JPH09223806A - 光半導体モジュール - Google Patents

光半導体モジュール

Info

Publication number
JPH09223806A
JPH09223806A JP8029769A JP2976996A JPH09223806A JP H09223806 A JPH09223806 A JP H09223806A JP 8029769 A JP8029769 A JP 8029769A JP 2976996 A JP2976996 A JP 2976996A JP H09223806 A JPH09223806 A JP H09223806A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
package
optical fiber
optical semiconductor
optical
metal pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP8029769A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2800760B2 (ja
Inventor
Kenji Yamauchi
賢治 山内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP8029769A priority Critical patent/JP2800760B2/ja
Publication of JPH09223806A publication Critical patent/JPH09223806A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2800760B2 publication Critical patent/JP2800760B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバを固定している接着剤やパッケー
ジ内部に配設された光半導体素子への影響を最小限に抑
え、且つ高い気密度を確保できる光半導体モジュールを
提供する。 【解決手段】 低融点ガラス12による気密封止を短尺
の光ファイバ9と金属パイプ10との間のみに使用し、
パッケージ4とキャップ8との気密封止には半田プリフ
ォーム7を使用する。光ファイバ9を固定している接着
剤やパッケージ4内部に配設された光半導体素子1への
影響を最小限に抑制した状態でパッケージ4の気密封止
を行うことができる。また、気密封止には、低融点ガラ
スと半田封止という高気密度封止に適した工法を採用し
たため、気密の信頼性が高くなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体モジュー
ル、特に半導体素子を内蔵した気密封止パッケージにお
いて半導体素子を光学的に結合させた光ファイバをパッ
ケージの外部に取り出すための気密封止構造を有する半
導体モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体モジュールにおける半導体
素子は、パッケージのキャビティ部に配設されたシリコ
ン基板に装着されているため、キャビティ部を気密封止
する必要がある。この気密封止は、パッケージにキャッ
プをかぶせることにより行われるが、フェルールに固定
された光ファイバ部を直接気密封止する構造になるた
め、この光ファイバ部を気密封止する方法が重要な問題
になっていた。
【0003】従来、気密封止の工法は、半田封止、ガラ
ス封止、樹脂封止、およびシーム封止があるが、光ファ
イバを直接気密封止することができる工法としては、半
田封止、ガラス封止、及び樹脂封止が用いられている。
【0004】図3には、従来の半導体モジュールの一例
(特願平6−109283)が示されている。この例の
半導体モジュールは、光半導体素子30、光半導体素子
30と光学的に結合される短尺光ファイバ31、短尺光
ファイバ31が収容されるフェルール33、フェルール
33の外径よりわずかに大きな内径を有し、フェルール
33に篏合されるスリーブ部34により構成されてい
る。
【0005】光半導体素子30は、シリコン基板32に
AuSnにより接合されている。一方、短尺光ファイバ
31の光半導体素子30と光結合する面と反対側の部分
は、あかじめフェルール33に収容され、接着剤により
固着されている。
【0006】また、短尺光ファイバ31は、その先端コ
ア部がフッ酸による化学エッチングにより凸面加工され
ており、予め化学エッチングにより設けられたシリコン
基板32のV溝上に配設され、半田または接着剤により
固着され、光半導体素子30と光学的に結合されてい
る。
【0007】フェルール33はスリーブ34に挿入さ
れ、スリーブ34はフェルール33よりわずかに大きい
内径を有し、半導体モジュール300のパッケージ35
に配設され、フェルール33の根元はパッケージ35に
固着されている。
【0008】この例の半導体モジュール300の組立方
法としては、まず光半導体素子30がAuSn半田によ
り接合されたシリコン基板32をパッケージ35のキャ
ビティ部40に配設する。次に、フェルール33に固定
させた短尺光ファイバ31をシリコン基板32のV溝上
に配設し、固定する。次に、パッケージ35にキャップ
をかぶせる。以上の方法により、光半導体素子30が配
設された半導体モジュール300のキャビティ部40の
気密封止が行われていた。
【0009】しかし、半田封止は、光ファイバが石英ガ
ラスであることから、直接半田をつけることができず、
半田封止を行うためには光ファイバに予め金属コート等
の処理を施す必要があった。しかしながら、この金属コ
ートには高いコストが必要であり、また、金属コートを
行うことで光ファイバの外径がばらつくという問題が発
生し、シリコン基板のV溝上に光ファイバを固定したと
きに光ファイバの中心位置がばらつくという欠点があっ
た。
【0010】また、光ファイバを直接気密封止する工法
の内、ガラス封止は、通常ガラス封止に使用する低融点
ガラスの融点が450℃以上と高いため、パッケージ全
体の気密封止に適用した場合、シリコン基板に光半導体
素子を配設する際に使用したAuSn半田が再溶融する
ことになり、光半導体素子の配設位置のずれが発生し、
また接合部の信頼性の低下を招くという問題が生じてい
た。
【0011】また、光ファイバを直接気密封止する工法
の内、樹脂封止では、光半導体素子が必要とする10-8at
m・cc/sec. オーダーの気密度を満足させることが困難
