JP2000147326A

JP2000147326A - 簡易小型光通信モジュール

Info

Publication number: JP2000147326A
Application number: JP10316326A
Authority: JP
Inventors: Naoki Kimura; 直樹木村
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-11-06
Filing date: 1998-11-06
Publication date: 2000-05-26
Anticipated expiration: 2018-11-06
Also published as: JP3586574B2

Abstract

(57)【要約】【課題】無調整で、かつ熱伝導率がよく、小型化が図
られ、組み立ての簡略化された発光素子と光りファイバ
との結合モジュールである小型光通信モジュールを提供
することである。【解決手段】Ｖ溝８と、これに直交するスリット９を
有する絶縁基板１上に、Ｖ溝８にスリット９を隔てて正
対する所定の位置に発光素子２を半田層６により固定
し、発光素子２に通電するために基板１上に半田固定さ
れたリード５から導線１１により給電される。一方、
Ｖ溝８上にフェルール付光ファイバ３がスリット９に突
き当てることにより位置決めされ、ファイバ固定基板４
で被覆的に基板１上に固定され、フェルールに対して光
ファイバ１４を割スリーブ１３によって接続する。ま
た、リード５の自由端は基板１の裏面平面のレベル上に
接面可能に構成されている。上記構成により、基板の面
積で２倍体積で４倍程度に小型化可能となり、組み立て
が容易になり、放熱効果がよくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光通信用の発光部で
ある小型光モジュールに関し、特に無調整アッセンブリ
された光モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光モジュールは、例えば実開平１
−３５３７５に記載された技術が知られている。この従
来の光モジュールは、光作動素子と電子回路部品と基板
とリードピンとを成形樹脂部材によって一体的に保持す
る構造の光モジュールである。また、実開昭６１−１０
２０４７に記載された光通信モジュールの実装構造は、
外部配線接続リード端子を有する基板付きリードフレー
ムが上下部デュアルインラインパッケージに密封挟着さ
れた構造となっている。さらに、特開平９−１４８５９
２の光通信用モジュールは、光素子を基板上に光硬化性
と熱硬化性を有する樹脂で直接または間接的に保護また
は固定することを特徴とするモジュールである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの従来
技術は、次のような問題点があった。すなわち、実開平
１−３５３７５の光モジュールは、肝心の光作動素子と
ファイバとの光結合についてはレンズを介した光軸調整
が必要であり、組立の簡略化、低価格化は困難である。

【０００４】実開昭６１−１０２０４７の光通信モジュ
ール実装構造についても、発光素子とファイバとの間の
光結合については光軸調整が必要となり、やはり組立の
簡略化、低価格化は困難である。

【０００５】特開平９−１４８５９２の光通信用モジ
ュールは、基板に直接電気端子を接続して発光素子を樹
脂で保護する構造となっているが、基板を外部保護材で
さらに覆う構造であるため、モジュールの小型化が困難
であると同時に、外部保護材の材質が熱伝導率の小さい
樹脂であるため、放熱性が悪くなり温度特性が劣化する
可能性がある。

【０００６】本発明の目的は上記各問題点を解決し、無
調整で、かつ熱伝導率がよく、小型化が図られ組み立て
の簡略化された小型光通信モジュールを提供することで
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の小型光通信モジ
ュールは、発光素子と光伝送ファイバとの光結合部であ
る光通信モジュールであって、Ｖ溝（８）と、該Ｖ溝
（８）に直角に設けられたスリット（９）を有する絶縁
性の基板（１）と、該基板（１）上に該スリット（９）
を挟んで前記Ｖ溝（８）と反対側に、出射方向をＶ溝
（８）方向に向けて固定された発光素子（２）と、該発
光素子（２）に対峙して前記Ｖ字溝（８）上に固定され
たフェルール付光ファイバ３と、前記発光素子（２）に
給電接続する相対応する２つのリード（５）と、前記フ
ェルール付ファイバ（３）のフェルールに同心的に光フ
ァイバを接続する光ファイバ接続部とを有している。

