JPH0894888A - 光半導体モジュール及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、気密キャップが与える応力に起因す
るＳｉ基板のクラック発生を防止する光半導体モジュー
ルの提供を目的とする。 【構成】機械的光軸調整のためのＳｉ基板の裏面に補強
板を設ける。
るＳｉ基板のクラック発生を防止する光半導体モジュー
ルの提供を目的とする。 【構成】機械的光軸調整のためのＳｉ基板の裏面に補強
板を設ける。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光半導体素子と光ファ
イバ等の光導波体との光結合を無調整化した低コスト光
半導体モジュールに関し、特に、その生産性、信頼性の
向上を図った光半導体モジュール及びその製造方法に関
する。
イバ等の光導波体との光結合を無調整化した低コスト光
半導体モジュールに関し、特に、その生産性、信頼性の
向上を図った光半導体モジュール及びその製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ通信等の分野では、半導体レ
ーザ、受光素子などの光半導体素子と信号伝送路となる
光ファイバとが光結合され、光半導体素子の信頼性確保
のための気密封止パッケージが施された光半導体モジュ
ールが用いられている。一般に、光半導体モジュールは
トランジスタ、ＩＣなどの電子半導体がパッケージされ
た半導体モジュールより遥かに高価である。この主因は
光半導体素子の製造価格によるものではなく、光半導体
素子と光ファイバ等の光導波体との光結合調整費がスル
ープット向上の難しさにより高くなる為である。
ーザ、受光素子などの光半導体素子と信号伝送路となる
光ファイバとが光結合され、光半導体素子の信頼性確保
のための気密封止パッケージが施された光半導体モジュ
ールが用いられている。一般に、光半導体モジュールは
トランジスタ、ＩＣなどの電子半導体がパッケージされ
た半導体モジュールより遥かに高価である。この主因は
光半導体素子の製造価格によるものではなく、光半導体
素子と光ファイバ等の光導波体との光結合調整費がスル
ープット向上の難しさにより高くなる為である。
【０００３】通常、光半導体素子と光ファイバとは数μ
ｍの精度で位置合わせされることが必要となるが、これ
を機械的なガイド機構等により行うにはその実装基体の
加工精度が非常に厳しくなり、また、非常に複雑な構成
となるためその加工制作費用が大幅に上昇してしまう問
題がある。そこで、一般的な光半導体モジュールでは光
半導体素子と光ファイバが独立の基体、或いはホルダに
加工搭載され、別々に検査された後、それぞれの基体ま
たはホルダを対向させて光結合を行わせる。このため、
光半導体素子と光ファイバとの機械的位置を調整する必
要があり、光出力または光入力の強度確認を行いながら
搭載位置の調整を行う所謂光結合調整が必要になる。一
方、前述のように光半導体素子は信頼性確保のためパッ
ケージの気密封止が必要である。これは光半導体素子の
光入出力面を保護する目的で行うものであるが、これに
は金属、ガラス、セラミック等の材料による気密封止体
を金属、ガラスの融着接合で封じる必要がある。このた
め、気密封止工程ではかなりの温度上昇を伴い、気密封
止体の熱変形も比較的大きい。一般に、光半導体モジュ
ールは一旦、光半導体素子の気密封止を施した後に光フ
ァイバとの光結合をおこなわせるが、これは上述したよ
うに気密封止工程で気密封止体の熱変形が比較的大きく
起こるため、先に光結合を行ってもその機械的位置関係
がずれやすい為である。従って、気密封止された光半導
体素子に対して光結合調整を行うことになり、光半導体
素子の搭載位置を機械的に検出することが気密封止体の
存在により困難になる。つまり、位置合わせを機械的な
ガイド機構を用いて行うことができなくなり、両者の位
置調整を機械的に粗調整して工程時間の短縮を図る事が
難しい。即ち、この光軸調整は一般に数μｍの精度が要
求される位置調整を全て光学的位置検出手段により行う
必要がある。更に、光軸調整後は機械的固定をかなり堅
牢に行って光軸の変動を防止する必要があるが、この機
械的な固定を行う際に位置ずれを起こすこともある。こ
れは光軸の調整状態によって、機械的な固定部材の位置
関係が異なってくるために、同一の加工条件であっても
その状態が変化する為である。
ｍの精度で位置合わせされることが必要となるが、これ
を機械的なガイド機構等により行うにはその実装基体の
加工精度が非常に厳しくなり、また、非常に複雑な構成
となるためその加工制作費用が大幅に上昇してしまう問
題がある。そこで、一般的な光半導体モジュールでは光
半導体素子と光ファイバが独立の基体、或いはホルダに
加工搭載され、別々に検査された後、それぞれの基体ま
たはホルダを対向させて光結合を行わせる。このため、
光半導体素子と光ファイバとの機械的位置を調整する必
要があり、光出力または光入力の強度確認を行いながら
搭載位置の調整を行う所謂光結合調整が必要になる。一
方、前述のように光半導体素子は信頼性確保のためパッ
ケージの気密封止が必要である。これは光半導体素子の
光入出力面を保護する目的で行うものであるが、これに
は金属、ガラス、セラミック等の材料による気密封止体
を金属、ガラスの融着接合で封じる必要がある。このた
め、気密封止工程ではかなりの温度上昇を伴い、気密封
止体の熱変形も比較的大きい。一般に、光半導体モジュ
ールは一旦、光半導体素子の気密封止を施した後に光フ
ァイバとの光結合をおこなわせるが、これは上述したよ
うに気密封止工程で気密封止体の熱変形が比較的大きく
起こるため、先に光結合を行ってもその機械的位置関係
がずれやすい為である。従って、気密封止された光半導
体素子に対して光結合調整を行うことになり、光半導体
素子の搭載位置を機械的に検出することが気密封止体の
存在により困難になる。つまり、位置合わせを機械的な
ガイド機構を用いて行うことができなくなり、両者の位
置調整を機械的に粗調整して工程時間の短縮を図る事が
難しい。即ち、この光軸調整は一般に数μｍの精度が要
求される位置調整を全て光学的位置検出手段により行う
必要がある。更に、光軸調整後は機械的固定をかなり堅
牢に行って光軸の変動を防止する必要があるが、この機
械的な固定を行う際に位置ずれを起こすこともある。こ
れは光軸の調整状態によって、機械的な固定部材の位置
関係が異なってくるために、同一の加工条件であっても
その状態が変化する為である。
【０００４】このように、一般的な従来の光半導体モジ
ュールは、光結合調整の工程短縮が難しいためスループ
ットの向上が難しく、その上、固定部材の位置関係が各
モジュール毎に異なるため歩留まりの制御向上も難しか
った。従って、光結合調整費が高く、モジュールコスト
を大きく引き上げる原因となっていた。
ュールは、光結合調整の工程短縮が難しいためスループ
ットの向上が難しく、その上、固定部材の位置関係が各
モジュール毎に異なるため歩留まりの制御向上も難しか
った。従って、光結合調整費が高く、モジュールコスト
を大きく引き上げる原因となっていた。
【０００５】このような背景から、歩留まりの制御向上
が容易で大量生産の可能な光半導体モジュールが求めら
れており、これに対する幾つかの試みが報告、提案され
ている。その中で、特に半導体製造技術を用いた所謂マ
イクロマシニング技術の応用による光半導体モジュール
が注目されてきている。このマイクロマシニング技術を
応用したモジュールの特徴は、半導体技術で養われたサ
ブミクロン、即ち、１μｍ以下の加工精度での機械加工
が可能なため、前述した一般的光半導体モジュールの根
幹的問題であった光半導体素子と光ファイバとのμｍ精
度の位置調整が機械的組立だけで可能になることであ
る。即ち、光半導体素子と光ファイバとの光結合を機械
的組立工程だけで行うことができ、前述の例のような所
謂光軸調整が不要になる。また、半導体素子の製造と同
様に一度に大量の基板加工ができるため、通常の機械切
削加工等に比し実装基体の大幅な加工費低減が可能であ
る。
が容易で大量生産の可能な光半導体モジュールが求めら
れており、これに対する幾つかの試みが報告、提案され
ている。その中で、特に半導体製造技術を用いた所謂マ
イクロマシニング技術の応用による光半導体モジュール
が注目されてきている。このマイクロマシニング技術を
応用したモジュールの特徴は、半導体技術で養われたサ
ブミクロン、即ち、１μｍ以下の加工精度での機械加工
が可能なため、前述した一般的光半導体モジュールの根
幹的問題であった光半導体素子と光ファイバとのμｍ精
度の位置調整が機械的組立だけで可能になることであ
る。即ち、光半導体素子と光ファイバとの光結合を機械
的組立工程だけで行うことができ、前述の例のような所
謂光軸調整が不要になる。また、半導体素子の製造と同
様に一度に大量の基板加工ができるため、通常の機械切
削加工等に比し実装基体の大幅な加工費低減が可能であ
る。
【０００６】この技術を用いれば、光半導体モジュール
のコスト削減と生産性向上の大幅な改善が可能であり、
光通信技術の特徴である大容量、高品質信号伝送を一般
的な産業機器にも導入することが可能となり、高速、高
性能システムの構築と、それによる産業の発達、発展に
大きく寄与する事ができる。
のコスト削減と生産性向上の大幅な改善が可能であり、
光通信技術の特徴である大容量、高品質信号伝送を一般
的な産業機器にも導入することが可能となり、高速、高
性能システムの構築と、それによる産業の発達、発展に
大きく寄与する事ができる。
【０００７】しかしながら、このようなマイクロマシニ
ング技術の応用による光半導体モジュールは、光結合工
程の改善のみが着目されてきたために、実用上重要な一
方の要件、即ち、気密封止パッケージの実現が実質的に
成されていない。このため、未だ実用化にはほど遠いの
が現状である。以下、図面を参照しながら従来技術の問
題点を説明していく。
ング技術の応用による光半導体モジュールは、光結合工
程の改善のみが着目されてきたために、実用上重要な一
方の要件、即ち、気密封止パッケージの実現が実質的に
成されていない。このため、未だ実用化にはほど遠いの
が現状である。以下、図面を参照しながら従来技術の問
題点を説明していく。
【０００８】図１４は、マイクロマシニング技術の応用
による光半導体モジュールの従来例を示した構成断面図
である。図中１はＳｉ基板、５は光ファイバ、６は光半
導体素子、７は光半導体素子用送・受ＩＣ、１７はボン
ディングワイヤである。その他の部分の説明は後述す
る。この例では、光ファイバ５はＳｉ基板１の位置調整
溝２に固定され、光半導体素子６との位置関係が自動的
に調整されるようになっている。この結果、光結合は光
半導体素子６のマウント、光ファイバ５の位置調整溝２
への挿入という機械的な組立工程で実現することができ
る。ここで、実装基体（１）がＳｉ基板により構成され
ている理由は、位置調整溝２の機械的加工が前述のマイ
クロマシニング技術で行えるようにしたためである。
による光半導体モジュールの従来例を示した構成断面図
である。図中１はＳｉ基板、５は光ファイバ、６は光半
導体素子、７は光半導体素子用送・受ＩＣ、１７はボン
ディングワイヤである。その他の部分の説明は後述す
る。この例では、光ファイバ５はＳｉ基板１の位置調整
溝２に固定され、光半導体素子６との位置関係が自動的
に調整されるようになっている。この結果、光結合は光
半導体素子６のマウント、光ファイバ５の位置調整溝２
への挿入という機械的な組立工程で実現することができ
る。ここで、実装基体（１）がＳｉ基板により構成され
ている理由は、位置調整溝２の機械的加工が前述のマイ
クロマシニング技術で行えるようにしたためである。
【０００９】通常、Ｓｉ単結晶基板は結晶方位による異
方性エッチングが可能であり、そのため各種幾何的な形
状加工が可能である。光半導体モジュール用の溝加工形
状として代表的なものは、（１００）結晶面上に＜１１
０＞または＜−１１０＞方向のスリット状マスクを設け
た場合のもので、両側に（１１１）斜面を有する所謂Ｖ
溝である。単結晶ＳｉにおいてはＫＯＨ水溶液、ヒドラ
ジン等の溶液でエッチングすることにより、（１０
０）、（１１０）等の結晶面に比し、（１１１）面が極
端にエッチングが遅くなるという特性を持っている。こ
れを利用して、上述のＶ溝などが容易に形成でき、その
時のマスク形成は通常の半導体プロセスを利用すること
ができる。また、エッチングのマスク材料としては、Ｓ
ｉ基板を酸化雰囲気中で熱処理して得られる熱酸化Ｓｉ
Ｏ２や、ＣＶＤ法によるＳｉ３Ｎ４等が用いられる。こ
の方法により得られる機械加工精度はエッチング条件や
マスクの適切な設定により、１μｍ以下とすることが十
分可能である。
方性エッチングが可能であり、そのため各種幾何的な形
状加工が可能である。光半導体モジュール用の溝加工形
状として代表的なものは、（１００）結晶面上に＜１１
０＞または＜−１１０＞方向のスリット状マスクを設け
た場合のもので、両側に（１１１）斜面を有する所謂Ｖ
溝である。単結晶ＳｉにおいてはＫＯＨ水溶液、ヒドラ
ジン等の溶液でエッチングすることにより、（１０
０）、（１１０）等の結晶面に比し、（１１１）面が極
端にエッチングが遅くなるという特性を持っている。こ
れを利用して、上述のＶ溝などが容易に形成でき、その
時のマスク形成は通常の半導体プロセスを利用すること
ができる。また、エッチングのマスク材料としては、Ｓ
ｉ基板を酸化雰囲気中で熱処理して得られる熱酸化Ｓｉ
Ｏ２や、ＣＶＤ法によるＳｉ３Ｎ４等が用いられる。こ
の方法により得られる機械加工精度はエッチング条件や
マスクの適切な設定により、１μｍ以下とすることが十
分可能である。
