JPH11202145A - 光モジュールおよびその製造方法 - Google Patents
光モジュールおよびその製造方法Info
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- JPH11202145A JPH11202145A JP10001975A JP197598A JPH11202145A JP H11202145 A JPH11202145 A JP H11202145A JP 10001975 A JP10001975 A JP 10001975A JP 197598 A JP197598 A JP 197598A JP H11202145 A JPH11202145 A JP H11202145A
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Abstract
イブリッド光集積回路用光モジュールおよびその製造方
法を提供することを課題とする。 【解決手段】 基板12上に設けられた光導波路11が
モールドされた樹脂22に埋め込まれた光モジュールに
おいて、前記樹脂22が導波路端面に流れ込むのを防止
する樹脂止め15が、光導波路11および基板12を囲
うように入出力端部に設けてなり、光導波路11の端面
を外部に露出してなる。
Description
ジュールおよびその製造方法に関し、特に経済性と信頼
性に優れた封止構造を有するハイブリッド光集積回路を
提供するものである。
子を基板上に集積した光集積回路において、経済的に信
頼性を確保するために、シリコン半導体と同様、樹脂で
モールドする方法が検討されている。たとえば、寺嶌
他著「1997年電子通信学会総合大会予稿集C−3−
61」には、Si基板にLDとモニターPDを搭載し、
Si基板に形成したV溝にフェルール付き光ファイバを
設置し固定後、全体をエポキシ樹脂で封止する構造が提
案されている。また、石井 他著「1997年電子通信
学会総合大会予稿集C−3−62」にも同様に樹脂封止
した光モジュールが報告されている。
ジュールの断面図であり、図9(B)はその斜視図であ
る。図9中、符号01は光ファイバ、02はフェルー
ル、03は封止樹脂、04は透明樹脂、05は光素子で
あり、06はV溝付のSi基板、07は光ファイバ押さ
えを各々図示する。この従来例では、光導波路として光
ファイバを用いてある。光ファイバ01は、Si基板0
6のV溝に光ファイバ押さえ07で接着・固定され、光
素子と光結合される。上記報告例では、光素子05とし
てLDおよびモニターPDが挙げられている。これら光
素子05はSi基板06上の電極を介して、リードフレ
ーム08へと金線でワイヤーボンドされている。
ァイバ01の光結合部は、透明樹脂04で覆われ、不透
明な封止樹脂03の浸入および応力から保護されてい
る。このようにして形成された光モジュールには、たと
えば、光コネクターのレセプタクルが端面に接着されて
使われる。
光ファイバではなく、例えば、石英系の平面光波回路を
用いた場合、分岐回路や分波回路など高機能な光回路が
容易に実現できる。分岐により送信用LDと受信用PD
を集積して光トランシーバーを構成するなどがその例で
ある。その場合、外部に入出力を取り出すために光導波
路への光ファイバ接続が必要となり、通常、光導波路端
部に接着剤により光ファイバブロックを接続固定してい
る。しかしながら、この構造の光導波路を樹脂モールド
しようとすると、モールド時の金型の接触による応力や
モールド剤の残留応力が光ファイバブロックに働き、こ
の結果、光ファイバと光導波路との間に位置ずれが発生
し、さらに甚だしい場合には光ファイバブロックがはず
れてしまう、という問題がある。
的な樹脂封止が可能で、かつ、光ファイバと光導波路と
の高効率な接続を可能とする封止技術の実現が望まれて
いた。すなわち、経済的な樹脂封止ができ、かつ光ファ
イバと光導波路との高効率な光接続が可能な封止技術の
実現が望まれていた。
光ファイバと光導波路との高効率な光接続が可能な樹脂
封止光モジュールおよびその製造方法を提供することを
課題とする。
明の請求項1では、基板上に設けられた光導波路がモー
ルドされた樹脂に埋め込まれた光モジュールにおいて、
前記樹脂が導波路端面に流れ込むのを防止する樹脂止め
が、光導波路および基板を囲うように入出力端部に設け
てなり、光導波路の端面を外部に露出することを特徴と
する光モジュールを提案する。
られた光導波路が樹脂に埋め込まれた光モジュールにお
いて、光導波路および基板を囲うように樹脂止めを設け
