JP2012220621A - Receiver module - Google Patents

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Keigo Oshima
啓吾 大島
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a loss of optical coupling caused by mounting deviation and reduce a manufacturing cost.SOLUTION: A receiver module includes a light-receiving element 3, a substrate 2, and a resin layer 6 in which the light-receiving element 3 and the like are sealed. The resin layer 6 includes an optical path conversion part 10 in which first and second lens parts 11 and 12 are stacked, provided at a position covering the light-receiving element 3; and a fixing mechanism 7 for attaching an optical fiber 14 to the vicinity of the optical path conversion part 10 via a ferrule 13. The first lens part 11 has a first reflection surface 11A that is located on a lower side near the light-receiving element 3 and formed with a first curvature radius R1. Meanwhile, the second lens part 12 has a second reflection surface 12A that is located at an upper side distant from the light-receiving element 3 and formed with a second curvature radius R2 larger than the first curvature radius R1.

Description

本発明は、光ファイバ内を伝播する光信号を受信する受信モジュールに関する。   The present invention relates to a receiving module that receives an optical signal propagating in an optical fiber.

一般に、光モジュールとして、支持基板上に光素子と光導波路とを備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載された光モジュールでは、光導波路が支持基板の表面に平行な状態で接着・固定されているから、光素子と光導波路との間で90°の光路変換を行なう必要がある。このため、光導波路の先端を支持基板に対して45°の傾斜角度をもってカットし、このカット面を90°の光路変換を行なうミラーとして機能させている。また、支持基板に搭載された光素子は、透明樹脂によって封止されている。この封止樹脂の硬化時の収縮によって光軸がずれるのを防止するために、光導波路と封止樹脂との間には、空隙が形成されている。   In general, an optical module having an optical element and an optical waveguide on a support substrate is known (see, for example, Patent Document 1). In the optical module described in Patent Document 1, since the optical waveguide is bonded and fixed in a state parallel to the surface of the support substrate, it is necessary to perform a 90 ° optical path conversion between the optical element and the optical waveguide. . For this reason, the tip of the optical waveguide is cut at an inclination angle of 45 ° with respect to the support substrate, and this cut surface is made to function as a mirror for performing optical path conversion of 90 °. The optical element mounted on the support substrate is sealed with a transparent resin. In order to prevent the optical axis from shifting due to the shrinkage of the sealing resin during curing, a gap is formed between the optical waveguide and the sealing resin.

特開2007−286289号公報JP 2007-286289 A

ところで、上述した従来技術では、光導波路の先端を45°の傾斜角度でカットしているため、光導波路のカット角度およびカット面の表面粗さを精度良く管理する必要があり、光導波路の加工コストが上昇する傾向がある。   By the way, in the above-described prior art, since the tip of the optical waveguide is cut at an inclination angle of 45 °, it is necessary to accurately control the cut angle of the optical waveguide and the surface roughness of the cut surface. Cost tends to rise.

また、光素子と光導波路との間には空隙が形成されているから、この空隙に入り込んだ異物が封止樹脂の表面や光導波路に付着して、伝送エラーが発生する可能性もある。さらに、光素子と光導波路との間にレンズ等の集光部品が設けられていないため、光素子や光導波路の位置ずれによって光素子と光導波路との間の光結合の損失が増大するという問題もある。   In addition, since a gap is formed between the optical element and the optical waveguide, there is a possibility that a foreign matter that has entered the gap adheres to the surface of the sealing resin or the optical waveguide and a transmission error occurs. Furthermore, since no condensing component such as a lens is provided between the optical element and the optical waveguide, the optical coupling loss between the optical element and the optical waveguide increases due to the positional deviation of the optical element and the optical waveguide. There is also a problem.

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、受光素子と光導波路との位置ずれに伴う光結合の損失を抑制できると共に、製造コストを低減した受信モジュールを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a receiver module that can suppress a loss of optical coupling due to a positional deviation between a light receiving element and an optical waveguide and reduce manufacturing costs. It is to provide.

