JP2008294152A - 光モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】放熱性が高く、高周波動作に対応しているとともに、効率良く多数個取りで製造することができる光モジュールを提供する。
【解決手段】光モジュール1は、グラウンド層を形成する配線パターンを内部に積層し両面に配線パターンが形成されたプリント基板30を備え、そのプリント基板30の一方の面に光素子10が実装され、その光素子10が取り付けられる両面の配線パターンは、熱的に接続され、プリント基板30の上記一方の面は、透明樹脂40により封止され、プリント基板30の他方の面に形成された配線パターンは、電極及び放熱部を構成する。
【選択図】図1
【解決手段】光モジュール1は、グラウンド層を形成する配線パターンを内部に積層し両面に配線パターンが形成されたプリント基板30を備え、そのプリント基板30の一方の面に光素子10が実装され、その光素子10が取り付けられる両面の配線パターンは、熱的に接続され、プリント基板30の上記一方の面は、透明樹脂40により封止され、プリント基板30の他方の面に形成された配線パターンは、電極及び放熱部を構成する。
【選択図】図1
Description
本発明は、光通信に用いられる光モジュールに関する。
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等に送出する送信用光モジュール、または、受光素子を備え光ファイバ等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光モジュールなどの光モジュールは、光データリンク等に搭載されて光通信に用いられる。従来の光モジュールとしては、例えば、特許文献1に開示のようなものがある。
特許文献1に記載の光モジュールは、送信用光モジュールであって、図11に示すように発光素子であるレーザダイオード(LD:Laser Diode)10と、LD10をモニタするためのフォトダイオード(PD:Photo Diode)20と、LD10やPD20を搭載するリードフレーム110と、を備える。また、この光モジュール100では、リードフレーム110のうち、LD10とPD20が実装された部分は、透明樹脂120により封止されている。つまり、外部回路との接続に必要とされるリードピン111等の一部を残して、全体が透明樹脂120で被覆されている。
この、光モジュール100においては、LD10等からの熱は、外部に露出したリードピン111を介して行っている。
米国特許第6,873,799号明細書
この、光モジュール100においては、LD10等からの熱は、外部に露出したリードピン111を介して行っている。
LDを用いた送信用の光モジュールでは、リードピン等の金属部材を介して放熱が行われており、70℃程度の温度で使用されている。しかし、近年の光データリンク等の用途の拡大で、光素子のパワーアップ等により発熱量が大きくなってきており、放熱性に対する考慮が必要となっている。しかし、特許文献1の光モジュール100では、主な熱源となるLD10を覆う透明樹脂120から露出するリードピン111を通じて、放熱を行っており、そのため、十分な放熱が行われず、使用温度が高くなるとLD10の効率が低下し、使用条件が制限されることがある。
また、特許文献1の光モジュール100のようにリードフレーム110を用いると、べたグラウンドなどの構成がとりにくいため、マイクロストリップラインのような形態をとることができず、インピーダンス整合を行うのは困難である。
加えて、特許文献1の光モジュール100のようにリードピン111を用いる場合、インピーダンス整合を行うには、リードピン111を細くしたり、長くしたりする必要がある。しかし、このようにリードピン111を加工しておくことは、リードピン111の機械的強度の制約から難しい。
加えて、特許文献1の光モジュール100のようにリードピン111を用いる場合、インピーダンス整合を行うには、リードピン111を細くしたり、長くしたりする必要がある。しかし、このようにリードピン111を加工しておくことは、リードピン111の機械的強度の制約から難しい。
つまり、特許文献1に記載のような形態の光モジュールにおいては、インピーダンス整合を行うことが難しく、高周波への対応が困難なのである。
また、特許文献1の光モジュール100には、リードピン111のファンアウトのためのスペースが必ず必要となるため、多数個取りとした際のデッドスペースが生じる。
また、特許文献1の光モジュール100には、リードピン111のファンアウトのためのスペースが必ず必要となるため、多数個取りとした際のデッドスペースが生じる。
