shown in FIG. 17A, the silicon substrate 25 is used as a mounting substrate, and the LD 2 is electrically bonded and die-bonded by AuSn bonding. Next, as shown in FIG. 17B, after the upper electrode is electrically bonded by wire bonding 6, an LD package (package A) 22 is manufactured by molding of a transparent resin material. Next, as shown in FIG. 17C, an LSI 5 having a driver for driving that is an electronic circuit element and an LD package (package A) 22 are mounted on the MCM substrate 7, and as shown in FIG. Then, an MCM package (package B) 23 is produced by molding an opaque resin material. At this time, the exposed surface 22a of the LD package (package A) 22 is left exposed to the outside.
[0181]
In FIG. 17, when a photoelectric conversion element, for example, LD2 is sealed as an LD package (package A) 22 by molding, the post-process is performed by molding with the accuracy of optical mounting, more specifically within 10 μm. When mounting on the MCM substrate 7 to be used, since the photoelectric conversion element, for example, the LD 2 is previously sealed and positioned as the LD package (package A) 22 made of a mold made of a transparent resin, it is almost the same as the normal electrical mounting. With this mounting accuracy, die bonding and wire bonding or flip mounting can be performed, and the MCM can be easily formed.
[0182]
Since the LD package (package A) 22 is configured as a separate part, the optical characteristics and the electrical characteristics can be tested in advance, whereby the defective photoelectric conversion element and the LD package (package A) ) 22 can be selected, so that it is possible to eliminate the waste of the LSI and the waste of the MCM mounting process itself when mounting the MCM at the same time, and the cost can be greatly reduced. In addition, since the photoelectric conversion element, for example, the LD 2 is sealed in advance, it is possible to easily enter and exit light directly from the sealed surface (exposed surface 22a). That is, it is a manufacturing method capable of mounting a component with a large alignment tolerance similar to the electrical mounting accuracy in a normal multichip module.
[0183]
[Fifteenth embodiment]
A fifteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment also relates to a method for manufacturing the photoelectric conversion element package of the various embodiments as described above, and an example of application to the method for manufacturing the photoelectric conversion element package 24 is shown as an example.
[0184]
The basic manufacturing process is the same as in the fourteenth embodiment, but in the manufacturing method of the present embodiment, the LD package (package A) 22 manufactured as shown in FIG. On the other hand, as shown in FIG. 18D, the exposed surface 22a is covered with a covering, for example, an adhesive tape 91, and an MCM package (package B) 23 is produced as shown in FIG. Finally, as shown in FIG. 18 (f), the adhesive tape 91 is removed.
[0185]
That is, in the present embodiment, when the MCM package (package B) 23 is manufactured, or when the MCM package (package B) 23 is soldered to a printed circuit board (not shown) with a reflow board containing flux, Alternatively, when an assembly process is performed on an electrical connector around the MCM package (package B) 23, the adhesive tape 91 is left attached to the exposed surface 22a of the LD package (package A) 22. (FIGS. 18D to 18E). Thereafter, immediately before another optical element or optical connector is optically coupled to the LD package (package A) 22, the adhesive tape 91 is peeled off (FIG. 18 (f)), and thereafter optical coupling is performed.
[0186]
As a result, an increase in light loss due to contamination or damage of the exposed surface 22a for entering and exiting the light of the LD package (package A) 22 can be reduced in the manufacturing process, and the same as in MCM in the case of normal electrical mounting. Sealing, solder mounting, connector assembly, and the like can be performed.
[0187]
In FIG. 18, the adhesive tape 91 may be only a rubber material or an adhesive material, or may be a coating film. Further, a flat plate component or a block component may be crimped. As a coating, a material having excellent heat resistance such as polyimide, fluorinated polyether, liquid crystal polymer, epoxy, Teflon (registered trademark), polysilane, siloxane or the like, or containing a solvent or a plasticizer, or in a gel state or rubber Although the state is preferable, a material with poor heat resistance such as acrylic or polycarbonate may be used as long as the shape of the package A is kept below the required aberration.
[0188]
[Sixteenth embodiment]
A sixteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment also relates to a method for manufacturing a photoelectric conversion element package according to various embodiments as described above. As an example, the photoelectric conversion element package 24 (package A is the type shown in FIG. 13B) is manufactured. An example of application to the method is shown.
[0189]
First, as shown in FIG. 19A, the LD 2 is electrically bonded and die-bonded by AuSn bonding using the silicon substrate 25 as a mounting substrate. Next, as shown in FIG. 19B, after the upper electrode is electrically bonded by wire bonding 6, an LD package (package A) 22 is manufactured by molding of a transparent resin material. At this time, an optical element 57 made of, for example, a convex lens is simultaneously formed thereon. Next, as shown in FIG. 17C, an LSI 5 having a driver for driving that is an electronic circuit element and an LD package (package A) 22 are mounted on the MCM substrate 7, and as shown in FIG. 19D. Then, an MCM package (package B) 23 is produced by molding an opaque resin material. At this time, the exposed surface 22a of the LD package (package A) 22 (the upper end portion of the optical element 57 made of a convex lens) is left exposed to the outside.
[0190]
In FIG. 19, since the optical element 57 is optically mounted and fixed with high accuracy in the positional relationship with the optical element 57 in advance by packaging with a photoelectric conversion element, for example, a mold made of a transparent resin with respect to the LD 2, Die bonding and wire bonding or flip mounting or the like can be performed with the same mounting accuracy as that of electrical mounting, and an MCM can be easily formed.
[0191]
For example, when the optical element that requires another optical coupling with respect to the emitted light is a single mode fiber (not shown), the deviation between the optical axis of the lens for optical coupling and the photoelectric conversion element may be within 1 μm. In order to make the loss within 1 to 2 dB, it is preferable. For this reason, this high precision mounting or high precision molding is required. By performing this high-precision mounting or high-precision molding as a small package with respect to the MCM package 23 on a photoelectric conversion element previously fixed to the silicon substrate 25, for example, LD2, it is mounted or molded with high accuracy as the MCM package 23. It's much easier than you can. Further, even when soldering a printed circuit board as a post-process after the package is manufactured, the LD package (package A) 22 is wrapped in the package B that becomes the MCM package 23. Reliability is also improved because it is less susceptible to thermal damage.
[0192]
[Seventeenth embodiment]
The seventeenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment also relates to a method for manufacturing a photoelectric conversion element package according to various embodiments as described above. As an example, the photoelectric conversion element package 24 (package A is the type shown in FIG. 13A) is manufactured. An example of application to the method is shown.
[0193]
In other words, the manufacturing process is basically the same as that shown in FIG. 19, but in the state of the LD package (package A) 22, instead of the optical element 57 having a convex shape, it corresponds to a concave lens in the air. The Fresnel lens 56a is formed (FIG. 20B), and the high refractive index material 56b is embedded in the concave portion (FIG. 20C), and the optical element 56 using the embedded Fresnel lens is simultaneously manufactured. At this time, the surface = exposed surface 22a is substantially planarized. The shape corresponding to the concave of the optical element 56 which is an embedded Fresnel lens is formed by molding a material made of a polyimide material having low refraction and high heat resistance by molding, and then heating to 300 ° C. A refractive index epoxy material 56b may be filled.
[0194]
[Eighteenth embodiment]
The eighteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment also relates to a method for manufacturing a photoelectric conversion element package according to various embodiments as described above. As an example, the photoelectric conversion element package 24 (package A is the type shown in FIG. 13 (i)) is manufactured. An example of application to the method is shown.
[0195]
First, as shown in FIG. 21A, the silicon substrate 25 is used as a mounting substrate, and the LD 2 is electrically bonded and die-bonded by AuSn bonding. Next, as shown in FIG. 21B, after the upper electrode is electrically bonded by wire bonding 6, an LD package (package A) 22 is manufactured by molding of a transparent resin material. At this time, a photorefractive material having transparency in the visible or infrared region is used as the package material. Next, as shown in FIG. 21C, the laser light 93 is condensed by the objective lens 92 and irradiated to the LD package (package A) 22, and the LD package (package) is formed by photobleaching caused by the laser light irradiation. A) A core 94 having a high refractive index is fabricated as an optical element 64 in 22. Thereafter, as in the case described above, as shown in FIG. 21 (d), the LSI 5 having the driver for driving that becomes an electronic circuit element and the LD package (package A) 22 are mounted on the MCM substrate 7, and FIG. As shown in (e), an MCM package (package B) 23 is produced by molding of an opaque resin material. At this time, the exposed surface 22a (the upper end portion of the optical element 64) of the LD package (package A) 22 is left exposed to the outside.
