JPH09145967A - 半導体モジュール - Google Patents
半導体モジュールInfo
- Publication number
- JPH09145967A JPH09145967A JP32399995A JP32399995A JPH09145967A JP H09145967 A JPH09145967 A JP H09145967A JP 32399995 A JP32399995 A JP 32399995A JP 32399995 A JP32399995 A JP 32399995A JP H09145967 A JPH09145967 A JP H09145967A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- light emitting
- emitting element
- package
- semiconductor module
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- Pending
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- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光素子と光ファイバを結合する半導体モジ
ュールの部品数を少なくし、発光素子とレンズとの位置
合わせを容易にする。 【解決手段】 パッケージにＬＤ４が内蔵され、ＬＤ４
と光ファイバ７をレンズ６を介して光学的に接続する半
導体モジュールであって、レンズ６はパッケージ壁面の
装着孔に固定され、ＬＤ４が搭載される台部８に、レン
ズ６とＬＤ４との位置合わせを行うためのガイド10を形
成した。
ュールの部品数を少なくし、発光素子とレンズとの位置
合わせを容易にする。 【解決手段】 パッケージにＬＤ４が内蔵され、ＬＤ４
と光ファイバ７をレンズ６を介して光学的に接続する半
導体モジュールであって、レンズ６はパッケージ壁面の
装着孔に固定され、ＬＤ４が搭載される台部８に、レン
ズ６とＬＤ４との位置合わせを行うためのガイド10を形
成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光素子と光ファ
イバをレンズを介して光学的に接続する半導体モジュー
ルに関するものである。特に、レンズと発光素子の位置
合わせが容易にできる半導体モジュールに関する。
イバをレンズを介して光学的に接続する半導体モジュー
ルに関するものである。特に、レンズと発光素子の位置
合わせが容易にできる半導体モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体モジュールとしては特開平
5-67844 号公報に記載されたものがある。このモジュー
ルはパッケージ内のベースに発光素子や第一のレンズな
どが搭載され、パッケージの一壁面に光取り出し窓を具
え、外部に第二のレンズや光ファイバが固定されてい
る。発光素子からの光は第一のレンズを通って光取り出
し窓を通過し、第二のレンズを介して光ファイバに効率
よく入射される。なお、光ファイバの端部はフェルール
に挿入され、このフェルールがスリーブの一端に挿入さ
れている。スリーブの他端からは第二のレンズが圧入さ
れて、この他端面が光取り出し窓に対応してパッケージ
外壁に固定されている。
5-67844 号公報に記載されたものがある。このモジュー
ルはパッケージ内のベースに発光素子や第一のレンズな
どが搭載され、パッケージの一壁面に光取り出し窓を具
え、外部に第二のレンズや光ファイバが固定されてい
る。発光素子からの光は第一のレンズを通って光取り出
し窓を通過し、第二のレンズを介して光ファイバに効率
よく入射される。なお、光ファイバの端部はフェルール
に挿入され、このフェルールがスリーブの一端に挿入さ
れている。スリーブの他端からは第二のレンズが圧入さ
れて、この他端面が光取り出し窓に対応してパッケージ
外壁に固定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、発光素子から
光ファイバに至る各部品の光軸精度は厳しく、上記のモ
ジュールではこれらの位置合わせ作業が煩雑である。特
に、各レンズとＬＤの位置合わせは実装時にＬＤを発光
させて行っている。また、第一のレンズのベースへの固
定、光ファイバのスリーブとパッケージとの固定、およ
