JPH11154772A - 半導体モジュール装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光及び受光の機能又は受光のみの機能を持
つ半導体モジュール装置において、気密性の確保を容易
にし、小型化と構成の簡易化を可能にする。 【解決手段】 開示される半導体モジュール装置は、シ
リコン基板４上に発光素子１と発光素子１からのモニタ
光を検出する側面入射型受光素子２とを配置すると共
に、シリコン基板４上に設けられたＶ溝１１に光ファイ
バ芯線３を収容することによって、発光素子１と光ファ
イバ芯線３を結合するが、この際、発光素子１と側面入
射型受光素子２及び光ファイバ芯線３の一部が封止キャ
ップ５によってシリコン基板４上に気密封止されるよう
に構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光通信及び光計
測の分野で用いて好適な半導体モジュール装置及びその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信及び光計測の分野では、一般に、
光ファイバを介して、変調光によってデータを伝送する
方式がとられる。この場合の変調光の光源装置として
は、半導体レーザからなる発光素子の一方の側面の活性
層からの発生光（前方光）を光ファイバに結合して伝送
すると共に、前方光の強度と一定の関係がある、発光素
子の他方の側面の活性層からの発生光（後方光）の強度
を受光素子を介してモニタし、検出電流を発光素子の駆
動電源に帰還して、発光素子に対する駆動電流値を制御
することによって、発光素子の発生光の強度を一定に保
つようにした半導体モジュール装置が多く用いられてい
る。

【０００３】以下、従来の半導体モジュール装置につい
て説明する。図７乃至図９は、それぞれ従来の半導体モ
ジュール装置の構成を示す断面図である。まず、図７
は、特開昭６２−１３９３７５号公報（以下、第１の公
報という）に記載の半導体モジュール装置の構成を示
し、この半導体モジュール装置では、レーザダイオード
（以下、ＬＤという）である発光素子１と、その光軸上
に設けられた発光素子１の光を収束する第１レンズ３６
と、フォトダイオード（以下、ＰＤという）である面入
射型受光素子２Ａとが、小型の気密パッケージ３５内に
マウントされている。パッケージ３５に設けられた、発
光素子１の光軸に一致した貫通穴には、円柱レンズから
なる第２レンズ３７が気密封止固定されていると共に、
その焦点位置に光ファイバ３８の先端が固定されてい
る。気密パッケージ３５は、封止キャップ３９によって
気密封止されると共に、冷却素子４０を介して、ケース
７に固定されている。さらに、ケース７は、封止キャッ
プ１０によって蓋をされている。上記第１の公報に記載
の従来例では、発光素子１と受光素子２Ａとを収容する
パッケージ３５内の気密は、封止キャップ３９とパッケ
ージ３５間、円柱レンズ３７とパッケージ３５間の各部
で保たれており、したがって、光ファイバ３８は、パッ
ケージ３５による気密封止領域より外側に配置されてい
るので、気密性の確保が容易である。

【０００４】次に、図８は、特開平９−２７６３４号公
報（以下、第２の公報という）に記載の半導体モジュー
ル装置の構成を示し、この半導体モジュール装置では、
発光素子（ＬＤ）１と、側面入射型受光素子（ＰＤ）２
とが、マウント材４１の同一平面上にマウントされてい
る。また、マウント材４１と、発光素子１の光を収束す
る第１レンズ４２とは、金属基板４３の同一平面上に固
定されている。さらに、金属基板４３は、冷却素子４０
を介して、ケース７に固定されている。ケース７の側面
の第１レンズ４２の光軸に対応する位置に、第１レンズ
４２と光学結合する第２レンズ４４と、第２レンズ４４
と光学結合する光ファイバ３８とが、気密性のファイバ
ホルダ４５によって固定されている。ケース７は、封止
キャップ１０によって気密封止される。上記第２の公報
に記載の従来例では、発光素子１、受光素子２及び光フ
ァイバ３８を収容するケース７内の気密は、封止キャッ
プ１０とケース７間、ケース７とファイバホルダ４５間
の各部で保たれており、したがって、ファイバホルダ４
５は、光軸調整に無関係にケース７に固定されているの
で、気密性の確保が容易である。