[0196]
In FIG. 21, when performing photobleaching, the position of the photoelectric conversion element, for example, LD2 can be confirmed directly with a microscope through the transparent resin of the LD package (package A) 22, and a predetermined portion can be irradiated with laser light. It can be manufactured by performing very high-precision alignment. Moreover, as a material, polysilane, polysiloxane, hydrocarbon, or the like having an alkyl side chain can be used. Since these expansion coefficients are generally large with respect to 20 ppm / ° C. of the epoxy resin mixed with silica particles, when used as a sealing material for the MCM package 23 itself, only a photoelectric conversion element, for example, LD2 is used at a high temperature. In addition, the LSI 5 in the MCM package 23 is stressed, leading to a decrease in reliability. However, since a material having a relatively large expansion coefficient is used for only some members as the MCM package 23, the reliability with respect to heat can be further improved.
[0197]
Note that in the manufacturing method of the present embodiment, the optical element 64 is not manufactured at the stage of the LD package (package A) 22 alone. As shown in FIG. It may be performed as shown in FIG. 22E at a stage after the package B) 23 is manufactured.
[0198]
Also in this case, when performing photobleaching, the position of the photoelectric conversion element, for example, LD2 can be confirmed directly with a microscope through the transparent resin of the LD package (package A) 22, and a predetermined portion can be irradiated with laser light. It can be manufactured by performing highly accurate alignment. Further, in the case of FIG. 22, since the high-precision alignment is performed as the final process, there is no displacement in the production of the MCM package 23 by the mold, and more accurate mounting can be realized. The reliability with respect to the coupling efficiency can be further improved.
[0199]
[Nineteenth embodiment]
The nineteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment shows an application example to an optical connector in which the photoelectric conversion element package as in each of the above-described embodiments is one of the connector parts. As an example, this embodiment uses, for example, a photoelectric conversion element package 51 as shown in FIG. 12 as one connector component, and an optical fiber into which light condensed by the condensing lens 101 and the condensing lens 101 enters. The optical connector 104 is optically coupled to the other connector part 103 having 102.
[0200]
FIG. 23 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of the optical connector 104. Here, the LD package 22 part and the connector part 103 in the photoelectric conversion element package (connector part) 51 are detachably fitted to each other with the LD package 22 side as a convex part 105 and the connector part 103 side as a concave part 106. A matching mechanical positioning mechanism 107 is constructed.
[0201]
In FIG. 23, the photoelectric conversion element package 51 provided with the LD2 itself becomes one connector part, and the optical connector 104 is formed by closely contacting the connector part 103 provided with the optical fiber 102 thereto. Thereby, the light emitted from the LD 2 can be inserted into the optical fiber 102. At this time, since the convex portion 105 exposed as the LD package 22 portion of the photoelectric conversion element package 51 is used as the upper surface of the photoelectric conversion element package (connector component) 51, the alignment in the direction perpendicular to the optical axis with respect to the LD2 is a surface. It can be easily realized by combination.
[0202]
Furthermore, in FIG. 23, since the convex part 105 is provided in the photoelectric conversion element package (connector part) 51 and the concave part 106 is provided in the other connector part 103, alignment in the surface direction between these connector parts 51 and 103 is performed. it can. At this time, this alignment can be realized with high accuracy by providing the convex portion 105 on the LD package 22 of the photoelectric conversion element package (connector component) 51. Alternatively, the convex part 105 on the photoelectric conversion element package (connector part) 51 side can be sandwiched by the concave part 106 of the connector part 103 to serve as a fixing means.
[0203]
The same applies not only to the case of LD2 but also to a photoelectric conversion package provided with a PD. You may provide LD and PD simultaneously. At this time, since the optical size and appropriate NA are different between LD and PD, it is preferable that the focal length of the condensing lens, the distance between the lens and the photoelectric conversion element, and the like be different to achieve an optimal design. .
[0204]
By the way, although not particularly illustrated, a good heat conductor made of copper is embedded in each of the connector parts 51 and 103, a part thereof is exposed on a surface where the connector parts 51 and 103 are in contact, and the optical connector 104 is formed. When they are joined, a portion may be provided in which these exposed surfaces come into contact directly or via another good heat transfer medium. According to such a configuration, the heat cooling effect can be improved by releasing the heat of the connector component which is the photoelectric conversion element package 51 to the connector component 103 side. The good conductor may be a good conductor rather than a plastic or polymer as a package or connector material, and metal, ceramics, carbon and the like are preferable. The good conductor on the connector component 103 side may be air by providing a hole.
[0205]
[20th embodiment]
A twentieth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment also shows an application example to the optical connector 108 similar to the case of the nineteenth embodiment. Basically, it is the same as in the above-described embodiment, but in this embodiment, the MCM package 23 portion and the connector component 103 in the photoelectric conversion element package (connector component) 51 are connected to the connector component 103 side. The MCM package 23 has a concavo-convex structure 110 on which the hook 109 is engaged and disengaged, and a mechanical positioning mechanism that engages and disengages with each other is configured.
[0206]
In FIG. 24, the hook 109 provided on the connector component 103 side and the concavo-convex structure 110 provided on the photoelectric conversion element package (connector component) 51 are mechanically engaged to perform strong fixing as the optical connector 108. Can do. Further, by aligning the shape of the concave structure provided inside or separately from the hook 109 on the connector component 103 side and the shape of the outside of the photoelectric conversion element package (connector component) 51, horizontal alignment is performed with higher accuracy. You can also do that. In addition, by optimizing the shape of the hook 109, the connector parts 51 and 103 can be strongly brought into close contact with each other by the engaging force of the hook 109, so that the connector parts 51 and 103 are aligned in the optical axis direction. This can be done with higher accuracy.
[0207]
Further, the photoelectric conversion element package 51 is usually 3 mm or less in thickness in order to seal the photoelectric conversion element, for example, LD 2, and it is difficult to provide a complicated structure such as a hook structure using a normal apparatus. However, in FIG. 24, since only the concavo-convex structure 110 has to be provided on the photoelectric conversion element package (connector component) 51 side, it can be easily manufactured by a normal package process.
[0208]
[21st embodiment]
The twenty-first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment also shows an application example to the optical connector 111 as in the nineteenth and twentieth embodiments.
[0209]
FIG. 25 shows a configuration example of the optical connector 111, where (a) is a longitudinal front view and (b) is a longitudinal side view. The photoelectric conversion element package as one of the connector parts constituting the optical connector 111 of the present embodiment is a photoelectric conversion having an array structure (having a plurality of surface light emitting elements 2 and optical elements 52) in accordance with the photoelectric conversion element package 51. It is an element package 51 ′, and the other connector part is also a connector part 103 ′ having an array structure (having a plurality of lenses 101 and a plurality of optical fibers 102) according to the connector part 103.
[0210]
Here, on the connector part 103 'side, the tip 101 is located on both sides of the lens 101 in the arrangement direction, and on the photoelectric conversion element package (connector part) 51' side, on the both sides in the arrangement direction of the optical element 52. Thus, a hole structure 113 having a V-shaped cross section corresponding to the pin 112 is formed, and a mechanical positioning mechanism 114 is configured by a releasable engagement relationship between the pin 112 and the hole structure 113.
[0211]
In FIG. 25, when the connector parts 51 ′ and 103 ′ are brought into close contact with each other, the pin 112 on the connector part 103 ′ side is engaged with the hole structure 113 portion of the photoelectric conversion element package (connector part) 51 ′. It is possible to perform alignment with very high accuracy in a plane perpendicular to the axial direction. After the connector parts 51 'and 103' are brought into close contact with each other, they may be fixed using an adhesive, or a positioning / fixing structure comprising a hook 109 and an uneven structure 110 as shown in FIG. It may be used and fixed.
[0212]
Further, the photoelectric conversion element package 51 ′ is usually 3 mm or less in thickness for sealing a photoelectric conversion element, for example, LD2, and it is usually difficult to provide a convex portion. Since only the hole structure 113 has to be formed on the conversion element package (connector component) 51 'side, it can be easily manufactured by a normal package process.
[0213]
[Twenty-second embodiment]
A twenty-second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment also shows an application example to the optical connector 115 as in the nineteenth to twenty-first embodiments.
[0214]
FIG. 26 is a schematic perspective view showing a configuration example of the photoelectric conversion element package 51 ′ in the optical connector 115, and FIG. 27 is a vertical side view of the optical connector 115. The optical connector 115 of the present embodiment is basically similar to the optical connector 111 shown in FIG. Here, in the present embodiment, a guide pin 116 is embedded in the connector component 103 ′ side instead of the pin 112, and the photoelectric conversion element package (connector component) 51 ′ side has a V-shaped cross section. Instead of the shallow hole structure 113, a hole structure 117 formed at a common position in the mold resin portion of the LD package 22 and the MCM package 23 is formed, and the guide pin 116 and the hole structure 117 can be freely engaged and disengaged. The mechanical positioning mechanism 118 is constituted by the relationship. For this reason, the LD package 22 of the present embodiment is formed in a generally convex shape so as to have an overlapping portion with the MCM package 23 in the vertical direction as shown in FIG.
