(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子搭載用基板部材に搭載された光半導体素子と、光ファイバとが同一光軸上に配置された構成の樹脂封止光モジュールにおいて、前記光ファイバが内設され保持固定されたピグテールと、前記光ファイバと前記光半導体素子との間の光導波路部の一部を形成する孔を有し、前記ピグテールが接合されたスぺーサと、前記スぺーサの孔を塞ぐ光学透明の栓と、前記光軸上にあり、前記光半導体素子と前記栓との間に設けられたレンズと、前記素子搭載用基板部材と前記スペーサとを同一面に設けた配線基板とが備えられており、前記光導波路部の少なくとも前記光半導体素子と前記栓との間が透明な樹脂で封止され、前記ピグテールを除いて前記透明な樹脂の外側が不透明なモールド樹脂で封止されたことを特徴とする樹脂封止光モジュール。
【請求項２】
栓が、レンズであることを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止光モジュール。
【請求項３】
レンズが、素子搭載用基板部材に設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂封止光モジュール。
【請求項４】
素子搭載用基板部材に搭載された光半導体素子と光ファイバとが同一光軸上に配置された構成の樹脂封止光モジュールにおいて、前記光ファイバが内設され保持固定されたピグテールと、前記光ファイバと前記光半導体素子との間の光導波路部の一部を形成する孔を有し、前記ピグテールが接合されたスぺーサと、前記スぺーサの孔を塞ぐ光学透明のレンズと、前記素子搭載用基板部材と前記スペーサとを同一面に設けた配線基板とが備えられており、前記光導波路部の少なくとも前記光半導体素子と前記レンズとの間が透明な樹脂で封止され、前記ピグテールを除いて前記透明な樹脂の外側が不透明なモールド樹脂で封止されたことを特徴とする樹脂封止光モジュール。
【請求項５】
素子搭載用基板部材が、シリコン基板であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の樹脂封止光モジュール。
【請求項６】
スペーサが、金属であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の樹脂封止光モジュール。
【請求項７】
透明な樹脂がシリコーン樹脂であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の樹脂封止光モジュール。
【請求項８】
素子搭載用基板部材に搭載された光半導体素子と、光ファイバとが同一光軸上に配置された構成の樹脂封止光モジュールの製造方法において、
前記光半導体素子とレンズとを前記素子搭載用基板部材に搭載する工程と、光導波路部の一部を形成する孔と該孔を塞ぐ光学透明の栓とを有するスペーサと前記素子搭載用基板部材とを前記光半導体素子から出射した光が前記レンズを通過した後に前記孔を通過するように配線基板の同一面に設置する工程と、前記光半導体素子と前記栓との間を透明な樹脂で封止する工程と、前記透明な樹脂の外側を不透明なモールド樹脂で封止する工程と、前記モールド樹脂で封止する工程の後に前記光ファイバが内設され保持固定されたピグテールを前記光ファイバの光軸と前記光半導体素子および前記レンズの光軸とが一致するように前記スペーサに接合する工程と、を有することを特徴とする樹脂封止光モジュールの製造方法。
【請求項９】
素子搭載用基板部材に搭載された光半導体素子と、光ファイバとが同一光軸上に配置された構成の樹脂封止光モジュールの製造方法において、
前記光半導体素子を前記素子搭載用基板部材に搭載する工程と、光導波路部の一部を形成する孔と該孔を塞ぐ光学透明のレンズとを有するスペーサと前記素子搭載用基板部材とを前記光半導体素子から出射した光が前記孔を通過するように配線基板の同一面に設置する工程と、前記光半導体素子と前記レンズとの間を透明な樹脂で封止する工程と、前記透明な樹脂の外側を不透明なモールド樹脂で封止する工程と、前記モールド樹脂で封止する工程の後に前記光ファイバが内設され保持固定されたピグテールを前記光ファイバの光軸と前記光半導体素子および前記レンズの光軸とが一致するように前記スペーサに接合する工程と、を有することを特徴とする樹脂封止光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】