であり、且つ湿度に対する気密部の信頼性が低いという
問題があった。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の欠点
を解消し、光ファイバを固定している接着剤やパッケー
ジ内部に配設された光半導体素子への影響を最小限に抑
え、且つ高い気密度を実現することができる半導体モジ
ュールを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体モジュー
ルは、光半導体素子と、光半導体素子と光学的に結合さ
れる光ファイバと、光ファイバを固定するフェルール
と、光半導体素子と光ファイバを収納するパッケージと
を有し、光ファイバは光ファイバの外径より大きい内径
を有し光ファイバより短い金属パイプに挿通され、低融
点ガラスにより金属パイプに固定され、光ファイバを固
定した金属パイプはフェルールと接着固定され、光半導
体素子を実装した基板がパッケージのキャビティに配置
され、光ファイバはパッケージ内の所定の位置に固定さ
れ、金属パイプはパッケージ上端面とパッケージを封止
するキャップとにより半田付けされる。
【0014】本発明の半導体モジュールはまた、フェル
ールに光ファイバおよび金属パイプが挿通される開口部
が形成されている。
【0015】本発明の光半導体モジュールはまた、パッ
ケージとキャップとが、金属パイプが配設される部分の
切り欠きを有する形状に加工された半田プリフォームに
より半田付けされる。
【0016】本発明の光半導体モジュールはまた、パッ
ケージに金属パイプを配設させる部分の切り欠きが形成
されている。
【0017】本発明の光半導体モジュールはさらに、光
ファイバは、パッケージに形成されたキャビティ部内の
光半導体素子が装着された基板に固定される。
【0018】
【発明の実施の形態】図1には、本発明による光半導体
モジュールの一実施形態の斜視図が、また図2には同実
施形態の断面図が示されている。本実施例の光半導体モ
ジュールは、主に光半導体素子1、上部にV溝3が形成
されたシリコン基板2、パッケージ4、パッケージ4に
形成されたキャビティ部5、キャビティ部5を気密封止
するキャップ8、および光ファイバ9から構成されてい
る。
【0019】光半導体素子1は、シリコン基板2の所定
の位置に装着され、シリコン基板2はパッケージ4に形
成されたキャビティ部5に固着されている。また、シリ
コン基板2上部に形成されたV溝3には光ファイバ9が
固定され、光半導体素子1と光ファイバ9とが光学的に
結合されるように構成されている。また、パッケージ4
のキャビティ部5上部には、キャビティ部5を気密封止
させるためのキャップ8が取着されている。
【0020】ここで、本実施例の光半導体モジュールの
組み立て工程を説明する。まず、貫通穴が設けられた金
属パイプ10に光ファイバ9を通し、光ファイバ9を低
融点ガラス12により金属パイプ10に気密封止固定す
る。低融点ガラス12を加熱する際は、整列用冶具等に
金属パイプ10を立てておき、貫通穴に光ファイバ9を
貫通させた後、低融点ガラス12を光ファイバ9と金属
パイプ10の間に挿着させて冶具ごと加熱炉に入れて加
熱させる。
【0021】次に、フェルール11に光ファイバ9を接
着固定する。接着には例えばエポキシ系の接着剤を使用
するが、このエポキシ系接着剤は低融点ガラス12を溶
融する際の400℃〜450℃の熱には耐えられない。
そこで、低融点ガラス12による気密封止固定をした後
に、光ファイバ9をフェルール11に接着固定する。
【0022】なお、光ファイバ9には、通常、折損防止
のため保護被覆が施されているが、この保護被覆には耐
熱性がないため、短尺の光ファイバ素線を使用し、また
光ファイバコードとの接続を考慮してフェルール11に
接着固定する構造としている。フェルール11に光ファ
イバ9を接着固定した後、フェルール11の先端を光学
研磨する。
【0023】光半導体素子1が所定の位置に装着された
シリコン基板2は、パッケージ4に形成されたキャビテ
ィ部5の所定の位置に固着する。次に、シリコン基板2
に装着した光半導体素子1からの出射光が結合するよう
に光軸を一致させたV溝3に光ファイバ9を固定し、光
半導体素子1と光ファイバ9とを光学的に結合させる。
これにより、光学系が完成することになる。なお、パッ
ケージ4には、フェルール11を固定するための溝6が
設けられており、溝6の深さはフェルール11の半径以
下の所定の深さに形成されている。
【0024】パッケージ4に形成されたキャビティ部5
の壁面上部には、気密封止用の半田プリフォーム7を配
設する。半田プリフォーム7には、金属パイプ10を貫
通させるための切欠きを設けておいてもよい。また、半
田封止が可能なようにパッケージ4の上面はメタライズ
しておく。同様にキャップ8もメタライズしたものを使
用する。キャップ8をパッケージ4上部に配設した半田
プリフォーム7に装着し、加熱する。加熱温度は、半田
プリフォーム7の溶解温度よりも若干高く設定し、完全
に半田プリフォーム7が溶解することによりパッケージ
4、金属パイプ10、およびキャップ8の半田封止を行
う。
【0025】
【発明の効果】以上の説明より明かなように、本発明の
光半導体モジュールによれば、低融点ガラスによる気密
封止を短尺の光ファイバと金属パイプとの間にのみ使用
し、その他の気密封止は半田封止を採用したため、光フ
ァイバを固定している接着剤やパッケージ内部の光半導
体素子等への熱による影響を最小限に抑制した状態でパ
ッケージの気密封止を行うことが可能になる。
【0026】また、気密封止を行う際、低融点ガラスと
半田封止という高気密度封止に適した工法を採用してい
るため、気密の信頼性が高くなる。
【0027】さらに、光ファイバを低融点ガラスを使用
して金属パイプに固定する際、整列用冶具等の型に金属
パイプを立て、金属パイプの貫通穴に光ファイバを挿着
させた後、低融点ガラスを金属パイプと光ファイバとの
間に注入し、冶具ごと加熱炉に入れて加熱させることが
できるため、多量の光ファイバをバッチ処理させること
ができ、量産が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光半導体モジュールの構成例を示す斜
視図である。
【図2】図1に示す光半導体モジュールの断面図であ
る。
【図3】従来の光半導体モジュールの構成例を示す断面
図である。
【符号の説明】
1、30 光半導体素子 2、32 シリコン基板 3 V溝 4、35 パッケージ 5、40 キャビティ部 7 半田プリフォーム 8 キャップ 9、31 光ファイバ 10 金属パイプ 11、33 フェルール 12 低融点ガラス

