(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の部品を搭載する第１の実装部材と、
前記第１の実装部材と異なる線膨張係数をもつ第２の実装部材と、
前記第１の実装部材上の部品を前記第２の実装部材上の部品もしくは配線と電気的に接続させる接続部とを含む樹脂封止モジュールであって、
封止領域が前記第２の実装部材に及ばないように前記第１の実装部材上の部品を樹脂封止する第１の封止樹脂と、
前記第１の封止樹脂よりもヤング率の低い素材からなり、前記接続部のうち前記第１の封止樹脂で覆われていない部分を樹脂封止する第２の封止樹脂と
を含んだことを特徴とする樹脂封止モジュール。
【請求項２】
前記第１の封止樹脂は、前記第２の封止樹脂よりも透湿性が低い素材からなることを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止モジュール。
【請求項３】
前記第２の封止樹脂は、前記第１の封止樹脂全体を封止領域に含めて樹脂封止することを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止モジュール。
【請求項４】
前記第２の封止樹脂は、第２の実装部材上の部品を封止領域に含めて樹脂封止することを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止モジュール。
【請求項５】
前記第２の封止樹脂は、第２の実装部材上の部品を樹脂封止する第３の封止樹脂を封止領域に含めて樹脂封止することを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止モジュール。
【請求項６】
前記接続部は、ボンディングワイヤであることを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止モジュール。
【請求項７】
駆動ＩＣを搭載する第１の実装部材と、
前記駆動ＩＣに駆動される光素子を搭載する第２の実装部材と、
前記駆動ＩＣを前記光素子と電気的に接続させる接続部とを含む光モジュールであって、
封止領域が前記第２の実装部材に及ばないように前記駆動ＩＣを樹脂封止する第１の封止樹脂と、
前記第１の封止樹脂よりもヤング率の低い素材からなり、前記接続部のうち前記第１の封止樹脂で覆われていない部分を樹脂封止する第２の封止樹脂と
を含んだことを特徴とする光モジュール。
【請求項８】
前記第１の封止樹脂は、前記第２の封止樹脂よりも透湿性が低い素材からなることを特徴とする請求項７に記載の光モジュール。
【請求項９】
前記第２の封止樹脂は、前記第１の封止樹脂全体を封止領域に含めて樹脂封止することを特徴とする請求項７に記載の光モジュール。
【請求項１０】
所定の部品を搭載する第１の実装部材と、
前記第１の実装部材と異なる線膨張係数をもつ第２の実装部材と、
前記第１の実装部材上の部品を前記第２の実装部材上の部品もしくは配線と電気的に接続させる接続部とを含む樹脂封止モジュールにおいて、前記第１の実装部材上の部品と前記接続部を封止する樹脂封止方法であって、
封止領域が前記第２の実装部材に及ばないように前記第１の実装部材上の部品を第１の封止樹脂を用いて樹脂封止する第１の封止工程と、
前記第１の封止樹脂よりもヤング率の低い素材からなる第２の封止樹脂を用いて、前記接続部のうち前記第１の封止樹脂で覆われていない部分を樹脂封止する第２の封止工程と
を含んだことを特徴とする樹脂封止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線膨張係数が異なる実装部材を含む樹脂封止モジュールおよび光モジュールと、それらのモジュールにおける樹脂封止方法に関し、特に、線膨張係数が異なる実装部材を跨いで樹脂封止をおこなっても温度変化によって破損することがない樹脂封止モジュール、光モジュールおよび樹脂封止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体素子や光素子を湿度や機械的衝撃から守るために樹脂封止する技術が知られている。樹脂封止する場合、半導体素子等を搭載する実装部材と、樹脂封止に用いられる封止樹脂の線膨張係数が異なっていると、温度変化によって封止樹脂が剥離し、半導体素子等が破損してしまう可能性がある。そこで、一般的には、実装部材と同等の線膨張係数をもつ封止樹脂が樹脂封止において用いられる（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２５２２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、ハイエンドサーバ等では、性能向上のため、装置内のデータ伝送において光伝送が用いられるようになっている。このように装置内のデータ伝送に光伝送を用いる場合、高速化を実現し、さらに、回路設計の自由度を向上させるため、光モジュールを小型化することが非常に重要である。
