JPH05175520A - 光電気回路混載モジュール - Google Patents
光電気回路混載モジュールInfo
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- JPH05175520A JPH05175520A JP33883991A JP33883991A JPH05175520A JP H05175520 A JPH05175520 A JP H05175520A JP 33883991 A JP33883991 A JP 33883991A JP 33883991 A JP33883991 A JP 33883991A JP H05175520 A JPH05175520 A JP H05175520A
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- optical coupling
- module
- optical
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
- H01L25/167—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits comprising optoelectronic devices, e.g. LED, photodiodes
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4249—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/024—Arrangements for thermal management
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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- Structure Of Printed Boards (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱的な影響を受けずに組み立てられる光結合
部を具えた光電気回路モジュールを提供する。 【構成】 光電気回路混載モジュールにおいて、光／電
気変換素子あるいは電気／光変換素子と光ファイバとを
包含する光結合部は、光部品を包含しない電気回路部と
分割されて放熱フィン上に載置され、それぞれ独立して
気密封止されて成り、光結合部と放熱フィンとは、機械
的な固定部材によって、あるいは光結合部キャリアと放
熱フィンとの部分的な金属溶融接合によって結合され、
電気回路部と放熱フィンとは、電気回路部キャリアと放
熱フィンとの全体的な金属溶融接合あるいは高熱伝導性
接着剤によって結合され、光結合部及び電気回路部は、
それぞれの対応する外部接続端子同士が導通接続されて
いる。
部を具えた光電気回路モジュールを提供する。 【構成】 光電気回路混載モジュールにおいて、光／電
気変換素子あるいは電気／光変換素子と光ファイバとを
包含する光結合部は、光部品を包含しない電気回路部と
分割されて放熱フィン上に載置され、それぞれ独立して
気密封止されて成り、光結合部と放熱フィンとは、機械
的な固定部材によって、あるいは光結合部キャリアと放
熱フィンとの部分的な金属溶融接合によって結合され、
電気回路部と放熱フィンとは、電気回路部キャリアと放
熱フィンとの全体的な金属溶融接合あるいは高熱伝導性
接着剤によって結合され、光結合部及び電気回路部は、
それぞれの対応する外部接続端子同士が導通接続されて
いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、通信装置やコンピュー
タ間の通信に用いる光電気回路混載モジュールに関す
る。
タ間の通信に用いる光電気回路混載モジュールに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近時、装置内では電気的な信号の処置が
なされるものの、装置間の信号の送受は、効率的である
光が用いられる。このため、光電気変換機能を有する光
電気回路混載モジュールが多用される。光電気回路混載
モジュールは、電気信号を光信号に変換して伝送路に送
りだすＥ／Ｏモジュールと伝送路からの光信号を受取り
電気信号に変換するＯ／Ｅモジュールに大別される。
なされるものの、装置間の信号の送受は、効率的である
光が用いられる。このため、光電気変換機能を有する光
電気回路混載モジュールが多用される。光電気回路混載
モジュールは、電気信号を光信号に変換して伝送路に送
りだすＥ／Ｏモジュールと伝送路からの光信号を受取り
電気信号に変換するＯ／Ｅモジュールに大別される。
【０００３】以下、これらＥ／Ｏモジュール、Ｏ／Ｅモ
ジュールについて説明する。 〔Ｅ／Ｏモジュール〕図１９にレーザダイオード（Ｌ
Ｄ）を用いたＥ／Ｏモジュールの構成図を示す。電気信
号は＋、０、−の３値信号伝送よりなるが、光信号はオ
ン、オフの２値信号伝送に限定される。伝送路から入っ
てきた電気信号は、インターフェイス回路において２値
信号に変換され符号変換回路において速度変換、スクラ