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、放熱性が高く、高周波動作に対応しているとともに、効率良く多数個取りで製造することができる光モジュールを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の光モジュールは、グラウンド層を形成する配線パターンを内部に積層し両面に配線パターンが形成されたプリント基板を備え、そのプリント基板の一方の面に光素子が実装され、その光素子が取り付けられる両面の配線パターンは、熱的に接続され、プリント基板の上記一方の面は、透明樹脂により封止され、プリント基板の他方の面に形成された配線パターンは、電極及び放熱部を構成することを特徴とする。
なお、光モジュールが、光素子として、レーザダイオードを備え、さらに、そのレーザダイオードの光出力をモニタするフォトダイオードを備え、透明樹脂が、レーザダイオードから出射された光を反射させフォトダイオードに集光する反射手段を有し、反射手段の反射面が、回転楕円面の一部からなり、回転楕円面の一方の焦点にレーザダイオードが位置し、他方の焦点にフォトダイオードが位置するようにしてもよい。
本発明の光モジュールによれば、グラウンド層を形成する配線パターンを内部に有し、且つ、両面の対応する配線パターンが互いに電気接続されているプリント基板を用いて、光素子が取り付けられた側と反対側の配線パターンから放熱することができ、グラウンド層を形成する配線パターンを用いて、インピーダンス整合を行うことが可能な配線構造とすることができる。そのため、本発明の光モジュールでは、放熱性が高くなり、また、高周波で動作ができる。そして、本発明の光モジュールは、プリント基板の裏側の配線パターンを電極として用いており、リードピンのファンアウトによるデッドスペースが生じないので、多数個取りで効率良く製造が可能である。
まず、図1〜図3を用いて、光素子としてレーザダイオード(LD)を用いる例で、本発明の光モジュールの構成の一例を説明する。
図1及び図2は、本発明に係る光モジュールの概略を説明する図で、本実施例の光モジュールは、LDを含む一部が透明樹脂により封止されて構成される。図1及び図2は、それぞれ上側からまたは下側から光モジュールを見た様子を示す斜視図であり、図1(B)は、内部の様子を示すために透明樹脂を省略して示している。図3は、本実施例に係る光モジュールの断面図であり、図3(A)は、図1(A)のA−A断面を示し、図3(B)は、図1(A)のB−B断面を示す。
図1及び図2は、本発明に係る光モジュールの概略を説明する図で、本実施例の光モジュールは、LDを含む一部が透明樹脂により封止されて構成される。図1及び図2は、それぞれ上側からまたは下側から光モジュールを見た様子を示す斜視図であり、図1(B)は、内部の様子を示すために透明樹脂を省略して示している。図3は、本実施例に係る光モジュールの断面図であり、図3(A)は、図1(A)のA−A断面を示し、図3(B)は、図1(A)のB−B断面を示す。
なお、本発明の説明で、図におけるX方向を前後方向とし、後述の透明樹脂40の斜面42が形成されている側を後側とする。また、図におけるZ方向を上下方向とし、透明樹脂40が形成されている側を上側とする。
光モジュール1は、図1〜図3に示すように、LD10とフォトダイオード(PD)20が実装される回路基板30を備え、LD10などが実装されている部分は、透明樹脂40で封止されている。この光モジュール1を作製する際には、生産性を高めて製造コストを抑えるために、大面積の回路基板である大型基板を準備し、この大型基板にLD10を実装するなどした後に、透明樹脂40で実装部分を封止して光モジュールの集合体を作り、この集合体を分割することによって個々の光モジュール1を多数個取りする。光モジュールは、上述のような工程の結果、小さなユニットとして得られるので、以下、光モジュールをマイクロセルと称する。マイクロセルの製造方法の詳細は後述する。
マイクロセル1が有するLD10は、端面発光型のもので、前端から光信号を放出しており、この光信号は、図1(A)に示す透明樹脂40の前側の斜面41や図示しない集光レンズを介し、図示しない反射板で反射されるなどして、光ファイバなどの導波手段に到達する(入射する)。また、マイクロセル1の成形後に、図1(A)の透明樹脂40の点線部分を切り欠いておき、図3(B)の状態になるように導波手段50を設けて、LD10からの光信号が透明樹脂40の斜面41を出射した後、直接、導波手段50の導光路に入射するようにしてもよい。