【０００５】
そこで、多くの光モジュールは、光素子とその駆動ＩＣ（Integrated  Circuit）の間をボンディングワイヤで直接接続するといったように、低寄生容量かつコンパクトな実装形態をもつようになっている。
【０００６】
一般的に、光素子を搭載する実装部材には、光素子と同等の線膨張係数をもつ素材が用いられ、駆動ＩＣを搭載する実装部材には、駆動ＩＣと同等の線膨張係数をもつ素材が用いられるため、それぞれの実装部材の線膨張係数は異なる。そして、コンパクトな実装形態をとった光モジュールでは、このように異なる線膨張係数をもつ実装部材が近接して配置されることになる。
【０００７】
そのため、上記のようにコンパクトな実装形態を採用した光モジュールにおいて、光素子、駆動ＩＣおよびボンディングワイヤを保護するためにそれらを樹脂封止する場合、少なくともいずれか一方の実装部材と線膨張係数が異なる封止樹脂を用いざるをえず、温度変化によって封止樹脂が剥離して光モジュールが破損することがあった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、線膨張係数が異なる実装部材を跨いで樹脂封止をおこなっても温度変化によって破損することがない樹脂封止モジュール、光モジュールおよび樹脂封止方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一つの態様では、所定の部品を搭載する第１の実装部材と、前記第１の実装部材と異なる線膨張係数をもつ第２の実装部材と、前記第１の実装部材上の部品を前記第２の実装部材上の部品もしくは配線と電気的に接続させる接続部とを含む樹脂封止モジュールであって、封止領域が前記第２の実装部材に及ばないように前記第１の実装部材上の部品を樹脂封止する第１の封止樹脂と、前記第１の封止樹脂よりもヤング率の低い素材からなり、前記接続部のうち前記第１の封止樹脂で覆われていない部分を樹脂封止する第２の封止樹脂とを含んだことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、前記第１の封止樹脂は、前記第２の封止樹脂よりも透湿性が低い素材からなることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、前記第２の封止樹脂は、前記第１の封止樹脂全体を封止領域に含めて樹脂封止することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、前記第２の封止樹脂は、第２の実装部材上の部品を封止領域に含めて樹脂封止することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、前記第２の封止樹脂は、第２の実装部材上の部品を樹脂封止する第３の封止樹脂を封止領域に含めて樹脂封止することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、前記接続部は、ボンディングワイヤであることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の他の態様では、駆動ＩＣを搭載する第１の実装部材と、前記駆動ＩＣに駆動される光素子を搭載する第２の実装部材と、前記駆動ＩＣを前記光素子と電気的に接続させる接続部とを含む光モジュールであって、封止領域が前記第２の実装部材に及ばないように前記駆動ＩＣを樹脂封止する第１の封止樹脂と、前記第１の封止樹脂よりもヤング率の低い素材からなり、前記接続部のうち前記第１の封止樹脂で覆われていない部分を樹脂封止する第２の封止樹脂とを含んだことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、前記第１の封止樹脂は、前記第２の封止樹脂よりも透湿性が低い素材からなることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、前記第２の封止樹脂は、前記第１の封止樹脂全体を封止領域に含めて樹脂封止することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の他の態様では、所定の部品を搭載する第１の実装部材と、前記第１の実装部材と異なる線膨張係数をもつ第２の実装部材と、前記第１の実装部材上の部品を前記第２の実装部材上の部品もしくは配線と電気的に接続させる接続部とを含む