び光ファイバのスリーブとフェルールとの固定にＹＡＧ
レーザ溶接を行っていた。また、部品も２つのレンズと
光取り出し窓など多くを必要としていた。従って、本発
明は発光素子とレンズとの位置合わせを容易にし、部品
数を低減できる半導体モジュールを提供することを目的
とする。
光ファイバに至る各部品の光軸精度は厳しく、上記のモ
ジュールではこれらの位置合わせ作業が煩雑である。特
に、各レンズとＬＤの位置合わせは実装時にＬＤを発光
させて行っている。また、第一のレンズのベースへの固
定、光ファイバのスリーブとパッケージとの固定、およ
び光ファイバのスリーブとフェルールとの固定にＹＡＧ
レーザ溶接を行っていた。また、部品も２つのレンズと
光取り出し窓など多くを必要としていた。従って、本発
明は発光素子とレンズとの位置合わせを容易にし、部品
数を低減できる半導体モジュールを提供することを目的
とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】その特徴は、パッケージ
に半導体発光素子が内蔵され、同素子と光ファイバをレ
ンズを介して光学的に接続する半導体ＬＤモジュールで
あって、前記レンズはパッケージ壁面の装着孔を貫通し
て固定され、前記発光素子が搭載される台部に、レンズ
と発光素子との位置合わせを行うためのガイドを形成し
たことにある。このガイドは、台部上に形成された少な
くとも１つの窪んだ点や少なくとも１本の線が好適であ
る。その他、発光素子が搭載される台部の端縁をガイド
としてもよい。また、パッケージ壁面のレンズ装着孔
は、レンズの軸方向の中間部を支持する支持孔と、パッ
ケージ内側におけるレンズの端部を保持する押さえ部と
を具えることが望ましい。その場合、端部押さえ孔より
も支持孔の径を大きくすればよい。
に半導体発光素子が内蔵され、同素子と光ファイバをレ
ンズを介して光学的に接続する半導体ＬＤモジュールで
あって、前記レンズはパッケージ壁面の装着孔を貫通し
て固定され、前記発光素子が搭載される台部に、レンズ
と発光素子との位置合わせを行うためのガイドを形成し
たことにある。このガイドは、台部上に形成された少な
くとも１つの窪んだ点や少なくとも１本の線が好適であ
る。その他、発光素子が搭載される台部の端縁をガイド
としてもよい。また、パッケージ壁面のレンズ装着孔
は、レンズの軸方向の中間部を支持する支持孔と、パッ
ケージ内側におけるレンズの端部を保持する押さえ部と
を具えることが望ましい。その場合、端部押さえ孔より
も支持孔の径を大きくすればよい。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、具体例に基づいて本発明を
説明する。図１は本発明モジュールを示すもので、
（Ａ）は蓋部を開けた状態の平面図、（Ｂ）は側面図で
ある。このモジュールは、底板１、側壁２および蓋部３
（Ｂ図参照）でパッケージが構成され、その内部にＬＤ
４（発光素子）やＰＤ５（受光素子）が実装されてい
る。また、パッケージの一側壁にはレンズ装着孔が形成
され、そこにレンズ６がはめ込まれて、パッケージ外部
のレンズ６に対向する位置に光ファイバ７が固定されて
いる。ＰＤ５は温度変化などに伴うＬＤ４の出力変化を
検知し、フィードバックによりＬＤ４の出力制御を行う
ものである。
説明する。図１は本発明モジュールを示すもので、
（Ａ）は蓋部を開けた状態の平面図、（Ｂ）は側面図で
ある。このモジュールは、底板１、側壁２および蓋部３
（Ｂ図参照）でパッケージが構成され、その内部にＬＤ
４（発光素子）やＰＤ５（受光素子）が実装されてい
る。また、パッケージの一側壁にはレンズ装着孔が形成
され、そこにレンズ６がはめ込まれて、パッケージ外部
のレンズ６に対向する位置に光ファイバ７が固定されて
いる。ＰＤ５は温度変化などに伴うＬＤ４の出力変化を
検知し、フィードバックによりＬＤ４の出力制御を行う
ものである。
【０００６】ここで、ＬＤ４は底板１と一体の台部８上
に配置されている。この個所の詳細を図２に示す。同図
はパッケージにおけるレンズ装着孔９の形成された側壁
２と底板１および台部８のみを示し、他の側壁やＬＤ４
は省略してある。台部８は頂部が切り欠かれた角錐状
で、レンズ装着孔９の前に位置している。台部８の上面
にＬＤを搭載し、装着孔９にレンズを固定したとき、丁
度ＬＤとレンズの光軸が一致するように台部の高さと装
着孔の位置を設計する。台部８と底板１は最初から一体