【００１０】このように、マイクロマシニング応用の光
半導体モジュールは光結合の無調整化に有効な手段であ
るが、上述したようにその主旨が光結合の無調整化にあ
り、光半導体素子の気密封止機構が必ずしも考慮されて
いない。この気密封止機構に関する提案はあまり無い
が、42nd ELECTRONIC COMPONENTS & TECHNOLOGYCONFERE
NCE （１９９２年）の PROCEEDENGS ９４頁 Fig.1
に解決案の一例が示されている。この例ではマイクロマ
シニング加工によるＳｉ実装基板の上で、光半導体素子
搭載領域に対する気密封止キャップを設け、Ｓｉ実装基
板上で部分的な気密封止を実現する案が示されている。
この例を前述したマイクロマシニング応用の光半導体モ
ジュールに適用することで、図１４の構成が容易に考え
られる。
半導体モジュールは光結合の無調整化に有効な手段であ
るが、上述したようにその主旨が光結合の無調整化にあ
り、光半導体素子の気密封止機構が必ずしも考慮されて
いない。この気密封止機構に関する提案はあまり無い
が、42nd ELECTRONIC COMPONENTS & TECHNOLOGYCONFERE
NCE （１９９２年）の PROCEEDENGS ９４頁 Fig.1
に解決案の一例が示されている。この例ではマイクロマ
シニング加工によるＳｉ実装基板の上で、光半導体素子
搭載領域に対する気密封止キャップを設け、Ｓｉ実装基
板上で部分的な気密封止を実現する案が示されている。
この例を前述したマイクロマシニング応用の光半導体モ
ジュールに適用することで、図１４の構成が容易に考え
られる。
【００１１】図１４において、２６は電気配線導体、２
７は絶縁体、２８は気密封止キャップ、１０は気密封止
キャップ２８とＳｉ基板１を接合し、光半導体素子搭載
部を気密封止するための半田である。このように構成す
ることで、光半導体素子と光ファイバとの光結合を機械
的な組立で行い、また、光半導体素子の気密封止をも実
現することができる。この結果、光半導体モジュールの
コスト削減と生産性向上の大幅な改善が可能となり、前
述したような効果が得られるようになる。
７は絶縁体、２８は気密封止キャップ、１０は気密封止
キャップ２８とＳｉ基板１を接合し、光半導体素子搭載
部を気密封止するための半田である。このように構成す
ることで、光半導体素子と光ファイバとの光結合を機械
的な組立で行い、また、光半導体素子の気密封止をも実
現することができる。この結果、光半導体モジュールの
コスト削減と生産性向上の大幅な改善が可能となり、前
述したような効果が得られるようになる。
【００１２】しかしながら、このようにして得られた光
半導体モジュールは未だ実用的観点からみた問題点が残
っており、このままでは現実的な構造となっていない。
即ち、図１４では実装基体が半導体プロセス技術による
利点を生かすためＳｉ基板となっているが、２８の気密
封止キャップを気密封止の観点から選定した金属材料で
構成した場合など、Ｓｉ基板とその他の部材との熱膨張
特性が必ずしも整合されるとは限らない。また、電気配
線導体２６が多数必要となる場合、例えば光ファイバが
アレイ化され配線導体２６の引き出し本数が数十本必要
となる場合等、配線引出し部の増大によるＳｉ基板面積
の増加や、配線引き出し部の熱歪み積算量の増大によ
り、Ｓｉ基板にかかる熱歪み応力が無視できなくなって
くる。これら熱歪みの問題は、Ｓｉ基板のクラックの発
生や、配線引き出し部、気密封止部の機械強度劣化によ
るパッケージリーク等の問題を生じ、光半導体モジュー
ルの信頼性を著しく低下させやすい。その結果、信頼性
の観点からの歩留まりが低くなり、光結合工程の簡略短
縮化による効果が形骸化されてしまうという問題があっ
た。
半導体モジュールは未だ実用的観点からみた問題点が残
っており、このままでは現実的な構造となっていない。
即ち、図１４では実装基体が半導体プロセス技術による
利点を生かすためＳｉ基板となっているが、２８の気密
封止キャップを気密封止の観点から選定した金属材料で
構成した場合など、Ｓｉ基板とその他の部材との熱膨張
特性が必ずしも整合されるとは限らない。また、電気配
線導体２６が多数必要となる場合、例えば光ファイバが
アレイ化され配線導体２６の引き出し本数が数十本必要
となる場合等、配線引出し部の増大によるＳｉ基板面積
の増加や、配線引き出し部の熱歪み積算量の増大によ
り、Ｓｉ基板にかかる熱歪み応力が無視できなくなって
くる。これら熱歪みの問題は、Ｓｉ基板のクラックの発
生や、配線引き出し部、気密封止部の機械強度劣化によ
るパッケージリーク等の問題を生じ、光半導体モジュー
ルの信頼性を著しく低下させやすい。その結果、信頼性
の観点からの歩留まりが低くなり、光結合工程の簡略短
縮化による効果が形骸化されてしまうという問題があっ
た。
【００１３】上記の信頼性低下の問題は、基板材料であ
るＳｉの機械的な脆さに起因する部分が多く、基板材料
を一般の半導体パッケージと同様なセラミックス材料と
すれば信頼性低下問題は少なくなる。しかしながら、基
板材料をセラミックスとした場合、結晶異方性を利用し
たエッチング加工ができなくなるためエッチング加工精
度が数十μｍとなってしまうこと、機械的切削或いは燒
結整形の場合は生産性または加工精度が満足できなくな
ってくる等、本来の目的を損なうような問題が生じる。
また、基板材料としての材料コストの上昇や、熱伝導率
の低下等、何れかの問題も付随してくる。従って、光半
導体モジュール光軸調整の無調整化のため、最も重要な
要素である精密機械加工性を優先する必要があり、Ｓｉ
基板の適用が必須となってくる。即ち、Ｓｉ基板の機械
的脆さを構造的に補うことが必要となる。
るＳｉの機械的な脆さに起因する部分が多く、基板材料
を一般の半導体パッケージと同様なセラミックス材料と
すれば信頼性低下問題は少なくなる。しかしながら、基
板材料をセラミックスとした場合、結晶異方性を利用し
たエッチング加工ができなくなるためエッチング加工精
度が数十μｍとなってしまうこと、機械的切削或いは燒
結整形の場合は生産性または加工精度が満足できなくな
ってくる等、本来の目的を損なうような問題が生じる。
また、基板材料としての材料コストの上昇や、熱伝導率
の低下等、何れかの問題も付随してくる。従って、光半
導体モジュール光軸調整の無調整化のため、最も重要な
要素である精密機械加工性を優先する必要があり、Ｓｉ
基板の適用が必須となってくる。即ち、Ｓｉ基板の機械
的脆さを構造的に補うことが必要となる。
【００１４】このように、従来の光半導体モジュールは
光軸調整に起因するコスト低減の限界があり、また、そ
の解決手段としてのマイクロマシニング技術の応用は実
用性に欠けるというような問題があった。
光軸調整に起因するコスト低減の限界があり、また、そ
の解決手段としてのマイクロマシニング技術の応用は実
用性に欠けるというような問題があった。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体パッケー
ジは、配線引出し部の増大によるＳｉ基板面積の増加
や、配線引き出し部の熱歪み積算量の増大した状態で、
気密封止体で密閉した場合Ｓｉ基板にかかる熱歪み応力
が無視できなくなってくる。これら熱歪みの問題は、Ｓ
ｉ基板のクラックの発生や、配線引き出し部、気密封止
部の機械強度劣化によるパッケージリーク等の問題を生
じ、光半導体モジュールの信頼性を著しく低下させやす
い。その結果、信頼性の観点からの歩留まりが低くな
り、光結合工程の簡略短縮化による効果が形骸化されて
しまうという問題があった。
ジは、配線引出し部の増大によるＳｉ基板面積の増加
や、配線引き出し部の熱歪み積算量の増大した状態で、
気密封止体で密閉した場合Ｓｉ基板にかかる熱歪み応力
が無視できなくなってくる。これら熱歪みの問題は、Ｓ
ｉ基板のクラックの発生や、配線引き出し部、気密封止
部の機械強度劣化によるパッケージリーク等の問題を生
じ、光半導体モジュールの信頼性を著しく低下させやす
い。その結果、信頼性の観点からの歩留まりが低くな
り、光結合工程の簡略短縮化による効果が形骸化されて
しまうという問題があった。
【００１６】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、気密封止体に起因した単結晶基板の熱歪み応力に
よるクラックの発生を防止し、信頼性の高い光半導体モ
ジュールを提供することを第１の目的とする。また、こ
の信頼性の高い光半導体モジュールの形成を容易にした
光半導体モジュールの製造方法を提供することを第２の
目的とする。
ので、気密封止体に起因した単結晶基板の熱歪み応力に
よるクラックの発生を防止し、信頼性の高い光半導体モ
ジュールを提供することを第１の目的とする。また、こ
の信頼性の高い光半導体モジュールの形成を容易にした
光半導体モジュールの製造方法を提供することを第２の
目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、マイク
ロマシニング技術を用いて加工した単結晶基板例えばＳ
ｉ基板の材料的な脆さを構造的に補強するものであり、
発光または受光機能を有する光半導体素子と、光を伝達
する光導波体とが、該光半導体素子と該光導波体との光
軸整合機構を有したＳｉ基板上に搭載され、該Ｓｉ基板
の前記光半導体素子搭載面に前記光半導体素子を含包す
る気密封止体が設けられてなる光半導体モジュールにお
いて、前記Ｓｉ基板裏面に前記気密封止体と実質的に同
等な熱膨張特性を有した補強材が設けられて成ることを
特徴とする光半導体モジュールである。また、本発明
は、光半導体モジュールを光コネクタ接続型構造とする
際、光コネクタを位置調整するためのガイドピンと、該
ガイドピンの取付位置調整溝を有するＳｉ基板とを具備
して成る光半導体モジュールにおいて、前記ガイドピン
がばね機構を有する固定体に接合固定され、且つ、該固
定体のばね機構による押圧で前記ガイドピンが前記Ｓｉ
基板の位置調整溝に押し込まれて位置決めされることを
特徴とする光半導体モジュールである。
ロマシニング技術を用いて加工した単結晶基板例えばＳ
ｉ基板の材料的な脆さを構造的に補強するものであり、
発光または受光機能を有する光半導体素子と、光を伝達
する光導波体とが、該光半導体素子と該光導波体との光
軸整合機構を有したＳｉ基板上に搭載され、該Ｓｉ基板
の前記光半導体素子搭載面に前記光半導体素子を含包す
る気密封止体が設けられてなる光半導体モジュールにお
いて、前記Ｓｉ基板裏面に前記気密封止体と実質的に同
等な熱膨張特性を有した補強材が設けられて成ることを
特徴とする光半導体モジュールである。また、本発明
は、光半導体モジュールを光コネクタ接続型構造とする
際、光コネクタを位置調整するためのガイドピンと、該
ガイドピンの取付位置調整溝を有するＳｉ基板とを具備
して成る光半導体モジュールにおいて、前記ガイドピン
がばね機構を有する固定体に接合固定され、且つ、該固
定体のばね機構による押圧で前記ガイドピンが前記Ｓｉ
基板の位置調整溝に押し込まれて位置決めされることを
特徴とする光半導体モジュールである。
【００１８】具体的には、本発明の請求項１は、発光ま
たは受光機能を有する光半導体素子と、光を伝達する光
導波体とが、該光半導体素子と該光導波体との光軸整合
機構を有した単結晶基板上に搭載され、該単結晶基板の
前記光半導体素子搭載面に前記光半導体素子を含包する
気密封止体が設けられてなる光半導体モジュールにおい
て、前記単結晶基板裏面に金属で融着される補強板が形
成されることを特徴とする光半導体モジュールを提供す
るものである。ここで融着とは、半田等の様に一旦溶融
した後この金属材料で接着することをいう。
たは受光機能を有する光半導体素子と、光を伝達する光
導波体とが、該光半導体素子と該光導波体との光軸整合
機構を有した単結晶基板上に搭載され、該単結晶基板の
前記光半導体素子搭載面に前記光半導体素子を含包する
気密封止体が設けられてなる光半導体モジュールにおい
て、前記単結晶基板裏面に金属で融着される補強板が形
成されることを特徴とする光半導体モジュールを提供す
るものである。ここで融着とは、半田等の様に一旦溶融
した後この金属材料で接着することをいう。
【００１９】本発明の請求項２は、発光または受光機能
を有する光半導体素子と、光を伝達する光導波体とが、
該光半導体素子と該光導波体との光軸整合機構を有した
単結晶基板上に搭載され、該単結晶基板の前記光半導体
素子搭載面に前記光半導体素子を含包する気密封止体が
設けられてなる光半導体モジュールにおいて、前記単結
晶基板裏面に前記気密封止体と実質的に同等な熱膨張特
性を有した補強材が設けられて成ることを特徴とする光
半導体モジュールを提供するものである。
を有する光半導体素子と、光を伝達する光導波体とが、
該光半導体素子と該光導波体との光軸整合機構を有した
単結晶基板上に搭載され、該単結晶基板の前記光半導体
素子搭載面に前記光半導体素子を含包する気密封止体が
設けられてなる光半導体モジュールにおいて、前記単結
晶基板裏面に前記気密封止体と実質的に同等な熱膨張特
性を有した補強材が設けられて成ることを特徴とする光
半導体モジュールを提供するものである。
【００２０】本発明の請求項３は、請求項２において、
前記単結晶基板がＳｉ基板であることを特徴とする光半
導体モジュールを提供するものである。本発明の請求項
４は、請求項２において、前記気密封止体周縁部の少な
くとも一部が前記補強材に接合され、該接合部より内側
に前記Ｓｉ基板が配置されてなることを特徴とする光半
導体モジュールを提供するものである。
前記単結晶基板がＳｉ基板であることを特徴とする光半
導体モジュールを提供するものである。本発明の請求項
