JPS5915211A - 光半導体装置 - Google Patents
光半導体装置Info
- Publication number
- JPS5915211A JPS5915211A JP12442682A JP12442682A JPS5915211A JP S5915211 A JPS5915211 A JP S5915211A JP 12442682 A JP12442682 A JP 12442682A JP 12442682 A JP12442682 A JP 12442682A JP S5915211 A JPS5915211 A JP S5915211A
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- JP
- Japan
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- optical semiconductor
- optical
- semiconductor device
- semiconductor element
- envelope
- Prior art date
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- Pending
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4246—Bidirectionally operating package structures
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4249—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は光中導体装置Ｉ差に係す、竹に光半導体素子と
外部導波路の光結合効率を上げるととが可能な光半導体
装置に係するものである。
外部導波路の光結合効率を上げるととが可能な光半導体
装置に係するものである。
光半導体装置は種々の用途に広く使用されておシ、その
代表としては光伝送用の受信モジュール、送信モジュー
ルに組込まれて広く光伝送装置に使用される例がある。
代表としては光伝送用の受信モジュール、送信モジュー
ルに組込まれて広く光伝送装置に使用される例がある。
次に光伝越用め送信モジュールを例にとって発光半導体
装置と光ファイバとの光結合機構の数例を図に促って説
明する。
装置と光ファイバとの光結合機構の数例を図に促って説
明する。
先ず第１図はキャンタイプの外囲器（１，１に気密封止
された発光半導体装置例えばＬＥＤ ｉｐらなる光半導
体装置は図示しない光コイ・フタプラグに取付けられた
光ファイバと光結合を行なうためにアダプタ（２）ヲ介
するか直接、光コネクタリセプタクル（３）に固着され
ている。
された発光半導体装置例えばＬＥＤ ｉｐらなる光半導
体装置は図示しない光コイ・フタプラグに取付けられた
光ファイバと光結合を行なうためにアダプタ（２）ヲ介
するか直接、光コネクタリセプタクル（３）に固着され
ている。
この光半導体装置と光ファイバとの関係は第２図に示す
ようになっている。即ち光半導体装置においてＬＥＤ
（４） ｉｉヘッダ（５）にマウントボンディングされ
、ガラスからなる窓部（力つきのシェル（６）で気密封
止されている。そしてとのＩＪＤ （４）から射出され
た信号光は光ファイバ（８）に結合されることになる。
ようになっている。即ち光半導体装置においてＬＥＤ
（４） ｉｉヘッダ（５）にマウントボンディングされ
、ガラスからなる窓部（力つきのシェル（６）で気密封
止されている。そしてとのＩＪＤ （４）から射出され
た信号光は光ファイバ（８）に結合されることになる。
この場合、図からもわかるようにＬＥＤ （４）から射
出された信号光はあらゆる方向に射出されるため、光フ
ァイバ（８）との結合効率を上けるためには次の２つの
要点が重装である。第１の要点はＬＥＤ（４）の微小相
１から射出された仁は光力・広プンユらないうちに光フ
ァイバ（８）に結合なせるとと、即ち光ファイバ（８）
のコア端面をできるだけＬＥｉ）（４）に近づけること
。第２の扱点けＬＥＤ（４）からの射出角を小さくして
信号光が広がらないようにすると間部に、光７フイハ（
８）への入射角を小さくシフ、光ファイバ（８）の最大
受光角に入るようにすることである。
出された信号光はあらゆる方向に射出されるため、光フ
ァイバ（８）との結合効率を上けるためには次の２つの
要点が重装である。第１の要点はＬＥＤ（４）の微小相
１から射出された仁は光力・広プンユらないうちに光フ
