JPH1117230A - 湿度センサ付き光モジュール - Google Patents
湿度センサ付き光モジュールInfo
- Publication number
- JPH1117230A JPH1117230A JP9169923A JP16992397A JPH1117230A JP H1117230 A JPH1117230 A JP H1117230A JP 9169923 A JP9169923 A JP 9169923A JP 16992397 A JP16992397 A JP 16992397A JP H1117230 A JPH1117230 A JP H1117230A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- humidity sensor
- optical module
- photodiode
- humidity
- accommodation container
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】光モジュールの収納容器内の発・受光素子が、
水分や腐食性イオンにより、劣化し、突然動作不能に陥
ることをあらかじめ予測し、対応策を採ること。 【解決手段】光モジュール収納容器内の発・受光素子の
近傍に、金属酸化物等からなる小型の湿度センサ（コン
デンサ）を設置し、埋め込み電極ピン等を用いて、その
漏洩コンダクタンス値を外部で測定し、収納容器内の相
対湿度を継続的に観測する。
水分や腐食性イオンにより、劣化し、突然動作不能に陥
ることをあらかじめ予測し、対応策を採ること。 【解決手段】光モジュール収納容器内の発・受光素子の
近傍に、金属酸化物等からなる小型の湿度センサ（コン
デンサ）を設置し、埋め込み電極ピン等を用いて、その
漏洩コンダクタンス値を外部で測定し、収納容器内の相
対湿度を継続的に観測する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光，受光素子な
どから構成される光モジュールに関する。
どから構成される光モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、発光素子として発光ダイオードや
レーザダイオードを、受光素子としてフォトダイオード
を、光伝送路として光導波路や光ファイバを利用した光
情報処理，通信デバイスの進展が著しい。この際、通
常、発光素子や受光素子は悪環境下にも耐えられるよう
金属製の収納容器に収納され、半田などの金属性材料を
用いて気密封止されて、光モジュールとして使用に供さ
れる。
レーザダイオードを、受光素子としてフォトダイオード
を、光伝送路として光導波路や光ファイバを利用した光
情報処理，通信デバイスの進展が著しい。この際、通
常、発光素子や受光素子は悪環境下にも耐えられるよう
金属製の収納容器に収納され、半田などの金属性材料を
用いて気密封止されて、光モジュールとして使用に供さ
れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記光モジュールの収
納容器の気密性は、通常封止直後の使用前に、ヘリウム
リークテスターなどによりテストされるが、その後の使
用状態でのチェックは困難であり、これまで行われてい
なかった。このため、高温高湿下で長時間使用すると、
水分と腐食性イオンにより、まず封止金属が腐食して、
やがて発・受光素子までも腐食して、突然動作不能に陥
る怖れがあった。このような場合、使用状態でも、光モ
ジュールの収納容器内の湿度を継続的にモニターできれ
ば、発・受光素子の劣化状況を予測することができ、突
然の動作不能を回避することができる。
納容器の気密性は、通常封止直後の使用前に、ヘリウム
リークテスターなどによりテストされるが、その後の使
用状態でのチェックは困難であり、これまで行われてい
なかった。このため、高温高湿下で長時間使用すると、
水分と腐食性イオンにより、まず封止金属が腐食して、
やがて発・受光素子までも腐食して、突然動作不能に陥
る怖れがあった。このような場合、使用状態でも、光モ
ジュールの収納容器内の湿度を継続的にモニターできれ
ば、発・受光素子の劣化状況を予測することができ、突
然の動作不能を回避することができる。
【０００４】また、最近、金属製容器の代わりにセラミ
ックス容器等を、封止金属の代わりに有機接着剤樹脂を
使用して安価な光モジュールを作成しようとする試みも
ある。このような簡易封止型の光モジュールでは、樹脂
による気密封止に不安があり、モジュール内の湿度を継
続的にモニターし、必要に応じた対応策を採れることが
望ましい。
ックス容器等を、封止金属の代わりに有機接着剤樹脂を
使用して安価な光モジュールを作成しようとする試みも
ある。このような簡易封止型の光モジュールでは、樹脂
による気密封止に不安があり、モジュール内の湿度を継
続的にモニターし、必要に応じた対応策を採れることが
望ましい。
【０００５】
【課題を解決するための手段】光モジュール内の湿度を
随時モニターする手段として、発明者らは、光モジュー
ル内に収納できる小型の、金属酸化物からなる湿度セン
サに着目した。この湿度センサは、金属酸化物塗布膜の
表面に付着するＨ2Ｏ 分子の数によって漏洩コンダクタ
ンスが変化する１種のコンデンサで、漏洩コンダクタン
ス値からモジュール内の相対湿度値を知ることができる
ものである。したがって、収納容器内の発・受光素子の
近傍に湿度センサを配置し、あらかじめ埋め込まれた電
極ピン等を用いて収納容器外に電気的に引き出しておけ
ば、その漏洩コンダクタンス値を外部で測定することに
より収納容器内の湿度をモニターすることができる。し
たがって、発・受光素子の劣化状況を予測して突然の動
作不能を回避したり、収納容器内に設けたヒータで水分
を排除してより長寿命化したりできる。
随時モニターする手段として、発明者らは、光モジュー
ル内に収納できる小型の、金属酸化物からなる湿度セン
サに着目した。この湿度センサは、金属酸化物塗布膜の
表面に付着するＨ2Ｏ 分子の数によって漏洩コンダクタ