【０００５】図９は、従来におけるさらに別の半導体モ
ジュール装置の構成を示し、この半導体モジュール装置
では、発光素子と光ファイバとを、レンズを介して光学
結合させる代わりに、同図に示すように、発光素子１と
光ファイバとを、シリコン基板４の同一平面上に、光学
的な位置合わせ操作を行なわずに機械的に位置決めする
ことによって、発光素子１と光ファイバ等が、自動的に
所要の結合状態で配置される構造となっている点で、上
述の第１及び第２の公報記載の技術とは相違している。
すなわち、同図に示すように、シリコン基板４には、そ
の平面部上に、発光素子（ＬＤ）１と、側面入射型受光
素子（ＰＤ）２とがマウントされていると共に、異方性
エッチングによってシリコン表面に形成したＶ溝１１内
に、先端がテーパ加工されて、さらに、その先端が先球
加工された光ファイバ芯線３が配置されている。シリコ
ン基板４は、ケース７内に固定されている。ケース７
は、封止キャップ１０によって気密封止される。またフ
ァイバ被覆８の部分は、ファイバホルダ４５を介してケ
ース７の側面に気密封止固定されている。発光素子１の
光は、先球加工によって光ファイバ芯線３と効率よく光
学結合される。また発光素子２の活性層と側面入射型受
光素子２の受光層の高さを合わせることによって、効率
よくモニタ光を検出できるようになっている。このよう
な構造を持つ半導体モジュール装置では、光ファイバか
らの出力光による結合状態の確認を行なうことなく、フ
ァイバアセンブリを行なうことができるため、組立工程
を簡略化することが可能となる。また、レンズ等の部品
点数も極端に減らすことができるため、装置の小型化、
低価格化を実現することができる。この従来例では、ケ
ース７内の気密は、封止キャップ１０とケース７間、ケ
ース７とファイバホルダ４５間、及びファイバホルダ４
５とファイバ被覆８間の各部で保たれている（図９）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
１の公報記載の従来装置（図７）では、発光素子と受光
素子とが同一平面上に配置されていないため、面入射型
受光素子を使用しなければならないと共に、発光素子と
光ファイバとをレンズを介して光学結合させているの
で、半導体モジュール装置の小型化，構造の簡易化が難
しい、という欠点があった。

【０００７】また、上記第２の公報記載の従来装置（図
８）では、発光素子と光ファイバとを、レンズを介して
光学結合させていると共に光ファイバが気密封止領域よ
り外部にあるため、構成部品数が多くなると共に光軸調
整が難しく、したがって、半導体モジュール装置の小型
化，構造の簡易化には不向きである、という欠点があっ
た。

【０００８】また、図９に示す従来装置では、発光素子
と光ファイバとを、レンズを介して光学結合させる代わ
りに、発光素子及び受光素子を基板面上に配置し、光フ
ァイバを基板面に設けられたＶ溝内に配置することによ
って、発光素子と光ファイバとが機械的に位置決めされ
て、自動的に所要の結合状態に配置されるようにしてい
るが、発光素子と受光素子とを収容したケースの側面を
貫通して設けたファイバホルダによって光ファイバの被
覆部を固定するようにしているため、ファイバ芯線の位
置決めを行なった後に、ケースとファイバホルダ間及び
ファイバホルダとファイバ被覆部間の気密加工を行なう
場合は、ケースとファイバホルダ間及びファイバホルダ
とファイバ被覆部間の位置合わせが不完全なために、気
密性が悪くなることがあり、又はケースとファイバホル
ダ間及びファイバホルダとファイバ被覆部間の気密加工
を行なってから、ファイバ芯線の位置決めを行なう場合
は、ファイバ芯線の位置が固定されているので、発光素
子とファイバ芯線との光学結合に支障を来すことがあ
る。このため、ケース内の気密性と、Ｖ溝を介する発光
素子とファイバ芯線との位置合わせ精度の確保とを両立
させることが難しい、という欠点があった。

