JPH10148734A

JPH10148734A - 光素子モジュール

Info

Publication number: JPH10148734A
Application number: JP30773796A
Authority: JP
Inventors: Toshitaka Aoyanagi; 利隆青柳; Minoru Kono; 実河野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-11-19
Filing date: 1996-11-19
Publication date: 1998-06-02

Abstract

(57)【要約】【課題】組み立て精度の向上により低コスト化を図る
ことができる光素子モジュールを提供する。【解決手段】その一方の開口から挿入される光ファイバ
７をその断面方向に対して位置決めし、かつその他方の
開口から、該挿入される光ファイバ７の先端に光が入出
射することが可能な光ファイバ固定孔９を有するチップ
キャリア２と、チップキャリア２の上記光ファイバ固定
孔９の他方の開口部に、その受光面，又は発光面を取り
付けられた面入射型，又は面発光型の光デバイス３とを
備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光素子モジュール
に関し、特に、光ファイバ通信における光加入者系等に
用いられ、組み立て精度の向上により低コスト化を図る
ことのできるものに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来の光加入者系の受信用受光
素子モジュールの構造を示す断面図であり、図におい
て、１はリードフレームであり、該リードフレーム１上
にチップキャリア２が設置され、該チップキャリア２の
前面に、受光部４を有する受光素子３が、その受光面５
を前方に向けて取り付けられている。また、チップキャ
リア２の前方には、その上面にＶ溝６ａを有するＶ溝付
Ｓｉ基板６が設置され、該Ｖ溝６ａ内に光ファイバ７が
固定されている。

【０００３】このように構成された受信用受光素子モジ
ュールでは、光ファイバ７の先端から出射された光を受
光素子３の受光部４で受光する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の受信用受光素子モジュールでは、光ファイバ７を保
持するＶ溝付Ｓｉ基板６は、ウエハ状態で研磨された
後、個々の基板に切断されるため、研磨の精度によって
その厚みが決まる。この研磨の精度は、通常、±１０μ
ｍ程度であり、必然的に、リードフレーム１の上面から
Ｖ溝付きＳｉ基板６のＶ溝６ａ内に保持される光ファイ
バ７の光軸７ａまでの高さも±１０μｍの精度しか得ら
れない。従って、加工精度の良いチップキャリア２上に
精度良く受光素子３を取り付けても、受光素子３の受光
部４の光軸３ａは、光ファイバ７の光軸７ａに対し、最
悪１０μｍ程度のずれ８を生じるおそれがある。

【０００５】一方、受信用受光素子モジュールの受信感
度を良くするという要請から受光素子３は０．２ｐＦ以
下程度の低容量であることが要求されるが、これを実現
するためには受光部４の直径は約２０μｍφ以下でなけ
ればならない。従って、図示するように、光ファイバ７
の光軸７ａが受光部４の縁部分にかろうじて交わる程度
にずれるという可能性があり、かかる場合には、光ファ
イバ７から出射される光は半分も受光部４に入射しない
ため、感度低下を招き、良好なモジュール特性が得られ
ない。

【０００６】このため、上記従来の受信用受光素子モジ
ュールでは、低価格化の要求が厳しいにもかかわらず、
上記のように組み立て精度が良くないため感度面での歩
留まりが上がらず、低コスト化が不可能であるという問
題があった。

【０００７】ところで、このような光デバイスと光ファ
イバとの光学的結合を高効率化できるものとして、基板
面にレーザ光出射穴を有する半導体レーザの該出射穴に
光ファイバを挿入するようにした半導体レーザが、特開
平２−２９７９８９号公報に開示されている。しかしな
がら、この半導体レーザでは、レーザチップに開けた穴
に光ファイバを挿入するため、チップに不要なストレス
が加わり、また、光ファイバをチップに挿入する際にチ
ップを破損することがあるという問題がある。

