JP2000243981A - Optical module - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子回路を大規模化することが可能な構成を
有する光モジュールを提供する。
【解決手段】 リードフレーム2に、内部リードピン8
及び外部リードピン10に接続されたパッド接続部8a
及び10aを設けるとともに、配線基板20下面に電極
パッドを設ける。このパッド接続部8a及び10aと電
極パッドとを導電性接続材を用いて電気的に接続するこ
とによって、ワイヤ配線用の領域をなくして、配線基板
20のサイズを大きくすることができる。また、リード
フレーム2の下面側に配線基板20と同じ材質及び形状
の補助部材30を配置することによって、封止後に配線
基板20と封止樹脂との熱膨張率差によって生じる応力
を低減させて、樹脂の歪みや割れを防止することができ
る。
(57) [Problem] To provide an optical module having a configuration capable of increasing the size of an electronic circuit. SOLUTION: An internal lead pin 8 is provided on a lead frame 2.
And pad connecting portion 8a connected to external lead pin 10
And 10a, and an electrode pad is provided on the lower surface of the wiring board 20. By electrically connecting the pad connection portions 8a and 10a and the electrode pads using a conductive connection material, the area for wire wiring can be eliminated, and the size of the wiring board 20 can be increased. In addition, by arranging the auxiliary member 30 having the same material and shape as the wiring board 20 on the lower surface side of the lead frame 2, it is possible to reduce stress caused by a difference in thermal expansion coefficient between the wiring board 20 and the sealing resin after sealing. In addition, distortion and cracking of the resin can be prevented.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、受光素子または発
光素子である光素子を備える光モジュールに関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical module having an optical element which is a light receiving element or a light emitting element.
【0002】[0002]
【従来の技術】受光素子を備え光ファイバによって伝送
される光信号を電気信号に変換して出力する受信用モジ
ュール、または、発光素子を備え電気信号を光信号に変
換して光ファイバに送出する送信用モジュール、などの
光モジュールは、光データリンク、光LAN等の光通信
システムに用いられる。従来のこのような光モジュール
としては、例えば実開平2−126107号、特開平2
−278212号に示されているものがある。2. Description of the Related Art A receiving module which includes a light receiving element and converts an optical signal transmitted by an optical fiber into an electric signal and outputs the electric signal, or a light emitting element which converts an electric signal into an optical signal and sends it to the optical fiber. Optical modules such as transmission modules are used in optical communication systems such as optical data links and optical LANs. As such a conventional optical module, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-126107,
No. -278212.
【0003】光モジュールは、受光素子または発光素子
である光素子と、光素子に接続される電子回路で構成さ
れる。従来の光モジュールにおいては、電子回路を構成
する回路部品及び配線パターンは、基板または基板とし
て機能するリードフレームのアイランド部(基板部)上
に形成され、基板上の配線パターンとリードピンとの間
はワイヤボンディングによって接続されている。そし
て、電子回路及び基板と、光素子を含む金属製のパッケ
ージなどの各部品を、絶縁性の成型樹脂で一体にモール
ドすることによって、光モジュールを構成している。An optical module is composed of an optical element which is a light receiving element or a light emitting element, and an electronic circuit connected to the optical element. In a conventional optical module, circuit components and wiring patterns constituting an electronic circuit are formed on an island portion (substrate portion) of a substrate or a lead frame functioning as a substrate. They are connected by wire bonding. The electronic module is configured by integrally molding the electronic circuit and the substrate and each component such as a metal package including the optical element with an insulating molding resin.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た光モジュールにおいては、配線基板上の電子回路とリ
ードフレームとの接続をワイヤボンディングによって行
っているため、ワイヤが配線されるための領域を基板の
周囲に設ける必要がある。このため、電子回路を形成す
るための配線基板の面積を大きくすることができない。However, in the above-mentioned optical module, since the connection between the electronic circuit on the wiring board and the lead frame is performed by wire bonding, the area for the wires to be wired is formed on the board. It is necessary to provide around. For this reason, the area of the wiring board for forming an electronic circuit cannot be increased.
【0005】これに対して、リードフレームに、光素子
搭載部及び電子回路搭載部を設け、それぞれの搭載部上
に光素子及び電子回路を搭載して、光素子搭載部及び電
子回路搭載部をそれぞれ別個に透明樹脂によってモール
ドした光モジュールがある(Proceedings of 48th Elec
tronic Components & Technology Conference (1998),
p.1199.)。このような構造によれば、光素子及び電子
回路が同じリードフレーム上に一括して実装される。On the other hand, an optical element mounting section and an electronic circuit mounting section are provided on a lead frame, and an optical element and an electronic circuit are mounted on each mounting section, and the optical element mounting section and the electronic circuit mounting section are mounted. There are optical modules separately molded with transparent resin (Proceedings of 48th Elec
tronic Components & Technology Conference (1998),
p.1199.). According to such a structure, the optical element and the electronic circuit are mounted collectively on the same lead frame.
【0006】上記したような構造においては、リードフ
レームは板材をエッチング加工するか、またはプレス機
によって打ち抜き加工するなどの方法によって形成さ
れ、これによって電子回路の配線パターンも形成され
る。しかしながら、このように一枚の板材から形成した
リードフレームによる配線では、2本以上の配線を交差
させる交差配線を行うことができず、電子回路の構成の
自由度が制限されてしまう。これに対して、交差が必要
な部分についてワイヤボンディングを行って交差配線を
実現することが考えられるが、このときインピーダンス
の不整合を生じて電子回路の回路特性が劣化する。In the structure described above, the lead frame is formed by a method such as etching a plate material or punching with a press machine, thereby forming a wiring pattern of an electronic circuit. However, in the wiring using the lead frame formed from one sheet material in this manner, cross wiring in which two or more wirings cross cannot be performed, and the degree of freedom of the configuration of the electronic circuit is limited. On the other hand, it is conceivable to realize wire crossing by performing wire bonding on a portion that requires crossing, but at this time, impedance mismatch occurs and circuit characteristics of the electronic circuit deteriorate.
【0007】また、リードフレームによって配線パター
ンを形成する場合、外部リードピンについても同時に形
成するため、リードフレームの板厚(0.2〜0.25
mm程度)以下の配線ピッチによる配線パターンの形成
は、リードフレームの強度や扱い易さなどの条件から困
難である。そのため、電子回路の大規模化に対応できな
い。When a wiring pattern is formed by a lead frame, external lead pins are also formed at the same time, so that the thickness of the lead frame (0.2 to 0.25) is required.
It is difficult to form a wiring pattern with a wiring pitch of about (mm) or less due to conditions such as the strength and ease of handling of the lead frame. Therefore, it cannot respond to an increase in the scale of an electronic circuit.
【0008】本発明は、以上の問題点に鑑みてなされた
ものであり、電子回路を大規模化することが可能な構成
を有する光モジュールを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an optical module having a configuration capable of increasing the size of an electronic circuit.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明による光モジュールは、所定波長を有
する光信号とそれに対応する電気信号とで、いずれか一
方の信号を他方の信号に変換する光素子と、上記電気信
号を処理する電子回路と、上記電子回路にそれぞれ接続
されるリードピンを有するリードフレームと、を備える
光モジュールであって、上記電子回路の少なくとも一部
が形成される配線基板が上記リードフレームの一方の面
側に固定され、上記配線基板上の上記電子回路、及び上
記リードフレームは、上記配線基板に設けられた電極パ
ッド、及び上記リードフレームに設けられたパッド接続
部が直接接続されることによって電気的に接続されると
ともに、上記配線基板と、上記リードフレームの上記パ
ッド接続部とが樹脂によって封止されて電子回路封止部
が形成されて、上記電子回路封止部は、上記リードフレ
ームの上記一方の面側の封止樹脂の、上記配線基板の上
記リードフレームとは反対側の面からの厚さと、上記リ
ードフレームの他方の面側の封止樹脂の厚さとの差が、
上記配線基板の厚さよりも小さいことを特徴とする。In order to achieve the above object, an optical module according to the present invention comprises an optical signal having a predetermined wavelength and an electric signal corresponding to the optical signal, the signal being used for converting the other signal into the other signal. An optical module comprising: an optical element for converting the electronic circuit; an electronic circuit for processing the electric signal; and a lead frame having lead pins connected to the electronic circuit, wherein at least a part of the electronic circuit is formed. A wiring board fixed to one surface side of the lead frame, wherein the electronic circuit on the wiring board and the lead frame are provided with an electrode pad provided on the wiring board and a pad provided on the lead frame. The connection portion is electrically connected by being directly connected, and the wiring board and the pad connection portion of the lead frame are electrically connected. The electronic circuit sealing portion is formed by sealing the electronic circuit sealing portion on the one side of the lead frame on the side opposite to the lead frame of the wiring board. The difference between the thickness from the surface and the thickness of the sealing resin on the other surface side of the lead frame,
The thickness is smaller than the thickness of the wiring board.