【０００８】また、前記発光素子（２）が半田層（６）
で基板（１）に固定され、前記リード（５）が一方の端
部が基板（１）上に半田で固定され、導線（７）が発光
素子との間に接続され、前記フェルール付光ファイバ
（３）が、基板（１）表面に半田固定または接着固定さ
れるファイバ固定基板４で被服的に固定され、前記光フ
ァイバ接続部が割スリーブ１３であるのが望ましい実施
態様である。

【０００９】さらに、発光素子（２）と、リード（５）
とその間を接続する導線（１１）と、フェレール付光フ
ァイバ３の一部を樹脂で充填された者も本発明に含まれ
る。

【００１０】また、前記光ファイバ接続部が、ファイバ
固定基板（４）の内側あるいは外側に一方の端部が固定
され、他方の端部が割スリーブ（１３）の光ファイバ側
を固定的に把持する留め金（１５）を有するものも本発
明の望ましい実施態様である。

【００１１】また、前記ファイバ固定基板（４）が、発
光素子（２）、およびリード（５）を含む基板（１）全
面を被服的に固定する構造を有するもの、あるいは、リ
ード（５）の他方の端部が、発光素子の裏面と同一面上
のレベルに面接触可能に外向きに張り出した形状を有す
るものも本発明の実施態様である。

【００１２】さらに、リード（５）の他方の端部が基板
（１）の表面上側で、ファイバ固定基板（４）を超える
高さの平面に面接触可能な外向きに張り出した形状を有
する構造も、本発明に属する。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明の簡易小型光
通信モジュールの一実施の形態の斜視図である。

【００１４】図１は本発明の簡易小型光通信モジュール
の構成図であり、図２はモジュールの分解図である。こ
の簡易小型光通信モジュールは基板１、発光素子２、フ
ェルール付きファイバ３、ファイバ固定基板４、リード
５から構成される。

【００１５】シリコンＳｉ等で製作される基板１の上面
には、発光素子２を実装、固定するための半田層６およ
び配線７、フェルール付きファイバ３を位置決めするた
めのＶ溝８とスリット９、リード５を半田付けするため
のメタライズ部１０が形成される。基板１の裏面には簡
易小型光通信モジュールを電気回路基板や他のパッケー
ジに半田固定するためのメタライズ部が形成されてい
る。

【００１６】基板１上のメタライズ部１０にリード５が
半田で固定され、リード５の先が基板１の裏面と同じ高
さになる構造を有する。

【００１７】発光素子２はＶ溝８に正対する所定の位置
に無調整で位置決め実装され、半田層６によって固定さ
れる。発光素子２および配線７とリード５の間は金属ワ
イヤ１１で接続される。

【００１８】フェルール付きファイバ３は基板１に形成
されたＶ溝８およびスリット９に突き当てることで光軸
調整無しで無調整で実装され、ファイバ固定基板４を被
覆し、上から押さえつけることで、接着剤または半田に
よって固定される。

【００１９】発光素子２、および金属ワイヤ１１の周辺
には光学的に透明な樹脂１２が塗布され、発光素子２、
および金属ワイヤ１１が保護される。

【００２０】次に、本実施の形態の動作について説明す
る。本発明の簡易小型光通信モジュールは、電気回路基
板、または他のパッケージに基板１の裏面のメタライズ
部、およびリード５の先端が半田付けされる。フェルー
ル付きファイバ３のフェルール側には、光コネクタ、ま
たは割スリーブ１３を介してファイバ１４が接続され
る。

【００２１】リード５に電流を流すことにより発光素子
２から光が出射され、フェルール付きファイバ３に入射
される。ファイバ３内を導波してフェルール端から出射
された光は、フェルール端で接続されたファイバ１４に
入り、伝送路に送られる。

