JP2003121707A - 光通信モジュール - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リード数の多い後段の回路基板との電気的接
続をわずかなスペースで可能とする光通信モジューを提
供する。 【解決手段】 発光素子（LD10）および受光素子の少な
くとも一方と、この素子と光結合される光学的結合手段
（光ファイバ61）と、素子に接続される電気回路部品
（ドライバIC20）と、これら素子、結合手段および電気
回路部品が実装される多層の導電性媒体（リードフレー
ム41、42）とを具える。これら導電性媒体の間をコネク
タ部45とし、コネクタ部に後段回路基板200を挟み込ん
で接続する。
続をわずかなスペースで可能とする光通信モジューを提
供する。 【解決手段】 発光素子（LD10）および受光素子の少な
くとも一方と、この素子と光結合される光学的結合手段
（光ファイバ61）と、素子に接続される電気回路部品
（ドライバIC20）と、これら素子、結合手段および電気
回路部品が実装される多層の導電性媒体（リードフレー
ム41、42）とを具える。これら導電性媒体の間をコネク
タ部45とし、コネクタ部に後段回路基板200を挟み込ん
で接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信に用いる光
送信モジュール、光受信モジュール又はこれらの組み合
わせにより構成される光送受信モジュールに関するもの
である。
送信モジュール、光受信モジュール又はこれらの組み合
わせにより構成される光送受信モジュールに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図12は現在用いられている半導体レーザ
送信器の断面構造を示す切欠斜視図である。パッケージ
の中には、半導体レーザ10(LD)とその光強度を検知する
モニタフォトダイオード15(M-PD)が配置されている。LD
10から出力される光信号はレンズ60を介して光ファイバ
61に入射される。このような光通信モジュールは、構造
上からピッグテール型と呼ばれている。このようなピッ
グテール型モジュール100は、ドライバIC20やC/R素子25
を含む回路基板と結合させる際、図13のように、半導体
レーザ送信器のリードを折り曲げて回路基板に半田付け
していた。
送信器の断面構造を示す切欠斜視図である。パッケージ
の中には、半導体レーザ10(LD)とその光強度を検知する
モニタフォトダイオード15(M-PD)が配置されている。LD
10から出力される光信号はレンズ60を介して光ファイバ
61に入射される。このような光通信モジュールは、構造
上からピッグテール型と呼ばれている。このようなピッ
グテール型モジュール100は、ドライバIC20やC/R素子25
を含む回路基板と結合させる際、図13のように、半導体
レーザ送信器のリードを折り曲げて回路基板に半田付け
していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、光通信技術が
発展するにつれて、より小型で、より低コストで、大量
に生産できる光通信機器が必要とされるようになった。
図12、図13に示す従来の構造では、LDとドライバIC等を
搭載した回路基板とが別々に作製されるために、小型化
にも、低コスト化にも、大量生産にも限界があった。ま
た、LDと回路基板との接続は、その構造上、手半田でし
か行えず、この接続工程によって生産能率を低下させて
いた。
発展するにつれて、より小型で、より低コストで、大量
に生産できる光通信機器が必要とされるようになった。
図12、図13に示す従来の構造では、LDとドライバIC等を
搭載した回路基板とが別々に作製されるために、小型化
にも、低コスト化にも、大量生産にも限界があった。ま
た、LDと回路基板との接続は、その構造上、手半田でし
か行えず、この接続工程によって生産能率を低下させて
いた。
【０００４】半導体レーザ送信器と回路基板とを別々に
しか製造できなかった最大の理由は、LDと回路基板とを
集積化するに当たり、LDと回路基板との電気的な接続を
わずかなスペースで実現する良好な手段が提供されなか
ったためである。図12の半導体レーザ送信器では高々4
本のリードしかとれない。一方、LDをドライブするICも
含めるとすると、最低8本から多いものでは14本以上も
のリードが必要となる。
しか製造できなかった最大の理由は、LDと回路基板とを
集積化するに当たり、LDと回路基板との電気的な接続を
わずかなスペースで実現する良好な手段が提供されなか
ったためである。図12の半導体レーザ送信器では高々4
本のリードしかとれない。一方、LDをドライブするICも
含めるとすると、最低8本から多いものでは14本以上も
のリードが必要となる。
【０００５】従って、本発明の主目的は、リード数の多
い後段の回路基板との電気的接続をわずかなスペースで
可能とする光通信モジュールを提供することにある。
い後段の回路基板との電気的接続をわずかなスペースで
可能とする光通信モジュールを提供することにある。
【０００６】また、本発明の他の目的は、高速応答性に
も優れる光通信モジュールを提供することにある。
も優れる光通信モジュールを提供することにある。
【０００７】そして、本発明の他の目的は、手半田をな
くして、半田供給量が安定でき、品質及びコストの両面
において効果的で量産性に富む光通信モジュールと後段
回路基板との接続方法を提供することにある。
くして、半田供給量が安定でき、品質及びコストの両面
において効果的で量産性に富む光通信モジュールと後段
回路基板との接続方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、多層の導電性
媒体を用いることで上記の目的を達成する。すなわち、
本発明光通信モジュールは、発光素子および受光素子の
少なくとも一方と、この素子と光結合される光学的結合
手段と、前記素子に接続される電気回路部品と、これら
素子、結合手段および電気回路部品が実装される多層の
導電性媒体と、導電性媒体の端部に形成されて後段回路
基板と接続されるコネクタ部とを具えることを特徴とす
る。
媒体を用いることで上記の目的を達成する。すなわち、
本発明光通信モジュールは、発光素子および受光素子の
少なくとも一方と、この素子と光結合される光学的結合
手段と、前記素子に接続される電気回路部品と、これら
素子、結合手段および電気回路部品が実装される多層の
導電性媒体と、導電性媒体の端部に形成されて後段回路
基板と接続されるコネクタ部とを具えることを特徴とす
る。
【０００９】導電性媒体を多層にすることで、同一平面
上では実装の制約が大きかった多数の素子・電気回路部
品を実装することができる。そして、この導電性媒体自
体を後段回路基板と接続されるコネクタ部とすること
で、リード数の多い後段回路基板と発受光素子との電気
的接続をわずかなスペースで行うことができる。
上では実装の制約が大きかった多数の素子・電気回路部
品を実装することができる。そして、この導電性媒体自
体を後段回路基板と接続されるコネクタ部とすること
で、リード数の多い後段回路基板と発受光素子との電気
的接続をわずかなスペースで行うことができる。
【００１０】発受光素子と電気回路部品は、伝送速度が
高速化するにつれて、電気的にはできるだけ距離を近づ
けてインピーダンスを下げ、高速応答を可能にしたい。
そのためには電気回路部品も小型のパッケージに収める
こととなる。そうすると、従来のパッケージでは外部と
のインタフェイスとなるリードピンが不足する。このよ
うな相反する条件を同時に満足するために、本発明は積
層構造の導電性媒体を用いる。
高速化するにつれて、電気的にはできるだけ距離を近づ
けてインピーダンスを下げ、高速応答を可能にしたい。
そのためには電気回路部品も小型のパッケージに収める
こととなる。そうすると、従来のパッケージでは外部と
のインタフェイスとなるリードピンが不足する。このよ
うな相反する条件を同時に満足するために、本発明は積
層構造の導電性媒体を用いる。
【００１１】複数の導電性媒体を層状に積層すること
で、発受光素子と電気回路部品を近接させながら後段の
回路基板との電気的接続を確保できる。さらに、十分な
数のリードピンを確保でき、一部のリードピンを放熱用
に利用することができる。また、各導電性媒体からのリ
ードピンの引き出し方向も自由に決定することができ
る。
で、発受光素子と電気回路部品を近接させながら後段の
回路基板との電気的接続を確保できる。さらに、十分な
数のリードピンを確保でき、一部のリードピンを放熱用