樹脂封止モジュールにおいて、前記第１の実装部材上の部品と前記接続部を封止する樹脂封止方法であって、封止領域が前記第２の実装部材に及ばないように前記第１の実装部材上の部品を第１の封止樹脂を用いて樹脂封止する第１の封止工程と、前記第１の封止樹脂よりもヤング率の低い素材からなる第２の封止樹脂を用いて、前記接続部のうち前記第１の封止樹脂で覆われていない部分を樹脂封止する第２の封止工程とを含んだことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の一つの態様によれば、異なる線膨張係数をもつ実装部材を含む樹脂封止モジュールや光モジュールにおいて、線膨張係数が異なる実装部材を跨いで封止する必要のない部分を第１の封止樹脂で封止し、線膨張係数が異なる実装部材を跨いで封止する必要がある部分をヤング率の低い第２の封止樹脂で封止するように構成したので、第１の封止樹脂のもつ特性を生かしつつ、線膨張係数が異なる実装部材を跨いでおこなわれる樹脂封止が温度変化によって生じる熱応力により当該のモジュールを破損させることを防止することができるという効果を奏する。
【００２０】
また、本発明の他の態様によれば、第１の封止樹脂として透湿性が低い素材からなるものを用いるように構成したので、湿度による故障や性能劣化が生じる可能性を低減することができるという効果を奏する。
【００２１】
また、本発明の他の態様によれば、第１の実装部材上の部品と、第２の実装部材上の部品もしくは配線とをワイヤボンディングにより接続するように構成したので、高速に動作が可能な樹脂封止モジュール等を得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明に係る樹脂封止モジュール、光モジュールおよび樹脂封止方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００２３】
まず、従来の樹脂封止方法について説明する。図１５は、従来の樹脂封止方法で作成された樹脂封止モジュールの一例を示す図である。同図に示すように、樹脂封止モジュール１００は、実装部材１１１の上に部品１２１を搭載し、実装部材１１１上の配線と部品１２１をボンディングワイヤ１３１および１３２により接続したものを、封止樹脂１４１で樹脂封止する構成となっている。
【００２４】
部品１２１は、例えば、半導体素子である。部品１２１は、機械的な強度を補う目的等で、実装部材１１１に搭載される。温度変化によって部品１２１が実装部材１１１から剥離することを防止するため、実装部材１１１は、部品１２１と同等の線膨張係数をもつ素材から形成される。
【００２５】
封止樹脂１４１は、部品１２１、ボンディングワイヤ１３１および１３２を湿度や機械的衝撃から守るために使用される樹脂である。従来の樹脂封止方法では、封止樹脂１４１と実装部材１１１の線膨張係数をほぼ一致させることにより、温度変化によって封止樹脂１４１が実装部材１１１から剥離し、樹脂封止モジュール１００が破損するのを防止していた。
【００２６】
図１６は、異なる線膨張係数をもつ実装部材が近接している樹脂封止モジュールの一例を示す図である。同図に示すように、樹脂封止モジュール２００は、実装部材２１１の上に部品２２１を搭載し、実装部材２１１上の配線と部品２２１をボンディングワイヤ２３１により接続し、実装部材２１２上の配線と部品２２１をボンディングワイヤ２３２により接続したものを、封止樹脂２４１で樹脂封止する構成となっている。
【００２７】
部品２２１は、例えば、半導体素子である。部品２２１は、機械的な強度を補う目的等で、実装部材２１１に搭載される。温度変化によって部品２２１が実装部材２１１から剥離することを防止するため、実装部材２１１は、部品２２１と同等の線膨張係数をもつ素材から形成される。
【００２８】
実装部材２１２は、部品２２１と異なる種類の部品（図示せず）を搭載する実装部材であり、実装部材２１１と異なる線膨張係数をもつ。実装部材２１２に搭載された部品と部品２２１は、高速に信号をやりとりする必要があるため、実装部材２１１と実装部材２１２は、隣り合って配置されている。
【００２９】
封止樹脂２４１は、部品２２１、ボンディングワイヤ２３１および２３２を湿度や機械的衝撃から守るために使用される樹脂である。この例の場合、封止樹脂２４１は、実装部材２１１と実装部材２１２を跨いで部品２２１等を樹脂封止することになるが、実装部材２１１と実装部材２１２の線膨張係数は異なるため、少なくともいずれか一方と線膨張係数を一致させることはできない。
【００３０】