ンブル変換を行って光電気変換部に接続され、ＬＤによ
り電気信号が光のオン、オフ信号に変換され、伝送路で
ある光ファイバーの中に送り出される。同図において、
インターフェイス回路、符号変換回路、ＬＤ駆動回路は
シリコンバイポーラやＧａＡｓ等のＬＳＩで構成され、
レーザダイオード（ＬＤ）は、ＧａＡｓあるいはＩｎＰ
等の半導体で構成される。ＬＤは種類によって差はある
が、図２０に示すように駆動電流と光出力の間に駆動電
流１ｍＡ／℃程度の温度依存性がある。従って、光出力
を安定化させる為に温度に応じて駆動電流電流を変化さ
せる回路が必要になる。この回路の簡略化あるいは削除
を図るためには他からの熱影響を遮断しＬＤ周辺の温度
を安定化させる必要がある。
ジュールについて説明する。 〔Ｅ／Ｏモジュール〕図１９にレーザダイオード（Ｌ
Ｄ）を用いたＥ／Ｏモジュールの構成図を示す。電気信
号は＋、０、−の３値信号伝送よりなるが、光信号はオ
ン、オフの２値信号伝送に限定される。伝送路から入っ
てきた電気信号は、インターフェイス回路において２値
信号に変換され符号変換回路において速度変換、スクラ
ンブル変換を行って光電気変換部に接続され、ＬＤによ
り電気信号が光のオン、オフ信号に変換され、伝送路で
ある光ファイバーの中に送り出される。同図において、
インターフェイス回路、符号変換回路、ＬＤ駆動回路は
シリコンバイポーラやＧａＡｓ等のＬＳＩで構成され、
レーザダイオード（ＬＤ）は、ＧａＡｓあるいはＩｎＰ
等の半導体で構成される。ＬＤは種類によって差はある
が、図２０に示すように駆動電流と光出力の間に駆動電
流１ｍＡ／℃程度の温度依存性がある。従って、光出力
を安定化させる為に温度に応じて駆動電流電流を変化さ
せる回路が必要になる。この回路の簡略化あるいは削除
を図るためには他からの熱影響を遮断しＬＤ周辺の温度
を安定化させる必要がある。
【０００４】なお、図１９においては電気回路部と光結
合部の境界を、符号変換回路とＬＤ駆動回路との間に設
けたが、これに制限されず、ＬＤ駆動回路とＬＤとの間
に設けるようにしても差し支えない。すなわち、そのよ
うに電気回路部及び光結合部を定義することもできる。 〔Ｏ／Ｅモジュール〕図２０にアバランシェフォトダイ
オード（ＡＰＤ）を用いたＯ／Ｅモジュールの構成図を
示す。ファイバーからの受信光信号はアバランシェフォ
トダイオード（ＡＰＤ）により電流信号に変換されると
ともに電流増幅される。その後、等価増幅器により更に
増幅されるが一般に増幅器は信号のマーク率（信号のオ
ン、オフの比率）により直流レベルが変動する。この変
動をおさえ直流レベルを一定に保つ直流再生回路が必要
でこの目的のためクランプ回路が用いられる。その出力
は受信レベルのダイナミックレンジをとるための可変利
得回路（ＡＣＧ回路）、識別再生その他論理処理のため
のタイミング抽出回路、‘１’，‘０’識別のための識
別再生回路を経て送信部で用いた符号変換回路の逆処理
を行い電気信号としてとり出される。
合部の境界を、符号変換回路とＬＤ駆動回路との間に設
けたが、これに制限されず、ＬＤ駆動回路とＬＤとの間
に設けるようにしても差し支えない。すなわち、そのよ
うに電気回路部及び光結合部を定義することもできる。 〔Ｏ／Ｅモジュール〕図２０にアバランシェフォトダイ
オード（ＡＰＤ）を用いたＯ／Ｅモジュールの構成図を
示す。ファイバーからの受信光信号はアバランシェフォ
トダイオード（ＡＰＤ）により電流信号に変換されると
ともに電流増幅される。その後、等価増幅器により更に
増幅されるが一般に増幅器は信号のマーク率（信号のオ
ン、オフの比率）により直流レベルが変動する。この変
動をおさえ直流レベルを一定に保つ直流再生回路が必要
でこの目的のためクランプ回路が用いられる。その出力
は受信レベルのダイナミックレンジをとるための可変利
得回路（ＡＣＧ回路）、識別再生その他論理処理のため
のタイミング抽出回路、‘１’，‘０’識別のための識
別再生回路を経て送信部で用いた符号変換回路の逆処理
を行い電気信号としてとり出される。
【０００５】なお、図２１においては光結合部と電気回
路部の境界を、等化増幅器とクランプ回路との間に設け
たが、これに制限されず、別の部位で電気回路部及び光
結合部を分けることができる。アバランシェフォトダイ
オード（ＡＰＤ）はＩｎＰ．／ＩｎＧａＡｓＰの半導体
で構成され、その他の各回路はシリコンバイポーラやＧ
ａＡｓ等のＬＳＩで構成される。
路部の境界を、等化増幅器とクランプ回路との間に設け
たが、これに制限されず、別の部位で電気回路部及び光
結合部を分けることができる。アバランシェフォトダイ
オード（ＡＰＤ）はＩｎＰ．／ＩｎＧａＡｓＰの半導体
で構成され、その他の各回路はシリコンバイポーラやＧ
ａＡｓ等のＬＳＩで構成される。
【０００６】ここで、Ｏ／Ｅ，Ｅ／Ｏとも光結合部で最
も重要なことは、ファイバに対するＬＤやＡＰＤ等の所
謂、電気光／光電気変換素子の位置精度である。図２２
にＬＤと光ファイバの位置関係、図２３にＬＤと光ファ
イバ間の光軸ずれと結合損失の関係を示す。一般的にＬ
Ｄとシングルモードファイバ（ＳＭ）を用いた場合は１
μｍ程度の光軸ずれしか許容できない。従って、これら
の光軸合わせの後の組立において、熱応力や機械的応力