ァイバ（８）に結合なせるとと、即ち光ファイバ（８）
のコア端面をできるだけＬＥｉ）（４）に近づけること
。第２の扱点けＬＥＤ（４）からの射出角を小さくして
信号光が広がらないようにすると間部に、光７フイハ（
８）への入射角を小さくシフ、光ファイバ（８）の最大
受光角に入るようにすることである。
この第１の要点を実覗、する方法としてｌｄ、第２図の
窓部の厚さ會納＜シたり、夕［囲８：：÷、その他の精
度を上げてＬＥＤ （４）と光ファイバ（川のコア端面
との間隔（１）を小さくすることはもちろん、第３図に
示すように光ファイバ（８）の一部がシェル（８）全貫
通してＬＥＴ） （４）の発光面に近接させたロンチャ
あるいはヒフテール４￥（造のものも提呆さオしている
。
窓部の厚さ會納＜シたり、夕［囲８：：÷、その他の精
度を上げてＬＥＤ （４）と光ファイバ（川のコア端面
との間隔（１）を小さくすることはもちろん、第３図に
示すように光ファイバ（８）の一部がシェル（８）全貫
通してＬＥＴ） （４）の発光面に近接させたロンチャ
あるいはヒフテール４￥（造のものも提呆さオしている
。
またＩ・ＥＤからの射出角を小さくするセ；）造として
第４図に示すようにＬＥ：Ｄ （４＋）表ＩＭ１に凹部
に設け、そこに球レンズ（９）を入れる構造や図示しな
いが、Ｔ、ＥＤ自身を球面にして凸レンズにイσ（用し
たものも実用化さねている。
第４図に示すようにＬＥ：Ｄ （４＋）表ＩＭ１に凹部
に設け、そこに球レンズ（９）を入れる構造や図示しな
いが、Ｔ、ＥＤ自身を球面にして凸レンズにイσ（用し
たものも実用化さねている。
更に他の例として第５図、第６し”１に示すよう々プラ
スチックモールド外囲器Ｈｆ使用Ｌ、ＬＥＤ（１４）に
対向する部分を半球（１５）状に外部へ突出させた構造
にするものも知られている。
スチックモールド外囲器Ｈｆ使用Ｌ、ＬＥＤ（１４）に
対向する部分を半球（１５）状に外部へ突出させた構造
にするものも知られている。
然るにこれら従来の光半導体装置はいずわもＬＥＤなど
の光半導体素子を単独に気密制止したものを使用した構
造であり前述したような構造で光半導体素子と光ファイ
バとの光結合を良好にすることが可能であるが、最近同
一外囲器内に光半導体素子とその付属回路を組込んだ光
半導体装置が開発され、この様な光半導体装置において
はドライバＩＣヤレシーバＩＣ１バイパスコンデンサナ
ト光半導体素子よシも大形のものを組込むため必然的に
光半導体素子と光ファイバとの結合効率を上げることが
困難となる問題点があった。
の光半導体素子を単独に気密制止したものを使用した構
造であり前述したような構造で光半導体素子と光ファイ
バとの光結合を良好にすることが可能であるが、最近同
一外囲器内に光半導体素子とその付属回路を組込んだ光
半導体装置が開発され、この様な光半導体装置において
はドライバＩＣヤレシーバＩＣ１バイパスコンデンサナ
ト光半導体素子よシも大形のものを組込むため必然的に
光半導体素子と光ファイバとの結合効率を上げることが
困難となる問題点があった。
本発明は前記問題点に＾みなされたものであり、光半導
体素子と付属回路を同時に組込んだ外囲器を使用しても
光半導体素子と光ファイバとの結合効率を上けることが
可能な光半イ＾体装ｉ、ｉ提供することを目的としてい
る。
体素子と付属回路を同時に組込んだ外囲器を使用しても
光半導体素子と光ファイバとの結合効率を上けることが
可能な光半イ＾体装ｉ、ｉ提供することを目的としてい
る。
即ち、本発明は透明ｒｆｌｓ ４４からなる窓ｈ）・、
を有する外囲器と、この外囲器ｄ内部に気密封止された
少くとも光半導体素子とからなる光半導体装置において
、窓部が半導体素子の発光部または受光部に対向する面
のみがほぼ球面状をなす凸レンズからな′す、かつ凸レ
ンズの直下には光半導体素子のみが存在し得る大きさで
あるととを特徴とし更に凸レンズを光半導体素子の発光
面に近ずけるため外囲器の凹部に設けられていることも
特徴としている。
を有する外囲器と、この外囲器ｄ内部に気密封止された
少くとも光半導体素子とからなる光半導体装置において
、窓部が半導体素子の発光部または受光部に対向する面
のみがほぼ球面状をなす凸レンズからな′す、かつ凸レ
ンズの直下には光半導体素子のみが存在し得る大きさで
あるととを特徴とし更に凸レンズを光半導体素子の発光
面に近ずけるため外囲器の凹部に設けられていることも
特徴としている。
次に本発明の光半導体装置の一実Ｍｌｖ例を第７図及び
第８図によシ説明する。本実ｈＩＩ！例では光半導体装
置全モジールと呼ぶ。
第８図によシ説明する。本実ｈＩＩ！例では光半導体装
置全モジールと呼ぶ。