そのため、例えば、封止樹脂２４１と実装部材２１１の線膨張係数をほぼ一致させることとすると、封止樹脂２４１と実装部材２１２の線膨張係数の差が大きくなり、図１７に示すように、温度変化によって封止樹脂２４１が実装部材２１２から剥離し、ボンディングワイヤ２３２等を破損させてしまう可能性が高くなる。
【００３１】
このような破損を防止するため、従来は、線膨張係数が異なる実装部材を電気接続する場合は、実装部材を跨ぐことがないように樹脂封止がおこなわれていた。図１８は、実装部材間を跨ぐことなく樹脂封止をおこなった樹脂封止モジュールの一例を示す図である。
【００３２】
同図に示すように、樹脂封止モジュール３００は、実装部材３１１の上に部品３２１を搭載し、実装部材３１１上の配線と部品３２１をボンディングワイヤ３３１により接続したものを封止樹脂３４１で樹脂封止し、ボンディングワイヤ３３１と接続された配線を封止領域の外へ引き出し、その配線と光素子パッケージ３２２をリード線３３２および３３３で接続する構成となっている。
【００３３】
この例では、封止樹脂３４１と実装部材３１１の線膨張係数をほぼ一致させることにより、温度変化によって封止樹脂３４１が実装部材３１１から剥離し、樹脂封止モジュール３００が破損するのを防止することができる。また、リード線３３２および３３３に十分な機械的強度をもたせることにより、樹脂封止することなくこの接続部分の強度を確保することができる。
【００３４】
しかし、この実装形態では、実装部材３１１上の配線引き出し部分やリードフレーム部に寄生容量が発生して高速なデータ伝送が妨げられ、また、コンパクトな実装が困難になる。
【００３５】
次に、本実施例に係る樹脂封止方法について説明する。線膨張係数の異なる実装部材を跨いで樹脂封止をおこなった場合であっても、温度変化による破損が生じるのを防止するため、本実施例に係る樹脂封止方法では、ヤング率の低い（柔らかい）樹脂を封止樹脂として用いる。
【００３６】
線膨張係数の異なる実装部材を跨いで樹脂封止をおこなった場合、温度変化によって熱応力が発生し、この熱応力が樹脂封止モジュールを破損させる。熱応力は、封止樹脂と実
装部材の線膨張係数の差をΔαとし、封止樹脂の平衡温度（応力フリーの温度）と現在の温度の差をΔＴとし、封止樹脂のヤング率をＥとした場合に、以下のような比例関係がある。
【００３７】
熱応力  ∝  Δα・ΔＴ・Ｅ
【００３８】
ヤング率を下げるアプローチは、熱応力を０にすることはできないが、Δαを０に近づけることができない場合でも、封止樹脂と実装部材が剥離しない程度に熱応力を下げることが可能である。
【００３９】
以下に、ヤング率の低い樹脂を封止樹脂として用いた場合における熱応力低減の効果の試算結果を示す。
【００４０】
【表１】
0004681648.tif 000002
【００４１】
この表は、従来より封止樹脂として多く用いられてきたガラスフィラ含有エポキシ系樹脂と、ヤング率が低い樹脂である変性アクリレート系樹脂を例にして、上記の式を用いて、熱応力の概算値を求めたものである。この試算によると、ヤング率の低い樹脂を封止樹脂として用いることにより、熱応力の発生を従来の１／３０程度まで低減できることがわかる。
【００４２】
ただし、封止樹脂としてヤング率の低い封止樹脂を用いる場合、樹脂の透湿に留意する必要がある。ヤング率の低い樹脂は分子鎖がつくるネットワークが粗であり、水分子が透過する隙間が多い。このため、低ヤング率の樹脂は、通常、透湿性が高い。したがって、低ヤング率の樹脂のみで実装部材上の部品を封止しても、それらの部品の耐湿性を十分に確保できない可能性が高い。
【００４３】
そこで、本実施例に係る樹脂封止方法では、湿度に対する保護が必要な部品を保護するために、従来から用いられてきた透湿性の低い封止樹脂を、ヤング率の低い封止樹脂と併用する。以下に、本実施例に係る樹脂封止方法で作成された樹脂封止モジュールの例を示す。
【００４４】
図１は、本実施例に係る樹脂封止方法で作成された樹脂封止モジュールの一例を示す図である。同図に示すように、樹脂封止モジュール４００は、封止樹脂４４１と封止樹脂４４２という２種類の封止樹脂により封止されている。
【００４５】
封止樹脂４４１は、ヤング率が高く、透湿性の低い樹脂であり、例えば、ガラスフィラ含有エポキシ系樹脂からなる。封止樹脂４４１は、実装部材４１１上に搭載された部品４２１と、部品４２１と接続されているボンディングワイヤ４３１および４３２とを樹脂封止している。温度変化によって封止樹脂４４１が実装部材４１１から剥離することを防ぐため、封止樹脂４４１と実装部材４１１の線膨張係数は、ほぼ一致させられている。
【００４６】
部品４２１は、湿度に弱い部品であり、同等の線膨張係数をもつ実装部材４１１に搭載され、ボンディングワイヤ４３１によって実装部材４１１上の配線（図示せず）と電気的に接続され、ボンディングワイヤ４３２によって実装部材４１２上の配線（図示せず）と電気的に接続されている。