４は、請求項２において、前記気密封止体周縁部の少な
くとも一部が前記補強材に接合され、該接合部より内側
に前記Ｓｉ基板が配置されてなることを特徴とする光半
導体モジュールを提供するものである。
【００２１】本発明の請求項５は、発光または受光機能
を有する光半導体素子と、光を伝達する光導波体とが、
該光半導体素子と該光導波体との光軸整合機構を有した
Ｓｉ基板上に搭載され、該Ｓｉ基板の前記光半導体素子
搭載面に前記光半導体素子を含包する気密封止体を接合
して前記光半導体素子の気密封止を行う光半導体モジュ
ールにおいて、前記気密封止体の前記Ｓｉ基板との接合
面の一部に前記光導波体を引き出すための凹部が設けら
れて成ることを特徴とする光半導体モジュールを提供す
るものである。
を有する光半導体素子と、光を伝達する光導波体とが、
該光半導体素子と該光導波体との光軸整合機構を有した
Ｓｉ基板上に搭載され、該Ｓｉ基板の前記光半導体素子
搭載面に前記光半導体素子を含包する気密封止体を接合
して前記光半導体素子の気密封止を行う光半導体モジュ
ールにおいて、前記気密封止体の前記Ｓｉ基板との接合
面の一部に前記光導波体を引き出すための凹部が設けら
れて成ることを特徴とする光半導体モジュールを提供す
るものである。
【００２２】本発明の請求項６は、発光または受光機能
を有する光半導体素子と、光を伝達する光ファイバと
が、光軸整合されてＳｉ基板上に搭載され、該Ｓｉ基板
の前記光半導体素子搭載面に前記光半導体素子を含包す
る気密封止体を接合して前記光半導体素子の気密封止を
行う光半導体モジュールにおいて、前記光ファイバの前
記Ｓｉ基板搭載面より突出する部分が所定の間隔を隔て
た複数の光ファイバホルダにより保持され、且つ、前記
気密封止体の一部が前記複数の光ファイバホルダに挟ま
れた領域を横断して気密封止接合されてなることを特徴
とする光半導体モジュールを提供するものである。
を有する光半導体素子と、光を伝達する光ファイバと
が、光軸整合されてＳｉ基板上に搭載され、該Ｓｉ基板
の前記光半導体素子搭載面に前記光半導体素子を含包す
る気密封止体を接合して前記光半導体素子の気密封止を
行う光半導体モジュールにおいて、前記光ファイバの前
記Ｓｉ基板搭載面より突出する部分が所定の間隔を隔て
た複数の光ファイバホルダにより保持され、且つ、前記
気密封止体の一部が前記複数の光ファイバホルダに挟ま
れた領域を横断して気密封止接合されてなることを特徴
とする光半導体モジュールを提供するものである。
【００２３】本発明の請求項７は、請求項６において、
前記光ファイバホルダにより前記光ファイバの搭載位置
が規定され、該光ファイバホルダが前記Ｓｉ基板の所定
位置に接合されて前記光半導体素子と前記光ファイバが
光軸整合されてなることを特徴とする光半導体モジュー
ルを提供するものである。
前記光ファイバホルダにより前記光ファイバの搭載位置
が規定され、該光ファイバホルダが前記Ｓｉ基板の所定
位置に接合されて前記光半導体素子と前記光ファイバが
光軸整合されてなることを特徴とする光半導体モジュー
ルを提供するものである。
【００２４】本発明の請求項８は、請求項６において、
前記Ｓｉ基板に前記光ファイバと前記光半導体素子とを
光軸整合するための装着溝が設けられ、且つ、前記Ｓｉ
基板と前記光ファイバホルダが接しないよう構成された
ことを特徴とする光半導体モジュールを提供するもので
ある。
前記Ｓｉ基板に前記光ファイバと前記光半導体素子とを
光軸整合するための装着溝が設けられ、且つ、前記Ｓｉ
基板と前記光ファイバホルダが接しないよう構成された
ことを特徴とする光半導体モジュールを提供するもので
ある。
【００２５】本発明の請求項９は、光コネクタを位置調
整するためのガイドピンと、該ガイドピンの取付位置調
整溝を有するＳｉ基板とを具備して成る光半導体モジュ
ールにおいて、前記ガイドピンがばね機構を有する固定
体に接合固定され、且つ、該固定体のばね機構による押
圧で前記ガイドピンが前記Ｓｉ基板の位置調整溝に押し
込まれて位置決めされることを特徴とする光半導体モジ
ュールを提供するものである。
整するためのガイドピンと、該ガイドピンの取付位置調
整溝を有するＳｉ基板とを具備して成る光半導体モジュ
ールにおいて、前記ガイドピンがばね機構を有する固定
体に接合固定され、且つ、該固定体のばね機構による押
圧で前記ガイドピンが前記Ｓｉ基板の位置調整溝に押し
込まれて位置決めされることを特徴とする光半導体モジ
ュールを提供するものである。
【００２６】本発明の請求項１０は、請求項９におい
て、前記ばね機構を有する固定体の支持体への固定が半
田融着接合であり、該半田が固化する際の収縮により前
記固定体の前記ガイドピンへの押圧が加わるよう構成さ
れてなることを特徴とする光半導体モジュールを提供す
るものである。
て、前記ばね機構を有する固定体の支持体への固定が半
田融着接合であり、該半田が固化する際の収縮により前
記固定体の前記ガイドピンへの押圧が加わるよう構成さ
れてなることを特徴とする光半導体モジュールを提供す
るものである。
【００２７】本発明の請求項１１は、請求項９または請
求項１０において、前記ばね機構を有する固定体は、ガ
イドピンに加わる外力による変位を吸収するための折れ
曲がり部を有してなることを特徴とする光半導体モジュ
ールを提供するものである。
求項１０において、前記ばね機構を有する固定体は、ガ
イドピンに加わる外力による変位を吸収するための折れ
曲がり部を有してなることを特徴とする光半導体モジュ
ールを提供するものである。
【００２８】本発明の請求項１２は、光コネクタを位置
調整するためのガイドピンと、該ガイドピンの取付位置
調整溝を有するＳｉ基板とを具備して成る光半導体モジ
ュールにおいて、前記ガイドピンの先端が前記光コネク
タの嵌合部を収容するコネクタハウジングの先端と同一
或いは内側に配置されてなることを特徴とする光半導体
モジュールを提供するものである。
調整するためのガイドピンと、該ガイドピンの取付位置
調整溝を有するＳｉ基板とを具備して成る光半導体モジ
ュールにおいて、前記ガイドピンの先端が前記光コネク
タの嵌合部を収容するコネクタハウジングの先端と同一
或いは内側に配置されてなることを特徴とする光半導体
モジュールを提供するものである。
【００２９】本発明の請求項１３は、光コネクタを位置
調整するためのガイドピンと、該ガイドピンの取付位置
調整溝を有するＳｉ基板と、前記ガイドピンを固定し、
前記Ｓｉ基板の位置調整溝に押し込むためのばね機構を
有する固定体とを具備してなる光半導体モジュールの製
造方法において、前記ばね機構を有する固定体と前記ガ
イドピンの固定をレーザ溶接、電子ビーム溶接等の非接
触溶接により行うことを特徴とする光半導体モジュール
の製造方法を提供するものである。
調整するためのガイドピンと、該ガイドピンの取付位置
調整溝を有するＳｉ基板と、前記ガイドピンを固定し、
前記Ｓｉ基板の位置調整溝に押し込むためのばね機構を
有する固定体とを具備してなる光半導体モジュールの製
造方法において、前記ばね機構を有する固定体と前記ガ
イドピンの固定をレーザ溶接、電子ビーム溶接等の非接
触溶接により行うことを特徴とする光半導体モジュール
の製造方法を提供するものである。
【００３０】本発明の請求項１４は、請求項１３におい
て、前記固定体と前記ガイドピンの組立工程及び前記固
定体の支持体への固定工程の後に、前記固定体と前記ガ
イドピンの固定を行うことを特徴とする光半導体モジュ
ールの製造方法を提供するものである。
て、前記固定体と前記ガイドピンの組立工程及び前記固
定体の支持体への固定工程の後に、前記固定体と前記ガ
イドピンの固定を行うことを特徴とする光半導体モジュ
ールの製造方法を提供するものである。
【００３１】本発明の請求項１５は、Ｓｉ基板の（１１
１）面で実質的にエッチング停止する異方性エッチング
を用い、幅の異なる溝を連結させた複合パターンを形成
した後、この複合パターンに光ファイバを固定する光半
導体モジュールの製造方法において、前記Ｓｉ基板上に
第１の長方形窓マスクを用いて幅の広い溝をエッチング
形成する工程と、続いて前記広い溝より所定量隔離した
第２の長方形窓と、該第２の長方形窓より幅が狭く、前
記広い溝の連結部斜面から前記第２の長方形窓に達する
溝状窓との合成形状マスクにより幅の狭い溝をエッチン
グ形成する工程とを具備してなることを特徴とする光半
導体モジュールの製造方法を提供するものである。ここ
でＳｉ基板とは、Ｓｉのインゴットからウエーハ状で切
り出すことのできの単結晶基板以外に、表面にＳｉの単
結晶層が形成されている基板であれば良く、絶縁基板上
にＳｉの単結晶薄板を接着した複合基板であっても良
い。
１）面で実質的にエッチング停止する異方性エッチング
を用い、幅の異なる溝を連結させた複合パターンを形成
した後、この複合パターンに光ファイバを固定する光半
導体モジュールの製造方法において、前記Ｓｉ基板上に
第１の長方形窓マスクを用いて幅の広い溝をエッチング
形成する工程と、続いて前記広い溝より所定量隔離した
第２の長方形窓と、該第２の長方形窓より幅が狭く、前
記広い溝の連結部斜面から前記第２の長方形窓に達する
溝状窓との合成形状マスクにより幅の狭い溝をエッチン
グ形成する工程とを具備してなることを特徴とする光半
導体モジュールの製造方法を提供するものである。ここ
でＳｉ基板とは、Ｓｉのインゴットからウエーハ状で切
り出すことのできの単結晶基板以外に、表面にＳｉの単
結晶層が形成されている基板であれば良く、絶縁基板上
にＳｉの単結晶薄板を接着した複合基板であっても良
い。
【００３２】
【作用】本発明の光半導体モジュールは、光半導体素子
と光ファイバ等の光導波体との光結合が機械的組立のみ
で行えるため光軸調整による過剰コストの抑制が可能で
あり、且つ、気密封止構造の信頼性が確保でき、また、
モジュール構造を光コネクタ接続型構造としても高い信
頼性が得られるため、生産性、信頼性が高く、従って光
半導体モジュールの大幅な低コスト化と応用範囲の拡大
が可能になるという効果を奏する。また、単結晶基板が
気密封止体の応力で反る方向に力が働いた場合、単結晶
基板の裏面側に形成された補強板や補強材によって反り
を低減もしくは相殺でき、単結晶基板が割れる心配がな
い。
と光ファイバ等の光導波体との光結合が機械的組立のみ
で行えるため光軸調整による過剰コストの抑制が可能で
あり、且つ、気密封止構造の信頼性が確保でき、また、
モジュール構造を光コネクタ接続型構造としても高い信
頼性が得られるため、生産性、信頼性が高く、従って光
半導体モジュールの大幅な低コスト化と応用範囲の拡大
が可能になるという効果を奏する。また、単結晶基板が
気密封止体の応力で反る方向に力が働いた場合、単結晶
基板の裏面側に形成された補強板や補強材によって反り
を低減もしくは相殺でき、単結晶基板が割れる心配がな
い。
【００３３】
【実施例】以下、図面を用いながら本発明の実施例の説
明を行う。 （実施例１）図１は本発明の実施例１の光半導体モジュ
ールを示す構成断面図である。１はＳｉ基板で、光ファ
イバ５のガイド溝２や光半導体素子６の搭載位置規定の
部分メタライズ等、光軸整合機構が半導体プロセス技術
により設けられている実装基体である。３は光ファイバ
周囲に気密封止半田が満たされるよう設けた半田溝、７
は光半導体素子用送・受ＩＣ、８はＳｉ基板の熱歪み変
形を防止するための補強板、９はＳｉ基板１と補強板８
とを接合する接合半田、１０は気密封止半田、１１は気
密封止体の下部フレーム、１２、１４は気密シール絶縁
体、１３は電気信号ピン、１５は気密封止体の上部フレ
ーム、１６は気密シールキャップ、１７はボンディング
ワイヤ、１８はＩＣの固定用半田である。ここで、上記
気密封止体とは１１、１２、１３、１４、１５及び１６
を指しており、個々の構成及び詳細は後述する。補強板
８は必ずしも板状である必要はなく、角柱状の補強材で
も良い。
明を行う。 （実施例１）図１は本発明の実施例１の光半導体モジュ
ールを示す構成断面図である。１はＳｉ基板で、光ファ
イバ５のガイド溝２や光半導体素子６の搭載位置規定の
部分メタライズ等、光軸整合機構が半導体プロセス技術
により設けられている実装基体である。３は光ファイバ
周囲に気密封止半田が満たされるよう設けた半田溝、７
は光半導体素子用送・受ＩＣ、８はＳｉ基板の熱歪み変
形を防止するための補強板、９はＳｉ基板１と補強板８
とを接合する接合半田、１０は気密封止半田、１１は気
密封止体の下部フレーム、１２、１４は気密シール絶縁
体、１３は電気信号ピン、１５は気密封止体の上部フレ
ーム、１６は気密シールキャップ、１７はボンディング
ワイヤ、１８はＩＣの固定用半田である。ここで、上記
気密封止体とは１１、１２、１３、１４、１５及び１６
を指しており、個々の構成及び詳細は後述する。補強板
８は必ずしも板状である必要はなく、角柱状の補強材で
も良い。
【００３４】図１のこの実施例は、光軸の機械調整機構
を有するＳｉ基板が補強板８上に搭載され、その上面に
気密封止体が設けられている。この構成で、光半導体素
子の気密封止は気密封止体の下部をＳｉ基板１が塞ぐ形
で実現されており、Ｓｉ基板１と気密封止体１５との熱
歪みは補強板８の材料、構造を調整することで緩和する
構造となっている。
を有するＳｉ基板が補強板８上に搭載され、その上面に
気密封止体が設けられている。この構成で、光半導体素
子の気密封止は気密封止体の下部をＳｉ基板１が塞ぐ形
で実現されており、Ｓｉ基板１と気密封止体１５との熱
歪みは補強板８の材料、構造を調整することで緩和する
構造となっている。
【００３５】Ｓｉ基板１と気密封止体１１、１２、１
３、１４、１５及び１６との熱歪みは、光半導体モジュ
ールの組立工程や回路基板実装時の半田リフロー工程な
