JPH11218650A - Optical module - Google Patents
Optical moduleInfo
- Publication number
- JPH11218650A JPH11218650A JP10022958A JP2295898A JPH11218650A JP H11218650 A JPH11218650 A JP H11218650A JP 10022958 A JP10022958 A JP 10022958A JP 2295898 A JP2295898 A JP 2295898A JP H11218650 A JPH11218650 A JP H11218650A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- optical
- substrate
- adhesive
- silicon substrate
- 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
Links
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光モジュールに関
する。[0001] The present invention relates to an optical module.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来技術の光半導体素子と光ファイバを
光モジュール、あるいは光半導体素子と光ファイバへの
接続用コネクタを有する光モジュールにあっては、金属
材料やセラミック材料のケースを用いてハーメチックシ
ール法にてパッケージング（封止）するものが主流とな
っている。これらはハーメチックシールによるパッケー
ジングであるため、長期の信頼性には優れている。しか
し、金属やセラミックのケースを高精度に加工してレー
ザーダイオードと光ファイバとの光結合に整合をとる必
要から、封止組立などの工程が複雑となっていた。この
ため量産性が低く、光モジュールは高コストとなってい
た。2. Description of the Related Art In an optical module having a connector for connecting an optical semiconductor device and an optical fiber or an optical module having a connector for connecting an optical semiconductor device and an optical fiber, a hermetic material using a metal or ceramic material case is used. Packaging (sealing) by a sealing method is mainly used. Since these are packaged by a hermetic seal, they have excellent long-term reliability. However, since it is necessary to process a metal or ceramic case with high precision and to match the optical coupling between the laser diode and the optical fiber, processes such as sealing assembly have been complicated. For this reason, mass productivity is low, and the optical module is expensive.
【０００３】一方、光モジュールの低コスト化のため
に、パッケージ部材として樹脂材料を用いる封止技術が
知られている。例えば、米国特許第4911519 号公報に、
１６ピンのデュアルインラインパッケージ（ＤＩＰ）
で、光モジュール部品がモールドされたプラスチックフ
レーム内に収容され、金属製の蓋によりカバーされてい
る技術が開示されている。また、特開昭57−177580号公
報には、リードフレーム上に発光素子及び受光素子から
なる光変換素子と集積回路とを設置し、エポキシ樹脂等
の透明樹脂でモールド封止し、その後に光不透明ハウジ
ング内に挿入し接着する技術が開示されている。この開
示技術では、各素子ごとに光結合をとることが難しい問
題がある。さらに特開昭61−3108号公報や特開平7−193
262 号公報には、光半導体素子を有するリードフレーム
上に透明樹脂をモールドし、その上に透明樹脂でモール
ドすると言うような二重モールド封止方法の技術が開示
されている。On the other hand, in order to reduce the cost of an optical module, a sealing technique using a resin material as a package member is known. For example, in U.S. Pat.
16-pin dual in-line package (DIP)
There is disclosed a technology in which an optical module component is housed in a molded plastic frame and covered with a metal lid. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-177580, a light conversion element including a light emitting element and a light receiving element and an integrated circuit are installed on a lead frame, and molded and sealed with a transparent resin such as an epoxy resin. A technique of inserting and bonding in an opaque housing is disclosed. In this disclosed technique, there is a problem that it is difficult to achieve optical coupling for each element. Further, JP-A-61-3108 and JP-A-7-193
Japanese Patent Application Publication No. 262 discloses a technique of a double-mold sealing method in which a transparent resin is molded on a lead frame having an optical semiconductor element, and then molded with the transparent resin.
【０００４】これら従来の光モジュールでは、光半導体
素子と光ファイバ、あるいはコネクタへの導波路との位
置合わせは、光ファイバ、あるいはコネクタからの光出
力をモニタしながら位置合わせを行う、いわゆるアクテ
ィブアライメント方式である。このアクティブアライメ
ント方式は、複雑な工程で、しかも高精度が要求される
ため、プロセス上高コスト化の原因でもあった。In these conventional optical modules, the alignment between the optical semiconductor element and the optical fiber or the waveguide to the connector is performed by monitoring the optical output from the optical fiber or the connector. It is a method. This active alignment method is a complicated process and requires high accuracy, which is also a cause of cost increase in the process.
【０００５】光半導体素子と光ファイバとの光結合を簡
便に行う方法として、パッシブアライメント方式が検討
されている。このパッシブアライメント方式は、シリコ
ン基板へ異方性エッチングにより高精度にＶ型の溝を形
成した後、このシリコン基板上にレーザーダイオードを
搭載し、さらにＶ溝上へ光ファイバを搭載し、接着剤等
で固着する方法である。この方法では、光半導体素子と
光ファイバ端との距離、つまり光ファイバの光軸方向の
位置合わせのみで光結合が得られるため、アクティブア
ライメント方式よりもプロセス上優位な方法である。As a method for easily performing optical coupling between an optical semiconductor element and an optical fiber, a passive alignment method is being studied. In this passive alignment method, after a V-shaped groove is formed on a silicon substrate with high precision by anisotropic etching, a laser diode is mounted on the silicon substrate, and an optical fiber is further mounted on the V-groove. This is the method of fixing. In this method, optical coupling can be obtained only by adjusting the distance between the optical semiconductor element and the end of the optical fiber, that is, the alignment of the optical fiber in the optical axis direction. Therefore, this method is superior in process to the active alignment method.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
パッシブアライメント方式を用いた光モジュールでは、
光半導体素子と光結合された光ファイバを固定するた
め、接着剤あるいは、はんだが用いられているが、接着
剤を用いた場合、光ファイバとＶ溝との間の隙間に毛細
管現象により接着剤が回り込む。このＶ溝基板と光ファ
イバの間の接着剤層は、接着剤の硬化やプロセス上の温
度変化、あるいは光モジュールの使用時の温度変化によ
り、膨張あるいは収縮しＶ溝基板と光ファイバの距離が
変化することにより光結合が変化する問題があった。However, in the optical module using the above passive alignment method,
An adhesive or solder is used to fix the optical fiber optically coupled to the optical semiconductor element. However, when the adhesive is used, the adhesive is formed in a gap between the optical fiber and the V-groove by capillary action. Turns around. The adhesive layer between the V-groove substrate and the optical fiber expands or contracts due to the curing of the adhesive, a temperature change in the process, or a temperature change during use of the optical module, and the distance between the V-groove substrate and the optical fiber is reduced. There is a problem that the optical coupling changes due to the change.
【０００７】接着材の回り込みを防ぐため、光ファイバ
とＶ溝基板の接線のみに接着剤を塗布する方法が検討さ
れているが、塗布量を正確にコントロールすることが困
難であり量産には適さない。また、接着剤の塗布面積が
低下するため接着強度が低下し、シリコンのＶ溝基板か
らの光ファイバの脱離などが生じる恐れがある。In order to prevent the adhesive from wrapping around, a method of applying the adhesive only to the tangent line between the optical fiber and the V-groove substrate has been studied. Absent. Further, since the adhesive application area is reduced, the adhesive strength is reduced, and there is a possibility that the optical fiber is detached from the silicon V-groove substrate.
【０００８】Ｖ溝シリコン基板と光ファイバをはんだを
用いて接合する方法も考えられるが、Ｖ溝部及び光ファ
イバ上にはんだが付着するようにメタライズする必要が
あり、結果的に高コスト化を招く。A method of bonding the V-groove silicon substrate and the optical fiber using solder is also conceivable. However, it is necessary to metallize the V-groove portion and the optical fiber so that the solder adheres to the V-groove portion and the optical fiber. .
【０００９】したがって、本発明の目的は、低コストに
繋がるＶ溝シリコン基板とパッシブアライメント方式を
用いた光モジュールであって、優れた光結合性と量産性
に優れた光モジュール及び光モジュールの製造法を提供
することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide an optical module using a V-groove silicon substrate and a passive alignment system which leads to low cost, and which has excellent optical coupling and mass productivity and an optical module. Is to provide a law.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明による光モジュー
ルの特徴は、光結合させた光半導体素子と光ファイバを
載置した基板と、該基板を保持する保持体とを、一体形
成した光モジュールであって、前記光ファイバと基板と
の接合が、テープ状接着剤により固定されていることに
ある。A feature of the optical module according to the present invention is that an optical module in which an optically coupled optical semiconductor element and a substrate on which an optical fiber is mounted, and a holder for holding the substrate are integrally formed. Wherein the bonding between the optical fiber and the substrate is fixed by a tape adhesive.
