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公開番号2025021080
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-13
出願番号2023124799
出願日2023-07-31
発明の名称光モジュール
出願人NTTイノベーティブデバイス株式会社,日本電信電話株式会社
代理人弁理士法人谷・阿部特許事務所
主分類H01L 23/02 20060101AFI20250205BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】従来技術の光モジュールでは、スペーサを介して実装されるTIA周囲にはみ出した接着剤のため、製品歩留まりの低下、検査工程の高コスト化が問題となっていた。
【解決手段】本開示の光モジュールは、光回路と1つ以上電子回路チップを備えており、1つの電子回路チップは、スペーサを介して、接着剤によって光モジュールのリッドに接着される。スペーサは、厚さ方向でリッド側に、隣接部品に向かって延びた縁部を有し、その電子回路チップのサイズを越えた幅の広い面を有する。さらにリッドは、スペーサとの接着面の延びた縁部に概ね一致する位置に、余剰接着剤を収納する凹部を有する。スペーサとリッドの接着面の間の余剰接着剤は凹部内に導かれ、接着剤と隣接する部品との接触を防止する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
パッケージと、
前記パッケージに実装された光回路と、
前記パッケージに実装された１つ以上の電子回路と、
前記光回路および前記１つ以上の電子回路を覆うリッドと
を備え、
前記１つ以上の電子回路の内の１つのチップは、厚さ方向に、第１の接着層、スペーサ、第２の接着層の順に、前記リッドの接着面に固定されており、
前記スペーサは、前記リッド側に前記チップの幅よりも広い幅を有する第１の面と、前記第１の面よりも狭い幅を有する第２の面を有し、
前記リッドは、前記第１の面の幅方向に伸長した前記スペーサの縁部を含む領域に、前記接着面から連続して前記第２の接着層の接着剤を収納する凹部を有すること
を特徴とする光モジュール。
続きを表示（約 650 文字）【請求項２】
前記スペーサは、垂直断面において略Ｔ字形状を有し、前記第１の面を含み、前記チップの幅方向に延びた前記縁部を有する伸長部分と、前記チップの前記幅よりも狭い前記第２の面を含むベース部分を含むことを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記スペーサは、垂直断面において、厚さ方向に、前記チップの前記幅よりも狭い前記第２の面から、前記第１の面に向かって、幅が徐々に広まる略台形状を有することを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記縁部から前記凹部の内部に向かって、突起を有することを特徴とする請求項２または３に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記光回路はシリコンフォトニクスチップであり、前記１つ以上の電子回路の内の前記１つのチップは、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）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。
【請求項６】
前記接着層の接着剤は、８～３５０ｐａ・ｓ（２３℃）の粘度を有する高熱伝導の導電性接着剤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。
【請求項７】
前記光回路は、前記リッドの最表面より下がって形成された第１の深さの接着面に接着剤によって固定され、
前記チップが固定される前記接着面は、前記第１の深さの接着面からさらに下がって形成された第２の深さの接着面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。

発明の詳細な説明【背景技術】
【０００１】
本発明は、光モジュールに関する。より詳細には、光モジュール内の接着剤を制御する構造に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【０００２】
光通信ネットワークを経由したサービスの増大が進み、多数の光機能素子を高密度に集積したデバイスの開発が進められている。光伝送用装置では、複数のチャンネルの光信号処理が可能で、着脱が可能なデジタルコヒーレントトランシーバ（以下、簡単のためトランシーバ）の仕様が規定されている。トランシーバの消費電力やサイズは、標準化団体のＯＩＦ（The Optical Internetworking Forum）等によって規格が決定されている。トランシーバ動作の高速化、大容量化、および、小型化、低消費電力化のさらなる要求に応えるため、シリコンフォトニクス技術を利用した、新たな構成の光送受信モジュールの開発が進められている。
【０００３】