ることにより、封止用樹脂が全体を覆うのを妨げ、光導
波路の一端を外部に露出させることができる。これによ
り、光モジュールの大部分を樹脂封止しながら、入出力
用の光ファイバを光モジュールにアクティブアライメン
トすることが可能となり、高効率でありかつ信頼性に優
れた光モジュールを実現することができる。また、この
結果、光ファイバはモールド材の外部に配置できるの
で、モールド材の応力による光ファイバ位置ずれの発生
を防止することができる。
において、前記樹脂止めが、光導波路および基板に固定
されていることを特徴とする光モジュールを提案する。
などにより光導波路および基板に固定することで、前記
光モジュールの構成法に柔軟性が得られる。
前記樹脂止めが、光ファイバ接続補強用部材を兼用する
ことを特徴とする光モジュールを提案する。
イバ接続補強用部材を兼用することで、経済的かつ高効
率な光モジュールの実現が可能となる。
前記樹脂止めが、光コネクターを構成する構造体を兼用
することを特徴とする光モジュールを提案する。
ーを構成する構造体を兼用することで、経済的かつ高効
率な光モジュールの実現が可能となる。従来の報告例で
は、光コネクターのレセプタクルを後で接着していた
が、樹脂止めが光コネクターのレセプタクルを兼用する
ことで、より経済的に光モジュールが実現できる。
前記光導波路の設けられた基板がリードフレーム上に固
定され、光導波路に光結合された光素子が基板上に搭載
され、基板上の電極および/あるいは光導波路上の電気
配線を介してリードフレームへと光素子が電気配線され
ていることを特徴とする光モジュールを提案する。
に固定し、基板上に搭載された光素子への電気配線を基
板を搭載したリードフレームを介して行うことにより、
別個に電気配線を取り出すための電極あるいはピンを外
部に設ける必要がなく、より経済的に光モジュールが実
現できる。
前記光導波路に光結合された光素子が光導波路の設けら
れた基板上に搭載され、光素子および光素子と光導波路
との光結合部分が透明な樹脂に覆われていることを特徴
とする光モジュールを提案する。
結合部を透明樹脂で覆うことにより、全体を封止する樹
脂として不透明な樹脂を用いることが可能となり、樹脂
の選択肢が広がる。すなわち、無機物などを充填した耐
湿性の高い樹脂を使うことができるようになり、光モジ
ュールの耐湿性、信頼性が大きく向上する。耐湿性の高
い封止樹脂としては、半導体の封止に用いられて実績を
挙げている樹脂が使用可能となる。
前記光導波路の端面に光ファイバが接続してなることを
特徴とする光モジュールを提案する。
しているため、入出力用の光ファイバと高効率な接続が
可能となり、信頼性及び経済性の高い樹脂封止光モジュ
ールを提供できる。
前記光導波路の両側に樹脂止めを設け、各々光ファイバ
が接続してなることを特徴とする光モジュールを提案す
る。
な接続が可能なまま、スプリッターや合分波回路などの
光部品を樹脂で封止して、信頼性を向上させることがで
きる。
前記光導波路端面の両側に光導波路のコアと位置合せし
てなるマイクロキャピラリを各々設けてなり、該マイク
ロキャピラリに光ファイバが各々接続してなることを特
徴とする光モジュールを提案する。
し、光コネクターを構成する構造体を兼用する樹脂止め
が端面に設けているので、極めてコンパクトな構成で、
信頼性の高い光部品が構成できる。
樹脂止めが、光ファイバ接続補強用部材を兼用してな
り、光導波路及び基板に前記樹脂止めを固定した後に、
光導波路と端面を面一とし、光ファイバ接続用ブロック
と接続してなることを特徴とする光モジュールを提案す
る。
バ接続補強用部材とを兼用することで、部品点数を減ら
しプロセスを増やすことなく、光ファイバとの高効率な
接続が可能でかつ信頼性、経済性の高い樹脂封止光モジ
ュールが得られる。
波路が樹脂に埋め込まれてなる光モジュールにおいて、
樹脂で埋め込む際に用いる金型が前記樹脂止めに接する
ことで、光導波路および基板が直接金型に接しないこと
を特徴とする光モジュールの製造方法を提案する。
が、樹脂封止用の金型に直接接触することがないため、
金型との接触に起因する光導波路および基板での傷の発
生を避けられるという利点がある。
について説明するが、本発明はこれに限定されるもので
はない。
態は、基板上に設けられた光導波路および基板に樹脂止
めを形成し、樹脂封止した例である。図1(A)は、基
板上に設けられた光導波路に樹脂止め2を形成した例の
平面図であり、図1(B)はその斜視図である。なお、
図1(A)では、リードフレームは省略した。また、図
1(B)のリードフレームはモジュール形成後に切断し
