(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程順に組立を行うことを特徴とする光通信モジュールの製造方法。
ａ：各リードが絶縁性のタイバーで保持されているリードフレーム上に光通信機能部を配置する工程。
ｂ：光通信機能部のスクリーニングを行う工程。
ｃ：スクリーニング工程によって選別された良品をパッケージングする工程。
【請求項２】
光通信機能部を配置する工程において、光伝送媒体は配置せず、スクリーニング工程の後に光伝送媒体の配置を行うことを特徴とする請求項１に記載の光通信モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リードフレームと、それを用いた半導体集積回路、光通信モジュール並びにその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は現在用いられている半導体レーザ送信器の断面構造を示す切欠斜視図である。パッケージの中には、半導体レーザ70（LD）とその光強度を検知するモニタフォトダイオード71（M-PD）が配置されている。LD70から出力される光信号はレンズ72を介して光ファイバ73に入射される。このような光通信モジュールは、構造上から同軸型と呼ばれている。
しかし、同軸型の光通信モジュールの構造は立体的であり、小型化や製造工程の短縮に眼界がある。
この問題を解決するために、基板の上にLDやM-PD、あるいはフォトダイオード（PD）や前置増幅器（PRE-AMP）を平面的に実装する表面実装技術が開発されつつある。このような表面実装技術を用いた光通信モジュールの製造過程を図８〜10に基づいて説明する。図８は従来のリードフレームの平面図、図９は光通信モジュールの製造工程のフローチャート、図10は同製造方法の説明図である。
【０００３】
ここで用いられるリードフレーム80は厚さ200μmの銅板上にNiメッキおよびAuメッキを順次施したものである。このリードフレーム80は、図８に示すように、枠状のフレーム81を具え、その内部にリード83を介してダイパッド82が連結され、さらに各リード83はタイバー84により連結されている。
【０００４】
このようなリードフレーム80を用いた光通信モジュールの製造は図9、10に示す工程で行われる。
【０００５】
まず、光ファイバ30を固定するV溝とLD21やM-PD22を半田付けする電極パターンなどを形成したSiプラットフォーム20を作製する。
【０００６】
このSiプラットフォーム20にLD21やM-PD22を半田付けし、次に光ファイバ30を樹脂固定する。その際、光ファイバ30は、ガラス板40とSiプラットフォーム20との間に挟み込まれる。この状態の中間製品をサブモジュールと呼ぶ。
【０００７】
このサブモジュールを前記リードフレーム80のダイパッド上に固定した後、ワイヤボンディングし、トランスファーモールド技術により樹脂50で封止する。
【０００８】
次に、リードフレームのタイバー84やフレーム81をカットして、各リード83を電気的に切り離し、パッケージから露出するリード83を所定の角度に屈曲成形する。
【０００９】
このような状態まで完成してから、初めてLDやM-PDに電気を流すことができるようになり、高温環境下でLDに電流を流したり、M-PDに逆バイアスを印加したりして、いわゆるスクリーニングを行う。LDでは、特にストレスに敏感な閾値電流の変動率で良否判定し、M-PDでは、漏れ電流の変化率で良否判定することが多い。そして、スクリーニングの後、製品の最終検査を行う。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の工程では、製品が完成してからスクリーニングを行うため、LDやM-PDの不良が発見されると、光ファイバやガラス板、モールド樹脂、及びモールド工程を含むこの間の加工費が全て無駄になる。製品の歩留まりは、LDの歩留まりとM-PDの歩留まりの積で決まり、コストアップになる。特に、フェルール付き光ファイバは高価なため、樹脂モールドの後のスクリーニングで不良が発見された場合、光ファイバまで廃棄せざるを得ず、コスト低減の障害となっていた。
【００１１】