図１は、シリコンチップを含む光送受信モジュールの構成を示す図である。図１の（ａ）は、光送受信モジュール２０のリッド（蓋）を取り外した状態で、チップ搭載面を見た上面図（ｘ－ｙ面）である。光送受信モジュール２０は、所定の変調を受けた光信号を受信して、電気信号のベースバンド信号を出力するとともに、電気信号のベースバンド信号で変調光を生成し出力する。光送受信モジュールは、上述のＯＩＦによるトランシーバ上に搭載され、図示していない１本以上の光ファイバと電気信号のインタフェースを持っている。以下の説明では、光送受信モジュールを光モジュールと簡略化して呼ぶ。
【０００４】
光モジュール２０は、パッケージ（基板）１の上に、シリコンフォトニクス（Silicon Phonics：ＳｉＰ）チップ２と、光－電気間の変換および外部インタフェースを行う電子部品が集積されている。ＳｉＰチップ２は、Ｓｉ基板上に、偏波分離器、コヒーレントミキサ、複数の光検出器（ＰＤ）、偏波回転器、偏波合成器、光変調器など、光受信器および光変調器の光機能が、１つのチップに集積化されている。電子部品は、変調信号を駆動するためのドライバＩＣ３およびＰＤからの電流出力を電圧信号に変換するトランスインピーダンスアンプ（TransImpedance Amplifier：ＴＩＡ）４ａ、４ｂを含む。他にチップコンデンサ５－１ａ～５－２ｂ等の電子部品も搭載されている。一例を挙げれば、ＴＩＡチップ内に含まれる４系統の信号ラインに対応して、ＴＩＡ４ａでは、ＤＣラインのそれぞれに、コンデンサ群５－１ａ、５－２ａとしてバイパス用のチップコンデンサが配置され得る。
【０００５】
図１の（ｂ）は、光モジュール２０の全体を覆うリッド（蓋）８を示している。図１の（ａ）に示したように、光モジュール２０内においてＳｉＰチップ２が、面積および高さとも、最大サイズを持っている。ドライバＩＣ３はＳｉＰチップ２よりも小さく、ＴＩＡ４ａ、４ｂは最小サイズを持っている。光モジュール２０では、内部に実装された部品を保護し、部品から生じる熱を外部へ放出するため、リッド８がパッケージ全体を覆うように実装されている。図１（ｂ）に示したように、リッド８の外形はパッケージ１の外形に対応する。点線の領域８ａは、後述するように、リッドの内側に彫り込んで形成され、ドライバＩＣ３、ＴＩＡ４を収納する浅い接着面を示している。また、点線の領域８ｂは、浅い接着面よりさら彫り込んで形成され、ＳｉＰチップ２を収納する深い接着面を示している。図１に示した部品配置や接着面領域は、例示的なものである。
【０００６】
図２は、ＴＩＡを含み、基板面に垂直に切った光モジュール断面構造を示す図である。リッド８が搭載された状態で、図１でドライバＩＣ３およびＴＩＡ４ａを通るＩＩ―ＩＩ線を含み、基板面に垂直に切った断面（ｙ－ｚ面）を示している。光モジュール２０は、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）９によって、トランシーバ上に搭載される。リッド８は、例えばアルミなどの材料で構成された板状の１つの面に、異なる２種類の深さの接着面を持つ。最も高いＳｉＰチップ２に対応する領域の深い接着面と、図２に示した、より低いドライバＩＣ３、ＴＩＡ４を収納する浅い接着面２２によって空間２１が形成されている。異なる高さの２つの接着面は、パッケージ１の面上に搭載されるチップ、ＩＣ、電子部品を収納する空間を区画する。内部部品の保護と放熱が実現される限り、接着面で形成される空間２１の形状は、パッケージ１上の部品配置に応じて任意で良い。
【０００７】
高さの異なる３種類のチップのそれぞれに対して、対応する深さの３つの接着面をリッドに形成することも可能だが、接着面の加工精度や組立精度の制限もあり、２つの異なる深さの接着面が形成されている。図２の断面図を参照すれば、ドライバＩＣ３は、リッド８の接着面２２に接着剤によって直接固定されているのに対して、より薄いＴＩＡ４は、スペーサ７を介して接着面２２に接着剤で固定される。
【０００８】
図３は、ＴＩＡの周辺を拡大した基板面に垂直な光モジュール断面構造を示す図である。図２のIIIの領域を拡大し、リッド８およびパッケージ１の一部を切り取って示している。ＴＩＡ４は、他の２つのチップに比べて非常に薄いため、スペーサ７を介在させて高さを調整し、スペーサ７とリッドの接着面２２を接着している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開2001-230274号公報
特開2012-146363号公報
特開2015-204356号公報
【非特許文献】
【００１０】
ＯＩＦ, Implementation Agreement for the High Bandwidth Coherent Driver Modulator (HB-CDM), ［online］, July 15,2021, ［令和５年３月２０日検索］，インターネット＜URL: https://www.oiforum.com/wp-content/uploads/OIF-HB-CDM-02.0.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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