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光半導体素子と、 該光半導体素子と光学的に結合される光ファイバと、 該光ファイバを固定するフェルールと、 前記光半導体素子と前記光ファイバを収納するパッケー
    ジとを有し、 前記光ファイバは該光ファイバの外径より大きい内径を
    有し前記光ファイバより短い金属パイプに挿通され、低
    融点ガラスにより前記金属パイプに固定され、前記光フ
    ァイバを固定した前記金属パイプは前記フェルールと接
    着固定され、前記光半導体素子を実装した基板が前記パ
    ッケージのキャビティに配置され、前記光ファイバは前
    記パッケージ内の所定の位置に固定され、前記金属パイ
    プは前記パッケージ上端面と該パッケージを封止するキ
    ャップが半田付けされることにより気密封止されるよう
    に構成されていることを特徴とする光半導体モジュー
    ル。
  2. 【請求項2】 前記フェルールには、前記光ファイバお
    よび前記金属パイプが挿通される開口部が形成されてい
    ることを特徴とする請求項1記載の光半導体モジュー
    ル。
  3. 【請求項3】 前記パッケージと前記キャップとは、前
    記金属パイプが配設される部分の切り欠きを有する形状
    に加工された半田プリフォームにより半田付けされるこ
    とを特徴とする請求項1または2記載の光半導体モジュ
    ール。
  4. 【請求項4】 前記パッケージには前記金属パイプを配
    設される部分の切り欠きが形成されていることを特徴と
    する請求項1から3のいずれか1項に記載の光半導体モ
    ジュール。
  5. 【請求項5】 前記光ファイバは、前記パッケージに形
    成されたキャビティ部内の前記光半導体素子が装着され
    た基板に固定されることを特徴とする請求項1から4の
    いずれか1項に記載の光半導体モジュール。
JP8029769A 1996-02-16 1996-02-16 光半導体モジュール Expired - Lifetime JP2800760B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8029769A JP2800760B2 (ja) 1996-02-16 1996-02-16 光半導体モジュール