に利用することができる。また、各導電性媒体からのリ
ードピンの引き出し方向も自由に決定することができ
る。
【００１２】発光素子、受光素子および電気回路部品
は、同一の導電性媒体上に複数実装されていても良い
し、異なる導電性媒体にそれぞれ発光素子、受光素子ま
たは電気回路部品が実装されていても良い。
は、同一の導電性媒体上に複数実装されていても良い
し、異なる導電性媒体にそれぞれ発光素子、受光素子ま
たは電気回路部品が実装されていても良い。
【００１３】導電性媒体としては、金属製のリードフレ
ームが好適である。このリードフレームの層数は、2層
でも3層以上でも構わない。また、導電性媒体に設置さ
れる受発光素子や電気回路部品も複数であっても良い。
ームが好適である。このリードフレームの層数は、2層
でも3層以上でも構わない。また、導電性媒体に設置さ
れる受発光素子や電気回路部品も複数であっても良い。
【００１４】光結合手段としては、光ファイバが挙げら
れる。通常、フェルール付き光ファイバが用いられる。
れる。通常、フェルール付き光ファイバが用いられる。
【００１５】光通信モジュールの形態には、光送信モジ
ュール、光受信モジュールおよび光送受信モジュールが
ある。光送信モジュールには、発光素子としてLDを、電
気回路部品としてLDのドライバICを用いたものが挙げら
れる。さらにLDの光強度を検知するM-PDを用いた光送信
モジュールでも良い。光受信モジュールには、受信素子
としてPDを、電気回路部品としてPDの信号を増幅するAM
Pを用いたものが挙げられる。光送受信モジュールに
は、少なくとも一組の発光素子とドライバICとを具える
と共に、少なくとも一組の受光素子と増幅器とを具える
ものが挙げられる。光送受信モジュールのより具体的な
構成として、送信機能部分は、第1リードフレームの一
部に実装された半導体レーザとこの半導体レーザに光結
合される送信側光ファイバと、第2リードフレームの一
部に実装されたドライバICとを具える。受信機能部分
は、第1リードフレームの残部に実装されたフォトダイ
オードとこのフォトダイオードに光結合される受信側光
ファイバと、第2リードフレームの残部に実装されたフ
ォトダイオードの信号増幅器とを具える。そして、これ
ら送信機能部分と受信機能部分とを樹脂モールドしたパ
ッケージングとを具え、このパッケージングから露出し
た各リードフレームの一端をコネクタ部とするとよい。
ュール、光受信モジュールおよび光送受信モジュールが
ある。光送信モジュールには、発光素子としてLDを、電
気回路部品としてLDのドライバICを用いたものが挙げら
れる。さらにLDの光強度を検知するM-PDを用いた光送信
モジュールでも良い。光受信モジュールには、受信素子
としてPDを、電気回路部品としてPDの信号を増幅するAM
Pを用いたものが挙げられる。光送受信モジュールに
は、少なくとも一組の発光素子とドライバICとを具える
と共に、少なくとも一組の受光素子と増幅器とを具える
ものが挙げられる。光送受信モジュールのより具体的な
構成として、送信機能部分は、第1リードフレームの一
部に実装された半導体レーザとこの半導体レーザに光結
合される送信側光ファイバと、第2リードフレームの一
部に実装されたドライバICとを具える。受信機能部分
は、第1リードフレームの残部に実装されたフォトダイ
オードとこのフォトダイオードに光結合される受信側光
ファイバと、第2リードフレームの残部に実装されたフ
ォトダイオードの信号増幅器とを具える。そして、これ
ら送信機能部分と受信機能部分とを樹脂モールドしたパ
ッケージングとを具え、このパッケージングから露出し
た各リードフレームの一端をコネクタ部とするとよい。
【００１６】本発明において、複数の導電性媒体に対す
る発光素子および受光素子の少なくとも一方の支持や、
電気回路部品の支持は、直接導電性媒体上に支持する場
合と、Siベンチなど、何らかの材料を介在させて間接的
に支持する場合の両方を含む。
る発光素子および受光素子の少なくとも一方の支持や、
電気回路部品の支持は、直接導電性媒体上に支持する場
合と、Siベンチなど、何らかの材料を介在させて間接的
に支持する場合の両方を含む。
【００１７】具体的な構成としては、第1導電性媒体と
第2導電性媒体とを電気絶縁体を介して積層し、第1導電
性媒体に発光素子および受光素子の少なくとも一方を支
持し、第2導電性媒体にドライバICや増幅器などの電気
回路部品を支持することが好ましい。その際、発光素子
および受光素子の少なくとも一方は、Siベンチを介して
第1導電性媒体上に支持されることが好ましい。Siは熱
伝導性に優れ、発光素子および受光素子の発熱は、Siベ
ンチを介して第1導電性媒体から効果的に放熱できる。
また、Siベンチはエッチングにより光ファイバを保持す
るV溝などの形成が容易に可能で、光ファイバの一端も
容易にSiベンチ上に固定することができる。
第2導電性媒体とを電気絶縁体を介して積層し、第1導電
性媒体に発光素子および受光素子の少なくとも一方を支
持し、第2導電性媒体にドライバICや増幅器などの電気
回路部品を支持することが好ましい。その際、発光素子
および受光素子の少なくとも一方は、Siベンチを介して
第1導電性媒体上に支持されることが好ましい。Siは熱
伝導性に優れ、発光素子および受光素子の発熱は、Siベ
ンチを介して第1導電性媒体から効果的に放熱できる。
また、Siベンチはエッチングにより光ファイバを保持す
るV溝などの形成が容易に可能で、光ファイバの一端も
容易にSiベンチ上に固定することができる。
【００１８】電気回路部品は第１導電性媒体とは別の第
2導電性媒体上に直接支持されることが好ましい。電気
回路部品は直接第2導電性媒体上に設けることで、電気
回路部品の発熱は第2導電性媒体を通して速やかに放散
させることができる。
2導電性媒体上に直接支持されることが好ましい。電気
回路部品は直接第2導電性媒体上に設けることで、電気
回路部品の発熱は第2導電性媒体を通して速やかに放散
させることができる。
【００１９】第1・第2導電性媒体の間に介在される電気
絶縁体は熱絶縁体であることが好ましい。第1・第2導電
性媒体間は電気絶縁体により絶縁が確保されているが、
さらに電気絶縁体を熱絶縁体機能も兼ねる材料で構成す
ることで、熱的にも絶縁を確保することができる。例え
ば、発光素子および受光素子の少なくとも一方を第1導
電性媒体に支持し、電気回路部品を第2導電性媒体に支
持して、両導電性媒体間に電気絶縁体兼熱絶縁体を配し
た場合、電気回路部品の発熱は、電気絶縁体兼熱絶縁体
により第1導電性媒体側への伝導が抑制されて、温度に
敏感な発光素子または受光素子側に流れることがない。
絶縁体は熱絶縁体であることが好ましい。第1・第2導電
性媒体間は電気絶縁体により絶縁が確保されているが、
さらに電気絶縁体を熱絶縁体機能も兼ねる材料で構成す
ることで、熱的にも絶縁を確保することができる。例え
ば、発光素子および受光素子の少なくとも一方を第1導
電性媒体に支持し、電気回路部品を第2導電性媒体に支
持して、両導電性媒体間に電気絶縁体兼熱絶縁体を配し
た場合、電気回路部品の発熱は、電気絶縁体兼熱絶縁体
により第1導電性媒体側への伝導が抑制されて、温度に
敏感な発光素子または受光素子側に流れることがない。
【００２０】また、第1導電性媒体と第2導電性媒体の引
き出し方向は、同一であっても構わないが、異なる方向
としても良い。特に、両導電性媒体が互いに直交する向
きに引き出されていることが好ましい。
き出し方向は、同一であっても構わないが、異なる方向
としても良い。特に、両導電性媒体が互いに直交する向
きに引き出されていることが好ましい。
【００２１】さらに、1本の光ファイバで送受信が可能
な光通信モジュールとすることもできる。すなわち、発
光素子および受光素子の双方と、光ファイバと、前記発
光素子および受光素子と光ファイバとの送受信を可能に
する波長分波器とを設ければ良い。
な光通信モジュールとすることもできる。すなわち、発
光素子および受光素子の双方と、光ファイバと、前記発
光素子および受光素子と光ファイバとの送受信を可能に
する波長分波器とを設ければ良い。
【００２２】そして、コネクタ部の具体的形態として
は、複数の導電性媒体が後段の回路基板を挟み込む形で
嵌合するように形成する。
は、複数の導電性媒体が後段の回路基板を挟み込む形で
嵌合するように形成する。
【００２３】コネクタ部は、対向する一対の導電性媒体
の内間隔を後段回路基板の厚みよりも若干小さくするこ
とで、導電性媒体の弾性により後段回路基板を容易にず
れないように挟み込むことができる。特に、対向する一
対の導電性媒体の内側に凸部を形成すれば、容易に導電