LD10は、前端から光を発するときに後端からも光を発しており、後端からの光は、PD20に受光される。LD10の光出力−電量特性は、温度によって変化するので、マイクロセル1では、LD10の後端から漏れてくる光をPD20でモニタし、その出力に基づいてLD10に供給する電流値が制御されている。
また、LD10は、当該LD10で発生した熱を放熱するための熱伝導性の良い材料からなるヒートシンク11上に搭載され、このヒートシンク11を介して、回路基板30上に実装される。ヒートシンク11は、例えば、絶縁性材料でもあるAlNからなり、図1(B)に示すように、上側に電極11aを有する。
LD10やPD20が実装される回路基板30は、放熱とパターン配線のフレキシビリティに優れるプリント基板であり、その両面に表裏で対応する配線パターンが互いに導電接続して形成され、また、内部にグラウンド層を形成する配線パターンが積層されている。回路基板30は、例えば、図1(B)、図2及び図3に示すように、3層の誘電体層31〜33を有し、また、上側及び下側にCu等で配線パターン34a〜34e,37a〜37eが形成されており、誘電体層31〜33間に配線パターンからなる導電層35,36が形成されている。
回路基板30の内部に積層されている導電層36は、図示しない外部回路基板のグラウンド電極に電気接続されるグラウンド層である。さらに、回路基板30は、互いに電気接続等が必要な配線パターンのためのスルーホール38(38a〜38e)と、LD10を実装する際の基準孔となる貫通孔39とを、それぞれ複数有する。
以下、このような回路基板について説明するが、まず、配線パターン34aに関して説明する。
図3(A)に示すように、回路基板30の上側に形成される配線パターン34aは、対応する下側の配線パターン37aに、スルーホール38aを介して電気接続される。配線パターン34aには、図1(B)に示すように、LD10が搭載されたヒートシンク11が実装される。また、配線パターン34aにヒートシンク11を介して実装されるLD10は、その下側のアノード電極が、ヒートシンク11の電極11aを介して、配線パターン34bと電気接続される。また、配線パターン34aに取り付けられるLD10は、その上側のカソード電極が、配線パターン34cと電気接続される。
図3(A)に示すように、回路基板30の上側に形成される配線パターン34aは、対応する下側の配線パターン37aに、スルーホール38aを介して電気接続される。配線パターン34aには、図1(B)に示すように、LD10が搭載されたヒートシンク11が実装される。また、配線パターン34aにヒートシンク11を介して実装されるLD10は、その下側のアノード電極が、ヒートシンク11の電極11aを介して、配線パターン34bと電気接続される。また、配線パターン34aに取り付けられるLD10は、その上側のカソード電極が、配線パターン34cと電気接続される。
また、ヒートシンク11が実装される配線パターン34aに設けられたスルーホール38aには、Cu等の金属が埋め込まれており、サーマルビアを形成している。そのため、LD10からの熱を効率的に裏面(下面)の配線パターン37aに放熱できる。また、配線パターン37aは、外部の放熱器や外部回路基板に、直接または熱伝導性の良い材料を介して接続され、放熱部を構成しているので、マイクロセル1はLD10で発生した熱を外部に放熱することができる。
内層の導電層36に形成される配線パターンは、インピーダンス整合回路を形成するマイクロストリップラインなどのためのグラウンド電極となっており、3層目の誘電体層33の上側の略全面を覆うように形成されている。この配線パターンには、サーマルビアであるスルーホール38aが熱的に接続されていることが好ましく、これにより、導電層36の配線パターンをヒートスプレッダとして利用することができる。
一方、導電層35は、後述のように、バーンイン検査等に用いられるものであるため、LD10等の素子の電極と電気的に接続されないスルーホール38aは、導電層35に形成される配線パターンとは、電気的に接続されていない。
一方、導電層35は、後述のように、バーンイン検査等に用いられるものであるため、LD10等の素子の電極と電気的に接続されないスルーホール38aは、導電層35に形成される配線パターンとは、電気的に接続されていない。