従って、本発明の主目的は、より前工程でスクリーニングを実施可能とし、大幅なコスト低減が可能なリードフレーム構造、それを用いた光通信モジュールまたは光通信モジュールの製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、リードフレームにおける各リードを絶縁することで上記の目的を達成する。
【００１３】
すなわち、本発明リードフレームは、複数のリードと、ダイパッドと、リード同士を連結するタイバーとを具えるリードフレームであって、前記タイバーは絶縁材料で構成され、各リードを電気的に絶縁して保持することを特徴とする。
【００１４】
従来のように、タイバーが各リードと同じ金属材料で構成され、各リードが電気的に導通されていれば、樹脂モールドの前にLDやM-PDに個別に電流を流してスクリーニングすることができない。そこで、本発明ではタイバーを絶縁材料で構成し、各リードを電気的に絶縁することにより、パッケージングする前段階でもスクリーニングできるように構成した。そのため、従来コスト増大の原因となっていた廃棄に伴う無駄をなくすることができ、製品のコスト低減を図ることができる。
【００１５】
タイバーの材料は絶縁性で製造性に優れるものであれば特に限定されない。短時間で樹脂の硬化が可能で製造性に優れる熱可塑性樹脂が好ましい。特に、液晶ポリマでタイバーを構成することが好ましい。通常、後工程でタイバーを除去するが、液晶ポリマは金属とのなじみが適度で容易に除去を行うことができる。
【００１６】
このようなリードフレームは、LSIなどの半導体集積回路や光通信モジュールに利用することができる。半導体集積回路では、リードフレームにおけるダイパッド上に半導体チップを配置し、光通信モジュールでは、ダイパッド上に光通信機能部を配置する。
【００１７】
光通信機能部は、光伝送媒体と、受光素子および発光素子の少なくとも一方とを具えるものが好適である。光伝送媒体には、光ファイバや光導波路が挙げられる。光通信機能部としては、光通信に用いる送信器または受信器あるいはこれらを複合した送受信器が挙げられる。例えば、LDとM-PDを内蔵した光送信器や、PDやPRE-AMPを内蔵した光受信器を一つの基板上に表面実装技術を用いて構成する。
【００１８】
この表面実装を行うに当たり、光通信機能部は、Si基板またはセラミック基板上に構成されることが好ましい。SiはエッチングによりV溝などの形成が容易に可能であり、アルミナなどのセラミックは絶縁性でかつ高硬度のため、高精度の加工が行いやすいためである。
【００１９】
光通信機能部は、プラスチックパッケージに収納されたり、トランスファーモールドにより収納される。プラスチックパッケージへの収納は、予め成形したパッケージに光通信機能部をはめ込むことで行う。トランスファーモールドによる収納は、光通信機能部をモールドにより樹脂封止することで行われる。トランスファーモールドした光通信機能部をさらにプラスチックパッケージに収納する場合もある。
【００２０】
また、本発明光通信モジュールの製造方法は、以下の工程順に組立を行うことを特徴とする。
ａ：各リードが絶縁性のタイバーで保持されているリードフレーム上に光通信機能部を配置する工程。
ｂ：光通信機能部のスクリーニングを行う工程。
ｃ：スクリーニング工程によって選別された良品をパッケージングする工程。
【００２１】
つまり、リードが絶縁されたリードフレームに直接、もしくはプラットフォーム等を介して間接的に電子デバイスや光デバイスを実装し、パッケージに実装する前に、あるいはモールドする前に、検査・スクリーニングを行うことを特徴とする。
【００２２】
このように、パッケージングを行う前にスクリーニングを行うことで、従来コスト増大の原因となっていた廃棄に伴う無駄をなくすることができ、製品のコスト低減を図ることができる。
【００２３】
特に、光通信機能部の構成要素のうち、フェルールを装着した光伝送媒体が高価なため、光通信機能部を配置する工程において、光伝送媒体は配置せず、スクリーニング工程の後に光伝送媒体の配置を行うことが望ましい。従来、パッケージングを行ってからスクリーニングを行っていたため、スクリーニングで不良が発見されても光ファイバなどの光伝送媒体もまとめて廃棄せざるを得ない。しかし、光伝送媒体を実装する前にスクリーニングを行えば、光伝送媒体やパッケージ材料の無駄をなくし、製品の歩留りを改善してコストダウンを実現することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