どで生じるが、回路基板への搭載後も搭載装置の内部温
度分布や周囲温度変動により発生する。これらの温度変
化や分布による熱歪みの緩和の最も単純な方法は、気密
封止体１１、１２、１３、１４、１５及び１６の構成材
料、特に金属材料が用いられることの多いフレーム１
１、１５及び気密キャップ１６の構成材料を統一し、こ
れらの材料と同じ材料で気密封止体１１、１２、１３、
１４、１５及び１６と同等の形状の補強板８を用いると
ともに、気密封止部と相対する部分で補強板８の接合を
行えば良い。こうすることにより、気密封止体１１、１
２、１３、１４、１５及び１６とＳｉ基板１の間で生じ
る熱歪みが、補強板８とＳｉ基板１の間で生じる熱歪み
により相殺され、従来技術のようなＳｉ基板１のクラッ
クや気密封止部の疲労によるパッケージリーク等が生じ
難くなる。但し、この場合補強板８のＳｉ基板１への接
触が気密シール部下部のみとなるため、Ｓｉ基板１と補
強板８の間の熱抵抗が大きくなりやすい。そこで、図１
のようにＳｉ基板１の下部全面を補強板８に接合して熱
抵抗を低下させ、補強板８の材料や厚さ、接合半田の特
性等の調整を行って上記方法と同等な歪み相殺を行わせ
ることもできる。
３、１４、１５及び１６との熱歪みは、光半導体モジュ
ールの組立工程や回路基板実装時の半田リフロー工程な
どで生じるが、回路基板への搭載後も搭載装置の内部温
度分布や周囲温度変動により発生する。これらの温度変
化や分布による熱歪みの緩和の最も単純な方法は、気密
封止体１１、１２、１３、１４、１５及び１６の構成材
料、特に金属材料が用いられることの多いフレーム１
１、１５及び気密キャップ１６の構成材料を統一し、こ
れらの材料と同じ材料で気密封止体１１、１２、１３、
１４、１５及び１６と同等の形状の補強板８を用いると
ともに、気密封止部と相対する部分で補強板８の接合を
行えば良い。こうすることにより、気密封止体１１、１
２、１３、１４、１５及び１６とＳｉ基板１の間で生じ
る熱歪みが、補強板８とＳｉ基板１の間で生じる熱歪み
により相殺され、従来技術のようなＳｉ基板１のクラッ
クや気密封止部の疲労によるパッケージリーク等が生じ
難くなる。但し、この場合補強板８のＳｉ基板１への接
触が気密シール部下部のみとなるため、Ｓｉ基板１と補
強板８の間の熱抵抗が大きくなりやすい。そこで、図１
のようにＳｉ基板１の下部全面を補強板８に接合して熱
抵抗を低下させ、補強板８の材料や厚さ、接合半田の特
性等の調整を行って上記方法と同等な歪み相殺を行わせ
ることもできる。
【００３６】ここで、補強板８は図１の気密封止部断面
図（図１の紙面に垂直方向）のように、後端部及び側端
部が直接、気密封止体の下部フレーム１１に接合される
ようにしても良い。こうすることで気密封止体と補強板
８との間で歪みの授受が直接行われるようになり、熱歪
み緩和設計の自由度を拡大することができるほか、Ｓｉ
基板１がパッケージ外部に露出しなくなるためその保護
を堅牢にすることができる。
図（図１の紙面に垂直方向）のように、後端部及び側端
部が直接、気密封止体の下部フレーム１１に接合される
ようにしても良い。こうすることで気密封止体と補強板
８との間で歪みの授受が直接行われるようになり、熱歪
み緩和設計の自由度を拡大することができるほか、Ｓｉ
基板１がパッケージ外部に露出しなくなるためその保護
を堅牢にすることができる。
【００３７】図２は、図１の光半導体モジュールに搭載
されるＳｉ基板１を中心とした斜視図である。ここで４
は気密封止体１１との半田接合を行うためのメタライズ
パターンであり、Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉの蒸着とリフトオフ
によるパターン化で形成する。６及び７の素子下部には
同様な構成のパッドメタル及び半田（Ａｕ、Ｓｎの多層
蒸着によるＡｕＳｎ半田）を形成しておき、素子を載せ
て加熱処理することで接合する。このとき、溶融半田の
表面張力効果を利用して搭載素子の位置合わせを行う所
謂フリップチップ搭載法を用いることができる。３は気
密封止体との半田接続を行う際、光ファイバ５の裏側に
も半田が流れ込むようにするための半田溝であり、２の
光ファイバ位置調整用溝と同様にＳｉの異方性エッチン
グで形成する。ここで、光ファイバ位置調整用溝２と半
田溝３はパターンが交差するが、その形成方法の例を図
３に示す。以下の実施例の説明では既に説明した部分に
ついては同一部分は同一番号を付しその詳しい説明を省
略する。
されるＳｉ基板１を中心とした斜視図である。ここで４
は気密封止体１１との半田接合を行うためのメタライズ
パターンであり、Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉの蒸着とリフトオフ
によるパターン化で形成する。６及び７の素子下部には
同様な構成のパッドメタル及び半田（Ａｕ、Ｓｎの多層
蒸着によるＡｕＳｎ半田）を形成しておき、素子を載せ
て加熱処理することで接合する。このとき、溶融半田の
表面張力効果を利用して搭載素子の位置合わせを行う所
謂フリップチップ搭載法を用いることができる。３は気
密封止体との半田接続を行う際、光ファイバ５の裏側に
も半田が流れ込むようにするための半田溝であり、２の
光ファイバ位置調整用溝と同様にＳｉの異方性エッチン
グで形成する。ここで、光ファイバ位置調整用溝２と半
田溝３はパターンが交差するが、その形成方法の例を図
３に示す。以下の実施例の説明では既に説明した部分に
ついては同一部分は同一番号を付しその詳しい説明を省
略する。
【００３８】図３（ａ），（ｂ）、（ｃ）においてそれ
ぞれ左側の図はマスク形状、右側の図はそれを用いた場
合のエッチング形状（３０２、３０５、３０８）をそれ
ぞれ示しており、マスクの狭い部分（３００、３０３、
３０７）は光ファイバ位置調整用溝２、広い部分（３０
１、３０４、３０６）は半田溝３を表している。まず、
図３（ａ）は、２、３の各溝を同時にエッチング形成し
た場合であり、図のように２つの溝の交差部の凸部が余
分にエッチングされてしまう。各溝及びその接続部中心
の断面をＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’で示すが、Ｃ−
Ｃ’の中心から外れた部分は交差部分が多段状のエッチ
ングとなる。このエッチング変形は全体の大きさに比し
無視できる場合は良いが、エッチングの形状制御として
はあまり好ましくない。そのため、（ｂ）、（ｃ）に示
すような２段階のエッチングを行ってエッチング形状変
形を防ぐことができる。
ぞれ左側の図はマスク形状、右側の図はそれを用いた場
合のエッチング形状（３０２、３０５、３０８）をそれ
ぞれ示しており、マスクの狭い部分（３００、３０３、
３０７）は光ファイバ位置調整用溝２、広い部分（３０
１、３０４、３０６）は半田溝３を表している。まず、
図３（ａ）は、２、３の各溝を同時にエッチング形成し
た場合であり、図のように２つの溝の交差部の凸部が余
分にエッチングされてしまう。各溝及びその接続部中心
の断面をＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’で示すが、Ｃ−
Ｃ’の中心から外れた部分は交差部分が多段状のエッチ
ングとなる。このエッチング変形は全体の大きさに比し
無視できる場合は良いが、エッチングの形状制御として
はあまり好ましくない。そのため、（ｂ）、（ｃ）に示
すような２段階のエッチングを行ってエッチング形状変
形を防ぐことができる。
【００３９】図３（ｂ）は、最初に狭い溝３０３をエッ
チングし、続いてマスク材を全面に形成し直した後新た
にマスクパターンを形成して広い溝を形成した場合であ
る。この時２回目のマスクパターン３０４の狭い溝との
交差部は、最初のパターンと交差しないよう図のような
配置にする。このようにすることで右図のように表面形
状は幾何的な交差部とすることができ、図３（ａ）のよ
うなマスク凸部のエッチング後退等はなくなる。しかし
ながら、広い溝の底部が完全にエッチングされて４つの
（１１１）面に囲まれた形状となっていない場合に、エ
ッチングが２重に行われる部分がより深くエッチングさ
れ痕跡を残してしまう（Ｄ−Ｄ’）。これは時として封
止半田の気泡を生じることがあり、あまり好ましくな
い。
チングし、続いてマスク材を全面に形成し直した後新た
にマスクパターンを形成して広い溝を形成した場合であ
る。この時２回目のマスクパターン３０４の狭い溝との
交差部は、最初のパターンと交差しないよう図のような
配置にする。このようにすることで右図のように表面形
状は幾何的な交差部とすることができ、図３（ａ）のよ
うなマスク凸部のエッチング後退等はなくなる。しかし
ながら、広い溝の底部が完全にエッチングされて４つの
（１１１）面に囲まれた形状となっていない場合に、エ
ッチングが２重に行われる部分がより深くエッチングさ
れ痕跡を残してしまう（Ｄ−Ｄ’）。これは時として封
止半田の気泡を生じることがあり、あまり好ましくな
い。
【００４０】図３（ｃ）は、図３（ｂ）とは逆に最初に
広い溝３０６をエッチングし、後から狭い溝を形成した
場合である。この場合、広い溝を先に独立形成するた
め、溝底部が完全に（１１１）面になっていない場合で
も２回目の溝底部マスクが破られない限りその形状変形
は起こらない。但し、狭い溝のパターンは広い溝と交差
しないようにする必要があり、また、狭い溝と広い溝を
連結させるため狭い溝の先端に更に狭い溝を設け、それ
を広い溝の斜面に届くように設けておくことが必要であ
る。これにより狭い溝のマスク３０７に凸部ができ、そ
こからマスク下のエッチング後退がおこるが、その後退
は３０７の長辺延長線上で狭い溝の延長である（１１
１）面にぶつかり、エッチングを停止する。この時、最
も狭い溝パターンの先端が広い溝３０６側の（１１１）
斜面内にあり、狭い溝３０７の底部先端３０９より広い
溝側に突き出しており、且つ、前述した広い溝３０８の
底部の形状変形が起きないよう広い溝の底部には達しな
いように配置することが必要である。これにより右図の
ようなほぼ完全な複合溝を形成することができる。図
１，２で説明した本実施例では図３（ｃ）の方法で形成
している。
広い溝３０６をエッチングし、後から狭い溝を形成した
場合である。この場合、広い溝を先に独立形成するた
め、溝底部が完全に（１１１）面になっていない場合で
も２回目の溝底部マスクが破られない限りその形状変形
は起こらない。但し、狭い溝のパターンは広い溝と交差
しないようにする必要があり、また、狭い溝と広い溝を
連結させるため狭い溝の先端に更に狭い溝を設け、それ
を広い溝の斜面に届くように設けておくことが必要であ
る。これにより狭い溝のマスク３０７に凸部ができ、そ
こからマスク下のエッチング後退がおこるが、その後退
は３０７の長辺延長線上で狭い溝の延長である（１１
１）面にぶつかり、エッチングを停止する。この時、最
も狭い溝パターンの先端が広い溝３０６側の（１１１）
斜面内にあり、狭い溝３０７の底部先端３０９より広い
溝側に突き出しており、且つ、前述した広い溝３０８の
底部の形状変形が起きないよう広い溝の底部には達しな
いように配置することが必要である。これにより右図の
ようなほぼ完全な複合溝を形成することができる。図
１，２で説明した本実施例では図３（ｃ）の方法で形成
している。
【００４１】このようにして形成されたＳｉ基板１の搭
載状態を、図１と直交する断面で示したのが図４、図５
である。図４は図２中の半田溝３の部分での断面図、図
５は光半導体素子用送・受ＩＣ７部分での各断面図であ
る。前述したように補強板８は気密封止体の下部フレー
ム１１に側端部が接合されている。図１と合わせてみる
ことにより、気密封止がＳｉ基板１の上面で行われてい
ることが判る。特に、図４で判るように光ファイバ５は
半田溝３の封止部分を通して外部に取り出されているこ
とが明確である。これにより、光半導体素子６と光ファ
イバ５との光結合はＳｉ基板１上で機械的な位置合わせ
で行われ、光半導体素子の気密封止が確保されるととも
にＳｉ基板１の機械的強度が構造的に確保される。従っ
て、光軸調整による過剰製造コストの発生がなく、且つ
光半導体素子６の気密封止及びＳｉ基板１の構造的補強
が達成されるため、低コストで信頼性の高い光半導体モ
ジュールが実現できる。更に、精密加工部品であるＳｉ
基板１は、半導体プロセスにより大量生産が可能である
ため、精密加工品のスループットやコストに制限される
ことなく光半導体モジュールの量産化が容易となる。
載状態を、図１と直交する断面で示したのが図４、図５
である。図４は図２中の半田溝３の部分での断面図、図
５は光半導体素子用送・受ＩＣ７部分での各断面図であ
る。前述したように補強板８は気密封止体の下部フレー
ム１１に側端部が接合されている。図１と合わせてみる
ことにより、気密封止がＳｉ基板１の上面で行われてい
ることが判る。特に、図４で判るように光ファイバ５は
半田溝３の封止部分を通して外部に取り出されているこ
とが明確である。これにより、光半導体素子６と光ファ
イバ５との光結合はＳｉ基板１上で機械的な位置合わせ
で行われ、光半導体素子の気密封止が確保されるととも
にＳｉ基板１の機械的強度が構造的に確保される。従っ
て、光軸調整による過剰製造コストの発生がなく、且つ
光半導体素子６の気密封止及びＳｉ基板１の構造的補強
が達成されるため、低コストで信頼性の高い光半導体モ
ジュールが実現できる。更に、精密加工部品であるＳｉ
基板１は、半導体プロセスにより大量生産が可能である
ため、精密加工品のスループットやコストに制限される
ことなく光半導体モジュールの量産化が容易となる。
【００４２】次に、上述した光半導体モジュールの具体
的作製工程を示す。図６は図１で示した実施例の分解組