【００４７】
実装部材４１２は、部品４２１と線膨張係数が異なる部品（図示せず）を搭載する実装部材であり、搭載する部品と同等の線膨張係数をもつ。すなわち、実装部材４１２は、実装部材４１１と異なる線膨張係数をもつ。そして、実装部材４１２が搭載する部品と部品４２１は、高速に信号のやりとりをおこなう必要があるため、実装部材４１２は、実装部材４１１と隣接配置されている。
【００４８】
封止樹脂４４１は、部品４２１を湿度や機械的衝撃から守るために、部品４２１全体を樹脂封止している。また、部品４２１を実装部材４１１上の配線と接続するボンディングワイヤ４３１を機械的衝撃から守るため、ボンディングワイヤ４３１全体も樹脂封止している。
【００４９】
しかし、封止樹脂４４１は、部品４２１を実装部材４１２上の配線と接続するボンディングワイヤ４３２については全体を樹脂封止していない。これは、封止樹脂４４１がボンディングワイヤ４３２全体を樹脂封止すると、ヤング率の高い封止樹脂４４１が樹脂封止する領域が、線膨張係数の異なる実装部材４１２へ及び、温度変化によって生じる熱応力によって、封止樹脂４４１が実装部材４１２から剥離し、ボンディングワイヤ４３２を断線させるといった故障を発生させる可能性が高いためである。
【００５０】
ただし、ボンディングワイヤ４３２の樹脂封止されていない部分は、そのまま剥き出しの状態では、機械的衝撃によって断線する可能性がある。そこで、樹脂封止モジュール４００では、封止樹脂４４１とボンディングワイヤ４３２の剥き出しの部分を、封止樹脂４４２で樹脂封止している。封止樹脂４４２は、ヤング率が低い樹脂であり、例えば、変性アクリレート系樹脂からなる。
【００５１】
このように、封止樹脂４４２で樹脂封止することにより、ボンディングワイヤ４３２を機械的衝撃による断線から守ることができる。また、封止樹脂４４２は、実装部材４１１、実装部材４１２および封止樹脂４４１と線膨張係数が異なっていても、ヤング率が低いため、温度変化によって生じる熱応力が小さく、剥離することはない。
【００５２】
また、ボンディングワイヤ４３２は、一般的に、金線等の湿度による変化を受け難い素材からなり、湿度に弱い部品４２１は、既に透湿性の低い封止樹脂４４１に覆われているため、封止樹脂４４２の透湿性が高くても問題とならない。
【００５３】
以上説明してきたように、線膨張率の異なる実装部材を跨いで樹脂封止をおこなう場合に、湿度に弱い部品を、透湿性の低い封止樹脂で、実装部材を跨ぐことがないように封止し、さらに、機械的衝撃から守りたい部分全体をヤング率の低い封止樹脂で封止することにより、従来と同等の耐湿性をもちながら、温度変化による破損が発生し難く、コンパクトな樹脂封止モジュールを得ることができる。
【００５４】
なお、図１に示した樹脂封止モジュール４００では、封止樹脂４４２が封止樹脂４４１全体を覆う構造となっているが、封止樹脂４４１と封止樹脂４４２が十分な強度をもって接着される場合は、図２に示す樹脂封止モジュール４０１のように、封止樹脂４４１の一部が、封止樹脂４４２による封止領域から露出する構造とすることもできる。
【００５５】
また、図１に示した樹脂封止モジュール４００では、部品４２１が、ボンディングワイヤ４３２によって実装部材４１２上の配線と接続される構造となっているが、図３に示す樹脂封止モジュール４０２のように、部品４２１が、ボンディングワイヤ４３３によって実装部材４１２上の部品４２２と直接接続される構造とすることもできる。この例では、部品４２２と、部品４２２を実装部材４１２上の配線（図示せず）と接続するためのボンディングワイヤ４３４とを機械系衝撃から守るため、封止樹脂４４２がこれらを含めて樹脂封止する構造となっている。
【００５６】
また、図３に示した例において、部品４２２を部品４２１と同様に湿度から保護する必要がある場合は、図４に示す樹脂封止モジュール４０３のように、部品４２２を透湿性の低い封止樹脂４４３で樹脂封止した上で、封止樹脂４４３の全体もしくは一部を封止樹脂４４２で封止する構造としてもよい。このとき、封止樹脂４４３と実装部材４１２の線膨張係数をほぼ一致させておく必要がある。
【００５７】
次に、本実施例に係る樹脂封止方法を用いて製造された樹脂封止モジュールの具体例について説明する。本実施例に係る樹脂封止方法は、低寄生容量でかつ小型な光モジュールへの適用が好適であり、例えば、図５に示す光モジュール５００に適用することができる。
【００５８】
同図に示すように、光モジュール５００は、光素子５２２と駆動ＩＣ５２１を接続して構成されている。高速化（例えば、１０Ｇｂｐｓ／ｃｈ程度）と小型化の要請から、光素子５２２と駆動ＩＣ５２１は、ボンディングワイヤ５３２によって、直接、電気的に接続され、光素子５２２を搭載するサブキャリア５１３と、駆動ＩＣ５２１を搭載するプリント板５１１は、近接して配置されている。