【０００９】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
ものであって、装置小型化、構造簡易化を実現でき、か
つ、パッケージ内の気密性を犠牲にすることなく、発光
素子と光ファイバとの位置合わせ精度を確保できる半導
体モジュール装置及びその製造方法を提供することを目
的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明に係る半導体モジュール装置
は、基板上に発光素子と該発光素子からのモニタ光を検
出する受光素子とを配置すると共に、該基板上に設けら
れた傾斜側面を持つ溝部に光ファイバを収容することに
よって、前記発光素子と光ファイバとを結合する半導体
モジュール装置において、前記発光素子と受光素子及び
光ファイバの一部が封止部材によって前記基板上に気密
封止されていることを特徴としている。

【００１１】また、請求項２記載の発明に係る半導体モ
ジュール装置は、基板上に発光素子と該発光素子からの
モニタ光を検出する受光素子とを配置すると共に、該基
板上に設けられた光導波路を介して前記発光素子と光フ
ァイバとを結合する半導体モジュール装置において、前
記発光素子と受光素子及び光導波路の一部が封止部材に
よって前記基板上に気密封止されていることを特徴とし
ている。

【００１２】また、請求項３記載の発明は、請求項１又
は２記載の発明に係る半導体モジュール装置であって、
前記基板が前記発光素子と受光素子の各端子を外部接続
するリードフレーム上に載置されていることを特徴とし
ている。

【００１３】また、請求項４記載の発明は、請求項１，
２又は３記載の発明に係る半導体モジュール装置であっ
て、前記受光素子が側面入射型受光素子であることを特
徴としている。

【００１４】また、請求項５記載の発明に係る半導体モ
ジュール装置は、基板上に一又は複数の受光素子を含む
受光素子アレイを配置すると共に、該基板上に前記受光
素子と同数個設けられた傾斜側面を持つ溝部にそれぞれ
光ファイバを収容することによって、該各受光素子と対
応する光ファイバとを結合する半導体モジュール装置に
おいて、前記受光素子アレイ及び各光ファイバの一部が
封止部材によって前記基板上に気密封止されていること
を特徴としている。

【００１５】また、請求項６記載の発明は、請求項１記
載の半導体モジュール装置を製造する方法に係り、前記
基板上に設けられた配線パターンのマーカによって前記
発光素子と受光素子をそれぞれの配線パターンに位置合
わせして接続する工程と、前記溝部に収容された光ファ
イバを該光ファイバの外周に配されているソルダによっ
て前記溝部内の間隙を満たすように溶着する工程と、前
記封止部材をその下部に配されているソルダによって該
封止部材と前記基板及び前記光ファイバの溶着部との間
隙を満たすように該基板上に溶着することによって発光
素子と受光素子及び光ファイバの一部を気密封止する工
程とを含むことを特徴としている。

【００１６】また、請求項７記載の発明は、請求項２記
載の半導体モジュール装置を製造する方法であって、前
記基板上に設けられた配線パターンのマーカによって前
記発光素子と受光素子とをそれぞれの配線パターンに位
置合わせして接続する工程と、前記封止部材をその下部
に配されているソルダによって該封止部材と前記基板及
び前記光導波路との間隙を満たすように該基板上に溶着
することによって前記発光素子と受光素子及び光導波路
の一部を気密封止する工程とを含むことを特徴としてい
る。

【００１７】さらにまた、請求項８記載の発明は、請求
項５記載の半導体モジュール装置を製造する方法であっ
て、前記基板上に設けられた配線パターンのマーカによ
って前記受光素子アレイを構成する各受光素子をそれぞ
れの配線パターンに位置合わせして接続する工程と、前
記溝部に収容された光ファイバを該光ファイバの外周に
配されているソルダによって前記溝部内の間隙を満たす
ように溶着する工程と、前記封止部材をその下部に配さ
れているソルダによって該封止部材と前記基板及び前記
光ファイバの溶着部との間隙を満たすように前記基板上
に溶着することによって前記受光素子アレイ及び光ファ
イバの一部を気密封止する工程とを含むことを特徴とし
ている。