【００２２】

【実施例】次に、本発明の他の実施例について図面を参
照して詳細に説明する。

【００２３】図３、図４は、フェルール端に接続される
ファイバを固定するための爪１６を有する簡易小型光通
信モジュールの一例である。

【００２４】図３に示す簡易小型光通信モジュールの第
１の実施例はファイバ固定基板４が光ファイバ１４側に
端部が延長されて、その内側に爪１６が設けられ、其の
内方に留め金１５の一方の端部が挿入され、爪１６に外
向きに引っかけて固定する構造を有する。それにより、
フェルール付きファイバ３とファイバ１４を割スリーブ
１３を介して接続する際に、留め金１５の光ファイバ側
の端で割りスリーブ１３の光ファイバ側の端を抱き込
み、留め金１５の一方の端を爪１６に外向きに引っかけ
ることにより、光ファイバ１４がモジュールから抜ける
のを防ぐことが可能である。

【００２５】図４に示す簡易小型光通信モジュールの第
２の実施例は留め金１５ｂがファイバ固定基板４の外側
に設けられた爪１６ｂに外側から内向きに係止される形
態であって、他は実施例１と同様である。図４は実施例
２の爪部１６ｂと留め金１５ｂの分解図である。

【００２６】図５は、簡易小型光通信モジュールの第３
の実施例の斜視図である。この簡易小型光通信モジュー
ルは、ファイバ固定基板４を発光素子２をも覆うカバー
として一体化したものである。この簡易小型光通信モジ
ュールは寸法の大きい中空のファイバ固定基板４ｄを使
用することにより、フェルール付ファイバ３の固定と発
光素子２を覆うカバーの両方の役割を、部品点数を増や
すことなく実現するものである。

【００２７】図６は、基板１の裏面を上にして電気回路
基板、または他のパケージに実装する構造を有する簡易
小型光通信モジュールの第４の実施例の斜視図である。
図１においてリード５を下側ではなく上側に曲げること
により、図６のように基板１の裏面を上にして回路基板
などの下部に実装することが可能となる。この実装構造
では、例えば図17に示すような放熱板１７を基板１の裏
面に接合して放熱性を向上させて、温度特性の改善を図
ることが可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は下記の効
果を有する。

【００２９】第１の効果は、部品点数の削減、実装工程
の削減が可能であり、低価格化が実現できることであ
る。従来のように光結合系を実装した基板をパッケージ
に実装するのではなく、基板に直接リードを半田付けし
て、基板自身をパッケージ代わりに使用するためパッケ
ージが不用となる。また、発光素子やファイバを光軸合
わせ無しに無調整に実装することができるため、実装工
程の自動化や量産化にも適している。

【００３０】第２の効果は、モジュールの小型化が図れ
ることである。従来は光結合系を実装した基板をパッケ
ージに実装して蓋をかぶせる構成であったために、モジ
ュールの大きさとして、面積では基板の５〜１０倍、体
積では１５〜５０倍のスペースが必要であった。これに
対し、本発明の簡易小型光通信モジュールでは、光結合
系を実装した基板をそのままパッケージ代わりに使用す
るため、モジュールの大きさとして、面積で基板の２
倍、体積で４倍程度のスペースがあれば十分である。ま
た、このようにモジュールの実装面積が小さくなるた
め、モジュールを実装する電気回路基板の小型化も可能
となり、光通信装置の小型化、低価格化も可能となる。

【００３１】第３の効果は、モジュールの放熱性が良く
なるため、発光素子の温度特性が改善されることであ
る。本発明の簡易小型光通信モジュールでは、リードだ
けでなく、光結合系を実装した基板の裏面を電気回路基
板に直接半田付けしている。そのため、熱伝導率の高い
Ｓｉの基板を介して直接電気回路基板に熱が伝わるた
め、発光素子で発せられた熱が逃げやすく、高い温度環
境においても発光素子の特性の劣化が小さくなり、様々
な環境での使用が可能となる。

【００３２】第４の効果は、本簡易小型光通信モジュー
ルと電気回路とを切り分けて製造を行うことが可能なた
め、取り扱いが容易で、製造歩留まりの向上も期待でき
ることである。本簡易小型光通信モジュールと電気回路
を一つのモジュール内に実装する場合には、最終的な歩
留まりは本簡易小型光通信モジュールの歩留まりと電気
回路の歩留まりのかけ算になるが、本簡易小型光通信モ
ジュールと電気回路とを切り分けて別々に製造した場合
には、最終的な歩留まりはかけ算にはならず、不良率を
下げることが可能である。また、光結合系を実装した基
板にリードを接続した形でモジュール化しているため、
電気回路基板への実装を行う作業者が金属ワイヤ接続を
行う必要はなく、通常の電気部品と同様の実装が可能で
あり、取り扱いが容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の簡易小型光通信モジュールの一実施の
形態の斜視図である。