性媒体の弾性を利用することができる。凸部の形成は、
導電性媒体自体を適宜屈曲して形成したり、直線状の導
電性媒体に突起状の導電部を後付けして形成しても良
い。さらに、後段の回路基板におけるコネクタ部との接
点には、前記の凸部に嵌合する凹部を形成することで、
一層コネクタ部と後段回路基板の接続における信頼性を
高めることができる。
の内間隔を後段回路基板の厚みよりも若干小さくするこ
とで、導電性媒体の弾性により後段回路基板を容易にず
れないように挟み込むことができる。特に、対向する一
対の導電性媒体の内側に凸部を形成すれば、容易に導電
性媒体の弾性を利用することができる。凸部の形成は、
導電性媒体自体を適宜屈曲して形成したり、直線状の導
電性媒体に突起状の導電部を後付けして形成しても良
い。さらに、後段の回路基板におけるコネクタ部との接
点には、前記の凸部に嵌合する凹部を形成することで、
一層コネクタ部と後段回路基板の接続における信頼性を
高めることができる。
【００２４】その他、導電性媒体の積層方向と直交する
方向への後段回路基板のずれを防止するガイド構造を有
することが好適である。導電性媒体で後段の回路基板を
挟み込むコネクタ部とすれば、導電性媒体の積層方向に
回路基板がずれることは防止できる。しかし、積層方向
と直交する方向には回路基板がずれることが考えられる
ため、ガイド機構を設けることで、コネクタ部と後段回
路基板とを確実に接続することができる。ガイド機構の
具体例としては、光通信モジュールのパッケージングに
溝を形成することが好ましい。光通信モジュールは、通
常、発受光素子、電気回路部品および光学的結合手段を
樹脂モールドしたパッケージングを具えており、コネク
タ部となる導電性媒体はパッケージングから露出されて
いる。このパッケージングに後段回路基板の幅に対応し
たガイド溝を形成することで、後段回路基板の幅方向
（導電性媒体の積層方向と直交する方向）へのずれを防
止することができる。
方向への後段回路基板のずれを防止するガイド構造を有
することが好適である。導電性媒体で後段の回路基板を
挟み込むコネクタ部とすれば、導電性媒体の積層方向に
回路基板がずれることは防止できる。しかし、積層方向
と直交する方向には回路基板がずれることが考えられる
ため、ガイド機構を設けることで、コネクタ部と後段回
路基板とを確実に接続することができる。ガイド機構の
具体例としては、光通信モジュールのパッケージングに
溝を形成することが好ましい。光通信モジュールは、通
常、発受光素子、電気回路部品および光学的結合手段を
樹脂モールドしたパッケージングを具えており、コネク
タ部となる導電性媒体はパッケージングから露出されて
いる。このパッケージングに後段回路基板の幅に対応し
たガイド溝を形成することで、後段回路基板の幅方向
（導電性媒体の積層方向と直交する方向）へのずれを防
止することができる。
【００２５】また、本発明光通信モジュールと後段回路
基板との接続方法は、以下の工程を具えることを特徴と
する。発光素子および受光素子の少なくとも一方とこれ
ら素子に接続される電気回路部品とが多層の導電性媒体
に実装された光通信モジュールを用意する工程。前記後
段回路基板において光通信モジュールとの接続部に半田
バンプを形成する工程。前記導電性媒体の端部に形成さ
れたコネクタ部に後段回路基板の接続部を嵌合する工
程。嵌合させた部分を非接触加熱による半田付けで接続
する工程。
基板との接続方法は、以下の工程を具えることを特徴と
する。発光素子および受光素子の少なくとも一方とこれ
ら素子に接続される電気回路部品とが多層の導電性媒体
に実装された光通信モジュールを用意する工程。前記後
段回路基板において光通信モジュールとの接続部に半田
バンプを形成する工程。前記導電性媒体の端部に形成さ
れたコネクタ部に後段回路基板の接続部を嵌合する工
程。嵌合させた部分を非接触加熱による半田付けで接続
する工程。
【００２６】本発明接続方法は、光通信モジュールと後
段回路基板との接続において、非接触加熱による半田付
けを行うことで、加熱温度や加熱時間をより安定させる
ことができる。このような非接触加熱による半田付けと
しては、リフロー半田付けが好適である。この半田付け
の加熱手段としては、例えば、赤外線や熱風、それらの
組み合わせによるものが好ましい。
段回路基板との接続において、非接触加熱による半田付
けを行うことで、加熱温度や加熱時間をより安定させる
ことができる。このような非接触加熱による半田付けと
しては、リフロー半田付けが好適である。この半田付け
の加熱手段としては、例えば、赤外線や熱風、それらの
組み合わせによるものが好ましい。
【００２７】後段回路基板において光通信モジュールと
の接続部には、予め半田バンプを形成しておく。後段回
路基板において光通信モジュールとの接続部にペースト
状のクリーム半田を印刷しておきコネクタ部と接続する
こともできるが、コネクタ部に後段回路基板を嵌合させ
る際、クリーム半田がにじんで半田がずれ、隣り合う接
続接点がショートする恐れがある。また、手半田の場合
は、微細なピッチが要求される接続部において、半田供
給量のばらつきを無くすことが困難である。これに対
し、半田バンプは、コネクタ部に後段回路基板を嵌合さ
せる際、凝固しているため半田がにじむことがなく、シ
ョートを防止するのに効果的である。また、厚みや開口
部の面積が一定であるメタルマスクを用いることで、微
細なピッチであっても、半田供給量を安定させることが
できる。
の接続部には、予め半田バンプを形成しておく。後段回
路基板において光通信モジュールとの接続部にペースト
状のクリーム半田を印刷しておきコネクタ部と接続する
こともできるが、コネクタ部に後段回路基板を嵌合させ
る際、クリーム半田がにじんで半田がずれ、隣り合う接
続接点がショートする恐れがある。また、手半田の場合
は、微細なピッチが要求される接続部において、半田供
給量のばらつきを無くすことが困難である。これに対
し、半田バンプは、コネクタ部に後段回路基板を嵌合さ
せる際、凝固しているため半田がにじむことがなく、シ
ョートを防止するのに効果的である。また、厚みや開口
部の面積が一定であるメタルマスクを用いることで、微
細なピッチであっても、半田供給量を安定させることが
できる。
【００２８】半田バンプの形成は、後段回路基板に必要
な電気回路部品を半田付けする際の加熱により行うこと
が好ましい。つまり、後段回路基板に電気回路部品を実
装するためにクリーム半田を印刷する際、電気回路部品
のためのクリーム半田印刷だけでなく、後段回路基板に
おいて光通信モジュールとの接続部にもクリーム半田印
刷を行う。そして、後段回路基板に電気回路部品を半田
付けするために加熱すると、電気回路部品を実装してい
ない後段回路基板の接続部には、半田バンプが形成され
る。このように半田バンプを形成すると、光通信モジュ
ールと後段回路基板との接続の際に半田供給作業がなく
なり、接続工程では半田加熱工程のみとすることができ
るため、作業性がよい。
な電気回路部品を半田付けする際の加熱により行うこと
が好ましい。つまり、後段回路基板に電気回路部品を実
装するためにクリーム半田を印刷する際、電気回路部品
のためのクリーム半田印刷だけでなく、後段回路基板に
おいて光通信モジュールとの接続部にもクリーム半田印
刷を行う。そして、後段回路基板に電気回路部品を半田
付けするために加熱すると、電気回路部品を実装してい
ない後段回路基板の接続部には、半田バンプが形成され
る。このように半田バンプを形成すると、光通信モジュ
ールと後段回路基板との接続の際に半田供給作業がなく
なり、接続工程では半田加熱工程のみとすることができ
るため、作業性がよい。
【００２９】本発明光通信モジュールのコネクタ部に後
段回路基板を嵌合させて接続する前に、光通信モジュー
ルを検査基板に仮接続して良否検査することが好まし
い。検査基板は、後段回路基板と同じ接続形態を有する
ものが好適である。本発明光通信モジュールは、後段回
路基板に対して着脱可能であるため、光通信モジュール
の不良を予め検査して良品のみを接続することができ
る。そのため、工程の無駄を低減することが可能であ
る。
段回路基板を嵌合させて接続する前に、光通信モジュー
ルを検査基板に仮接続して良否検査することが好まし
い。検査基板は、後段回路基板と同じ接続形態を有する
ものが好適である。本発明光通信モジュールは、後段回
路基板に対して着脱可能であるため、光通信モジュール
の不良を予め検査して良品のみを接続することができ
る。そのため、工程の無駄を低減することが可能であ
る。
【００３０】更に、光通信モジュールは予め樹脂モール
ドしたパッケージングを具えるものを用意し、半田付け