を発生させることは極小に抑えこまなければならない。
も重要なことは、ファイバに対するＬＤやＡＰＤ等の所
謂、電気光／光電気変換素子の位置精度である。図２２
にＬＤと光ファイバの位置関係、図２３にＬＤと光ファ
イバ間の光軸ずれと結合損失の関係を示す。一般的にＬ
Ｄとシングルモードファイバ（ＳＭ）を用いた場合は１
μｍ程度の光軸ずれしか許容できない。従って、これら
の光軸合わせの後の組立において、熱応力や機械的応力
を発生させることは極小に抑えこまなければならない。
【０００７】従来の電気回路部及び光結合部を図２４及
び図２５にそれぞれ示す。前述のように光結合部はファ
イバーと光素子の間の光軸合せ後の組立において、熱応
力や機械的応力を発生は極小に抑えこまなければならな
い。一方、放熱の面からはＬＳＩやフィンの接合には半
田やＡｕＳｎ合金などの金属接合やシリコーン等の高熱
伝導有機接着剤による方法が望ましい。しかし、これら
は図２６に示すように１５０℃以上の高熱処理工程を要
する。
び図２５にそれぞれ示す。前述のように光結合部はファ
イバーと光素子の間の光軸合せ後の組立において、熱応
力や機械的応力を発生は極小に抑えこまなければならな
い。一方、放熱の面からはＬＳＩやフィンの接合には半
田やＡｕＳｎ合金などの金属接合やシリコーン等の高熱
伝導有機接着剤による方法が望ましい。しかし、これら
は図２６に示すように１５０℃以上の高熱処理工程を要
する。
【０００８】一般に光結合部の消費電力は電気回路部に
比較して少ない。これらの理由から従来は光結合部と電
気回路部にパッケージを分割し光結合部は光軸合わせを
優先した低温プロセス、電気回路部は放熱性優先の高温
度プロセスでパッケージを組立て、マザープリント板上
に別個に実装していた。
比較して少ない。これらの理由から従来は光結合部と電
気回路部にパッケージを分割し光結合部は光軸合わせを
優先した低温プロセス、電気回路部は放熱性優先の高温
度プロセスでパッケージを組立て、マザープリント板上
に別個に実装していた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】信号の高速化（５０Ｍ
ｂ／ｓ→６４０Ｍｂ／ｓ以上）、並列化（数１０チャン
ネル）のため消費電力の増加および信号伝播時間を削減
するため消費電力が増大する中で小型化を図るという矛
盾を克服するとともに部品数削減と製造性向上による低
コスト化を図らねばならない。すなわち、下記が検討課
題となる。
ｂ／ｓ→６４０Ｍｂ／ｓ以上）、並列化（数１０チャン
ネル）のため消費電力の増加および信号伝播時間を削減
するため消費電力が増大する中で小型化を図るという矛
盾を克服するとともに部品数削減と製造性向上による低
コスト化を図らねばならない。すなわち、下記が検討課
題となる。
【００１０】 （１）電気回路部と光結合部の一体化実装 （２）放熱性の向上 （３）低コスト化のための部品削減、組立性の向上
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る光電気回路混載モジュールは、光／電気
変換素子あるいは電気／光変換素子と光ファイバとを包
含する光結合部は、光部品を包含しない電気回路部と分
割されて加熱フィン上に載置され、それぞれ独立して気
密封止されて成り、光結合部と放熱フィンとは、機械的
な固定部材によって、あるいは光結合部キャリアと放熱
フィンとの部分的な金属溶融接合によって結合され、電
気回路部と放熱フィンとは、電気回路部キャリアと放熱
フィンとの全体的な金属溶融接合あるいは高熱伝導性接
着剤によって結合され、光結合部及び電気回路部は、そ
れぞれの対応する外部接続端子同士が導通接続されてい
ることを構成上の特徴とする。
に本発明に係る光電気回路混載モジュールは、光／電気
変換素子あるいは電気／光変換素子と光ファイバとを包
含する光結合部は、光部品を包含しない電気回路部と分
割されて加熱フィン上に載置され、それぞれ独立して気
密封止されて成り、光結合部と放熱フィンとは、機械的
な固定部材によって、あるいは光結合部キャリアと放熱
フィンとの部分的な金属溶融接合によって結合され、電
気回路部と放熱フィンとは、電気回路部キャリアと放熱
フィンとの全体的な金属溶融接合あるいは高熱伝導性接
着剤によって結合され、光結合部及び電気回路部は、そ
れぞれの対応する外部接続端子同士が導通接続されてい
ることを構成上の特徴とする。
【００１２】好ましくは、上記光結合部及び電気回路部
が載置された放熱フィン部分を相互に分断して間に非熱
伝導性の部材を介在させ、あるいは上記放熱フィン部分
同士を結ぶ部分の横断面積を狭小化し、光結合部及び電
気回路部を熱的に独立させ得るように構成する。
が載置された放熱フィン部分を相互に分断して間に非熱
伝導性の部材を介在させ、あるいは上記放熱フィン部分
同士を結ぶ部分の横断面積を狭小化し、光結合部及び電
気回路部を熱的に独立させ得るように構成する。
【００１３】
【作用】光結合部は、熱を伴わない手段であるいは僅か
な熱しか伴わない手段で放熱フィンに固定し、電気回路
部は、熱伝導性の優れた接合手段で放熱フィンに固定す
るようにしたので、光結合部に熱的な悪影響を与えずに
済むと共に、電気回路部の熱を効果的に排出できる。