本発明は光通信に用いられる光モジュールに関し、特に、レーザダイオードやフォトダイオード等の光半導体素子と光ファイバとを有し、樹脂で封止された光モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光モジュールは、信頼性の観点から、光半導体素子と光ファイバとをセラミックの箱に固定し、このセラミックの箱を金属やセラミックの板で蓋をし、その内部を気密に保つ構造としていた。そして、光半導体素子と光ファイバとの光軸を合わすのは、光ファイバを予めピグテールに固定し、このピグテールをセラミックの箱に溶接する時に調整していた。しかし、このセラミック気密構造の光モジュールは製造コストが高いので、低コスト化の観点から、樹脂で封止する光モジュールの開発が行われている。
【０００３】
図５は、特開平９−１２７３７６号公報に開示されている樹脂封止光モジュールの縦断面模式図である。図５において、３１はレーザダイオード（ＬＤと記す）、３２はフォトダイオード（ＰＤと記す）、３３は光ファイバ、３４は素子搭載用基板部材、３５はフレーム基板、３６は押さえ基板、３７は光ファイバ支持部材、３８は光ファイバの樹脂被覆、３９は透明樹脂、４０はモールド樹脂、４１は樹脂封止光モジュールである。
【０００４】
特開平９−１２７３７６号公報に開示されている樹脂封止光モジュール４１は、光ファイバ３３が内挿された光ファイバ支持部材３７を固定する押え基板３６と、ＬＤ３１やＰＤ３２等の光半導体素子が搭載された素子搭載用基板部材３４とをフレーム基板３５に固定し、光半導体素子と光ファイバ３３との光結合部を透明樹脂３９で覆い、さらに、全体をモールド樹脂４０で封止するものである。
【０００５】
また、特開平１１−６８２５４号公報には、ＬＤと光ファイバとを固定しているシリコン基板及びこのシリコン基板を保持するリードフレームを、金型内で熱硬化性液状樹脂により注形にてモールドされた樹脂封止光モジュールが開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記特開平９−１２７３７６号公報に開示されている樹脂封止光モジュール４１のモールド樹脂での封止を、生産性の観点から、多数のモジュールを同時に、しかも短時間でモールドができるトランスファー成形で行う場合、光半導体素子と光ファイバ３３とが光学的に結合された後、すなわち、光ファイバ３３を取り付けた状態で成形することになるので、モールド樹脂４０の成形圧力により、光ファイバ３３に外力が加わり、光半導体素子と光ファイバ３３とのアライメントがずれるという問題があった。また、トランスファー成形は金型が用いられ、しかも金型は成形時の圧力によりモールド樹脂が洩れないように、高い型締め力で押さえられているので、金型に挟まれている光ファイバの樹脂被覆３８が破損し、光ファイバの信頼性が低下するという問題があった。それと、光ファイバ３３が取り付けられているので、光モジュールの金型へのセット及び金型からの取り出しに時間がかかり生産性が低下するという問題があった。
【０００７】
特開平１１−６８２５４号公報に開示されている注形による樹脂封止光モジュールでは、光ファイバの樹脂被覆が劣化するという不具合から、注形温度を高くすることができず、樹脂封止に長時間を要し、光モジュールの生産性が低くなるとの問題があった。
【０００８】
それと、従来の樹脂封止光モジュールは、全体が樹脂で封止されているので、光ファイバを取り付けたピグテールの光モジュールへの固定に、短時間で固定でき、固定部の密閉性に優れた溶接を用いることができないとの問題があった。