で接続する工程の後、前記パッケージングと後段回路基
板との間で導電性媒体の露出部分に樹脂ポッティングす
ることが好ましい。コネクタ部となる多層の導電性媒体
は、パッケージングされたモジュール本体から露出した
状態である。半田付けによる接続後、導電性媒体の端部
は、層間に嵌めたモジュール本体と半田付け部とによ
り、表面がほとんど露出していない。しかし、パッケー
ジングと後段回路基板との間に位置する導電性媒体は、
表面や層間が露出した状態となることもある。そこで、
本発明は、この露出部分を樹脂でポッティングすること
により、パッケージングされたモジュール本体とのイン
ピーダンスの整合をより取り易くし、反射を減少させて
高速動作により適した構成とする。
ドしたパッケージングを具えるものを用意し、半田付け
で接続する工程の後、前記パッケージングと後段回路基
板との間で導電性媒体の露出部分に樹脂ポッティングす
ることが好ましい。コネクタ部となる多層の導電性媒体
は、パッケージングされたモジュール本体から露出した
状態である。半田付けによる接続後、導電性媒体の端部
は、層間に嵌めたモジュール本体と半田付け部とによ
り、表面がほとんど露出していない。しかし、パッケー
ジングと後段回路基板との間に位置する導電性媒体は、
表面や層間が露出した状態となることもある。そこで、
本発明は、この露出部分を樹脂でポッティングすること
により、パッケージングされたモジュール本体とのイン
ピーダンスの整合をより取り易くし、反射を減少させて
高速動作により適した構成とする。
【００３１】ポッティングに用いる樹脂は、パッケージ
ングされたモジュール本体とインピーダンスの整合が取
り易いように、パッケージングに用いた樹脂と誘電率が
等しい樹脂が好ましい。即ち、パッケージングに用いた
樹脂と同様のものを用いることが望ましい。また、パッ
ケージングに用いた樹脂の誘電率に近接した誘電率、具
体的にはパッケージングに用いた樹脂に対して80〜120
％の誘電率を有する樹脂でもよい。例えば、パッケージ
ングにエポキシ樹脂(誘電率ε＝4.0程度)を用いる場
合、近接した誘電率を有する樹脂として、液晶ポリマ樹
脂(誘電率ε＝3.9程度：エポキシ樹脂に対する誘電率割
合97.5％)、ポリイミド樹脂(誘電率ε＝3.5程度：エポ
キシ樹脂に対する誘電率割合87.5％)などを用いること
が望ましい。
ングされたモジュール本体とインピーダンスの整合が取
り易いように、パッケージングに用いた樹脂と誘電率が
等しい樹脂が好ましい。即ち、パッケージングに用いた
樹脂と同様のものを用いることが望ましい。また、パッ
ケージングに用いた樹脂の誘電率に近接した誘電率、具
体的にはパッケージングに用いた樹脂に対して80〜120
％の誘電率を有する樹脂でもよい。例えば、パッケージ
ングにエポキシ樹脂(誘電率ε＝4.0程度)を用いる場
合、近接した誘電率を有する樹脂として、液晶ポリマ樹
脂(誘電率ε＝3.9程度：エポキシ樹脂に対する誘電率割
合97.5％)、ポリイミド樹脂(誘電率ε＝3.5程度：エポ
キシ樹脂に対する誘電率割合87.5％)などを用いること
が望ましい。
【００３２】このようなポッティングは、導電性媒体の
露出部分だけに行ってもよいが、パッケージングと後段
回路基板との接続部も含めて、これらを覆うように行う
ことが好ましい。
露出部分だけに行ってもよいが、パッケージングと後段
回路基板との接続部も含めて、これらを覆うように行う
ことが好ましい。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。 （実施例1：光送信モジュール：2層）図1〜図3に2層の
リードフレームを用いた本発明光送信モジュールを示
す。図1は同モジュールの縦断面図、図2は図1のモジュ
ールからドライバICと第2リードフレームを外した状態
の平面図、図3は本発明モジュールの平面図である。
する。 （実施例1：光送信モジュール：2層）図1〜図3に2層の
リードフレームを用いた本発明光送信モジュールを示
す。図1は同モジュールの縦断面図、図2は図1のモジュ
ールからドライバICと第2リードフレームを外した状態
の平面図、図3は本発明モジュールの平面図である。
【００３４】この光送信モジュールは、発光素子である
LD10と、電気回路部品となるLD10のドライバIC20とを具
える。LD10はSiベンチ30を介して第1リードフレーム41
（第1導電性媒体）に支持され、ドライバIC20は第1リー
ドフレーム41の一部に重複して積層される第2リードフ
レーム42（第2導電性媒体）上に直接支持されている。
また、第1・第2リードフレーム間は、絶縁スペーサ50
（電気絶縁体）が介在されている。そして、Siベンチ30
には、浅いV溝と深いV溝とが連続して形成され、浅いV
溝に光ファイバ61が、深いV溝に光ファイバフェルール6
2がはめ込まれている。
LD10と、電気回路部品となるLD10のドライバIC20とを具
える。LD10はSiベンチ30を介して第1リードフレーム41
（第1導電性媒体）に支持され、ドライバIC20は第1リー
ドフレーム41の一部に重複して積層される第2リードフ
レーム42（第2導電性媒体）上に直接支持されている。
また、第1・第2リードフレーム間は、絶縁スペーサ50
（電気絶縁体）が介在されている。そして、Siベンチ30
には、浅いV溝と深いV溝とが連続して形成され、浅いV
溝に光ファイバ61が、深いV溝に光ファイバフェルール6
2がはめ込まれている。
【００３５】LD10（例えばInP上に成長されたInGaAsPを
活性層とするLD）の特性は温度に対して敏感であり、ド
ライバIC20（例えばSiやGaAsのIC）からの熱をできるだ
け避けたい。一方、LD10とドライバIC20の距離を短くす
ることにより、より高速での動作が可能となる。そこ
で、図1のように、LDチップを第１リードフレーム41上
に配置し、ドライバIC20を第2リードフレーム42上に配
置する。
活性層とするLD）の特性は温度に対して敏感であり、ド
ライバIC20（例えばSiやGaAsのIC）からの熱をできるだ
け避けたい。一方、LD10とドライバIC20の距離を短くす
ることにより、より高速での動作が可能となる。そこ
で、図1のように、LDチップを第１リードフレーム41上
に配置し、ドライバIC20を第2リードフレーム42上に配
置する。
【００３６】このような光送信モジュールは、次のよう
にして得ることができる。まず、熱伝導率が低く電気絶
縁性も良い高分子絶縁材料の絶縁スペーサ50で、2枚の
リードフレーム41、42を所定の間隔（ここでは約１mm）
を空けて配置する。絶縁スペーサ50には液晶ポリマが、
リードフレーム41、42はFeやCu、Al等が好ましい。
にして得ることができる。まず、熱伝導率が低く電気絶
縁性も良い高分子絶縁材料の絶縁スペーサ50で、2枚の
リードフレーム41、42を所定の間隔（ここでは約１mm）
を空けて配置する。絶縁スペーサ50には液晶ポリマが、
リードフレーム41、42はFeやCu、Al等が好ましい。
【００３７】LD10はヒートシンク兼サブマウントのSiベ
ンチ30上に搭載する。Siベンチ30は半導体であり、電気
を流すので、その表裏面に熱酸化やCVD法によってSiO2
の絶縁層31を形成する。また、フォトリソグラフィーに
より、光ファイバ61とこれを保持するフェルール62（ジ
ルコニアやアルミナ製）を固定するためのV溝およびLD1
0をボンディングするためのメタライズパターンをSiベ
ンチ30に形成する。
ンチ30上に搭載する。Siベンチ30は半導体であり、電気
を流すので、その表裏面に熱酸化やCVD法によってSiO2
の絶縁層31を形成する。また、フォトリソグラフィーに
より、光ファイバ61とこれを保持するフェルール62（ジ
ルコニアやアルミナ製）を固定するためのV溝およびLD1
0をボンディングするためのメタライズパターンをSiベ
ンチ30に形成する。
【００３８】続いて、LD10とドライバIC20間、ドライバ
IC20とリードフレーム41、42間はAuワイヤ70のボンディ
ングにより接続する（図3）。その後、LD10、ドライバI
C20及び光ファイバ端を含む空間は、例えば透光性のシ
リコーン系樹脂でポッティングする。これにより、光フ
ァイバ61との屈折率整合や、LD10やドライバIC20の端面
保護、Auワイヤ70の保護などの機能が確保できる。そし
て、2層リードフレーム41、42の先端部とフェルール62
の先端部を除いて、全体をエポキシ樹脂でモールドする
ことで、外形形状を形作る。図1、図3における矩形の破
線は樹脂モールドによるパッケージングの輪郭を示し、
LDやドライバICを覆う曲線の破線は透光性樹脂でのポッ