【００１１】一方、上記目的を達成する本発明による光
モジュールの製造方法は、光結合された光半導体素子と
光ファイバを載置した基板を保持する保持体を、一体形
成した光モジュールの製造法において、前記光ファイバ
を前記基板上に配置したのちテープ状接着剤を光ファイ
バ上部に配置し、加熱されたツールにより前記テープ状
接着剤を加圧し、前記光ファイバと前記基板との接合を
行うものである。On the other hand, a method for manufacturing an optical module according to the present invention that achieves the above object is a method for manufacturing an optical module in which a holder for holding a substrate on which an optically coupled optical semiconductor element and an optical fiber are mounted is integrally formed. In the above, after arranging the optical fiber on the substrate, arranging a tape-shaped adhesive on the upper part of the optical fiber, pressing the tape-shaped adhesive with a heated tool, and joining the optical fiber and the substrate. Things.
【００１２】本発明によれば、光ファイバとこれを載置
する基板との接触部分に、固定のための接着剤が進入し
ないため、接着剤の熱膨張・収縮等の応力により光結合
が不安定になるといった従来の不良を回避することがで
きる。また、加熱されたツールによりテープ状接着剤の
固定を行うため、プロセスの自動化と短縮が可能であ
る。従って、液状の接着剤を用いるのに比べ量産性が優
れる。According to the present invention, since the adhesive for fixing does not enter the contact portion between the optical fiber and the substrate on which the optical fiber is mounted, optical coupling is not performed due to stress such as thermal expansion and contraction of the adhesive. Conventional defects such as stabilization can be avoided. Further, since the tape-shaped adhesive is fixed by the heated tool, the process can be automated and shortened. Therefore, the mass productivity is superior to using a liquid adhesive.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１４】まず、本発明による実施の形態としての第
一実施例の光モジュールについて、図１，図２，図３，
図４を同時に参照して説明する。First, an optical module of a first embodiment as an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.
【００１５】図１において、第１実施例の光モジュール
１７は、所定寸法精度の光結合で（即ち、光結合させ
た）光半導体素子としてのレーザーダイオード３等と光
ファイバ５とを載置し、かつ外表面に形成した配線層２
を保有している基板としてのシリコン基板１と、光半導
体素子に金ワイヤ１１等で電気接続されるリード電極１
０を有する保持体８及び保持体８の蓋９により一体形成
されている。さらに、光結合部分であるレーザーダイオ
ード３及びフォトダイオード４，光ファイバ５の端部は
透明樹脂７を用いて封止されており、シリコン基板１の
Ｖ溝１４，Ｖ溝１５への光ファイバ５及び光ファイバジ
ャケット６への固定はテープ状接着剤１２，１３により
行う構成である。In FIG. 1, an optical module 17 according to the first embodiment mounts a laser diode 3 or the like as an optical semiconductor element and an optical fiber 5 by optical coupling (that is, optically coupled) with predetermined dimensional accuracy. And wiring layer 2 formed on the outer surface
And a lead electrode 1 electrically connected to the optical semiconductor element by a gold wire 11 or the like.
0 and a lid 9 of the holder 8 are integrally formed. Further, the ends of the laser diode 3, the photodiode 4, and the optical fiber 5, which are optical coupling portions, are sealed with a transparent resin 7, and the optical fiber 5 is connected to the V-grooves 14 and 15 of the silicon substrate 1. The fixing to the optical fiber jacket 6 is performed by using tape-like adhesives 12 and 13.
【００１６】さらに、第１実施例の光モジュール１７に
ついて、その製造方法から補足説明する。図２において
光ファイバ５が載置されるためのＶ形状の浅いＶ溝１４
と深い溝１５を有するシリコン基板１は、既知の方法で
あるシリコンの異方性エッチングとスパッタリングによ
る配線層２の形成とにより得られる。浅Ｖ溝１４は、光
ファイバ５の光軸と光半導体素子としてのレーザーダイ
オード３の発光部分の軸を、高精度に位置合わせ（即
ち、光結合）するために光ファイバの寸法に合わせて所
定の関係の深さ寸法に調整されている。これらはいわゆ
るパッシブアライメント方式と呼ばれる既知の方法であ
る。深い溝１５は光結合に直接関係する部分ではないの
で、溝寸法の精度は高い必要はない。したがって、深い
溝１５の形成には必ずしもシリコンの異方性エッチング
を用いる必要はなく、ダイサー等による研磨法により形
成しても、所定の精度が得られればかまわない。Further, the optical module 17 of the first embodiment will be supplementarily explained from the manufacturing method. In FIG. 2, a V-shaped shallow V-groove 14 for mounting the optical fiber 5 is provided.
And the silicon substrate 1 having the deep groove 15 can be obtained by anisotropic etching of silicon and formation of the wiring layer 2 by sputtering, which are known methods. The shallow V-groove 14 is predetermined according to the dimensions of the optical fiber in order to align the optical axis of the optical fiber 5 with the axis of the light emitting portion of the laser diode 3 as an optical semiconductor element with high precision (that is, optical coupling). The relationship has been adjusted to the depth dimension. These are known methods called a so-called passive alignment method. Since the deep groove 15 is not a part directly related to optical coupling, the precision of the groove dimension does not need to be high. Therefore, it is not always necessary to use anisotropic etching of silicon to form the deep groove 15, and even if it is formed by a polishing method using a dicer or the like, a predetermined accuracy can be obtained.
【００１７】本実施例では、光半導体素子としてのレー
ザーダイオード３およびフォトダイオード４をＶ溝を有
するシリコン基板１上の所定の位置に固定し、かつ、電
気的な導通をとるためのはんだ層１８を形成している。
製作作業の点からは、はんだ層１８をシリコン基板１上
に形成しておくことが望ましい。はんだ層１８はリフロ
温度等の点から金と錫の合金はんだが望ましく、また、
スパッタリングによりコートしておくことが好適であ
る。光素子のシリコン基板１上への搭載は、光素子をシ
リコン基板１上の所定位置に高精度で位置合わせし、窒
素ガス下加熱によりはんだ層１８を一部溶解して仮圧着
を行い、その後に、荷重を抜き、さらに加熱処理を行い
完了される。In this embodiment, a laser diode 3 and a photodiode 4 as optical semiconductor elements are fixed at predetermined positions on a silicon substrate 1 having a V-shaped groove, and a solder layer 18 for establishing electrical continuity. Is formed.
It is desirable to form the solder layer 18 on the silicon substrate 1 from the viewpoint of the manufacturing operation. The solder layer 18 is desirably an alloy solder of gold and tin from the viewpoint of the reflow temperature and the like.
It is preferable to coat by sputtering. For mounting the optical element on the silicon substrate 1, the optical element is positioned at a predetermined position on the silicon substrate 1 with high precision, and the solder layer 18 is partially melted by heating under a nitrogen gas to perform temporary compression bonding. Then, the load is removed, and a heat treatment is further performed to complete the process.
【００１８】その後、光半導体素子が搭載されたシリコ
ン基板１を、保持体である外部接続端子リードを具備し
た保持体８上にダイアタッチメント１９を介して接着す
る。ダイアタッチメント１９は半導体プロセス用に用い
られているものであればいかなるものでもよいが、熱伝
導性が高いものが放熱性の点で望ましい。本発明の第一
の形態で用いられる保持体８は予め外部接続端子リード
を具備し、かつシリコン基板を搭載面を有し外部接続端
子リードとシリコン基板１との電気的導通を行うための
金ワイヤボンディング用パッド部分を具備してなる。保
持体の材質は、上述の構成であればいかなるものでも構
わないが、エポキシ樹脂と無機充填材からなる熱硬化性
樹脂組成物をケース型にモールドしたもの、あるいは、
熱可塑性樹脂組成物を射出成形して得られるもの、セラ
ミック等を用いることができる。低熱膨張で寸法精度が
高い点、さらに部材のコストの点から、エポキシ樹脂組
成物、あるいは液晶ポリマーなどの熱可塑性樹脂を射出
成形したものが好適である。After that, the silicon substrate 1 on which the optical semiconductor element is mounted is bonded via a die attachment 19 to the holder 8 having external connection terminal leads as the holder. The die attachment 19 may be any one as long as it is used for a semiconductor process, but one having high thermal conductivity is desirable in terms of heat dissipation. The holding member 8 used in the first embodiment of the present invention is provided with an external connection terminal lead in advance, has a silicon substrate mounting surface, and has a metal for electrically connecting the external connection terminal lead to the silicon substrate 1. It has a pad portion for wire bonding. The material of the holding body may be any material as long as it has the above-described configuration, or a thermosetting resin composition including an epoxy resin and an inorganic filler molded in a case shape, or
What is obtained by injection-molding a thermoplastic resin composition, ceramics and the like can be used. Injection molding of a thermoplastic resin such as an epoxy resin composition or a liquid crystal polymer is preferable in terms of low thermal expansion, high dimensional accuracy, and cost of the member.