立図である。ここでは半導体素子などの詳細は省略す
る。図６の１１は下部フレームでコバール合金からなり
光ファイバ貫通部分を一部変形したもの、１２、１４は
封止絶縁体で例えば低融点ガラスを用いる、１３は電気
ピン、１５は上部フレーム、１６は気密キャップで、１
３、１５、１６は１１と同じくコバール合金で形成す
る。
的作製工程を示す。図６は図１で示した実施例の分解組
立図である。ここでは半導体素子などの詳細は省略す
る。図６の１１は下部フレームでコバール合金からなり
光ファイバ貫通部分を一部変形したもの、１２、１４は
封止絶縁体で例えば低融点ガラスを用いる、１３は電気
ピン、１５は上部フレーム、１６は気密キャップで、１
３、１５、１６は１１と同じくコバール合金で形成す
る。
【００４３】ここで、下部フレーム１１は、図２で示し
た半田溝３と対向する部分を図のように変形させること
で図４に示したような光ファイバの半田埋め込みを行う
ことができる。この下部フレームの一部変形を行わない
場合、気密封止のために封止半田１０をかなり厚くする
必要があり、半田材の流れだしや封止幅の場所むらを起
こし易くなる。また、光ファイバ５に下部フレーム１１
が接しやすくなるため組立時に光ファイバ５への応力ス
トレスを与えやすく、極端な場合光ファイバ５の損傷や
破断を引き起こす等、モジュールの信頼性や歩留まりを
低下させてしまう。これは、光ファイバを後述する光導
波路とした場合も同様である。
た半田溝３と対向する部分を図のように変形させること
で図４に示したような光ファイバの半田埋め込みを行う
ことができる。この下部フレームの一部変形を行わない
場合、気密封止のために封止半田１０をかなり厚くする
必要があり、半田材の流れだしや封止幅の場所むらを起
こし易くなる。また、光ファイバ５に下部フレーム１１
が接しやすくなるため組立時に光ファイバ５への応力ス
トレスを与えやすく、極端な場合光ファイバ５の損傷や
破断を引き起こす等、モジュールの信頼性や歩留まりを
低下させてしまう。これは、光ファイバを後述する光導
波路とした場合も同様である。
【００４４】このモジュールの組立工程は、まず、予め
１１、１２、１３、１４、１５を重ねて一括熱処理し、
前述した気密封止体として一体化しておく。次に、光半
導体素子６、光半導体素子用送・受ＩＣ７、光ファイバ
５を順次、又は一括してＳｉ基板１に半田接合等で実装
する。そして、補強板８上にプリフォーム半田９、Ｓｉ
基板１、気密封止半田１０、気密封止体（１１乃至１５
の積層成型体）を順次重ね合わせ、プリフォーム半田
９、１０の一括リフロー処理を行う。しかる後、半導体
素子、電気ピンのワイヤボンディングを行い、気密キャ
ップ１６をシーム溶接により封じる。これにより図１に
示した光半導体モジュールが完成する。 （実施例２）図１の実施例では、光ファイバ５が光半導
体モジュールに対して延在する、所謂ピグテール型のモ
ジュールを示したが、これは実装基板１の構成を変える
ことで光コネクタ型への変更、適用が可能である。この
実施例ではＳｉ基板への光ファイバの実装方法が実施例
１と異なるのであり、その他の点は実施例１と同様なの
で説明は省略する。
１１、１２、１３、１４、１５を重ねて一括熱処理し、
前述した気密封止体として一体化しておく。次に、光半
導体素子６、光半導体素子用送・受ＩＣ７、光ファイバ
５を順次、又は一括してＳｉ基板１に半田接合等で実装
する。そして、補強板８上にプリフォーム半田９、Ｓｉ
基板１、気密封止半田１０、気密封止体（１１乃至１５
の積層成型体）を順次重ね合わせ、プリフォーム半田
９、１０の一括リフロー処理を行う。しかる後、半導体
素子、電気ピンのワイヤボンディングを行い、気密キャ
ップ１６をシーム溶接により封じる。これにより図１に
示した光半導体モジュールが完成する。 （実施例２）図１の実施例では、光ファイバ５が光半導
体モジュールに対して延在する、所謂ピグテール型のモ
ジュールを示したが、これは実装基板１の構成を変える
ことで光コネクタ型への変更、適用が可能である。この
実施例ではＳｉ基板への光ファイバの実装方法が実施例
１と異なるのであり、その他の点は実施例１と同様なの
で説明は省略する。
【００４５】図７は、このＳｉ基板上の実装の様子を示
したもので、１９、２０は光ファイバ保持のためのＳｉ
製Ｖ溝による光ファイバホルダで、Ｓｉ基板１と同様な
加工プロセスで作製できる。この光ファイバホルダ１
９、２０は、予め気密封止のための光ファイバ露出部
（光ファイバホルダ１９及び２０の間隙）を設け、光フ
ァイバの装着と研磨などによる端面整形を行っておく。
この光ファイバアセンブリを最も外側の光ファイバ２本
を位置合わせガイドとして用い、或いは、光ファイバホ
ルダ１９自体をＳｉ基板１にフリップチップ搭載する方
法で図７の半田溝を拡大した溝３’にはめ込み、図１の
実施例と同様に光半導体素子との光結合を行わせる。こ
の後、Ｓｉ基板１と光ファイバホルダ１９との先端が揃
うよう、先端部に研磨加工を施しても良い。ここで、Ｓ
ｉ基板側の溝を平坦にしているのは光ファイバ搭載位
置、或いは光ファイバアレイの配列が光ファイバホルダ
側で規定されているためであり、光ファイバホルダ１９
とＳｉ基板１の加工誤差によるかみ合わせずれを吸収さ
せるためのものである。従って、Ｓｉ基板１側の溝をや
や大きめに形成する場合、Ｓｉ基板１側もＶ溝としても
よい。また、図７のように光ファイバと光ファイバホル
ダを予め別工程で擬似一体部品化しておく方法は、組立
工程の分離による工程リスクの分散化が可能であり、部
分不良の排除による歩留まり改善にも効果的である。
したもので、１９、２０は光ファイバ保持のためのＳｉ
製Ｖ溝による光ファイバホルダで、Ｓｉ基板１と同様な
加工プロセスで作製できる。この光ファイバホルダ１
９、２０は、予め気密封止のための光ファイバ露出部
（光ファイバホルダ１９及び２０の間隙）を設け、光フ
ァイバの装着と研磨などによる端面整形を行っておく。
この光ファイバアセンブリを最も外側の光ファイバ２本
を位置合わせガイドとして用い、或いは、光ファイバホ
ルダ１９自体をＳｉ基板１にフリップチップ搭載する方
法で図７の半田溝を拡大した溝３’にはめ込み、図１の
実施例と同様に光半導体素子との光結合を行わせる。こ
の後、Ｓｉ基板１と光ファイバホルダ１９との先端が揃
うよう、先端部に研磨加工を施しても良い。ここで、Ｓ
ｉ基板側の溝を平坦にしているのは光ファイバ搭載位
置、或いは光ファイバアレイの配列が光ファイバホルダ
側で規定されているためであり、光ファイバホルダ１９
とＳｉ基板１の加工誤差によるかみ合わせずれを吸収さ
せるためのものである。従って、Ｓｉ基板１側の溝をや
や大きめに形成する場合、Ｓｉ基板１側もＶ溝としても
よい。また、図７のように光ファイバと光ファイバホル
ダを予め別工程で擬似一体部品化しておく方法は、組立
工程の分離による工程リスクの分散化が可能であり、部
分不良の排除による歩留まり改善にも効果的である。
【００４６】図７の構造では光ファイバホルダ１９とＳ
ｉ基板１の表面を接合し、Ｓｉ基板１表面、即ち、光半
導体素子搭載基準面に対する光ファイバ装着高さを光フ
ァイバホルダの溝加工精度で決定するようになってい
る。このため、Ｓｉ基板１と光ファイバホルダ１９の両
者に高い加工精度が要求され、更に、その組立工程の精
度も厳しくなる。そこで、以下の構造を用いても良い。
即ち、光ファイバの装着位置、高さを規定するガイド溝
はＳｉ基板１側に形成し、光ファイバガイド側の溝は最
終的に光ファイバホルダ１９がＳｉ基板１から浮き上が
るよう溝幅を小さめに形成する。こうすることにより、
光ファイバアセンブリを別工程で組み立てる効果を保存
しつつ、光ファイバ装着位置、高さはＳｉ基板１側のみ
で決められるようになる。但し、光ファイバがアレイで
あるとき、光ファイバホルダ１９の配列ピッチとＳｉ基
板１の溝ピッチが高精度に合っている必要があるが、両
者の溝加工に半導体プロセスと同様なフォトリゾグラフ
ィーを用いれば実質的な問題はない。特に、光ファイバ
ホルダ１９はエッチング深さが多少変動してもその溝の
配列ピッチに変動はなく、また、溝幅が狭い方向に変動
しても影響が少ないため、エッチングの加工精度仕様が
緩くなって加工歩留まりが非常に高くなる。この結果、
全体的な歩留まりも向上し、本発明の主目的の一つであ
る光半導体モジュールの低コスト化に効果的である。
ｉ基板１の表面を接合し、Ｓｉ基板１表面、即ち、光半
導体素子搭載基準面に対する光ファイバ装着高さを光フ
ァイバホルダの溝加工精度で決定するようになってい
る。このため、Ｓｉ基板１と光ファイバホルダ１９の両
者に高い加工精度が要求され、更に、その組立工程の精
度も厳しくなる。そこで、以下の構造を用いても良い。
即ち、光ファイバの装着位置、高さを規定するガイド溝
はＳｉ基板１側に形成し、光ファイバガイド側の溝は最
終的に光ファイバホルダ１９がＳｉ基板１から浮き上が
るよう溝幅を小さめに形成する。こうすることにより、
光ファイバアセンブリを別工程で組み立てる効果を保存
しつつ、光ファイバ装着位置、高さはＳｉ基板１側のみ
で決められるようになる。但し、光ファイバがアレイで
あるとき、光ファイバホルダ１９の配列ピッチとＳｉ基
板１の溝ピッチが高精度に合っている必要があるが、両
者の溝加工に半導体プロセスと同様なフォトリゾグラフ
ィーを用いれば実質的な問題はない。特に、光ファイバ
ホルダ１９はエッチング深さが多少変動してもその溝の
配列ピッチに変動はなく、また、溝幅が狭い方向に変動
しても影響が少ないため、エッチングの加工精度仕様が
緩くなって加工歩留まりが非常に高くなる。この結果、
全体的な歩留まりも向上し、本発明の主目的の一つであ
る光半導体モジュールの低コスト化に効果的である。
【００４７】このようにして作製した実装基板を図１１
に示す如く固定板２４とガイドピン２３を溶接固定部２
５で固定して補強板８に実装する。このように固定板２
４の形状は一義的なものではなく、装着対象やその形状
により適時選定することができる。
に示す如く固定板２４とガイドピン２３を溶接固定部２
５で固定して補強板８に実装する。このように固定板２
４の形状は一義的なものではなく、装着対象やその形状
により適時選定することができる。
【００４８】この後、図１の実施例と同様にパッケージ
し、パッケージ外形を光コネクタと嵌合するようにして
おけば光コネクタ型の光半導体モジュールにすることが
できる。光コネクタ構造の例は後述する。こうして完成
した光半導体モジュールも実施例１と同様の効果を奏す
ることができる。 （実施例３）この実施例は光ファイバの代わりに一部光
導波路を使用した点、Ｓｉ基板への光ファイバの実装方
法、及び光コネクタ構造等が実施例１と異なるだけであ
り図８〜図１０に沿って説明する。
し、パッケージ外形を光コネクタと嵌合するようにして
おけば光コネクタ型の光半導体モジュールにすることが
できる。光コネクタ構造の例は後述する。こうして完成
した光半導体モジュールも実施例１と同様の効果を奏す
ることができる。 （実施例３）この実施例は光ファイバの代わりに一部光
導波路を使用した点、Ｓｉ基板への光ファイバの実装方
法、及び光コネクタ構造等が実施例１と異なるだけであ
り図８〜図１０に沿って説明する。
【００４９】図８は、外部光ファイバ（図示せず）への
光接続を光ファイバではなく一体形成した光導波路２１
により行う実施例を示している。このようにすること
で、光ファイバの予備アセンブリが不要となり、また、
光導波路が半導体プロセスで一括形成できるために光半
導体モジュールの更なる低コスト化、高信頼性化が可能
になる。
光接続を光ファイバではなく一体形成した光導波路２１
により行う実施例を示している。このようにすること
で、光ファイバの予備アセンブリが不要となり、また、
光導波路が半導体プロセスで一括形成できるために光半
導体モジュールの更なる低コスト化、高信頼性化が可能
になる。
【００５０】次に、光コネクタ構造について実施例を示
す。図９は、図８で示したＳｉ基板１に光コネクタ用の
ガイドピン溝２２を設け、ガイドピン２３を装着した構
成図である。ここでは光送受信チャネルが複数あること
を想定し、図のような構成としている。複数の光ファイ
バを接続するための光コネクタとして、リボン光ファイ
バ用の光コネクタが市販されている。このような光コネ
クタではコネクタの中心軸を合わせる他に、光ファイバ
の配列軸の傾きを合わせる必要がある。そこで通常は２
本のガイドピンを用いてこれらの軸合わせを行ってお
り、図９ではその２本のガイドピンが装着されている様
子を示した。Ｓｉ基板１のガイドピン溝２２は光ファイ
バのガイド溝や光導波路２１と同様に光半導体素子との
光結合軸が合うように形成する。このため、光コネクタ
及びそのガイドピンは機械的な組立のみで光結合できる
ようになることは図１の実施例と同様である。但し、ガ
イドピンを直接Ｓｉ基板１に固定することは、Ｓｉ基板
１の機械的な脆さがあるため好ましくない。従って、Ｓ
ｉ基板１を用いて位置調整はするが、機械的固定及び、
ガイドピンに加わる外的な力による位置ずれの抑制は何
らかの他の手段を用いて行う必要がある。
す。図９は、図８で示したＳｉ基板１に光コネクタ用の
ガイドピン溝２２を設け、ガイドピン２３を装着した構
成図である。ここでは光送受信チャネルが複数あること
を想定し、図のような構成としている。複数の光ファイ
バを接続するための光コネクタとして、リボン光ファイ
バ用の光コネクタが市販されている。このような光コネ
クタではコネクタの中心軸を合わせる他に、光ファイバ
の配列軸の傾きを合わせる必要がある。そこで通常は２
本のガイドピンを用いてこれらの軸合わせを行ってお
り、図９ではその２本のガイドピンが装着されている様