【0010】上記した光モジュールにおいては、回路部
品及びリードフレームの配線パターンのみではなく、リ
ードフレーム上に搭載された配線基板を用いて電子回路
を構成している。これによって、基板内で交差配線を形
成することが可能となるなど、電子回路の構成の自由度
を高めることができる。また、配線ピッチを充分に小さ
くして、電子回路の大規模化に対応することが可能とな
る。In the above-described optical module, an electronic circuit is configured using not only circuit components and a wiring pattern of a lead frame but also a wiring board mounted on the lead frame. Thereby, the degree of freedom of the configuration of the electronic circuit can be increased, for example, it is possible to form the cross wiring in the substrate. Further, the wiring pitch can be made sufficiently small, and it is possible to cope with an increase in the size of an electronic circuit.
【0011】また、配線基板上の電子回路及びリードフ
レームの電気的な接続にワイヤボンディングを用いず
に、配線基板の電極パッドに対面するようにリードフレ
ームにパッド接続部を設けている。そして、この電極パ
ッドとパッド接続部とを導電性接続材などを用いて固定
かつ電気的に接続している。このとき、配線基板の周辺
にワイヤを配線する領域を設ける必要がなくなり、リー
ドフレームのワイヤリングパッドも不要となるので、配
線基板を大きくして電子回路をより大面積化することが
できる。Further, a pad connection portion is provided on the lead frame so as to face an electrode pad of the wiring substrate without using wire bonding for electrical connection between the electronic circuit on the wiring substrate and the lead frame. Then, the electrode pad and the pad connection portion are fixedly and electrically connected using a conductive connection material or the like. At this time, it is not necessary to provide a region for wiring wires around the wiring board, and wiring pads of the lead frame are not required. Therefore, the wiring board can be enlarged and the electronic circuit can have a larger area.
【0012】このような構成とした場合、配線基板と、
配線基板を封止して電子回路封止部を形成する樹脂と
は、熱膨張率が大きく異なるため、封止後に樹脂が割れ
てしまうという問題を生じる。特に、電子回路封止部の
封止樹脂を透明樹脂とした場合、透明樹脂には充填材
(フィラー)の添加量が少ないため、例えば透明エポキ
シ樹脂ではその熱膨張率は通常のエポキシ樹脂に比べて
2倍以上大きい6.2〜17.2×10-5/℃程度であ
る。一方、配線基板として多く用いられるアルミナ(A
l2O3)などのセラミック基板の熱膨張率は例えば5.
5×10-6/℃程度であり、両者で10倍もしくはそれ
以上の差異がある。また、通常のエポキシ樹脂において
も、透明エポキシ樹脂に比べてその差異はやや小さいも
のの、同様の問題がある。In the case of such a configuration, a wiring board and
Since the coefficient of thermal expansion is significantly different from that of the resin forming the electronic circuit sealing portion by sealing the wiring board, there is a problem that the resin is broken after the sealing. In particular, when the sealing resin of the electronic circuit sealing portion is a transparent resin, since the amount of the filler added to the transparent resin is small, for example, the thermal expansion coefficient of a transparent epoxy resin is smaller than that of a normal epoxy resin. About 6.2 to 10.2 × 10 −5 / ° C., which is at least twice as large. On the other hand, alumina (A
The thermal expansion coefficient of a ceramic substrate such as l 2 O 3 ) is, for example, 5.
It is about 5 × 10 −6 / ° C., and there is a difference of 10 times or more between the two. Further, the difference between the ordinary epoxy resin and the transparent epoxy resin is slightly smaller than that of the transparent epoxy resin, but has the same problem.
【0013】特に、配線基板をリードフレーム上に搭載
した場合、リードフレームの上下両側でリードフレーム
のそれぞれの面から同じ厚さの封止樹脂とすると、配線
基板が搭載されている面側の封止樹脂の厚さが他方の面
側の封止樹脂の厚さに比べて配線基板の厚さだけ薄くな
ってしまう。このとき、封止部内の構造の非対称性から
それぞれの樹脂部分に生じる応力のバランスが崩れ、こ
れによって封止樹脂中に過剰な応力が集中する部位を生
じて、封止樹脂に歪みや割れが発生してしまう。In particular, when the wiring board is mounted on the lead frame, if the upper and lower sides of the lead frame are made of the same thickness of sealing resin from the respective surfaces of the lead frame, the sealing resin on the surface on which the wiring board is mounted is provided. The thickness of the sealing resin becomes smaller by the thickness of the wiring board than the thickness of the sealing resin on the other surface side. At this time, due to the asymmetry of the structure in the sealing portion, the balance of the stress generated in each resin portion is broken, thereby generating a portion where excessive stress is concentrated in the sealing resin, and distortion and cracks are generated in the sealing resin. Will occur.
【0014】これに対して、上記した光モジュールで
は、封止部の形状や、封止樹脂内での配線基板の配置、
他の部材の追加設置などにより、リードフレーム上側の
配線基板を除く封止樹脂の厚さと、リードフレーム下側
の封止樹脂の厚さとの差を、配線基板の厚さよりも小さ
くなるように構成する。これによって、過剰な応力の発
生やその応力集中が緩和されて、封止樹脂の歪みや割れ
などを防止することができ、信頼性の高い樹脂モールド
パッケージが実現される。また、樹脂モールドパッケー
ジの薄型化もこれによって可能となる。以上により、電
子回路が大規模化されるとともに、製品としての安定性
及び耐久性が維持される構成を有する光モジュールが実
現される。On the other hand, in the optical module described above, the shape of the sealing portion, the arrangement of the wiring substrate in the sealing resin,
The difference between the thickness of the sealing resin excluding the wiring board on the upper side of the lead frame and the thickness of the sealing resin on the lower side of the lead frame is made smaller than the thickness of the wiring board by additional installation of other members. I do. As a result, generation of excessive stress and concentration of the stress are alleviated, and distortion and cracking of the sealing resin can be prevented, thereby realizing a highly reliable resin mold package. In addition, the thickness of the resin mold package can be reduced. As described above, an electronic module having a configuration in which the electronic circuit is enlarged and the stability and durability of the product are maintained is realized.
【0015】なお、リードフレームの上下両側の封止樹
脂に対する上記した厚さ条件は、必ずしも電子回路封止
部の全体に対して適用しなくても良い。例えば、電子回
路封止部の封止樹脂のうち、封止部内に構造の非対称性
を生じる配線基板の上下両側(配線基板に面する部分)
を含む封止樹脂部分に対して、上記した厚さ条件を適用
すれば、封止樹脂の歪みや割れなどを防止することが可
能である。The above thickness conditions for the sealing resin on both the upper and lower sides of the lead frame need not always be applied to the entire electronic circuit sealing portion. For example, in the sealing resin of the electronic circuit sealing portion, the upper and lower sides of the wiring substrate that causes structural asymmetry in the sealing portion (portions facing the wiring substrate)
By applying the above-described thickness condition to the sealing resin portion including the above, it is possible to prevent the sealing resin from being distorted or cracked.
【0016】また、上記リードフレームは、上記光素子
が搭載される光素子搭載部をさらに有し、上記光素子
と、上記光素子搭載部とが上記所定波長の光を透過する
透明樹脂によって上記電子回路封止部とは別に封止され
て光素子封止部が形成されていることが好ましい。Further, the lead frame further has an optical element mounting portion on which the optical element is mounted, and the optical element and the optical element mounting portion are made of a transparent resin that transmits light of the predetermined wavelength. It is preferable that the optical element sealing portion is formed separately from the electronic circuit sealing portion.
【0017】光素子がリードフレームから独立したサブ
アセンブリに搭載されている場合、部品点数が増加し、
製造工程が複雑化する。また、製造コストが高くなる。
これに対して、上記のように光素子をリードフレーム上
に搭載することによって、部品点数を減少させて製造コ
ストを低減することができる。When the optical element is mounted on a sub-assembly independent of the lead frame, the number of parts increases,
The manufacturing process becomes complicated. Also, the manufacturing cost increases.