[0215]
That is, in the present embodiment, the hole structure 117 is formed in a part of the LD package 22 and the MCM package 23 at a common position, thereby positioning the LD package 22 with respect to the LD 2. The hole structure 117a can be realized with high accuracy, and the hole structure 117b of the MCM package 23 formed at the same position as the hole structure 117a can realize strength. Therefore, the mechanical reliability as the optical connector 118 can be improved. Further, when the guide hole structure 117b itself of the MCM package 23 is also manufactured with high accuracy, it can be made with higher accuracy.
[0216]
In the present embodiment, on the photoelectric conversion element package (connector component) 51 'side, the hole structure 117 is penetrated through the MCM substrate 7 constituting a part of the MCM package 23 as shown in FIGS. The guide pin 116 may be engaged with the hole structure 117c of the MCM substrate 7 portion. According to this, greater strength can be realized by the hole structures 117b and 117c formed in the MCM package 23 and the MCM substrate 7, and the mechanical reliability as the optical connector 115 can be further improved.
[0217]
At this time, as shown in FIG. 29, a hole 119 may be formed at a position corresponding to the hole structure 117 on the printed board 35 on which the MCM package 23 is mounted. With the MCM package 23, the hole structures 117b and 117c formed in the MCM substrate 7, and the holes 119 formed in the printed circuit board 35, greater strength can be realized, and the mechanical reliability as the optical connector 115 is further improved. Can be made.
[0218]
At this time, the hole 119 formed in the printed circuit board 35 may be made larger than the others. At this time, when the hole 119 is not formed in the printed circuit board 35 in the case as shown in FIG. 28, the gap between the MCM package 23 and the printed circuit board 35 is set to prevent the guide pin 116 from hitting the printed circuit board 35. Generally, it is within 300 μm for bump solder, and it is necessary to shorten the length of the guide pin 116 by the component tolerance and the assembly tolerance. If the tolerance is made small, the cost becomes high. In some cases, the MCM package There may be a case where it does not pass through 23. In this regard, as shown in FIG. 29, the length of the guide pin 116 can be made longer than the thickness of the printed circuit board 35 by making the hole 119 penetrated in the printed circuit board 35, so that the MCM package By fully penetrating through 23, sufficient strength can be realized.
[0219]
[23rd embodiment]
A twenty-third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment also shows an application example to the optical connector 121 as in the case of the nineteenth to twenty-first embodiments.
[0220]
As an example, the optical connector 121 of the present embodiment is applied to the case where the photoelectric conversion element package 51 as shown in FIG. 12 is used as one connector part, for example, as shown in FIG. Indicates. FIG. 30 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of the optical connector 121. In the present embodiment, an optical element 122 made of a low elastic material is added between the exposed surface 22 a of the LD package 22 and the connector part 103.
[0221]
That is, as shown in FIG. 30A, an optical element 122 made of a low elastic material having a small elastic constant is installed between the connector parts 51 and 103, and as shown in FIG. When pressure is applied with the 51 and 103 in close contact, the optical element 122 made of a low elastic material is elastically deformed by the pressure, and the connector parts 51 and 103 are in close contact with each other along the optical connector surface. Thus, an air layer existing between the connector parts 51 and 103 can be excluded, and the photoelectric connector package-integrated optical connector 121 in which end face reflection and end face loss in the connector parts 51 and 103 are reduced can be provided.
[0222]
Here, the elastic constant of the optical element 122 is 108dyn / cm3The following is preferred. More preferably, 106dyn / cm3It is as follows. Further, when the optical element 122 is repeatedly used, even if the elastic constant is too small, the optical element 122 is easily deformed out of the reversibly deformable region. In this case, 10 dyn / cm3Or more, more preferably 103dyn / cm3That's it.
[0223]
As the material having a small elastic constant, a polymer compound, a rubber elastic material, or a gel material is preferable. Any polymer compound may be used as long as it has a smaller elastic constant than glass, ceramics, or metal. More specifically, examples of the polymer compound include polycarbonate, polyacrylate, fluorinated polyacrylate, polyimide, polyether resin, and fluorinated resin. Among these, those having transparency and low scattering are preferable. These may be composite materials in which inorganic fine particles are mixed in a polymer compound as long as scattering is small.
[0224]
These materials having a small elastic constant are also materials having a large deformation amount. Specifically, the deformation amount is preferably −66% with respect to the thickness, more preferably −5 to −50%. . The deformation amount with respect to the thickness is an amount as a ratio that the maximum portion of the initial thickness reduces the thickness within a pressure range of 1N to 20N with the optical connector 121 assembled. The larger they are, the easier it is to adhere to the surface of the optical connector. However, if they are too large, deformation and lateral stress occur due to deformation and cause positional displacement, so that they are kept within -50% of the original material. Therefore, it is more preferable to reduce the stress. However, as an average thickness, the amount of deformation is preferably −2 to −30% or less. Even if the amount of deformation is large, if the thickness changes more than this, the area of the material having a small amount of deformation and a large amount of deformation increases, and if the length increases by 20% or more, the elastic body becomes another There is a tendency to come into contact with the part.
[0225]
As a material having a low viscosity as the optical element 122, the viscosity is 5 × 10.6cP or less material is preferred, more preferably 5 × 105cP or less. Further, when the optical element 122 is repeatedly used, it is not a liquid property having self-fluidity but preferably a solid property and a low viscosity, and an elastic constant is too small. However, in this case, the deformation is easily out of the reversible deformable region.5cP or more is preferable.
[0226]
The rubber elastic material is preferably a siloxane elastomer or a fluorine elastomer, and more preferably a siloxane elastomer.
[0227]
[24th embodiment]
A twenty-fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment also shows an application example to the optical connector 123 as in the case of the twenty-third embodiment.
[0228]
The optical connector 123 of the present embodiment is basically the same as that of the optical connector 121 shown in FIG. 30, but the optical element 124 made of a low elastic material is preliminarily provided in a photoelectric conversion element package ( The connector part 51 is formed on the LD package 22. The optical element 124 is formed by catalytically curing a siloxane rubber raw material having a gentle convex shape on a lens to be the optical element 52.
[0229]
In FIG. 31, when the connector part 103 on the optical fiber 102 side is pressure-bonded to the photoelectric conversion element package (connector part) 51, the optical element 124 is formed on the upper part of the LD package 22. Since there is no need to insert another part into the gap during crimping, the optical connector 123 with reduced air interface and reduced loss and return light can be realized by only a simple close contact operation as usual.
[0230]
The optical element 124 may be attached with a minute member made of high molecular polypropylene with an adhesive. Even with a minute deformation of polypropylene, the number or area of the air layer of the order of μm between the connector parts 51 and 103 can be reduced. Furthermore, the optical element 124 may be integrated with the lens 52, and the optical element 124 may be used as a part of the optical element 52 by the curvature applied to the optical element 124.
[0231]
[25th embodiment]
A twenty-fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment also shows an application example to the optical connector 125 as in the case of the twenty-third and twenty-fourth embodiments.
[0232]
FIG. 32 shows a configuration example of the optical connector 125, which is an example of an array structure similar to the case of the optical connector 111 and the like. In the optical connector 125 of the present embodiment, an optical element 126 having a slight uneven structure corresponding to the positions of the lenses 52 and 101 is provided between the connector parts 51 ′ and 103 ′. Is provided. This optical element 126 is deformed so as to be flattened as shown in FIG. 32 (b) when the guide pins 116 are engaged with the hole structure 117 and the connector parts 51 'and 103' are brought into close contact with each other. To do.
[0233]
That is, in FIG. 32, when the connector parts 51 ′ and 103 ′ are brought into close contact with each other, the convex portion of the optical element 126 having a substantially flat shape having a concavo-convex structure is placed at the same position as the lens portion of the optical element 52. First, a large pressure is applied to the convex portion, whereby the convex portion is deformed and the connector parts 51 ′ and 103 ′ are brought into close contact with each other to be deformed into a state where the air interface is reduced. Accordingly, it is possible to provide an optical connector 125 integrated with a photoelectric conversion element package in which end face reflection and end face loss in the connector parts 51 and 103 are reduced.
[0234]
At this time, in FIG. 32, since the substantially flat optical element 126 having the concavo-convex structure is used, the convex portion is compared with the case where the optical element 122 or the like made of a mere substantially flat low-elastic material is used. Therefore, it is possible to cause the deformation of the low-elasticity material at a necessary portion with a very small pressure, compared with the case where the deformation of the low-elasticity material is caused in the entire optical element 122. Thereby, the force at the time of desorption can also be made small.
[0235]
Here, “substantially flat plate” means that the thickness of the optical element 126 provided as an optical connector is at least 1/5 or less, more preferably 1/10 or less. In this case, the influence of displacement in the lateral direction due to deformation is reduced.