本発明は、前記のような、従来の樹脂封止光モジュールの課題を解決するためになされたものであり、樹脂モールド時に、光半導体素子と光ファイバとのアライメントのずれ及び光ファイバの破損や劣化を生じない、信頼性の高い、それと、生産性に優れた樹脂封止光モジュールを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる第１の樹脂封止光モジュールは、素子搭載用基板部材に搭載された光半導体素子と、光ファイバとが同一光軸上に配置された構成の樹脂封止光モジュールにおいて、前記光ファイバが内設され保持固定されたピグテールと、前記光ファイバと前記光半導体素子との間の光導波路部の一部を形成する孔を有し、前記ピグテールが接合されたスぺーサと、前記スぺーサの孔を塞ぐ光学透明の栓と、前記光軸上にあり、前記光半導体素子と前記栓との間に設けられたレンズと、前記素子搭載用基板部材と前記スペーサとを同一面に設けた配線基板とが備えられており、前記光導波路部の少なくとも前記光半導体素子と前記栓との間が透明な樹脂で封止され、前記ピグテールを除いて前記透明な樹脂の外側が不透明なモールド樹脂で封止されたものである。
【００１０】
本発明に係わる第２の樹脂封止光モジュールは、第１の樹脂封止光モジュールにおいて、栓が、レンズであるものである。
【００１１】
本発明に係わる第３の樹脂封止光モジュールは、第１または２の樹脂封止光モジュールにおいて、レンズが、素子搭載用基板部材に設けられたものである。
【００１２】
本発明に係わる第４の樹脂封止光モジュールは、素子搭載用基板部材に搭載された光半導体素子と光ファイバとが同一光軸上に配置された構成の樹脂封止光モジュールにおいて、前記光ファイバが内設され保持固定されたピグテールと、前記光ファイバと前記光半導体素子との間の光導波路部の一部を形成する孔を有し、前記ピグテールが接合されたスぺーサと、前記スぺーサの孔を塞ぐ光学透明のレンズと、前記素子搭載用基板部材と前記スペーサとを同一面に設けた配線基板とが備えられており、前記光導波路部の少なくとも前記光半導体素子と前記レンズとの間が透明な樹脂で封止され、前記ピグテールを除いて前記透明な樹脂の外側が不透明なモールド樹脂で封止されたものである。
【００１３】
本発明に係わる第５の樹脂封止光モジュールは、本発明の第１ないし４のいずれかの樹脂封止光モジュールにおいて、素子搭載用基板部材が、シリコン基板のものである。
【００１４】
本発明に係わる第６の樹脂封止光モジュールは、本発明の第１ないし５のいずれかの樹脂封止光モジュールにおいて、スペーサが、金属のものである。
【００１５】
本発明に係わる第７の樹脂封止光モジュールは、本発明の第１ないし６のいずれかの樹脂封止光モジュールにおいて、透明な樹脂がシリコーン樹脂のものである。
また、本発明に係わる樹脂封止光モジュールの製造方法は、素子搭載用基板部材に搭載された光半導体素子と、光ファイバとが同一光軸上に配置された構成の樹脂封止光モジュールの製造方法において、前記光半導体素子とレンズとを前記素子搭載用基板部材に搭載する工程と、光導波路部の一部を形成する孔と該孔を塞ぐ光学透明の栓とを有するスペーサと前記素子搭載用基板部材とを前記光半導体素子から出射した光が前記レンズを通過した後に前記孔を通過するように配線基板の同一面に設置する工程と、前記光半導体素子と前記栓との間を透明な樹脂で封止する工程と、前記透明な樹脂の外側を不透明なモールド樹脂で封止する工程と、前記モールド樹脂で封止する工程の後に前記光ファイバが内設され保持固定されたピグテールを前記光ファイバの光軸と前記光半導体素子および前記レンズの光軸とが一致するように前記スペーサに接合する工程と、を有するものである。
また、本発明に係わる他の樹脂封止光モジュールの製造方法は、素子搭載用基板部材に搭載された光半導体素子と、光ファイバとが同一光軸上に配置された構成の樹脂封止光モジュールの製造方法において、前記光半導体素子を前記素子搭載用基板部材に搭載する工程と、光導波路部の一部を形成する孔と該孔を塞ぐ光学透明のレンズとを有するスペーサと前記素子搭載用基板部材とを前記光半導体素子から出射した光が前記孔を通過するように配線基板の同一面に設置する工程と、前記光半導体素子と前記レンズとの間を透明な樹脂で封止する工程と、前記透明な樹脂の外側を不透明なモールド樹脂で封止する工程と、前記モールド樹脂で封止する工程の後に前記光ファイバが内設され保持固定されたピグテールを前記光ファイバの光軸と前記光半導体素子および前記レンズの光軸とが一致するように前記スペーサに接合する工程と、を有するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における樹脂封止光モジュールの構造を表す断面模式図である。図１において、１はＬＤ、２はＰＤ、３は光半導体素子、４は素子搭載用基板部材、５は光ファイバ、６はピグテール、７はスペーサ、８は光導波路の孔、９は配線基板、１０は第１のレンズ、１１は栓、１２は光ファイバの樹脂被覆、１３は透明樹脂、１４はモールド樹脂、１５は外部電極、２０は樹脂封止光モジュールである。