On the other hand, by mounting the optical element on the lead frame as described above, the number of components can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.
【0018】リードフレームの上下両側での封止樹脂の
厚さの差を配線基板の厚さよりも小さくする構成として
は、上記電子回路封止部内の上記リードフレームの上記
他方の面側に、基板形状の補助部材が設置されている構
成がある。このとき、リードフレーム下側の封止樹脂の
厚さは、補助部材の下面(リードフレームとは反対側の
面)からの厚さとなる。The difference in the thickness of the sealing resin between the upper and lower sides of the lead frame may be smaller than the thickness of the wiring board. There is a configuration in which an auxiliary member having a shape is provided. At this time, the thickness of the sealing resin below the lead frame is the thickness from the lower surface of the auxiliary member (the surface opposite to the lead frame).
【0019】このように、リードフレームの一方の面側
に設置される配線基板に対応して、他方の面側に補助部
材を配置することによって、封止樹脂の厚さの差を配線
基板の厚さ未満に低減することができる。補助部材とし
ては、例えば、配線基板と略同一の形状・厚さを有し、
配線基板に同一または近い熱膨張率、ヤング率を有する
材質からなる部材を用いることが、応力をバランスさせ
る上で好ましい。As described above, by disposing the auxiliary member on the other surface side corresponding to the wiring substrate provided on one surface side of the lead frame, the difference in the thickness of the sealing resin can be reduced. It can be reduced to less than the thickness. As the auxiliary member, for example, has substantially the same shape and thickness as the wiring board,
It is preferable to use a member made of a material having the same or similar thermal expansion coefficient and Young's modulus as the wiring board in order to balance the stress.
【0020】また、上記パッド接続部が、上記他方の面
側にオフセットされた形状に形成されている構成があ
る。このとき、配線基板の封止部内での位置が、リード
フレーム上にそのまま搭載した場合に比べて他方の面側
(封止部の中心側)にずれるので、封止樹脂の厚さの差
が低減されて、応力の発生が緩和される。なお、オフセ
ットされた形状とは、具体的には、パッド接続部がリー
ドフレームの他の部分に対して他方の面側に落とし込ま
れる構造となるように、リードフレームに曲げ加工を施
した形状がある。Further, there is a configuration in which the pad connection portion is formed in a shape offset to the other surface. At this time, the position of the wiring substrate in the sealing portion is shifted to the other surface side (center side of the sealing portion) as compared with the case where the wiring substrate is directly mounted on the lead frame, so that the difference in the thickness of the sealing resin is reduced. Thus, the generation of stress is reduced. Note that the offset shape is specifically a shape obtained by subjecting a lead frame to a bending process so that a pad connection portion is dropped on the other surface side with respect to another portion of the lead frame. There is.
【0021】また、上記リードフレームの上記一方の面
側の封止樹脂の上記一方の面からの厚さが、上記リード
フレームの上記他方の面側の封止樹脂の上記他方の面か
らの厚さよりも大きい構成がある。この場合には、補助
部材の配置や、配線基板の位置変更などをすることな
く、封止樹脂の厚さの差を低減させることができる。The thickness of the sealing resin on the one surface side of the lead frame from the one surface is the thickness of the sealing resin on the other surface side of the lead frame from the other surface. There are configurations larger than that. In this case, the difference in thickness of the sealing resin can be reduced without disposing the auxiliary member or changing the position of the wiring board.
【0022】電極パッドとパッド接続部との電気的な接
続については、導電性接続材を用いることができる。こ
の導電性接続材は、導電性樹脂を用いることが好まし
い。導電性樹脂としては、例えばAg(銀)を充填材と
して含むものがある。あるいは、導電性接続材は、半田
を用いることが好ましい。半田としては、例えばSn
(スズ)/Pb(鉛)系のものがある。For electrical connection between the electrode pad and the pad connection portion, a conductive connection material can be used. It is preferable to use a conductive resin for the conductive connection material. Examples of the conductive resin include a resin containing Ag (silver) as a filler. Alternatively, it is preferable to use solder as the conductive connection material. As the solder, for example, Sn
There is a (tin) / Pb (lead) type.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】以下、図面とともに本発明による
光モジュールの好適な実施形態について詳細に説明す
る。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号
を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比
率は、説明のものと必ずしも一致していない。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the optical module according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description. Also, the dimensional ratios in the drawings do not always match those described.
【0024】ここで、説明上の便宜のため、リードフレ
ーム及び配線基板における上下方向について定義してお
く。以下に示す光モジュールにおいては、いずれもリー
ドフレームの一方の面上に配線基板が搭載されるが、リ
ードフレームからみてこの一方の面の方向を上方向、他
方の面の方向を下方向とする。この定義にしたがって、
リードフレームについては、配線基板が搭載される側の
面を上面、反対側の面を下面とする。また、配線基板に
ついては、リードフレームとは反対側で回路部品が搭載
される面を上面、リードフレーム側の面を下面とする。Here, for convenience in description, the vertical direction in the lead frame and the wiring board is defined. In each of the optical modules described below, a wiring board is mounted on one surface of a lead frame, and when viewed from the lead frame, the direction of this one surface is an upward direction, and the direction of the other surface is a downward direction. . According to this definition,
Regarding the lead frame, the surface on the side on which the wiring board is mounted is referred to as an upper surface, and the opposite surface is referred to as a lower surface. Further, regarding the wiring board, the surface on the side opposite to the lead frame on which the circuit components are mounted is defined as the upper surface, and the surface on the lead frame side is defined as the lower surface.
【0025】図1は、本発明による光モジュールの第1
の実施形態の外観構成を示す斜視図である。本実施形態
における光モジュールは、光素子などは光素子封止部1
6に、また、電子回路などは電子回路封止部18に、そ
れぞれ独立に樹脂封止されている。これらの光素子封止
部16及び電子回路封止部18の間は、内部リードピン
8によって連結されている。FIG. 1 shows a first embodiment of the optical module according to the present invention.
It is a perspective view showing the appearance composition of an embodiment. In the optical module according to the present embodiment, the optical element and the like have an optical element sealing portion 1.
6, and an electronic circuit and the like are individually resin-sealed in an electronic circuit sealing portion 18, respectively. The optical element sealing portion 16 and the electronic circuit sealing portion 18 are connected by the internal lead pins 8.
【0026】また、この光モジュールはDIP(デュア
ルインラインパッケージ)型であって、電子回路封止部
18の両側から外部リードピン10が突き出している。The optical module is of a DIP (dual in-line package) type, and external lead pins 10 protrude from both sides of the electronic circuit sealing portion 18.
【0027】以下、図2及び図3を参照して、図1に示
した実施形態による光モジュールの構造及びその製造工
程について説明する。Hereinafter, the structure of the optical module according to the embodiment shown in FIG. 1 and the manufacturing process thereof will be described with reference to FIGS.
【0028】この光モジュールには、図2に示す構造の
金属製リードフレーム2が用いられる。リードフレーム
2には、光素子14を搭載するための光素子搭載部4
と、光素子搭載部4及び電子回路間を連結させる2本の
内部リードピン8と、後述する配線基板の両側に位置す
るそれぞれ7本で14本の外部リードピン10が形成さ
れている。また、内部リードピン8及び外部リードピン
10の配線基板側の部分には、それぞれパッド接続部8
a及び10aが設けられている。This optical module uses a metal lead frame 2 having the structure shown in FIG. An optical element mounting portion 4 for mounting the optical element 14 is provided on the lead frame 2.
And two internal lead pins 8 for connecting the optical element mounting section 4 and the electronic circuit, and seventeen fourteen external lead pins 10 located on both sides of a wiring board described later. Further, pad connection portions 8 are provided at the portions of the internal lead pins 8 and the external lead pins 10 on the wiring board side, respectively.
a and 10a are provided.
【0029】このリードフレーム2は、例えば0.25
mm厚程度の金属製(例えば銅製)薄板をエッチング加
工するか、または、プレス機によって打ち抜き加工する
などして、その全体が一体に形成される。上記した光素
子搭載部4などの各部は、リードフレーム2のフレーム
部2aによって一体に支持されて形成される。また、リ
ードフレーム2の所定位置には、後述する樹脂成型用の
金型を位置合わせするための複数個の嵌合孔2bが設け
られている。The lead frame 2 is, for example, 0.25
A metal (for example, copper) thin plate having a thickness of about mm is etched or punched out by a press machine, and the whole is integrally formed. Each part such as the above-mentioned optical element mounting part 4 is integrally supported by the frame part 2a of the lead frame 2 and formed. At a predetermined position of the lead frame 2, a plurality of fitting holes 2b for positioning a resin molding die described later are provided.