【００１９】次に光半導体素子と配線層２（シリコン基
板配線部）、さらに配線層２と保持体８の外部接続用リ
ード１０間の電気接続は、金ワイヤ１１によってボンデ
ィング結線する。シリコン基板１上のＶ溝へ光ファイバ
５を配置し、光ファイバ５及び光ファイバジャケット６
を固定するために、テープ状接着剤１２，１３をそれぞ
れ図３に示す真空吸着と、加熱が可能な加圧ツール２０
を用いて加圧し固定する。接着剤の溶融及び硬化と硬化
プロセス時間の短縮のため、加圧ツール２０の温度及び
固定圧力，加圧時間は用いるテープ状接着剤１２，１３
の特性により最適化することが必要である。また、光フ
ァイバ５の位置合わせは、実装後の光モジュールの出力
に大きく影響するため、高精度で行う必要がある。ま
た、光半導体素子３，４と光ファイバ５の間の光結合部
分は、透明固定体７としての透明樹脂を用いてポッティ
ングし硬化固定して保護される。この透明樹脂はポッテ
ィングした後、内部のボイド等を除去するため真空チャ
ンバ等で減圧した後、所定の硬化条件で硬化固定するこ
とが望ましい。この透明樹脂としては、アクリレート樹
脂，エポキシ樹脂，シリコーン樹脂等の、レーザーダイ
オードの出力光に対して透明な樹脂であればいかなるも
のでも良いが、出力光に対する劣化が少なく長期信頼性
に優れるシリコーン樹脂が好適である。Next, the electrical connection between the optical semiconductor element and the wiring layer 2 (silicon substrate wiring portion), and furthermore, the wiring layer 2 and the external connection leads 10 of the holder 8 are bonded and connected by gold wires 11. The optical fiber 5 is arranged in the V groove on the silicon substrate 1, and the optical fiber 5 and the optical fiber jacket 6 are arranged.
In order to fix the adhesive, the tape-shaped adhesives 12 and 13 are respectively vacuum-adsorbed as shown in FIG.
Press to fix. In order to melt and harden the adhesive and to shorten the hardening process time, the temperature of the pressing tool 20, the fixing pressure, and the pressing time are determined by using the tape-like adhesives 12 and 13.
It is necessary to optimize according to the characteristics of In addition, since the alignment of the optical fiber 5 greatly affects the output of the optical module after mounting, it is necessary to perform the alignment with high accuracy. The optical coupling portion between the optical semiconductor elements 3 and 4 and the optical fiber 5 is protected by potting using a transparent resin as the transparent fixing body 7 and curing and fixing. After the transparent resin is potted, it is preferable that the pressure is reduced in a vacuum chamber or the like in order to remove voids and the like inside, and then cured and fixed under predetermined curing conditions. The transparent resin may be any resin such as an acrylate resin, an epoxy resin, and a silicone resin, as long as it is transparent to the output light of the laser diode. Is preferred.
【００２０】次に、保持体８の上に蓋９を接着剤２２を
介して固定することにより、光モジュール２３を得る。
接着剤２２は保持体８と蓋９を固定出来るものであれば
いかなるものであっても構わないが、保持体８および蓋
９の材質により選択される。材質が熱硬化性あるいは熱
可塑性の樹脂である場合は、長期の信頼性にすぐれたエ
ポキシ樹脂系の接着剤が好適である。また、保持体８及
び蓋９が金属およびセラミックの場合には、上記エポキ
シ樹脂系接着剤のほか、はんだ等の低融点の金属材料を
用いることもできる。Next, the optical module 23 is obtained by fixing the lid 9 on the holder 8 via the adhesive 22.
The adhesive 22 may be any adhesive as long as it can fix the holder 8 and the lid 9, but is selected according to the material of the holder 8 and the lid 9. When the material is a thermosetting or thermoplastic resin, an epoxy resin adhesive excellent in long-term reliability is preferable. When the holder 8 and the lid 9 are made of metal or ceramic, a low-melting metal material such as solder may be used in addition to the epoxy resin adhesive.
【００２１】ここで、上述のテープ状接着剤による光フ
ァイバ５，光ファイバジャケット６の固定について補足
説明する。Here, the supplementary description of the fixing of the optical fiber 5 and the optical fiber jacket 6 by the above-mentioned tape-like adhesive will be given.
【００２２】図３に示した、本発明における加圧ツール
２０を用いたテープ状接着剤の固定，硬化では、図４に
示した、光ファイバ５あるいは光ファイバジャケット６
とシリコン基板１の間の隙間２４に固定用接着剤が回り
込まない特徴を有している。液状の接着剤を用いた場合
の状態を図４（ｂ）に示す。液状の接着剤を用いた場
合、毛細管現象により隙間２４へ接着剤が侵入する。隙
間２４への接着剤の侵入は、光モジュールの温度変化に
より、隙間２４中の接着剤層が膨張あるいは収縮により
図４（ｂ）に示すような光ファイバのシリコン基板鉛直
方向の位置ズレを生じさせ、シリコン基板１から光ファ
イバ５、あるいは光ファイバジャケット６が浮き上がる
原因となる。即ち、光結合の低下原因となる。接着剤の
回り込み量を極力小さくするため、最小限の塗布量にコ
ントロールした場合には侵入量は小さくなるものの、固
定面積が小さくなるため光ファイバ５とシリコン基板１
との固定力が小さくなり、実装後の光結合の劣化，光モ
ジュールの光ファイバ引き抜き強度の低下等の問題が生
じる。In the fixing and curing of the tape adhesive using the pressing tool 20 according to the present invention shown in FIG. 3, the optical fiber 5 or the optical fiber jacket 6 shown in FIG.
It is characterized in that the fixing adhesive does not enter the gap 24 between the silicon substrate 1 and the silicon substrate 1. FIG. 4B shows a state in which a liquid adhesive is used. When a liquid adhesive is used, the adhesive enters the gap 24 due to a capillary phenomenon. When the adhesive enters the gap 24, the adhesive layer in the gap 24 expands or contracts due to a change in the temperature of the optical module, thereby causing a displacement of the optical fiber in the vertical direction of the silicon substrate as shown in FIG. 4B. This causes the optical fiber 5 or the optical fiber jacket 6 to rise from the silicon substrate 1. That is, it causes a reduction in optical coupling. When the coating amount is controlled to the minimum to minimize the amount of the adhesive wraparound, the penetration amount is small, but the fixed area is small, so that the optical fiber 5 and the silicon substrate 1 are small.
Therefore, problems such as deterioration of optical coupling after mounting and reduction of optical fiber pull-out strength of the optical module occur.
【００２３】これに対し本発明におけるテープ状接着剤
を用いた固定では、図４（ｃ）に示すように、接着剤層
が隙間２４へ回り込まないことのみならず、光ファイバ
５あるいは光ファイバジャケット６上部を接着剤層で固
定することが出来るため、光ファイバを常にある圧力で
シリコン基板へ押しつけておくことが出来る。また、フ
ァイバ固定強度は実用上問題のないレベルまで向上す
る。On the other hand, in the fixing using the tape-like adhesive according to the present invention, as shown in FIG. 4C, not only does the adhesive layer not go around the gap 24, but also the optical fiber 5 or the optical fiber jacket. 6 can be fixed with an adhesive layer, so that the optical fiber can always be pressed against the silicon substrate with a certain pressure. Further, the fiber fixing strength is improved to a level at which there is no practical problem.