【００１７】
図１に示すように、本実施の形態の樹脂封止光モジュール２０は、内部電極（図示せず）と内部電極に電気的に接続されている外部電極１５とを備えた配線基板９の同一面に、素子搭載用基板部材４とスペーサ７とが、接して載置されている。図１には示していないが、配線基板９には、素子搭載用基板部材４とスペーサ７以外に、その他の半導体素子及び抵抗やコンデンサ等の部品を搭載しても良い。
素子搭載用基板部材４には、スペーサ７に接する端とは反対側の所定位置にＬＤ１やＰＤ２等の光半導体素子３が設置されており、ＬＤ１の出射光の光軸に略一致するとともに、且つＬＤ１の出射光面に焦点を結ぶ位置に第１のレンズ１０が設置されている。本実施の形態では、第１のレンズ１０は球状レンズであるが、球状レンズ以外の非球面レンズ等であっても良く、レンズが予めホルダ等で固定されていても良い。また、第１のレンズ１０は１個であるが、複数のレンズ群とし、その合成焦点がＬＤ１の出射光面に結ぶように設置しても良い。
図１には示していないが、素子搭載用基板部材４にも、光半導体素子３やレンズ１０により形成される光導波路部以外の場所に、その他の半導体素子及び抵抗やコンデンサ等の部品を搭載しても良い。
【００１８】
スペーサ７には、ＬＤ１から出射され、第１のレンズ１０で略平行になった光を通過させる寸法の光導波路の孔８が設けられている。本実施の形態では、孔８の形状は円形としたが、この形状に限定されるものではなく、例えば楕円や四角形等であっても良い。
この孔８には、封止時に透明樹脂１３が洩れるのを防止するための栓１１が、スペーサ７の第１のレンズ１０に対向する面と略同一面となるようにして設けられている。この栓１１はＬＤ１の出射光に対して光学透明である。
本実施の形態では、栓１１はスペーサ７の第１のレンズ１０に対向する面と略同一面となるように設けているが、孔８の内部に設けても良い。
スペーサ７には、第１のレンズ１０と対向する面との反対側の面に、光ファイバ５が内設され保持固定されたピグテール６が、光ファイバ５の光軸と、ＬＤ１及び第１のレンズ１０の光軸とが一致するようにして設けられている。
【００１９】
ＬＤ１やＰＤ２等の光半導体素子３が設けられた部分と、光導波路部におけるＬＤ１から第１のレンズ１０及びスペーサの栓１１までの部分は、透明樹脂１３で封止されている。そして、透明樹脂１３の外側と、素子搭載用基板部材４と、配線基板９の素子搭載用基板部材４の搭載面と、スペーサ７の第１のレンズ１０に対向する面とは、不透明なモールド樹脂１４で封止されている。
本実施の形態では、配線基板９の素子搭載用基板部材４搭載面とスペーサ７の第１のレンズ１０に対向する面とが不透明なモールド樹脂１４で封止されているが、配線基板９やスペーサ７の側面部もモールド樹脂１４で封止されていても良い。配線基板９やスペーサ７の側面部までがモールド樹脂１４で封止されると、樹脂封止光モジュール２０の耐湿性がさらに向上する。
【００２０】
配線基板９には、有機系の基板、セラミック基板またはガラスセラミック基板等を用いることができるが、高周波信号の電気的損失が小さく、高周波回路の設計が比較的容易なセラミック基板やガラスセラミック基板が好ましい。そして、セラミック基板では、汎用的で低コストなアルミナ基板が、特に好ましい。ガラスセラミック基板も、アルミナをベースとしたものが汎用的で低コストであるので、特に好ましい。
【００２１】