[0236]
If the hole 127 for the guide pin 116 is provided in the optical element 126, the positioning of the convex portion of the optical element 126 and the lens portion of the optical element 52 is facilitated, which is more effective. Furthermore, when an assembled member in which the guide pin 116 is passed through the optical element 126 is configured in advance, a highly efficient optical connector can be realized by highly accurate positioning and air interface reduction, which is more effective. .
[0237]
[26th embodiment]
A twenty-sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment also shows an application example to the optical connector 128 as in the case of the twenty-third and twenty-fourth embodiments.
[0238]
The optical connector 128 according to the present embodiment is obtained by providing an adhesive layer 129 as an attaching / detaching means using an adhesive material on an adhesive surface other than the LD package 22 in the photoelectric conversion element package (connector component) 51. In FIG. 33, when the connector parts 51 and 103 are detached, the connector part 103 can be easily detached due to the adhesive effect of the adhesive layer 129. At this time, since the positioning is performed by the guide pin 116, the influence of the positional deviation of the connector parts 51 and 103 in the optical axis direction due to the uneven thickness of the adhesive layer 129 is small. The adhesive layer 129 may have a multilayer structure or may be provided with a film support.
[0239]
[Twenty-seventh embodiment]
A twenty-seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment also shows an application example to the optical connector 130 as in the case of the twenty-third and twenty-fourth embodiments.
[0240]
In the case of the present embodiment, basically, the optical connector 128 of FIG. 33 is applied, but an adhesive layer 131 as a desorption means by an adhesive material is provided on the contact surface other than the optical component 101 on the connector component 103 side. . In FIG. 34, when the connector parts 51 and 103 are detached, the connector part 51 can be easily detached due to the adhesion effect of the adhesion layer 131. In addition, since the adhesive layer 131 is provided on the connector part 103 side, when the adhesive effect of the adhesive layer 131 is reduced, the optical cable 102 on the connector part 103 side may be replaced as a consumable item. The 51 side can be used as it is, and the replacement cost when the parts deteriorate can be reduced.
[0241]
[28th embodiment]
The twenty-eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment also shows an application example to the optical connector 132 as in the case of the twenty-third and twenty-fourth embodiments.
[0242]
In the case of the present embodiment, basically, the optical connector 130 of FIG. 34 is applied, but an adhesive layer 133 as a means for attaching and detaching with an adhesive material is provided on the entire adhesion surface including the optical component 101 portion on the connector component 103 side. Is. Here, as the adhesive layer 133, a low-elastic material is used, and the adhesive layer 133 is also configured to function as an optical element.
[0243]
That is, in FIG. 35A, an adhesive layer 133 is affixed to the connector component 103, and an end portion of the connector component 103 projects outward as a gripping portion 133a. By attaching the connector parts 51 and 103 to each other with the adhesive layer 133 sandwiched therebetween, the optical connector 132 is brought into a state where the LD 2 and the optical fiber 102 can be optically coupled as shown in FIG. Is configured. At this time, the lenses 52 and 101 are used for both connector parts 51 and 103, which are coupled by parallel light beams, and are provided with the guide pin / hole structure as described above.
[0244]
Thereafter, when the optical connector 132 is detached as shown in FIG. 35 (c), the connector component 103 side is pulled upward or the gripper 133a is pulled upward.
[0245]
Thereafter, when the optical connector 132 is attached again, after the adhesive layer 133 is peeled off as shown in FIG. 35 (d), a new protective sheet 134 and a gripper 133a are attached as shown in FIG. 35 (e). The optical element-integrated adhesive layer 133 is attached to the connector part 103, and then only the protective sheet 134 is peeled off to obtain the state shown in FIG. 35 (a), and the connector parts 51 and 103 are pressure-bonded in the same manner. The optical connector 132 is configured so that the LD 2 and the optical fiber 102 can be optically coupled. In this way, optical coupling can be performed simply and with reduced reflection at the air interface.
[0246]
[29th embodiment]
A twenty-ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment also shows an application example to the optical connector 135 as in the case of the twenty-third and twenty-fourth embodiments.
[0247]
In the case of the present embodiment, basically, the optical connectors 128 and 130 shown in FIGS. 33 and 34 and the like are applied. However, instead of the adhesive layers 129 and 131, each optical element is provided on the contact surface of the connector parts 51 and 103. Except for the 52 and 101 portions, a detachable attaching / detaching means is provided by a combination of minute concavo-convex members 136 and 137. The minute concavo-convex members 136 and 137 are, for example, so-called Velcro tapes having a concavo-convex shape of 1 mm or less and having a surface zipper action.
[0248]
In such a configuration, FIG. 36A shows a state in which the connector parts 51 and 103 are separated from each other, and as shown in FIG. When the members 136 and 137 approach and mesh with each other, a surface zipper is formed, and the connector parts 51 and 103 are joined to each other. As a result, the optical coupling between the LD 2 and the optical fiber 102 can be easily performed. Furthermore, due to the surface zipper action, desorption is very easy and the recycling characteristics are excellent.
[0249]
[Thirty Embodiment]
A thirtieth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment also shows an application example to the optical connector 138 as in the case of the twenty-third and twenty-fourth embodiments.
[0250]
The optical connector 138 of the present embodiment is a separate component from the photoelectric conversion element package (connector part) 51 on the printed circuit board 35 on which the photoelectric conversion element package (connector part) 51 is mounted. A guide member 139 for removing from the conversion element package (connector part) 51 is detachably inserted. Here, the guide member 139 is formed in a frame shape that covers the entire periphery of the connector parts 51 and 103, and a protrusion 141 that is engaged with the bottom-side recess 140 of the connector part 103 is formed on the inner surface side.
[0251]
That is, in FIG. 37, when the connector part 103 is detached, if the force to remove it is small, the connector part 103 is easily detached during the assembly process in the device, so that reliability may be lacking. In addition, the guide member 139, which is a separate part, has a force to be removed. As a result, the removing force is directly applied to the printed circuit board 35, and this force is separated from the photoelectric conversion element package (connector component) 51, so that the reliability can be greatly improved.
[0252]
24 is applied to the photoelectric conversion element package (connector part) 51 and the solder bumps below the photoelectric conversion element package (connector part) 51. The reliability of the photoelectric conversion element (LD2) and the electric circuit element 5 is lowered, and further, the reliability of bump mounting is lowered. This is the same because the force in the case of attachment is required to the same extent as in the case of removal.
[0253]
On the other hand, in the present embodiment shown in FIG. 37, the removal force and the mounting force are given to the guide member 139 which is a separate component from the photoelectric conversion element package (connector component) 51. The problem can be greatly reduced. In this case, in order to improve the position accuracy, it is preferable to set the deformation amount of the guide member 139 as a separate part to a larger configuration or material.
[0254]
[Thirty-first embodiment]
A thirty-first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The optical connector 151 of the present embodiment includes a photoelectric conversion element package (connector component) 32 mounted on a printed circuit board 35 and a connector component 103, and a connector component 152 and a printed circuit board that are also mounted on the printed circuit board 35. It is configured to be optically coupled through a waveguide 153 provided on 35. Here, both ends of the waveguide 153 are reflecting surfaces 153a and 153b by aluminum vapor deposition, and laser light from the LD 2 is introduced into the waveguide 153 by the reflecting surface 153a, and the connector surface 152, 103 is passed through the reflecting surface 153b. The optical fiber 102 is guided. The connector parts 152 and 103 are optically coupled simply and with high efficiency as in the above-described embodiments.
[0255]
As shown in FIG. 39, which is a schematic plan view of FIG. 38, a plurality of LDs 2 serving as photoelectric conversion elements in the photoelectric conversion element package 32 are provided in an array, and the pitch is increased at equal or unequal intervals. The waveguide 153 also has an array structure corresponding to this, and has a shape that expands when viewed in plan, so that it can be divided into a plurality of connector parts 152 and optically coupled. Thereby, the connector part 152 can be attached and detached according to the connection destination of the optical fiber 102.
[0256]
Incidentally, not only in the case of FIGS. 38 and 39, a waveguide having an array structure that can be used for the optical connector as described above, that is, a method for manufacturing the waveguide array will be described with reference to FIGS.
[0257]
FIG. 40 is a schematic perspective view for explaining an emboss transfer method applicable as a method for producing a waveguide array. First, a raw fabric 163 made of a thermoplastic resin is passed between a transfer roller 161 having an uneven shape on the outer peripheral surface and an opposing roller 162, and the core portion of the waveguide having the uneven shape of the transfer roller 161 is embossed and transferred. To go. During or after the transfer, the transmitted sheet 163a is extended in the transfer rotation direction or in a direction perpendicular thereto as indicated by an arrow in the figure, so that the edge of the core portion of the waveguide becomes smooth and guided by the interface. This is effective because the waveguide loss is reduced. A clad coating portion is formed simultaneously with the core portion of the waveguide or as a post process. A waveguide may be formed on the substrate sheet, or the substrate sheet may be in close contact with the waveguide composed of the core and the clad.