【００２４】本発明における、テープ状接着剤は、エポ
キシ樹脂，ポリイミド樹脂，アクリレート樹脂，ポリブ
タジエンゴム，アクリルゴム，シリコーン樹脂のうち少
なくとも一つ以上から選ばれる熱硬化性あるいは光硬化
性の樹脂組成物であり、かつ硬化前の性状が室温で固体
であることを特徴としている。加圧ツールによる接着性
及び、接着強度，プロセス上の取り扱い性の点から、室
温で固体で加熱した加圧ツールにより溶融接着，硬化す
る、いわゆるホットメルト型のテープ状接着剤が望まし
い。接着強度と硬化時間の点からエポキシ樹脂、また
は、エポキシ樹脂とポリブタジエンゴムあるいはアクリ
ルゴム，シリコーン樹脂の組成物が好適である、また、
ポリイミドテープ上にエポキシ樹脂組成物を塗布した二
層構造を有するテープもツールからの離型の点で好適で
ある。また、エポキシ樹脂のカチオン重合，感光性ポリ
イミド，アクリレート樹脂の光重合等を利用した光硬化
型のテープ状接着剤を用いることができる。その場合は
光が透過するような加圧ツール２０を用いるか、あるい
は加圧ツールの周囲より光を照射しテープ状接着剤の硬
化を行う。In the present invention, the tape adhesive is a thermosetting or photocurable resin composition selected from at least one of epoxy resin, polyimide resin, acrylate resin, polybutadiene rubber, acrylic rubber and silicone resin. And the properties before curing are solid at room temperature. From the viewpoints of adhesiveness by a pressing tool, adhesive strength, and handleability in a process, a so-called hot-melt type tape-like adhesive that is melt-bonded and cured by a pressing tool that is solid and heated at room temperature is desirable. Epoxy resin, or a composition of epoxy resin and polybutadiene rubber or acrylic rubber, silicone resin is preferable from the viewpoint of adhesive strength and curing time.
A tape having a two-layer structure in which an epoxy resin composition is applied on a polyimide tape is also suitable in terms of releasing from a tool. Further, a photo-curable tape-like adhesive utilizing cationic polymerization of an epoxy resin, photo-polymerization of a photosensitive polyimide or an acrylate resin, or the like can be used. In that case, a pressure tool 20 through which light is transmitted is used, or light is irradiated from around the pressure tool to cure the tape adhesive.
【００２５】これら本発明におけるテープ状接着剤は加
熱ツールによる熱あるいは光による硬化により光ファイ
バ５の固定を行うものであるが、プロセス時間短縮の観
点からは加圧ツールによる加圧時間、即ち光ファイバ固
定に要する時間はなるべく短い方が望ましい。このた
め、加圧ツールあるいは光照射によりテープ状接着剤を
部分的に硬化して光ファイバ５のシリコン基板１への仮
固定を行ったのち、加熱された恒温層中で後硬化を行う
ことが出来る。プロセス時間短縮の点からは、仮固定し
てから、後硬化を行う上述の方法が有利となる。The tape adhesive in the present invention fixes the optical fiber 5 by curing with heat or light by a heating tool. From the viewpoint of shortening the process time, the pressing time by the pressing tool, that is, the light It is desirable that the time required for fixing the fiber be as short as possible. For this reason, after the tape-shaped adhesive is partially cured by a pressing tool or light irradiation to temporarily fix the optical fiber 5 to the silicon substrate 1, post-curing is performed in a heated constant temperature layer. I can do it. From the viewpoint of shortening the process time, the above-described method of temporarily fixing and then performing post-curing is advantageous.
【００２６】また、加熱硬化型のテープ状接着剤を用い
る場合、加熱された加圧ツールを用いる他、モジュール
部材そのものをホットプレート等の加熱ステージ上に固
定し、シリコン基板１および光ファイバ５を加熱してお
き、テープ状接着剤の加熱硬化を行うことも可能であ
る。When a heat-curable tape adhesive is used, in addition to using a heated pressure tool, the module member itself is fixed on a heating stage such as a hot plate, and the silicon substrate 1 and the optical fiber 5 are fixed. It is also possible to heat the tape adhesive before heating it.
【００２７】次に本発明による第二の形態について図５
を用いて説明する。第二の形態は光モジュールからの光
ファイバの着脱が可能な、いわゆるデタッチャブル型あ
るいはレセクタブル型といわれる構造を有する特徴があ
る。この第二形態における構造では、着脱部分がコネク
タ構造となっている特徴を有している。第二の形態であ
る光モジュール３０はコネクタ部２６を有し、コネクタ
部品３４と接続し光結合をとることが可能である。コネ
クタ部品３４の光ファイバ６の他端は、通常の光通信で
用いられる、一般的なコネクタ，ＳＣコネクタ，ＦＣコ
ネクタ，簡易ＳＣコネクタなど任意のコネクタを具備し
てなる。第二の形態の製造法は図６に示すように、予
め、所定長さに調整した光ファイバ５をガラスあるいは
ジルコニウムあるいはプラスチックから選ばれるフェル
ール３５中にファイバ固定用接着剤３６を用いて固定
し、フェルール端部を研磨し、端面研磨面３７を有する
フェルール部品３８を作製しておく。シリコン基板１と
光ファイバ５を有するフェルール部品３８の固定は、フ
ェルール部品３８をＶ溝状に配置し、図２の様にテープ
状接着剤１２，１３により固定する方法が用いられる。
第二の形態では、フェルール部品３８を用い、保持体と
してコネクタ部２６を有する保持体２７及びその蓋２９
を用いることの他は、組立プロセスは第一の方法と同様
の方法で行い光モジュール３０を得る。FIG. 5 shows a second embodiment according to the present invention.
This will be described with reference to FIG. The second embodiment is characterized in that it has a so-called detachable or resectorable structure in which an optical fiber can be attached to and detached from an optical module. The structure of the second embodiment has a feature that the detachable portion has a connector structure. The optical module 30 of the second embodiment has a connector section 26, and can be connected to a connector component 34 to achieve optical coupling. The other end of the optical fiber 6 of the connector component 34 includes an arbitrary connector used in normal optical communication, such as a general connector, an SC connector, an FC connector, and a simple SC connector. In the manufacturing method of the second embodiment, as shown in FIG. 6, an optical fiber 5 previously adjusted to a predetermined length is fixed in a ferrule 35 selected from glass, zirconium or plastic using a fiber fixing adhesive 36. Then, the ferrule end is polished to produce a ferrule part 38 having an end surface polished surface 37. The ferrule part 38 having the silicon substrate 1 and the optical fiber 5 is fixed by a method of arranging the ferrule part 38 in a V-groove shape and fixing it with tape adhesives 12 and 13 as shown in FIG.
In the second embodiment, a ferrule part 38 is used, a holder 27 having a connector 26 as a holder, and a lid 29 thereof.
The assembly process is performed in the same manner as in the first method except that the optical module 30 is used to obtain the optical module 30.
【００２８】光モジュール３０はコネクタ部品３４を用
いて使用される。The optical module 30 is used by using a connector part 34.
