半导体模块的制造方法.pdf

一种半导体模块的制造方法，该半导体模块组装了用由高矫顽力膜的磁性柘榴石膜构成的法拉第转子的光隔离器，即使没有外磁场该磁性柘榴石膜也能维持磁饱和状态；在制造工序中，把上述磁性柘榴石膜暴露在100℃以上的温度下时，在与该磁性柘榴石膜的磁化方向相同的方向上施加外磁场。按照该制造方法，具有即使制造过程中存在加热工序，也不会解除作为高矫顽力膜的磁性柘榴石膜的磁饱和状态的优点。

1.  一种半导体模块的制造方法，该半导体模块组装有使用了由即使没有外部磁场也能维持磁饱和状态的磁性柘榴石膜构成的法拉第转子的光隔离器；其特征在于，在制造工序中，把所述磁性柘榴石膜暴露在100℃或100℃以上的温度时，在与该磁性柘榴石膜的磁化方向相同的方向上施加外部磁场。

2.  根据权利要求1所述的半导体模块的制造方法，其特征在于，所述外部磁场大于等于8.0×10²A/m且小于等于1.6×10⁴A/m。

3.  根据权利要求1或2所述的半导体模块的制造方法，其特征在于，通过配置在半导体模块的外壳内的永久磁铁施加所述外部磁场。

4.  根据权利要求1或2所述的半导体模块的制造方法，其特征在于，通过配置在半导体模块的外壳外部的线圈或永久磁铁施加所述外部磁场。

5.  根据权利要求1或2或3或4所述的半导体模块的制造方法，其特征在于，所述磁性柘榴石膜由组分为(BiEuHo)₃(FeGa)₅O₁₂的磁性柘榴石构成。

6.  根据权利要求3或4所述的半导体模块的制造方法，其特征在于，所述永久磁铁是SmCo磁铁。

半导体模块的制造方法
技术领域
本发明涉及光通信中所用的半导体激光器模块或半导体放大器模块等半导体模块的制造方法，特别是涉及组装了用由高矫顽力膜的磁性柘榴石膜构成的法拉第转子的光隔离器的半导体模块的制造方法，该磁性柘榴石膜即使没有外磁场也能维持磁饱和状态，在制造该半导体模块时，不会解除高矫顽力膜的磁饱和状态。
背景技术
在光通信用的半导体激光器模块或半导体放大器模块中，为了阻止光返回到半导体激光器等的半导体元件而组装入光隔离器，下面用图1来说明其一例。
首先，如图1所示，这种半导体激光器模块的主要构成部件有外壳11、沿光轴P配置在该外壳内的发光二极管4、半导体激光器元件1、聚光用透镜5、光隔离器7和经安装在上述外壳11的壁面上的套箍9被导入外壳11内的光导纤维8。
经以下的组装工序来制造上述半导体激光器模块。
首先，经散热片2把上述半导体激光器元件1装载在半导体激光器座3上，再把该半导体激光器座3与发光二极管4一起焊接固定在固定了聚光用透镜5的基座6上。在该基座6上装载有光隔离器7，经套箍9被导入的光导纤维8与光隔离器7进行光学调整之后，分别进行固定。
基座6经珀耳帖元件10被固定在金属制的外壳11，同时，保护光导纤维8的套箍9被焊接固定在外壳11的壁面上的光导纤维导入孔15中。
另外，用突出到外壳11外面的引线(未示出)和在外壳11内的由焊接线构成的布线把半导体激光器模块导通之后，用金属盖12把外壳11的开口通过焊接封闭固定，并且进行外壳11内的气密封，至此组装完成。
上述光隔离器7由用磁性柘榴石膜构成的法拉第转子与配置在其两侧的一对偏光器构成，而且，在法拉第转子的周围配置有使法拉第转子磁饱和的小型强力永久磁铁。
可是，近年来，对于半导体激光器模块的小型化的要求逐渐强烈，随之，就要压缩金属外壳内的空间。