ティングの輪郭を示している。
IC20とリードフレーム41、42間はAuワイヤ70のボンディ
ングにより接続する（図3）。その後、LD10、ドライバI
C20及び光ファイバ端を含む空間は、例えば透光性のシ
リコーン系樹脂でポッティングする。これにより、光フ
ァイバ61との屈折率整合や、LD10やドライバIC20の端面
保護、Auワイヤ70の保護などの機能が確保できる。そし
て、2層リードフレーム41、42の先端部とフェルール62
の先端部を除いて、全体をエポキシ樹脂でモールドする
ことで、外形形状を形作る。図1、図3における矩形の破
線は樹脂モールドによるパッケージングの輪郭を示し、
LDやドライバICを覆う曲線の破線は透光性樹脂でのポッ
ティングの輪郭を示している。
【００３９】このパッケージングから突出しているリー
ドフレームの一部がコネクタ部45である。光通信モジュ
ールと後段の回路基板200との接続は、図4に示すように
コネクタ部45の間に回路基板200を挟み込むことで行
う。図4はコネクタ部45と回路基板200の接続状態を示す
縦断面図である。
ドフレームの一部がコネクタ部45である。光通信モジュ
ールと後段の回路基板200との接続は、図4に示すように
コネクタ部45の間に回路基板200を挟み込むことで行
う。図4はコネクタ部45と回路基板200の接続状態を示す
縦断面図である。
【００４０】このリードフレーム41、42の内間隔は、接
続される後段の回路基板200の厚みよりも若干小さく形
成され、コネクタ部をばね構造とすることで回路基板20
0をコネクタ部45にはめ込んだ際に容易にずれないよう
にされている。回路基板200の表裏にはメタライズパタ
ーンが形成されている。このメタライズパターンは、回
路基板200に搭載される所要の電気回路部品201と接続さ
れると共に、コネクタ部45との接触個所となる接点202
にまで伸びている。
続される後段の回路基板200の厚みよりも若干小さく形
成され、コネクタ部をばね構造とすることで回路基板20
0をコネクタ部45にはめ込んだ際に容易にずれないよう
にされている。回路基板200の表裏にはメタライズパタ
ーンが形成されている。このメタライズパターンは、回
路基板200に搭載される所要の電気回路部品201と接続さ
れると共に、コネクタ部45との接触個所となる接点202
にまで伸びている。
【００４１】この接点202は、後述するリフロー半田付
けや赤外線加熱で半田付け部44を形成してコネクタ部と
接合される。この場合、2層のリードフレーム41、42
は、電気的接続と機械的接続とを同時に兼ねる。これは
リードフレーム41、42が2層だから可能となる。
けや赤外線加熱で半田付け部44を形成してコネクタ部と
接合される。この場合、2層のリードフレーム41、42
は、電気的接続と機械的接続とを同時に兼ねる。これは
リードフレーム41、42が2層だから可能となる。
【００４２】さらに、図5に示すように、コネクタ部の
リードフレームに凸部46を設けたり、パッケージング55
にガイド溝56を設けることが好ましい。図5は光通信モ
ジュールと回路基板200とを接続する手順を示すもの
で、（A）は側面図、（B）は平面図である。ここでは、
図5（A）に示すように、リードフレーム41、42のコネク
タ部を屈曲し、両リードフレーム間に凸部46を形成して
いる。この上下のリードフレームで回路基板200を挟む
ことにより、回路基板200がリードフレームの積層方向
へずれることは防止できる。
リードフレームに凸部46を設けたり、パッケージング55
にガイド溝56を設けることが好ましい。図5は光通信モ
ジュールと回路基板200とを接続する手順を示すもの
で、（A）は側面図、（B）は平面図である。ここでは、
図5（A）に示すように、リードフレーム41、42のコネク
タ部を屈曲し、両リードフレーム間に凸部46を形成して
いる。この上下のリードフレームで回路基板200を挟む
ことにより、回路基板200がリードフレームの積層方向
へずれることは防止できる。
【００４３】次に、回路基板の幅方向（リードフレーム
の積層方向と直交する方向）の位置を決定するために、
図5（B）に示すパッケージングのガイド溝56を用いる。
このガイド溝56は、パッケージングをモールドする際に
形成された溝で、その幅が回路基板200の端部幅に対応
している。このようなガイド溝56によって、基板幅方向
の位置も精度良く決定され、コネクタ部と回路基板200
との接続を確実なものとできる。
の積層方向と直交する方向）の位置を決定するために、
図5（B）に示すパッケージングのガイド溝56を用いる。
このガイド溝56は、パッケージングをモールドする際に
形成された溝で、その幅が回路基板200の端部幅に対応
している。このようなガイド溝56によって、基板幅方向
の位置も精度良く決定され、コネクタ部と回路基板200
との接続を確実なものとできる。
【００４４】また、この後段回路基板200を検査用の標
準基板にしておくと、モジュール本体の良否を回路基板
と半田付けすることなくあらかじめ検査できる。それに
より、モジュールの不良を前もって検出し、工程の無駄
を無くして低コスト化に寄与する。
準基板にしておくと、モジュール本体の良否を回路基板
と半田付けすることなくあらかじめ検査できる。それに
より、モジュールの不良を前もって検出し、工程の無駄
を無くして低コスト化に寄与する。
【００４５】もちろん、後段回路基板200を製品用とし
てはめ込んだ状態で検査して正常に動作したら、リフロ
ー半田付けで量産工程に流す手順も有効である。
てはめ込んだ状態で検査して正常に動作したら、リフロ
ー半田付けで量産工程に流す手順も有効である。
【００４６】本発明光通信モジュールと後段回路基板と
の接続方法をより詳しく説明する。図6は、光通信モジ
ュールと後段回路基板との接続工程の説明図である。 (1) 後段回路基板200を製造する。 半田印刷工程(A)：図6(A)に示すように、後段回路
基板200の一面において、光通信モジュール1のコネクタ
部45との接続部204、及び必要な電気回路部品201の実装
部分205にクリーム半田を印刷する。接続部204において
半田印刷は、必要な厚み及び開口部の面積を有するメタ
ルマスクを用いて行うとよい。
の接続方法をより詳しく説明する。図6は、光通信モジ
ュールと後段回路基板との接続工程の説明図である。 (1) 後段回路基板200を製造する。 半田印刷工程(A)：図6(A)に示すように、後段回路
基板200の一面において、光通信モジュール1のコネクタ
部45との接続部204、及び必要な電気回路部品201の実装
部分205にクリーム半田を印刷する。接続部204において
半田印刷は、必要な厚み及び開口部の面積を有するメタ
ルマスクを用いて行うとよい。
【００４７】 電気回路部品201の実装工程(B)：図6
(B)に示すように、クリーム半田印刷を行った実装部分2
05に電気回路部品201を実装する。
(B)に示すように、クリーム半田印刷を行った実装部分2
05に電気回路部品201を実装する。
【００４８】 半田付け及び半田バンプ形成工程
(C)：図6(C)に示すように、電気回路部品201を実装した
後段回路基板200をリフロー炉に入れて半田付けを行
う。このとき、接続部204には、半田バンプが形成され
る。
(C)：図6(C)に示すように、電気回路部品201を実装した
後段回路基板200をリフロー炉に入れて半田付けを行
う。このとき、接続部204には、半田バンプが形成され
る。
【００４９】上記〜までの工程を後段回路基板200
の他面についても行い、後段回路基板200の両面におい
て、接続部204に半田バンプ206が形成されると共に電気
回路部品201を実装した後段回路基板200が製造される。
の他面についても行い、後段回路基板200の両面におい
て、接続部204に半田バンプ206が形成されると共に電気
回路部品201を実装した後段回路基板200が製造される。
【００５０】(2) 光通信モジュール1の性能検査を行
う。 性能検査工程：接続する後段回路基板200と同じ機能を
持つ検査基板を光通信モジュール1に一時的に嵌合さ
せ、性能検査を行う。この段階で良品のみを選別する。
嵌合のさせ方は後述する。
う。 性能検査工程：接続する後段回路基板200と同じ機能を
持つ検査基板を光通信モジュール1に一時的に嵌合さ
せ、性能検査を行う。この段階で良品のみを選別する。
嵌合のさせ方は後述する。
【００５１】(3) 予め用意した光通信モジュール1のコ
ネクタ部45に後段回路基板200の接続部204を嵌合させ
る。 嵌合工程(D)：図6(D)に示すように、光通信モジュール1