【００１８】

【作用】この発明の半導体モジュール装置及びその製造
方法では、基板の同一平面上に配置された発光素子，受
光素子及び光ファイバ、又は発光素子、受光素子及び光
導波路、又は受光素子アレイ及び光ファイバを、基板上
で気密封止するので、気密領域を基板上のみに限定する
ことが可能となる。したがって、パッケージの他の部分
に気密性を持たせる必要がなくなり、気密不良の問題発
生を少なくすることができる。また、気密封止と同時
に、光ファイバをソルダで基板上に固定するので、傾斜
側面を持つ溝部（例えば、Ｖ溝）に収容された光ファイ
バの位置精度を、そのまま保持することができる。さら
に、光ファイバ又は光導波路まで気密領域に含ませるこ
とが可能になるので、光学結合を簡略化でき、部品数の
低減と装置の小型化とを実現することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行なう。 ◇第１実施例 図１は、この発明の第１実施例である半導体モジュール
装置の構成を示す断面図、図２は、同半導体モジュール
装置に用いられるシリコン基板の表面外観構成を示す図
で、（ａ）は同シリコン基板の平面図、（ｂ）は（ａ）
のＡ−Ａ線に沿う断面図、また、図３は、同半導体モジ
ュール装置の製造方法を工程順に示す工程図である。以
下、図１を参照して、この例の半導体モジュール装置の
構成について説明する。シリコン基板４は、その上面が
平面部からなると共に、その一部に異方性エッチング処
理によってＶ溝１１が設けられている。ＬＤの発光素子
１と、ＰＩＮ型ＰＤの側面入射型受光素子２とは、シリ
コン基板４の平面部に、発光素子１の活性層と側面入射
型受光素子２の受光層とが対向し、かつ、両者の高さが
揃うようにマウントされていて、効率よくモニタ光を検
出できるようになっている。シリコン基板４のＶ溝１１
内に、先端がテーパ状とされ、最先端部が先球加工され
た光ファイバ芯線３が配置されていて、効率よく発光素
子１の発生光を光ファイバ芯線３に結合できるようにな
っている。シリコン基板４上の発光素子１と受光素子２
及び光ファイバ芯線３の先端部とは、封止ソルダ６を介
してシリコン基板４に固定された封止キャップ５によっ
て気密封止されている。シリコン基板４は、ケース７内
に固定されると共に、光ファイバ芯線３は、ファイバ被
覆部８の部分で、ケース７の側面の貫通穴にファイバ被
覆固定用樹脂９によって固定されている。ケース７は、
カバー１０によって蓋をされている。

【００２０】次に、図２を参照して、シリコン基板４の
表面外観構成について詳述する。シリコン基板４の上面
は平面をなし、その一部に光ファイバ芯線３を収容する
ためのＶ溝１１が設けられていて、その平面部には、発
光素子をマウントするための発光素子用配線パターン１
４Ａ，１４Ｂと、受光素子をマウントするための受光素
子用配線パターン１５Ａ，１５Ｂとが、不純物を拡散す
ることによってシリコン基板４内に形成されている。ま
た、シリコン基板４の上面には、配線パターン１４Ａ，
１４Ｂ，１５Ａ，１５Ｂの上面及びＶ溝１１の斜面にわ
たって、発光素子と受光素子とを囲むように、環状のシ
リコン酸化膜１３が設けられていて、この酸化膜１３上
に封止キャップ５（図１）をソルダリングするためのメ
タライズ部１７が設けられている。さらに、配線パター
ン１４Ａ，１５Ａには、それぞれ発光素子と受光素子を
マウントする際の基準とするための、メタライズされな
い部分からなる発光素子マウント用マーカ１６Ａ、受光
素子マウント用マーカ１６Ｂが設けられている。