上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、受光素子と、該受光素子を表面に実装してなる基板と、該基板の表面を覆う樹脂層とを備え、該樹脂層は、表面が開口すると共に該開口からフェルールに挿通された光ファイバの先端側を装着する凹部が形成された固定機構と、第1および第2の反射面を介して前記フェルールの伸長方向と前記受光素子の光路とを一致させる光学的に透明な樹脂材料で形成された光路変換部とを有し、該光路変換部は、第1の曲率半径で形成された前記第1の反射面を有する第1のレンズ部と、前記第1の曲率半径よりも大きな第2の曲率半径で形成された前記第2の反射面を有する第2のレンズ部とからなり、該第2のレンズ部の下面における前記第2の反射面の外周と前記第1のレンズ部の上面における前記第1の反射面の外周とが内接するように前記第1のレンズ部と前記第2のレンズ部とを積層し、前記光ファイバから出射された光を、前記光路変換部で光路変換して前記受光素子に入射させる構成としている。   In order to solve the above-described problem, the invention of claim 1 includes a light receiving element, a substrate on which the light receiving element is mounted, and a resin layer that covers the surface of the substrate. A fixing mechanism having a surface opened and a recess for mounting a tip end of an optical fiber inserted through the ferrule from the opening, an extension direction of the ferrule via the first and second reflecting surfaces, and the light receiving element And an optical path conversion portion formed of an optically transparent resin material that matches the optical path of the first optical path. The optical path conversion portion includes a first reflection surface formed with a first radius of curvature. And a second lens portion having the second reflecting surface formed with a second radius of curvature larger than the first radius of curvature, and the lower surface of the second lens portion is On the outer periphery of the second reflecting surface and the upper surface of the first lens portion The first lens unit and the second lens unit are laminated so that the outer periphery of the first reflecting surface is inscribed, and the light emitted from the optical fiber is optically converted by the optical path conversion unit. Thus, the light is incident on the light receiving element.

請求項2の発明では、前記基板の表面に対して略水平に装着されるフェルールに挿通される光ファイバの中心軸の延長方向に前記第1のレンズ部の上面の外周と前記第2のレンズ部の下面の外周との内接点が位置するように、前記光路変換部が形成されている。   In the invention of claim 2, the outer periphery of the upper surface of the first lens portion and the second lens in the extending direction of the central axis of the optical fiber inserted through a ferrule mounted substantially horizontally with respect to the surface of the substrate The optical path changing part is formed so that an inner contact with the outer periphery of the lower surface of the part is located.

請求項1の発明によれば、基板の表面を覆うように光路変換部を設けたので、基板表面に対して垂直方向の光信号を受光する受光素子を用いた場合でも、基板表面に対して平行方向の光信号が垂直方向に向かうように、光信号の光路を容易に変換することができる。このため、受光素子は、光路変換部を介して光ファイバからの光信号を受光することができる。   According to the first aspect of the present invention, since the optical path changing unit is provided so as to cover the surface of the substrate, even when a light receiving element that receives an optical signal perpendicular to the substrate surface is used, The optical path of the optical signal can be easily converted so that the optical signal in the parallel direction is directed in the vertical direction. For this reason, the light receiving element can receive an optical signal from the optical fiber via the optical path changing unit.

また、固定機構および光路変換部を有する樹脂層は、受光素子を封止した状態で基板表面に形成されるので、基板に対する固定機構の接合強度を高めることができる。また、固定機構および光路変換部を一体に形成したので、組立工程を簡略化することができ、製造コストを低減することができる。また、固定機構には表面が開口した凹部を形成したので、光ファイバの先端側が挿通されたフェルールを、開口から挿入して凹部に容易に固定することができる。   Moreover, since the resin layer having the fixing mechanism and the optical path changing portion is formed on the substrate surface in a state where the light receiving element is sealed, the bonding strength of the fixing mechanism to the substrate can be increased. Further, since the fixing mechanism and the optical path changing unit are integrally formed, the assembly process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced. In addition, since the concave portion whose surface is opened is formed in the fixing mechanism, the ferrule through which the tip side of the optical fiber is inserted can be easily inserted into the concave portion and fixed to the concave portion.