な熱しか伴わない手段で放熱フィンに固定し、電気回路
部は、熱伝導性の優れた接合手段で放熱フィンに固定す
るようにしたので、光結合部に熱的な悪影響を与えずに
済むと共に、電気回路部の熱を効果的に排出できる。
【００１４】また、２つの放熱フィン部分を熱的に独立
させることにより、放熱フィンを伝っての、発熱の大き
い電気回路部から光結合部への熱の回り込みが少なくな
る。
させることにより、放熱フィンを伝っての、発熱の大き
い電気回路部から光結合部への熱の回り込みが少なくな
る。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１乃至３は、本発明の一実施例の光電気回路混
載モジュールを示す図である。これらの図を参照する
と、本実施例の光電気回路混載モジュール（以下、モジ
ュール）１は、図４乃至６に示す４つの柱部３ａ，３ｂ
を具えた放熱フィン３を共通するベースとして、その上
に電気回路部４及び光結合部５を一体的に搭載したよう
な構造から成る。
する。図１乃至３は、本発明の一実施例の光電気回路混
載モジュールを示す図である。これらの図を参照する
と、本実施例の光電気回路混載モジュール（以下、モジ
ュール）１は、図４乃至６に示す４つの柱部３ａ，３ｂ
を具えた放熱フィン３を共通するベースとして、その上
に電気回路部４及び光結合部５を一体的に搭載したよう
な構造から成る。
【００１６】電気回路部４は、その高放熱基板７が直に
放熱フィン３の上面に接合されている。高放熱基板７の
上に実装された各種部品は、封止用ケース８によって被
われている。電気回路部４と外部とを電気的に接続する
ための接続端子１０は、高放熱基板７上に銀ロー付けに
よって接合されている。すなわち、これらの接続端子１
０は、従来のモジュール（図２４、図２５）のように電
気回路部を収容するケースを貫通するように設けられる
わけではない（図２４端子部詳細参照）。従って、接続
端子１０のピッチを極めて微細なもの（１mmピッチ以
下）とすることができると共に、コストダウンを図るこ
とができる。
放熱フィン３の上面に接合されている。高放熱基板７の
上に実装された各種部品は、封止用ケース８によって被
われている。電気回路部４と外部とを電気的に接続する
ための接続端子１０は、高放熱基板７上に銀ロー付けに
よって接合されている。すなわち、これらの接続端子１
０は、従来のモジュール（図２４、図２５）のように電
気回路部を収容するケースを貫通するように設けられる
わけではない（図２４端子部詳細参照）。従って、接続
端子１０のピッチを極めて微細なもの（１mmピッチ以
下）とすることができると共に、コストダウンを図るこ
とができる。
【００１７】光結合部５は、放熱フィン３の一段低くな
った溝部１２に嵌め込まれて固定され、電気回路部４と
電気的に接続されている。この固定は、ねじ３１によっ
てなされる。尚、光結合部５は、それ単独で既に気密封
止がなされているが、その詳細については後述する。ま
た、図７に部分的に示したように、本実施例モジュール
１を所定の基板１９に取り付けるときにおいて、先ず、
放熱フィン３上の電気回路部の接続端子１０が基板１９
に当接・係合し、基板１９と放熱フィン３（モジュール
１）の柱部３ａとの間には、所定の隙間があるように構
成されている。そして、基板１９を挟んでネジ２１を柱
部３ａに捩込んでモジュール１を基板１９に固定したと
きに、接続端子１０が弾性変形して、基板１９及び接続
端子１０の間に所定の接触圧力が発生するようになって
いる。この接触状態で接続端子部を基板１９に半田付け
することにより、接合の高い信頼性を得ることができ
る。接続端子の変形例として、図８のように、接続端子
１０′が途中で僅かに折れ曲がっているように構成して
もよい。
った溝部１２に嵌め込まれて固定され、電気回路部４と
電気的に接続されている。この固定は、ねじ３１によっ
てなされる。尚、光結合部５は、それ単独で既に気密封
止がなされているが、その詳細については後述する。ま
た、図７に部分的に示したように、本実施例モジュール
１を所定の基板１９に取り付けるときにおいて、先ず、
放熱フィン３上の電気回路部の接続端子１０が基板１９
に当接・係合し、基板１９と放熱フィン３（モジュール
１）の柱部３ａとの間には、所定の隙間があるように構
成されている。そして、基板１９を挟んでネジ２１を柱
部３ａに捩込んでモジュール１を基板１９に固定したと
きに、接続端子１０が弾性変形して、基板１９及び接続
端子１０の間に所定の接触圧力が発生するようになって
いる。この接触状態で接続端子部を基板１９に半田付け
することにより、接合の高い信頼性を得ることができ
る。接続端子の変形例として、図８のように、接続端子
１０′が途中で僅かに折れ曲がっているように構成して
もよい。
【００１８】以上のような構造を有する本実施例モジュ
ール１の組み立て工程について、図９を参照して以下説
明する。先ず、高放熱基板７にＳＭＤ実装及びワイヤボ
ンドを行い、電気回路部４を構成する（図９（ａ））。
次いで、この電気回路部４を、低熱抵抗を得ることがで
きる加熱接着プロセス、例えば高熱伝導樹脂（シリコン
接着剤層３３）によってアルミ合金製の放熱フィン３に
接合する（図９（ｂ））。尚、電気回路部４には、主と