【００２１】次に、図３を参照して、この例の半導体モ
ジュール装置における気密封止までの工程を説明する。
シリコン基板４を下面から赤外線で照射すると、図２に
示された配線パターン１４Ａ，１４Ｂ，１５Ａ，１５Ｂ
のメタライズ部は影となるが、発光素子マウント用マー
カ１６Ａ、受光素子マウント用マーカ１６Ｂは明るく見
えるので、これを基準として、発光素子１と側面入射型
受光素子２のそれぞれの下面に設けられた電極（不図
示）と、対応する配線パターンとを位置合わせしてマウ
ント・ボンディングする（図３（ａ））。次に、Ｖ溝１
１に光ファイバ芯線３を収容して位置合わせし、予め、
光ファイバ芯線３の外周にメタライズされているソルダ
１８を加熱溶解して、Ｖ溝１１の部分のメタライズ部１
７に溶着して、光ファイバ芯線３とＶ溝１１間の間隙を
満たすと同時に、光ファイバ芯線３を固定する（図３
（ｂ））。最後に、乾燥不活性ガス雰囲気中で、シリコ
ン基板４の平面部のメタライズ部１７に封止キャップ５
を載せて、封止キャップ５の下部の周囲に予めメタライ
ズされているソルダ１９を加熱溶解して、封止キャップ
５とメタライズ部１７間及び光ファイバ芯線３とＶ溝１
１との溶着部間の間隙を満たすように溶着することによ
って、発光素子と受光素子及び光ファイバ芯線３の一部
との気密封止を完成させる（図３（ｃ））。

【００２２】このように、この例では、発光素子１、受
光素子２及び光ファイバ芯線３を、シリコン基板４上で
封止キャップ５によって気密封止するので、ケース７に
対してシリコン基板４を収容すると共に、ケース７の側
面でファイバ被覆部８を貫通させる際の気密封止を省略
することができる。すなわち、ファイバ被覆部８とケー
ス７間、ケース７とカバー１０間では、厳密な気密処理
を行なう必要がなくなる。したがって、この部分に起因
する気密不良の問題が解消すると共に、半導体モジュー
ル装置の小型化と構造の簡易化が可能となる。具体的に
は、この例の構成によれば、半導体モジュール装置の材
料費を５０パーセント以下に抑えることができた。ま
た、気密リーク不良発生率を約９０パーセント低減する
ことができた。

【００２３】◇第２実施例 図４は、この発明の第２実施例である半導体モジュール
装置の構成を示す断面図である。なお、この例の半導体
モジュール装置におけるシリコン基板４の構成及び気密
封止までの工程は、第１実施例の場合と略同様である。
この例の半導体モジュール装置は、図４に示すように、
シリコン基板４の上面の平面部の一部にＶ溝１１を設け
て、シリコン基板４の平面部に、発光素子１の活性層と
側面入射型受光素子２の受光層とが対向し、かつ、両者
の高さが揃うようにマウントし、Ｖ溝１１内に、先端を
テーパ状とされ、さらに、最先端部が先球加工された光
ファイバ芯線３を配置して、発光素子１と受光素子２及
び光ファイバ芯線３の先端部とを、封止ソルダ６を介し
てシリコン基板４に固定された封止キャップ５によって
気密封止することで、まず、装置本体を形成し、次に、
装置本体を、リードフレーム２１上にマウントし、第１
実施例の場合と同様にして、配線パターンを介して発光
素子１、受光素子２の電気的接続を行なった後、シリコ
ン基板４、封止キャップ５、ファイバ被覆部８及びリー
ドフレーム２１を含む全体を、樹脂によって成形固化し
てモールド２２を形成することで、構成されている。

【００２４】このように、この例では、シリコン基板４
上の発光素子１と受光素子２及び光ファイバ芯線３の先
端部との気密は封止キャップ５によって確保されている
ので、モールドによる半導体モジュール装置の形成が可
能となり、半導体モジュール装置のコストを大幅に低減
することができるようになる。