[0258]
When the waveguide array is manufactured by the apparatus as shown in FIG. 40, the method is not limited to the emboss transfer method, but a method of transferring the shape after applying a thermosetting resin to the substrate substrate, the emboss transfer roller A method of extruding a resin material or a method of injection molding may be used. In any case, it is important that the transmitted sheet is extended in the transfer rotation direction or in the direction perpendicular thereto during or after the shape transfer. In the case of after the transfer, it may be immediately after the transfer or after being heated again.
[0259]
That is, in the waveguide, since the largest factor of loss is the roughness of the edge surface, the waveguide is extended as in the case of the optical fiber. That is, although it cannot be pulled by normal mold forming, it can be pulled (stretched) in the post-molding process according to the roll method.
[0260]
FIG. 41 shows a schematic configuration example of a waveguide array 164 made of a sheet 163a produced by the apparatus shown in FIG. 40, and each waveguide has a rectangular shape as shown in FIG. Alternatively, as shown in FIG. 41 (b), it may have a bowl shape (one is thin or has a curvature). The cross-sectional shape may be the same in the direction perpendicular to the array direction of the waveguide array, that is, in the traveling direction of the guided light. It may be a single mode or a multimode, and may be a step index type or a refractive index distribution type.
[0261]
FIG. 42 is a schematic perspective view showing a configuration example of the waveguide array tape 165 manufactured from the sheet 163a of the waveguide array 164 manufactured as shown in FIG. In the drawing, each waveguide is formed in a stripe shape in the longitudinal direction of the tape. Further, perforations 166 are formed at equal intervals or unequal intervals, such as 1 m and 50 cm, and easily along the perforations 166 with a force of 0.1 N to 10 N by a device or a human hand. Thus, the waveguide array tape 165 can be cut.
[0262]
FIG. 43 is a schematic perspective view showing an enlarged cut surface of such a waveguide array tape 165. There are a clad layer 171 sandwiched between an upper substrate 167 and a lower substrate 168 and respective intermediate layers 169 and 170, and a core layer 172 therein. In addition, a perforation 166 is provided in the lower substrates 167 and 168, and a weak-strength layer is provided in the two intermediate layers 169 and 170, the core layer 172, and the clad layer 171, so that the waveguide array portion of the portion to be used is used. The waveguide array tape 165 is strong and can be easily processed into a desired length.
[0263]
In addition, since the waveguide array tape 165 is cut along the perforation 166 when used to form an end surface as an exposed surface, a very clean end surface is obtained, and this is inserted or bonded to the optical connector. As a result, it is possible to realize good optical coupling efficiency with high transmittance and high alignment tolerance. Moreover, it is good also as a fixing means at the time of connecting an optical connector by apply | coating an adhesive material to parts other than the clad layer 171. FIG.
[0264]
Further, even if there is no perforation 166, the tape 165 may have a material configuration that is easier to cut in the short direction than in the longitudinal direction.
[0265]
Further, at least the core portion 172 and the clad portion 171 of these waveguides may be provided with a cut surface as a perforation 166 in advance, and the strength of other portions may be reduced and cut as a tape. Furthermore, an adhesive material may be applied to the core portion of the perforation 166 to serve as a fixing means when connecting an optical coupling member or an optical connector that reduces the optical coupling air layer.
[0266]
FIG. 44 shows another configuration example of the cut of the waveguide array tape 165, and a groove 173 is formed in the waveguide direction of the waveguide. Thereby, positioning can be performed with high accuracy in the direction of the waveguide array. Since the position in the vertical direction of the waveguide on the tape 165 can be determined with high accuracy by the thickness, the position adjustment in the two-dimensional direction can be easily performed as a result, and better optical coupling efficiency can be easily realized. By providing the same groove near the perforation 166 in the array direction of the waveguide, the position adjustment with respect to the array end face can be easily performed. As the shape of the groove 173, a cylinder, a sphere, a rectangle, an inverted pyramid shape, or the like can be used as appropriate, and positioning in a two-dimensional direction can also be performed by one groove.
[0267]
In FIG. 45, a concavo-convex shape 174 is provided on the outer surface of the waveguide tape 165. By designing the concavo-convex shape 174 optimally, positioning of the waveguide array, positioning with respect to the end face of the waveguide, upper substrate 167 of the waveguide is performed. Can be easily positioned. Furthermore, the fixing member of the optical connector can be simplified by using the uneven shape 174 as a fixing means (surface zipper) of the optical connector.
[0268]
【The invention's effect】
  According to the first aspect of the present invention, when the photoelectric conversion element and the electronic circuit element are packaged to produce a photoelectric conversion element package, the photoelectric conversion element is optically mounted in advance with an optical component, thereby providing a multichip. In the sealing of the module, the same sealing as that of a normal electrical mounting package eliminates the need for optical mounting at the time of manufacturing the photoelectric conversion element package, and can provide a photoelectric conversion element package that can be manufactured easily and at low cost. .Further, since the package A in which the photoelectric conversion element is packaged has a heat sink, it is possible to provide a photoelectric conversion element package in which the heat dissipation characteristics of the photoelectric conversion element are improved and the long-term reliability of the photoelectric conversion element is improved. In addition, since the heat sink is exposed from a part of the package B and the direction of the exposed surface is opposite to the direction of the exposed surface of the package A on the photoelectric conversion element side, the heat dissipation characteristics of the photoelectric conversion element are further improved. It is possible to provide a photoelectric conversion element package in which the long-term reliability of the photoelectric conversion element is further improved.
[0269]
According to the second aspect of the present invention, in the photoelectric conversion element package according to the first aspect, since the photoelectric conversion element package is formed of a mold package, the photoelectric conversion element package is mechanically high enough to be used as a part of the components of the optical connector. It is possible to provide an optoelectronic conversion element package with improved accuracy and superior mechanical reliability.
[0270]
According to a third aspect of the present invention, in the photoelectric conversion element package according to the second aspect, since the package B in the photoelectric conversion element package is made of an opaque material, it is possible to reduce crosstalk due to the entrance of light. In spite of light entering and exiting, by using a filler-dispersed and aromatic material used in a normal semiconductor package, an optoelectronic conversion element package excellent in reliability against high heat can be provided.
[0271]
According to the invention described in claim 4, in the photoelectric conversion element package according to any one of claims 1 to 3, the package A in the photoelectric conversion element package is a mold package. A photoelectric conversion element package having excellent reliability with respect to the cycle can be provided.
[0272]
According to a fifth aspect of the present invention, in the photoelectric conversion element package according to any one of the first to fourth aspects, the photoelectric conversion element package is different from a substrate having electric wiring to be a photoelectric conversion element package substrate. Since the package is made of a transparent material provided on the substrate, it is possible to provide a photoelectric conversion element package capable of mounting a component with a large alignment tolerance similar to the electrical mounting accuracy in a normal multichip module.
[0273]
According to the invention of claim 6, in the photoelectric conversion element package according to any one of claims 1 to 5, the package A in which the photoelectric conversion element is packaged and the electronic circuit element are provided on a common substrate. It is possible to provide an optoelectronic conversion element package that is excellent in optical high frequency and at the same time easy to realize multi-functionality.
[0274]
According to the seventh aspect of the invention, in the photoelectric conversion element package according to any one of the first to fourth aspects, since the package A in which the photoelectric conversion element is packaged is provided on the electronic circuit element, it is smaller and has a higher density. An optoelectronic conversion element package can be provided.
[0275]
According to the invention described in claim 8, in the photoelectric conversion element package according to any one of claims 1 to 6, a substrate having an electrical wiring on which the package A in which the photoelectric conversion element is packaged is mounted is provided. Since the exposed surface of the package A is in the direction toward the substrate, an optoelectronic conversion element package capable of reducing the alignment tolerance of optical coupling to the substrate waveguide wiring can be provided.
[0278]
  Claim9According to the described invention, claims 1 to8In the photoelectric conversion element package according to any one of the above, since the package A on the photoelectric conversion element side has an optical element, optical coupling between an optical element different from the photoelectric conversion element package and the photoelectric conversion element in the photoelectric conversion element package A photoelectric conversion element package with improved efficiency can be provided.
[0279]
  Claim10According to the described invention, the claims9In the photoelectric conversion element package described above, since the optical element has a positive optical power, the photoelectric conversion element that improves the optical coupling efficiency between the optical element different from the photoelectric conversion element package and the photoelectric conversion element in the photoelectric conversion element package Package can be provided.
