(57)【要約】【課題】リードフレームに搭載された半導体光素子を透明樹脂でモールドして封止する際に、ワイヤが破断されたり、ワイヤのリード端子部や半導体光素子との接合部が壊れたりする虞のない光モジュールの製造方法を提供。【解決手段】本発明の光モジュールの製造方法は、半導体光素子である発光素子２及び受光素子３が搭載され、該半導体光素子にワイヤ接続されたリード端子部４ａを備えたリードフレーム４の半導体光素子の搭載部分を、透明樹脂でモールドして封止する方法であって、透明樹脂でモールドする前に、リード端子部４ａのワイヤ７の接続面と反対側の面に、リード端子部４ａの変位を抑制する透明樹脂ブロック６を固定しておく。【選択図】図２
2013074225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体光素子が搭載され、該半導体光素子にワイヤ接続されたリード端子部を備えたリードフレームの前記半導体光素子の搭載部分を、透明樹脂でモールドして封止する光モジュールの製造方法であって、
前記透明樹脂でモールドする前に、前記リード端子部のワイヤ接続面と反対側の面に、前記リード端子部の変位を抑制する透明樹脂ブロックを固定しておくことを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記透明樹脂ブロックと前記モールドに用いる前記透明樹脂の材料が同一、或いは、屈折率が実質的に同じ値を示し、且つ、当該透明樹脂を構成するベース樹脂が同種の材料であることを特徴とする請求項１に記載の光モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信の送受信に用いられる半導体光素子を搭載し、樹脂によりモールド封止したモールドパッケージを備えた光モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光信号の送受信等に用いられる光モジュールとしては、リードピンを埋設したステムに半導体光素子を搭載し、その外側を、集光レンズを取り付けた金属製のキャップで覆って封止するＣＡＮパッケージ型のものが知られている。しかしながら、この形態のパッケージは、部品数が多く、組み付け工程が複雑で製造コストが高くなるという問題があった。
【０００３】
このため、ＣＡＮパッケージ型に代えて、リードフレームに半導体光素子を搭載し、該搭載部分を透明樹脂でモールドして封止した構造のモールドパッケージ型が知られている（例えば、特許文献１）。図４を参照して、特許文献１に開示のモールドパッケージ型の光モジュール１０１を説明する。光モジュール１０１は、リードフレーム１０２に半導体光素子１０３が搭載され、これをトランスファモールド成形により透明樹脂１０４で樹脂モールドしている。また、半導体光素子１０３とリード端子部１０２ａとの電気接続にワイヤ１０５が用いられる。なお、トランスファモールド成形による樹脂モールドは、キャビティ内に高温の溶融樹脂が流動状態で流し込まれて行なわれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１９２７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図４に示す特許文献１に係る光モジュール１０１では、樹脂モールドに際し高い粘度を有する溶融樹脂を流し込んだ際、半導体光素子１０３との電気接続のためのワイヤ１０５が予め張られたリード端子部１０２ａが動きうる状態にある。したがって、溶融樹脂を流し込んだ際、リード端子部１０２ａが変位し、その結果、ワイヤ１０５が破断したり、ワイヤ１０５のリード端子部１０２ａや半導体光素子１０３との接合部が壊れたりすることがある。
この点に関し、特許文献１には開示も示唆もされていない。
【０００６】
本発明の目的は、上述を鑑み、リードフレームに搭載された半導体光素子を透明樹脂でモールドして封止する際に、ワイヤが破断されたり、ワイヤのリード端子部や半導体光素子との接合部が壊れたりする虞のない光モジュールの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の光モジュールの製造方法は、半導体光素子が搭載され、該半導体光素子にワイヤ接続されたリード端子部を備えたリードフレームの半導体光素子の搭載部分を、透明樹脂でモールドして封止する方法であって、透明樹脂でモールドする前に、リード端子部のワイヤ接続面と反対側の面に、リード端子部の変位を抑制する透明樹脂ブロックを固定しておくことを特徴とする。