【００２５】◇第３実施例 図５は、この発明の第３実施例である半導体モジュール
装置の構成を示す断面図である。この例の半導体モジュ
ール装置では、同図に示すように、シリコン基板４の上
面が平面部からなると共に、その一部に光導波路２３が
形成されている。ＬＤの発光素子１と、ＰＩＮ型ＰＤの
側面入射型受光素子２とは、シリコン基板４の平面部
に、発光素子１の活性層と側面入射型受光素子２の受光
層とが対向し、かつ両者の高さが揃うようにマウントさ
れていて、効率よくモニタ光を検出できるようになって
いる。光導波路２３は、一端が発光素子１の活性層に対
して、効率よく結合できるように配置されている。さら
に、シリコン基板４に近接して配置されたＶ溝ブロック
２４の上面のＶ溝に光ファイバ芯線３を収容して、光フ
ァイバ芯線３が光導波路２３の他端に対して効率よく結
合できるようにすることによって、発光素子１の発生光
を、光ファイバ芯線３に対して効率よく伝送できるよう
になっている。シリコン基板４上の発光素子１と受光素
子２及び光ファイバ芯線３の先端部とは、封止ソルダ６
を介してシリコン基板４に固定された封止キャップ５に
よって気密封止されている。シリコン基板４及びＶ溝ブ
ロック２４は、ケース７内に固定されると共に、光ファ
イバ芯線３は、ファイバ被覆部８の部分で、ケース７の
側面の貫通穴にファイバ被覆固定用樹脂９によって固定
されている。ケース７は、カバー１０によって蓋をされ
る。

【００２６】この例の半導体モジュール装置の気密封止
までの組立は、次のようにして行なわれる。最初、基板
上に設けられた配線パターンのマーカを基準として、発
光素子１と受光素子２とをそれぞれの配線パターンに位
置合わせしてマウント・ボンディングする。次に、封止
キャップ５をその下部に配されている封止ソルダを加熱
溶解して、封止キャップ５とシリコン基板４及び光導波
路２３との間隙を満たすように、シリコン基板４上に溶
着することによって、発光素子１と受光素子２及び光導
波路２３の一部を気密封止する。

【００２７】このように、この例では、気密封止は、発
光素子１と側面入射型受光素子２に対してのみ行なえば
よく、第１実施例の場合と比較して、気密封止がより簡
単になると共に、ファイバ被覆部８とケース７間、ケー
ス７とカバー１０間では、厳密な気密処理を行なう必要
がなくなる。したがって、この部分に起因する気密不良
の問題が解消すると共に、半導体モジュール装置の小型
化と構造の簡易化が可能となる。

【００２８】◇第４実施例 図６は、この発明の第４実施例である半導体モジュール
装置の構成を示す断面図である。この例の半導体モジュ
ールでは、同図に示すように、シリコン基板２５の上面
が平面部からなると共に、その一部に異方性エッチング
によって一又は複数のＶ溝１１Ａが設けられている。さ
らに基板２５の平面部には、一又は複数の出力線用配線
パターン２７と共通線用配線パターン２８とが、不純物
拡散等によって予め形成されている。基板２５上には、
ＰＤ等からなる一又は複数の受光素子を含む受光素子ア
レイ２６が配置され、この状態で、各受光素子の出力端
子が出力線用配線パターン２７に接続され、共通端子が
共通線用配線パターン２８に接続されている。受光素子
アレイ２６に含まれる各受光素子は、各Ｖ溝１１Ａに収
容された光ファイバ芯線３Ａに対して、それぞれの受光
層が光ファイバ芯線３Ａと効率よく結合できる位置に設
けられている。基板２５はケース７中に固定されると共
に、各光ファイバ芯線３Ａはそれぞれのファイバ被覆部
（不図示）の部分でケース７の側面の貫通穴にファイバ
被覆固定用樹脂（不図示）によって固定されている。さ
らに、出力線用配線パターン２７と共通線用配線パター
ン２８とは、ケース７に予め装着されている出力線用端
子金具２９と共通線用端子金具３０とに、ボンディング
ワイヤ３１によって接続されている。また、必要によ
り、カバー（不図示）によってケース７上に蓋がされ
る。