【００２９】本発明における第三の形態を図７，図８を
用いて説明する。本発明における第三の形態の特徴は、
第一の形態のように予めケース型に成形された保持体に
シリコン基板を載置していく方法とは異なり、外部接続
端子となるリードフレーム上にシリコン基板を載置し、
ファイバを接続した後、エポキシ樹脂系封止材による低
圧トランスファモールド法を用いてモジュール全体をモ
ールド成形することにある。図７において３９は第一の
形態と同様に作製された、光半導体素子３，４を搭載し
たシリコン基板１である。このシリコン基板をリードフ
レーム４０上にダイアタッチメント４１を介して接着す
る。ダイアタッチメント４１は半導体プロセス用に用い
られているものであればいかなるものでもよいが、熱伝
導性が高いものが放熱性の点で望ましい。また、リード
フレームは、樹脂封止型半導体装置で用いられるもので
あればいかなるものでも良いが、例えば、鉄４２％，ニ
ッケル５８％のいわゆる４２アロイ合金、あるいは銅が
好適である。リードフレームはシリコン基板３９からの
金ワイヤのボンディングのため金あるいは銀等のめっき
を施したパッド部分を有する必要がある。A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The feature of the third embodiment of the present invention is that
Unlike the method in which the silicon substrate is placed on a holding body preformed into a case mold as in the first embodiment, the silicon substrate is placed on a lead frame that will be an external connection terminal,
After the fibers are connected, the entire module is molded by a low-pressure transfer molding method using an epoxy resin-based sealing material. In FIG. 7, reference numeral 39 denotes a silicon substrate 1 on which the optical semiconductor elements 3 and 4 are mounted in the same manner as in the first embodiment. This silicon substrate is bonded on the lead frame 40 via the die attachment 41. The die attachment 41 may be of any type as long as it is used for a semiconductor process, but one having high thermal conductivity is desirable in terms of heat dissipation. The lead frame may be of any type as long as it is used in a resin-sealed semiconductor device. For example, a so-called 42 alloy alloy of 42% iron and 58% nickel or copper is suitable. The lead frame needs to have a pad portion plated with gold or silver for bonding a gold wire from the silicon substrate 39.
【００３０】次に光半導体素子と配線層２（シリコン基
板配線部）、さらに配線層２とリードフレーム４０のパ
ッド部の電気接続は、金ワイヤ１１によってボンディン
グ結線する．シリコン基板３９上のＶ溝へ光ファイバ５
を配置し、光ファイバ５及び光ファイバジャケット６を
固定、及び透明樹脂体７の形成は実施例１と同様の方法
を用い光ファイバ部材４２を得る。Next, the electrical connection between the optical semiconductor element and the wiring layer 2 (silicon substrate wiring portion), and furthermore, the wiring layer 2 and the pad portion of the lead frame 40 are electrically connected by bonding with gold wires 11. Optical fiber 5 into V-groove on silicon substrate 39
Are arranged, the optical fiber 5 and the optical fiber jacket 6 are fixed, and the formation of the transparent resin body 7 is performed in the same manner as in the first embodiment to obtain the optical fiber member 42.
【００３１】その後、所定温度に加熱された、低圧トラ
ンスファモールド金型中に光モジュール部材４２をクラ
ンプし、エポキシ樹脂系封止材を投入し、低圧トランス
ファモールドを行う。その後、外部接続端子リードの切
断および折り曲げの成形を行い図８に示す光モジュール
４４を得る。低圧トランスファモールドの温度は、透明
樹脂体７あるいはテープ状接着剤１２，１３、光ファイ
バジャケット部６の耐熱性を考慮しこの耐熱温度よりも
低い温度で行うことが望ましい。低圧トランスファモー
ルド法で用いられるエポキシ樹脂系封止材は、樹脂封止
型半導体装置で用いられているものであればいかなるも
のでも良いが、低熱膨張，低温速硬化，高熱伝導の特性
を有するものが、光モジュールの信頼性向上のため好適
である。次に本発明における第四の形態を図９を用いて
説明する。第四の形態は光モジュールからの光ファイバ
の着脱が可能な、いわゆるデタッチャブル型あるはレセ
クタブル型といわれる第二の形態と同様の構造を有し、
かつモジュール全体構造が第三の形態と同様の、低圧ト
ランスファモールド法により形成されている特徴があ
る。この第四形態における構造は、着脱部分がコネクタ
部４７となっている。コネクタ部４７は図５に示すコネ
クタ部品３４との接続が可能なように、コネクタ固定用
溝４６およびガイドが形成されている。第四の形態の製
造は第二の形態と同様に図６に示したフェルール部品３
８を用いる。図７（ｂ）に示すように第三の形態と同様
に金ワイヤ１１を用いて接続を行った後、シリコン基板
３９と光ファイバ５を有するフェルール部品３８の固定
を第二の形態、及び第三の形態と同様の方法でテープ状
接着材１２，１３を用いて行う。その後、第三の形態と
同様にエポキシ樹脂系封止材を用いた低圧トランスファ
モールドを行い、リードの切断，折り曲げ成形を行うこ
とにより光モジュール４８を得ることが出来る。以下、
本発明について実施例に従い具体的に説明する。Thereafter, the optical module member 42 is clamped in a low-pressure transfer mold that has been heated to a predetermined temperature, an epoxy resin-based sealing material is charged, and low-pressure transfer molding is performed. Thereafter, cutting and bending of the external connection terminal lead are performed to obtain the optical module 44 shown in FIG. The temperature of the low-pressure transfer mold is desirably lower than the heat-resistant temperature in consideration of the heat resistance of the transparent resin body 7, the tape-like adhesives 12, 13 and the optical fiber jacket 6. The epoxy resin-based sealing material used in the low-pressure transfer molding method may be any material as long as it is used in a resin-encapsulated semiconductor device, but it has characteristics of low thermal expansion, low-temperature rapid curing, and high thermal conductivity. Is suitable for improving the reliability of the optical module. Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The fourth embodiment has a structure similar to the second embodiment, which is so-called detachable or resectorable, in which an optical fiber can be attached to and detached from the optical module,
In addition, there is a feature that the whole module structure is formed by the low-pressure transfer molding method as in the third embodiment. In the structure of the fourth embodiment, the detachable portion is the connector portion 47. The connector part 47 is formed with a connector fixing groove 46 and a guide so that the connector part 47 can be connected to the connector part 34 shown in FIG. The manufacture of the fourth embodiment is similar to that of the second embodiment in that the ferrule part 3 shown in FIG.
8 is used. As shown in FIG. 7B, after the connection is made using the gold wire 11 in the same manner as in the third embodiment, the silicon substrate 39 and the ferrule component 38 having the optical fiber 5 are fixed in the second and third embodiments. This is performed using the tape-shaped adhesives 12 and 13 in the same manner as in the third embodiment. After that, as in the third embodiment, the optical module 48 can be obtained by performing low-pressure transfer molding using an epoxy resin-based sealing material and cutting and bending the leads. Less than,
The present invention will be specifically described according to examples.
【００３２】（実施例１）本発明における光モジュール
の組立を図を用いて説明する。図２は組立のプロセスを
示したものである。シリコンの異方性エッチングを用い
てＶ溝が形成されたシリコン基板上に配線パターンを施
し、さらに光半導体素子搭載部分に金と錫合金のはんだ
層１８を形成することによりシリコンＶ溝基板１を得
る。前記シリコン基板は０.１mm 径の光ファイバ素線を
搭載する為の浅溝１４と光ファイバのジャケット部分を
搭載するための深溝１５からなっている。このシリコン
基板１上にレーザーダイオード３及びフォトダイオード
４を赤外線透過型顕微鏡を用い高精度に配置し、窒素ガ
ス下、基板を加熱し２２０℃で１分間，２０グラムの荷
重で仮圧着を行った。その後荷重を取り去り、窒素ガス
下で３４０℃まで加熱しはんだリフロを行うことによ
り、シリコンＶ溝基板上に光半導体素子を固定すること
により光モジュール部材を得る。(Embodiment 1) Assembly of an optical module according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 shows the assembly process. A silicon V-groove substrate 1 is formed by forming a wiring pattern on a silicon substrate on which a V-groove is formed by using anisotropic etching of silicon, and further forming a solder layer 18 of gold and tin alloy on an optical semiconductor element mounting portion. obtain. The silicon substrate has a shallow groove 14 for mounting an optical fiber having a diameter of 0.1 mm and a deep groove 15 for mounting a jacket portion of the optical fiber. The laser diode 3 and the photodiode 4 were arranged on the silicon substrate 1 with high accuracy using an infrared transmission microscope, and the substrate was heated under nitrogen gas and temporarily pressed at 220 ° C. for 1 minute with a load of 20 g. . Thereafter, the load is removed, and the substrate is heated to 340 ° C. under a nitrogen gas and solder reflow is performed, thereby fixing the optical semiconductor element on the silicon V-groove substrate to obtain an optical module member.