して高発熱のＬＳＩが実装されるが、これらの電子部品
は、そのような上限でも２００℃程度の加熱プロセスに
よって熱的影響を受けることはない。
ール１の組み立て工程について、図９を参照して以下説
明する。先ず、高放熱基板７にＳＭＤ実装及びワイヤボ
ンドを行い、電気回路部４を構成する（図９（ａ））。
次いで、この電気回路部４を、低熱抵抗を得ることがで
きる加熱接着プロセス、例えば高熱伝導樹脂（シリコン
接着剤層３３）によってアルミ合金製の放熱フィン３に
接合する（図９（ｂ））。尚、電気回路部４には、主と
して高発熱のＬＳＩが実装されるが、これらの電子部品
は、そのような上限でも２００℃程度の加熱プロセスに
よって熱的影響を受けることはない。
【００１９】次いで、放熱フィン３の右端部側の一段低
くなっている溝部１２に、外部（右側）に突出する光フ
ァイバ１４を備えた光結合部５を嵌め込んで、熱を伴わ
ない取り付け手段（非加熱プロセス）、例えばネジ３１
によって固定する（図９（ｃ））。そして、電気回路部
４と光結合部５とを電気的に接合して、電気回路部４の
抵抗やコンデンサを調整して所定の回路特性が得られる
ようにする。
くなっている溝部１２に、外部（右側）に突出する光フ
ァイバ１４を備えた光結合部５を嵌め込んで、熱を伴わ
ない取り付け手段（非加熱プロセス）、例えばネジ３１
によって固定する（図９（ｃ））。そして、電気回路部
４と光結合部５とを電気的に接合して、電気回路部４の
抵抗やコンデンサを調整して所定の回路特性が得られる
ようにする。
【００２０】ここで、電気回路部と光結合部の接合につ
いて詳説する。図２７にしめすように放熱フィンに一体
化された電気回路部に対し放熱フィンの溝をガイドとし
て光結合部が挿入される。図２８、図２９は接合部分の
断面拡大図を示す。放熱フィンの溝をガイドとすること
により電気回路部と光結合部の接続端子が対向して位置
決めされる。この端子間をワイヤボンド（図２８）、フ
レキシブルプリント板（図２９）等で電気接続を図る。
いて詳説する。図２７にしめすように放熱フィンに一体
化された電気回路部に対し放熱フィンの溝をガイドとし
て光結合部が挿入される。図２８、図２９は接合部分の
断面拡大図を示す。放熱フィンの溝をガイドとすること
により電気回路部と光結合部の接続端子が対向して位置
決めされる。この端子間をワイヤボンド（図２８）、フ
レキシブルプリント板（図２９）等で電気接続を図る。
【００２１】その後、コバール製の封止用ケース８を取
り付けるために高放熱基板上の電気回路部外周に設けた
溶接用ステム１６を利用して、封止用ケース８で電気回
路部４を密封・被包する（図９（ｄ））。これにより、
光電気回路混載モジュール１が、安全且つ確実にそして
容易にできあがることになる。以上説明したように上記
実施例構造によれば、放熱フィン３を共通するベースと
しその上に電気回路部４及び光結合部５を一体的に搭載
するように構成したので、全体寸法を極めてコンパクト
にすることができる。また、製造工程が簡略化・容易化
されているので、コスト低減や歩留まり向上等が図れ
る。更に、光結合部５から独立して電気回路部４を封止
するように構成したので、故障修理や光結合部５の交換
等が容易である。更にまた、高放熱基板７と放熱フィン
３とを直接接合するように構成したので、熱抵抗が低下
して放熱効率が高まり、モジュール１の安定性・信頼性
が向上する。
り付けるために高放熱基板上の電気回路部外周に設けた
溶接用ステム１６を利用して、封止用ケース８で電気回
路部４を密封・被包する（図９（ｄ））。これにより、
光電気回路混載モジュール１が、安全且つ確実にそして
容易にできあがることになる。以上説明したように上記
実施例構造によれば、放熱フィン３を共通するベースと
しその上に電気回路部４及び光結合部５を一体的に搭載
するように構成したので、全体寸法を極めてコンパクト
にすることができる。また、製造工程が簡略化・容易化
されているので、コスト低減や歩留まり向上等が図れ
る。更に、光結合部５から独立して電気回路部４を封止
するように構成したので、故障修理や光結合部５の交換
等が容易である。更にまた、高放熱基板７と放熱フィン
３とを直接接合するように構成したので、熱抵抗が低下
して放熱効率が高まり、モジュール１の安定性・信頼性
が向上する。
【００２２】尚、図４乃至６に詳細に図示したような放
熱フィン３を用いる代わりに、電気回路部及び光結合部
がそれぞれ搭載される部分を結ぶ領域に、例えば、図１
０に示すような長穴３５を設け、放熱フィン自体を熱伝
導的にある程度分断することにより、温度の影響を受け
易い光結合部５を保護することができる。あるいは、図
１１に示すように、上記領域で放熱フィンを２つに分割
してその間に非熱伝導性の例えばエポキシ樹脂部材３７
を挿入することが考えられる。これにより電気回路部４
が搭載される放熱フィン部分からの熱の回り込みを効果
的に遮断することができる。
熱フィン３を用いる代わりに、電気回路部及び光結合部
がそれぞれ搭載される部分を結ぶ領域に、例えば、図１
０に示すような長穴３５を設け、放熱フィン自体を熱伝
導的にある程度分断することにより、温度の影響を受け
易い光結合部５を保護することができる。あるいは、図
１１に示すように、上記領域で放熱フィンを２つに分割
