(57)【要約】【課題】本発明は発熱量の大きい半導体素子などの光部品周辺で放熱特性を向上させ、かつ材料コストを低減した光モジュールを得る。【解決手段】本発明における光モジュール１００は、光信号と電気信号とを変換処理する信号変換手段と、電気信号の信号処理を行う信号処理手段と、信号変換手段と信号処理手段を一体に封止成型するモールド樹脂パッケージ１０とを備え、モールド樹脂パッケージ１０は、信号変換手段を封止成型する第１のモールド樹脂７と、信号処理手段を封止成型する第２のモールド樹脂８とを備え、第１のモールド樹脂７は第２のモールド樹脂８よりも熱伝導率が高いことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号と電気信号とを変換処理する信号変換手段と、
前記電気信号の信号処理を行う信号処理手段と、
前記信号変換手段と前記信号処理手段を一体に封止成型するモールド樹脂パッケージと、を備え、
前記モールド樹脂パッケージは、
前記信号変換手段を封止成型する第１のモールド樹脂と、
前記信号処理手段を封止成型する第２のモールド樹脂と、を備え、
前記第１のモールド樹脂は前記第２のモールド樹脂よりも熱伝導率が高いことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記第１のモールド樹脂と前記第２のモールド樹脂とは構成物質が同一であり、前記構成物質の一つであるフィラーの含有量が異なることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項３】
前記信号変換手段は、
Ｓｉベンチと、
前記Ｓｉベンチの表面上に配設された放熱板と、を備えることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項４】
前記放熱板の前記Ｓｉベンチに接している面の対向面が前記第１のモールド樹脂の表面に露出していることを特徴とする請求項３記載の光モジュール。
【請求項５】
前記モールド樹脂パッケージは、
前記第１のモールド樹脂と前記第２のモールド樹脂を含んだ３種類以上のモールド樹脂を備える請求項１記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光受信器、光送信器、光送受信器などの光モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の光受信器、光送信器、光送受信器などの光モジュールの構成について説明する。
【０００３】
例えば下記特許文献１に記載されているように従来の光モジュールの構成は、光通信における光信号と電気信号を変換するＬＤ素子やＰＤ素子などの半導体素子と、この半導体素子を搭載するシリコンベンチ（以下「Ｓｉベンチ」と略記する）と、電気信号を処理する電子部品と、この電子部品を搭載する基板とを備え、上記部品全体を１種類のモールド樹脂によって封止成型している。
【０００４】
ＬＤ素子やＰＤ素子などの半導体素子から発生する熱はＳｉベンチとモールド樹脂を通して外部に放熱していた。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３５４８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光モジュールでは、半導体発光素子であるＬＤ素子や、半導体受光素子であるＰＤ素子や、プリアンプ機能を有するＴＩＡ素子などで発生した熱をいかに効率よく外部に放熱するかが重要である。しかしながら従来の構成では、構成部品全体を１種類のモールド樹脂によって封止成型しているため、熱伝導率の高い樹脂を用いて高放熱特性を実現するためには、構成部品を封止成型している樹脂全体に熱伝導率の高い樹脂を用いる必要があり、高コスト化する問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、発熱量の大きい半導体素子などの光部品周辺で放熱特性を向上し、かつ材料コストを低減する光モジュールを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明における光モジュールは、光信号と電気信号とを変換処理する信号変換手段と、前記電気信号の信号処理を行う信号処理手段と、前記信号変換手段と前記信号処理手段を一体に封止成型するモールド樹脂パッケージとを備え、前記モールド樹脂パッケージは、前記信号変換手段を封止成型する第１のモールド樹脂と、前記信号処理手段を封止成型する第２のモールド樹脂とを備え、前記第１のモールド樹脂は前記第２のモールド樹脂よりも熱伝導率が高いことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載のように、発熱量の大きい半導体素子などの信号変換手段を高熱伝導率のモールド樹脂で封止成型することで高放熱特性を有し、また、発熱量の小さい電子部品などの信号処理手段を安価な低熱伝導率のモールド樹脂で封止成型することで材料コストを低減した光モジュールを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［実施の形態１］