ンスが変化する１種のコンデンサで、漏洩コンダクタン
ス値からモジュール内の相対湿度値を知ることができる
ものである。したがって、収納容器内の発・受光素子の
近傍に湿度センサを配置し、あらかじめ埋め込まれた電
極ピン等を用いて収納容器外に電気的に引き出しておけ
ば、その漏洩コンダクタンス値を外部で測定することに
より収納容器内の湿度をモニターすることができる。し
たがって、発・受光素子の劣化状況を予測して突然の動
作不能を回避したり、収納容器内に設けたヒータで水分
を排除してより長寿命化したりできる。
【０００６】
（実施例１）図１に、湿度センサ，レーザダイオード，
フォトダイオードを具備した光モジュールの第１の実施
例の構成図（（ａ）垂直断面図（ｂ）水平断面図）を示
す。収納容器５内の保持台７の上に、レーザダイオード
１と光ファイバ１０およびモニター用のフォトダイオー
ド２を光軸が一致するように配置し、さらにフォトダイ
オード２の後方の近傍に湿度センサ３を配置する。レー
ザダイオード１，フォトダイオード２，湿度センサ３
を、それぞれ電極ピン１１を用いて、外部へ電気的に接
続する。
フォトダイオードを具備した光モジュールの第１の実施
例の構成図（（ａ）垂直断面図（ｂ）水平断面図）を示
す。収納容器５内の保持台７の上に、レーザダイオード
１と光ファイバ１０およびモニター用のフォトダイオー
ド２を光軸が一致するように配置し、さらにフォトダイ
オード２の後方の近傍に湿度センサ３を配置する。レー
ザダイオード１，フォトダイオード２，湿度センサ３
を、それぞれ電極ピン１１を用いて、外部へ電気的に接
続する。
【０００７】光ファイバ１０の外被フェルール９と収納
容器５は、封止材料８を用いてあらかじめ溶接されてい
る。最後に、収納容器５と収納容器の蓋６を、封止材料
８で気密封止する。
容器５は、封止材料８を用いてあらかじめ溶接されてい
る。最後に、収納容器５と収納容器の蓋６を、封止材料
８で気密封止する。
【０００８】ここで用いた湿度センサ３は、酸化ジルコ
ニアの多孔質膜からなる１種のコンデンサで、その表面
に付着するＨ2Ｏ 分子の数によって漏洩コンダクタンス
が変化するので、漏洩コンダクタンス値を測定すること
により、モジュール内の相対湿度値を知ることができる
ものである。また、相対湿度の測定は、湿度センサ３が
レーザダイオード１やフォトダイオード２とは、電気的
にまったく独立であるため、それらの光素子の動作とは
無関係に、随時できる。さらにまた、ここでは、多孔質
膜の感湿面積が（２×２.５）mm2と小型の湿度センサを
用い、内容積が（４×４×１０）mm3 の収納容器５に収
まるようにした。
ニアの多孔質膜からなる１種のコンデンサで、その表面
に付着するＨ2Ｏ 分子の数によって漏洩コンダクタンス
が変化するので、漏洩コンダクタンス値を測定すること
により、モジュール内の相対湿度値を知ることができる
ものである。また、相対湿度の測定は、湿度センサ３が
レーザダイオード１やフォトダイオード２とは、電気的
にまったく独立であるため、それらの光素子の動作とは
無関係に、随時できる。さらにまた、ここでは、多孔質
膜の感湿面積が（２×２.５）mm2と小型の湿度センサを
用い、内容積が（４×４×１０）mm3 の収納容器５に収
まるようにした。
【０００９】（実施例２）図２に、収納容器内に、湿度
センサと発光ダイオードを具備した光モジュールの第２
の実施例の構成図（（ａ）垂直断面図（ｂ）水平断面
図）を示す。
センサと発光ダイオードを具備した光モジュールの第２
の実施例の構成図（（ａ）垂直断面図（ｂ）水平断面
図）を示す。
【００１０】電極ピン１１が電気的に絶縁されて埋め込
まれた金属製の収納容器５の保持台７上に、発光ダイオ
ード４および湿度センサ３を、図のように配置，固定す
る。発光ダイオード４および湿度センサ３をリードワイ
ヤ１２で電極ピン１１に接続した後、封止材料８を用い
て、収納容器の蓋６，収納容器５を気密封止した。収納
容器の蓋６の上部には、図に示すようにガラス窓１６が
あらかじめ埋め込まれており、発光ダイオード４の光
は、このガラス窓１６を通して外部に照射される。この
場合も、収納容器内部の湿度を、湿度センサ３により、
随時知ることができ、発光ダイオードの寿命を予測する
ことができた。
まれた金属製の収納容器５の保持台７上に、発光ダイオ
ード４および湿度センサ３を、図のように配置，固定す
る。発光ダイオード４および湿度センサ３をリードワイ
ヤ１２で電極ピン１１に接続した後、封止材料８を用い
て、収納容器の蓋６，収納容器５を気密封止した。収納
容器の蓋６の上部には、図に示すようにガラス窓１６が
あらかじめ埋め込まれており、発光ダイオード４の光
は、このガラス窓１６を通して外部に照射される。この
場合も、収納容器内部の湿度を、湿度センサ３により、
随時知ることができ、発光ダイオードの寿命を予測する
ことができた。
【００１１】（実施例３）図３に、実施例２の収納容器
内に、さらに加熱用のヒータ１７を付加した光モジュー
ルの第３の実施例の構成図（（ａ）垂直断面図（ｂ）水
平断面図）を示す。この加熱用のヒータ１７は、湿度セ
ンサ３により、収納容器内の湿度が上昇してきた場合、
電流を流して収納容器内を加熱して湿度を下げられる働
きをするものである。実際、この加熱用のヒータの導
入，稼働により光モジュールの寿命を最大２倍にでき
た。
内に、さらに加熱用のヒータ１７を付加した光モジュー
ルの第３の実施例の構成図（（ａ）垂直断面図（ｂ）水
平断面図）を示す。この加熱用のヒータ１７は、湿度セ
ンサ３により、収納容器内の湿度が上昇してきた場合、
電流を流して収納容器内を加熱して湿度を下げられる働
きをするものである。実際、この加熱用のヒータの導
入，稼働により光モジュールの寿命を最大２倍にでき
た。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、光モジュールの収納容
器内の湿度を随時測定でき、部品交換をスムーズに行っ
たり、加熱ヒータ等により、収納容器内の湿度を下げら
れる効果がある。
器内の湿度を随時測定でき、部品交換をスムーズに行っ
たり、加熱ヒータ等により、収納容器内の湿度を下げら