してその間に非熱伝導性の例えばエポキシ樹脂部材３７
を挿入することが考えられる。これにより電気回路部４
が搭載される放熱フィン部分からの熱の回り込みを効果
的に遮断することができる。
【００２３】ところで、光結合部５は、図１２及び１３
に示すように、光結合ブロック４１を２個、アルミニウ
ム製の光結合ホルダ４３の中に挿入して低温硬化接着剤
４５（例えば８０℃硬化のエポキシ樹脂）で固定したも
のである。光結合ブロック４１は、図１４及び１５に示
すように、ファイバブロック４７と、この上に搭載され
るＬＤブロック４９と、両部材の上に被せられて接合面
がレーザ溶接されるコ字形状のコバール製のカバー５１
から成る。
に示すように、光結合ブロック４１を２個、アルミニウ
ム製の光結合ホルダ４３の中に挿入して低温硬化接着剤
４５（例えば８０℃硬化のエポキシ樹脂）で固定したも
のである。光結合ブロック４１は、図１４及び１５に示
すように、ファイバブロック４７と、この上に搭載され
るＬＤブロック４９と、両部材の上に被せられて接合面
がレーザ溶接されるコ字形状のコバール製のカバー５１
から成る。
【００２４】ファイバブロック４７は、図１６に示すよ
うに、コバール製の台座５３とコバール製の押え板５４
とで、４個の並列な光ファイバ５６を挟んで固定したも
のであり、対応する光ファイバ部分には金が蒸着され、
これら３種類の部材５３，５４，５６は、半田接合され
ている。基準面から光ファイバ５６中心までの寸法Ｌ 1
（図１６）が、プラス・マイナス１０分の数ミクロンの
オーダーの精度を有するように、部品加工が為されてい
る。
うに、コバール製の台座５３とコバール製の押え板５４
とで、４個の並列な光ファイバ５６を挟んで固定したも
のであり、対応する光ファイバ部分には金が蒸着され、
これら３種類の部材５３，５４，５６は、半田接合され
ている。基準面から光ファイバ５６中心までの寸法Ｌ 1
（図１６）が、プラス・マイナス１０分の数ミクロンの
オーダーの精度を有するように、部品加工が為されてい
る。
【００２５】ＬＤブロック４９は、図１６及びその単体
のＥ−Ｅ線に沿う横断面を示す図１７に示すように、コ
バール製の台座５８と、半田接合によって台座５８の上
に固定されたＡｌＮ基板６０と、この基板６０上に並列
に固定された４個のＬＤ（レーザーダイオード）６１、
とから成る。基板６０の後方側には、外部との電気的な
接続のための外部接続端子６３が設けられ、基板の反対
側に設けられた電気回路の各ボンディングパッド６５
は、ボンディングワイヤ６７によって対応するＬＤ６１
と接続されている。基準面（底面）からＬＤ６１のＬＤ
発光部６９までの寸法Ｌ2 がＬ2 ＝Ｌ1 であり、且つプ
ラス・マイナス１０分の数ミクロンのオーダーの精度を
有するように、部品加工が為されている。
のＥ−Ｅ線に沿う横断面を示す図１７に示すように、コ
バール製の台座５８と、半田接合によって台座５８の上
に固定されたＡｌＮ基板６０と、この基板６０上に並列
に固定された４個のＬＤ（レーザーダイオード）６１、
とから成る。基板６０の後方側には、外部との電気的な
接続のための外部接続端子６３が設けられ、基板の反対
側に設けられた電気回路の各ボンディングパッド６５
は、ボンディングワイヤ６７によって対応するＬＤ６１
と接続されている。基準面（底面）からＬＤ６１のＬＤ
発光部６９までの寸法Ｌ2 がＬ2 ＝Ｌ1 であり、且つプ
ラス・マイナス１０分の数ミクロンのオーダーの精度を
有するように、部品加工が為されている。
【００２６】ファイバブロック４７とＬＤブロック４９
との光結合は、ファイバブロック４７上にＬＤブロック
４９をセットし（図１６）、ＬＤブロック４９をＸ，Ｙ
方向に摺動移動させ（図１８（Ａ））、光軸のズレが数
ミクロン以下になるように位置調製が為される。光ファ
イバ５６端面とＬＤ６１との間のＹ方向寸法は通常、２
０〜５０ミクロンである。位置合わせ後、両部材４７，
４９は、レーザスポット溶接等によって接合される。
との光結合は、ファイバブロック４７上にＬＤブロック
４９をセットし（図１６）、ＬＤブロック４９をＸ，Ｙ
方向に摺動移動させ（図１８（Ａ））、光軸のズレが数
ミクロン以下になるように位置調製が為される。光ファ
イバ５６端面とＬＤ６１との間のＹ方向寸法は通常、２
０〜５０ミクロンである。位置合わせ後、両部材４７，
４９は、レーザスポット溶接等によって接合される。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来の不都合が解消し、高度な信頼性・安定性を有する光
電気回路混載モジュールを安価且つ容易に得ることが可
能となる。
来の不都合が解消し、高度な信頼性・安定性を有する光
電気回路混載モジュールを安価且つ容易に得ることが可
能となる。
【図１】本発明の一実施例の光電気回路混載モジュール
の平面図である。
の平面図である。
【図２】実施例モジュールの側面断面図である。
【図３】実施例モジュールの右側面図である。
【図４】放熱フィンの平面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】放熱フィンの右側面図である。
【図７】モジュール取り付け部の部分拡大図である。