【0030】光素子搭載部4上に、サブマウント部材1
2を介して半導体チップ(ベアチップ)の形態の光素子
14を固着する。なお、このサブマウント部材12及び
光素子14については、光モジュールが受信用モジュー
ルである場合には、サブマウント部材12として、平行
型のコンデンサ(ダイキャップ)等が用いられ、光素子
14として、1.3μm波長帯の光信号に対して感度を
有するInGaAs−PIN型フォトダイオード等の受
光素子が用いられる。また、光モジュールが送信用モジ
ュールである場合には、サブマウント部材12は放熱用
の部材であって、ダイヤモンドや窒化アルミニウム材で
形成され、光素子14として、1.3μm波長帯の光信
号を出射する面発光型のInGaAsP発光ダイオード
や、面発光型のInGaAsレーザーダイオード等の発
光素子が用いられる。The submount member 1 is mounted on the optical element mounting portion 4.
The optical element 14 in the form of a semiconductor chip (bare chip) is fixed via the second element 2. Note that, when the optical module is a receiving module, a parallel-type capacitor (die cap) or the like is used as the submount member 12, and the optical element 14 is used as the optical element 14. A light receiving element such as an InGaAs-PIN photodiode having sensitivity to an optical signal in a 1.3 μm wavelength band is used. When the optical module is a transmitting module, the sub-mount member 12 is a member for heat radiation and is formed of diamond or aluminum nitride material. As the optical element 14, an optical signal in a 1.3 μm wavelength band is transmitted. A light emitting element such as a surface emitting type InGaAsP light emitting diode or a surface emitting type InGaAs laser diode for emitting light is used.
【0031】パッド接続部8a及び10aの上面側に
は、配線基板20が搭載されている。この配線基板20
上には、IC22などの回路部品が実装されるととも
に、配線パターン(図2には模式的に示されている)が
形成されて、電気信号を処理するための電子回路が構成
される。配線基板20の下部には、パッド接続部8a及
び10aにそれぞれ対応した位置に電極パッド20a
(図4に示す断面図を参照)が設置されている。また、
このパッド接続部8a及び10aと、電極パッド20a
とは、導電性接続材を用いて電気的に接続される。A wiring board 20 is mounted on the upper surface side of the pad connection portions 8a and 10a. This wiring board 20
A circuit component such as the IC 22 is mounted thereon, and a wiring pattern (schematically shown in FIG. 2) is formed thereon to form an electronic circuit for processing an electric signal. In the lower part of the wiring board 20, the electrode pads 20a are provided at positions corresponding to the pad connection portions 8a and 10a, respectively.
(See the cross-sectional view shown in FIG. 4). Also,
The pad connecting portions 8a and 10a and the electrode pad 20a
Is electrically connected using a conductive connecting material.
【0032】パッド接続部8a及び10aの下面側に
は、配線基板20と同一の材質からなり、かつ略同一の
形状を有する基板形状の補助部材30が固定される。こ
の補助部材30の固定には導電性接続材を用いる必要は
なく、導電性を有しない通常の接着剤を用いても良い。A board-shaped auxiliary member 30 made of the same material as the wiring board 20 and having substantially the same shape is fixed to the lower surfaces of the pad connection portions 8a and 10a. It is not necessary to use a conductive connecting material for fixing the auxiliary member 30, and a normal adhesive having no conductivity may be used.
【0033】以上のように、光素子14、電子回路が形
成された配線基板20、及びリードピン8、10とを接
続して光モジュールの各部を構成した後、リードフレー
ム2に、嵌合孔2bによって所定の形状の樹脂成型用金
型を位置決めして装着する。そして、この金型内に所定
波長(例えば1.3μm)の光信号に対して透明な樹脂
を注入し、光素子14と電子回路とをそれぞれ分離して
トランスファモールド工程によって樹脂封止する(図3
を参照)。これによって、光素子搭載部4とそれに搭載
されたサブマウント部材12及び光素子14を一体封止
する光素子封止部16と、パッド接続部8a及び10a
とそれに搭載された配線基板20及び補助部材30を一
体封止する電子回路封止部18が成型される。なお、光
素子14が封止される光素子封止部16を透明な樹脂で
成型し、電子回路封止部18を不透明な樹脂で成型して
も良い。As described above, after connecting the optical element 14, the wiring board 20 on which the electronic circuit is formed, and the lead pins 8 and 10 to configure each part of the optical module, the lead frame 2 is fitted into the fitting hole 2b. The resin molding die having a predetermined shape is positioned and mounted. Then, a transparent resin is injected into the mold for an optical signal of a predetermined wavelength (for example, 1.3 μm), and the optical element 14 and the electronic circuit are separated from each other and sealed by a transfer molding process (FIG. 3
See). As a result, the optical element mounting part 4 and the optical element sealing part 16 for integrally sealing the submount member 12 and the optical element 14 mounted thereon, and the pad connection parts 8a and 10a
Then, the electronic circuit sealing portion 18 for integrally sealing the wiring board 20 and the auxiliary member 30 mounted thereon is molded. Note that the optical element sealing portion 16 in which the optical element 14 is sealed may be molded with a transparent resin, and the electronic circuit sealing portion 18 may be molded with an opaque resin.
【0034】光素子封止部16は、光素子搭載部4、サ
ブマウント部材12及び光素子14を封止する略直方体
状の基部16aと、基部16a上に一体成型された円錐
台形状の台部16bと、台部16bの頂上部分に一体成
型された非球面レンズ16cを有し、非球面レンズ16
c及び光素子14の光学的主面(受光面または発光面)
の光軸が一致している。The optical element sealing section 16 includes a substantially rectangular parallelepiped base 16a for sealing the optical element mounting section 4, the submount member 12, and the optical element 14, and a truncated cone-shaped base integrally formed on the base 16a. A portion 16b and an aspheric lens 16c integrally molded on the top of the base portion 16b.
c and the optical principal surface (light receiving surface or light emitting surface) of the optical element 14
Have the same optical axis.
【0035】台部16bは、非球面レンズ16c及び光
素子14の光軸に対して同心円状で、かつ頂上部分にい
くにしたがって次第に細くなるように、所定の傾斜角の
テーパー側面及び所定の高さを有する円錐台となってい
る。The base 16b is concentric with the aspheric lens 16c and the optical axis of the optical element 14, and has a tapered side surface having a predetermined inclination angle and a predetermined height so as to become gradually thinner toward the top. It is a truncated cone.
【0036】光素子封止部16及び電子回路封止部18
を成型した後、リードフレーム2の不要な部分を裁断し
て除去することにより、図3に示す中間部品を形成す
る。さらに、内部リードピン8を鈎形状に曲げることに
より集光用の非球面レンズ16cを電子回路封止部18
に対して反対側に向け、外部リードピン10を曲げる所
定の曲げ加工をそれぞれ施すことによって、図1に示し
たDIP(デュアルインラインパッケージ)形の光モジ
ュールが得られる。Optical element sealing section 16 and electronic circuit sealing section 18
After molding, an unnecessary part of the lead frame 2 is cut and removed to form an intermediate part shown in FIG. Further, by bending the internal lead pin 8 into a hook shape, the condensing aspheric lens 16 c is connected to the electronic circuit sealing portion 18.
By performing a predetermined bending process to bend the external lead pins 10 toward the opposite side to the opposite side, the DIP (dual in-line package) type optical module shown in FIG. 1 is obtained.