（実施例1）
まず、本発明リードフレームを図1に基づいて説明する。このリードフレーム10は、一対の直線状フレーム11と、その間に設けられたダイパッド12、リード13およびタイバー14からなる。
【００２５】
各リード13はタイバー14で連結された細長い板状体で、ダイパッド12は一対のリード13と連結されているほぼ矩形の板状体である。ここで、フレーム11、ダイパッド12およびリード13は従来と同様に金属で構成するが、タイバー14は絶縁材料で構成する。本例では液晶ポリマでタイバー14を構成した。また、従来のように枠状のフレームではなく、平行に配置された直線状のフレーム11であり、各リード13はタイバー14を介してのみフレーム11に連結されているため、電気的な絶縁が確保されていることになる。
【００２６】
このようなリードフレームは、以下のようにして作製する。
まず、図２に示す通常のリードフレームを作製する。このリードフレームはフレーム11、ダイパッド12、リード13および金属タイバー15の全てが金属で一体に構成されたリードフレームである。次に、図３に示すように、ダイパッド12と金属タイバー13との間に金型成形で絶縁性のタイバー14を形成してリード13を連結する。最後に金属タイバー15とフレーム11の両サイドを切除することで図1に示す絶縁タイバー付きリードフレーム10を得ることができる。
【００２７】
このようなリードフレーム10を用いた光通信モジュールの製造工程を図4、5に基づいて説明する。図4は光通信モジュールの製造工程のフローチャート、図5は同製造方法の説明図である。
【００２８】
(1)  光ファイバ固定用V溝、LDやM-PD用のAu-Crメタライズパターンを形成したSiプラットフォーム20（例えばSiの(100)基板。サイズは、3mmL×1.5mmW×1.2mmt）を用意する。このSiプラットフォーム20上に、InGaAsPを発光層とするLDチップ21（300μm×300μm×120μmt）とInGaAsを受光層とするM-PDチップ22（450μm×450μm×200μmt）を、AuSnやSnPbなどで半田付けする。ワイヤボンダでLD21とM-PD22の上面側の電極とSiプラットフォーム20の配線パターンとの間をAu線23（直径20〜30μm程度）で結ぶ。この段階で、高価な光ファイバはまだ装着しない。
【００２９】
▲２▼  次に、図１に示したリードフレーム10のダイパッド上に上記のSiプラットフォーム20を実装する。すなわち、Siプラットフォーム20の配線パターンとリード13との間はAu線24で結ばれる。
【００３０】
▲３▼  ここで、スクリーニングを行う。まず、前もって特性検査を行い、パワーが不足するものや発光しないLD、暗電流がもともと高いM-PDはスクリーニング前に除外する。良好と判定されたものを、例えば85℃の高温槽中で、LDには100mAから200mA（品種によって異なる）の順方向電流を流し、M-PDには−15Vから−30V（これも品種によって異なる）の逆方向電圧を印加して、スクリーニングを行う。通電時間は、品種によって異なり、数時間から数十時間である。高温槽から取り出し後に、再度特性を検査し、LDについては大口径のパワーメータで発光出力と駆動電流との関係を測定し、特に閾値電流の変化を詳しく調べる。M-PDでは最もストレスに敏感な暗電流の変化を高感度電流計で測定する。少なくともLD、M-PDどちらかの特性変動の大きいものは不良として、この段階で除去する。
【００３１】
従来のリードフレームは、図8に示すようにリード83が金属でできたタイバー84によって位置決めされており、一個一個のリードが電気的に絶縁されていないので、LDやM-PDに個別に電流を流すことができない。これに対して、本発明リードフレーム10は、タイバー14が絶縁材料で構成され、各リード13が電気的に絶縁されているため、LDやM-PDに個別に電流を流してスクリーニングを行うことができる。
【００３２】
▲４▼  スクリーニングで良好品と判断されたものにのみ光ファイバ30を固定する。光ファイバの固定は、SiプラットフォームのV溝に光ファイバ30を配置し、ガラス板40を上から被せることで行う。
【００３３】
▲５▼  光ファイバ30の装着を終えたものをトランスファーモールドで樹脂50により封止する。その後、絶縁タイバー14をカットし、リード13のフォーミングを行って製品とする。