図１を参照して、本発明の実施の形態１にかかる光モジュール１００の構成について説明する。
【００１１】
光モジュール１００は、光通信における光信号と電気信号とを変換する信号変換手段と、電気信号の信号処理を行う信号処理手段と、信号変更手段と信号処理手段を一体に封止成型するモールド樹脂パッケージ１０とを備える。
【００１２】
ここで、信号変換手段は、ＬＤ素子やＰＤ素子などの半導体素子１と半導体素子１を搭載するＳｉベンチ３とを備え、信号処理手段は、ＩＣ部品などの電子部品２と電子部品２を搭載する基板４とを備える。
【００１３】
また、モールド樹脂パッケージ１０は、第１のモールド樹脂７と第２のモールド樹脂８とを備え、第１のモールド樹脂７は、半導体素子１とＳｉベンチ３などからなる信号変換手段を封止成型し、第２のモールド樹脂８は、電子部品２と基板４などからなる信号処理手段を封止成型する。
【００１４】
ここで、第１のモールド樹脂７の熱伝導率λ1と第２のモールド樹脂８の熱伝導率λ2の関係は、λ1＞λ2であり、第１のモールド樹脂７のほうが高熱伝導率である。また、第１のモールド樹脂７と第２のモールド樹脂８は構成物質が同じであることが望ましく、例えばエポキシ系樹脂が好適である。
【００１５】
モールド樹脂の構成物質が同一であるときのモールド樹脂の熱伝導率は、モールド樹脂を構成する物質の１つであるフィラーの含有量を変えることで操作できる。すなわち同一のフィラーの場合は、フィラーの含有量が多い樹脂のほうが高い熱伝導率が得られる。また、モールド樹脂の構成物質が同一でないときは、熱伝導率の異なるフィラーを用いても熱伝導率を操作することができる。例えば、ここで用いるフィラーとしては、ＳｉＯ2、ＡＩＮ、Ｓｉ3Ｎ4およびＢＮから選択される１または複数の材料からなる。
【００１６】
次に、光モジュール１００の製造方法について説明する。
【００１７】
まず、電子部品２を基板４上の所定の位置に半田リフロー工程と金線ワイヤボンディング工程などの一般的な製造方法で搭載し、電気的に接続する。
【００１８】
次に、半導体素子１をＳｉベンチ３の所定の位置にダイボンド工程と金線ワイヤボンディング工程などにより搭載し、金線ワイヤ５により電気的に接続する。ダイボンド工程の接着部材としては、例えば、半田や銀ペースト等である。
【００１９】
電気的接続後、Ｓｉベンチ３に搭載された半導体素子１と金線ワイヤ５を透明なポッティング樹脂９で樹脂ポッティングする。この樹脂ポッティングにより、金線ワイヤ５をモールド工程におけるモールド樹脂注入の加圧から保護し、また、ポッティング樹脂９が透明であることにより光信号の光路を確保することが可能である。
【００２０】
次に、半導体素子１を搭載したＳｉベンチ３と、電子部品２を搭載した基板４とを電気的に接続する。その後、リードフレーム６と基板４を電気的に接続する。ここで行う電気的接続とは、例えば、はんだ、金線ワイヤ、アルミワイヤ等を用いて行う。
【００２１】
次に、上記のように電気的に接続された構造体にモールド工程を行う。上金型と下金型とを合わせ込んでモールド成型するモールド金型を使用し、構造体を下金型の所定の位置に設置する。設置後、上金型を下金型に合わせ込むことにより、構造体が上下の金型の合わせ込みで形成される空洞中に保持される。ここで下金型の底面には、この構造体を平行に支えるための支えピンが突出していてもよい。
【００２２】
次に、固形の第１のモールド樹脂７と第２のモールド樹脂８を加熱することで溶融し、上金型と下金型で形成された空洞部に、溶融された第１のモールド樹脂７と第２のモールド樹脂８をリードフレーム６側から同時に加圧注入する。注入箇所は、第１のモールド樹脂７を注入する箇所と、第２のモールド樹脂８を注入する箇所の複数有する。樹脂注入完了後、金型を自然冷却することで、第１のモールド樹脂７と第２のモールド樹脂８を硬化させる。硬化後、上金型と下金型を開放し、金型からモールド成型品を取り出す。取り出し後、モールド成型品は、モールド樹脂を完全硬化させるためポストキュアを行う。