次に、配線パターン34dに関して説明する。回路基板30の上側に形成される配線パターン34dは、配線パターン34aと同様に、図3(A)に示すように、対応する下側の配線パターン37dに、スルーホール38dを介して、電気接続される。配線パターン34dには、図1(B)に示すように、PD20が実装されるとともにPD20の下側にあるカソード電極が電気接続される。配線パターン34dに実装されるPD20は、その上側のアノード電極が配線パターン34eと電気接続される。配線パターン34aが導電層35に形成される配線パターンに電気的に接続されていないのに対し、配線パターン34dは、導電層35の配線パターンに電気的に接続される。
配線パターン34dが接続される導電層35に形成される配線パターン35d(図3(A)参照)は、マイクロセル1に実装されたLD10等の素子の特性を測定するなどしてマイクロセル1(及びその構成要素)について検査するためのものである。この配線パターン35dは、マイクロセル1に分割される前のマイクロセルの集合体の状態のときに、配線パターン35dから電気的に連続する導電パターンが当該集合体外に、例えば、後述のコネクタ部として導出されるように、形成されている。
また、配線パターン34d,35d,37dは、スルーホール38dにより、互いに電気接続されている。しかし、導電層36に形成される配線パターンは、スルーホール38dの周囲には導電領域は形成されておらず、そのため、導電層36に形成される配線パターンは、配線パターン34d,35d,37dと電気的に絶縁されている。
続いて、配線パターン34b,34c,34eに関して説明する。回路基板30の上側に形成される配線パターン34b,34c,34eは、それぞれ、上述のように、LD10のアノード電極と、LD10のカソード電極と、または、PD20のアノード電極と電気的に接続される。また、回路基板30における電気的接続関係は、配線パターン34dと同様であるので、詳細な説明は省略するが、配線パターン34bと、導電層35の配線パターン(LD10のアノード電極と後述のコネクタ部との接続のための配線パターン)と、配線パターン37bとが、スルーホール38bにより互いに電気接続さる。
また、配線パターン34cと、導電層35の配線パターン(LD10のカソード電極と後述のコネクタ部との接続のための配線パターン)と、配線パターン37cとが、スルーホール38cにより電気接続される。そして、配線パターン34eと、導電層35の配線パターン(PD20のアノード電極と後述のコネクタ部との接続のための配線パターン)と、配線パターン37eとが、スルーホール38eにより、互いに電気接続される。
しかし、導電層36に形成される配線パターンは、スルーホール38b,38c,38eの周囲には導電領域は形成されていない。そのため、導電層36に形成される配線パターンは、配線パターン34b,34c,34e、導電層35の配線パターン(後述のコネクタ部との接続のための配線パターン)、及び、配線パターン37b,37c,37eと電気的に絶縁されている。
また、回路基板30において、3層目の誘電体層33の下側すなわち裏側の配線パターン37a〜eは、他のプリント基板やフレキシブル回路基板などに電気接続される。これら配線パターン37a〜eの周囲に、ショート防止のためにレジストを塗布してもよい。また、裏側の配線パターン37a〜eは、プリント基板上に形成されているため、コプレナラインやマイクロストリップラインなどの伝送線路を形成することも可能である。
リードフレームやCANパッケージを用いる光モジュールでは、リードが配線以外に構造材としての機能を要求されるのに対し、本例の光モジュールでは、リードに代わる配線パターンを配線のみの機能に特化できるため、インピーダンス整合を配慮したレイアウトが容易となる。
上述のように、配線の設計フレキシビリティが高いプリント基板をマイクロセルに適用することで、高周波特性や放熱特性を改善することができる。
上述のように、配線の設計フレキシビリティが高いプリント基板をマイクロセルに適用することで、高周波特性や放熱特性を改善することができる。
上述した図1〜図3の例では、LD10やPD20を上述の回路基板30上に実装しているが、その他にLD10を駆動するための駆動用トランジスタ等の各種素子を実装しても良い。
また、LD10と共に回路基板30に搭載されるPD20は、上述のように、受光した信号をLD10にフィードバックするためのものである。そのために、PD20は、LD10からの光を直接受光する他、図3(B)に示すように、透明樹脂40には後方に斜面42が形成されているので、LD10から出射し透明樹脂40の斜面42で反射された光も受光することができる。
また、PD20の受光面がLD10の後端面と対向するように、回路基板30の配線パターン34d上にPD20を実装してもよい。