素子搭載用基板部材４には、シリコン基板、金属キャリアまたはセラミック基板を用いることができる。シリコン基板は、半導体プロセスにて加工できるので加工精度が良く、ＬＤ１やＰＤ２の光半導体素子３及び第１のレンズ１０を精度良く位置決めすることができる。そのため、シリコン基板は、光学的に位置合わせを行うアクティブアライメントを実施せずに、その所定位置に固定することで光学的な精度を確保できるパッシブアライメントが可能となり、製造時間が短縮でき、生産性が向上するので好ましい。
【００２２】
スペーサ７には、ピグテール６を短時間でかつ精度良く接合できる溶接が可能な金属やセラミックが用いられる。特に、スペーサ７には光導波路となる孔８が設けられており、孔加工の容易性やコストの面から金属が好ましい。金属としては、特に限定されないが、加工性と汎用性との面からステンレス鋼が、低熱膨張性の面から鉄−ニッケル合金である４２アロイが、特に好ましい。
【００２３】
栓１１は、光学透明性の面から、光モジュールのレンズに用いられるものと同じ材質のものであれば良い。
【００２４】
透明樹脂１３としては、シリコーン系樹脂が用いられる。シリコーン系樹脂は水を拡散させるが水を吸着させる機能は小さい、すなわち吸水量が少ないので、光半導体素子の腐食が起こりにくいので好ましい。
また、透明樹脂１３としては、紫外線硬化型の樹脂あるいは熱硬化型の樹脂が用いられる。透明樹脂１３は、塗布してから硬化するまでの間に広がると光導波路を形成することが困難になるので、凸状に形状保持することが必要である。塗布後、紫外線照射により、保持したい形状が崩れる前に直ちに硬化させ、形状を保持することが可能なので、紫外線硬化型樹脂が好ましい。
熱硬化型の樹脂でも、半透明になるが透過率を満たす範囲で微細なシリカを少量添加して、チクソ性を向上させ形状保持性を付与して用いられる。すなわち、透明樹脂１３としては、光半導体素子３が発光または受光する光信号の波長域にて、透過率が３０％以上（１ｍｍ厚）確保できれば良い。
【００２５】
不透明なモールド樹脂１４としては、成形性と接着性とが良いエポキシ樹脂が好ましい。
【００２６】
次に、本実施の形態の樹脂封止光モジュール２０の製造工程を説明する。
まず、素子搭載用基板部材４上面の所定位置にＬＤ１と、ＰＤ２と、第１のレンズ１０とを固定する。ＬＤ１とＰＤ２とは、半田または接着剤等で固定する。第１のレンズ１０は、素子搭載用基板部材４の上面に光導波路に沿って溝を形成し、この溝の所定位置に、接着剤を用いて固定する。
【００２７】
スペーサ７は、光導波路となる位置を孔加工し、この孔８に、孔の直径より大きく栓１１が挿入できる段差部を設け、この段差部に光学透明の栓１１を接着する。
次に、配線基板９に、前記素子搭載用基板部材４と前記スペーサ７とを設置し半田で固定する。この時、前記素子搭載用基板部材４と前記スペーサ７とは、素子搭載用基板部材４設けられたＬＤ１から出射した光が第１のレンズ１０を通過した後、スペーサ７の孔８を通過するように設置される。
そして、ＬＤ１、ＰＤ２、素子搭載用基板部材４に搭載された半導体素子や部品及び、配線基板９に搭載された半導体素子や部品は、配線基板の外部電極１５に連通する内部電極にワイヤボンド等で電気的に接続される。
【００２８】
次に、ＬＤ１やＰＤ２等の光半導体素子３と、ＬＤ１から第１のレンズ１０を経てスペーサ７の孔８を塞ぐ栓１１までの光導波路部とを、ディスペンサーを用い透明樹脂１３で封止する。さらに、この光モジュールの半完成品を、金型にセットし、透明樹脂１３の外側と、素子搭載用基板部材４と、配線基板９の素子搭載用基板部材４の搭載面と、スペーサ７の第１のレンズ１０に対向する面とを、トランスファー成形により、不透明なモールド樹脂で封止する。この時、外部電極が覆われない範囲で配線基板９の側面部も封止して良い。スペーサ７も、その側面部を封止して良い。
本実施の形態では、光モジュールの不透明なモールド樹脂での封止は、トランスファー成形で行われるが、金型を用い注形により行っても良い。
【００２９】
最後に、スペーサ７に、光ファイバ４を固定したピグテール５をＹＡＧ溶接により、光学的にアライメントを取りながら固定し、樹脂封止光モジュール２０を完成する。
【００３０】
本実施の形態の樹脂封止光モジュール２０は、素子搭載用基板部材４上に、ＬＤ１とＰＤ２とが搭載されているが、ＬＤ１またはＰＤ２のどちらか一つであっても良い。ＰＤ２のみが搭載されている場合は、第１のレンズ１０はＰＤ２の受光面に焦点を結ぶ位置に設置される。
