JP2009230048A - Optical module - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical module capable of preventing an alignment from being affected even when being mounted on a moving object such as an airplane or a vehicle, and also preventing internal circuits from being affected when being used in a high-temperature and high-humidity environment, thereby improving reliability during usage, and to provide a connector provided with the optical module. <P>SOLUTION: A resin coating part 30 made of a transparent resin is provided in a space part 31 located between a can cap 4 and a receptacle 5. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車、飛行機などの電子回路の光ファイバ配線に使用される一芯双方向モジュールに係り、使用時の信頼性を向上させることができる光モジュールの構造に関する。   The present invention relates to a single-core bidirectional module used for optical fiber wiring of electronic circuits such as automobiles and airplanes, and relates to a structure of an optical module that can improve reliability in use.

従来より、特許文献1に示されるモジュール筐体が知られている。このモジュール筐体は、電子部品が搭載される電子基板が金属製のベース部材内に収納され、該ベース部材の上部に、金属製のカバーが嵌合されるように構成されたものである。
実開平7−27189号公報
Conventionally, the module housing | casing shown by patent document 1 is known. This module housing is configured such that an electronic board on which electronic components are mounted is housed in a metal base member, and a metal cover is fitted on the base member.
Japanese Utility Model Publication No. 7-27189

ところで、近年、上記のようなモジュール筐体に収容される電子基板に、送信容量の増大化を図るためにメタル配線ではなく、一芯双方向モジュールからなる光モジュールが設けられることがある。この光モジュールは、発光素子及び受光素子が搭載される集積光学回路チップと、該集積光学回路チップを支持するステムと、該ステム上で集積光学回路チップを覆って密封シールしかつ該集積光学回路チップに対して光を結像させるボールレンズが設置されたキャンキャップと、該ボールレンズと同一線上にかつ該ボールレンズと間隔をおいて設けられその内部に光ファイバのフェルールが保持されるレセプタクルとを具備し、前記キャンキャップのボールレンズを通じて、レセプタクルに保持された光ファイバと、集積光学回路チップ上の素子との間で双方向に光信号を入出力させるものである。   By the way, in recent years, an optical module composed of a single-core bidirectional module is sometimes provided on an electronic board accommodated in the module housing as described above in order to increase transmission capacity instead of metal wiring. The optical module includes an integrated optical circuit chip on which a light emitting element and a light receiving element are mounted, a stem that supports the integrated optical circuit chip, a hermetic seal covering the integrated optical circuit chip on the stem, and the integrated optical circuit. A can cap provided with a ball lens for imaging light onto the chip, and a receptacle provided on the same line as the ball lens and spaced from the ball lens, in which a ferrule of an optical fiber is held. And optical signals are input and output bidirectionally between the optical fiber held in the receptacle and the elements on the integrated optical circuit chip through the ball lens of the can cap.

そして、このような光モジュールを飛行機や車両などの移動体に搭載した場合には、移動体の振動により、光ファイバのフェルールとキャンキャップのボールレンズとの位置にズレが生じて調芯に影響が出るという問題がある。また、移動体に搭載した場合には、移動先や機内又は車内の状況によっては、高温環境又は多湿環境での使用となって内部の回路の動作に影響を及ぼすという問題がある。   If such an optical module is mounted on a moving body such as an airplane or a vehicle, the vibration of the moving body causes a displacement between the ferrule of the optical fiber and the ball lens of the can cap, which affects the alignment. There is a problem that comes out. In addition, when mounted on a moving body, there is a problem that the operation of the internal circuit is affected by the use in a high temperature environment or a humid environment depending on the destination or in-vehicle or in-vehicle conditions.

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、飛行機や車両などの移動体に搭載した場合であっても、調芯に影響が出ることを防止することができ、かつ高温・多湿環境下での使用であっても内部の回路に影響が及ぶことを防止でき、これによって使用時の信頼性を向上させることができる光モジュールの提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and even when mounted on a moving body such as an airplane or a vehicle, the alignment can be prevented from being affected, and high temperature An object of the present invention is to provide an optical module that can prevent an internal circuit from being affected even when used in a humid environment, thereby improving reliability during use.

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。すなわち、本発明は、発光素子及び受光素子が搭載される集積光学回路チップと、該集積光学回路チップを支持するステムと、該ステム上で集積光学回路チップを覆って密封シールしかつ該集積光学回路チップに対して光学的結合が可能なようにボールレンズが設置されたキャンキャップと、該ボールレンズと間隔をおいて設けられたその内部に該ボールレンズと光ファイバとが光学的に結合されるように光ファイバのフェルールが保持されたレセプタクルと、を具備し、前記キャンキャップのボールレンズを通じて、レセプタクルに保持された光ファイバと、集積光学回路チップ上の素子との間で双方向に光信号を入出力させる光モジュールであって、前記キャンキャップとレセプタクルとの間に位置する間隙部には、透明樹脂からなる樹脂被覆部が設けられていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means. That is, the present invention relates to an integrated optical circuit chip on which a light emitting element and a light receiving element are mounted, a stem that supports the integrated optical circuit chip, a hermetic seal covering the integrated optical circuit chip on the stem, and the integrated optical A can cap in which a ball lens is installed so as to be optically coupled to the circuit chip, and the ball lens and the optical fiber are optically coupled to the inside of the can cap that is spaced from the ball lens. A receptacle holding an optical fiber ferrule so that light is transmitted bidirectionally between the optical fiber held by the receptacle and the element on the integrated optical circuit chip through the ball lens of the can cap. An optical module for inputting and outputting signals, and a gap formed between the can cap and the receptacle is made of a resin made of transparent resin. Wherein the covering portion is provided.