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8029769A JP2800760B2 (ja) 1996-02-16 1996-02-16 光半導体モジュール

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09223806A true JPH09223806A (ja) 1997-08-26
JP2800760B2 JP2800760B2 (ja) 1998-09-21

Family

ID=12285256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8029769A Expired - Lifetime JP2800760B2 (ja) 1996-02-16 1996-02-16 光半導体モジュール

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2800760B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001004876A (ja) * 1999-06-24 2001-01-12 Nec Corp フェルール固定構造
US6477302B2 (en) 2000-01-12 2002-11-05 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Microbench and producing method therefor, and optical semiconductor module using same
RU2510103C2 (ru) * 2009-07-30 2014-03-20 Нитиа Корпорейшн Светоизлучающее устройство и способ его изготовления

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5472185B2 (ja) 2011-03-31 2014-04-16 住友大阪セメント株式会社 光デバイスの封止構造、及び光デバイスの製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001004876A (ja) * 1999-06-24 2001-01-12 Nec Corp フェルール固定構造
US6477302B2 (en) 2000-01-12 2002-11-05 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Microbench and producing method therefor, and optical semiconductor module using same
RU2510103C2 (ru) * 2009-07-30 2014-03-20 Нитиа Корпорейшн Светоизлучающее устройство и способ его изготовления

Also Published As

Publication number Publication date
JP2800760B2 (ja) 1998-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4708429A (en) Optical fiber assembly and optically coupled device package including same
JP2614018B2 (ja) 光ファイバ導入部の気密封止構造と気密封止方法
JPH0452635B2 (ja)
JPS6123379A (ja) 光電子装置
JP2616668B2 (ja) 光ファイバ導入部の気密封止構造
JPH08122588A (ja) 半導体受光モジュール装置及びその受光モジュール内 部素子の製造方法
JP2800760B2 (ja) 光半導体モジュール
JPH0792335A (ja) 光ファイバの気密封止部構造
JP3311437B2 (ja) 光ファイバアレイ端子
JP2664457B2 (ja) 位置決め装置及びそれから形成した気密パッケージ
US6621949B2 (en) Fiber optic switch package and a method of assembling a fiber optic switch package having an inverted ring structure
JPS61289309A (ja) 光半導体モジユ−ルの製造法
JP3847178B2 (ja) 光ファイバの気密封止構造とこれを用いた光ファイバアレイ
JPH07191238A (ja) 光半導体素子モジュールの気密封止構造
JP3207020B2 (ja) 光パッケージ
JP4090915B2 (ja) ファイバコリメータ、光部品、光部品の製造方法
JP2005017743A (ja) 光ファイバ導入部のパッケージ構造
JPH04128812A (ja) 光半導体モジュールの組立方法
JPS62206505A (ja) 柱状ガラスの光射出窓を有する発光素子
JP2581207B2 (ja) 光ファイバ導入部の気密構造
JPS5916435A (ja) 光送信モジユ−ル
JPS62130582A (ja) 半導体レ−ザモジユ−ル
JP2005010477A (ja) 光レセプタクル
JPH09265026A (ja) 光結合器および光結合器の製造方法
JP2001066471A (ja) 光モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19980609

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070710

Year of fee payment: 9

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080710

Year of fee payment: 10

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090710

Year of fee payment: 11

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100710

Year of fee payment: 12