【００３３】その後この光モジュール部材を０.２５mm
厚の銅製リード配線を有する液晶ポリマー製ケースから
なる保持体８にダイアタッチメント１９を介して接着し
150℃で２時間の硬化を行う。光半導体素子とシリコン
Ｖ溝基板上の配線部さらにシリコンＶ溝基板上の配線部
分とリードフレームとを２５μｍの金ワイヤ１１でボン
ディングを行う。次に、片端にＳＣコネクタを具備した
光ファイバ５の他端の素線をむき出しシリコン基板１上
に配置し、レーザーダイオード３の端部の発光点と光フ
ァイバ５の端部との光軸上の距離が８０μｍ±５μｍと
なるように位置合わせした。Thereafter, the optical module member was moved to 0.25 mm.
It is adhered to a holder 8 made of a liquid crystal polymer case having a thick copper lead wiring via a die attachment 19.
Cure at 150 ° C. for 2 hours. The optical semiconductor element, the wiring portion on the silicon V-groove substrate, and the wiring portion on the silicon V-groove substrate and the lead frame are bonded with the gold wire 11 of 25 μm. Next, the element wire of the other end of the optical fiber 5 having the SC connector at one end is exposed and placed on the silicon substrate 1, and the light emitting point at the end of the laser diode 3 and the optical axis of the end of the optical fiber 5 are aligned. Were adjusted so that the distance between the two was 80 μm ± 5 μm.
【００３４】次に図３に示す、１５０℃に保った加圧ツ
ールの真空吸着により、２mm角のエポキシ樹脂系テープ
状接着剤を加熱ツールに密着させ、シリコン基板１と光
ファイバ５上に配置し１００ｇ重の荷重で約１０秒圧着
することにより光ファイバ５とシリコン基板１を固着し
た。同様に光ファイバジャケット６とシリコン基板１の
固定をテープ状接着剤１３により行った。次に、図２に
示す工程において、レーザーダイオード３，フォトダイ
オード４、及び光ファイバ５との光結合部分に、透明固
定体７としての透明なるシリコーン樹脂を用いてポッテ
ィングを施し、該シリコーン樹脂中のボイドを除去する
ため真空脱気を行った後に、１５０℃で２時間加熱し、
透明固定体７の硬化を実施した。Next, a 2 mm square epoxy resin tape adhesive is brought into close contact with the heating tool by vacuum suction of a pressing tool maintained at 150 ° C. as shown in FIG. 3, and placed on the silicon substrate 1 and the optical fiber 5. Then, the optical fiber 5 and the silicon substrate 1 were fixed by pressure bonding with a load of 100 g for about 10 seconds. Similarly, the optical fiber jacket 6 and the silicon substrate 1 were fixed with the tape adhesive 13. Next, in the process shown in FIG. 2, potting is performed on the optical coupling portion between the laser diode 3, the photodiode 4, and the optical fiber 5 using a transparent silicone resin as the transparent fixing body 7, and After performing vacuum degassing to remove voids, heating at 150 ° C. for 2 hours,
The curing of the transparent fixed body 7 was performed.
【００３５】次に、図２（ｆ）に示す様に保持体８と同
様液晶ポリマー製の蓋９をエポキシ樹脂系接着剤２２を
用いて接着し、１２０℃で３０分の硬化を行い蓋９を固
定することにより、光モジュール２３を得た。Next, as shown in FIG. 2 (f), a lid 9 made of a liquid crystal polymer is bonded using an epoxy resin adhesive 22 in the same manner as the holder 8, and cured at 120 ° C. for 30 minutes. Was fixed to obtain an optical module 23.
【００３６】（実施例２）図７を用いて、実施例２のモ
ジュールについて説明する。実施例２は基本的に、実施
例１と同様の組立を行うが、違いは実施例１の如く予め
成形されたケース上に組み立てるものではなく、リード
フレーム上にシリコン基板を搭載し、低圧トランスファ
モールド方式で封止する所にある。(Embodiment 2) The module of Embodiment 2 will be described with reference to FIG. The second embodiment basically performs the same assembling as the first embodiment, but differs from the first embodiment in that a silicon substrate is mounted on a lead frame and a low-voltage transfer is not performed. It is in the place where it is sealed by a mold method.
【００３７】すなわち、図７に示すように、実施例１と
同様の方法で作製したフェル光モジュール部材３８を、
金メッキを施した２５０μｍ厚の銅製のリードフレーム
４０上にダイアタッチメント４１を介して接着し１５０
℃で２時間の硬化を行う。光半導体素子とシリコン基板
３９上の配線層２さらにシリコン基板３９上の配線層２
とリードフレーム４０とを２５μｍの金ワイヤ１１でボ
ンディングを行う。次に、片端にＳＣコネクタを具備し
た光ファイバ５の他端の素線をむき出しシリコン基板３
９上に配置し、レーザーダイオード３の端部の発光点と
光ファイバ５の端部との光軸上の距離が８０μｍ±５μ
ｍとなるように位置合わせした。That is, as shown in FIG. 7, the ferrule module member 38 manufactured in the same manner as in the first embodiment is
It is bonded on a gold-plated copper lead frame 40 having a thickness of 250 μm via a die attachment
Curing is performed at 2 ° C. for 2 hours. Optical semiconductor element and wiring layer 2 on silicon substrate 39 and wiring layer 2 on silicon substrate 39
And the lead frame 40 are bonded with the gold wire 11 of 25 μm. Next, the element wire at the other end of the optical fiber 5 having the SC connector at one end is exposed, and the silicon substrate 3 is exposed.
9, the distance on the optical axis between the light emitting point at the end of the laser diode 3 and the end of the optical fiber 5 is 80 μm ± 5 μm.
m.
【００３８】次に図３に示す、１５０℃に保った加圧ツ
ール２０の真空吸着により、２mm角のエポキシ樹脂系テ
ープ状接着剤を加圧ツールに密着させ、図３に示すよう
にシリコン基板１と光ファイバ５上に配置し１００ｇ重
の荷重で約１０秒圧着することにより光ファイバ５とシ
リコン基板１を固着した。同様に光ファイバジャケット
６とシリコン基板１の固定をテープ状接着剤１３により
行った。Next, a 2 mm square epoxy resin tape adhesive is brought into close contact with the pressure tool by vacuum suction of the pressure tool 20 maintained at 150 ° C. as shown in FIG. The optical fiber 5 and the silicon substrate 1 were fixed to each other by placing them on the optical fiber 5 and pressing them under a load of 100 g weight for about 10 seconds. Similarly, the optical fiber jacket 6 and the silicon substrate 1 were fixed with the tape adhesive 13.
【００３９】次に、図７に示す工程において、レーザー
ダイオード３，フォトダイオード４、及び光ファイバ５
との光結合部分に、透明固定体７としての透明なるシリ
コーン樹脂を用いてポッティングを施し、該シリコーン
樹脂中のボイドを除去するため真空脱気を行った後に、
１５０℃で２時間加熱し、透明固定体７の硬化を実施し
て、フェル光モジュール部材４２を製作した。Next, in the step shown in FIG. 7, the laser diode 3, the photodiode 4, and the optical fiber 5
After performing potting using a transparent silicone resin as the transparent fixing body 7 and performing vacuum degassing to remove voids in the silicone resin,
The transparent fixed body 7 was cured by heating at 150 ° C. for 2 hours, and the ferrule module member 42 was manufactured.
【００４０】次に、フェル光モジュール部材４２を１５
０℃に加熱した低圧トランスファモールド金型に固定
し、１００kgf／cm2の圧力でクランプした。その後、硬
化後の線膨張係数が１０ppm／℃、熱伝導率が１Ｗ／ｍ
Ｋ である、エポキシ樹脂系封止材料を用いて１５０
℃，１２０秒、トランスファ圧力７０kgf／cm2の条件で
低圧トランスファモールドを行った。モールド後のモジ
ュール部材を金型から取り出し、余分なリードフレーム
材を切断し、折り曲げ成形を行うことにより、図８に示
す光モジュール４４を得た。Next, the ferrule module member 42 is
It was fixed to a low-pressure transfer mold heated to 0 ° C. and clamped at a pressure of 100 kgf / cm 2 . Thereafter, the coefficient of linear expansion after curing is 10 ppm / ° C., and the thermal conductivity is 1 W / m.
K is 150 using an epoxy resin-based sealing material.
Low-pressure transfer molding was performed under the conditions of a temperature of 120 ° C. and a transfer pressure of 70 kgf / cm 2 . The module member after molding was taken out of the mold, an excess lead frame material was cut, and bending was performed to obtain an optical module 44 shown in FIG.