上記の構成によれば、キャンキャップとレセプタクルとの間に位置する間隙部に、透明樹脂からなる樹脂被覆部を形成したので、この樹脂被覆部によって、光ファイバのフェルールを支持するレセプタクルと、キャンキャップのボールレンズとが同一線上に位置するように固定保持することができ、これらキャンキャップとレセプタクルとの間での光信号の送受信を良好に行うことができる。また、キャンキャップとレセプタクルとの間隙部の樹脂被覆部によって、キャンキャップとレセプタクルとの間がシールされることから、これらの間を通じて外部からキャンキャップとレセプタクルとの間隙内に水分(空気中に含まれる水蒸気も含む)が浸入することを防止することができる。すなわち、例えば、従来であれば、特に低温状態において、一旦水分がキャップ内に入ってしまい、ファイバやレンズの上に結露が発生し光学的な遮断が発生してしまうが、本発明によれば、キャンキャップとレセプタクルとの間に位置する間隙部に、透明樹脂を充填するようにしたので、間隙への水分の侵入を防止し、結露による光学的な遮断を防止することができる。また、キャンキャップとレセプタクルとの間隙部内に充填した透明樹脂は、一般的に空気と比較して熱導電率が高いので、この導電性が良い透明樹脂を通じて、キャンキャップ内の光学回路で発生した熱を効率良くレセプタクル側に排出することができ、その結果、高温環境下で使用した場合であっても、該光学回路に支障が生じることを防止できる。   According to the above configuration, since the resin coating portion made of transparent resin is formed in the gap portion located between the can cap and the receptacle, the resin coating portion supports the receptacle supporting the ferrule of the optical fiber, and the can. The cap ball lens can be fixed and held so as to be located on the same line, and optical signals can be transmitted and received between the can cap and the receptacle. In addition, since the resin-coated portion in the gap between the can cap and the receptacle seals the gap between the can cap and the receptacle, moisture (in It is possible to prevent intrusion of water (including water vapor included). That is, for example, in the conventional case, moisture enters the cap once, particularly in a low temperature state, and condensation occurs on the fiber or the lens, resulting in an optical blockage. Since the gap portion located between the can cap and the receptacle is filled with the transparent resin, it is possible to prevent moisture from entering the gap and to prevent optical blockage due to condensation. In addition, the transparent resin filled in the gap between the can cap and the receptacle generally has a higher thermal conductivity than air. Therefore, the transparent resin is generated in the optical circuit in the can cap through the transparent resin having good conductivity. Heat can be efficiently discharged to the receptacle side, and as a result, it is possible to prevent the optical circuit from being troubled even when used in a high temperature environment.

本発明では、前記樹脂被覆部を、前記キャンキャップとレセプタクルとの間隙部に設けられた連結部と、前記キャンキャップ及びレセプタクルの外周面を覆う外装部とから構成することを特徴とする。   In the present invention, the resin coating portion is constituted by a connecting portion provided in a gap portion between the can cap and the receptacle, and an exterior portion covering an outer peripheral surface of the can cap and the receptacle.

上記構成によれば、樹脂被覆部として、キャンキャップとレセプタクルとの間隙部に設けられた連結部と、キャンキャップ及びレセプタクルの外周面を覆う外装部とを具備したので、連結部によって、上述した調芯、熱伝導性及び防水性の改善を行うことができ、また、外装部によって、集積光学回路チップを内部に有するキャンキャップ、及びフェルールを内部に保持するレセプタクルを外部の衝撃から保護することができる。また、このような連結部と外装部とからなる樹脂被覆部によって、キャンキャップを外部の衝撃から保護するための特別な接続用筒状部材を追加配置することなく、一部材である樹脂被覆部によって上述した調芯、熱伝導性及び防水性の改善とともに、キャンキャップ及びレセプタクルの保護を同時に行うことができる。   According to the above configuration, as the resin coating portion, the connecting portion provided in the gap between the can cap and the receptacle and the exterior portion covering the outer peripheral surface of the can cap and the receptacle are provided. Alignment, thermal conductivity and waterproofing can be improved, and the outer cap protects the can cap having the integrated optical circuit chip inside and the receptacle holding the ferrule from outside shocks. Can do. Moreover, the resin coating part which consists of such a connection part and an exterior part does not arrange | position the special connecting cylindrical member for protecting a can cap from an external impact, but is a resin coating part which is one member. Thus, the can cap and the receptacle can be protected at the same time as the above-described alignment, thermal conductivity and waterproofing are improved.