れる効果がある。
【図１】第１の実施例の構成を示す（ａ）垂直断面図お
よび（ｂ）水平断面図。
よび（ｂ）水平断面図。
【図２】第２の実施例の構成を示す（ａ）垂直断面図お
よび（ｂ）水平断面図。
よび（ｂ）水平断面図。
【図３】第３の実施例の構成を示す（ａ）垂直断面図お
よび（ｂ）水平断面図。
よび（ｂ）水平断面図。
１…レーザダイオード、２…フォトダイオード、３…湿
度センサ、４…発光ダイオード、５…収納容器、６…収
納容器の蓋、７…保持台、８…封止材料、９…フェルー
ル、１０…光ファイバ、１１…電極ピン、１２…リード
ワイア、１６…ガラス窓、１７…加熱用ヒータ。
度センサ、４…発光ダイオード、５…収納容器、６…収
納容器の蓋、７…保持台、８…封止材料、９…フェルー
ル、１０…光ファイバ、１１…電極ピン、１２…リード
ワイア、１６…ガラス窓、１７…加熱用ヒータ。
Claims (4)
- 【請求項１】湿度センサと、発光ダイオードまたはレー
ザダイオードまたはフォトダイオードの少なくとも一つ
を、同一収納容器内に具備することを特徴とする光モジ
ュール。 - 【請求項２】湿度センサの感湿表面積が５mm2 以下であ
ることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。 - 【請求項３】湿度センサが金属酸化物からなることを特
徴とする請求項１または請求項２記載の光モジュール。 - 【請求項４】湿度センサと、加熱ヒータと、発光ダイオ
ードまたはレーザダイオードまたはフォトダイオードの
少なくとも一つを、同一収納容器内に具備することを特
徴とする光モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9169923A JPH1117230A (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 湿度センサ付き光モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9169923A JPH1117230A (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 湿度センサ付き光モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1117230A true JPH1117230A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15895461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9169923A Pending JPH1117230A (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 湿度センサ付き光モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1117230A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7571637B2 (en) | 2007-10-29 | 2009-08-11 | International Business Machines Corporation | Design structure for an on-chip real-time moisture sensor for and method of detecting moisture ingress in an integrated circuit chip |
| US9863819B2 (en) | 2010-06-18 | 2018-01-09 | Xicato, Inc. | LED-based illumination module on-board diagnostics |
| US9874518B2 (en) | 2014-04-22 | 2018-01-23 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical sensor system, optical gas sensor system, particulate sensor system, light emitting apparatus, and image printing apparatus |
-
1997
- 1997-06-26 JP JP9169923A patent/JPH1117230A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7571637B2 (en) | 2007-10-29 | 2009-08-11 | International Business Machines Corporation | Design structure for an on-chip real-time moisture sensor for and method of detecting moisture ingress in an integrated circuit chip |
| US9863819B2 (en) | 2010-06-18 | 2018-01-09 | Xicato, Inc. | LED-based illumination module on-board diagnostics |
| US9874518B2 (en) | 2014-04-22 | 2018-01-23 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical sensor system, optical gas sensor system, particulate sensor system, light emitting apparatus, and image printing apparatus |
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