に作製しても、別個に作製して後に一体化してもどちら
でもよい。
に配置されている。この個所の詳細を図２に示す。同図
はパッケージにおけるレンズ装着孔９の形成された側壁
２と底板１および台部８のみを示し、他の側壁やＬＤ４
は省略してある。台部８は頂部が切り欠かれた角錐状
で、レンズ装着孔９の前に位置している。台部８の上面
にＬＤを搭載し、装着孔９にレンズを固定したとき、丁
度ＬＤとレンズの光軸が一致するように台部の高さと装
着孔の位置を設計する。台部８と底板１は最初から一体
に作製しても、別個に作製して後に一体化してもどちら
でもよい。
【０００７】この台部上面にＬＤを装着する際のガイド
10を形成した。ガイド10を形成する手段は特に限定され
ず、けがきやメタライズによるパターン形成などが挙げ
られる。本例では、台部上面にヒートシンク11（図１参
照）を介してＬＤ４を搭載するため、ガイド10はヒート
シンク11の幅に対応した線（溝）とした。線でなく点と
してもよい。ガイド10は突起状よりも窪んだ溝状とした
方がヒートシンク11が装着作業性がよい。さらに、ヒー
トシンク11の上面にも同様のガイドを形成した（図示せ
ず）。このガイドは丁度ＬＤ４の底面形状に対応した枠
状の線である。実装手順は、まずヒートシンク11上のガ
イドに位置合わせしてＬＤ４を実装し、このヒートシン
ク11を台部上面のガイド10に位置合わせして実装する。
この実装は半田付けで行えばよい。
10を形成した。ガイド10を形成する手段は特に限定され
ず、けがきやメタライズによるパターン形成などが挙げ
られる。本例では、台部上面にヒートシンク11（図１参
照）を介してＬＤ４を搭載するため、ガイド10はヒート
シンク11の幅に対応した線（溝）とした。線でなく点と
してもよい。ガイド10は突起状よりも窪んだ溝状とした
方がヒートシンク11が装着作業性がよい。さらに、ヒー
トシンク11の上面にも同様のガイドを形成した（図示せ
ず）。このガイドは丁度ＬＤ４の底面形状に対応した枠
状の線である。実装手順は、まずヒートシンク11上のガ
イドに位置合わせしてＬＤ４を実装し、このヒートシン
ク11を台部上面のガイド10に位置合わせして実装する。
この実装は半田付けで行えばよい。
【０００８】一方、レンズの装着孔９は図２に示すよう
な単なる貫通孔でもよいが、図３に示す構造とすること
が好ましい。図における右側がパッケージの外側に相当
し、左側がその内側に相当する。即ち、装着孔９をレン
ズ軸方向における中央部を支持する支持部9Aと、パッケ
ージ内側におけるレンズの端部を保持する押さえ部9Bと
で構成する。支持部9Aはパッケージ外側に開口する孔
で、押さえ部9Bはこれに連続してパッケージ内側に開口
する孔である。台部にＬＤを、装着孔９にレンズ６を装
着したとき、ＬＤとレンズ６の光軸が一致するように両
者が設計されているので、レンズ６は半田付けにより装
着孔９に固定される。このとき、支持部9Aの口径を押さ
え部9Bの口径よりも大きくすることで径の異なる２箇所
でレンズを保持でき、精度良くレンズを固定できる。こ
の例では押さえ部9Bの下方が台部８の一部となってい
る。なお、押さえ部9Bは図３のように円孔でなくてもよ
い。例えば、図３の押さえ部9Bの上部側を切り欠き、台
部８（下部）側だけにしてもよい。
な単なる貫通孔でもよいが、図３に示す構造とすること
が好ましい。図における右側がパッケージの外側に相当
し、左側がその内側に相当する。即ち、装着孔９をレン
ズ軸方向における中央部を支持する支持部9Aと、パッケ
ージ内側におけるレンズの端部を保持する押さえ部9Bと
で構成する。支持部9Aはパッケージ外側に開口する孔
で、押さえ部9Bはこれに連続してパッケージ内側に開口
する孔である。台部にＬＤを、装着孔９にレンズ６を装
着したとき、ＬＤとレンズ６の光軸が一致するように両
者が設計されているので、レンズ６は半田付けにより装
着孔９に固定される。このとき、支持部9Aの口径を押さ
え部9Bの口径よりも大きくすることで径の異なる２箇所
でレンズを保持でき、精度良くレンズを固定できる。こ
の例では押さえ部9Bの下方が台部８の一部となってい
る。なお、押さえ部9Bは図３のように円孔でなくてもよ
い。例えば、図３の押さえ部9Bの上部側を切り欠き、台
部８（下部）側だけにしてもよい。
【０００９】また、図４に示すように、支持部9Aと押さ
え部9Bとの間に空隙12を形成してもよい。半田付けによ
りレンズ６を装着する際、この空隙12に余分な半田が流