即ち、同一セラミック多層配線基板（＋６）上に送イも
モジュール０ηと受信モジュール（１８全塔載した双方
向光モジュールで送信モジュー／Ｉ／（１７）にはＬＥ
Ｄσ９とドライバＩＣ（２０）や図示しない抵抗がマウ
ント、ボンディングされており、同様に受信モジュール
部θ８）にはＰｉＮ ”−ＰＤ （２３）とレシーバＩ
Ｃ（２イ）及びバイパスコンデンサ０■がマウント、ボ
ンディングされている。
モジュール０ηと受信モジュール（１８全塔載した双方
向光モジュールで送信モジュー／Ｉ／（１７）にはＬＥ
Ｄσ９とドライバＩＣ（２０）や図示しない抵抗がマウ
ント、ボンディングされており、同様に受信モジュール
部θ８）にはＰｉＮ ”−ＰＤ （２３）とレシーバＩ
Ｃ（２イ）及びバイパスコンデンサ０■がマウント、ボ
ンディングされている。
そして各々のモジュール（＋７） （１８）には中央に
透明部材例えばガラスからなる窓部０２を有するコバー
ル材などからなるシェルＯｎが設けられこのシェル（２
７１の周辺部はメクライズ層を介してリング状のセラミ
ック（２６）にろう刊されたウェルドリング（２樟にシ
ーム溶接することにより気密封止され鳥信頼性な双方向
光モジュールのチップアセンブリを構成する。
透明部材例えばガラスからなる窓部０２を有するコバー
ル材などからなるシェルＯｎが設けられこのシェル（２
７１の周辺部はメクライズ層を介してリング状のセラミ
ック（２６）にろう刊されたウェルドリング（２樟にシ
ーム溶接することにより気密封止され鳥信頼性な双方向
光モジュールのチップアセンブリを構成する。
このようなチップアセンブリは例えばプラスチックモー
ルドにより得られたりセプタクルに挿入接着され、２芯
光コネクタと着脱可能に光結合され双方向光伝送が可能
である。
ルドにより得られたりセプタクルに挿入接着され、２芯
光コネクタと着脱可能に光結合され双方向光伝送が可能
である。
次に窓部（３２及びその近傍を説明すると、窓部０２は
光コネクタのプラグ（４１）内の光ファイバ（４カの直
径９．５ ｍｍとほぼ同等の曲率半径０．６ｍｍＢの半
球面がＬＥＤ←ｌ、ＰＩＮ−ＦＤ（２３）に対向する面
のみに形成された凸レンズと・なっておシ更にこの窓部
国を設ける外囲器の一部であるシェルＱ力の部分は凹部
に形成され、プラグ００がシェルに当接しても窓部Ｃ３
２）が接触しないようなっているし、貰だ窓部（脅の凸
レンズをＬＥＴ）０１め、ＰＩＮ −ＰＩ） Ｑ３）に
近接さぜられるし更にＩＣ（２０）（２１）などのポン
ディングワイヤ近傍ではシェルｅ力はこのボンディング
ワイヤに接角虫しないｈさになっているので、このボン
ディングワイヤに接触したり変形させることがない。こ
の場合ＬＥＤ （ｔ＜９ 、ＰＩＮ−ＰＤ （２３＋か
らのボンディングワイヤがｒ’ｊ−３部（３２に接触し
ても絶縁部組であるので間頴はない。
光コネクタのプラグ（４１）内の光ファイバ（４カの直
径９．５ ｍｍとほぼ同等の曲率半径０．６ｍｍＢの半
球面がＬＥＤ←ｌ、ＰＩＮ−ＦＤ（２３）に対向する面
のみに形成された凸レンズと・なっておシ更にこの窓部
国を設ける外囲器の一部であるシェルＱ力の部分は凹部
に形成され、プラグ００がシェルに当接しても窓部Ｃ３
２）が接触しないようなっているし、貰だ窓部（脅の凸
レンズをＬＥＴ）０１め、ＰＩＮ −ＰＩ） Ｑ３）に
近接さぜられるし更にＩＣ（２０）（２１）などのポン
ディングワイヤ近傍ではシェルｅ力はこのボンディング
ワイヤに接角虫しないｈさになっているので、このボン
ディングワイヤに接触したり変形させることがない。こ
の場合ＬＥＤ （ｔ＜９ 、ＰＩＮ−ＰＤ （２３＋か
らのボンディングワイヤがｒ’ｊ−３部（３２に接触し
ても絶縁部組であるので間頴はない。
前記実施例は光半導体装置として同一セラミック多層配
線基板上に送信モジュールと受信モジュールを形成した
ものについて述べたが、これは一方でもよくまたセラミ
ック多層配線基板を使用せず、一枚のプリント基板を使
用したものやメタル外囲器を使用することも可能である
ことは説明するまでもない。
線基板上に送信モジュールと受信モジュールを形成した
ものについて述べたが、これは一方でもよくまたセラミ
ック多層配線基板を使用せず、一枚のプリント基板を使
用したものやメタル外囲器を使用することも可能である
ことは説明するまでもない。
上述のように本発明の光半導体装置によれは信頼性が高
く、光半導体素子と付属部品と全同一外囲器中に気密封
止でき、更に光半導体素子と光ファイバの光結合効率を
上げることが可能であるのでその工業的価値は極めて犬
である。
く、光半導体素子と付属部品と全同一外囲器中に気密封
止でき、更に光半導体素子と光ファイバの光結合効率を