【００３１】
本実施の形態の樹脂封止光モジュール２０は、光モジュールを樹脂封止した後に光ファイバを取り付ける構造であり、トランスファー成形によるモールド樹脂の封止においても、光ファイバに無理な力が加わらないので光軸をずらすことがなく、金型による光ファイバの樹脂被覆の破損もないので、不良の発生率が小さく、しかも、高い生産性で、樹脂封止光モジュールを生産できる。
また、金型を用いた注形によるモールド樹脂の封止においても、金型温度を高くできるので、硬化時間を短くでき、高い生産性で、樹脂封止光モジュールを生産できる。
【００３２】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２における樹脂封止光モジュールの構造を表す断面模式図である。図２において、２１は第２のレンズである。
【００３３】
図２に示すように、本実施の形態の樹脂封止光モジュール２０は、実施の形態１の樹脂封止光モジュールの栓１１に換えて、第２のレンズ２１を設けて、スペーサ７の孔８を塞ぐ以外、実施の形態１と同様な構造である。第２のレンズ２１も第１のレンズ１０と同様、球状レンズや非球面レンズが用いられる。
本実施の形態では、光ファイバ５の近くに第２のレンズ２１が設けられているので、光を集光して光ファイバ５に伝送することができ、光ファイバ５と光半導体素子３との光学的結合が強くなる。
【００３４】
実施の形態３．
図３は、本発明の実施の形態３における樹脂封止光モジュールの構造を表す断面模式図である。
図３に示すように、本実施の形態の樹脂封止光モジュール２０では、孔８の直径より大きい第２のレンズ２１を、素子搭載用基板部材４のスペーサ７と接する端部近傍に設ける。そして、配線基板９に素子搭載用基板部材４とスペーサ７とを設置した時に、第２のレンズ２１が、孔８を覆うようにして配置され、第２のレンズ２１がスペーサ７に接着されている以外、実施の形態２と同様な構造である。
本実施の形態では、第２のレンズ２１を素子搭載用基板部材４に設けることができ、光半導体素子３と第２のレンズ２１とのアライメントが容易である。
【００３５】
実施の形態４．
図４は、本発明の実施の形態４における樹脂封止光モジュールの構造を表す断面模式図である。
本実施の形態では、素子搭載用基板部材４上に第１のレンズ１０が設けられていない以外、実施の形態２と同様な構造であり、素子搭載用基板部材４を短くできるので、樹脂封止光モジュール２０をさらに小型化できる。
【００３６】
【実施例】
本発明を実施例により、さらに詳細に説明する。
【００３７】
実施例１．
素子搭載用基板部材として、表面に配線回路が形成され、裏面に金めっきが施されたシリコン基板４（長さ５ｍｍ×幅３ｍｍ×厚さ０．５ｍｍ）が用いられる。シリコン基板４は、所定位置に、ＬＤ１とＰＤ２と球状の第１のレンズ１０（直径１ｍｍ）とが固定される。第１のレンズ１０の固定は、位置決め後に、シリコン基板４に設けられたＶ溝に接着剤等で行われる。
配線基板９としては、配線や電極部分にニッケル／金メッキが施されたアルミナ基板（長さ１２ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚さ１ｍｍ）が用いられる。このアルミナ配線基板９には、まず、所定位置に、ＬＤ１、ＰＤ２及び第１のレンズ１０を搭載したシリコン基板４が、半田によりに固定される。
【００３８】
スペーサ７としては、ステンレス鋼板（幅６ｍｍ×高さ５ｍｍ×厚さ２ｍｍ）が用いられる。スペーサ７には、光導波路用の孔８（直径１．５ｍｍ）が設けられ、この孔８は、第１のレンズ１０と対向する側の孔の周囲が直径２ｍｍで段差加工がなされ、この段差部に光学透明の栓１１が接着剤で接着される。
光導波路用の孔８を有し、この孔８が光学透明の栓１１で塞がれたスペーサ７は、栓１１が設けられた面を第１のレンズ１０と対向するようにして、アルミナ配線基板９に半田で接合される。
【００３９】
その他、必要に応じて半導体素子や電子部品が配線基板９の所定位置に半田で固定される。そして、光半導体素子３や半導体素子や電子部品と、シリコン基板やアルミナ配線基板９の電極との間は、金線ワイヤーにて接続される。