また、LD10と共に回路基板30に搭載されるPD20は、上述のように、受光した信号をLD10にフィードバックするためのものである。そのために、PD20は、LD10からの光を直接受光する他、図3(B)に示すように、透明樹脂40には後方に斜面42が形成されているので、LD10から出射し透明樹脂40の斜面42で反射された光も受光することができる。
また、PD20の受光面がLD10の後端面と対向するように、回路基板30の配線パターン34d上にPD20を実装してもよい。
次に、図4〜図8を用いて、本発明の光モジュール(マイクロセル)の製造方法について説明する。
本発明のマイクロセルを製造する際は、大面積の回路基板である大型基板を用いて、マイクロセルの集合体を作る。図4は、大型基板の一例を示す図で、図4(A)は、大型基板の素子実装面側(上側)を示し、図4(B)は、その裏側(下側)を示している。
本発明のマイクロセルを製造する際は、大面積の回路基板である大型基板を用いて、マイクロセルの集合体を作る。図4は、大型基板の一例を示す図で、図4(A)は、大型基板の素子実装面側(上側)を示し、図4(B)は、その裏側(下側)を示している。
大型基板30’は、好ましくは、FR−4など、高分子材料で形成され、また、例えば、上述のような3層の誘電体層を含んでなる多層基板である。図4(A)に示すように、表面には、配線パターン34a〜34eの組が複数存在する。また、図4(B)に示すように、裏面には、表面の実装レイアウトに対応した位置に配線パターンが存在するように、同様にして、配線パターン37a〜37eの組が複数設けられている。そして、大型基板30’の配線パターン34a〜34e,37a〜37eの各組を取り囲むように複数個(図4では4個)の貫通孔39が対称に配置されている。
大型基板30’は、誘電体層間には配線パターンが形成された導電層を有しており、その導電層に形成される配線パターンは、表面や裏面の配線パターンと、必要に応じてスルーホール(サーマルビアを含む)で電気的に接続されている。
大型基板30’は、誘電体層間には配線パターンが形成された導電層を有しており、その導電層に形成される配線パターンは、表面や裏面の配線パターンと、必要に応じてスルーホール(サーマルビアを含む)で電気的に接続されている。
また、大型基板30’は、図4に示すように、実装されたLD等の素子それぞれの動作検査ができるように、素子の各電極に電気接続されるコネクタ部60を有する。
大型基板30’には、実装されたLD等の素子の各電極とそれぞれ接続され、マイクロセルの集合体の状態において外部に導出される電気コネクタを備える配線パターンが積層されている。この配線パターンの一例が、図3の配線パターン35dであり、電気コネクタの一例が、図4のコネクタ部60である。
大面積のプリント基板からなるボードをコネクタ部60を有するような構成にすることで、各実装部位のスクリーニングや検査の段取り代えが不要となる。以降の図では、コネクタ部60の図示は省略する。
大型基板30’には、実装されたLD等の素子の各電極とそれぞれ接続され、マイクロセルの集合体の状態において外部に導出される電気コネクタを備える配線パターンが積層されている。この配線パターンの一例が、図3の配線パターン35dであり、電気コネクタの一例が、図4のコネクタ部60である。
大面積のプリント基板からなるボードをコネクタ部60を有するような構成にすることで、各実装部位のスクリーニングや検査の段取り代えが不要となる。以降の図では、コネクタ部60の図示は省略する。
マイクロセルの製造の際は、まず、以上のような大型基板に対して、LDなどの素子を実装する。
図5は、大型基板への素子の実装が完了したときの様子を示す図であり、図5(A)は、素子が実装された大型基板の全体の様子を示しており、図5(B)は、図5(A)の点線部の部分拡大図である。
図5は、大型基板への素子の実装が完了したときの様子を示す図であり、図5(A)は、素子が実装された大型基板の全体の様子を示しており、図5(B)は、図5(A)の点線部の部分拡大図である。
まず、大型基板30’に対して、熱伝導性接着剤を用いてヒートシンク11を配線パターン34a上に実装する。次に、貫通孔39を基準として画像認識等により、LD10がヒートシンク11上に、また、PD20が配線パターン34d上に、各々位置合わせされて、チップ実装によって固定される。その後、LD10と配線パターン34cやPD20と配線パターン34e等に対して、ワイヤボンディングによる配線がなされ、図5の状態となる。