上げることが可能であるのでその工業的価値は極めて犬
である。
第１図乃至第６図は従来の光半導体装置を示す図でちゃ
第１図は光コネククリセプククルにキャンタイプの光半
導体装置を組込んだ秋態を示す説明用断面図、第２図は
第１図の光半導体装置と光ファイバとの関係を示す説明
用断面図、第３図はシェル内まで光ファイバを挿入した
例を示す断面図、第４図はＬＥＤＯ四部に球レンズを入
れた構造を示す説明用断面図、第５図はプラスチックモ
ールド形光生曽体装置の外観図、第６図は第５図のＡ一
部拡大断面図、第７図及び第８図は本発明の光半導体装
置の一実施例を示す図であり、第７図は全体の説明用断
面図、第８図は妥部拡犬説明用断面図である。 ３ 光コネクタリセプタクル ノ１１４１．１４．１
９・・・ＬＢＤ７．３２・・窓 部 ８．４２・
・・光ファイバ９ 球レンズ １６ セラミッ
ク多層配線基板２０・ トライバ■Ｃ２１，２５・パス
バスコンテンツ２３・・ＰＩＮ −Ｐ、Ｄ ２４
・ レシーノ々ＩＣ２７・・シェル 代理人 弁理士 井 上 −男 第 １ 図 第 ３ 図 第 ５ 図 第 ２ 図 第 ４ 図 第 ６ 図
第１図は光コネククリセプククルにキャンタイプの光半
導体装置を組込んだ秋態を示す説明用断面図、第２図は
第１図の光半導体装置と光ファイバとの関係を示す説明
用断面図、第３図はシェル内まで光ファイバを挿入した
例を示す断面図、第４図はＬＥＤＯ四部に球レンズを入
れた構造を示す説明用断面図、第５図はプラスチックモ
ールド形光生曽体装置の外観図、第６図は第５図のＡ一
部拡大断面図、第７図及び第８図は本発明の光半導体装
置の一実施例を示す図であり、第７図は全体の説明用断
面図、第８図は妥部拡犬説明用断面図である。 ３ 光コネクタリセプタクル ノ１１４１．１４．１
９・・・ＬＢＤ７．３２・・窓 部 ８．４２・
・・光ファイバ９ 球レンズ １６ セラミッ
ク多層配線基板２０・ トライバ■Ｃ２１，２５・パス
バスコンテンツ２３・・ＰＩＮ −Ｐ、Ｄ ２４
・ レシーノ々ＩＣ２７・・シェル 代理人 弁理士 井 上 −男 第 １ 図 第 ３ 図 第 ５ 図 第 ２ 図 第 ４ 図 第 ６ 図
Claims (2)
- （１）透明部材からなる窓部を有する外囲器と、前記外
囲器の内部に気密封止され之少くとも光半導体素子とか
らなる光中導体装置４．において、前記窓部が前記光半
導体素子の発光部または受光部に対向する面のみがほぼ
半球面状をなす凸レンズからな９、かつ前記凸レンズの
直下にね前記光半導体素子のみが存在しイｎる大きさで
あることを特徴とする光半導体装置。 - （２）凸レンズが外囲器の凹部に設けられていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12442682A JPS5915211A (ja) | 1982-07-19 | 1982-07-19 | 光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12442682A JPS5915211A (ja) | 1982-07-19 | 1982-07-19 | 光半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5915211A true JPS5915211A (ja) | 1984-01-26 |
Family
ID=14885188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12442682A Pending JPS5915211A (ja) | 1982-07-19 | 1982-07-19 | 光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5915211A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008139446A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光モジュール |
-
1982
- 1982-07-19 JP JP12442682A patent/JPS5915211A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008139446A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光モジュール |
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