れ、半田付け時の応力を緩和するすることから精度よく
レンズ６を固定できる。モジュールをこのような構成と
することで、ＬＤとレンズとを容易に位置合わせするこ
とができる。即ち、ＬＤは顕微鏡で観察しながら実装で
きるので、位置合わせ用ガイドとレンズの装着位置関係
が明確になれば、ＬＤを発光させないでレンズとＬＤを
正確に位置合わせできる。このモジュールの光結合ロス
は１．５ｄＢであった。また、従来のモジュールでは第
一と第二の２つのレンズの他、光取り出し窓も使用して
いたが、本発明ではレンズを一つとし、光取り出し窓も
用いる必要がない。特に、従来モジュールで必要とされ
た第一のレンズとベースとのＹＡＧ溶接工程も省略で
き、コストダウンを図ることができる。
え部9Bとの間に空隙12を形成してもよい。半田付けによ
りレンズ６を装着する際、この空隙12に余分な半田が流
れ、半田付け時の応力を緩和するすることから精度よく
レンズ６を固定できる。モジュールをこのような構成と
することで、ＬＤとレンズとを容易に位置合わせするこ
とができる。即ち、ＬＤは顕微鏡で観察しながら実装で
きるので、位置合わせ用ガイドとレンズの装着位置関係
が明確になれば、ＬＤを発光させないでレンズとＬＤを
正確に位置合わせできる。このモジュールの光結合ロス
は１．５ｄＢであった。また、従来のモジュールでは第
一と第二の２つのレンズの他、光取り出し窓も使用して
いたが、本発明ではレンズを一つとし、光取り出し窓も
用いる必要がない。特に、従来モジュールで必要とされ
た第一のレンズとベースとのＹＡＧ溶接工程も省略で
き、コストダウンを図ることができる。
【００１０】なお、本例のモジュールにおける他の構成
は次の通りである（図１参照）。端子13の数は６本とし
た。２本はＬＤ用、他の２本はＰＤ用、残りの２本はド
ライバーＩＣや光変調器を内蔵するための予備である。
端子13とパッケージの間はガラス封止14されている。ま
た、ＬＤ等の実装部品はワイヤボンド15によりこれらの
端子13に接続されている。さらに、光ファイバ７はフェ
ルール16に挿入され、このフェルール16をシース17に挿
入して、パッケージにＹＡＧ溶接にて固定されている。
は次の通りである（図１参照）。端子13の数は６本とし
た。２本はＬＤ用、他の２本はＰＤ用、残りの２本はド
ライバーＩＣや光変調器を内蔵するための予備である。
端子13とパッケージの間はガラス封止14されている。ま
た、ＬＤ等の実装部品はワイヤボンド15によりこれらの
端子13に接続されている。さらに、光ファイバ７はフェ
ルール16に挿入され、このフェルール16をシース17に挿
入して、パッケージにＹＡＧ溶接にて固定されている。
【００１１】次に、セラミック上にメタライズした端子
を具えるモジュールの具体例を図５に示す。この構成で
はパッケージの組み立て時にセラミック板とレンズの位
置合わせを行えるので、セラミック板18上にＬＤ４のガ
イドを形成しておけばよい。この端子構造とすることで
ドライバーＩＣ19と端子13を接続するワイヤ20を短くす
ることができ、高周波特性がよくなる。同図の21は薄膜
抵抗である。
を具えるモジュールの具体例を図５に示す。この構成で
はパッケージの組み立て時にセラミック板とレンズの位
置合わせを行えるので、セラミック板18上にＬＤ４のガ
イドを形成しておけばよい。この端子構造とすることで
ドライバーＩＣ19と端子13を接続するワイヤ20を短くす
ることができ、高周波特性がよくなる。同図の21は薄膜
抵抗である。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によりレン
ズとパッケージが一体となったモジュールを得ることが
できる。また、従来はレンズを位置合わせしながら固定
するのにＬＤを発光させ、ＹＡＧ溶接を使用したが、本
発明ではこの工程を省略することによりコストダウンを
図ることができる。
ズとパッケージが一体となったモジュールを得ることが
できる。また、従来はレンズを位置合わせしながら固定
するのにＬＤを発光させ、ＹＡＧ溶接を使用したが、本
発明ではこの工程を省略することによりコストダウンを
図ることができる。
【図１】本発明モジュールを示すもので、（Ａ）は蓋部
を開けた平面図、（Ｂ）は側面図。
を開けた平面図、（Ｂ）は側面図。
【図２】ＬＤが装着されるパッケージ内の台部を示す斜
視図。
視図。
【図３】レンズ装着孔の構成を示す断面図。
【図４】図３とは異なる構成のレンズ装着孔を示す断面