[0280]
  Claim11According to the described invention, the claims9In the photoelectric conversion element package described above, since the optical element has a waveguide structure, the photoelectric conversion element package improves the optical coupling efficiency between the optical element different from the photoelectric conversion element package and the photoelectric conversion element in the photoelectric conversion element package. Can be provided.
[0281]
  Claim12According to the described invention, the claims9In the photoelectric conversion element package described above, since the optical element has a taper structure, an optoelectronic conversion element package in which the optical coupling efficiency between the optical element different from the photoelectric conversion element package and the photoelectric conversion element in the photoelectric conversion element package is improved. Can be provided.
[0282]
  Claim13According to the described invention, the claims9Or12In the photoelectric conversion element package according to any one of the above, since the exposed surface of the photoelectric conversion element package A having an optical element with respect to the package B is substantially flat, the optical element and the photoelectric conversion element package are different from the photoelectric conversion element package. The photoelectric conversion element package which can carry out the optical coupling | bonding with the photoelectric conversion element of an inside more easily can be provided.
[0283]
  Claim14According to the described invention, the claims9Or13In the photoelectric conversion element package according to any one of the above, since the photoelectric conversion element and the optical element have an array arrangement, it is possible to provide a photoelectric conversion element package capable of transmitting and receiving a larger amount of data.
[0284]
  Claim15According to the described invention, the claims14In the described photoelectric conversion element package, since the array arrangement pitch between the photoelectric conversion element and the optical element is different, a crosstalk of the transmission path is reduced, and at the same time, a photoelectric conversion element package capable of easily connecting a plurality of optical connectors is provided. be able to.
[0285]
  Claim16According to the manufacturing method of the photoelectric conversion element package of the described invention, the photoelectric conversion element in the package A is manufactured in a state in which the photoelectric conversion element is sealed with a transparent material to produce the package A and a part thereof is exposed to the outside. Since the package B is manufactured by sealing together with the electronic circuit element electrically connected to the element, the photoelectric conversion element capable of mounting a component having a large alignment tolerance similar to the electric mounting accuracy in a normal multichip module A method for manufacturing a package can be provided.
[0286]
  Claim17According to the described invention, the claims16The manufacturing method of the photoelectric conversion element package described above includes a step of covering the exposed surface of the package A exposed from the package B with a covering after the step of manufacturing the package A by sealing the photoelectric conversion element with a transparent material. Therefore, it is possible to protect the exposed surface of the package A from being contaminated or damaged in the manufacturing process with a coating, to reduce the increase in optical loss, and to perform the same sealing, solder mounting, etc. as in normal electrical mounting It can be carried out.
[0287]
  Claim18According to the described invention, the claims16In the manufacturing method of the photoelectric conversion element package described above, the optical coupling element that optically couples the optical element different from the photoelectric conversion element package and the photoelectric conversion element in the photoelectric conversion element package = the optical element manufacturing process is simplified. A manufacturing method can be provided.
[0288]
  Claim19According to the described invention, the claims16In the manufacturing method of the photoelectric conversion element package described above, an optical coupling element that optically couples an optical element different from the photoelectric conversion element package and the photoelectric conversion element in the photoelectric conversion element package = the alignment process at the time of manufacturing the optical element is simple An improved manufacturing method can be provided.
[0289]
  Claim20According to the described invention, the claims16In the manufacturing method of the photoelectric conversion element package described above, an optical coupling element that optically couples an optical element different from the photoelectric conversion element package and the photoelectric conversion element in the photoelectric conversion element package = the alignment process at the time of manufacturing the optical element is simple An improved manufacturing method can be provided. In particular, since high-precision alignment is performed in the final process, there is no positional displacement during mold formation in the photoelectric conversion element package, so that higher-precision mounting can be realized, and reliability with respect to coupling efficiency of optical coupling is achieved. Can be improved.
[0290]
  Claim21According to the optical connector of the described invention, it is possible to perform mechanical positioning between the photoelectric conversion element package and the other connector part with high accuracy, and to reduce the loss due to optical coupling. A connector can be provided.
[0291]
  Claim22According to the optical connector of the described invention, it is possible to perform mechanical positioning between the photoelectric conversion element package and the other connector part with high accuracy, and to reduce the loss due to optical coupling. A connector can be provided.
[0292]
  Claim23According to the described invention, the claims21Or22The optical connector according to claim 1, wherein the mechanical positioning mechanism on the photoelectric conversion element package side has a hole structure.21Or22The described invention can be easily realized.
[0293]
  Claim24According to the described invention, the claims23The optical connector according to claim 1, wherein a hole structure is formed at a common position between the package A and the package B.23In realizing the described invention, positioning accuracy can be further improved, and mechanical reliability as an optical connector can be improved.
[0294]
  Claim25According to the described invention, the claims24In the described optical connector, since it is a through-hole structure,24In realizing the described invention, it is possible to improve positioning accuracy and to ensure strength reliability.
[0295]
  Claim26According to the described invention, the claims25The optical connector according to claim 1, wherein the package B is mounted on a substrate having a hole structure.25In realizing the described invention, sufficient mechanical strength can be ensured.
[0296]
  Claim27According to the optical connector of the described invention, it is possible to provide an optical connector integrated with a photoelectric conversion element package in which end face reflection and end face loss of connector parts are reduced.
[0297]
  Claim28According to the optical connector of the described invention, it is possible to provide an optical connector integrated with a photoelectric conversion element package in which end face reflection and end face loss of connector parts are reduced.
[0298]
  Claim29According to the optical connector of the described invention, it is possible to provide an optical connector integrated with a photoelectric conversion element package in which end face reflection and end face loss of connector parts are reduced.
[0299]
  Claim30According to the optical connector of the described invention, it is possible to provide an optical connector integrated with a photoelectric conversion element package in which end face reflection and end face loss of connector parts are reduced.
[0300]
  Claim31According to the optical connector of the described invention, it is possible to provide an optical connector integrated with a photoelectric conversion element package in which end face reflection and end face loss of connector parts are reduced.
[0301]
  Claim32According to the described invention, the claims27Or31In the optical connector according to any one of the above, it is possible to provide an optical connector integrated with a photoelectric conversion element package, in which end face loss due to bubbles at the time of optical connector connection is reduced, and reflection loss can be reduced even with a smaller detachment force.
[0302]
  Claim33According to the described invention, the claims21Or31In any one of the optical connectors, a photoelectric conversion element package-integrated optical connector that can be easily attached and detached can be provided.
[0303]
  Claim34According to the described invention, the claims33In the described optical connector, an optical connector integrated with a photoelectric conversion element package can be provided, which can be easily attached and detached, and at the same time, reduced in end face reflection and end face loss at a connector part.
[0304]
  Claim35According to the described invention, the claims21Or31In any one of the optical connectors, a photoelectric conversion element package-integrated optical connector that can be easily attached and detached can be provided.
[0305]
  Claim36According to the described invention, the claims21Or31In the optical connector according to any one of the above, it is possible to provide an optical connector integrated with a photoelectric conversion element package in which the mechanical strength accompanying the attachment / detachment strength of the optical connector is increased to improve the reliability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing in principle a structural example of a photoelectric conversion element package according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a modified example of a photoelectric conversion element package in principle.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing in principle a configuration example of a photoelectric conversion element package according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing in principle a configuration example of a photoelectric conversion element package according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing in principle a configuration example of a photoelectric conversion element package according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic sectional view showing in principle a modification of the photoelectric conversion element package.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing in principle a configuration example of a photoelectric conversion element package according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing in principle a configuration example of a photoelectric conversion element package according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing in principle a configuration example of a photoelectric conversion element package according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing in principle a configuration example of a photoelectric conversion element package according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing in principle a configuration example of a photoelectric conversion element package according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing in principle a configuration example of a photoelectric conversion element package according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating various configuration examples of the optical element.
FIGS. 14A and 14B are a schematic cross-sectional view and a schematic plan view showing a configuration example of a photoelectric conversion element package according to an eleventh embodiment of the present invention. FIGS.
FIG. 15 shows a configuration example of a photoelectric conversion element package according to a twelfth embodiment of the present invention, in which (a) is a schematic longitudinal sectional view and (b) is a schematic longitudinal sectional front view.
FIGS. 16A and 16B are a schematic cross-sectional view and a schematic plan view showing a configuration example of a photoelectric conversion element package according to a thirteenth embodiment of the present invention. FIGS.
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing the photoelectric conversion element package according to the fourteenth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a schematic sectional view showing a method for manufacturing the photoelectric conversion element package according to the fifteenth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a schematic sectional view showing a method for manufacturing the photoelectric conversion element package according to the sixteenth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing the photoelectric conversion element package according to the seventeenth embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a schematic sectional view showing a method for manufacturing the photoelectric conversion element package according to the eighteenth embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing the photoelectric conversion element package of the modification.
FIG. 23 is a schematic sectional view showing an optical connector according to a nineteenth embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a schematic sectional view showing an optical connector according to a twentieth embodiment of the present invention.