【0037】本実施形態の光モジュールにおいては、電
子回路の配線パターンをリードフレームとワイヤボンデ
ィングのみによって形成せず、リードフレーム2のパッ
ド接続部8a及び10a上に配線基板20を搭載してい
る。そして、この配線基板20上に配線パターンを形成
することによって、例えば図2中に符号24によって模
式的に示したような交差配線を容易に実現することが可
能となる。このような交差配線は、リードフレームによ
る配線パターンにワイヤボンディングを施して形成され
る交差配線のようなインピーダンス不整合の問題がな
く、良好な回路特性を得ることができる。また、リード
フレームによる配線パターンと比べて配線ピッチを小さ
くすることができるので、配線を効率化して、電子回路
の大規模化に対応することが可能となる。In the optical module of this embodiment, the wiring pattern of the electronic circuit is not formed only by the wire bonding with the lead frame, and the wiring board 20 is mounted on the pad connecting portions 8a and 10a of the lead frame 2. By forming a wiring pattern on the wiring board 20, for example, it is possible to easily realize cross wiring as schematically shown by reference numeral 24 in FIG. Such a cross wiring does not have the problem of impedance mismatch as in the case of a cross wiring formed by performing wire bonding on a wiring pattern formed by a lead frame, and can obtain good circuit characteristics. In addition, since the wiring pitch can be reduced as compared with the wiring pattern using a lead frame, it is possible to increase the efficiency of wiring and to cope with an increase in the scale of an electronic circuit.
【0038】また、リードフレーム2のパッド接続部8
a及び10aにそれぞれ対面する配線基板20下面側の
部位に電極パッド20aを設けている。そして、このパ
ッド接続部8a及び10aと電極パッド20aとを、導
電性接続材を介したダイボンディングによって図4に示
すように固定して、配線基板20上の電子回路とリード
フレーム2とを電気的に接続させている。The pad connection portion 8 of the lead frame 2
An electrode pad 20a is provided at a position on the lower surface side of the wiring board 20 facing each of the electrodes a and 10a. Then, the pad connecting portions 8a and 10a and the electrode pads 20a are fixed as shown in FIG. 4 by die bonding via a conductive connecting material, and the electronic circuit on the wiring board 20 and the lead frame 2 are electrically connected. Connection.
【0039】パッド接続部8a及び10aはそれぞれ内
部リードピン8及び外部リードピン10に接続されてい
るので、これによってワイヤボンディングを行うことな
く必要な配線を行うことができる。このとき、配線基板
20とリードピン8、10との間のワイヤを配線するた
めの領域や、配線基板20及びリードフレーム2上のワ
イヤリングパッドを設ける必要がなくなる。したがっ
て、配線基板20のサイズを大きくして、電子回路をよ
り大面積化することが可能となる。The pad connecting portions 8a and 10a are connected to the internal lead pins 8 and the external lead pins 10, respectively, so that necessary wiring can be performed without performing wire bonding. At this time, it is not necessary to provide a region for wiring wires between the wiring board 20 and the lead pins 8 and 10 and a wiring pad on the wiring board 20 and the lead frame 2. Therefore, it is possible to increase the size of the wiring board 20 and increase the area of the electronic circuit.
【0040】なお、上記した導電性接続材としては、導
電性樹脂を用いることができる。導電性樹脂としては、
Ag(銀)などからなる導電性の充填材(導電性フィラ
ー)を含む樹脂などがある。あるいは、Sn(スズ)/
Pb(鉛)系のものなどの半田を用いることができる。
また、リードフレーム2による配線基板20の支持につ
いては、上記したパッド接続部8a及び10aへの固定
のみによって行うか、または、さらにリードフレーム2
に配線基板20の支持部を形成しても良い。Note that a conductive resin can be used as the conductive connection material. As the conductive resin,
There is a resin containing a conductive filler (conductive filler) made of Ag (silver) or the like. Alternatively, Sn (tin) /
Pb (lead) -based solder or the like can be used.
Further, the support of the wiring board 20 by the lead frame 2 is performed only by fixing to the above-described pad connection portions 8a and 10a, or
The supporting portion of the wiring board 20 may be formed on the substrate.
【0041】ここで、配線基板20と、電子回路封止部
18を構成する封止樹脂とは、熱膨張率が大きく異な
る。特に、電子回路封止部18の封止樹脂を透明樹脂と
した場合、透明樹脂には充填材(フィラー)の添加量が
少ないため、例えば透明エポキシ樹脂ではその熱膨張率
は通常のエポキシ樹脂に比べて2倍以上大きい6.2〜
17.2×10-5/℃程度である。一方、配線基板20
として多く用いられるアルミナ(Al2O3)などのセラ
ミック基板の熱膨張率は例えば5.5×10-6/℃程度
であり、両者で10倍もしくはそれ以上の差異がある。
また、封止樹脂を通常のエポキシ樹脂とした場合におい
ても、透明エポキシ樹脂に比べてその差異はやや小さい
ものの、同様の問題がある。Here, the wiring board 20 and the sealing resin forming the electronic circuit sealing portion 18 have significantly different coefficients of thermal expansion. In particular, when the sealing resin of the electronic circuit sealing portion 18 is a transparent resin, since the amount of the filler added to the transparent resin is small, for example, the thermal expansion coefficient of a transparent epoxy resin is lower than that of a normal epoxy resin. 6.2-times more than twice as large
It is about 17.2 × 10 −5 / ° C. On the other hand, the wiring board 20
The coefficient of thermal expansion of a ceramic substrate such as alumina (Al 2 O 3 ), which is often used as, for example, is about 5.5 × 10 −6 / ° C., and there is a difference of 10 times or more between them.
Further, even when the sealing resin is a normal epoxy resin, the difference is slightly smaller than that of the transparent epoxy resin, but there is a similar problem.
【0042】樹脂封止は、熱硬化性の樹脂を用いたトラ
ンスファモールド工程によって行われ、金型内に注入し
た樹脂を一定時間成型時の温度で加熱・保持することに
よって硬化させて、封止部が形成される。このときの加
熱温度は、例えば透明樹脂の場合140〜160℃程度
に設定されるが、加熱成型後に封止樹脂が常温まで戻る
間に、配線基板20及び電子回路封止部18の封止樹脂
の上記した熱膨張率差によって封止樹脂に対して大きな
応力が発生し、電子回路封止部18の歪みや割れ(クラ
ック)の発生の原因となる。特に、このような応力は、
リードフレーム2の一方の面側に配線基板20が搭載さ
れるなど、封止部18内の構造が非対称となることによ
って、発生する応力が増大し、また、封止部18内に過
剰な応力が集中する部位を生じてしまう。The resin encapsulation is performed by a transfer molding process using a thermosetting resin, and the resin injected into the mold is cured by heating and holding at a molding temperature for a certain period of time. A part is formed. The heating temperature at this time is set to, for example, about 140 to 160 ° C. in the case of a transparent resin, and the sealing resin of the wiring board 20 and the electronic circuit sealing portion 18 is returned while the sealing resin returns to room temperature after the heat molding. Due to the difference in thermal expansion coefficient described above, a large stress is generated in the sealing resin, which causes distortion and cracks in the electronic circuit sealing portion 18. In particular, such stress
When the structure in the sealing portion 18 becomes asymmetric, such as when the wiring board 20 is mounted on one surface side of the lead frame 2, the generated stress increases, and excessive stress is generated in the sealing portion 18. Will result in a concentrated area.
【0043】このような問題に対して、本発明による光
モジュールにおいては、リードフレームの上面側にある
封止樹脂(以下、上部封止樹脂という)の配線基板の上
面からの厚さと、リードフレームの下面側にある封止樹
脂(以下、下部封止樹脂という)の厚さとの差が、配線
基板の厚さよりも小さくなるように電子回路封止部を形
成している。これによって、リードフレーム及び配線基
板の上下両側で発生する応力を均等にし、過剰な応力の
発生や応力集中を回避して封止樹脂の歪みや割れを防止
することができる。In order to solve such a problem, in the optical module according to the present invention, the thickness of the sealing resin (hereinafter, referred to as the upper sealing resin) on the upper surface side of the lead frame from the upper surface of the wiring board and the lead frame The electronic circuit sealing portion is formed such that a difference from a thickness of a sealing resin (hereinafter, referred to as a lower sealing resin) on a lower surface side is smaller than a thickness of the wiring board. As a result, it is possible to equalize the stresses generated on the upper and lower sides of the lead frame and the wiring board, to avoid the occurrence of excessive stress and stress concentration, and to prevent the sealing resin from being distorted or cracked.