【００２９】この例の半導体モジュール装置の気密封止
までの組立は、次のようにして行なわれる。まず、基板
２５上に設けられた図示せぬ配線パターンのマーカによ
って受光素子アレイ２６を構成する各受光素子をそれぞ
れの配線パターンに位置合わせして、基板２５上に受光
素子アレイ２６をマウント・ボンディングする。次に、
各Ｖ溝１１Ａにそれぞれ光ファイバ芯線３Ａを収容し
て、光ファイバ芯線３Ａの外周に配されているソルダ
（不図示）を加熱溶解して、光ファイバ芯線３ＡとＶ溝
１１Ａ間の間隙を満たすと同時に光ファイバ芯線３Ａを
固定する。さらに受光素子アレイ２６と光ファイバ芯線
３Ａの一部を覆って封止キャップ５を載せて、その下部
に配されているソルダ（不図示）を加熱溶解して、基板
２５上に予め形成されているメタライズ部（不図示）に
対して溶着することによって気密封止する。

【００３０】このように、この例では、受光素子アレイ
２６及び光ファイバ芯線３Ａを、基板２５上で封止キャ
ップ５によって気密封止するので、ケース７に対して基
板２５を収容すると共にファイバ被覆部を貫通させる際
の気密封止を省略することができる。すなわち、ファイ
バ被覆部とケース間、ケースとカバー間では、厳密な気
密処理を行なう必要がなくなる。したがって、この部分
に起因する気密不良の問題が解消すると共に、半導体モ
ジュール装置の小型化と構造の簡易化が可能となる。

【００３１】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られたもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、封止キャ
ップの材質は、気密性を有し、かつ、必要な程度の強度
を有するものであればよく、セラミックや金属等を使用
できる。また、封止キャップの形状も特に限定されず、
矩形皿状、円形皿状等のものを使用できる。また、光フ
ァイバは、シングルモード型のものが望ましいが、発光
素子、受光素子の特性によっては、マルチモード型のも
のも使用できる。また、その構造は、ステップインデッ
クス型、グレーデッドインデッツス型のいずれでも使用
できる。また、上述の実施例では、Ｖ溝に光ファイバ芯
線を収容する場合について述べたが、これに代えて、被
覆された光ファイバ自身をＶ溝に収容するようにしても
よい。また、上述の実施例では、光ファイバ芯線の収容
部としてＶ溝を用いたが、傾斜側面を持つ溝部である限
り、Ｖ溝に限らず、Ｕ溝や半楕円溝、その他の溝でもよ
い。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の半導体
モジュール装置及びその製造方法によれば、基板の同一
平面上に配置された発光素子、受光素子、受光素子アレ
イ及びファイバ芯線、光導波路等を基板上で気密封止す
るようにしたので、気密領域を基板上のみに限定するこ
とができ、この結果、気密リーク不良発生率を著しく低
減できる。また、ファイバ芯線の部分まで気密領域に含
めて、発光素子、受光素子とファイバ芯線との光学結合
をレンズレスに行なうようにしたので、半導体モジュー
ル素子の構成を簡略化することができ、加えて、部品数
の低減と装置の小型化を実現できる。それゆえ、半導体
モジュール装置の材料費を著しく削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例である半導体モジュール
装置の概略構成を示す断面図である。

【図２】同半導体モジュール装置に用いられるシリコン
基板の表面外観構成を示す図で、（ａ）は、同シリコン
基板の平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面
図である。