本発明では、前記樹脂被覆部の透明樹脂をアクリル樹脂により形成することを特徴とする。また、本発明では、前記樹脂被覆部の透明樹脂をポリエーテルイミド樹脂により形成することを特徴とする。また、本発明では、前記樹脂被覆部の透明樹脂をポリカーボネート樹脂により形成することを特徴とする。   In the present invention, the transparent resin of the resin coating portion is formed of an acrylic resin. Moreover, in this invention, transparent resin of the said resin coating part is formed with polyetherimide resin, It is characterized by the above-mentioned. In the present invention, the transparent resin of the resin coating portion is formed of a polycarbonate resin.

上記のように構成された光モジュールでは、飛行機や車両などの移動体に搭載した場合であっても、調芯に影響が出ることを防止することができ、かつ高温・多湿環境下での使用であっても内部の光学回路に影響が及ぶことを防止でき、これによって使用時の信頼性を大幅に向上させることが可能となる。   The optical module configured as described above can prevent alignment from being affected even when mounted on a moving body such as an airplane or a vehicle, and can be used in a high temperature / humidity environment. Even in this case, it is possible to prevent the internal optical circuit from being affected, and this makes it possible to greatly improve the reliability during use.

本発明の一実施形態を図1〜図10を参照して説明する。図1及び図2は、本発明に係わる光モジュールである。この光モジュールは、超小型の双方向光サブアセンブリ(MICRO COMPACT BI−DIRECTIONAL OPTICAL SUBASSEBBLY)であるマイクロBOSA1によって構成される。このマイクロBOSA1は、具体的には、集積光学回路チップであるマイクロBOSAチップ2が搭載されるステム3と、マイクロBOSAチップ2を覆って密封シールするためのボール付きレンズキャップ(以下、キャンキャップと表現する)4と、光ファイバのフェルールFを保持する例えばSC型光コネクタからなるレセプタクル5と、から構成されている。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 show an optical module according to the present invention. This optical module is configured by a micro BOSA 1 that is a microminiature bi-directional optical subassembly (MICRO COMPACT BI-DIRECTIONAL OPTICAL SUBASSEBBLY). Specifically, the micro BOSA 1 includes a stem 3 on which a micro BOSA chip 2 that is an integrated optical circuit chip is mounted, and a lens cap with a ball for covering and sealing the micro BOSA chip 2 (hereinafter referred to as a can cap). 4) and a receptacle 5 made of, for example, an SC type optical connector that holds the ferrule F of the optical fiber.

マイクロBOSAチップ2は、図3及び図4に詳細に示されるように、PDチップ(フォトダイオード)10と、LDチップ(レーザーダイオード)11と、WDMフィルタ(波長分割多重フィルタ)12と、シリコンマイクロレンズ13と、を有している。PDチップ10は、ガラス基板14を介してシリコン基板15上に実装される。このシリコン基板15上には、TIA(トランスインピーダンスアンプ)16、回路基板となるセラミック基板17とが実装されている。   As shown in detail in FIGS. 3 and 4, the micro BOSA chip 2 includes a PD chip (photodiode) 10, an LD chip (laser diode) 11, a WDM filter (wavelength division multiplexing filter) 12, and a silicon micro And a lens 13. The PD chip 10 is mounted on the silicon substrate 15 via the glass substrate 14. On the silicon substrate 15, a TIA (transimpedance amplifier) 16 and a ceramic substrate 17 serving as a circuit board are mounted.

シリコンマイクロレンズ13はいわゆる回折レンズであって、空間結合型の一芯双方向機能をコンパクトに実現するために、符号13A・13Bで示すように2箇所に配置されている。一方のシリコンマイクロレンズ13Aは、図4に示されるように、LDチップ11とWDMフィルタ12との間に配置されて、LDチップ11からの出射光(例えば、1310mmの光信号)をコリメートするための、例えば、非球面の近接シリコンマイクロレンズからなる。また、他方のシリコンマイクロレンズ13Bは、PDチップ10と、WDMフィルタ12との間に配置されて、該WDMフィルタ12からの入射光(例えば、1490mmの光信号)を収束させてPDチップ10に導くための、例えば、非球面の近接シリコンマイクロレンズからなる。図4において符号(イ)は1310mm出力信号の光経路を示し、符号(ロ)は1490mmの入力信号の光経路を示している。両シリコンマイクロレンズ13A・13Bは、パッシブアライメント技術により、例えばシリコン基板15に設けられたV溝(図示略)に実装される。   The silicon microlenses 13 are so-called diffractive lenses, and are arranged at two locations as indicated by reference numerals 13A and 13B in order to realize a space coupling type single core bidirectional function in a compact manner. As shown in FIG. 4, one silicon microlens 13A is disposed between the LD chip 11 and the WDM filter 12, and collimates the light emitted from the LD chip 11 (for example, a 1310 mm optical signal). For example, an aspherical proximity silicon microlens. The other silicon microlens 13B is disposed between the PD chip 10 and the WDM filter 12, and converges incident light (for example, an optical signal of 1490 mm) from the WDM filter 12 to the PD chip 10. For example, it is composed of an aspherical proximity silicon microlens for guiding. In FIG. 4, symbol (A) indicates an optical path of a 1310 mm output signal, and symbol (B) indicates an optical path of an input signal of 1490 mm. Both silicon microlenses 13A and 13B are mounted, for example, in a V-groove (not shown) provided in the silicon substrate 15 by passive alignment technology.