【0044】上記した実施形態においては、リードフレ
ーム2の上面側に搭載された配線基板20に対して、リ
ードフレーム2の下面側に、配線基板20と同一の材質
からなり、かつ略同一の形状を有する補助部材30を設
置している。これにより、図4に図1の光モジュールの
I−I矢印断面図によって示すように、電子回路封止部
18内において、リードフレーム2の上側に配線基板2
0及び上部封止樹脂18aが、また、下側に補助部材3
0及び下部封止樹脂18bが、ほぼ上下対称な構成で配
置される。In the above embodiment, the wiring board 20 mounted on the upper surface side of the lead frame 2 is formed on the lower surface side of the lead frame 2 with the same material and substantially the same shape as the wiring board 20. Is provided. As a result, as shown in FIG. 4 by a cross-sectional view taken along the line II of the optical module of FIG.
0 and the upper sealing resin 18a, and the auxiliary member 3 on the lower side.
0 and the lower sealing resin 18b are arranged in a substantially vertically symmetrical configuration.
【0045】このとき、下部封止樹脂18bの厚さは、
上部封止樹脂18aと同様に、補助部材30の下面から
の厚さとなって、上下の封止樹脂18a及び18bの厚
さはほぼ等しくなる。したがって、応力は封止樹脂18
a、18bにほぼ等しく分散して、応力集中による電子
回路封止部18の歪みや割れの発生を防止することがで
きる。以上の構成によって、電子回路が大規模化される
とともに、製品としての安定性及び耐久性が維持された
光モジュールが実現される。At this time, the thickness of the lower sealing resin 18b is
Similarly to the upper sealing resin 18a, the thickness from the lower surface of the auxiliary member 30 is obtained, and the thicknesses of the upper and lower sealing resins 18a and 18b are substantially equal. Therefore, the stress is applied to the sealing resin 18.
Thus, it is possible to prevent the electronic circuit sealing portion 18 from being distorted or cracked due to stress concentration. With the above configuration, an electronic module having a large-scale electronic circuit and maintaining the stability and durability as a product is realized.
【0046】このような構成において発生される応力ス
トレスについて、リードフレーム2の厚さを0.25m
m、配線基板20及び補助部材30の厚さをそれぞれ
0.38mm、上部封止樹脂18a及び下部封止樹脂1
8bのリードフレーム2からの厚さをそれぞれ1mmと
して計算したところ、応力ストレスの低減割合は約26
%と大きく低減されていることが示された。また、基板
自体にかかる曲げ応力についても、同様に低減される。Regarding the stress generated in such a configuration, the thickness of the lead frame 2 is set to 0.25 m.
m, the thickness of the wiring board 20 and the thickness of the auxiliary member 30 are 0.38 mm, respectively, and the upper sealing resin 18a and the lower sealing resin 1
When the thickness of each of the lead frames 8b from the lead frame 2 was calculated to be 1 mm, the reduction ratio of the stress was about 26%.
% Was shown to be greatly reduced. Also, the bending stress applied to the substrate itself is similarly reduced.
【0047】配線基板20及び補助部材30の材質とし
ては、例えばアルミナなどのセラミック材料がある。こ
の場合、通常の厚膜印刷技術で配線パターンを形成する
ことができる。あるいは、ガラスエポキシなどの樹脂材
料がある。この場合、基板の熱膨張率を封止樹脂に近い
値として、応力発生を低減することができる。なお、補
助部材30の材質については、必ずしも配線基板20と
同一である必要はなく、配線基板20に近い熱膨張率、
ヤング率を有する材質であれば他の材質によるものを用
いても良い。As a material of the wiring board 20 and the auxiliary member 30, for example, there is a ceramic material such as alumina. In this case, a wiring pattern can be formed by a normal thick film printing technique. Alternatively, there is a resin material such as glass epoxy. In this case, stress generation can be reduced by setting the coefficient of thermal expansion of the substrate to a value close to that of the sealing resin. The material of the auxiliary member 30 does not necessarily need to be the same as that of the wiring board 20, and may have a coefficient of thermal expansion close to that of the wiring board 20,
Any other material having a Young's modulus may be used.
【0048】また、電子回路封止部18に用いられる封
止樹脂については、光素子封止部16とは別に不透明の
樹脂を用いても良い。不透明樹脂の場合、シリカなどの
充填材の添加量が透明樹脂と比較して多く、したがっ
て、その熱膨張率もセラミック基板などの配線基板20
により近い値となり、応力発生をさらに抑制することが
できる。As the sealing resin used for the electronic circuit sealing portion 18, an opaque resin may be used separately from the optical element sealing portion 16. In the case of an opaque resin, the amount of a filler such as silica is larger than that of a transparent resin, and therefore, the coefficient of thermal expansion thereof is lower than that of a wiring substrate such as a ceramic substrate.
, And the occurrence of stress can be further suppressed.
【0049】なお、配線基板20の上面にはIC22な
どの回路部品が搭載されるので、その効果を考慮して、
下部封止樹脂18bに対して上部封止樹脂18aの厚さ
をやや厚めに設定しても良い。Since circuit components such as the IC 22 are mounted on the upper surface of the wiring board 20, taking the effects into consideration,
The thickness of the upper sealing resin 18a may be set slightly larger than the lower sealing resin 18b.
【0050】さらに、本実施形態においては、リードフ
レーム2に光素子14が搭載される光素子搭載部4を設
けている。これによって、光モジュールの部品点数を減
少させて、製造コストを低減することができる。また、
光素子搭載部4と、電子回路搭載部として機能するパッ
ド接続部8a及び10aとが分離して形成されているた
め、電子回路の設計の自由度が高まり、光通信の高度化
の要請に対応し得る複雑かつ大規模な電子回路を実装す
ることができる。Further, in the present embodiment, the optical element mounting section 4 on which the optical element 14 is mounted on the lead frame 2 is provided. Thereby, the number of components of the optical module can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced. Also,
Since the optical element mounting section 4 and the pad connection sections 8a and 10a functioning as electronic circuit mounting sections are formed separately, the degree of freedom in designing electronic circuits is increased, and the demand for advanced optical communication is met. Complicated and large-scale electronic circuits can be implemented.
【0051】また、光素子封止部16と電子回路封止部
18とを分離独立して成型し、これらを内部リードピン
8によって電気的・機械的に連結した構造としている。
これによって、光トランシーバ等の通信機器に適用する
場合に、電子回路の大規模化による電子回路封止部18
の大型化や、電子回路封止部18の取り付け位置に影響
されることなく、光素子封止部16の取り付け位置を独
立して調整することができる。したがって、通信機器に
おける光ファイバとの光軸及び軸間距離の調整等を容易
に行うことができる。The optical element sealing portion 16 and the electronic circuit sealing portion 18 are separately and independently molded, and are electrically and mechanically connected by the internal lead pins 8.
Accordingly, when the present invention is applied to a communication device such as an optical transceiver or the like, the electronic circuit sealing unit 18 due to the enlargement of the electronic circuit is used.
The mounting position of the optical element sealing portion 16 can be adjusted independently without increasing the size of the device and without being affected by the mounting position of the electronic circuit sealing portion 18. Therefore, it is possible to easily adjust the optical axis and the distance between the optical fiber and the axis in the communication device.
【0052】また、光素子封止部16に集光用の非球面
レンズ16cを一体成型したため、部品点数が低減さ
れ、かつ光素子14と非球面レンズ16c間の光軸及び
軸間距離の調整が不要となる。さらに、集光用のレンズ
と光素子とを金属製などのコネクタで結合するなどの構
造をとる必要がないため、低コスト化を実現できる。Further, since the converging aspherical lens 16c is integrally molded with the optical element sealing portion 16, the number of parts is reduced, and the optical axis and the distance between the axes between the optical element 14 and the aspherical lens 16c are adjusted. Becomes unnecessary. Further, since it is not necessary to adopt a structure in which the condensing lens and the optical element are connected by a connector made of metal or the like, cost reduction can be realized.
【0053】また、この光モジュールには可動部分がな
いため、機械的強度が高く、かつ光学的精度が常に最適
状態に保持されるなど、優れた構造となっている。Since the optical module has no movable parts, the optical module has an excellent structure such as high mechanical strength and optical precision always maintained in an optimum state.