因此，开发了由无需磁铁的特殊磁性柘榴石膜构成的法拉第转子，以满足小型化的要求(参照日本公开专利特开平9-185027号公报)。
这种磁性柘榴石膜在最初施加外磁场使之磁饱和之后，即使除去磁场也能够维持磁饱和状态，故而被称之为高矫顽力膜。
在用该高矫顽力膜的法拉第转子构成光隔离器的情况下，无需磁铁，这样就能够进一步缩小金属外壳内的空间，而且有利于降低成本。
可是，在制造半导体激光器模块等半导体模块时，把光隔离器组装到外壳内之后，还有上述的用来焊接固定的各种加热工序，根据情况还要由焊接固定进行光隔离器的固定。即使在用粘接剂进行固定来代替焊接固定的情况下，为了使粘接剂固化也必须进行120℃温度上下的加热，所以，依然存在加热工序。
即使存在加热工序的半导体模块的制造方法中，组装使用上述永久磁铁的现有的光隔离器的情况下，并不会有特别的问题。
但是，在组装使用高矫顽力膜的光隔离器的情况下，焊接固定用的加热处理会解除特意固定的高矫顽力膜的磁饱和状态，而返回到当初的多磁畴状态。
即使在采用粘接剂固定方法来代替焊接固定的情况下，使粘接剂固化时的加热处理也有可能解除磁饱和状态。
因此，一旦解除了高矫顽力膜的磁饱和状态，就不再起光隔离器的作用，所以，在把使用高矫顽力膜的光隔离器组装到半导体模块内的情况下，就必须以较低的温度使粘接剂固化，或在半导体模块组装后再次使高矫顽力膜磁饱和(以下称为“再磁化”)。
但是，用粘接剂固定与焊接固定相比，可靠性低。为了在半导体模块组装后使高矫顽力膜再磁化，必须把半导体模块先加热到大约100℃，再从外部施加1.6×10⁵A/m以上的强磁场，因此，必须要有庞大的磁场发生装置，而且，一旦在半导体模块内存在磁体，不靠磁场就不能再磁化。
发明内容
本发明着眼于这样的问题点，其目的在于提供一种半导体模块的制造方法，在制造组装了使用高矫顽力膜的光隔离器的半导体模块时，即使制造过程中存在100℃以上的加热工序也不会解除高矫顽力膜的磁饱和状态。
因此，为实现这样的目的，本发明人等进行了精心研究后发现了以下的技术知识。
即，一旦高矫顽力膜的温度上升，解除了磁饱和状态，成为多磁畴状态，就起不到法拉第转子的作用，但是，如果在与高矫顽力膜地磁化方向相同的方向上存在磁场，即使是弱磁场，也不会解除磁饱和状态。即，在法拉第转子被暴露在使矫顽力变小的温度下的情况下，如果在施加了大于变小的矫顽力的外磁场的状态下使其冷却，就能够保持磁化。
本发明就是基于这种技术知识完成的技术方案。
即，按照本发明，组装了使用即使没有外磁场也能维持磁饱和状态的磁性柘榴石膜构成的法拉第转子的光隔离器的半导体模块的制造方法，其特征在于在制造工序中，将上述磁性柘榴石膜暴露在100℃或100℃以上的温度下时，在与该磁性柘榴石膜的磁化方向相同的方向上施加外磁场。
附图说明
图1是表示半导体模块的一例的构成断面图。
图2是表示实施例1的高矫顽力膜加热后的磁畴状态的透光投影图。
图3是表示比较例的高矫顽力膜加热后的磁畴状态的透光投影图。
具体实施方式
以下更加详细地说明本发明。
首先，按照本发明的方法，其特征在于组装半导体模块的制造途中的工序中，将作为高矫顽力膜的磁性柘榴石膜暴露在100℃或100℃以上的温度下时，在与高矫顽力膜的磁化方向相同的方向上施加外磁场，以使高矫顽力膜的磁饱和状态不被解除。