LD10等の実装が完了した大型基板30’(実装済み基板)は、透明樹脂で封止するために、金型にセットされる。この金型は、例えば、下金型と上金型からなる。図6及び図7は、金型について説明する図で、図6(A)は、下金型に実装済み基板がセットされたときの上金型と下金型の様子を上方から見たものを示し、図6(B)は、その様子を下方から見た様子を示している。図7は、金型に実装済み基板が装着された状態での金型の断面を示している。
下金型70は、封止時に大型基板30’の下側(裏側)が透明樹脂から露出されるように、凹所70aを有し、図6(A)に示すように、大型基板30’が下金型70にセットされた際に、下金型70の上面70bと大型基板30’の上面30a’とが同一平面となる。また、上金型71も凹所71aを有するが、透明樹脂で封止した際に前方の斜面41及び後方の斜面42(図1(A)参照)が形成されるように、図6(B)に示すように、当該凹所71aに第一の凸部71b及び第二の凸部71cを有する。また、上金型71は、透明樹脂を流し込むためのランナ71dを有する。
また、下金型70及び/または上金型71が、位置決めのために大型基板30’の貫通孔39に嵌まるピンを有していても良い。
また、下金型70及び/または上金型71が、位置決めのために大型基板30’の貫通孔39に嵌まるピンを有していても良い。
このような金型に実装済み基板が装着された状態では、図7に示すように、実装済み基板(大型基板30’)は、上金型71と下金型70の凹所71a,70aにより形成されたキャビティ80の下側に密着するように装着される。
金型に実装済み基板を装着した後に、透明樹脂が、キャビティ80内にランナ71dを通して圧入され冷却固化され、実装済み基板が透明樹脂により封止される。
金型に実装済み基板を装着した後に、透明樹脂が、キャビティ80内にランナ71dを通して圧入され冷却固化され、実装済み基板が透明樹脂により封止される。
次いで、樹脂封止された実装済みの大型基板30’(モールド済の基板)を金型から取り出す。図8は、樹脂封止されたモールド済の基板を金型から取り出すときの様子を説明する図で、図8(A)は、樹脂封止後に上金型のみを外したときの様子を示し、図8(B)は、モールド済の基板を金型全体から外したときの様子を示す。モールド済の基板は、図8(A),(B)に示すように、マイクロセル1の集合体となっている。
取り出した後に、必要に応じて、図4に示したコネクタ部60を用いて、バーンイン検査などを行う。
そして、マイクロセル1の集合体であるモールド済の基板をダイシングし、図1に示すようなマイクロセル1として、製品が完成する。
取り出した後に、必要に応じて、図4に示したコネクタ部60を用いて、バーンイン検査などを行う。
そして、マイクロセル1の集合体であるモールド済の基板をダイシングし、図1に示すようなマイクロセル1として、製品が完成する。
次に、図9及び図10を用いて、本発明の他の実施例に係る光モジュールについて説明する。なお、本実施例に係る光モジュールにおいて、透明樹脂以外の構成部分は上述の例のものと同様であるので、同じ符号を用いることにより、説明を省略する。
図9は、本発明の他の実施例に係る光モジュールの概略を説明する図で、図9(A)は、本実施例の光モジュールの外観図であり、図9(B)は、図9(A)のC−C断面図である。
図9は、本発明の他の実施例に係る光モジュールの概略を説明する図で、図9(A)は、本実施例の光モジュールの外観図であり、図9(B)は、図9(A)のC−C断面図である。
本例の光モジュールも、図9(A),(B)から分かるように、LD10とPD20が実装される回路基板30を備え、LD10などが実装されている部分は透明樹脂40’で封止されている。また、光モジュール2のPD20も、端面発光LDであるLD10からの光をモニタするための手段であり、光ファイバ等に結合する出射光とは反対側の面から発せられた光を受光するよう配置されている。
LD10とPD20の実装面は、同じ面上にあっても、高さの異なる面上にあってもよいが、図9(B)のように、これらを回路基板30’上に実装した場合、LD10からの出射光軸はPD20の受光面と平行となるため、光モジュール2に何らかの反射手段を設けることが好ましい。LD10のみを有する光モジュールの外部に、モニタ用PDと、反射鏡などの反射手段と、を設ける構成も可能ではある。しかし、その場合、そのために新たな部材を追加する必要があること、また、2つの光素子(光モジュールとモニタ用PD)と反射鏡との位置決めを行う必要があるなど、組立て工程が煩雑となる。すなわち、コスト的に不利な構成である。