【０００８】本発明は、かかる問題点を解決するために
なされたもので、光デバイスに不要なストレスが加わっ
たり光デバイスを破損したりすることなく、組み立て精
度の向上により低コスト化を図ることができる光素子モ
ジュールを提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光素子モジ
ュールは、その一方の開口から挿入される光ファイバを
その断面方向に対して位置決めし、かつその他方の開口
から該挿入される光ファイバの先端に光が入出射するこ
とが可能な光ファイバ固定孔を有するチップキャリア
と、該チップキャリアの上記光ファイバ固定孔の他方の
開口部に、その受光面，又は発光面を取り付けられた面
入射型，又は面発光型の光デバイスとを備えたものであ
る。

【００１０】また、本発明に係る光素子モジュールは、
上記光デバイスが、受光素子であるようにしたのもであ
る。

【００１１】また、本発明に係る光素子モジュールは、
上記光デバイスが、発光素子であるようにしたものであ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は、本発明の実施の形態１による光
素子モジュールの構造を示す断面図であり、図におい
て、１はリードフレームであり、該リードフレーム１上
に、その前面２ａ，及び後面２ｂが平面に形成されたチ
ップキャリア２が設置されている。チップキャリア２に
は、前面２ａにその大径側が開口し、後面２ｂにその小
径側が開口し、かつその中心軸が後面２ｂに垂直である
円錐形状を有する光ファイバ固定孔９が形成され、該チ
ップキャリア２の、光ファイバ固定孔９の小径側の開口
部に、その受光部４に近い方の面を受光面５とする面入
射型の受光素子３が、該受光面５を前方に向け、かつ受
光部４の中心が光ファイバ固定孔９の中心に位置するよ
うにして、取り付けられ、さらに、チップキャリア２の
光ファイバ固定孔９には、大径側の開口から光ファイバ
７が、チップキャリア２の後面２ｂに垂直な状態で挿入
され、該光ファイバ７の周囲に充填された固定用の樹脂
（図示せず）で固定されている。

【００１３】ここで、光ファイバ固定孔９の小径側の開
口の径は、挿入する光ファイバ７が小径側の開口へ抜け
てしまわないよう、光ファイバ７の外径より小さく、か
つ光ファイバ７の先端から出射される光の通過を邪魔し
ないよう、光ファイバ７のコア径より大きい値に設定さ
れている。

【００１４】従って、光ファイバ固定孔９に挿入された
光ファイバ７は、その先端が小径側の開口近くで該光フ
ァイバ固定孔９の壁面に当接し、該当接した位置で固定
されている。

【００１５】次に、このように構成された光素子モジュ
ールの製造方法を図２を用いて説明する。図２は、図１
の光素子モジュールの製造方法を示す工程別断面図であ
って、図２(a) はチップキャリアに受光素子を取り付け
た状態を示す図、図２(b) はチップキャリアをリードフ
レーム上に設置した状態を示す図、図２(c) はチップキ
ャリアに光ファイバを固定した状態を示す図である。光
素子モジュールを製造するには、まず、図２(a) に示す
ように、受光素子３を、チップキャリア２の光ファイバ
固定孔９の小径側の開口部に、該開口部に受光面５を向
け、かつ受光部４の中心を光ファイバ固定孔９の中心に
一致させるようにして固定する。

【００１６】次いで、図２(b) に示すように、受光素子
３を固定したチップキャリア２をリードフレーム１の上
面に固定する。

【００１７】次いで、図２(c) に示すように、チップキ
ャリア２の光ファイバ固定孔９に、大径側の開口から光
ファイバ７を、チップキャリア２の後面２ｂに垂直な状
態で挿入する。すると、挿入した光ファイバ７は、その
先端が光ファイバ固定孔９の小径側の開口近くで光ファ
イバ固定孔９の壁面に当接して、その光軸７ａが光ファ
イバ固定孔９の中心軸に一致する位置まで移動し、一致
するとその位置で光ファイバ固定孔９の断面方向及び軸
方向に対して位置決めされる。