【００４１】（実施例３）図２，図３，図５，図６を用
いて本発明の実施例３を説明する。実施例３では、実施
例１と同様にケース上に組立ていくものであるが、実施
例１は光モジュール自体がある程度の長さを有する光フ
ァイバとコネクタを有するいわゆる、ピグテイルタイプ
であるのに対し、実施例３は光モジュール本体にコネク
タを有するいわゆるレセクタブル型の光モジュールであ
る。図６に示す様に予め所定長さの光ファイバ５をジル
コニアのフェルール３５中に接着剤３６を用いて固定し
端面３７に研磨処理を施しておく。図２に示すように、
シリコンの異方性エッチングを用いてＶ溝が形成された
シリコン基板上に配線パターンを施し、さらに光半導体
素子搭載部分に金と錫合金のはんだ層１８を形成するこ
とによりシリコン基板１を得る。前記シリコンＶ溝基板
は０.１mm 径の光ファイバ素線を搭載する為の浅溝１４
とフェルール３５を搭載するための深溝１５からなって
いる。その後図５に示すコネクタ部２６を有する液晶ポ
リマ製ケースからなる保持体２７と保持体の蓋２９を用
いて実施例１と同様の方法で組み立てることにより光モ
ジュール３０を得た。Third Embodiment A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2, 3, 5, and 6. In the third embodiment, the optical module is assembled on a case as in the first embodiment. However, the first embodiment is a so-called pigtail type in which the optical module itself has an optical fiber having a certain length and a connector. On the other hand, the third embodiment is a so-called resectorable optical module having a connector in the optical module body. As shown in FIG. 6, an optical fiber 5 having a predetermined length is fixed in advance in a zirconia ferrule 35 using an adhesive 36, and an end face 37 is polished in advance. As shown in FIG.
A silicon substrate 1 is obtained by forming a wiring pattern on a silicon substrate on which a V-groove is formed by using anisotropic etching of silicon, and further forming a solder layer 18 of a gold and tin alloy on an optical semiconductor element mounting portion. The silicon V-groove substrate has a shallow groove 14 for mounting an optical fiber having a diameter of 0.1 mm.
And a deep groove 15 for mounting a ferrule 35. After that, an optical module 30 was obtained by assembling in the same manner as in Example 1 using a holder 27 made of a liquid crystal polymer case having a connector section 26 shown in FIG. 5 and a lid 29 of the holder.
【００４２】（実施例４）トランスファレセクタブル図
７，図８を用いて本発明の実施例４を説明する。実施例
４はトランスファモールド方式を用い、かつ光ファイバ
の着脱が可能な、いわゆるレクタブル型光モジュールの
特徴を有する。実施例３と同様の方法で得た、光ファイ
バとフェルールを搭載可能なＶ溝を有するシリコンＶ溝
基板と、図６に示すフェルール部品３８を用い、実施例
２と同様の方法で作製した光モジュール部材を光ファイ
バの着脱が可能なコネクタ部が形成される様に金型にキ
ャビティを設けた低圧トランスファモールド金型上に固
定し、実施例２と同様の条件で、エポキシ樹脂系封止材
を用いた低圧トランスファモールドを行った後、実施例
２と同様の方法でリードフレームの切断成形，折り曲げ
成形を行い光モジュール４８を得た。(Embodiment 4) Transferable Sector A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The fourth embodiment has a feature of a so-called rewritable optical module that uses a transfer molding method and in which an optical fiber can be attached and detached. Using a silicon V-groove substrate having a V-groove capable of mounting an optical fiber and a ferrule obtained in the same manner as in Embodiment 3, and a ferrule component 38 shown in FIG. The module member is fixed on a low-pressure transfer mold having a cavity in the mold so as to form a connector portion to which an optical fiber can be attached and detached, and under the same conditions as in Example 2, an epoxy resin-based sealing material After performing low-pressure transfer molding using the same method, the lead frame was cut and bent in the same manner as in Example 2 to obtain an optical module 48.
【００４３】（比較例１）比較例１では、実施例１にお
けるテープ状接着剤を用いた光ファイバ５及び光ファイ
バジャケット６の固定を紫外線硬化型の接着剤を用い
て、Ｖ溝基板上にポッティングし、４００ｍＷ／cm2 の
紫外線を１分間照射し紫外線硬化接着剤の硬化を行う工
程とした、その他は実施例１と同様の方法で作製した。
比較例１ではＶ溝基板と光ファイバと光ファイバジャケ
ットの間の間隙に紫外線硬化接着剤が侵入していた。Comparative Example 1 In Comparative Example 1, the fixing of the optical fiber 5 and the optical fiber jacket 6 using the tape-like adhesive in Example 1 was performed on a V-groove substrate using an ultraviolet-curable adhesive. Potting was performed in the same manner as in Example 1 except that a step of irradiating ultraviolet rays of 400 mW / cm 2 for 1 minute to cure the ultraviolet-curable adhesive was carried out.
In Comparative Example 1, the ultraviolet curable adhesive penetrated into the gap between the V-groove substrate, the optical fiber, and the optical fiber jacket.
【００４４】[0044]
【表１】 [Table 1]
【００４５】以上の本実施例の光モジュールによれば、
パッケージ成型時のプロセス時間を短縮することが可能
で、かつ、光結合部分の安定性が高い、長期信頼性に優
れた光モジュールを提供することができる。According to the optical module of this embodiment described above,
It is possible to provide an optical module that can reduce the process time during package molding, has high stability of the optical coupling portion, and has excellent long-term reliability.
【００４６】以上を確認した結果を表１に示す。Table 1 shows the results of confirming the above.
【００４７】[0047]
【発明の効果】本発明における光モジュールパッケージ
はテープ状接着剤を用いることにより、パッシブアライ
メント方式におけるシリコンＶ溝基板と光ファイバの固
定のプロセス時間を短縮することが可能である。また、
シリコンＶ溝基板と光ファイバとの間の間隙に接着剤の
侵入が無いため光半導体素子と光ファイバとの間の光結
合が安定であり優れた長期信頼性を有する光モジュール
を提供することが出来る。According to the optical module package of the present invention, by using a tape-like adhesive, the process time for fixing the silicon V-groove substrate and the optical fiber in the passive alignment method can be reduced. Also,
It is an object of the present invention to provide an optical module having stable long-term reliability and stable optical coupling between an optical semiconductor element and an optical fiber because no adhesive enters the gap between the silicon V-groove substrate and the optical fiber. I can do it.
【図１】本発明による第一実施例の光モジュールを示す
斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an optical module of a first embodiment according to the present invention.
【図２】本発明による第一実施例及び第二実施例の製造
工程を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing a manufacturing process of a first embodiment and a second embodiment according to the present invention.
【図３】本発明による光ファイバとシリコン基板との接
合をテープ状接着剤を用いて行う工程を示す側断面図で
ある。FIG. 3 is a side sectional view showing a step of bonding an optical fiber and a silicon substrate according to the present invention using a tape adhesive.
【図４】本発明によるテープ状接着剤を用いた固定と従
来の液状接着剤を用いた場合の固定部断面を比較した断
面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view comparing a fixing section using a tape adhesive according to the present invention and a fixing section cross section using a conventional liquid adhesive.
【図５】本発明による第二実施例の光モジュール及びコ
ネクタ部を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing an optical module and a connector according to a second embodiment of the present invention.
【図６】本発明による第二実施例，第四実施例で用いる
フェルール部品を示す側断面図である。FIG. 6 is a side sectional view showing a ferrule part used in a second embodiment and a fourth embodiment according to the present invention.
【図７】本発明による第三実施例，第四実施例の製造工
程を示す側面図である。FIG. 7 is a side view showing a manufacturing process of a third embodiment and a fourth embodiment according to the present invention.
【図８】本発明による第三実施例の光モジュールを示す
斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing an optical module of a third embodiment according to the present invention.
【図９】本発明による第三実施例の光モジュールを示す
斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing an optical module of a third embodiment according to the present invention.