【０００８】
透明樹脂ブロックとモールドに用いる透明樹脂の材料が同一、或いは、屈折率が実質的に同じ値を示し、且つ、当該透明樹脂を構成するベース樹脂が同種の材料であるとよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、リード端子のワイヤ接合面と反対側の面に、リード端子が変位しないように透明樹脂ブロックが予め固定されているので、樹脂モールドに際し流れ込む溶融樹脂によりワイヤが破断されたりワイヤ接合面が破壊されたりすることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による作製方法で作製された光モジュールの一例を説明する図である。
【図２】透明樹脂による樹脂モールドを行なう前の図１の光モジュールの様子を半導体光素子側から示した図である。
【図３】透明樹脂による樹脂モールドを行なう前の図１の光モジュールの半導体光素子側とは反対側から示した図である。
【図４】従来の光モジュールを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１〜図３を参照して、本発明による作製方法で作製された光モジュールを説明する。図１では、光モジュールの透明樹脂パッケージを仮想線で図示し、図２及び図３では、光モジュールの要部の様子を示すため透明パッケージの図示を省略した上で拡大して示している。
光モジュール１は、図示するように、例えば、発光素子２と、受光素子３と、リードフレーム４と、透明樹脂パッケージ（以下、パッケージと省略）５と、透明樹脂ブロック体６とを備える。
【００１２】
発光素子２は、半導体光素子であって、例えば、アルミコーティングされた量子井戸レーザ等の半導体発光素子である。受光素子３は、発光素子２をモニタするための半導体光素子である。
リードフレーム４は、銅合金等の金属材料から形成されるもので、サブマウント２ａを介して発光素子２が搭載され、また、受光素子３も搭載される。このリードフレーム４は、発光素子２を駆動させるための電気配線や受光素子３からの電気信号を取り出すための電気配線として機能するリード端子部４ａを複数有する。これらリード端子部４ａと、発光素子２や受光素子３とは、ワイヤ７により電気接続される。また、リードフレーム４は、発光素子２の光軸を挟んだ両側に貫通孔４ｂを有する。貫通孔４ｂの機能については後述する。
【００１３】
パッケージ５は、エポキシ等の透明樹脂をモールドすることにより、少なくとも、リードフレーム４の発光素子２が搭載された部分と受光素子３が搭載された部分とを一括して封止するもので、例えば、外径が５〜２０ｍｍで長さが５〜２０ｍｍに成形される。なお、透明樹脂として、例えば、日東電工製のＮＴシリーズ（屈折率：１.５０〜１.５５、主成分：変性エポキシ樹脂と酸無水化物硬化剤）を用いることができる。
このパッケージ５には、略円錐台形状を刳り抜いた形状の穴５ａが一方に２つ形成されている。これら穴５ａは樹脂モールドの際に成形金型によって形成されている。
【００１４】
また、パッケージ５の一端側には、樹脂レンズ部５ｂが一体に成形されている。樹脂レンズ部５ｂは、集光型の非球面レンズであり、その光軸が発光素子２の光軸と合致するような位置に形成されている。
【００１５】
透明樹脂ブロック体６は、樹脂モールドの際にリード端子部４ａが変位することを防ぐもので、リード端子部４ａのワイヤ接合面と反対側の面（以下、背面）に、樹脂モールドに先立って貼り付け固定される。なお、透明樹脂ブロック体６の貼り付けは、例えば、既に固化（硬化）した透明樹脂ブロック体６をリードフレーム４のリード端子部４ａ部分の背面に載置し、その状態でホットプレート等で加熱することにより行なわれ、これによりリードフレーム端子４ａが互いに繋ぎ止められる。加熱条件は、例えば、硬化温度が１５０〜１８０℃、硬化時間が３０〜６０秒である。
【００１６】
以上のような部材からなる光モジュール１は、外部電気回路によってリード端子部４ａを介して駆動された発光素子２から光を出射し、樹脂レンズ部５ｃにより外部の光ファイバ（図示省略）に集光させる。  
【００１７】