【００５９】
プリント板５１１を含む一般的なプリント基板の線膨張係数は、約２０Ｅ−６／℃であり、サブキャリア５１３がイリジウムリン（ＩｎＰ）基板であるとすると、その線膨張係数は、約４Ｅ−６／℃である。このように、２つの実装部材の線膨張係数には５倍程度の差があり、光素子５２２と駆動ＩＣ５２１を機械的衝撃等から守るために樹脂封止した場合に、温度変化によって封止樹脂がいずれかの実装部材から剥離し、ボンディングワイヤ５３２の断線等の障害を生じさせる可能性がある。
【００６０】
そこで、光モジュール５００には、本実施例に係る樹脂封止方法が適用されている。具体的には、湿度に弱い駆動ＩＣ５２１は、ガラスフィラ含有エポキシ系樹脂等の透湿性の低い封止樹脂５４１により、封止領域がプリント板５１１外に及ばないように樹脂封止されている。そして、光素子５２２と駆動ＩＣ５２１を接続するボンディングワイヤ５３２の露出部分は、変性アクリレート系樹脂等のヤング率の低い封止樹脂５４２によって樹脂封止されている。
【００６１】
封止樹脂５４１は、プリント板５１１と同等の線膨張係数を有する。したがって、封止樹脂５４２は、封止樹脂５４１とサブキャリア５１３という線膨張係数が５倍程度異なる部材を跨いでボンディングワイヤ５３２を樹脂封止することになる。しかし、封止樹脂５４２は、ヤング率が低いため、温度変化によって大きな熱応力を生じさせることはなく、サブキャリア５１３等から剥離して、ボンディングワイヤ５３２の断線等の障害を発生させることがない。
【００６２】
ここで、光モジュール５００の全体的な構成について説明しておく。図５に示すように、駆動ＩＣ５２１は、プリント板５１１に搭載され、プリント板５１１上の配線（図示せず）とボンディングワイヤ５３１によって接続され、サブキャリア５１３に搭載された光素子５２２とボンディングワイヤ５３２によって接続されている。
【００６３】
封止樹脂５４１は、プリント板５１１と同等の線膨張係数をもつ透湿性の低い樹脂であり、封止領域がプリント板５１１の外に及ばない範囲で、駆動ＩＣ５２１とボンディングワイヤ５３１の全体を封止している。また、封止樹脂５４１は、駆動ＩＣ５２１とボンディングワイヤ５３２の接合部付近において、ボンディングワイヤ５３２の一部を封止している。
【００６４】
光素子５２２は、サブキャリア５１３に搭載され、さらに、サブキャリア５１３は、筐体５１２に収容されている。そして、筐体５１２は、プリント板５１１と組み合わされ、ファイバブロック５６０と接続されている。筐体５１２は、プリント板５１１より脆くて薄いサブキャリア５１３線膨張係数を合わせて、例えば、コバールを素材として形成される。
【００６５】
封止樹脂５４２は、ヤング率の低い樹脂であり、ボンディングワイヤ５３２の露出部分を封止している。図５に示した構成では、サブキャリア５１３がプリント板５１１に対してほぼ垂直に配置されている。サブキャリア５１３を垂直に配置する構成は、モジュールへの入出力光を光素子５２２へシンプルに光結合させるのに必要となる構成である。
【００６６】
光モジュール用の光素子には、基板面に垂直に光が入出力する面型の光素子（ＶＣＳＥＬアレイ、ＰＩＮ−ＰＤアレイなど）が利用されることが多い。光モジュール５００への光の入出力は、モジュールの前後方向、すなわち、プリント板５１１と水平方向におこなわれるが、入出力光を面型の光素子５２２に最もシンプルに結合させるには、入出力光が伝搬する光ファイバの正面に光素子５２２を配置すればよく、そのためには、光素子５２２を搭載したサブキャリア５１３をほぼ垂直に立てる必要がある。
【００６７】
ただし、このような配置では、ヤング率の高い封止樹脂５４１でボンディングワイヤ５３２全体を封止すると、温度変化によって、サブキャリア５１３と封止樹脂５４１の界面に強い剥離力がはたらき、ボンディングワイヤ５３２の断線やワイヤ外れが発生しやすくなる。
【００６８】
封止樹脂５４１によるボンディングワイヤ５３２の封止を一部のみとし、他の部分をヤング率の低い封止樹脂５４２で封止することにより、ボンディングワイヤ５３２を機械的衝撃から保護しつつ、サブキャリア５１３と封止樹脂５４１の界面にはたらく熱応力を低減させ、封止樹脂剥離を抑制することができる。
【００６９】
また、図５に示すように、サブキャリア５１３をプリント板５１１に対してほぼ垂直に配置することは、駆動ＩＣ５２１と光素子５２２の距離を近くし、高速な動作を実現させるためにも有利である。
【００７０】