【図８】別のモジュール取り付け部の部分拡大図であ
る。
る。
【図９】実施例モジュールの組み立て工程図である。
【図１０】別の放熱フィンを示す図である。
【図１１】更に別の放熱フィンを示す図である。
【図１２】光結合部の平面図である。
【図１３】光結合部の正面図である。
【図１４】光結合ブロックの分解斜視図である。
【図１５】光結合ブロックの組み立て斜視図である。
【図１６】ファイバブロック及びＬＤブロックの斜視図
である。
である。
【図１７】図１６のＬＤブロックのＥ−Ｅ線に沿う断面
図である。
図である。
【図１８】光軸調製の前後のファイバブロック及びＬＤ
ブロックの平面図である。
ブロックの平面図である。
【図１９】Ｅ／Ｏモジュールの一例の概略構成図であ
る。
る。
【図２０】ＬＤの温度特性を示す図である。
【図２１】Ｏ／Ｅモジュールの一例の概略構成図であ
る。
る。
【図２２】ＬＤと光ファイバの位置関係図である。
【図２３】光軸ずれと結合損失の関係図である。
【図２４】従来の電気回路部の横断面図である。
【図２５】従来の光結合部の横断面図である。
【図２６】接合方法と熱抵抗の関係図である。
【図２７】実施例における電気回路部と光結合部の接合
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図２８】実施例における電気回路部と光結合部とをワ
イヤボンドで接続した構造を示す図である。
イヤボンドで接続した構造を示す図である。
【図２９】実施例における電気回路部と光結合部とをフ
レキシブルプリント板で接続した構造を示す図である。
レキシブルプリント板で接続した構造を示す図である。
１…光電気回路混載モジュール ３…放熱フィン ４…電気回路部 ５…光結合部 ７…高放熱基板 ２１，３１…ネジ ３３…シリコン接着剤層 ３７…エポキシ樹脂部材 ４３…光結合ホルダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 1/02 Ｔ 7047−4Ｅ 3/32 Ｂ 9154−4Ｅ 7/20 Ｅ 8509−4Ｅ
Claims (4)
- 【請求項１】 光電気回路混載モジュールにおいて、光
／電気変換素子あるいは電気／光変換素子と光ファイバ
とを包含する光結合部（５）は、光部品を包含しない電
気回路部（４）と分割されて放熱フィン（３）上に載置
され、それぞれ独立して気密封止されて成り、 光結合部（５）と放熱フィン（３）とは、機械的な固定
部材（３１）によって、あるいは光結合部キャリア（４
３）と放熱フィン（３）との部分的な金属溶融接合によ
って結合され、 電気回路部（４）と放熱フィン（３）とは、電気回路部
キャリア（７）と放熱フィン（３）との全体的な金属溶
融接合あるいは高熱伝導性接着剤（３３）によって結合
され、 光結合部（５）及び電気回路部（４）は、それぞれの対
応する外部接続端子同士が導通接続されていることを特
徴とする光電気混載モジュール。 - 【請求項２】 上記光結合部（５）及び電気回路部
（４）が載置された放熱フィン部分を相互に分断して間
に非熱伝導性の部材（３７）を介在させ、あるいは上記
放熱フィン部分同士を結ぶ部分の横断面積を狭小化し、
光結合部（５）及び電気回路部（４）を熱的に独立させ
得るように構成することを特徴とする請求項１に記載の
光電気回路混載モジュール。 - 【請求項３】 放熱フィンに光結合部嵌合のための溝を
設け、この溝をガイドに電気回路部と光結合部の接続端
子間の位置合せを行い該接続端子間を導体で接続するこ
とを特徴とする請求項１に記載の光電気回路混載モジュ
ール。 - 【請求項４】 放熱フィンにモジュールをプリント板か
ら一定の高さに位置決めするための柱を設け、該柱にプ
リント板へのモジュール固定用のネジ穴を設け、且つ端
子の高さは該柱より若干高くしてモジュールをネジ固定
した時、端子のバネ性によりプリント板に密着させるこ
とを特徴とする請求項１に記載の光電気回路モジュー
ル。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33883991A JPH05175520A (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 光電気回路混載モジュール |
| US07/993,110 US5324936A (en) | 1991-12-20 | 1992-12-18 | Hybrid optical/electrical circuit module with thermal insulation |
| EP92121703A EP0548882A1 (en) | 1991-12-20 | 1992-12-21 | Hybrid optical/electrical circuit module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33883991A JPH05175520A (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 光電気回路混載モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05175520A true JPH05175520A (ja) | 1993-07-13 |