【００１８】次いで、光ファイバ７の周囲に固定用の樹
脂（図示せず）を充填して硬化させ、光ファイバ７を固
定する。

【００１９】このようにして製造された光素子モジュー
ルでは、挿入された光ファイバ７の光軸７ａは自動的に
光ファイバ固定孔９の中心軸に一致し、一方、受光素子
３の光軸３ａも、該受光素子３の受光部４の中心を光フ
ァイバ固定孔９の中心に一致させるようにしているた
め、光ファイバ固定孔９の中心軸に一致する。従って、
光ファイバ７の光軸７ａと受光素子３の光軸３ａとは自
動的に整合することとなり、その整合精度は、チップキ
ャリア２への受光素子３の取付け精度により決まる。こ
れに対し、この取付け精度は、現在のアセンブリ技術を
用いても、±２μｍ以下に抑えることができるため、上
記整合精度は、Ｖ溝付きＳｉ基板に光ファイバを固定す
る従来例の精度：±１０μｍと比較して格段に向上す
る。その結果、この組み立て精度の向上により光素子モ
ジュールの感度面での歩留まりが向上し、光素子モジュ
ールの低コスト化を実現することができる。

【００２０】なお、上記の説明では光ファイバ固定孔９
を円錐形状としたが、光ファイバ固定孔９は、これに限
定されるものではなく、その一方の開口から挿入した光
ファイバ７をその断面方向に対して位置決めでき、かつ
その他方の開口から、該挿入した光ファイバ７の先端か
らの光が出射し，又は該先端への光が入射することがで
きる形状のものであればよい。例えば、光ファイバ固定
孔の形状を、光ファイバがほぼ嵌合する径を有する大径
部と光ファイバのコア径よりやや大きい径を有する小径
部とからなる段付き円柱形状とし、この光ファイバ固定
孔に挿入した光ファイバを樹脂で固定するようにしても
よく、また、光ファイバ固定孔の形状を、光ファイバの
外径よりやや小さい径を有する円柱形状とし、この光フ
ァイバ固定孔に光ファイバを圧入して固定するようにし
てもよい。

【００２１】以上のように、本実施の形態１において
は、チップキャリア２に、光ファイバ７を挿入して固定
するための光ファイバ固定孔９を設け、この光ファイバ
固定孔９の、光が出射する開口部に、面入射型受光素子
３を取り付けるようにしたので、光ファイバ７の光軸７
ａと受光素子３の光軸３ａとの整合精度が、チップキャ
リア２への受光素子３の取付け精度で決まることとな
り、上記整合精度が、Ｖ溝付きＳｉ基板の研磨精度で決
まる従来例に比べて格段に向上し、その結果、光素子モ
ジュールの感度面での歩留まりが向上し、光素子モジュ
ールの低コスト化を実現することができる。また、光フ
ァイバ固定孔９をチップキャリア２に設けるため、光フ
ァイバ固定孔を光デバイスチップに設ける従来例とは異
なり、受光素子３に不要なストレスが加わることはな
く、また、光ファイバ７の挿入時に受光素子３を破損す
るようなことはない。

【００２２】実施の形態２．図３は本発明の実施の形態
２による光素子モジュールの構造を示す断面図であり、
図において、図１と同一符号は同一又は相当する部分を
示しており、本実施の形態２は、チップキャリア２に、
その受光部４から遠い方の面を受光面とする面入射型の
受光素子３が取り付けられている点が実施の形態１と異
なっているものである。

【００２３】このような構成としても、実施の形態１と
同様の効果が得られる。

【００２４】実施の形態３．図４は本発明の実施の形態
３による光素子モジュールの構造を示す断面図であり、
図において、図１と同一符号は同一又は相当する部分を
示しており、１３は発光素子、１４は発光素子１３の発
光部、１５は発光素子１３の発光面である。本実施の形
態３は、チップキャリア２に、面発光型の発光素子１３
が取り付けられている点が実施の形態１と異なっている
ものである。

【００２５】このように構成された光素子モジュールで
は、発光素子３から出射した光が、チップキャリア２の
光ファイバ固定孔９に固定された光ファイバ７の先端に
入射する。