【００４０】
ＬＤ１、ＰＤ２、第１のレンズ１０及び栓１１間の光導波路部分は、光学的に透明なシリコーン樹脂１３で封止される。この封止は、光導波路部分にシリコーン樹脂１３をディスペンサ−で塗布し、所定の温度と時間で加熱硬化して行う。
透明樹脂１３の封止部の外側はエポキシの不透明なモールド樹脂で封止される。不透明なモールド樹脂による封止は、光モジュールの半完成品を、多数個取の金型にセットし、９０秒間のトランスファー成形で行われる。トランスファー成形後、封止された光モジュールは、金型から取り出され、１６０℃で６時間の条件でモールド樹脂の後硬化が行われる。
【００４１】
不透明なモールド樹脂で封止した後、光モジュールは、スペーサー７に光ファイバ５を固定したピグテール６を、光学的なアライメントを取りながら、ＹＡＧ溶接により取り付ける。
【００４２】
実施例２．
本実施例では、シリコン基板４に、ＬＤ１とＰＤ２と球状の第１レンズ１０（直径１ｍｍ）と球状の第２レンズ２１（直径３ｍｍ）とが固定されており、ステンレス鋼板のスペーサ７の光導波路用の孔８（直径１．５ｍｍ）には、栓１１は設けられておらず、シリコーン基板４のスペーサ７と接する端部に設けられた第２のレンズ２１でスペーサの孔８が塞がれていること以外、実施例１と同様な構造の樹脂封止光モジュール２０である。
【００４３】
【発明の効果】
本発明に係わる第１の樹脂封止光モジュールは、素子搭載用基板部材に搭載された光半導体素子と、光ファイバとが同一光軸上に配置された構成の樹脂封止光モジュールにおいて、前記光ファイバが内設され保持固定されたピグテールと、前記光ファイバと前記光半導体素子との間の光導波路部の一部を形成する孔を有し、前記ピグテールが接合されたスぺーサと、前記スぺーサの孔を塞ぐ光学透明の栓と、前記光軸上にあり、前記光半導体素子と前記栓との間に設けられたレンズと、前記素子搭載用基板部材と前記スペーサとを同一面に設けた配線基板とが備えられており、前記光導波路部の少なくとも前記光半導体素子と前記栓との間が透明な樹脂で封止され、前記ピグテールを除いて前記透明な樹脂の外側が不透明なモールド樹脂で封止されたものであり、光モジュールを樹脂封止した後に光ファイバを取り付けることができる構造であり、樹脂封止時における不良の発生率が小さく、しかも、高い生産性で、樹脂封止光モジュールを生産できる。
【００４４】
本発明に係わる第２の樹脂封止光モジュールは、第１の樹脂封止光モジュールにおいて、栓が、レンズであり、光ファイバの近くにレンズが設けられているので、光を集光して光ファイバに伝送することができ、光ファイバと光半導体素子との光学的結合を強くできる。
【００４５】
本発明に係わる第３の樹脂封止光モジュールは、第１または２の樹脂封止光モジュールにおいて、レンズが、素子搭載用基板部材に設けられたものであり、光半導体素子とレンズとのアライメントが容易であり、製造時間が短縮でき、生産性が向上する。
【００４６】
本発明に係わる第４の樹脂封止光モジュールは、素子搭載用基板部材に搭載された光半導体素子と光ファイバとが同一光軸上に配置された構成の樹脂封止光モジュールにおいて、前記光ファイバが内設され保持固定されたピグテールと、前記光ファイバと前記光半導体素子との間の光導波路部の一部を形成する孔を有し、前記ピグテールが接合されたスぺーサと、前記スぺーサの孔を塞ぐ光学透明のレンズと、前記素子搭載用基板部材と前記スペーサとを同一面に設けた配線基板とが備えられており、前記光導波路部の少なくとも前記光半導体素子と前記レンズとの間が透明な樹脂で封止され、前記ピグテールを除いて前記透明な樹脂の外側が不透明なモールド樹脂で封止されたものであり、レンズがスペーサの孔に設けられているので、素子搭載用基板部材を短くでき、樹脂封止光モジュールをさらに小型にできる。
【００４７】
本発明に係わる第５の樹脂封止光モジュールは、本発明の第１ないし４のいずれかの樹脂封止光モジュールにおいて、素子搭載用基板部材が、シリコン基板のものであり、シリコン基板は、半導体プロセスにて加工できるので加工精度が良く、光半導体素子やレンズを精度良く位置決めすることができる。そのため、光学的に位置合わせを行うアクティブアライメントを実施せずに、その所定位置に固定することで光学的な精度を確保できるパッシブアライメントが可能となり、製造時間を短縮でき、生産性が向上する。