本例の光モジュールでは、反射手段として、透明樹脂40と、当該透明樹脂40が接する大気との屈折率差による反射を利用した反射手段43を用いる。さらに、発散するLD光をこの反射手段43でPD20に効率良く集光するために、反射手段43の反射面を、回転楕円面の一部となるような曲面に成型し、回転楕円体の幾何学的性質を利用して集光する。すなわち、回転楕円体は2つの焦点を有するが、一方の焦点を通る光は、回転楕円面に反射されて他方の焦点を通るという性質を利用して集光する。
そのために、図10に示すように、LD10の発光中心X及びPD20の受光部中心Yを焦点とする回転楕円面Eの一部が、反射手段43の反射曲面として、光モジュール2に形成されるように透明樹脂40’でモールドすることで、光モジュール2において効率よい集光が可能となる。
LD10とPD20と、誘電体である透明樹脂40’により形成される反射曲面との位置合わせについては、前述の例と同様な方法で光モジュールの製造を行うとすると、大型基板上に基準穴を設けておき、LD10及びPD20をそれらの基準穴にあわせて実装する。さらに、金型には前述の基準穴に精度良く嵌まるピンを設け誘電体反射曲面を成型するキャビティをそのピンを基準に加工しておく。そして、実装済み基板を金型に装着すれば、LD10と、PD20と、誘電体反射曲面(反射手段43)との位置関係を精度良く管理することができる。
特許文献1の光モジュールでは、図11に示すように、LD10から放出される光信号は、透明樹脂120による透明樹脂体の外形の一部を形成する第一の面121を通り、光ファイバなどの光導波路へと伝達される。また、第一の面121は、僅かにまたは部分的に高反射性の金属でコーティングされているので、LD10からの光信号の一部は、第一の面121で反射され、さらに、完全な反射面である第二の面122で反射され、PD20で受光される。このような構成で、PD20で受光されるLD10からの光信号を、LD10にフィードバックできるようにしている。
このように、特許文献1の光モジュールでは、光信号のフィードバックのために、LDから光導波路へ出射された信号光の一部をモニタしている。つまり、フィードバックのために信号光の一部が失われている。一方、本実施例の光モジュールでは、LD前端から光導波路へ出射された信号光を弱めることなく、LD後端からの信号光をモニタしフィードバックを行っており、効率的に光を利用することができる。
以上では、光モジュールを送信用光モジュールとして構成した例で説明したが、本発明は、この形態に限定されることはなく、受信用、または送受信用光モジュールなどあらゆるものに適用可能である。
1,2…光モジュール(マイクロセル)、10…LD、11…ヒートシンク、11a…電極、20…PD、30…回路基板、30’…大型基板、30a…上面、31〜33…誘電体層、34a〜34e,35d,37a〜37e…配線パターン、35,36…導電層、38(38a〜e)…スルーホール、39…貫通孔、40…透明樹脂、41,42…斜面、43…反射手段、50…導波手段、60…コネクタ部、70…下金型、70a…凹所、70b…上面、71…上金型、71a…凹所、71b…第一の凸部、71c…第二の凸部、71d…ランナ、80…キャビティ、100…光モジュール、110…リードフレーム、111…リードピン、120…透明樹脂、121…面、122…面。
Claims (2)
- グラウンド層を形成する配線パターンを内部に積層し両面に配線パターンが形成されたプリント基板を備え、
該プリント基板の一方の面に光素子が実装され、
該光素子が取り付けられる前記両面の配線パターンは、熱的に接続され、
前記プリント基板の前記一方の面は、透明樹脂により封止され、
前記プリント基板の他方の面に形成された前記配線パターンは、電極及び放熱部を構成することを特徴とする光モジュール。 - 前記光素子として、レーザダイオードを備え、
さらに、該レーザダイオードの光出力をモニタするフォトダイオードを備え、
前記透明樹脂は、前記レーザダイオードから出射された光を反射させ前記フォトダイオードに集光する反射手段を有し、
該反射手段の反射面は、回転楕円面の一部からなり、
前記回転楕円面の一方の焦点に前記レーザダイオードが位置し、他方の焦点に前記フォトダイオードが位置するもの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。
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- 2007-05-23 JP JP2007136951A patent/JP2008294152A/ja active Pending
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