次に、樹脂モールドによるパッケージ５の成形方法すなわち発光素子２の封止方法について説明する。パッケージ５のように発光素子２の封止を行うことができる成形方法としては、射出成形・トランスファモールド成形等を挙げることができ、例えば、住友重機製の成形機（ＭＹ−２０）を用いて、トランスファモールド成形により所望性能のパッケージを得ることができる。
【００１８】
トランスファモールド成形の際は、まず、図３のように透明樹脂ブロック体６が鉛直方向上になるようにした状態でリードフレーム４を下側の金型（キャビティ）にセットする。その際、下側の金型に設けられた上方に突出するピンの凸部が、リードフレーム４の貫通孔４ｂが挿通されるようにセットする。これにより、リードフレーム３上の発光素子２に対してガラスレンズ部材４が位置決めされる。次いで、上側の金型に形成されたガイドピンが下側の金型のガイドピン用孔に嵌るように上側の金型を閉じ、リードフレーム４を上下の金型により狭持する。
【００１９】
そして、成形金型を図示しないトランスファモールド成形機内部に装着し、後述する成形条件でパッケージ５の成形を行う。なお、この成形の際、空孔発生を抑制するため、成形金型のキャビティを真空状態にし、その後、キャビティに加熱され流動状態になった溶融透明樹脂を圧入する。
成形条件は、例えば、型締め力が１.０〜１.６×１０３ｋｇ（好ましくは、１.０〜１.２×１０３ｋｇ）、硬化時間が３〜１０分（好ましくは、５〜７分）、硬化温度が１５０〜１９０℃（好ましくは、１６０〜１８５℃）である。
【００２０】
その後、上述のようにして硬化させたものを成形金型から取り出す。このとき、下金型と上金型が撥水処理された金属であるため成形金型から容易に取り出すことができる。
その後、パッケージ５の硬化状態をより完全なものとするために、例えば１５０〜１６５℃で２〜３時間、熱養生させる。
【００２１】
以上のように、光モジュール１では、リードフレーム４のリード端子部４ａが互いに変位しないように、当該リード端子部４ａのワイヤ７が張られているのとは反対側の表面に透明樹脂ブロック体６をモールド成形前に予め貼り付け固定している。したがって、モールド成形の際に、高い溶融粘度を有する透明樹脂がリードフレームの周囲を流動しても、透明樹脂ブロック体６がリード端子部４ａを背面からサポートするため、樹脂流動によるリード端子部４ａの変位の余地はなくなり、リード端子部４ａと発光素子２や受光素子３とを結び付けるワイヤ７に過大な力が付与されることがない。そのため、ワイヤ７が破断したり、ワイヤ７の発光素子２や受光素子３との接合部が破壊されたりすることがない。
【００２２】
透明樹脂ブロック体６の材料としては、パッケージ５の材料と同じもの、或いは当該透明樹脂ブロック体６を構成するベース樹脂が、パッケージ５を構成するベース樹脂と同一種の材料であって、両者が略同じ屈折率を示す材料を用いるのが好ましい。同一の材質、或いはベース樹脂が同系統の材料であれば、パッケージ化後におけるパッケージ品質・信頼性等に関して影響はない、というメリットがある。なお、同じ材質を用いることで、樹脂同士が高い親和性を示し、最終的には、上記ブロック体６がパッケージ５と一体となる。
【００２３】
上述のような光モジュール１は、光ファイバを接続するためのレセプタクルスリーブを結合して光サブアセンブリとして用いられることが多い。その際、レセプタクルスリーブとしては、ＳＵＳ材料等を用いた金属製であってもよいし、ポリエーテルイミドやＬＣＰ等を用いた樹脂製であってもよく、また、形状としては、パッケージ５の全体を覆う構造にすることが好ましい。なお、レセプタクルスリーブをパッケージ５に固定する場合には、エポキシ系接着剤で樹脂固定する。エポキシ系接着剤としては、光硬化と熱硬化を併用する接着剤（例えば、ＥＭＩ社の光学接着剤３４００シリーズ等）が好適である。
【００２４】
また、この光モジュールは、シングルモード光ファイバにもマルチモード光ファイバにも適用可能であり、非通信用途に用いることも可能である。
上述の例は、レンズが透明パッケージに内蔵されない形態であったが、内蔵される形態であってもよい。
【符号の説明】
【００２５】
１…光モジュール、２…発光素子、３…受光素子、４…リードフレーム、５…パッケージ、６…透明樹脂ブロック体、７…ワイヤ。
【図１】
2013074225.tif 000003
【図２】
2013074225.tif 000004
【図３】
2013074225.tif 000005
【図４】
2013074225.tif 000006