【００４８】
本発明に係わる第６の樹脂封止光モジュールは、本発明の第１ないし５のいずれかの樹脂封止光モジュールにおいて、スペーサが、金属のものであり、孔加工が容易であり、接合時間が短い溶接でピグテールを接合できるため、製造時間を短縮でき生産性が向上する。溶接によるピグテールの接合は、接合部の気密性が高いので、樹脂封止光モジュールの信頼性が向上する。
【００４９】
本発明に係わる第７の樹脂封止光モジュールは、本発明の第１ないし６のいずれかの樹脂封止光モジュールにおいて、透明な樹脂がシリコーン樹脂のものであり、光導波路部の透明性に優れ、湿度による光半導体素子の腐蝕に対する影響が少ない。
また、本発明に係わる樹脂封止光モジュールの製造方法は、素子搭載用基板部材に搭載された光半導体素子と、光ファイバとが同一光軸上に配置された構成の樹脂封止光モジュールの製造方法において、前記光半導体素子とレンズとを前記素子搭載用基板部材に搭載する工程と、光導波路部の一部を形成する孔と該孔を塞ぐ光学透明の栓とを有するスペーサと前記素子搭載用基板部材とを前記光半導体素子から出射した光が前記レンズを通過した後に前記孔を通過するように配線基板の同一面に設置する工程と、前記光半導体素子と前記栓との間を透明な樹脂で封止する工程と、前記透明な樹脂の外側を不透明なモールド樹脂で封止する工程と、前記モールド樹脂で封止する工程の後に前記光ファイバが内設され保持固定されたピグテールを前記光ファイバの光軸と前記光半導体素子および前記レンズの光軸とが一致するように前記スペーサに接合する工程と、を有するので、樹脂封止時における不良の発生率が小さく、しかも、高い生産性で、樹脂封止光モジュールを生産できる。
また、本発明に係わる他の樹脂封止光モジュールの製造方法は、素子搭載用基板部材に搭載された光半導体素子と、光ファイバとが同一光軸上に配置された構成の樹脂封止光モジュールの製造方法において、前記光半導体素子を前記素子搭載用基板部材に搭載する工程と、光導波路部の一部を形成する孔と該孔を塞ぐ光学透明のレンズとを有するスペーサと前記素子搭載用基板部材とを前記光半導体素子から出射した光が前記孔を通過するように配線基板の同一面に設置する工程と、前記光半導体素子と前記レンズとの間を透明な樹脂で封止する工程と、前記透明な樹脂の外側を不透明なモールド樹脂で封止する工程と、前記モールド樹脂で封止する工程の後に前記光ファイバが内設され保持固定されたピグテールを前記光ファイバの光軸と前記光半導体素子および前記レンズの光軸とが一致するように前記スペーサに接合する工程と、を有するので、樹脂封止時における不良の発生率が小さく、しかも、高い生産性で、樹脂封止光モジュールを生産できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１における樹脂封止光モジュールの構造を表す断面模式図である。
【図２】  本発明の実施の形態２における樹脂封止光モジュールの構造を表す断面模式図である。
【図３】  本発明の実施の形態３における樹脂封止光モジュールの構造を表す断面模式図である。
【図４】  本発明の実施の形態４における樹脂封止光モジュールの構造を表す断面模式図である。
【図５】  特開平９−１２７３７６号公報に開示されている樹脂封止光モジュールの縦断面模式図である。
【符号の説明】
１  ＬＤ、２  ＰＤ、３  光半導体素子、４  素子搭載用基板部材、５  光ファイバ、６  ピグテール、７  スペーサ、８  光導波路の孔、９  配線基板、１０  第１のレンズ、１１  栓、１２  光ファイバの樹脂被覆、１３  透明樹脂、１４  モールド樹脂、１５  外部電極、２０  樹脂封止光モジュール、２１  第２のレンズ、３５  フレーム基板、３６  押さえ基板、３７  光ファイバ支持部材。
【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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