PDチップ10は、例えば、真性半導体の層(INTRINSIC)をpn接合の中間に置く構造からなる、いわゆるPINフォトダイオードからなる。PDチップ10は、受光面を下向きにしてフェースダウン実装されており、シリコンマイクロレンズ13を通過した光が入射される。   The PD chip 10 includes, for example, a so-called PIN photodiode having a structure in which an intrinsic semiconductor layer (INTRINSIC) is placed in the middle of a pn junction. The PD chip 10 is mounted face down with the light receiving surface facing downward, and the light that has passed through the silicon microlens 13 is incident thereon.

また、キャンキャップ4は、一端が閉じた円筒状(すなわち缶状に形成されて)その開口側の縁部がステム3に結合されるキャップ18と、該キャップ18の閉じた一端部中央の貫通部に固定されたボールレンズ19とから構成される。ボールレンズ19は、レセプタクル5に挿入されて結合されるシングルモード光ファイバ(図示略)とLDチップ11との結像レンズとして機能し、また、該光ファイバとPDチップ10との間の結像レンズとして機能する。   The can cap 4 has a cylindrical shape whose one end is closed (that is, formed in a can shape), a cap 18 whose edge on the opening side is coupled to the stem 3, and a penetrating through the center of the closed one end of the cap 18. And a ball lens 19 fixed to the portion. The ball lens 19 functions as an imaging lens between the LD chip 11 and a single mode optical fiber (not shown) that is inserted into the receptacle 5 and coupled thereto, and also forms an image between the optical fiber and the PD chip 10. Functions as a lens.

また、ステム3は、ステム円盤部20と、該ステム円盤部20の一面からほぼ垂直に延びその上面に上述したマイクロBOSAチップ2が搭載されるステム突起部21と、該ステム円盤部20を貫通する複数のリードピン22と、を具備するものである。リードピン22は、受信用のリードピン22と、送信用のリードピン22とからなり、これら各リードピン22は、マイクロBOSAチップ2上の対応する部品とボンディングワイヤで接続される。   Further, the stem 3 extends through the stem disk portion 20, the stem protrusion portion 21 that extends substantially perpendicularly from one surface of the stem disk portion 20, and on which the above-described micro BOSA chip 2 is mounted, and penetrates the stem disk portion 20. And a plurality of lead pins 22. The lead pin 22 includes a reception lead pin 22 and a transmission lead pin 22, and each lead pin 22 is connected to a corresponding component on the micro BOSA chip 2 by a bonding wire.

また、レセプタクル5は、シングルモード光ファイバと、ボールレンズ19とを光学的に接続するためのコネクタであって、シングルモード光ファイバのフェルールFを脱着自在に収容する筒状のスリーブ23と、該スリーブ23の端部に固定されたフランジ部24と、これらスリーブ23及びフランジ部24の中心にある貫通孔5A内に設けられた例えばジルコニアセラミック製のファイバスタブ25とを具備する。ファイバスタブ25は、その端部に長波長カットフィルター25Aを有し、光軸調整と光接続という機能を併せ持つ。   The receptacle 5 is a connector for optically connecting the single mode optical fiber and the ball lens 19, and includes a cylindrical sleeve 23 that detachably accommodates the ferrule F of the single mode optical fiber, A flange portion 24 fixed to the end portion of the sleeve 23 and a fiber stub 25 made of, for example, zirconia ceramic provided in the through hole 5A at the center of the sleeve 23 and the flange portion 24 are provided. The fiber stub 25 has a long wavelength cut filter 25A at the end thereof, and has both functions of optical axis adjustment and optical connection.

次に、キャンキャップ4とレセプタクル5との間に設けられる樹脂被覆部30について図1及び図2を参照して説明する。樹脂被覆部30は、透明樹脂を射出成型することにより形成されるものであって、キャンキャップ4とレセプタクル5との間隙部31に設けられる連結部30Aと、キャンキャップ4の外周面4Aを覆う外装部30Bと、レセプタクル5のフランジ部24を覆う外装部30Cから構成される。   Next, the resin coating portion 30 provided between the can cap 4 and the receptacle 5 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The resin coating portion 30 is formed by injection molding a transparent resin, and covers the connecting portion 30 </ b> A provided in the gap portion 31 between the can cap 4 and the receptacle 5, and the outer peripheral surface 4 </ b> A of the can cap 4. An exterior portion 30B and an exterior portion 30C that covers the flange portion 24 of the receptacle 5 are configured.