のパッケージング55に設けたガイド溝(図6では省略、図
5参照)に沿わせながら、モジュール1のコネクタ部45で
ある第1及び2リードフレーム41、42間に後段回路基板20
0を差し入れていく。そして、第1及び2リードフレーム4
1、42を後段回路基板200の半田バンプ206に重ね合わせ
るようにして、光通信モジュール1と後段回路基板200と
を嵌合させる。
ネクタ部45に後段回路基板200の接続部204を嵌合させ
る。 嵌合工程(D)：図6(D)に示すように、光通信モジュール1
のパッケージング55に設けたガイド溝(図6では省略、図
5参照)に沿わせながら、モジュール1のコネクタ部45で
ある第1及び2リードフレーム41、42間に後段回路基板20
0を差し入れていく。そして、第1及び2リードフレーム4
1、42を後段回路基板200の半田バンプ206に重ね合わせ
るようにして、光通信モジュール1と後段回路基板200と
を嵌合させる。
【００５２】(4) 光通信モジュール1と後段回路基板20
0とを嵌合させた部分を非接触加熱による半田付けによ
り接続する。 半田付け接続工程(E)：図6(E)に示すように、光通信モ
ジュール1と後段回路基板200とを嵌合させた部分をリフ
ロー半田付けにより接続固定を行う。このとき、嵌合さ
せた部分の上部及び下部から加熱することが好ましく、
加熱手段は、例えば、赤外線や熱風、それらの組み合わ
せによるものが好ましい。
0とを嵌合させた部分を非接触加熱による半田付けによ
り接続する。 半田付け接続工程(E)：図6(E)に示すように、光通信モ
ジュール1と後段回路基板200とを嵌合させた部分をリフ
ロー半田付けにより接続固定を行う。このとき、嵌合さ
せた部分の上部及び下部から加熱することが好ましく、
加熱手段は、例えば、赤外線や熱風、それらの組み合わ
せによるものが好ましい。
【００５３】更に、本例では、光通信モジュール1のリ
ードフレーム41、42において、モジュール1本体と後段
回路基板200との間で露出部分を樹脂ポッティングす
る。
ードフレーム41、42において、モジュール1本体と後段
回路基板200との間で露出部分を樹脂ポッティングす
る。
【００５４】樹脂ポッティング工程：図4に示すように
光通信モジュール1のパッケージングから突出したコネ
クタ部45において、パッケージングと後段回路基板200
との間に挟まれた露出部分を樹脂ポッティングし、樹脂
ポッティング部47を形成する。露出部分とは、図4にお
いて第1リードフレーム41の上面、第2リードフレーム42
の下面、及び両リードフレーム41、42間である。
光通信モジュール1のパッケージングから突出したコネ
クタ部45において、パッケージングと後段回路基板200
との間に挟まれた露出部分を樹脂ポッティングし、樹脂
ポッティング部47を形成する。露出部分とは、図4にお
いて第1リードフレーム41の上面、第2リードフレーム42
の下面、及び両リードフレーム41、42間である。
【００５５】本例では、上記リードフレーム41、42の露
出部分、及び半田付け部44を覆うように樹脂ポッティン
グ部47を形成した。また、本例では、樹脂ポッティング
部47は、光通信モジュール1のパッケージングに用いた
樹脂と同様にエポキシ樹脂を用いた。
出部分、及び半田付け部44を覆うように樹脂ポッティン
グ部47を形成した。また、本例では、樹脂ポッティング
部47は、光通信モジュール1のパッケージングに用いた
樹脂と同様にエポキシ樹脂を用いた。
【００５６】このように、リードフレームを2層にする
ことにより、次の効果を奏することができる。
ことにより、次の効果を奏することができる。
【００５７】後段回路基板との接続に必要なリードピ
ンが十分確保できる。
ンが十分確保できる。
【００５８】LDとドライバICの間隔を狭くできるの
で、配線のインピーダンスが低くでき、1Gbps以上の高
速送信が容易にできる。
で、配線のインピーダンスが低くでき、1Gbps以上の高
速送信が容易にできる。
【００５９】LDは熱伝導の良いSiベンチ上にあり、さ
らにその熱は第1リードフレームを通じで外部に逃がす
ことができる。また、2層のリードフレームにしている
のでリードピン数に余裕があるため、一部のリードを放
熱用に利用することができる。
らにその熱は第1リードフレームを通じで外部に逃がす
ことができる。また、2層のリードフレームにしている
のでリードピン数に余裕があるため、一部のリードを放
熱用に利用することができる。
【００６０】ドライバICの発熱は第2のリードフレー
ムにじか付けすることにより、容易に外部に逃がすこと
ができる。
ムにじか付けすることにより、容易に外部に逃がすこと
ができる。
【００６１】ドライバICから第2リードフレームに流
れ込んだ熱は、熱伝導率の低い絶縁スペーサで第1・第2
リードフレーム間が熱的に隔絶されているため、第1リ
ードフレームを伝って温度に敏感なLDの方には流れて行
かない。従って、熱的にも電気的にもLDとドライバICの
アイソレーションが可能となる。
れ込んだ熱は、熱伝導率の低い絶縁スペーサで第1・第2
リードフレーム間が熱的に隔絶されているため、第1リ
ードフレームを伝って温度に敏感なLDの方には流れて行
かない。従って、熱的にも電気的にもLDとドライバICの
アイソレーションが可能となる。
【００６２】コネクタ部が後段回路基板との機械的な
接続手段を兼ねることができる。
接続手段を兼ねることができる。
【００６３】従来、手半田でしか出来なかったLDと回
路基板との接続をリフロー半田付けによる非接触加熱で
加熱方法を安定化することができる。かつ、メタルマス
クでのクリーム半田供給で半田供給量を安定化すること
ができる。そのため、半田付けそのものの品質が安定化
すると共に、生産工程が短縮され、量産性に富む。即
ち、品質及びコストの両面で効果がある。
路基板との接続をリフロー半田付けによる非接触加熱で
加熱方法を安定化することができる。かつ、メタルマス
クでのクリーム半田供給で半田供給量を安定化すること
ができる。そのため、半田付けそのものの品質が安定化
すると共に、生産工程が短縮され、量産性に富む。即
ち、品質及びコストの両面で効果がある。
【００６４】後段回路基板との接続の前に光通信モジ
ュールの電気検査を行って良否判別を行い、不良品を後
工程に流さないようにもできる。もし、この工程がなけ
れば、光通信モジュールと後段回路基板と一体化してか
ら不良が出る恐れがあり、大きなコスト増大要因とな
る。
ュールの電気検査を行って良否判別を行い、不良品を後
工程に流さないようにもできる。もし、この工程がなけ
れば、光通信モジュールと後段回路基板と一体化してか
ら不良が出る恐れがあり、大きなコスト増大要因とな
る。
【００６５】上記に加えて、本発明は、光通信モジュー
ルと後段回路基板との間で導電性媒体の露出部分を樹脂
ポッティングすることで、モジュール本体とのインピー
ダンスの整合が取れ易く、高速動作が可能となると言う
効果を奏する。
ルと後段回路基板との間で導電性媒体の露出部分を樹脂
ポッティングすることで、モジュール本体とのインピー
ダンスの整合が取れ易く、高速動作が可能となると言う
効果を奏する。
【００６６】（実施例2：光受信モジュール）次に、光
受信モジュールを図7に示す。図7は裏面入射型PD82を用
いた例である。Siベンチ30上にLDの場合と同様に光ファ
イバ固定用のV溝やPD固定用のメタライズパターンを形
成する。さらに、PD82の裏面から光入射できるように、
異方性エッチングで斜めのミラー部分を形成し、この面
にAu反射膜を形成する。光ファイバから出射された光線
は、矢印のように進行して、PD82の背面から入射して受
光面に到る。
受信モジュールを図7に示す。図7は裏面入射型PD82を用
いた例である。Siベンチ30上にLDの場合と同様に光ファ
イバ固定用のV溝やPD固定用のメタライズパターンを形
成する。さらに、PD82の裏面から光入射できるように、
異方性エッチングで斜めのミラー部分を形成し、この面
にAu反射膜を形成する。光ファイバから出射された光線
は、矢印のように進行して、PD82の背面から入射して受
光面に到る。
【００６７】ここで、例えば1μmから1.6μmの長波長帯
では、InP基板上にInGaAsを受光層として成長させたPD
が用いられる。増幅器としては、SiやGaAsのICが用いら
れる。
では、InP基板上にInGaAsを受光層として成長させたPD
が用いられる。増幅器としては、SiやGaAsのICが用いら
れる。
【００６８】本例でも、前記実施例１と同様に、両リー
ドフレームの端部がコネクタ部45となり、そこに回路基
板200が挟み込まれることで接続が行われる。コネクタ