子を示した。Ｓｉ基板１のガイドピン溝２２は光ファイ
バのガイド溝や光導波路２１と同様に光半導体素子との
光結合軸が合うように形成する。このため、光コネクタ
及びそのガイドピンは機械的な組立のみで光結合できる
ようになることは図１の実施例と同様である。但し、ガ
イドピンを直接Ｓｉ基板１に固定することは、Ｓｉ基板
１の機械的な脆さがあるため好ましくない。従って、Ｓ
ｉ基板１を用いて位置調整はするが、機械的固定及び、
ガイドピンに加わる外的な力による位置ずれの抑制は何
らかの他の手段を用いて行う必要がある。
【００５１】図１０は図９で示したＳｉ基板１による本
実施例である。２４はガイドピン２３の固定板であり、
図のように外力による変形が可能なように折れ曲がり部
分を有している。即ち、この固定板２４はばねとしての
機能を有しており、ガイドピン２３をＳｉ基板１のガイ
ドピン溝に押し当てる機構となっている。また、２５は
固定板２４とガイドピン２３の溶接固定部である。図１
０の固定板２４は、図１乃至図８の実施例と同様な組立
工程の中で、プリフォーム半田のリフロー工程の際にガ
イドピンを挟んで同時に組み立てる。接合剤となる半田
１０は、溶融状態から冷却されて固化する過程において
体積収縮がおこるため、固定板２４の両端を２つのガイ
ドピン接触部を支点として外側に引き下げるように働
く。その結果、ガイドピンは固定板２４の弾力でＳｉ基
板１０のガイドピン溝に押し込まれる。この状態におい
て、ガイドピン２５との固定板の固定処理を施せば良
い。
実施例である。２４はガイドピン２３の固定板であり、
図のように外力による変形が可能なように折れ曲がり部
分を有している。即ち、この固定板２４はばねとしての
機能を有しており、ガイドピン２３をＳｉ基板１のガイ
ドピン溝に押し当てる機構となっている。また、２５は
固定板２４とガイドピン２３の溶接固定部である。図１
０の固定板２４は、図１乃至図８の実施例と同様な組立
工程の中で、プリフォーム半田のリフロー工程の際にガ
イドピンを挟んで同時に組み立てる。接合剤となる半田
１０は、溶融状態から冷却されて固化する過程において
体積収縮がおこるため、固定板２４の両端を２つのガイ
ドピン接触部を支点として外側に引き下げるように働
く。その結果、ガイドピンは固定板２４の弾力でＳｉ基
板１０のガイドピン溝に押し込まれる。この状態におい
て、ガイドピン２５との固定板の固定処理を施せば良
い。
【００５２】この実施例では、ガイドピン２５の固定が
固定板２４に対して行われ、また、固定板２４の弾性に
よりガイドピンがＳｉ基板１のガイドピン溝に押し当て
られるため、ガイドピン２５の位置調整がＳｉ基板１に
より精密に行われるとともに、外力によるガイドピン２
５の位置ずれが固定板２４で抑制される。従って、ガイ
ドピンの精密位置合わせと、機械的強度の確保が両立し
て得られ、マイクロマシニングによる位置合わせ機構を
有効に生かしつつ、脆弱なＳｉ基板１を保護することが
可能になる。このため、位置合わせのためのＳｉ基板１
にクラックを生じたり、外力による大きな応力が加わる
ことがなく、機械的なストレスに対しても十分な信頼性
を得ることができる。また、上述の説明からわかるよう
にガイドピン２５の固定板２４への固定は機械的な強度
が十分に確保される必要があり、望ましくは溶接による
固定、特に溶接時の外力による位置ずれや応力を避ける
ためレーザ溶接、電子ビーム溶接等の非接触溶接が望ま
しい。また、ガイドピンと固定板の微妙なずれの補正、
Ｓｉ基板１のガイドピン溝に対するガイドピン押圧方向
と押し込まれ位置の一定化のため、固定板２４とガイド
ピン２５の溶接固定は固定板２４が支持体、即ち、図１
０では補強板８に固定され、固定板２４のガイドピン２
５への押圧が印加される状態になってから行うことが望
ましい。この実施例でも実施例１と同様の効果を奏する
ことができる。 （実施例４）図１０、図１１では固定板２４を別個に設
けているが、部品点数省略による低コスト化の為、次の
ような構造であってもかまわない。即ち、図１２におい
て、補強板８の先端は光コネクタのフェルールを保持す
るためのハウジングとして２段の階段状に加工した様子
を示している。つまり、下部フレーム１１を、予め固定
板２４として機能するように延在しておき、ガイドピン
装着部で所定の形状変形をしておく。これを図６で示し
た組立工程により一括形成することで部品点数と大幅な
工程削減が可能である。更に、組立時の部品取り扱い回
数が削減されるため、その取り扱いミスによる歩留まり
の改善が図れる等、全体的なコスト低減と生産性の向上
が可能になる。固定板の形状以外はほぼ実施例２と同様
の構成からなっている。その他の効果も実施例２と同様
に奏することができるのはいうまでもない。 （実施例５）本実施例は、図１３に示すように、ガイド
ピン２３が補強板８及び気密キャップ２９で囲まれ、表
に露出しない点である。その他の点は実施例１と同様で
ある。
固定板２４に対して行われ、また、固定板２４の弾性に
よりガイドピンがＳｉ基板１のガイドピン溝に押し当て
られるため、ガイドピン２５の位置調整がＳｉ基板１に
より精密に行われるとともに、外力によるガイドピン２
５の位置ずれが固定板２４で抑制される。従って、ガイ
ドピンの精密位置合わせと、機械的強度の確保が両立し
て得られ、マイクロマシニングによる位置合わせ機構を
有効に生かしつつ、脆弱なＳｉ基板１を保護することが
可能になる。このため、位置合わせのためのＳｉ基板１
にクラックを生じたり、外力による大きな応力が加わる
ことがなく、機械的なストレスに対しても十分な信頼性
を得ることができる。また、上述の説明からわかるよう
にガイドピン２５の固定板２４への固定は機械的な強度
が十分に確保される必要があり、望ましくは溶接による
固定、特に溶接時の外力による位置ずれや応力を避ける
ためレーザ溶接、電子ビーム溶接等の非接触溶接が望ま
しい。また、ガイドピンと固定板の微妙なずれの補正、
Ｓｉ基板１のガイドピン溝に対するガイドピン押圧方向
と押し込まれ位置の一定化のため、固定板２４とガイド
ピン２５の溶接固定は固定板２４が支持体、即ち、図１
０では補強板８に固定され、固定板２４のガイドピン２
５への押圧が印加される状態になってから行うことが望
ましい。この実施例でも実施例１と同様の効果を奏する
ことができる。 （実施例４）図１０、図１１では固定板２４を別個に設
けているが、部品点数省略による低コスト化の為、次の
ような構造であってもかまわない。即ち、図１２におい
て、補強板８の先端は光コネクタのフェルールを保持す
るためのハウジングとして２段の階段状に加工した様子
を示している。つまり、下部フレーム１１を、予め固定
板２４として機能するように延在しておき、ガイドピン
装着部で所定の形状変形をしておく。これを図６で示し
た組立工程により一括形成することで部品点数と大幅な
工程削減が可能である。更に、組立時の部品取り扱い回
数が削減されるため、その取り扱いミスによる歩留まり
の改善が図れる等、全体的なコスト低減と生産性の向上
が可能になる。固定板の形状以外はほぼ実施例２と同様
の構成からなっている。その他の効果も実施例２と同様
に奏することができるのはいうまでもない。 （実施例５）本実施例は、図１３に示すように、ガイド
ピン２３が補強板８及び気密キャップ２９で囲まれ、表
に露出しない点である。その他の点は実施例１と同様で
ある。
【００５３】本実施例の光半導体モジュールにより高い
信頼性を持たせるため、図１３に示すような構造とする
ことがより望ましい。つまり、Ｓｉ基板１によるガイド
ピン２３の位置決めを行っているため、固定板の採用如
何に拘わらず、ガイドピン２３を光コネクタ部内部に配
置しておくことが望ましい。これはガイドピン２３の先
端がモジュール外部に突出している場合、不測的な外力
がガイドピン２３を通じてＳｉ基板１に加わり得るため
であり、モジュールの取り扱い時や回路基板への実装
時、或いは回路基板の保守時にガイドピンに衝撃や過大
な力が加わってＳｉ基板１の破損が容易に起こりうるた
めである。従って、Ｓｉ基板による位置決めを行ってい
る場合ガイドピン先端がパッケージ外部に突出しないこ
とが必要になる。これにより、モジュール製造終了後の
取り扱いにおける信頼性も確保できるようになる。その
他の効果についても実施例１と同様に得ることができる
のはいうまでもない。本発明は上述した実施例に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施することができる。
信頼性を持たせるため、図１３に示すような構造とする
ことがより望ましい。つまり、Ｓｉ基板１によるガイド
ピン２３の位置決めを行っているため、固定板の採用如
何に拘わらず、ガイドピン２３を光コネクタ部内部に配
置しておくことが望ましい。これはガイドピン２３の先
端がモジュール外部に突出している場合、不測的な外力
がガイドピン２３を通じてＳｉ基板１に加わり得るため
であり、モジュールの取り扱い時や回路基板への実装
時、或いは回路基板の保守時にガイドピンに衝撃や過大
な力が加わってＳｉ基板１の破損が容易に起こりうるた
めである。従って、Ｓｉ基板による位置決めを行ってい
る場合ガイドピン先端がパッケージ外部に突出しないこ
とが必要になる。これにより、モジュール製造終了後の
取り扱いにおける信頼性も確保できるようになる。その
他の効果についても実施例１と同様に得ることができる
のはいうまでもない。本発明は上述した実施例に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施することができる。
【００５４】
【発明の効果】本発明の光半導体モジュールでは、光半
導体素子と光ファイバ等の光導波体の光結合が機械的な
組立工程だけで実現でき、また、光半導体素子の気密封
止が行える。さらには、補強板をＳｉ基板の裏面に取り
付けることで、気密キャップの応力に起因するＳｉ基板
のクラック発生を防止することができ、光半導体モジュ
ールのコスト削減と生産性向上の大幅な改善と共に信頼
性の確保が可能であり、光通信技術の特徴である大容
量、高品質信号伝送を一般的な産業機器にも導入するこ
とが可能となる。
導体素子と光ファイバ等の光導波体の光結合が機械的な
組立工程だけで実現でき、また、光半導体素子の気密封
止が行える。さらには、補強板をＳｉ基板の裏面に取り
付けることで、気密キャップの応力に起因するＳｉ基板
のクラック発生を防止することができ、光半導体モジュ
ールのコスト削減と生産性向上の大幅な改善と共に信頼
性の確保が可能であり、光通信技術の特徴である大容
量、高品質信号伝送を一般的な産業機器にも導入するこ
とが可能となる。
【図１】 本発明の実施例１の光半導体モジュールの構
成断面図
成断面図
【図２】 本発明光実施例１のモジュールに使用される
Ｓｉ実装基板の概略構成図
Ｓｉ実装基板の概略構成図
【図３】 本発明の実施例１のＳｉの異方性エッチング
の説明図
の説明図
【図４】 本発明の実施例１の光半導体モジュールの構
成断面図
成断面図
【図５】 本発明の実施例１の光半導体モジュールの構
成断面図
成断面図
【図６】 本発明の実施例１の光半導体モジュールの部
品分解図
品分解図
【図７】 本発明の実施例２の光モジュールに使用され
るＳｉ実装基板の概略構成図
るＳｉ実装基板の概略構成図
【図８】 本発明の実施例３の光モジュールに使用され
るＳｉ実装基板の概略構成図
るＳｉ実装基板の概略構成図
【図９】 本発明の実施例３の光モジュールに使用され
るＳｉ実装基板の概略構成図
るＳｉ実装基板の概略構成図
【図１０】本発明の実施例３の光半導体モジュールのガ
イドピン固定部構成断面図
イドピン固定部構成断面図
【図１１】本発明の実施例２の半導体モジュールのガイ
ドピン固定部構成断面図
ドピン固定部構成断面図
【図１２】本発明の実施例４の光半導体モジュールの構
成断面図
成断面図
【図１３】本発明の実施例５の光半導体モジュールの構
成断面図
成断面図
【図１４】従来技術の光半導体モジュールの構成断面図
１…Ｓｉ基板、２…光ファイバ保持溝、３…半田溝、４
…気密封止用メタライズ領域、５…光ファイバ、６…光
半導体素子、７…光素子用送・受ＩＣ、８…補強板、９
…Ｓｉ基板固定用半田、１０…気密封止半田、１１・１
５…フレーム、１２・１４…封止絶縁体、１３…電気ピ
ン、１６…気密キャップ、１７…ボンディングワイヤ、
１８…半田、１９・２０…ファイバホルダ、２１…光導
波路、２２…ガイドピン溝、２３…ガイドピン、２４…
固定板、２５…溶接部、２９…光コネクタキャップ
…気密封止用メタライズ領域、５…光ファイバ、６…光
半導体素子、７…光素子用送・受ＩＣ、８…補強板、９
…Ｓｉ基板固定用半田、１０…気密封止半田、１１・１
５…フレーム、１２・１４…封止絶縁体、１３…電気ピ
ン、１６…気密キャップ、１７…ボンディングワイヤ、
１８…半田、１９・２０…ファイバホルダ、２１…光導
波路、２２…ガイドピン溝、２３…ガイドピン、２４…
固定板、２５…溶接部、２９…光コネクタキャップ
Claims (15)
- 【請求項１】発光または受光機能を有する光半導体素子
と、光を伝達する光導波体とが、該光半導体素子と該光
導波体との光軸整合機構を有した単結晶基板上に搭載さ
れ、該単結晶基板の前記光半導体素子搭載面に前記光半
導体素子を含包する気密封止体が設けられてなる光半導
体モジュールにおいて、前記単結晶基板裏面に金属で融
着される補強板を具備することを特徴とする光半導体モ
ジュール。 - 【請求項２】発光または受光機能を有する光半導体素子
と、光を伝達する光導波体とが、該光半導体素子と該光
導波体との光軸整合機構を有した単結晶基板上に搭載さ
れ、該単結晶基板の前記光半導体素子搭載面に前記光半
導体素子を含包する気密封止体が設けられてなる光半導