なお、キャンキャップ4とレセプタクル5との間隙部31に、樹脂被覆部30の連結部30Aを設ける理由は、キャンキャップ4とレセプタクル5とを常時、軸心が同一となるように保持することによる調芯の改善、キャンキャップ4とレセプタクル5との間をシールすることによるマイクロBOSAチップ2へ外部の湿度が及ぶ影響の排除、マイクロBOSAチップ2で発生した熱の効率良く外部へ導電して排出する、ことにある。また、マイクロBOSAチップ2で発生した熱を外部へ排出する点について、一般的に樹脂は空気より熱伝導率が高いということがあり(例えば、空気の熱伝導率は、0.0241[W/m・K]であるのに対して、樹脂の熱伝導率は0.9[W/m・K]程度ある)、この性質を利用して、マイクロBOSAチップ2で発生した熱を外部へ効率良く排出して、マイクロBOSAチップ2の熱対策を施すものである。   The reason why the connecting portion 30A of the resin coating portion 30 is provided in the gap portion 31 between the can cap 4 and the receptacle 5 is that the can cap 4 and the receptacle 5 are always held so that their axes are the same. Improvement of alignment, elimination of the influence of external humidity on the micro BOSA chip 2 by sealing the gap between the can cap 4 and the receptacle 5, and heat generated in the micro BOSA chip 2 is efficiently conducted to the outside and discharged. There is to do. In addition, in terms of discharging heat generated in the micro BOSA chip 2 to the outside, the resin generally has a higher thermal conductivity than air (for example, the thermal conductivity of air is 0.0241 [W / m · K], whereas the thermal conductivity of the resin is about 0.9 [W / m · K]). By utilizing this property, the heat generated by the micro BOSA chip 2 is efficiently transferred to the outside. It discharges well and takes measures against heat of the micro BOSA chip 2.

また、キャンキャップ4の外周面4Aを覆うように樹脂被覆部30の外装部30Bを設ける理由は、キャンキャップ4を外部の衝撃から保護することにある。また、レセプタクル5のフランジ部24を覆うように樹脂被覆部30の外装部30Cを設ける理由は、レセプタクル5を外部の衝撃から保護することにある。   The reason for providing the exterior portion 30B of the resin coating portion 30 so as to cover the outer peripheral surface 4A of the can cap 4 is to protect the can cap 4 from external impacts. The reason for providing the exterior portion 30C of the resin coating portion 30 so as to cover the flange portion 24 of the receptacle 5 is to protect the receptacle 5 from external impacts.

また、樹脂被覆部30に使用される樹脂は、キャンキャップ4とレセプタクル5との光伝達に支障が生じないように透明樹脂が使用される。具体的には、アクリル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂などが使用される。そして、透明樹脂にアクリル樹脂を使用した場合には、特に高い透明性と強度を付与することができる。   The resin used for the resin coating 30 is a transparent resin so as not to hinder the light transmission between the can cap 4 and the receptacle 5. Specifically, acrylic resin, polyetherimide resin, polycarbonate resin or the like is used. And when an acrylic resin is used for transparent resin, especially high transparency and intensity | strength can be provided.

次に、キャンキャップ4とレセプタクル5とに樹脂被覆部30を設けるための工程について図5〜図10を参照して説明する。   Next, the process for providing the resin coating part 30 in the can cap 4 and the receptacle 5 is demonstrated with reference to FIGS.

〔ステップ1〕
図5に示すように、キャンキャップ4とレセプタクル5の外形に対応したキャビティ40Aを有するモールド上型40を用意し、該モールド上型40のキャビティ40Aの上部でかつ中心位置に、光ファイバのフェルールFを配置する。なお、このモールド上型40は半割り状に形成され、成形工程終了時に、互いに離間させてキャビティ40A内の成形物を取り出すように構成されている。また、モールド上型40にはキャビティ40A内に樹脂を充填するための樹脂注入孔41が形成されている。
[Step 1]
As shown in FIG. 5, a mold upper die 40 having a cavity 40A corresponding to the outer shape of the can cap 4 and the receptacle 5 is prepared, and an optical fiber ferrule is formed at the upper portion of the cavity 40A of the mold upper die 40 and at the center position. Place F. The upper mold 40 is formed in a half shape, and is configured to take out the molded product in the cavity 40A by being separated from each other at the end of the molding process. The mold upper mold 40 is formed with a resin injection hole 41 for filling the resin into the cavity 40A.

〔ステップ2〕
図6に示すように、ステップ1にてキャビティ40A内に配置したフェルールFを、キャビティ40Aの反対側から挿入されたレセプタクル5の貫通孔5A内に位置させて、該レセプタクル5に装着する。
[Step 2]
As shown in FIG. 6, the ferrule F disposed in the cavity 40A in step 1 is positioned in the through hole 5A of the receptacle 5 inserted from the opposite side of the cavity 40A, and is attached to the receptacle 5.