【００３４】
▲６▼  最後に、製品の出荷検査（最終検査）を行う。ここでは、製品を光ファイバと結合して最終的な光出力を検査する。
【００３５】
このようにパッケージング前にスクリーニングを行うことで、前もって不良品を除去することができる。特に、従来、パッケージングを行ってからスクリーニングをして不良を見つけた場合、光ファイバ等の材料費やモールドの加工費等が無駄に消費されていたが、本発明ではこれら費用を節約することができ、大幅なコストダウンができる。
【００３６】
（実施例2）
さらに、実施例1とは若干異なる構成の本発明光送信モジュールについて図6に基づいて説明する。
【００３７】
この場合は、LD21のみをSiプラットフォーム20に実装した後、このSiプラットフォーム20と光ファイバ30とを固定する基板60を液晶ポリマで作り、Siプラットフォーム20を小さくして、コスト低減を図っている。
【００３８】
本例でも、LD21を実装したSiプラットフォーム20を基板60に実装し、光ファイバ30を取り付ける前に、スクリーニングを行う。その後、基板に光ファイバ30を樹脂固定し、さらにトランスファーモールドを行って樹脂封止する。
【００３９】
この場合でも、パッケージングの前にスクリーニングを行うことで、実施例1と同様に前もって不良品を除去することができ、コスト低減を図ることができる。
【００４０】
以上の実施例1,2は、光送信モジュールについて説明したが、光受信モジュールでも、あるいはこれらを組み合わせた送受信モジュールでも同様の効果が期待できる。また、プラットフォームはSiのみならず、Al2O3のようなセラミック材料でもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明リードフレームはタイバーを絶縁材料で構成して各リードを電気的に絶縁することで、パッケージングの前にスクリーニングすることができる。それにより、従来よりも前段階で不良品を選別することができ、不良により生じていた無駄な材料費や加工費を節約してコストダウンを図ることができる。
【００４２】
また、本発明半導体集積回路および光通信モジュールは、本発明リードフレームの有効利用を図ることに最適である。
【００４３】
さらに、本発明光通信モジュールの製造方法は、パッケージングの前にスクリーニングすることで、従来よりも前段階で不良品を選別し、無駄な材料費や加工費を節約してコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明リードフレームの平面図である。
【図２】図１のリードフレームを作製する前段階の金属リードフレームの平面図である。
【図３】図２のリードフレームに絶縁タイバーを形成した状態を示すリードフレームの平面図である。
【図４】本発明光通信モジュールの製造方法のフローチャートである。
【図５】本発明光通信モジュールの製造方法の説明図である。
【図６】光ファイバを設置する基板を液晶ポリマとした本発明光通信モジュールの概略斜視図である。
【図７】従来の光通信モジュールの切欠斜視図である。
【図８】従来のリードフレームの平面図である。
【図９】従来の光通信モジュールの製造方法のフローチャートである。
【図１０】従来の光通信モジュールの製造方法の説明図である。
【符号の説明】
10  リードフレーム
11  フレーム
12  ダイパッド
13  リード
14  タイバー
15  金属タイバー
20  プラットフォーム
21  LD
22  M-PD
23  Au線
24  Au線
30  光ファイバ
40  ガラス板
50  樹脂
60  基板
70  半導体レーザ
71  モニタフォトダイオード
72  レンズ
73  光ファイバ
80  リードフレーム
81  フレーム
82  ダイパッド
83  リード
84  タイバー
【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】
0004505849.tif 000008
【図８】
0004505849.tif 000009
【図９】
0004505849.tif 000010
【図１０】
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