た形態で示した。
基板12上に形成されている。基板12はリードフレー
ム13上に接着固定されているが、この接着には通常の
半導体生産工程と同様、接着剤や半田などが適用でき
る。補強用部材14は光導波路11上に接着剤などで接
着固定されている。ここで、上記光導波路11として
は、石英系やポリマー、半導体など種々の光導波路が挙
げられる。上記基板12としては、図1に示した従来例
と同様のSi基板以外に、Al基板、鋼ポリイミド基
板、セラミック基板、ガラス基板などが挙げられる。ま
た、上記リードフレーム13には、一般に半導体生産に
使われている種々の金属が適用できる。上記補強用部材
14は、ガラスの他に、プラスチックやセラミックなど
も使用可能である。
熱硬化性樹脂、エラストマーなどの有機系材料が好適で
あるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例え
ば金属製のものでも使用可能である。前記樹脂止め15
の製造例としては、熱可塑性樹脂の射出成形や研削によ
り形成すればよく、その後、基板12、光導波路11お
よび補強用部材14の回りに例えば接着剤などの固定手
段により固定される。
光導波路の切り欠き部16は、光導波路11が除去され
て基板12が露出している箇所であり、光素子17が搭
載されている。例えば、上記光素子17としてLDとP
Dを搭載し、図1(A)に示すようにY分岐導波路の一
端に光結合させることにより、光送受信機用の光モジュ
ールが構成できる。
路を、封止用金型(以下「金型」という。)21の中に
セットして樹脂封止を施す時の断面図である。なお、封
止樹脂22の注入孔は省略した。光結合部および光素子
17は、透明樹脂23で保護される。上記透明樹脂23
には、応力の小さいシリコーン樹脂などが適当である。
本発明で上記封止樹脂22には、液状のエポキシ樹脂や
ウレタン樹脂の他に、トランスファー成型用のエポキシ
樹脂などを使うことができるが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。また、金型21の内側に、剥離剤を
塗布しておけば、封止樹脂硬化後の金型21の取り外し
が容易となる。
リードフレーム13および樹脂止め15を挟み込み固定
する構造が適用できる。この場合、金型21と接するの
はリードフレーム13と樹脂止め15のみである。上下
の金型21は、例えばネジなどの締結部材を用いて加圧
固定される。このような金型21の中に上記の封止樹脂
22が注入され、所定の温度に加熱・硬化されること
で、樹脂封止した光モジュールが得られる。
ールを樹脂止め15なしで製作した場合の封止時の断面
図を図3に示す。図3に示すように、樹脂止め15がな
い場合は、金型21が直接基板12および補強用部材1
4に接してしまうことになる。封止時には上下の金型2
1,21に圧力をかけて固定し樹脂が漏れないようにし
なければならないので、金型21に直接接する基板12
や補強用部材14に応力が加わり、破損の危険があるこ
とがわかる。これに対して、図2に示すように、樹脂止
め15を金型21と基板12や補強用部材14の間に介
在するようにしたことで、応力を吸収し破損の危険を低
減できることとなる。
ールは、光導波路11の端面が露出しているため、入出
力用の光ファイバをアクティブアライメント法で高精度
に位置合わせした後、接着固定することができる。
光モジュールに、光ファイバ24を接着固定したモジュ
ールの断面図である。ファイバー接続用ガラスブロック
25にはV溝があり、光ファイバ24を挾んで固定し、
ファイバー接続部を補強するためのものである。
の一方がレーザーダイオードであれば、これに駆動電流
を流し、光導波路11の端面から出射する光を光ファイ
バ24の他端に接続した光センサーでモニターしなが
ら、光ファイバ24と光導波路11の位置合わせを行う
ことができる。光導波路11の端面に予め紫外線硬化型
接着剤を塗布しておけば、位置合わせ後に紫外線を照射
して接着固定することができる。また、接続部は図4に
示すように斜めに切断することで、界面での反射を抑制
することができる。
た樹脂止めで金型を固定することにより、脆弱な光導波
路や基板が金型に接することなく、かつ光導波路端面を
外部に露出したまま、樹脂で封止することが出来、この
結果、光ファイバとの高効率な接続が可能でかつ信頼
性、経済性の高い樹脂封止光モジュールが得られる。
めを光コネクターと兼用した例であり、図5に断面図を
示す。本実施の形態において樹脂止め31は光コネクタ
ーのレセプタクルを兼用し、実施の形態1と同様に、基