【0054】なお、電子回路の構成については、本実施
形態においては、すべての回路部品及び配線パターンを
配線基板20上に形成する構成としたが、その交差配線
を含まない部分にリードフレーム2による配線パターン
を用いても良い。この場合も、リードフレーム2の配線
パターンにパッド接続部を設け、このパッド接続部に対
応させて配線基板20に電極パッドを設置することによ
って、ワイヤボンディングを行わずに電気的な接続を行
うことができる。このとき、回路部品については、配線
基板20上の配線パターンまたはリードフレーム2によ
る配線パターンのいずれか一方に実装させるか、また
は、配線基板20及びリードフレーム2上にそれぞれ実
装させても良い。また、複数の基板を用いることも可能
である。In this embodiment, all the circuit components and wiring patterns are formed on the wiring board 20 in the present embodiment. A wiring pattern may be used. Also in this case, by providing pad connection portions in the wiring pattern of the lead frame 2 and installing electrode pads on the wiring board 20 corresponding to the pad connection portions, electrical connection can be performed without performing wire bonding. Can be. At this time, the circuit component may be mounted on either the wiring pattern on the wiring board 20 or the wiring pattern on the lead frame 2, or may be mounted on the wiring board 20 and the lead frame 2, respectively. Further, a plurality of substrates can be used.
【0055】本発明による光モジュールは、上記した実
施形態に限られるものではなく、様々な変形が可能であ
る。The optical module according to the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible.
【0056】図5は、光モジュールの第2の実施形態を
示す断面図である。この図は、第1の実施形態について
図4に示したI−I矢印断面図に対応している。本実施
形態においては、封止樹脂の厚さの差の低減に補助部材
30を用いておらず、パッド接続部8a及び10aをリ
ードフレーム2からみて下面側にオフセットされた形状
に形成することによって、上下の封止樹脂18a、18
bの厚さの差を低減させている。FIG. 5 is a sectional view showing a second embodiment of the optical module. This figure corresponds to the cross-sectional view taken along the line II shown in FIG. 4 for the first embodiment. In the present embodiment, the auxiliary member 30 is not used to reduce the difference in the thickness of the sealing resin, and the pad connection portions 8a and 10a are formed in a shape offset to the lower surface side as viewed from the lead frame 2. , Upper and lower sealing resins 18a, 18
The difference in thickness of b is reduced.
【0057】具体的には、リードピン8及び10の配線
基板20側の端部であるパッド接続部8a及び10aに
曲げ加工が施されて、リードフレーム2から下方に落と
し込まれた構造とされている。このとき、電子回路封止
部18内で上方にずれて配置されていた配線基板20の
位置が封止部18の中心側に移動するので、上下の封止
樹脂18a、18bの厚さの差が低減されて、応力発生
が抑制される。More specifically, the pad connecting portions 8a and 10a, which are the ends of the lead pins 8 and 10 on the wiring board 20 side, are bent and dropped from the lead frame 2 downward. I have. At this time, since the position of the wiring board 20 that has been displaced upward in the electronic circuit sealing portion 18 moves to the center side of the sealing portion 18, the difference in thickness between the upper and lower sealing resins 18a and 18b is increased. Is reduced, and the occurrence of stress is suppressed.
【0058】図5に示した構造の光モジュールについて
も、図4に示したものと同様の厚さ等の条件によって応
力ストレスについて計算したところ、応力ストレスの低
減割合は同様に大きく、約29%であった。For the optical module having the structure shown in FIG. 5, when the stress was calculated under the same conditions as the thickness shown in FIG. 4, the reduction ratio of the stress was also large, about 29%. Met.
【0059】図6は、光モジュールの第3の実施形態を
示す断面図である。本実施形態においては、配線基板2
0はリードフレーム2のパッド接続部8a及び10aの
上面側にそのまま搭載されているが、リードフレーム2
の上面からの上部封止樹脂18aの厚さ(配線基板20
の厚さを含む)が、リードフレーム2の下面からの下部
封止樹脂18bの厚さよりも大きくされている。これに
よって、上部封止樹脂18aに対して封止樹脂の厚さを
補って、上下の封止樹脂18a、18bの厚さの差が低
減されて、応力発生が抑制される。FIG. 6 is a sectional view showing a third embodiment of the optical module. In the present embodiment, the wiring board 2
0 is directly mounted on the upper surface side of the pad connection portions 8a and 10a of the lead frame 2,
Of the upper sealing resin 18a from the upper surface of the
Is larger than the thickness of the lower sealing resin 18b from the lower surface of the lead frame 2. This compensates for the thickness of the sealing resin with respect to the upper sealing resin 18a, reduces the difference in thickness between the upper and lower sealing resins 18a, 18b, and suppresses stress generation.
【0060】なお、上部封止樹脂18a及び下部封止樹
脂18bに対する、封止樹脂18a、18bの厚さの差
を低減する厚さ条件については、必ずしも電子回路封止
部18を形成する封止樹脂の全体に対して適用しなくて
も良い。例えば、以下の変形例に示すように(図7及び
図8)、電子回路封止部18の封止樹脂のうち、配線基
板20に面し、封止部18内に構造の非対称性を生じる
部分を含む樹脂部分に対して、上記した厚さ条件を適用
した構成によっても、応力発生の抑制が可能である。The thickness condition for reducing the difference between the thickness of the sealing resin 18a and the thickness of the sealing resin 18b with respect to the upper sealing resin 18a and the lower sealing resin 18b is not necessarily limited to the sealing for forming the electronic circuit sealing portion 18. It is not necessary to apply to the entire resin. For example, as shown in the following modified examples (FIGS. 7 and 8), of the sealing resin of the electronic circuit sealing portion 18, which faces the wiring board 20, a structure asymmetry is generated in the sealing portion 18. Stress generation can also be suppressed by a configuration in which the above-described thickness condition is applied to the resin portion including the portion.
【0061】図7は、図6に示した第3の実施形態の一
変形例である第4の実施形態を示す断面図である。本実
施形態においては、図6のように上部封止樹脂18aの
全体の厚さを大きくするのではなく、配線基板20の上
部を含む上部封止樹脂18aの部分に、厚さを大きくし
た凸部18cを形成している。FIG. 7 is a sectional view showing a fourth embodiment which is a modification of the third embodiment shown in FIG. In the present embodiment, instead of increasing the overall thickness of the upper sealing resin 18a as shown in FIG. 6, a convex portion having an increased thickness is provided on the upper sealing resin 18a including the upper portion of the wiring board 20. A portion 18c is formed.
【0062】図8は、図6に示した第3の実施形態の他
の変形例である第5の実施形態を示す断面図である。本
実施形態においては、配線基板20の下部を含む下部封
止樹脂18bの部分に、厚さを小さくした凹部18dを
形成している。これらの第4及び第5の実施形態によっ
ても、第3の実施形態と同様に、上下の封止樹脂18
a、18bの厚さの差が低減されて、応力発生が抑制さ
れる。FIG. 8 is a sectional view showing a fifth embodiment which is another modification of the third embodiment shown in FIG. In the present embodiment, a concave portion 18d having a reduced thickness is formed in a portion of the lower sealing resin 18b including a lower portion of the wiring board 20. According to these fourth and fifth embodiments, as in the third embodiment, the upper and lower sealing resins 18 are formed.
The difference in thickness between a and 18b is reduced, and the occurrence of stress is suppressed.
【0063】上記した第1〜第5の実施形態以外にも、
様々な構成によって、上下の封止樹脂の厚さの差を低減
させることが可能である。また、上記した各実施形態で
はDIP型の光モジュールについて説明したが、本発明
による光モジュールはSIP(シングルインラインパッ
ケージ)型の光モジュールに対しても同様に適用するこ
とができる。In addition to the first to fifth embodiments,
Various configurations can reduce the difference in thickness between the upper and lower sealing resins. In each of the embodiments described above, the DIP type optical module is described. However, the optical module according to the present invention can be similarly applied to a SIP (single in-line package) type optical module.
【0064】[0064]
【発明の効果】本発明による光モジュールは、以上詳細
に説明したように、次のような効果を得る。すなわち、
電気信号の処理を行う電子回路を交差配線が可能な配線
基板上に形成し、かつ、配線基板の電極パッドとリード
フレームのパッド接続部とを、ワイヤボンディングを用
いずに直接的に電気的に接続する。これによって、基板
サイズを大きくするとともに配線ピッチを小さくして、
電子回路を大面積化かつ大規模化することが可能にな
る。The optical module according to the present invention has the following effects as described in detail above. That is,
An electronic circuit for processing an electric signal is formed on a wiring board capable of cross wiring, and the electrode pads of the wiring board and the pad connection portions of the lead frame are directly electrically connected without using wire bonding. Connecting. As a result, the board size is increased and the wiring pitch is reduced,
The electronic circuit can have a large area and a large scale.