【図２】図１に示す簡易小型光通信モジュールの分解図
である。

【図３】本発明の簡易小型光通信モジュールの第１の実
施例の斜視図である。

【図４】本発明の簡易小型光通信モジュールの第２の実
施例の部分分解図である。

【図５】本発明の簡易小型光通信モジュールの第３の実
施例の斜視図である。

【図６】本発明の簡易小型光通信モジュールの第４の実
施例の斜視図である。

【図７】基板１に接着可能な放熱板の一実施例の斜視図
である。

【符号の説明】

１基板２発光素子３フェルール付光ファイバ４、４_d ファイバ固定基板５リード６半田層７配線８Ｖ溝９スリット１０メタライズ部１１導線透明樹脂１２透明樹脂１３割スリーブ１４光ファイバ１５、１５_b 留め金１６、１６_b 爪１７放熱版

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光素子と光伝送ファイバとの光結合装
置である光通信モジュールであって、Ｖ溝（８）と、該Ｖ溝（８）に直角に設けられたスリッ
ト（９）を有する絶縁性の基板（１）と、該基板（１）上に該スリット（９）を挟んで前記Ｖ溝
（８）と反対側に、出射方向をＶ溝（８）方向に向けて
固定された発光素子（２）と、該発光素子（２）に対峙して前記Ｖ溝（８）上に固定さ
れたフェルール付光ファイバ３と、前記発光素子（２）に給電接続する相対応する２つのリ
ード（５）と、前記フェルール付ファイバ（３）のフェルールに同心的
に光ファイバを接続する光ファイバ接続部とを有する簡
易小型光通信モジュール。
【請求項２】前記発光素子（２）が半田層（６）で基
板（１）に固定され、前記リード（５）が一方の端部が
基板（１）上に半田で固定され、導線（７）が発光素子
との間に接続され、前記フェルール付光ファイバ（３）
が、基板（１）表面に半田固定と接着固定のいずれかに
より固定されるファイバ固定基板４で被覆服的に固定さ
れ、前記光ファイバ接続部が割スリーブ１３である請求
項１記載の簡易小型光通信モジュール。
【請求項３】発光素子（２）と、リード部（５）とそ
の間を接続する導線（１１）と、フェルール付光ファイ
バ３の一部を樹脂で充填された請求項２記載の簡易小型
光通信モジュール。
【請求項４】前記光ファイバ接続部が、ファイバ固定
基板（４）の内側に一方の端部が固定され、他方の端部
が割スリーブ（１３）の光ファイバ側を固定的に把持す
る留め金（１５）を有する請求項２または３記載の簡易
小型光通信モジュール。
【請求項５】前記光ファイバ接続部が、ファイバ固定
基板（４）の外側に一方の端部が固定され、他方の端部
が割スリーブ（１３）の光ファイバ側を固定的に把持す
る留め金（１５）を有する請求項２または３記載の簡易
小型光通信モジュール。
【請求項６】前記ファイバ固定基板（４）が、発光素
子（２）、およびリード（５）を含む基板（１）全面を
被覆的に固定する請求項２または３記載の簡易小型光通
信モジュール。
【請求項７】リード（５）の他方の端部が、発光素子
の裏面と同一面上のレベルに面接触可能に外向きに張り
出した形状を有する請求項２乃至６のいずれか１項に記
載の簡易小型光通信モジュール。
【請求項８】リード（５）の他方の端部が基板（１）
の表面上側で、ファイバ固定基板（４）を超える高さの
平面に面接触可能に外向きに張り出した形状を有する請
求項２乃至６のいずれか１項に記載の簡易小型光通信モ
ジュール。