板12、光導波路11および補強用部材14の回りにエ
ポキシ接着剤で固定される。光導波路端面は垂直に切断
・研磨されており、樹脂封止前に、アクティブアライメ
ント法で、マイクロキャピラリー32を光導波路のコア
に位置合わせし接着固定してある。光ファイバ24を装
着した光コネクターのプラグ33は、レセプタクル31
とかみ合い、光ファイバ24がマイクロキャピラリー3
2の中心に挿入されるようになっている。
1とリードフレーム13で位置合わせ・固定し、樹脂を
注入して、加熱・硬化させ、目的とする樹脂封止光モジ
ュールが得られる。
用であるため、プロセスを増やすことなく、光コネクタ
ー付きの樹脂封止光モジュールを得ることができる。
ュールの両端に樹脂止めを設け、両端に光ファイバを接
続した例であり、図6に断面図を示す。光導波路11
は、たとえば、スプリッターや、合分波回路である。本
実施の形態では、樹脂止め15は、光導波路11の両端
部に各々固定されている。本実施の形態においても、二
箇所の樹脂止め15を挟み込むように、金型(図示せ
ず)を固定し、樹脂を注入・加熱・硬化して、目的とす
る樹脂封止光モジュールが得られる。図6では、光導波
路および基板と接続補強用ガラスブロック34との界面
は斜めに切断・研磨され、接続後の接着界面での反射光
の戻りを抑制するようにしてある。
高効率な接続が可能なまま、スプリッターなどの光部品
を樹脂で封止して、信頼性を向上させることができる。
ガラスブロックを用いたアクティブアライメントを例示
したが、樹脂止めを光コネクターと兼用させた例を挙げ
ることもできる。その断面図を図7に示す。本実施の形
態では、樹脂止め31は実施の形態2と同様、光コネク
ターのレセプタクルを兼用する。この例では、光導波路
は樹脂で封止されているし、端面には既に光コネクター
が接続されているので、極めてコンパクトな構成で、信
頼性の高い光部品が構成できる。
めを光ファイバ接続補強用部材と兼用した例であり、図
8に断面図を示す。基板12上に光導波路11が形成さ
れ、光導波路11と光結合した光素子17が搭載されて
いるのは実施の形態1と同様であり、同様に透明樹脂2
3で保護されている。しかし、実施の形態1で示した光
ファイバ接続補強用部材14は、本実施の形態では樹脂
止め35で兼用されている。上記樹脂止め35は、光導
波路11および基板12に固定された後、光導波路11
と端面が同一平面になるように研磨される。補強用部材
を兼用する樹脂止め35は、実施の形態1に示すのと同
様の材料が適用できる。その後、実施の形態1に示すの
と同様に金型に固定され、樹脂封止されて、光モジュー
ルが得られる。
強用部材とを兼用することで、部品点数を減らしプロセ
スを増やすことなく、光ファイバとの高効率な接続が可
能でかつ信頼性、経済性の高い樹脂封止光モジュールが
得られる。
よれば、基板上に設けられた光導波路が樹脂に埋め込ま
れた光モジュールにおいて、光導波路および基板の一部
に樹脂止めを設けることにより、光導波路の少なくとも
一端が外部に露出し、そこに光ファイバをアクティブア
ライメント法で接続することが可能となり、接続損失が
少なく、信頼性の高い樹脂封止光モジュールが得られ
る。この樹脂止めは、光導波路および基板に接着固定す
ることが出来、また、光コネクターあるいは光ファイバ
接続補強用部材を兼用することができる。このことによ
り、モジュール作製のコストを上昇させることなく、接
続性に優れた樹脂封止光モジュールが得られる。
ドフレーム上に基板を固定し、電気配線を行うことで、
光導波路に光結合された光素子を搭載した光導波路を
も、容易に光ファイバとの接続性を保ったまま、樹脂封
止して、信頼性の高い光モジュールを得ることができ
る。この際、光素子および光結合部は、透明樹脂で覆わ
れることにより、封止樹脂から保護されることができ
る。
の端面が露出しているため、入出力用の光ファイバと高
効率な接続が可能となり、信頼性及び経済性の高い樹脂
封止光モジュールを提供できる。
高効率な接続が可能なまま、スプリッターや合分波回路
などの光部品を樹脂で封止して、信頼性を向上させるこ
とができる。
で封止し、光コネクターを構成する構造体を兼用する樹
脂止めが端面に設けているので、極めてコンパクトな構
成で、信頼性の高い光部品が構成できる。
バ接続補強用部材とを兼用することで、部品点数を減ら
しプロセスを増やすことなく、光ファイバとの高効率な
接続が可能でかつ信頼性、経済性の高い樹脂封止光モジ
ュールが得られる。
めで金型を固定することにより、脆弱な光導波路および