FIG. 25 shows an optical connector according to a twenty-first embodiment of the present invention, where (a) is a longitudinal front view and (b) is a longitudinal side view.
FIG. 26 is a schematic perspective view showing a configuration example of a photoelectric conversion element package in an optical connector according to a twenty-second embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a schematic side view showing the optical connector.
FIG. 28 is a schematic side view showing a modification.
FIG. 29 is a schematic side view showing a modification.
30 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of an optical connector according to a twenty-third embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 31 is a schematic sectional view showing a configuration example of an optical connector according to a twenty-fourth embodiment of the present invention.
FIG. 32 is a schematic sectional view showing a configuration example of an optical connector according to a twenty-fifth embodiment of the present invention.
FIG. 33 is a schematic sectional view showing a configuration example of an optical connector according to a twenty-sixth embodiment of the present invention.
FIG. 34 is a schematic sectional view showing a configuration example of an optical connector according to a twenty-seventh embodiment of the present invention.
FIG. 35 is a schematic sectional view showing a configuration example of an optical connector according to an twenty-eighth embodiment of the present invention.
FIG. 36 is a schematic sectional view showing a configuration example of an optical connector according to the twenty-ninth embodiment of the present invention.
FIG. 37 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of an optical connector according to a thirtieth embodiment of the present invention.
FIG. 38 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of an optical connector according to a thirty-first embodiment of the present invention.
FIG. 39 is a schematic plan view thereof.
FIG. 40 is a schematic perspective view for explaining an emboss transfer method applicable as a method for producing a waveguide array.
FIG. 41 is a schematic configuration diagram showing a waveguide array.
FIG. 42 is a schematic perspective view showing a configuration example of a waveguide array tape.
FIG. 43 is a schematic perspective view showing the cut surface in an enlarged manner.
FIG. 44 is a schematic perspective view showing another configuration example of the cut surface.
FIG. 45 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of a waveguide array tape.
FIG. 46 is a schematic cross-sectional view showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 Photoelectric conversion device package
2 photoelectric conversion elements
3 Package A
3a Exposed surface
4 Transparent material
5 Electric circuit elements
7 Substrate
8 Package B
21. Photoelectric conversion element package
22 Package A
22a Exposed surface
23 Package B
24 photoelectric conversion element package
25 Substrate C
27 Photoelectric conversion element package
28, 30 Electric circuit element
32 photoelectric conversion element package
33 Substrate E
39 Photoelectric conversion element package
40 heat sink
43, 44 photoelectric conversion element package
45 heat sink
51 Photoelectric conversion element package, one connector part
52 Optical elements
56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 67 Optical elements
71 photoelectric conversion element package
81,86 photoelectric conversion element package
91 Coating
103 Other connector parts
107 Mechanical positioning mechanism
110 Uneven structure
113 hole structure
114 Mechanical positioning mechanism
117 hole structure
118 Mechanical positioning mechanism
122, 124, 126 Optical elements
129, 133 Desorption means
136,137 Micro uneven structure
139 Guide member

Claims (34)

光電変換素子とこの光電変換素子を封止する透明材料とからなるパッケージＡと、前記光電変換素子と電気的に接続された電子回路素子と前記パッケージＡとを封止する不透明材料からなるパッケージＢとよりなり、前記透明樹脂の一部が前記パッケージＢの一部から外部に露出しており、
前記パッケージＡは、ヒートシンクを有し、前記ヒートシンクの一部は、前記透明樹脂の露出面方向と反対側方向に形成された開口から外部に露出しており、
前記パッケージＡが電気配線を有する基板Ｅ上に、実装され、かつ、当該パッケージＡの露出面を当該基板Ｅ側に設定する光電変換素子パッケージ。A package A made of a photoelectric conversion element and a transparent material for sealing the photoelectric conversion element; and a package B made of an opaque material for sealing the package A with an electronic circuit element electrically connected to the photoelectric conversion element. A part of the transparent resin is exposed to the outside from a part of the package B,
The package A has a heat sink, and a part of the heat sink is exposed to the outside through an opening formed in a direction opposite to the exposed surface direction of the transparent resin.
A photoelectric conversion element package in which the package A is mounted on a substrate E having electrical wiring and the exposed surface of the package A is set on the substrate E side . 前記パッケージＢは、モールドパッケージからなる請求項１記載の光電変換素子パッケージ。  The photoelectric conversion element package according to claim 1, wherein the package B is a mold package. 前記パッケージＡは、モールドパッケージである請求項１ないし２の何れか一記載の光電変換素子パッケージ。The photoelectric conversion element package according to claim 1, wherein the package A is a mold package. 前記パッケージＡは、電気配線を有する基板Ｃ上に設けた前記光電変換素子と、前記基板Ｃ上に設けた前記透明材料とよりなるパッケージである請求項１ないし３の何れか一記載の光電変換素子パッケージ。4. The photoelectric conversion according to claim 1, wherein the package A is a package including the photoelectric conversion element provided on a substrate C having electrical wiring and the transparent material provided on the substrate C. 5. Device package. 前記パッケージＡと前記電子回路素子とが共通の電気配線を有する基板Ｄ上に設けられ、かつ、前記基板Ｄが前記パッケージＢと一体である請求項１ないし４の何れか一記載の光電変換素子パッケージ。5. The photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the package A and the electronic circuit element are provided on a substrate D having a common electrical wiring, and the substrate D is integrated with the package B. 6. package. 前記パッケージＡは、前記電子回路素子上に設けられている請求項１ないし３の何れか一記載の光電変換素子パッケージ。The photoelectric conversion element package according to claim 1, wherein the package A is provided on the electronic circuit element. 前記パッケージＡは、光学素子を有する請求項１ないし６の何れか一記載の光電変換素子パッケージ。The photoelectric conversion element package according to any one of claims 1 to 6, wherein the package A includes an optical element. 前記光学素子は、正の光学パワーを有する素子である請求項７記載の光電変換素子パッケージ。The photoelectric conversion element package according to claim 7, wherein the optical element is an element having a positive optical power. 前記光学素子は、導波路構造からなる請求項７記載の光電変換素子パッケージ。The photoelectric conversion element package according to claim 7, wherein the optical element has a waveguide structure. 前記光学素子は、テーパ構造からなる請求項７記載の光電変換素子パッケージ。The photoelectric conversion element package according to claim 7, wherein the optical element has a tapered structure. 前記光学素子を有する前記パッケージＡが前記パッケージＢから露出する露出面が、略平面である請求項７ないし１０の何れか一記載の光電変換素子パッケージ。The photoelectric conversion element package according to claim 7, wherein an exposed surface from which the package A having the optical element is exposed from the package B is a substantially flat surface. 前記光電変換素子と前記光学素子とはアレイ配列を有する請求項７ないし１１の何れか一記載の光電変換素子パッケージ。The photoelectric conversion element package according to claim 7, wherein the photoelectric conversion element and the optical element have an array arrangement. 前記光電変換素子と前記光学素子とのアレイ配列ピッチが異なる請求項１２記載の光電変換素子パッケージ。The photoelectric conversion element package according to claim 12, wherein an array arrangement pitch between the photoelectric conversion element and the optical element is different. 請求項１ないし１３の何れか一記載の光電変換素子パッケージの作製方法であって、A method for producing a photoelectric conversion element package according to any one of claims 1 to 13,
光電変換素子を透明材料により封止してパッケージＡを作製する工程と、A process of producing a package A by sealing the photoelectric conversion element with a transparent material;
作製されたパッケージＡを、前記透明樹脂の一部が外部に露出する状態で、当該パッケージＡ中の前記光電変換素子と電気的に接続された電子回路素子とともに封止して不透明材料からなるパッケージＢを作製する工程と、A package made of an opaque material by sealing the produced package A together with an electronic circuit element electrically connected to the photoelectric conversion element in the package A in a state where a part of the transparent resin is exposed to the outside. Producing B,
前記パッケージＡにヒートシンクを設ける工程と、Providing the package A with a heat sink;
を含み、Including
前記透明樹脂の露出面方向と反対側方向に開口を形成し、前記ヒートシンクの一部を該開口から外部に露出するように設ける工程と、Forming an opening in a direction opposite to the exposed surface direction of the transparent resin, and providing a part of the heat sink to be exposed to the outside from the opening;