这里，外磁场的施加方法既可以是用线圈或永久磁铁从半导体模块的外壳外部施加磁场的方法，也可以是把永久磁铁配置在半导体模块的外壳内施加磁场的方法，其方法是任意的。
在本发明中，像从上述技术发现确认的那样，为防止作为高矫顽力膜的磁性柘榴石膜的磁饱和状态被解除所必要的磁场比再磁化饱和磁场以下的高矫顽力膜所必要的磁场弱就可以，所以能够使用小型的磁场发生装置。
即使在半导体模块的外壳内配置了磁铁的情况下，为了防止作为高矫顽力膜的磁性柘榴石膜的磁饱和状态被解除所必要的磁场也可以低于使通常的磁性柘榴石膜磁饱和所必要的磁场，所以能够使用小型的磁铁。
作为上述磁铁的构造和配置方法，既可以采取在半导体模块的外壳内像通常的光隔离器那样将园筒形磁铁围绕法拉第转子配置的方法，也可以采用沿光轴把正方体磁铁配置在法拉第转子的附近的方法，配置方法是任意的。具体地说，也可以采用把板状磁铁贴在半导体模块中的外壳内的剩余空间的某一部分，例如金属盖的里面侧。即，只要能够使必要的磁场施加到作为高矫顽力膜的磁性柘榴石膜上就行。
本发明中，在能够防止解除磁性柘榴石膜的磁饱和状态的范围内任意设定施加在作为高矫顽力膜的磁性柘榴石膜上的外磁场强度，但是最好是大于等于8.0×10²A/m而小于等于1.6×10⁴A/m。如果低于8.0×10²A/m，有可能会稍微解除磁性柘榴石膜的磁饱和状态，如果施加超过1.6×10⁴A/m的强磁场，暴露在100℃以上的温度下的外壳内的光隔离器有可能会移动。
作为即使无外磁场也能维持磁饱和状态的本发明的磁性柘榴石膜材料，除上述的日本公开专利特开平9-185027号公报所记载的材料之外，例如还有日本公开专利特开平6-222311号公报或美国专利US5,898,516号公报中所记载的铋取代稀土类铁柘榴石材料。
下面具体说明本发明的实施例。
首先，把SmCo磁铁配置在高矫顽力膜附近，且改变高矫顽力膜与SmCo磁铁之间的距离，来改变施加在高矫顽力膜上的外磁场，达到8.0×10²A/m(实施例1)、4.0×10³A/m(实施例2)和1.6×10⁴A/m(实施例3)，将高矫顽力膜在高于PbSn焊料的熔点的200℃温度下保持5分钟，观察高矫顽力膜的磁畴的状况。
使高矫顽力膜的磁化方向与施加在高矫顽力膜上的外磁场的方向相同。作为比较例，在对高矫顽力膜不施加外磁场的状态下，加热到与实施例1同样的温度，观察其高矫顽力膜的磁畴的状况。
使用组分为(BiEuHo)₃(FeGa)₅O₁₂的磁性柘榴石膜作为上述高矫顽力膜。
高矫顽力膜的磁畴的观察方法采用设置与把高矫顽力膜作为法拉第转子的光隔离器同样的配置构造并观察入射到该构造体的光的透光投影图的方法。
即，所采用的方法是，以高矫顽力膜为中央，在其两侧配置透过偏振光方向互差45度的一对偏光器，从一个偏光器侧使光入射，观察透过高矫顽力膜和另一个偏光器的光，把光均匀透过的区域(如图2的透光投影图中见到的均匀全白)或光均匀不透过的区域(均匀全黑)的高矫顽力膜中的磁畴判断为单磁畴，而透过区域和不透过区域混存的区域(如图3的透光投影图中见到的黑白混存区域)的高矫顽力膜中的磁畴判断为多磁畴。
如果是高矫顽力膜的磁饱和状态被固定的状态，高矫顽力膜的磁畴是单磁畴状态，如果磁饱和状态被解除，就成为多磁畴状态。
其结果表示在下面的表1中。
表示用上述的观察方法观察到的实施例1和比较例的高矫顽力膜加热后的磁畴状态的透光投影图示于图2和图3。
表1