【００２６】このように、チップキャリア２に取り付け
る光デバイスを発光素子１３で構成しても、実施の形態
１と同様の効果が得られる。すなわち、上記のように構
成することにより、発光素子１３に不要なストレスが加
わったり発光素子１３を破損したりすることなく、光フ
ァイバ７の光軸７ａと発光素子１３の光軸１３ａとの整
合精度が向上し、低コスト化を図ることができる光素子
モジュールを提供することができる。

【００２７】なお、上記の説明では、その発光部１４に
近い方の面を発光面１５とする発光素子１３を用いる場
合を説明したが、その発光部１４に遠い方の面を発光面
とする発光素子を用いても同様の効果が得られるのは言
うまでもない。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明の光素子モジュー
ルによれば、チップキャリアに、光ファイバを挿入して
固定するための光ファイバ固定孔を設け、この光ファイ
バ固定孔の、光が入出射する開口部に、面入射型，又は
面発光型の光デバイスを取り付けるようにしたので、光
ファイバの光軸と光デバイスの光軸との整合精度がチッ
プキャリアへの光デバイスの取り付け精度で決まること
となり、上記整合精度が、Ｖ溝付きＳｉ基板の研磨精度
で決まる従来例に比べて格段に向上し、その結果、光素
子モジュールの感度面での歩留まりが向上し、光素子モ
ジュールの低コスト化を実現することができる。また、
光ファイバ固定孔をチップキャリアに設けるため、光フ
ァイバ固定孔を光デバイスチップに設ける従来例とは異
なり、光デバイスに不要なストレスが加わることはな
く、また、光ファイバの挿入時に光デバイスを破損する
ようなことはない。

【００２９】また、本発明の素子モジュールによれば、
上記光デバイスが受光素子であるようにしたので、受光
素子に不要なストレスが加わったり受光素子を破損した
りすることなく、光ファイバの光軸と受光素子の光軸と
の整合精度が向上し、低コスト化を図ることができる光
素子モジュールを提供することができる。

【００３０】また、本発明の素子モジュールによれば、
上記光デバイスが発光素子であるようにしたので、発光
素子に不要なストレスが加わったり発光素子を破損した
りすることなく、光ファイバの光軸と発光素子の光軸と
の整合精度が向上し、低コスト化を図ることができる光
素子モジュールを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による光素子モジュー
ルの構成を示す断面図である。

【図２】図１の光素子モジュールの製造方法を示す工
程別断面図であって、チップキャリアに受光素子を取り
付けた状態を示す図（図２(a) ）、チップキャリアをリ
ードフレーム上に設置した状態を示す図（図２(b) ）、
及びチップキャリアに光ファイバを固定した状態を示す
図（図２(c) ）である。

【図３】本発明の実施の形態２による光素子モジュー
ルの構成を示す断面図である。

【図４】本発明の実施の形態３による光素子モジュー
ルの構成を示す断面図である。

【図５】従来の受信用受光素子モジュールの構成を示
す断面図である。

【符号の説明】

１リードフレーム、２チップキャリア、２ａ前
面、２ｂ後面、３受光素子、３ａ受光素子の光
軸、４受光部、５受光面、６Ｖ溝付きＳｉ基板、
６ａＶ溝、７光ファイバ、７ａ光ファイバの光
軸、８光軸のずれ、９光ファイバ固定孔、１３発
光素子、１３ａ発光素子の光軸、１４発光部、１５
発光面。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】その一方の開口から挿入される光ファイ
バをその断面方向に対して位置決めし、かつその他方の
開口から該挿入される光ファイバの先端に光が入出射す
ることが可能な光ファイバ固定孔を有するチップキャリ
アと、該チップキャリアの上記光ファイバ固定孔の他方の開口
部に、その受光面，又は発光面を取り付けられた面入射
型，又は面発光型の光デバイスとを備えたことを特徴と
する光素子モジュール。
【請求項２】請求項１に記載の光素子モジュールにお
いて、上記光デバイスは、受光素子であることを特徴とする光
素子モジュール。
【請求項３】請求項１に記載の光素子モジュールにお
いて、上記光デバイスは、発光素子であることを特徴とする光
素子モジュール。