部45と回路基板200とを半田付け部44で接合すること、
パッケージングと回路基板200との間で両リードフレー
ムの露出部分及び半田付け部44に樹脂ポッティング部47
を形成することや回路基板自体の構成は実施例１と同様
である。図7の実施例では、PDの暗電流が温度に非常に
敏感であり、本発明の放熱効果が発揮される。
ドフレームの端部がコネクタ部45となり、そこに回路基
板200が挟み込まれることで接続が行われる。コネクタ
部45と回路基板200とを半田付け部44で接合すること、
パッケージングと回路基板200との間で両リードフレー
ムの露出部分及び半田付け部44に樹脂ポッティング部47
を形成することや回路基板自体の構成は実施例１と同様
である。図7の実施例では、PDの暗電流が温度に非常に
敏感であり、本発明の放熱効果が発揮される。
【００６９】（実施例3：光送受信モジュール）次に、2
本の光ファイバを用い、かつ各リードフレームの引き出
し方向が同じである光送受信モジュールを図8に示す。
図1や図7と同様の部材には同一の符号を付している。ま
た、図9に本実施例における光通信モジュールと後段回
路基板との接続手順を示す。図9において、フェルール6
2が2本であること以外は図5に示す実施例1と同様であ
る。
本の光ファイバを用い、かつ各リードフレームの引き出
し方向が同じである光送受信モジュールを図8に示す。
図1や図7と同様の部材には同一の符号を付している。ま
た、図9に本実施例における光通信モジュールと後段回
路基板との接続手順を示す。図9において、フェルール6
2が2本であること以外は図5に示す実施例1と同様であ
る。
【００７０】この送受信モジュールは、基本的に図1の
光送信モジュールと図7の光受信モジュールとを並列し
た構成である。図8に示すように、2層のリードフレーム
41、42を用いている。この光送受信モジュールは、液晶
ポリマのベースの表裏に各リードフレーム41、42が配置
される構成になっている。送信モジュールと受信モジュ
ールの各々に光ファイバを1本づつ用い、各モジュール
のリードフレーム41、42は、並列して同じ方向に引き出
されている。送受信に合わせて16本×2層のリードフレ
ームが信号回路、グランド回路、放熱用などに有効に使
用されており、本発明の効果が大いに発揮される。後段
回路基板との接続形態は実施例1〜2と同じである。すな
わち、両リードフレーム間をコネクタ部45とし、その間
に回路基板を挿入することで接続が行える。
光送信モジュールと図7の光受信モジュールとを並列し
た構成である。図8に示すように、2層のリードフレーム
41、42を用いている。この光送受信モジュールは、液晶
ポリマのベースの表裏に各リードフレーム41、42が配置
される構成になっている。送信モジュールと受信モジュ
ールの各々に光ファイバを1本づつ用い、各モジュール
のリードフレーム41、42は、並列して同じ方向に引き出
されている。送受信に合わせて16本×2層のリードフレ
ームが信号回路、グランド回路、放熱用などに有効に使
用されており、本発明の効果が大いに発揮される。後段
回路基板との接続形態は実施例1〜2と同じである。すな
わち、両リードフレーム間をコネクタ部45とし、その間
に回路基板を挿入することで接続が行える。
【００７１】もちろん、1本の光ファイバの先を分割し
て送受信を可能とする構成にすることもできる。本発明
はファイバの本数によって適用が制限されるものではな
い。
て送受信を可能とする構成にすることもできる。本発明
はファイバの本数によって適用が制限されるものではな
い。
【００７２】たとえば、Siベンチ上にSiO2層を設けて形
成した光導波路の波長分波器を用い、1本の光ファイバ
で波長が1.55μmの光を受信し、波長が1.3μmの光を送
信する構成で送受信を可能にすることもできる。
成した光導波路の波長分波器を用い、1本の光ファイバ
で波長が1.55μmの光を受信し、波長が1.3μmの光を送
信する構成で送受信を可能にすることもできる。
【００７３】（実施例4：光送信モジュール：3層）さら
に、3層のリードフレームを用いた本発明光送信モジュ
ールを図10、図11に示す。各図において、図1の光送信
モジュールと同様の部材には同一の符号を付している。
に、3層のリードフレームを用いた本発明光送信モジュ
ールを図10、図11に示す。各図において、図1の光送信
モジュールと同様の部材には同一の符号を付している。
【００７４】第１リードフレーム41にはSiベンチ30を介
してLD10が支持され、第2リードフレーム42にはドライ
バIC20が直接支持されている。また、第１・第2リード
フレーム41、42間に第3リードフレーム43が配置され、
各リードフレーム41〜43間には絶縁スペーサ50が介在さ
れている。
してLD10が支持され、第2リードフレーム42にはドライ
バIC20が直接支持されている。また、第１・第2リード
フレーム41、42間に第3リードフレーム43が配置され、
各リードフレーム41〜43間には絶縁スペーサ50が介在さ
れている。
【００７５】実施例１と異なる点は、リードフレームを
３層とし、LD10の光強度を検知するM-PD15を中間に位置
する第3リードフレーム43と接続したことにある。M-PD1
5は絶縁スペーサ上に配置され、層間配線51を通じて第3
リードフレーム43と接続されている。必要に応じて、各
3リードフレーム間は層間配線にて接続する。もちろ
ん、実装する構成要素が増えたならば、さらに層数を増
やしても良いし、リードピンの形状を様々に変更しても
良い。
３層とし、LD10の光強度を検知するM-PD15を中間に位置
する第3リードフレーム43と接続したことにある。M-PD1
5は絶縁スペーサ上に配置され、層間配線51を通じて第3
リードフレーム43と接続されている。必要に応じて、各
3リードフレーム間は層間配線にて接続する。もちろ
ん、実装する構成要素が増えたならば、さらに層数を増
やしても良いし、リードピンの形状を様々に変更しても
良い。
【００７６】後段回路基板200との接続回路数が2層分の
リードフレーム41、42で可能なときは、図10のように最
上層と最下層の2層のリードフレーム間に回路基板200を
接合すればよい。もし、3層全てのリードフレーム41、4
2、43が必要なときは、図11に示すように、例えば内部
にも回路パターン203を有する3層回路基板200を用い、
その端部中央にやや広めの開口部を設けて、コネクタ部
との接合個所に半田を流し込むことによって接続するこ
とも可能である。
リードフレーム41、42で可能なときは、図10のように最
上層と最下層の2層のリードフレーム間に回路基板200を
接合すればよい。もし、3層全てのリードフレーム41、4
2、43が必要なときは、図11に示すように、例えば内部
にも回路パターン203を有する3層回路基板200を用い、
その端部中央にやや広めの開口部を設けて、コネクタ部
との接合個所に半田を流し込むことによって接続するこ
とも可能である。
【００７７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明光通信モジ
ュールは、次の効果を奏することができる。
ュールは、次の効果を奏することができる。
【００７８】多層の導電性媒体を用いることで、導電性
媒体が後段回路基板との電気的な接続だけでなく、機械
的な接続手段にもなる。また、この接続に必要なリード
ピン数が十分確保できる。さらに、光通信モジュールと
後段回路基板との接続構造を非常に小型化することがで
きる。
媒体が後段回路基板との電気的な接続だけでなく、機械
的な接続手段にもなる。また、この接続に必要なリード
ピン数が十分確保できる。さらに、光通信モジュールと
後段回路基板との接続構造を非常に小型化することがで
きる。
【００７９】発光素子（受光素子）と電気回路部品の間
隔を狭くできるので、配線のインピーダンスが低くで
き、1Gbps以上の高速送信が容易にできる。
隔を狭くできるので、配線のインピーダンスが低くで
き、1Gbps以上の高速送信が容易にできる。
【００８０】発光素子（受光素子）の放熱は第1導電性
媒体を通じて、電気回路部品の放熱は第2導電性媒体を
通じて行えるため、発光素子（受光素子）と電気回路部
品を熱的に分離することができる。
媒体を通じて、電気回路部品の放熱は第2導電性媒体を
通じて行えるため、発光素子（受光素子）と電気回路部
品を熱的に分離することができる。
【００８１】本発明光通信モジュールと後段回路基板と
の接続をリフロー半田付けなどの非接触加熱による半田
付けによって行うことができ、半田付けそのものの品質
が安定化すると共に生産工程が短縮され、量産性に富