【0065】この場合、配線基板と電子回路封止部の封
止樹脂との熱膨張率の違いによって応力が発生し、封止
樹脂に歪みや割れを生じる。これに対して、リードフレ
ームの上面側の封止樹脂の配線基板の上面からの厚さ
と、リードフレームの下面側の封止樹脂の厚さとの差
が、配線基板の厚さよりも小さくなるように構成する。
このとき、応力発生が低減されて封止樹脂の歪みや割れ
が回避され、したがって、電子回路が大規模化されると
ともに、製品としての安定性及び耐久性が維持される構
成を有する光モジュールが実現される。In this case, stress is generated due to a difference in the coefficient of thermal expansion between the wiring board and the sealing resin of the electronic circuit sealing portion, and the sealing resin is distorted or cracked. On the other hand, the difference between the thickness of the sealing resin on the upper surface of the lead frame from the upper surface of the wiring board and the thickness of the sealing resin on the lower surface of the lead frame is smaller than the thickness of the wiring substrate. Constitute.
At this time, an optical module having a configuration in which stress generation is reduced and distortion and cracking of the sealing resin are avoided, and thus the electronic circuit is enlarged and the stability and durability of the product are maintained. Is achieved.
【図1】光モジュールの第1の実施形態の外観構成を示
す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an external configuration of an optical module according to a first embodiment.
【図2】図1に示した光モジュールに用いられるリード
フレーム及び配線基板の構成を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a lead frame and a wiring board used in the optical module shown in FIG.
【図3】図1に示した光モジュールの中間部品の構成を
示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of an intermediate component of the optical module shown in FIG.
【図4】図1に示した光モジュールのI−I矢印断面図
である。FIG. 4 is a sectional view of the optical module shown in FIG.
【図5】光モジュールの第2の実施形態を示す断面図で
ある。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a second embodiment of the optical module.
【図6】光モジュールの第3の実施形態を示す断面図で
ある。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a third embodiment of the optical module.
【図7】光モジュールの第4の実施形態を示す断面図で
ある。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a fourth embodiment of the optical module.
【図8】光モジュールの第5の実施形態を示す断面図で
ある。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a fifth embodiment of the optical module.
2…リードフレーム、2a…フレーム部、2b…嵌合
孔、4…光素子搭載部、8…内部リードピン、8a…パ
ッド接続部、10…外部リードピン、10a…パッド接
続部、12…サブマウント部材、14…光素子、16…
光素子封止部、16a…基部、16b…台部、16c…
非球面レンズ、18…電子回路封止部、18a…上部封
止樹脂、18b…下部封止樹脂、18c…凸部、18d
…凹部、20…配線基板、20a…電極パッド、22…
IC、24…交差配線、30…補助部材。Reference numeral 2: lead frame, 2a: frame portion, 2b: fitting hole, 4: optical element mounting portion, 8: internal lead pin, 8a: pad connection portion, 10: external lead pin, 10a: pad connection portion, 12: submount member , 14 ... optical element, 16 ...
Optical element sealing portion, 16a: base portion, 16b: base portion, 16c ...
Aspherical lens, 18: electronic circuit sealing portion, 18a: upper sealing resin, 18b: lower sealing resin, 18c: convex portion, 18d
... recess, 20 ... wiring board, 20a ... electrode pad, 22 ...
IC, 24: cross wiring, 30: auxiliary member.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 御神村 泰樹 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 Fターム(参考) 5F041 AA40 AA47 DA20 DA43 DA55 5F088 BA11 BA15 JA02 JA03 JA06 KA10 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Yasuki Mikamura 1 Tayacho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa F-term in Yokohama Works, Sumitomo Electric Industries, Ltd. 5F041 AA40 AA47 DA20 DA43 DA55 5F088 BA11 BA15 JA02 JA03 JA06 KA10
Claims (7)
る電気信号とで、いずれか一方の信号を他方の信号に変
換する光素子と、前記電気信号を処理する電子回路と、
前記電子回路にそれぞれ接続されるリードピンを有する
リードフレームと、を備える光モジュールであって、 前記電子回路の少なくとも一部が形成される配線基板が
前記リードフレームの一方の面側に固定され、 前記配線基板上の前記電子回路、及び前記リードフレー
ムは、前記配線基板に設けられた電極パッド、及び前記
リードフレームに設けられたパッド接続部が直接接続さ
れることによって電気的に接続されるとともに、前記配
線基板と、前記リードフレームの前記パッド接続部とが
樹脂によって封止されて電子回路封止部が形成されて、 前記電子回路封止部は、 前記リードフレームの前記一方の面側の封止樹脂の、前
記配線基板の前記リードフレームとは反対側の面からの
厚さと、前記リードフレームの他方の面側の封止樹脂の
厚さとの差が、前記配線基板の厚さよりも小さいことを
特徴とする光モジュール。An optical element for converting one of the signals into an optical signal having a predetermined wavelength and an electric signal corresponding thereto, and an electronic circuit for processing the electric signal;
A lead frame having lead pins respectively connected to the electronic circuit, wherein a wiring board on which at least a part of the electronic circuit is formed is fixed to one surface side of the lead frame, The electronic circuit on the wiring board, and the lead frame are electrically connected to each other by directly connecting the electrode pads provided on the wiring board, and the pad connection portion provided on the lead frame, The circuit board and the pad connection portion of the lead frame are sealed with a resin to form an electronic circuit sealing portion. The electronic circuit sealing portion seals the one surface side of the lead frame. The thickness of the sealing resin from the surface of the wiring board opposite to the lead frame, and the thickness of the sealing resin on the other surface of the lead frame. An optical module, wherein a difference from the optical module is smaller than a thickness of the wiring board.
載される光素子搭載部をさらに有し、 前記光素子と、前記光素子搭載部とが前記所定波長の光
を透過する透明樹脂によって前記電子回路封止部とは別
に封止されて光素子封止部が形成されていることを特徴
とする請求項1記載の光モジュール。2. The lead frame further includes an optical element mounting part on which the optical element is mounted, wherein the optical element and the optical element mounting part are formed of a transparent resin that transmits light of the predetermined wavelength. 2. The optical module according to claim 1, wherein the optical element sealing portion is formed separately from the electronic circuit sealing portion.
ームの前記他方の面側に、基板形状の補助部材が設置さ
れていることを特徴とする請求項1記載の光モジュー
ル。3. The optical module according to claim 1, wherein a substrate-shaped auxiliary member is provided on the other surface side of the lead frame in the electronic circuit sealing portion.
オフセットされた形状に形成されていることを特徴とす
る請求項1記載の光モジュール。4. The optical module according to claim 1, wherein the pad connection portion is formed in a shape offset to the other surface.
封止樹脂の前記一方の面からの厚さが、前記リードフレ
ームの前記他方の面側の封止樹脂の前記他方の面からの
厚さよりも大きいことを特徴とする請求項1記載の光モ
ジュール。5. The thickness of the sealing resin on the one surface side of the lead frame from the one surface is the thickness of the sealing resin on the other surface side of the lead frame from the other surface. The optical module according to claim 1, wherein the optical module is larger than the optical module.
は、導電性樹脂によって電気的に接続されていることを
特徴とする請求項1記載の光モジュール。6. The optical module according to claim 1, wherein the electrode pad and the pad connection are electrically connected by a conductive resin.
は、半田によって電気的に接続されていることを特徴と
する請求項1記載の光モジュール。7. The optical module according to claim 1, wherein said electrode pad and said pad connection portion are electrically connected by solder.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11361559A JP2000243981A (en) | 1998-12-21 | 1999-12-20 | Optical module |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-362684 | 1998-12-21 | ||
| JP36268498 | 1998-12-21 | ||
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000243981A true JP2000243981A (en) | 2000-09-08 |
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ID=26581288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110481045A (en) * | 2019-09-16 | 2019-11-22 | 江苏铁锚玻璃股份有限公司 | Bonding structure of weight-reducing transparent display touch screen and manufacturing method thereof |
-
1999
- 1999-12-20 JP JP11361559A patent/JP2000243981A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110481045A (en) * | 2019-09-16 | 2019-11-22 | 江苏铁锚玻璃股份有限公司 | Bonding structure of weight-reducing transparent display touch screen and manufacturing method thereof |
| CN110481045B (en) * | 2019-09-16 | 2024-11-22 | 江苏铁锚玻璃股份有限公司 | Weight-reduced transparent display touch screen bonding structure and manufacturing method thereof |
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