〔ステップ3〕
図7に示すように、モールド上型40の下端部40Bに、モールド下型42を取り付け固定する。このモールド上型40とモールド下型42とは対をなすもので、それぞれのキャビティ40A・42Aが連通するように配置される。また、モールド下型42はモールド上型40に対してキャビティ40A・42Aの軸線と直交する矢印A−B方向に微小にスライドするように取り付けられる。
[Step 3]
As shown in FIG. 7, the mold lower mold 42 is attached and fixed to the lower end portion 40 </ b> B of the mold upper mold 40. The mold upper mold 40 and the mold lower mold 42 form a pair, and are arranged so that the cavities 40A and 42A communicate with each other. The mold lower mold 42 is attached to the mold upper mold 40 so as to slide slightly in the direction of the arrow AB perpendicular to the axes of the cavities 40A and 42A.

〔ステップ4〕
図8に示すように、互いに結合されたモールド上型40及びモールド下型42のキャビティ40A・42A内に、ステム3に固定されたキャンキャップ4を挿入する。なお、キャンキャップ4のキャビティ40A・42Aへの挿入は、フェルールFが配置されている側と反対側より行う。また、キャビティ40A・42A内に挿入したキャンキャップ4は、レセプタクル5に対してボールレンズ19による光の結像が最適となるように間隔調整するとともに、モールド上型40に対してモールド下型42をスライドさせることによって、キャビティ40A・42Aの軸線と直交する矢印A−B方向に微調整する。
[Step 4]
As shown in FIG. 8, the can cap 4 fixed to the stem 3 is inserted into the cavities 40 </ b> A and 42 </ b> A of the mold upper mold 40 and the mold lower mold 42 that are coupled to each other. The can cap 4 is inserted into the cavities 40A and 42A from the side opposite to the side where the ferrule F is disposed. Further, the can cap 4 inserted into the cavities 40A and 42A is adjusted in distance so that the image of light by the ball lens 19 is optimal with respect to the receptacle 5, and the mold lower mold 42 with respect to the mold upper mold 40. Is finely adjusted in the direction of the arrow AB perpendicular to the axes of the cavities 40A and 42A.

〔ステップ5〕
図示しない射出成形機により、図9に示すように、モールド上型40に設けられた樹脂注入孔41を通じて、キャビティ40A・42A内にアクリル樹脂(あるいはポリエーテルイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂)などの透明樹脂を注入し、これによってキャンキャップ4とレセプタクル5との間に,連結部30Aと外装部30B・30Cとからなる樹脂被覆部30を形成する。
[Step 5]
A transparent resin such as an acrylic resin (or a polyetherimide resin or a polycarbonate resin) in the cavities 40A and 42A through a resin injection hole 41 provided in the mold upper mold 40 by an injection molding machine (not shown) as shown in FIG. As a result, the resin coating portion 30 including the connecting portion 30A and the exterior portions 30B and 30C is formed between the can cap 4 and the receptacle 5.

〔ステップ6〕
図10に示すように、モールド上型40及びモールド下型42を取り外す。モールド上型40及びモールド下型42を取り外した場合に、樹脂被覆部30の外側に、樹脂注入孔41が形取られた樹脂片30Dが形成されるが、この樹脂片30Dはカッター等により切断除去する。これによって図1及び図2に示すマイクロBOSA1が完成する。
[Step 6]
As shown in FIG. 10, the mold upper mold 40 and the mold lower mold 42 are removed. When the mold upper mold 40 and the mold lower mold 42 are removed, a resin piece 30D having a resin injection hole 41 formed on the outside of the resin coating portion 30 is formed. This resin piece 30D is cut by a cutter or the like. Remove. Thus, the micro BOSA 1 shown in FIGS. 1 and 2 is completed.

以上詳細に説明したように本実施形態に光モジュールとして示したマイクロBOSA1では、キャンキャップ4とレセプタクル5との間に位置する間隙部31に、透明樹脂からなる樹脂被覆部30を設けたので、この樹脂被覆部30によって、光ファイバのフェルールFを支持するレセプタクル5と、キャンキャップ4のボールレンズ19とが同一線上に位置するように固定保持することができ、これらキャンキャップ4とレセプタクル5との間での光信号の送受信を良好に行うことができる。また、上記マイクロBOSA1では、キャンキャップ4とレセプタクル5との間隙部31内の樹脂被覆部30によって、キャンキャップ4とレセプタクル5との間がシールされることから、これらの間からキャンキャップ4内に水分が浸入することが無く、多湿環境で使用した場合であってもその湿度の影響がキャンキャップ4内のマイクロBOSAチップ2内に及ぶことを防止できる。また、上記マイクロBOSA1では、キャンキャップ4とレセプタクル5との間隙部31内に充填した透明樹脂は、空気と比較して一般的に熱導電率が高いので、この導電性が良い透明樹脂を通じて、キャンキャップ4内のマイクロBOSAチップ2で発生した熱を効率良くレセプタクル5側に排出することができ、その結果、高温環境下で使用した場合であっても、該マイクロBOSAチップ2の動作に支障が生じることが無い。   As described above in detail, in the micro BOSA 1 shown as the optical module in the present embodiment, the resin coating portion 30 made of a transparent resin is provided in the gap portion 31 located between the can cap 4 and the receptacle 5. By this resin coating portion 30, the receptacle 5 that supports the ferrule F of the optical fiber and the ball lens 19 of the can cap 4 can be fixed and held so as to be located on the same line. The can cap 4 and the receptacle 5 The optical signal can be transmitted and received between the two. In the micro BOSA 1, the gap between the can cap 4 and the receptacle 5 is sealed by the resin coating portion 30 in the gap portion 31 between the can cap 4 and the receptacle 5. Thus, even when used in a humid environment, the influence of the humidity can be prevented from reaching the micro BOSA chip 2 in the can cap 4. In the micro BOSA 1, the transparent resin filled in the gap 31 between the can cap 4 and the receptacle 5 generally has higher thermal conductivity than air. The heat generated in the micro BOSA chip 2 in the can cap 4 can be efficiently discharged to the receptacle 5 side. As a result, even when used in a high temperature environment, the operation of the micro BOSA chip 2 is hindered. Will not occur.