体モジュールにおいて、前記単結晶基板裏面に前記気密
封止体と実質的に同等な熱膨張特性を有した補強材が設
けられて成ることを特徴とする光半導体モジュール。 - 【請求項３】前記単結晶基板はＳｉ基板であることを特
徴とする請求項２記載の光半導体モジュール。 - 【請求項４】前記気密封止体周縁部の少なくとも一部が
前記補強材に接合され、該接合部より内側に前記Ｓｉ基
板が配置されてなることを特徴とする請求項２記載の光
半導体モジュール。 - 【請求項５】発光または受光機能を有する光半導体素子
と、光を伝達する光導波体とが、該光半導体素子と該光
導波体との光軸整合機構を有したＳｉ基板上に搭載さ
れ、該Ｓｉ基板の前記光半導体素子搭載面に前記光半導
体素子を含包する気密封止体を接合して前記光半導体素
子の気密封止を行う光半導体モジュールにおいて、前記
気密封止体の前記Ｓｉ基板との接合面の一部に前記光導
波体を引き出すための凹部が設けられて成ることを特徴
とする光半導体モジュール。 - 【請求項６】発光または受光機能を有する光半導体素子
と、光を伝達する光ファイバとが、光軸整合されてＳｉ
基板上に搭載され、該Ｓｉ基板の前記光半導体素子搭載
面に前記光半導体素子を含包する気密封止体を接合して
前記光半導体素子の気密封止を行う光半導体モジュール
において、前記光ファイバの前記Ｓｉ基板搭載面より突
出する部分が所定の間隔を隔てた複数の光ファイバホル
ダにより保持され、且つ、前記気密封止体の一部が前記
複数の光ファイバホルダに挟まれた領域を横断して気密
封止接合されてなることを特徴とする光半導体モジュー
ル。 - 【請求項７】前記光ファイバホルダにより前記光ファイ
バの搭載位置が規定され、該光ファイバホルダが前記Ｓ
ｉ基板の所定位置に接合されて前記光半導体素子と前記
光ファイバが光軸整合されてなることを特徴とする請求
項６記載の光半導体モジュール。 - 【請求項８】前記Ｓｉ基板に前記光ファイバと前記光半
導体素子とを光軸整合するための装着溝が設けられ、且
つ、前記Ｓｉ基板と前記光ファイバホルダが接しないよ
う構成されたことを特徴とする請求項６記載の光半導体
モジュール。 - 【請求項９】光コネクタを位置調整するためのガイドピ
ンと、該ガイドピンの取付位置調整溝を有するＳｉ基板
とを具備して成る光半導体モジュールにおいて、前記ガ
イドピンがばね機構を有する固定体に接合固定され、且
つ、該固定体のばね機構による押圧で前記ガイドピンが
前記Ｓｉ基板の位置調整溝に押し込まれて位置決めされ
ることを特徴とする光半導体モジュール。 - 【請求項１０】前記ばね機構を有する固定体の支持体へ
の固定が半田融着接合であり、該半田が固化する際の収
縮により前記固定体の前記ガイドピンへの押圧が加わる
よう構成されてなることを特徴とする請求項９記載の光
半導体モジュール。 - 【請求項１１】前記ばね機構を有する固定体は、ガイド
ピンに加わる外力による変位を吸収するための折れ曲が
り部を有してなることを特徴とする請求項９及び請求項
１０記載の光半導体モジュール。 - 【請求項１２】光コネクタを位置調整するためのガイド
ピンと、該ガイドピンの取付位置調整溝を有するＳｉ基
板とを具備して成る光半導体モジュールにおいて、前記
ガイドピンの先端が前記光コネクタの嵌合部を収容する
コネクタハウジングの先端と同一或いは内側に配置され
てなることを特徴とする光半導体モジュール。 - 【請求項１３】光コネクタを位置調整するためのガイド
ピンと、該ガイドピンの取付位置調整溝を有するＳｉ基
板と、前記ガイドピンを固定し、前記Ｓｉ基板の位置調
整溝に押し込むためのばね機構を有する固定体とを具備
してなる光半導体モジュールの製造方法において、前記
ばね機構を有する固定体と前記ガイドピンの固定をレー
ザ溶接、電子ビーム溶接等の非接触溶接により行うこと
を特徴とする光半導体モジュールの製造方法。 - 【請求項１４】前記固定体と前記ガイドピンの組立工程
及び前記固定体の支持体への固定工程の後に、前記固定
体と前記ガイドピンの固定を行うことを特徴とする請求
項１３記載の光半導体モジュールの製造方法。 - 【請求項１５】Ｓｉ基板の（１１１）面で実質的にエッ
チング停止する異方性エッチングを用い、幅の異なる溝
を連結させた複合パターンを形成した後、この複合パタ
ーンに光ファイバを固定する光半導体モジュールの製造
方法において、前記Ｓｉ基板上に第１の長方形窓マスク
を用いて幅の広い溝をエッチング形成する工程と、続い
て前記広い溝より所定量隔離した第２の長方形窓と、該
第２の長方形窓より幅が狭く、前記広い溝の連結部斜面
から前記第２の長方形窓に達する溝状窓との合成形状マ
スクにより幅の狭い溝をエッチング形成する工程とを具
備してなることを特徴とする光半導体モジュールの製造
方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23194794A JP3345518B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 光半導体モジュールの製造方法 |
| US08/531,640 US5719979A (en) | 1994-09-28 | 1995-09-21 | Optical semiconductor module and method for manufacturing the same |
| EP95306729A EP0704731B1 (en) | 1994-09-28 | 1995-09-25 | Optical semiconductor module & method for manufacturing the same |
| DE69535688T DE69535688T2 (de) | 1994-09-28 | 1995-09-25 | Optisches Halbleitermodul und Verfahren zu seiner Herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23194794A JP3345518B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 光半導体モジュールの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0894888A true JPH0894888A (ja) | 1996-04-12 |
| JP3345518B2 JP3345518B2 (ja) | 2002-11-18 |
Family
ID=16931564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23194794A Expired - Fee Related JP3345518B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 光半導体モジュールの製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5719979A (ja) |
| EP (1) | EP0704731B1 (ja) |
| JP (1) | JP3345518B2 (ja) |
| DE (1) | DE69535688T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002512436A (ja) * | 1998-02-06 | 2002-04-23 | シェルケース リミティド | 集積回路デバイス |
| JP2005300976A (ja) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学部品の接合方法 |
Families Citing this family (41)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5692084A (en) * | 1996-06-11 | 1997-11-25 | The Whitaker Corporation | Package for an optoelectronic device |
| JP3758258B2 (ja) * | 1996-11-29 | 2006-03-22 | 富士通株式会社 | 光結合装置 |
| JPH10223505A (ja) * | 1997-02-05 | 1998-08-21 | Oki Electric Ind Co Ltd | ホトリソグラフィ用マスクアライメントマークの形成方法 |
| SG71172A1 (en) * | 1997-12-03 | 2000-03-21 | Sumitomo Electric Industries | Optical data link |
| US6872984B1 (en) * | 1998-07-29 | 2005-03-29 | Silicon Light Machines Corporation | Method of sealing a hermetic lid to a semiconductor die at an angle |
| US6146025A (en) * | 1998-08-03 | 2000-11-14 | Litton Systems Inc. | Laser diode and substrate |
| US6521989B2 (en) | 1998-10-08 | 2003-02-18 | Honeywell Inc. | Methods and apparatus for hermetically sealing electronic packages |
| JP3459787B2 (ja) | 1999-04-02 | 2003-10-27 | Ｎｅｃ化合物デバイス株式会社 | 光半導体モジュール及びその製造方法 |
| US6445837B1 (en) | 1999-03-31 | 2002-09-03 | Nu-Wave Photonics, Inc. | Hybrid opto-electronic circuits and method of making |
| US6168963B1 (en) * | 1999-06-21 | 2001-01-02 | Lucent Technologies, Inc. | System for adhering parts |
| US20070181781A1 (en) * | 2001-03-06 | 2007-08-09 | Digital Optics Corporation | Integrated optical transceiver |
| IL133453A0 (en) * | 1999-12-10 | 2001-04-30 | Shellcase Ltd | Methods for producing packaged integrated circuit devices and packaged integrated circuit devices produced thereby |
| US6775440B2 (en) * | 2000-04-28 | 2004-08-10 | Kyocera Corporation | Optical module and carrier for optical module |
| US6624507B1 (en) * | 2000-05-09 | 2003-09-23 | National Semiconductor Corporation | Miniature semiconductor package for opto-electronic devices |
| JP3436243B2 (ja) * | 2000-09-04 | 2003-08-11 | 住友電気工業株式会社 | 光半導体気密封止容器及びそれを用いた光半導体モジュール |
| US6845189B2 (en) * | 2000-11-15 | 2005-01-18 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | System and a method for limiting the maximum of light transmitted from a ribbon fiber |
| GB2372633A (en) * | 2001-02-24 | 2002-08-28 | Mitel Semiconductor Ab | Flip-chip mounted optical device |
| WO2002079812A2 (en) * | 2001-03-28 | 2002-10-10 | Iljin Corporation | Small-formed optical module |
| US6514783B1 (en) * | 2001-09-17 | 2003-02-04 | Applied Micro Circuits Corporation | Method for determining a layout for a flip-chip transition interface structure |
| US6639322B1 (en) * | 2001-09-17 | 2003-10-28 | Applied Micro Circuits Corporation | Flip-chip transition interface structure |
| US20060191215A1 (en) * | 2002-03-22 | 2006-08-31 | Stark David H | Insulated glazing units and methods |