【００２３】
次に、モールド成型品のモールド樹脂で封止されていないリードフレーム６の余部分を切断するタイバーカット工程を行い、リードを曲げ成型するリードフォーミング工程を経て、製造工程を完了する。
【００２４】
ここで、発熱量の大きい半導体素子１を搭載するＳｉベンチ３側を高熱伝導率の第１のモールド樹脂７で封止することで、高放熱特性が得られる。また、発熱量の小さい電子部品２を搭載する基板４側を安価な低熱伝導率の第２のモールド樹脂８で封止することで材料コストの低減が可能である。
【００２５】
また、第１のモールド樹脂７と第２のモールド樹脂８の構成物質を同じにすることによって固形の樹脂を溶融する温度が同じになり、金型への樹脂注入を同一工程で同時に行うことができ、低コスト化が可能である。
【００２６】
上記光モジュール１００の構成では、金型へは第１のモールド樹脂７および第２のモールド樹脂８の２種類の樹脂を注入することについて述べたが、第１のモールド樹脂７と第２のモールド樹脂８を含んだ３種類以上の樹脂を注入しても良い。
【００２７】
［実施の形態２］
図２を参照して、本発明の実施の形態２にかかる光モジュール１００の構成について説明する。
【００２８】
実施の形態1と異なる点は、信号変換手段の表面上に放熱板１１をさらに備えた構成となっている。すなわち、Ｓｉベンチ３の半導体素子１を搭載している面の対向面に放熱板１１を備えており、半導体素子１とＳｉベンチ３と放熱板１１が第１のモールド樹脂７によってモールド成型されている。
【００２９】
その他の構成、製造方法は、実施の形態１と同様なため説明を省略する。
【００３０】
ここで、放熱板１１は、アルミナや窒化アルミやアルミニウムなどの第１のモールド樹脂７の熱伝導率より良い熱伝導率の材料であることが望ましく、熱伝導率の良い放熱板１１を用いることにより、より高い放熱特性が得られる。
【００３１】
実施の形態1と同様に、上記光モジュール１００の構成では、金型へは第１のモールド樹脂７および第２のモールド樹脂８の２種類の樹脂を注入することについて述べたが、第１のモールド樹脂７と第２のモールド樹脂８を含んだ３種類以上の樹脂を注入しても良い。
【００３２】
［実施の形態３］
図３を参照して、本発明の実施の形態３にかかる光モジュール１００の構成について説明する。
【００３３】
実施の形態２の構成と同様に、信号変換手段の表面上に放熱板１１をさらに備える構成となっており、すなわち、Ｓｉベンチ３の半導体素子１を搭載している面の対向面に放熱板１１を備え、半導体素子１とＳｉベンチ３と放熱板１１が第１のモールド樹脂７によってモールド成型されている。本実施の形態の特徴は、このときの放熱板１１のＳｉベンチ３に接している面の対向面が第１のモールド樹脂７の表面に露出していることである。
【００３４】
その他の構成、製造方法は、実施の形態１と同様なため説明を省略する。
【００３５】
ここで、放熱板１１は、実施の形態２の材料を用いると共に、第１のモールド樹脂７の表面に露出していることにより、より高い放熱特性が得られる。
【００３６】
実施の形態1と同様に、上記光モジュール１００の構成では、金型へは第１のモールド樹脂７および第２のモールド樹脂８の２種類の樹脂を注入することについて述べたが、第１のモールド樹脂７と第２のモールド樹脂８を含んだ３種類以上の樹脂を注入しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる光モジュールを示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２にかかる光モジュールを示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態３にかかる光モジュールを示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  半導体素子、２  電子部品、３  Ｓｉベンチ、４  基板、５  金線ワイヤ、６  リードフレーム、７  第１のモールド樹脂、８  第２のモールド樹脂、９  ポッティング樹脂、１０  モールド樹脂パッケージ、１１  放熱板、１００  光モジュール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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