１，３９…シリコン基板、２…配線層、３…レーザーダ
イオード、４…フォトダイオード、５…光ファイバ、６
…光ファイバジャケット、７…透明樹脂体、８…保持体
（光モジュールケース）、９…蓋、１０…リード電極、
１１…金ワイヤ、１２，１３…テープ状接着剤、１４，
１５…Ｖ溝、１６…接続コネクタ、１７，２３，３０，
４４，４８…光モジュール、１８…はんだ層、１９，４
１…ダイアタッチメント、２０…加圧ツール、２１…真
空吸着用空気孔、２２…エポキシ樹脂系接着剤、２４…
隙間、２５…液状接着剤による固定状態、２６，３１，
４７…コネクタ部、２７…保持体（光モジュールケー
ス）、２８…コネクタ接続用溝、２９…保持体蓋、３２
…コネクタ接続固定用爪、３３…ファイバ保護ジャケッ
ト、３４…コネクタ部品、３５…フェルール、３６…接
着剤、３７…端面、３８…フェルール部品、４０…リー
ドフレーム、４２…光モジュール部材、４３，４５…エ
ポキシ樹脂系封止材、４６…コネクタ接続用溝。1, 39 silicon substrate, 2 wiring layer, 3 laser diode, 4 photodiode, 5 optical fiber, 6
... Optical fiber jacket, 7 ... Transparent resin body, 8 ... Holder (optical module case), 9 ... Lid, 10 ... Lead electrode,
11 ... gold wire, 12,13 ... tape adhesive, 14,
15 V-groove, 16 Connector, 17, 23, 30,
44, 48: Optical module, 18: Solder layer, 19, 4
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Die attachment, 20 ... Pressure tool, 21 ... Air hole for vacuum suction, 22 ... Epoxy resin adhesive, 24 ...
Gap, 25 ... fixed state with liquid adhesive, 26, 31,
47 ... connector part, 27 ... holder (optical module case), 28 ... connector connection groove, 29 ... holder lid, 32
... Connector connector fixing claws, 33. Fiber protection jacket, 34. Connector parts, 35. Ferrule, 36. Adhesive, 37... End face, 38... Ferrule parts, 40. ... Epoxy resin sealing material, 46 ... Connector connection groove.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 敏雅 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 吉田 幸司 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 高橋 正一 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Toshimasa Miura 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside of Hitachi, Ltd. Hitachi Central Research Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Shoichi Takahashi 5-2-1, Josuihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Semiconductor Company, Hitachi, Ltd.
Claims (4)
載置した基板と、該基板を保持する保持体とを、一体形
成した光モジュールであって、前記光ファイバと基板と
の接合が、テープ状接着剤により固定されていることを
特徴とする光モジュール。An optical module in which an optically coupled optical semiconductor element, a substrate on which an optical fiber is mounted, and a holder for holding the substrate are integrally formed, wherein the optical fiber and the substrate are bonded together. An optical module, which is fixed by a tape-like adhesive.
と光ファイバを載置する基板が、シリコンの異方性エッ
チングにより形成されたＶ型の溝を有する基板であり、
かつ前記光ファイバが前記基板のＶ溝部分に載置され、
かつ前記光ファイバと前記基板との接合がテープ状接着
剤により固定されていることを特徴とする光モジュー
ル。2. The substrate according to claim 1, wherein the substrate on which the optical semiconductor element and the optical fiber are mounted is a substrate having a V-shaped groove formed by anisotropic etching of silicon.
And the optical fiber is placed in a V-groove portion of the substrate,
An optical module, wherein a bond between the optical fiber and the substrate is fixed by a tape adhesive.
プ状接着剤が、エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂，アクリ
ル樹脂，アクリレート樹脂，ポリブタジエンゴム，シリ
コーン樹脂の内少なくとも一つ以上から選ばれる熱硬化
性あるいは光硬化性の樹脂組成物であり、かつ接着前の
性状が室温で固体であることを特徴とする光モジュー
ル。3. The thermosetting adhesive according to claim 1, wherein the tape-shaped adhesive is at least one selected from the group consisting of epoxy resin, polyimide resin, acrylic resin, acrylate resin, polybutadiene rubber, and silicone resin. Alternatively, an optical module, which is a photocurable resin composition and is solid at room temperature before bonding.
載置した基板を保持する保持体を、一体形成した光モジ
ュールの製造法において、前記光ファイバを前記基板上
に配置したのちテープ状接着剤を光ファイバ上部に配置
し、加熱されたツールにより前記テープ状接着剤を加圧
し、前記光ファイバと前記基板との接合を行うことを特
徴とする光モジュールの製造方法。4. A method for manufacturing an optical module in which a holder for holding an optically coupled optical semiconductor element and a substrate on which an optical fiber is mounted is formed integrally with the optical fiber. A method for manufacturing an optical module, comprising: disposing an adhesive on an optical fiber, pressing the tape-like adhesive with a heated tool, and joining the optical fiber and the substrate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10022958A JPH11218650A (en) | 1998-02-04 | 1998-02-04 | Optical module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10022958A JPH11218650A (en) | 1998-02-04 | 1998-02-04 | Optical module |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11218650A true JPH11218650A (en) | 1999-08-10 |
Family
ID=12097122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10022958A Pending JPH11218650A (en) | 1998-02-04 | 1998-02-04 | Optical module |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11218650A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007171306A (en) * | 2005-12-19 | 2007-07-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Method for manufacturing optical connecting part, and optical connecting part |
| US9266312B2 (en) | 2013-03-28 | 2016-02-23 | Fujitsu Limited | Bonding apparatus and bonding method |
| CN114236708A (en) * | 2021-12-09 | 2022-03-25 | 广东华智芯电子科技有限公司 | TOSA/ROSA shell packaging structure and packaging method |
| WO2024071190A1 (en) * | 2022-09-29 | 2024-04-04 | 京セラ株式会社 | Semiconductor module |
-
1998
- 1998-02-04 JP JP10022958A patent/JPH11218650A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007171306A (en) * | 2005-12-19 | 2007-07-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Method for manufacturing optical connecting part, and optical connecting part |
| US9266312B2 (en) | 2013-03-28 | 2016-02-23 | Fujitsu Limited | Bonding apparatus and bonding method |
| CN114236708A (en) * | 2021-12-09 | 2022-03-25 | 广东华智芯电子科技有限公司 | TOSA/ROSA shell packaging structure and packaging method |
| WO2024071190A1 (en) * | 2022-09-29 | 2024-04-04 | 京セラ株式会社 | Semiconductor module |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3990090B2 (en) | Optoelectronic device and manufacturing method thereof | |
| JP4050402B2 (en) | Optoelectronic device and manufacturing method thereof | |
| US8021058B1 (en) | Fabrication of optical devices and assemblies | |
| JP4090512B2 (en) | Optical module | |
| US6181854B1 (en) | Optical module packaged with molded resin | |
| US6668125B2 (en) | Lead frame, optical module, and a method of optical module | |
| CA1143547A (en) | Process for attaching optical fiber to semiconductor die | |
| JP5273892B2 (en) | Optoelectronic device and manufacturing method thereof | |
| JPH08166523A (en) | Optical assembly | |
| WO2005043634A1 (en) | Sealed structure of optical device, optical coupler, and method for sealing optical device | |
| JPH06308344A (en) | Interface for connecting optical fiber to electronic circuit | |
| US6709170B2 (en) | Plastic encapsulation of optoelectronic devices for optical coupling | |
| US6524017B2 (en) | Arrangement consisting of a photodiode and an optical fiber | |
| US6296789B1 (en) | Optical module and a method of fabricating the same | |
| JP3380733B2 (en) | Optical module and method of manufacturing the same | |
| US6282351B1 (en) | Optical module and a method of fabricating the same | |
| JPH11218650A (en) | Optical module | |
| JP3881074B2 (en) | Semiconductor laser module | |
| JP2001343561A (en) | Optical module | |
| JP2003029095A (en) | Fiber with ferrule and optical module, and manufacturing method for the optical module | |
| JP2002357743A (en) | Optical module package and method for manufacturing the same | |
| JPH10200155A (en) | Optical module | |
| JPH1168254A (en) | Optical module and manufacture of optical module | |
| JP2011095294A (en) | Optical module | |
| KR100211943B1 (en) | An optical union device and method of laser diode with flip-chip bonding and optical fiber |