Family
ID=18321912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33883991A Withdrawn JPH05175520A (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 光電気回路混載モジュール |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5324936A (ja) |
| EP (1) | EP0548882A1 (ja) |
| JP (1) | JPH05175520A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001077455A (ja) * | 1999-06-29 | 2001-03-23 | Kyocera Corp | 光モジュール及びその接続構造 |
| JP2011040764A (ja) * | 1999-06-29 | 2011-02-24 | Kyocera Corp | 光モジュール及びその接続構造体 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2271682B (en) * | 1992-10-13 | 1997-03-26 | Marconi Gec Ltd | Improvements in or relating to connectors |
| DE4303780C1 (de) * | 1993-02-05 | 1994-08-04 | Siemens Ag | Elektro-optischer Modul |
| FR2719912B1 (fr) * | 1994-05-10 | 1996-06-21 | Radiall Sa | Dispositif de connexion de fibres optiques à des guides d'ondes formés dans un substrat. |
| JP4844196B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2011-12-28 | 株式会社日立製作所 | 放射線検出回路 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4234790A (en) * | 1979-02-01 | 1980-11-18 | The Perkin-Elmer Corporation | Photodetector heat stabilizer |
| US4575629A (en) * | 1983-12-29 | 1986-03-11 | Uop Inc. | Detector for raman spectra and other weak light |
| US4803361A (en) * | 1986-05-26 | 1989-02-07 | Hitachi, Ltd. | Photoelectric device with optical fiber and laser emitting chip |
| JPS62281453A (ja) * | 1986-05-30 | 1987-12-07 | Hitachi Ltd | チツプキヤリアモジユ−ル |
| US4884125A (en) * | 1986-10-15 | 1989-11-28 | Sanyo Electic Co., Ltd. | Hybrid integrated circuit device capable of being inserted into socket |
-
1991
- 1991-12-20 JP JP33883991A patent/JPH05175520A/ja not_active Withdrawn
-
1992
- 1992-12-18 US US07/993,110 patent/US5324936A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-21 EP EP92121703A patent/EP0548882A1/en not_active Ceased
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001077455A (ja) * | 1999-06-29 | 2001-03-23 | Kyocera Corp | 光モジュール及びその接続構造 |
| JP2011040764A (ja) * | 1999-06-29 | 2011-02-24 | Kyocera Corp | 光モジュール及びその接続構造体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0548882A1 (en) | 1993-06-30 |
| US5324936A (en) | 1994-06-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990311 |