光素子５２２周辺の詳細な構成について図６に示す。同図に示すように、光素子５２２は、駆動ＩＣ５２１からみて、サブキャリア５１３の裏面に配置されている。光素子５２２の一方の面には、受光部（図示せず）を焦点とするレンズ５２５が形成され、他方の面には、電極５２３が形成されている。
【００７１】
サブキャリア５１３には、一方の面に、ボンディングワイヤ５３２とワイヤボンディングにより接続されるボンディングパッド５７２が形成され、他方の面に、光素子５２２と接続するためのフリップチップ実装用パッド５７３が形成されている。そして、ボンディングパッド５７２とフリップチップ実装用パッド５７３は、ビア５７１によって電気的に接続されている。
【００７２】
そして、光素子５２２とサブキャリア５１３は、電極５２３とフリップチップ実装用パッド５７３をハンダ５２４によって接続することにより固定されている。このように、サブキャリア５１３の一方の面が駆動ＩＣ５２１とボンディングワイヤ５３２で接続され、他方の面が光素子５２２とフリップフロップ接続される構成は、図１２に示したリード線３３２のような配線引き出しが不要なことから、寄生容量が小さく高速な動作が実現しやすい。
【００７３】
なお、この構成においては、低容量化の観点から、ボンディングワイヤ５３２と光素子５２２を電気的に接続するビア５７１は、直径が小さいことが好ましく、また、サブキャリア５１３の厚さは、機械的強度が保たれる範囲で薄いことが好ましい。
【００７４】
また、図６に示した封止樹脂５８０は、光素子５２２の電極５２３側と側面を覆い、レンズ５２５側を覆っていない。光素子５２２の電極５２３側は、湿度から保護するため樹脂封止する必要があるが、レンズ５２５側には湿度に弱い構造が特になく、また、光素子５２２のレンズ５２５とＡＲ（Anti-Reflective）コーティング（裏面レンズを含む裏面表面に形成）は対空気で設計されており、封止樹脂５８０で覆わない方が特性上優れているためである。
【００７５】
なお、封止樹脂５８０には、例えば、光素子５２２およびサブキャリア５１３の線膨張係数（約４Ｅ−６／℃）に線膨張係数を合わせたガラスフィラ含有エポキシ系樹脂を用いることができる。
【００７６】
次に、図７〜１４を参照しながら、図５に示した光モジュール５００の製作方法について説明する。まず、各実装部材に所定の部品を搭載する。具体的には、図７に示すように、銀ペースト５９０のように熱伝導性の高い接着剤を用いて、駆動ＩＣ５２１をプリント板５１１に接着する。
【００７７】
また、図８に示すように、光素子５２２をサブキャリア５１３にフリップチップ実装する。光素子５２２の電極５２３にはＡｎＳｕ等のハンダ５２４がパターニングされており、サブキャリア５１３の所定の位置に光素子５２２をおいてハンダ溶融温度以上に加熱することにより、光素子５２２の電極５２３が、サブキャリア５１３のフリップチップ実装用パッド５７３に接続される。
【００７８】
続いて、各部材のアセンブリをおこなう。具体的には、図９に示すように、プリント板５１１とサブキャリア５１３を筐体５１２に取り付け、接着剤（例えば、エポキシ系接着剤）を用いて固定させる。
【００７９】
続いて、図１０に示すように、ワイヤボンディングを実施する。具体的には、ワイヤボンディングによりボンディングワイヤ５３１の一端を駆動ＩＣ５２１に接合し、他の一端をプリント板５１１上の配線に接合させる。そして、ワイヤボンディングによりボンディングワイヤ５３２の一端を駆動ＩＣ５２１に接合した後、筐体５１２を９０°回転させ、ボンディングワイヤ５３２の他の一端をサブキャリア５１３に接合させる。光モジュール５００は、サブキャリア５１３がプリント板５１１に対して垂直に立った構造となっているため、このように、ワイヤボンディングの過程において筐体５１２を９０°回転させる必要がある。
【００８０】
続いて、樹脂封止を実施する。具体的には、図１１に示すように、光素子５２２の電極５２３側と側面を樹脂封止する。同図に示すように、樹脂塗布用ディスペンサのヘッド６００から、光素子５２２の近傍に封止樹脂５８０を滴下すると、封止樹脂５８０が広がって光素子５２２の側面に接触し、表面張力の作用により光素子５２２の側面を取り囲むように封止樹脂が充填されていく。
【００８１】
また、図１２に示すように、駆動ＩＣ５２１周辺を封止樹脂５４１で樹脂封止する。このとき、温度変化による剥離が生じるのを防止するため、封止樹脂５４１がプリント板５１１からはみ出さないようにする。この段階では、駆動ＩＣ５２１とサブキャリア５１３を接続するボンディングワイヤ５３２は、駆動ＩＣ５２１との接合部付近を除いて露出した状態となる。
【００８２】