【図３】同半導体モジュール装置の製造方法を工程順に
示す工程図である。

【図４】この発明の第２実施例である半導体モジュール
装置の概略構成を示す断面図である。

【図５】この発明の第３実施例である半導体モジュール
装置の概略構成を示す断面図である。

【図６】この発明の第４実施例である半導体モジュール
装置の概略構成を示す断面図である。

【図７】従来における半導体モジュール装置の構成を示
す断面図である。

【図８】従来における別の半導体モジュール装置の構成
を示す断面図である。

【図９】従来におけるさらに別の半導体モジュール装置
の構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 発光素子 ２ 側面入射型受光素子（受光素子） ３ 光ファイバ芯線 ４ シリコン基板（基板） ５ 封止キャップ（封止部材） １１ Ｖ溝 １４Ａ，１４Ｂ，１５Ａ，１５Ｂ 配線パターン １６Ａ 発光素子マウント用マーカ（マーカ） １６Ｂ 受光素子マウント用マーカ（マーカ） １８ ソルダ １９ ソルダ ２１ リードフレーム ２３ 光導波路 ２５ 基板 ２６ 受光素子アレイ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に発光素子と該発光素子からのモ
   ニタ光を検出する受光素子とを配置してなると共に、該
   基板上に設けられた傾斜側面を持つ溝部に光ファイバを
   収容することによって、前記発光素子と光ファイバとを
   結合してなる半導体モジュール装置において、 前記発光素子と受光素子及び光ファイバの一部が封止部
   材によって前記基板上に気密封止されていることを特徴
   とする半導体モジュール装置。
2. 【請求項２】 基板上に発光素子と該発光素子からのモ
   ニタ光を検出する受光素子とを配置してなると共に、該
   基板上に設けられた光導波路を介して前記発光素子と光
   ファイバとを結合してなる半導体モジュール装置におい
   て、 前記発光素子と受光素子及び光導波路の一部が封止部材
   によって前記基板上に気密封止されていることを特徴と
   する半導体モジュール装置。
3. 【請求項３】 前記基板が前記発光素子と受光素子の各
   端子を外部接続するリードフレーム上に載置されている
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の半導体モジュー
   ル装置。
4. 【請求項４】 前記受光素子が側面入射型受光素子であ
   ることを特徴とする請求項１，２又は３記載の半導体モ
   ジュール装置。
5. 【請求項５】 基板上に一又は複数の受光素子を含む受
   光素子アレイを配置してなると共に、該基板上に前記受
   光素子と同数個設けられた傾斜側面を持つ溝部にそれぞ
   れ光ファイバを収容することによって、該各受光素子と
   対応する光ファイバとを結合してなる半導体モジュール
   装置において、 前記受光素子アレイ及び各光ファイバの一部が封止部材
   によって前記基板上に気密封止されていることを特徴と
   する半導体モジュール装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載の半導体モジュール装置を
   製造する方法であって、 前記基板上に設けられた配線パターンのマーカによって
   前記発光素子と受光素子をそれぞれの配線パターンに位
   置合わせして接続する工程と、前記溝部に収容された光
   ファイバを該光ファイバの外周に配されているソルダに
   よって前記溝部内の間隙を満たすように溶着する工程
   と、前記封止部材をその下部に配されているソルダによ
   って該封止部材と前記基板及び前記光ファイバの溶着部
   との間隙を満たすように該基板上に溶着することによっ
   て前記発光素子と受光素子及び光ファイバの一部を気密
   封止する工程とを含むことを特徴とする半導体モジュー
   ル装置の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項２記載の半導体モジュール装置を
   製造する方法であって、 前記基板上に設けられた配線パターンのマーカによって
   前記発光素子と受光素子とをそれぞれの配線パターンに
   位置合わせして接続する工程と、前記封止部材をその下
   部に配されているソルダによって該封止部材と前記基板
   及び前記光導波路との間隙を満たすように該基板上に溶
   着することによって前記発光素子と受光素子及び光導波
   路の一部を気密封止する工程とを含むことを特徴とする
   半導体モジュール装置の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項５記載の半導体モジュール装置を
   製造する方法であって、 前記基板上に設けられた配線パターンのマーカによって
   前記受光素子アレイを構成する各受光素子をそれぞれの
   配線パターンに位置合わせして接続する工程と、前記溝
   部に収容された光ファイバを該光ファイバの外周に配さ
   れているソルダによって前記溝部内の間隙を満たすよう
   に溶着する工程と、前記封止部材をその下部に配されて
   いるソルダによって該封止部材と前記基板及び前記光フ
   ァイバの溶着部との間隙を満たすように前記基板上に溶
   着することによって前記受光素子アレイ及び光ファイバ
   の一部を気密封止する工程とを含むことを特徴とする半
   導体モジュール装置の製造方法。