すなわち、本実施形態に光モジュールとして示したマイクロBOSA1では、飛行機や車両などの移動体に搭載した場合であっても、調芯に影響が出ることを防止することができ、かつ高温・多湿環境下での使用であっても内部のマイクロBOSAチップ2に影響が及ぶことを防止でき、これによって使用時の信頼性を向上させることが可能となる。   That is, in the micro BOSA 1 shown as the optical module in the present embodiment, it is possible to prevent the alignment from being affected even when mounted on a moving body such as an airplane or a vehicle, and in a high-temperature / humid environment. Even when used below, it is possible to prevent the internal micro BOSA chip 2 from being affected, thereby improving the reliability during use.

また、実施形態に光モジュールとして示したマイクロBOSA1では、樹脂被覆部30を、キャンキャップ4とレセプタクル5との間隙部31に設けられた連結部30Aと、該キャンキャップ4の外周面4Aを覆う外装部30Bと、レセプタクル5のフランジ部24を覆う外装部30Cとから構成したので、連結部30Aによって、上述した調芯、熱伝導性及び防水性の改善を行うことができる。また、外装部30Bによって、マイクロBOSAチップ2を内部に有するキャンキャップ4を外部の衝撃から保護することができ、外装部30Cによって、フェルールFを保持するレセプタクル5を外部の衝撃から保護することができる。さらに、このような連結部30Aと外装部30B・30Cとからなる樹脂被覆部30によって、キャンキャップ4を外部の衝撃から保護するための特別な接続用筒状部材を追加配置することなく、一部材である樹脂被覆部30によって上述した調芯、熱伝導性及び防水性の改善とともに、キャンキャップ4及びレセプタクル5の保護を同時に行うことができる。   In the micro BOSA 1 shown as the optical module in the embodiment, the resin coating portion 30 covers the connecting portion 30A provided in the gap portion 31 between the can cap 4 and the receptacle 5 and the outer peripheral surface 4A of the can cap 4. Since it comprised from the exterior part 30B and the exterior part 30C which covers the flange part 24 of the receptacle 5, the alignment, thermal conductivity, and waterproofness which were mentioned above can be improved by the connection part 30A. Moreover, the outer cap 30B can protect the can cap 4 having the micro BOSA chip 2 from external impacts, and the outer cap 30C can protect the receptacle 5 holding the ferrule F from external impacts. it can. Further, the resin coating portion 30 including the connecting portion 30A and the exterior portions 30B and 30C can be used without additional arrangement of a special connecting tubular member for protecting the can cap 4 from an external impact. The resin cover 30 as a member can protect the can cap 4 and the receptacle 5 at the same time as well as improving the alignment, thermal conductivity, and waterproofing properties described above.

また、上記のマイクロBOSA1では、上述したような樹脂被覆部30を形成する透明樹脂を、アクリル樹脂により形成した場合には、特に高い透明性と強度を付与することができ、キャンキャップ4とレセプタクル5との間にて減衰を生じさせることなく光信号の送受信を行うことができる。
また、上述したような樹脂被覆部30を形成する透明樹脂を、ポリエーテルイミド樹脂により形成した場合には、自己消化性があり難燃性が高く、透明性もあり、機械的な強度を高くすることができる。
また、上述したような樹脂被覆部30を形成する透明樹脂を、ポリカーボネート樹脂により形成した場合には、透明性があり、機械的な強度が高く、また、安価であるメリットが得られる。
Further, in the micro BOSA 1 described above, when the transparent resin for forming the resin coating portion 30 as described above is formed of an acrylic resin, particularly high transparency and strength can be imparted, and the can cap 4 and the receptacle. 5 can transmit and receive optical signals without causing attenuation.
Moreover, when the transparent resin which forms the resin coating | coated part 30 as mentioned above is formed with polyetherimide resin, it is self-digestible, has high flame retardancy, has transparency, and has high mechanical strength. can do.
Moreover, when the transparent resin which forms the resin coating | coated part 30 as mentioned above is formed with a polycarbonate resin, there exists a merit that it is transparent, has high mechanical strength, and is inexpensive.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.