この露出部分を保護するため、図１３に示すように、ボンディングワイヤ５３２周辺を封止樹脂５４２で樹脂封止する。この結果、線膨張係数の異なるサブキャリア５１３および筐体５１２にも封止樹脂５４２が接着することになるが、封止樹脂５４２は、ヤング率が小さいことから接着面に大きな熱応力が生じることがなく、封止樹脂５４２の剥離によるボンディングワイヤ５３２の断線が起こることはない。なお、封止樹脂５４１と封止樹脂５４２の界面で両封止樹脂のずれによりボンディングワイヤ５３２が断線することを避けるため、封止樹脂５４１と封止樹脂５４２を十分に接着させることが必要である。
【００８３】
最後に、図１４に示すようにファイバブロック５６０を接続させる。このとき、駆動ＩＣ５２１を動作させ、光素子５２２を受発光する状態とし、これとファイバブロック５６０中の光ファイバのコアとを調芯して、接着剤（図示せず）で固定する。固定用の接着剤は短時間で硬化するものが必要で、数分で硬化するＵＶ硬化性接着剤が適している。これに合わせて、ファイバブロック５６０の材質はＵＶ光を透過するガラス系の材料が好適である。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上のように、本発明に係る樹脂封止モジュール、光モジュールおよび樹脂封止方法は、コンパクトな形態を実現するために線膨張率が異なる実装部材に跨って樹脂封止をおこなう場合に有用であり、特に、温度変化による樹脂封止の剥離にともなう破損を防止したい場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】図１は、本実施例に係る本実施例に係る樹脂封止方法で作成された樹脂封止モジュールの一例を示す図である。
【図２】図２は、本実施例に係る本実施例に係る樹脂封止方法で作成された樹脂封止モジュールの他の一例を示す図である。
【図３】図３は、本実施例に係る本実施例に係る樹脂封止方法で作成された樹脂封止モジュールの他の一例を示す図である。
【図４】図４は、本実施例に係る本実施例に係る樹脂封止方法で作成された樹脂封止モジュールの他の一例を示す図である。
【図５】図５は、本実施例に係る本実施例に係る樹脂封止方法で作成された光モジュールの一例を示す図である。
【図６】図６は、図５に示した光モジュールの光素子周辺を示す図である。
【図７】図７は、プリント板に駆動ＩＣを搭載する工程を示す図である。
【図８】図８は、サブキャリアに光素子を搭載する工程を示す図である。
【図９】図９は、各部材をアセンブリする工程を示す図である。
【図１０】図１０は、ワイヤボンディングを実施する工程を示す図である。
【図１１】図１１は、光素子周辺を樹脂封止する工程を示す図である。
【図１２】図１２は、駆動ＩＣ周辺を樹脂封止する工程を示す図である。
【図１３】図１３は、ボンディングワイヤの露出部分を樹脂封止する工程を示す図である。
【図１４】図１４は、ファイバブロックを取り付ける工程を示す図である。
【図１５】図１５は、従来の樹脂封止方法で作成された樹脂封止モジュールの一例を示す図である。
【図１６】図１６は、線膨張係数の異なる実装部材を跨いで樹脂封止した樹脂封止モジュールの一例を示す図である。
【図１７】図１７は、図１６に示した樹脂封止モジュールにおいて封止樹脂が剥離した場面を示す図である。
【図１８】図１８は、線膨張係数の異なる部品を接続する場合に従来用いられていた方法を示す図である。
【符号の説明】
【００８６】
１００  樹脂封止モジュール
１１１  実装部材
１２１  部品
１３１、１３２  ボンディングワイヤ
１４１  封止樹脂
２００  樹脂封止モジュール
２１１、２１２  実装部材
２２１  部品
２３１、２３２  ボンディングワイヤ
２４１  封止樹脂
３００  樹脂封止モジュール
３１１  実装部材
３２１  部品
３２２  光素子パッケージ
３３１  ボンディングワイヤ
３３２、３３３  リード線
３４１  封止樹脂
４００〜４０３  樹脂封止モジュール
４１１、４１２  実装部材
４２１、４２２  部品
４３１〜４３４  ボンディングワイヤ
４４１〜４４３  封止樹脂
５００  光モジュール
５１１  プリント板
５１２  筐体
５１３  サブキャリア
５２１  駆動ＩＣ
５２２  光素子
５２３  電極
５２４  ハンダ
５２５  レンズ
５３１、５３２  ボンディングワイヤ
５４１、５４２  封止樹脂
５６０  ファイバブロック
５７１  ビア
５７２  ボンディングパッド
５７３  フリップチップ実装用パッド
５８０  封止樹脂
５９０  銀ペースト
６００  ヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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