基板が金型に直接接することが妨げるため、金型の固定
時の圧力で光導波路もしくは基板に亀裂などの劣化が生
じるのを防ぐことが出来、信頼性の高い光モジュールが
実現できる。
形態を示す。(a)は平面図、(b)は斜視図である。
形態の封止する際の断面図である。
の断面図である。
形態で得られた樹脂封止光モジュールに、光ファイバを
接着固定したモジュールの断面図である。
形態を示す断面図である。
形態を示す断面図である。
形態で、樹脂止めが光コネクターを兼用する場合を示す
断面図である。
形態を示す断面図である。
図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 基板上に設けられた光導波路がモールド
された樹脂に埋め込まれた光モジュールにおいて、 前記樹脂が導波路端面に流れ込むのを防止する樹脂止め
が、光導波路および基板を囲うように入出力端部に設け
てなり、光導波路の端面を外部に露出することを特徴と
する光モジュール。 - 【請求項2】 請求項1において、 前記樹脂止めが、光導波路および基板に固定されている
ことを特徴とする光モジュール。 - 【請求項3】 請求項1又は2において、 前記樹脂止めが、光ファイバ接続補強用部材を兼用する
ことを特徴とする光モジュール。 - 【請求項4】 請求項1又は2において、 前記樹脂止めが、光コネクターを構成する構造体を兼用
することを特徴とする光モジュール。 - 【請求項5】 請求項1乃至4において、 前記光導波路の設けられた基板がリードフレーム上に固
定され、光導波路に光結合された光素子が基板上に搭載
され、基板上の電極および/あるいは光導波路上の電気
配線を介してリードフレームへと光素子が電気配線され
ていることを特徴とする光モジュール。 - 【請求項6】 請求項1乃至5において、 前記光導波路に光結合された光素子が光導波路の設けら
れた基板上に搭載され、光素子および光素子と光導波路
との光結合部分が透明な樹脂に覆われていることを特徴
とする光モジュール。 - 【請求項7】 請求項1乃至6において、 前記光導波路の端面に光ファイバが接続してなることを
特徴とする光モジュール。 - 【請求項8】 請求項1乃至4において、 前記光導波路の両側に樹脂止めを設け、各々光ファイバ
が接続してなることを特徴とする光モジュール。 - 【請求項9】 請求項1乃至4において、 前記光導波路端面の両側に光導波路のコアと位置合せし
てなるマイクロキャピラリを各々設けてなり、該マイク
ロキャピラリに光ファイバが各々接続してなることを特
徴とする光モジュール。 - 【請求項10】 請求項1において、 前記樹脂止めが、光ファイバ接続補強用部材を兼用して
なり、光導波路及び基板に前記樹脂止めを固定した後
に、光導波路と端面を面一とし、光ファイバ接続用ブロ
ックと接続してなることを特徴とする光モジュール。 - 【請求項11】 基板上に設けられた光導波路が樹脂に
埋め込まれた光モジュールにおいて、樹脂で埋め込む際
に用いる金型が前記樹脂止めに接することで、光導波路
および基板が直接金型に接しないことを特徴とする光モ
ジュールの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00197598A JP3380733B2 (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 光モジュールおよびその製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00197598A JP3380733B2 (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 光モジュールおよびその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11202145A true JPH11202145A (ja) | 1999-07-30 |
| JP3380733B2 JP3380733B2 (ja) | 2003-02-24 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00197598A Expired - Fee Related JP3380733B2 (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 光モジュールおよびその製造方法 |
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