本発明に係る光モジュールであるマイクロBOSAを示す斜視図The perspective view which shows micro BOSA which is an optical module which concerns on this invention 図1のマイクロBOSAの外観を示す正面図Front view showing the appearance of the micro BOSA in FIG. 集積光学回路チップであるマイクロBOSAチップを示す斜視図A perspective view showing a micro BOSA chip which is an integrated optical circuit chip 図3の要部を拡大した斜視図The perspective view which expanded the principal part of FIG. 光モジュールの製造方法のステップ1を示す正断面図Front sectional view showing step 1 of the manufacturing method of the optical module 光モジュールの製造方法のステップ2を示す正断面図Front sectional view showing step 2 of the method of manufacturing an optical module 光モジュールの製造方法のステップ3を示す正断面図Front sectional view showing step 3 of the method of manufacturing the optical module 光モジュールの製造方法のステップ4を示す正断面図Front sectional view showing step 4 of the method of manufacturing an optical module 光モジュールの製造方法のステップ5を示す正断面図Front sectional view showing step 5 of the method of manufacturing an optical module 光モジュールの製造方法のステップ6を示す正断面図Front sectional view showing step 6 of the method of manufacturing an optical module

符号の説明Explanation of symbols

1 マイクロBOSA(光モジュール)
2 マイクロBOSAチップ(集積光学回路チップ)
3 ステム
4 キャンキャップ
4A 外周面
5 レセプタクル
6 接続用筒状部材
10 PDチップ(受光素子)
11 LDチップ(発光素子)
19 ボールレンズ
30 樹脂被覆部
30A 連結部
30B 外装部
30C 外装部
31 間隙部
F フェルール
100 コネクタ
1 Micro BOSA (optical module)
2 Micro BOSA chip (integrated optical circuit chip)
3 Stem 4 Can cap 4A Outer peripheral surface 5 Receptacle 6 Tubular member for connection 10 PD chip (light receiving element)
11 LD chip (light emitting device)
19 ball lens 30 resin coating part 30A connecting part 30B exterior part 30C exterior part 31 gap part F ferrule 100 connector

Claims (5)

発光素子及び受光素子が搭載される集積光学回路チップと、該集積光学回路チップを支持するステムと、該ステム上で集積光学回路チップを覆って密封シールしかつ該集積光学回路チップに対して光学的結合が可能なようにボールレンズが設置されたキャンキャップと、該ボールレンズと間隔をおいて設けられたその内部に該ボールレンズと光ファイバとが光学的に結合されるように光ファイバのフェルールが保持されたレセプタクルと、を具備し、前記キャンキャップのボールレンズを通じて、レセプタクルに保持された光ファイバと、集積光学回路チップ上の素子との間で双方向に光信号を入出力させる光モジュールであって、
前記キャンキャップとレセプタクルとの間に位置する間隙部には、透明樹脂からなる樹脂被覆部が設けられていることを特徴とする光モジュール。
An integrated optical circuit chip on which the light emitting element and the light receiving element are mounted; a stem that supports the integrated optical circuit chip; and the hermetically sealed over the integrated optical circuit chip on the stem and optical with respect to the integrated optical circuit chip Of the optical fiber so that the ball lens and the optical fiber are optically coupled to the inside of the can cap provided with a ball lens so as to allow the optical coupling and the ball lens spaced apart from the can cap. A receptacle that holds a ferrule, and allows optical signals to be input and output bidirectionally between the optical fiber held by the receptacle and the element on the integrated optical circuit chip through the ball lens of the can cap. A module,
An optical module, wherein a resin coating portion made of a transparent resin is provided in a gap portion located between the can cap and the receptacle.
前記樹脂被覆部は、前記キャンキャップとレセプタクルとの間隙部に形成された連結部と、前記キャンキャップ及びレセプタクルの外周面を覆う外装部とからなることを特徴とする請求項1記載の光モジュール。   2. The optical module according to claim 1, wherein the resin coating portion includes a connecting portion formed in a gap portion between the can cap and the receptacle, and an exterior portion that covers an outer peripheral surface of the can cap and the receptacle. . 前記樹脂被覆部の透明樹脂はアクリル樹脂であることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれか1項に記載の光モジュール。   The optical module according to claim 1, wherein the transparent resin of the resin coating portion is an acrylic resin. 前記樹脂被覆部の透明樹脂はポリエーテルイミド樹脂であることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれか1項に記載の光モジュール。   The optical module according to claim 1, wherein the transparent resin of the resin coating portion is a polyetherimide resin. 前記樹脂被覆部の透明樹脂はポリカーボネート樹脂であることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれか1項に記載の光モジュール。   The optical module according to claim 1, wherein the transparent resin of the resin coating portion is a polycarbonate resin.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109676349A (en) * 2019-03-01 2019-04-26 四川光恒通信技术有限公司 A kind of novel B OSA shell-LD press mounting structure and pressing method

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