前記パッケージＡが電気配線を有する基板Ｅ上に、実装され、かつ、当該パッケージＡの露出面を当該基板Ｅ側に設定する光電変換素子パッケージの作製方法。A method for manufacturing a photoelectric conversion element package, wherein the package A is mounted on a substrate E having electrical wiring, and an exposed surface of the package A is set on the substrate E side. 光電変換素子を透明材料により封止してパッケージＡを作製する工程の後に、パッケージＢから露出する前記パッケージＡの露出面を被覆物で被覆する工程を有する請求項１４記載の光電変換素子パッケージの作製方法。The photoelectric conversion element package according to claim 14, further comprising a step of covering the exposed surface of the package A exposed from the package B with a covering after the step of manufacturing the package A by sealing the photoelectric conversion element with a transparent material. Manufacturing method. 光電変換素子を透明材料により封止してパッケージＡを作製する工程は、当該パッケージＡ中に含まれる光学素子の一部又は全部を同時に作製する工程を含む請求項１４記載の光電変換素子パッケージの作製方法。The process of producing the package A by sealing the photoelectric conversion element with a transparent material includes the process of producing part or all of the optical elements contained in the package A at the same time. Manufacturing method. 光電変換素子を透明材料により封止してパッケージＡを作製する工程の後に、当該パッケージＡ中に含まれる光学素子を作製する工程を有する請求項１４記載の光電変換素子パッケージの作製方法。The manufacturing method of the photoelectric conversion element package of Claim 14 which has the process of producing the optical element contained in the said package A after the process of encapsulating a photoelectric conversion element with a transparent material and producing the package A. 作製されたパッケージＡを、その一部が外部に露出する状態で、当該パッケージＡ中の前記光電変換素子と電気的に接続された電子回路素子とともに封止してパッケージＢを作製する工程の後に、前記パッケージＡ中に含まれる光学素子を作製する工程を有する請求項１４記載の光電変換素子パッケージの作製方法。After the step of manufacturing the package A by sealing the manufactured package A together with the electronic circuit element electrically connected to the photoelectric conversion element in the package A in a state where a part of the package A is exposed to the outside. The method for producing a photoelectric conversion element package according to claim 14, further comprising producing an optical element included in the package A. 一方のコネクタ部品となる請求項１ないし１３の何れか一記載の光電変換素子パッケージと、この光電変換素子パッケージと光結合される他方のコネクタ部品とよりなり、他方のコネクタ部品と前記光電変換素子パッケージ中のパッケージＡとの間に係脱自在な機械的位置決め機構を有する光コネクタ。14. The photoelectric conversion element package according to claim 1, wherein the photoelectric conversion element package is one connector part and the other connector part optically coupled to the photoelectric conversion element package. The other connector part and the photoelectric conversion element An optical connector having a mechanical positioning mechanism that can be freely engaged and disengaged with a package A in the package. 一方のコネクタ部品となる請求項１ないし１３の何れか一記載の光電変換素子パッケージと、この光電変換素子パッケージと光結合される他方のコネクタ部品とよりなり、他方のコネクタ部品と前記光電変換素子パッケージ中のパッケージＢとの間に係脱自在な機械的位置決め機構を有する光コネクタ。14. The photoelectric conversion element package according to claim 1, wherein the photoelectric conversion element package is one connector part and the other connector part optically coupled to the photoelectric conversion element package. The other connector part and the photoelectric conversion element An optical connector having a mechanical positioning mechanism that is freely detachable from a package B in the package. 前記光電変換素子パッケージ側の前記機械的位置決め機構は穴構造よりなる請求項１９又は２０記載の光コネクタ。21. The optical connector according to claim 19, wherein the mechanical positioning mechanism on the photoelectric conversion element package side has a hole structure. 前記穴構造は、パッケージＡとパッケージＢとの共通な位置に形成されている請求項２１記載の光コネクタ。The optical connector according to claim 21, wherein the hole structure is formed at a position common to the package A and the package B. 前記穴構造は、パッケージＡとパッケージＢとの共通な位置に貫通させて形成されている請求項２２記載の光コネクタ。23. The optical connector according to claim 22, wherein the hole structure is formed so as to penetrate through a common position of the package A and the package B. 前記パッケージＢは、前記穴構造の穴位置に孔部が形成されるとともに電気回路を有する基板上に電気的に実装されている請求項２３記載の光コネクタ。24. The optical connector according to claim 23, wherein the package B is electrically mounted on a substrate having an electric circuit, and a hole is formed at a hole position of the hole structure. 一方のコネクタ部品となる請求項１ないし１３の何れか一記載の光電変換素子パッケージと、この光電変換素子パッケージと光結合される他方のコネクタ部品とよりなり、前記光電変換素子パッケージ中のパッケージＡの露出面に当該パッケージＡ中の透明材料よりも弾性定数が小さい材料からなる光学素子を有する光コネクタ。The photoelectric conversion element package according to any one of claims 1 to 13, which is one connector part, and the other connector part optically coupled to the photoelectric conversion element package, and the package A in the photoelectric conversion element package An optical connector having an optical element made of a material having a smaller elastic constant than the transparent material in the package A on the exposed surface. 一方のコネクタ部品となる請求項１ないし１３の何れか一記載の光電変換素子パッケージと、この光電変換素子パッケージと光結合される他方のコネクタ部品とよりなり、前記光電変換素子パッケージ中のパッケージＡの露出面に当該パッケージＡ中の透明材料よりも粘度が小さい材料からなる光学素子を有する光コネクタ。The photoelectric conversion element package according to any one of claims 1 to 13, which is one connector part, and the other connector part optically coupled to the photoelectric conversion element package, and the package A in the photoelectric conversion element package An optical connector having an optical element made of a material having a viscosity smaller than that of the transparent material in the package A on the exposed surface. 一方のコネクタ部品となる請求項１ないし１３の何れか一記載の光電変換素子パッケージと、この光電変換素子パッケージと光結合される他方のコネクタ部品とよりなり、前記光電変換素子パッケージ中のパッケージＡの露出面に当該パッケージＡ中の透明材料よりも加圧による変形量が大きい材料からなる光学素子を有する光コネクタ。The photoelectric conversion element package according to any one of claims 1 to 13, which is one connector part, and the other connector part optically coupled to the photoelectric conversion element package, and the package A in the photoelectric conversion element package An optical connector having an optical element made of a material whose deformation amount due to pressure is larger than that of the transparent material in the package A on the exposed surface. 一方のコネクタ部品となる請求項１ないし１３の何れか一記載の光電変換素子パッケージと、この光電変換素子パッケージと光結合される他方のコネクタ部品とよりなり、前記光電変換素子パッケージ中のパッケージＡの露出面にゴム弾性体材料からなる光学素子を有する光コネクタ。The photoelectric conversion element package according to any one of claims 1 to 13, which is one connector part, and the other connector part optically coupled to the photoelectric conversion element package, and the package A in the photoelectric conversion element package An optical connector having an optical element made of a rubber elastic material on its exposed surface. 一方のコネクタ部品となる請求項１ないし１３の何れか一記載の光電変換素子パッケージと、この光電変換素子パッケージと光結合される他方のコネクタ部品とよりなり、前記光電変換素子パッケージ中のパッケージＡの露出面にシロキサン材料からなる光学素子を有する光コネクタ。The photoelectric conversion element package according to any one of claims 1 to 13, which is one connector part, and the other connector part optically coupled to the photoelectric conversion element package, and the package A in the photoelectric conversion element package An optical connector having an optical element made of a siloxane material on the exposed surface. 前記光学素子は、凹凸構造を有する略平板形状の素子である請求項２５ないし２９の何れか一記載の光コネクタ。30. The optical connector according to claim 25, wherein the optical element is a substantially flat element having a concavo-convex structure. 前記光電変換素子パッケージ中のパッケージＡの露出面が存在するパッケージＢの表面に、粘着材料による脱着手段を有する請求項１９ないし３０の何れか一記載の光コネクタ。The optical connector according to any one of claims 19 to 30, further comprising means for attaching and detaching an adhesive material on a surface of the package B where the exposed surface of the package A in the photoelectric conversion element package exists. 前記脱着手段の粘着材料の一部又は全部が前記パッケージＡ中に含まれる光学素子を構成する請求項３１記載の光コネクタ。32. The optical connector according to claim 31, wherein a part or all of the adhesive material of the detaching means constitutes an optical element included in the package A. 前記光電変換素子パッケージ中のパッケージＡの露出面が存在するパッケージＢの表面に、微小凹凸部材による脱着手段を有する請求項１９ないし３２の何れか一記載の光コネクタ。33. The optical connector according to any one of claims 19 to 32, further comprising means for attaching and detaching with a micro uneven member on the surface of the package B where the exposed surface of the package A in the photoelectric conversion element package exists. 前記光電変換素子パッケージ中のパッケージＢが実装される基板上に、当該パッケージＢとは別部品からなり他方のコネクタを前記光電変換素子パッケージからはずすためのガイド部材を備える請求項１９ないし３３の何れか一記載の光コネクタ。34. The guide member according to any one of claims 19 to 33, further comprising: a guide member that is a separate component from the package B and on which the other connector is removed from the photoelectric conversion element package on a substrate on which the package B in the photoelectric conversion element package is mounted. An optical connector according to claim 1.
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