む。
の接続をリフロー半田付けなどの非接触加熱による半田
付けによって行うことができ、半田付けそのものの品質
が安定化すると共に生産工程が短縮され、量産性に富
む。
【図１】２層リードフレームを持つ本発明モジュールの
縦断面図である。
縦断面図である。
【図２】図1のモジュールからドライバICと第２リード
フレームを外した状態の平面図である。
フレームを外した状態の平面図である。
【図３】図1のモジュールの平面図である。
【図４】本発明光通信モジュールと回路基板との接続状
態を示す縦断面図である。
態を示す縦断面図である。
【図５】本発明光通信モジュールと回路基板との接続手
順を示すもので、（A）は側面図、（B）は平面図であ
る。
順を示すもので、（A）は側面図、（B）は平面図であ
る。
【図６】光通信モジュールと後段回路基板との接続工程
の説明図である。
の説明図である。
【図７】裏面入射型PDを用いた本発明光受信モジュール
の縦断面図である。
の縦断面図である。
【図８】本発明光送受信モジュールの斜視図である。
【図９】光ファイバを2本用いた本発明光通信モジュー
ルと回路基板との接続手順を示すもので、（A）は側面
図、（B）は平面図である。
ルと回路基板との接続手順を示すもので、（A）は側面
図、（B）は平面図である。
【図１０】3層のリードフレームを用いた本発明モジュ
ールと回路基板との接続状態を示す縦断面図である。
ールと回路基板との接続状態を示す縦断面図である。
【図１１】3層のリードフレームを用いた本発明モジュ
ールと回路基板との接続状態を示す縦断面図である。
ールと回路基板との接続状態を示す縦断面図である。
【図１２】従来の光送信モジュールの切欠斜視図であ
る。
る。
【図１３】従来の光送信モジュールの基板への実装状態
を示す説明図である。
を示す説明図である。
10 LD
15 M-PD
20 ドライバIC
25 C/R素子
30 Siベンチ
31 絶縁層
32 波長分波器
41 第1リードフレーム
42 第2リードフレーム
43 第3リードフレーム
44 半田付け部
45 コネクタ部
46 凸部
47 樹脂ポッティング部
50 絶縁スペーサ
51 層間配線
55 パッケージング
56 ガイド溝
60 レンズ
61 光ファイバ
62 フェルール
70 Auワイヤ
80 PD
81 導波路型PD
82 裏面入射型PD
90 増幅器
100 ピッグテール型モジュール
200 後段回路基板
201 電気回路部品
202 接点
203 回路パターン
204 接続部
205 実装部分
206 半田バンプ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 岡田 毅
大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電
気工業株式会社大阪製作所内
(72)発明者 山口 洋一郎
大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電
工ハイテックス株式会社内
(72)発明者 藤本 剛
大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電
気工業株式会社大阪製作所内
Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA02 BA11 DA12 DA35
5E051 GA07 GB01 GB06
5E087 PP06 QQ01 RR25 RR47
5F073 BA01 CA12 EA14 FA07 FA13
FA21 FA27 FA29
5F088 BA02 BB01 EA16 JA03 JA06
JA10 JA14
Claims (15)
- 【請求項１】 発光素子および受光素子の少なくとも一
方と、 この素子と光結合される光学的結合手段と、 前記素子に接続される電気回路部品と、 これら素子、結合手段および電気回路部品が実装される
多層の導電性媒体と、 導電性媒体の端部に形成されて後段回路基板と接続され
るコネクタ部とを具えることを特徴とする光通信モジュ
ール。 - 【請求項２】 導電性媒体がリードフレームであること
を特徴とする請求項1に記載の光通信モジュール。 - 【請求項３】 光学的結合手段が光ファイバであること
を特徴とする請求項1に記載の光通信モジュール。 - 【請求項４】 さらに導電性媒体の積層方向と直交する
方向への後段回路基板のずれを防止するガイド構造を有
することを特徴とする請求項1に記載の光通信モジュー
ル。 - 【請求項５】 光学的結合手段がフェルール付光ファイ
バであり、 導電性媒体が2層のリードフレームであり、 前記コネクタ部はリードフレームの端部が後段回路基板
を挟み込むように形成されたことを特徴とする請求項1
に記載の光通信モジュール。 - 【請求項６】 フェルール付光ファイバの一端と発光素
子および受光素子の少なくとも一方とがSi基板上に固定
されていることを特徴とする請求項1に記載の光通信モ
ジュール。 - 【請求項７】 発光素子が半導体レーザよりなり、電気
回路部品が半導体レーザのドライバICよりなることを特
徴とする請求項1に記載の光通信モジュール。 - 【請求項８】 受光素子がフォトダイオードよりなり、
電気回路部品がフォトダイオードの信号増幅器よりなる
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信モジュール。 - 【請求項９】 少なくとも一組の半導体レーザとドライ
バICとよりなる送信機能部分と、 少なくとも一組のフォトダイオードと増幅器とよりなる
受信機能部分の少なくとも一方を有することを特徴とす
る請求項1に記載の光通信モジュール。 - 【請求項10】 第1リードフレームの一部に実装された
半導体レーザとこの半導体レーザに光結合される送信側
光ファイバと、第2リードフレームの一部に実装された
ドライバICとよりなる送信機能部分と、 第1リードフレームの残部に実装されたフォトダイオー
ドとこのフォトダイオードに光結合される受信側光ファ
イバと、第2リードフレームの残部に実装されたフォト
ダイオードの信号増幅器とよりなる受信機能部分と、 前記送信機能部分と受信機能部分とを樹脂モールドした
パッケージングとを具え、 前記パッケージングから露出した各リードフレームの一
端がコネクタ部であることを特徴とする請求項9記載の
光通信モジュール。 - 【請求項11】 光通信モジュールと後段回路基板との接
続方法であって、 発光素子および受光素子の少なくとも一方とこれら素子
に接続される電気回路部品とが多層の導電性媒体に実装
された光通信モジュールを用意する工程と、 後段回路基板において光通信モジュールとの接続部に半
田バンプを形成する工程と、 前記導電性媒体の端部に形成されたコネクタ部に後段回
路基板の接続部を嵌合する工程と、 嵌合させた部分を非接触加熱による半田付けで接続する
工程とを具えることを特徴とする光通信モジュールと後
段回路基板との接続方法。 - 【請求項12】 前記半田付けは、リフロー半田付けによ
り行うことを特徴とする請求項11に記載の光通信モジュ
ールと後段回路基板との接続方法。 - 【請求項13】 半田バンプの形成は、後段回路基板に電
気回路部品を半田付けする際の加熱により行うことを特
徴とする請求項11又は12に記載の光通信モジュールと後
段回路基板との接続方法。 - 【請求項14】 前記嵌合する工程の前に、光通信モジュ
ールを検査基板に仮接続して良否検査する工程を具える
ことを特徴とする請求項11〜13のいずれかに記載の光通
信モジュールと後段回路基板との接続方法。 - 【請求項15】 光通信モジュールは予め樹脂モールドし
たパッケージングを具えるものを用意し、 半田付けで接続する工程の後、前記パッケージングと後
段回路基板との間で導電性媒体の露出部分に樹脂ポッテ
ィングすることを特徴とする請求項11〜14のいずれかに
記載の光通信モジュールと後段回路基板との接続方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001371973A JP3888525B2 (ja) | 2001-08-06 | 2001-12-05 | 光通信モジュール |
| US10/176,355 US6808316B2 (en) | 2001-06-29 | 2002-06-21 | Optical communication module |
Applications Claiming Priority (3)
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