| US6627814B1 (en) * | 2002-03-22 | 2003-09-30 | David H. Stark | Hermetically sealed micro-device package with window |
| US7832177B2 (en) * | 2002-03-22 | 2010-11-16 | Electronics Packaging Solutions, Inc. | Insulated glazing units |
| US6962834B2 (en) | 2002-03-22 | 2005-11-08 | Stark David H | Wafer-level hermetic micro-device packages |
| JP4085697B2 (ja) * | 2002-05-29 | 2008-05-14 | 住友電気工業株式会社 | 光リンクモジュール |
| US7033664B2 (en) | 2002-10-22 | 2006-04-25 | Tessera Technologies Hungary Kft | Methods for producing packaged integrated circuit devices and packaged integrated circuit devices produced thereby |
| US7534052B2 (en) * | 2003-04-30 | 2009-05-19 | Fujikura Ltd. | Optical transceiver and optical connector |
| JP4001900B2 (ja) * | 2003-04-30 | 2007-10-31 | 株式会社フジクラ | 光コネクタアッセンブリ |
| JP2015060097A (ja) * | 2013-09-19 | 2015-03-30 | ソニー株式会社 | 光伝送モジュール |
| GB2422682B (en) * | 2005-01-31 | 2008-11-12 | Jan Lewandowski | Optical module |
| US7989040B2 (en) | 2007-09-14 | 2011-08-02 | Electronics Packaging Solutions, Inc. | Insulating glass unit having multi-height internal standoffs and visible decoration |
| DE102007046337A1 (de) * | 2007-09-27 | 2009-04-02 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelektronischer Halbleiterchip, optoelektronisches Bauelement und Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements |
| DE102008031930B4 (de) * | 2008-07-08 | 2014-09-25 | Rüdiger Lanz | Beleuchtungsvorrichtung mit Mikro-Linsenarray |
| EP2324183B1 (en) * | 2008-08-09 | 2014-06-25 | Eversealed Windows, Inc. | Asymmetrical flexible edge seal for vacuum insulating glass |
| US8329267B2 (en) * | 2009-01-15 | 2012-12-11 | Eversealed Windows, Inc. | Flexible edge seal for vacuum insulating glazing units |
| WO2010083475A2 (en) * | 2009-01-15 | 2010-07-22 | Eversealed Windows, Inc. | Filament-strung stand-off elements for maintaining pane separation in vacuum insulating glazing units |
| US8950162B2 (en) | 2010-06-02 | 2015-02-10 | Eversealed Windows, Inc. | Multi-pane glass unit having seal with adhesive and hermetic coating layer |
| US9328512B2 (en) | 2011-05-05 | 2016-05-03 | Eversealed Windows, Inc. | Method and apparatus for an insulating glazing unit and compliant seal for an insulating glazing unit |
| JP5956815B2 (ja) * | 2012-04-20 | 2016-07-27 | 日本航空電子工業株式会社 | 光モジュール用基体及び光モジュール |
| DE102014221728A1 (de) * | 2014-10-24 | 2016-04-28 | Technische Universität Dresden | Anordnung elektro-optischer Bauelemente zur optischen Daten- und/oder Energieübertragung in einem Gehäuse |
| JP2023131869A (ja) * | 2022-03-10 | 2023-09-22 | 株式会社東芝 | 並列受信モジュール |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5433683A (en) * | 1977-07-08 | 1979-03-12 | Hitachi Ltd | Air seal mounting for light emitting element |
| FR2500642B1 (fr) * | 1981-02-24 | 1986-06-06 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Structure de support pour la fixation de fibres optiques et de lentilles et procede pour leur preparation ainsi que dispositif les utilisant |
| JPS62123412A (ja) * | 1985-11-25 | 1987-06-04 | Nec Corp | 光集積回路用パツケ−ジ |
| DE3786900T2 (de) * | 1986-11-15 | 1993-11-11 | Sumitomo Electric Industries | Optischer Verbinder und dessen Herstellungsverfahren. |
| JPH01180506A (ja) * | 1988-01-12 | 1989-07-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光コネクタ |
| JPH01219806A (ja) * | 1988-02-29 | 1989-09-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光コネクタ |
| US4810557A (en) * | 1988-03-03 | 1989-03-07 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Method of making an article comprising a tandem groove, and article produced by the method |
| US4897711A (en) * | 1988-03-03 | 1990-01-30 | American Telephone And Telegraph Company | Subassembly for optoelectronic devices |
| JPH0213911A (ja) * | 1988-07-01 | 1990-01-18 | Nec Corp | 光デバイス |
| JPH02251918A (ja) * | 1989-03-27 | 1990-10-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光コネクタ |
| US4930857A (en) * | 1989-05-19 | 1990-06-05 | At&T Bell Laboratories | Hybrid package arrangement |
| DE4013630A1 (de) * | 1989-05-31 | 1990-12-06 | Siemens Ag | Optoelektronischer wandlermodul und verfahren zu dessen herstellung |
| EP0418423B2 (de) * | 1989-09-22 | 1998-12-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum anisotropen Ätzen von Silizium |
| JPH0486609A (ja) * | 1990-07-27 | 1992-03-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光コネクタ |
| WO1993018422A1 (de) * | 1992-03-07 | 1993-09-16 | Robert Bosch Gmbh | Integriertes optisches bauelement |
| US5307434A (en) * | 1992-07-16 | 1994-04-26 | At&T Bell Laboratories | Article that comprises a laser coupled to an optical fiber |
| JPH0667036A (ja) * | 1992-08-21 | 1994-03-11 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 光導波路デバイスの耐衝撃構造 |
| US5412748A (en) * | 1992-12-04 | 1995-05-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical semiconductor module |
| US5555333A (en) * | 1993-07-12 | 1996-09-10 | Ricoh Company, Ltd. | Optical module and a fabrication process thereof |
| US5535296A (en) * | 1994-09-28 | 1996-07-09 | Optobahn Corporation | Integrated optoelectronic coupling and connector |
-
1994
- 1994-09-28 JP JP23194794A patent/JP3345518B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-09-21 US US08/531,640 patent/US5719979A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-09-25 EP EP95306729A patent/EP0704731B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-09-25 DE DE69535688T patent/DE69535688T2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002512436A (ja) * | 1998-02-06 | 2002-04-23 | シェルケース リミティド | 集積回路デバイス |
| JP2005300976A (ja) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学部品の接合方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69535688T2 (de) | 2009-01-08 |
| EP0704731B1 (en) | 2008-01-16 |
| EP0704731A3 (en) | 1999-09-22 |
| EP0704731A2 (en) | 1996-04-03 |
| DE69535688D1 (de) | 2008-03-06 |
| US5719979A (en) | 1998-02-17 |
| JP3345518B2 (ja) | 2002-11-18 |
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