図。
図。
【図５】セラミック板上にメタライズした端子を用いた
モジュールを示すもので、（Ａ）は外部を開けた平面
図、（Ｂ）はＬＤ周辺の拡大図。
モジュールを示すもので、（Ａ）は外部を開けた平面
図、（Ｂ）はＬＤ周辺の拡大図。
１ 底板 ２ 側壁 ３ 蓋部 ４ ＬＤ ５ ＰＤ
６ レンズ ７ 光ファイバ ８ 台部 ９ レンズ装着孔 9A支持
部 9B押さえ部 10 ガイド 11 ヒートシンク 12 空隙 13 端子
14 ガラス封止 15 ワイヤ 16 フェルール 17 シース 18 セラミ
ック板 19 ドライバーＩＣ 20 ワイヤ 21 薄膜抵抗
６ レンズ ７ 光ファイバ ８ 台部 ９ レンズ装着孔 9A支持
部 9B押さえ部 10 ガイド 11 ヒートシンク 12 空隙 13 端子
14 ガラス封止 15 ワイヤ 16 フェルール 17 シース 18 セラミ
ック板 19 ドライバーＩＣ 20 ワイヤ 21 薄膜抵抗
Claims (6)
- 【請求項１】 パッケージに発光素子が内蔵され、同素
子と光ファイバをレンズを介して光学的に接続する半導
体モジュールであって、 前記レンズはパッケージ壁面の装着孔に固定され、 前記発光素子が搭載される台部に、レンズと発光素子と
の位置合わせを行うためのガイドを形成したことを特徴
とする半導体モジュール。 - 【請求項２】 パッケージに発光素子が内蔵され、同素
子と光ファイバをレンズを介して光学的に接続する半導
体モジュールであって、 前記レンズはパッケージ壁面の装着孔を貫通して固定さ
れ、 前記発光素子が搭載される台部の端縁をレンズと発光素
子との位置合わせを行うためのガイドとしたことを特徴
とする半導体モジュール。 - 【請求項３】 パッケージ壁面のレンズ装着孔は、レン
ズの軸方向の中間部を支持する支持部と、パッケージ内
側におけるレンズの端部を保持する押さえ部とを具える
ことを特徴とする請求項１または２記載の半導体モジュ
ール。 - 【請求項４】 押さえ部の口径よりも支持部の口径を大
きくしたことを特徴とする請求項３記載の半導体モジュ
ール。 - 【請求項５】 ガイドは台部上に形成された少なくとも
１つの窪んだ点であることを特徴とする請求項１記載の
半導体モジュール。 - 【請求項６】 ガイドは台部上に形成された少なくとも
１本の窪んだ線であることを特徴とする請求項１記載の
半導体モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32399995A JPH09145967A (ja) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | 半導体モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32399995A JPH09145967A (ja) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | 半導体モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09145967A true JPH09145967A (ja) | 1997-06-06 |
Family
ID=18161001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32399995A Pending JPH09145967A (ja) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | 半導体モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09145967A (ja) |
-
1995
- 1995-11-17 JP JP32399995A patent/JPH09145967A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040107 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040121 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040318 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040405 |