さらに、樹脂層の内部に受光素子を封止することができると共に、樹脂層の固定機構に光ファイバを固定することができる。このとき、透明な樹脂層の内部を通じて光ファイバからの光信号を受光素子に入射させることができるから、光ファイバと受光素子との間に隙間を形成する必要がない。このため、光ファイバと受光素子との間に異物が付着することがなく、伝送エラーの発生を防止することができる。   Furthermore, the light receiving element can be sealed inside the resin layer, and the optical fiber can be fixed to the fixing mechanism of the resin layer. At this time, since the optical signal from the optical fiber can be incident on the light receiving element through the transparent resin layer, there is no need to form a gap between the optical fiber and the light receiving element. For this reason, foreign matter does not adhere between the optical fiber and the light receiving element, and transmission errors can be prevented.

また、光路変換部は第1,第2の反射面を有する第1,第2のレンズ部を上下に積層することによって構成したから、光路変換部によって光路変換を行なうと同時に、第1,第2の反射面によって、光ファイバからの光信号を受光素子に向けて集光することができる。このため、光ファイバおよび受光素子に実装ずれが発生したときでも、この実装ずれによる光結合の損失を低減することができる。   In addition, since the optical path conversion unit is configured by laminating the first and second lens units having the first and second reflecting surfaces, the optical path conversion unit performs the optical path conversion at the same time as the first and first lens units. With the two reflecting surfaces, an optical signal from the optical fiber can be condensed toward the light receiving element. For this reason, even when mounting deviation occurs in the optical fiber and the light receiving element, loss of optical coupling due to this mounting deviation can be reduced.

さらに、第1のレンズ部は第1の曲率半径で形成された第1の反射面を有すると共に、第2のレンズ部は第1の曲率半径よりも大きな第2の曲率半径で形成された第2の反射面を有する構成とした。このため、第1の反射面は第1の曲率半径を小さくすることによって、受光素子に集光する集光作用を高めることができる。一方、第2の反射面は第1の曲率半径よりも大きな第2の曲率半径をもって形成する。第2のレンズ部では第1のレンズ部に比べて曲率半径を大きくした分、高さ方向にレンズのサイズが大きくなっている。そのため、光ファイバが第2のレンズ部に近付くように基板の高さ方向に位置ずれしたときでも、レンズ外に光が漏れることなく、より多くの光を集光させることができる。これにより、基板の高さ方向に光ファイバが位置ずれしたときでも、受光素子と光ファイバとの間の光結合の損失を抑制することができ、受光素子および光ファイバの実装ずれの影響を低減することができる。   Further, the first lens portion has a first reflecting surface formed with a first radius of curvature, and the second lens portion is formed with a second radius of curvature larger than the first radius of curvature. It was set as the structure which has two reflective surfaces. For this reason, the 1st reflective surface can heighten the condensing effect | action condensed on a light receiving element by making 1st radius of curvature small. On the other hand, the second reflecting surface is formed with a second radius of curvature larger than the first radius of curvature. In the second lens unit, the size of the lens is increased in the height direction by the amount of curvature radius compared to the first lens unit. Therefore, even when the optical fiber is displaced in the height direction of the substrate so as to approach the second lens portion, more light can be condensed without leaking light out of the lens. As a result, even when the optical fiber is displaced in the height direction of the substrate, loss of optical coupling between the light receiving element and the optical fiber can be suppressed, and the influence of mounting deviation between the light receiving element and the optical fiber is reduced. can do.

請求項2の発明によれば、光ファイバの中心軸の延長方向に第1のレンズ部の上面の外周と第2のレンズ部の下面の外周との内接点が位置するように、光路変換部を形成した。このため、第1のレンズ部と第2のレンズ部におけるそれぞれの光結合の損失の小さい領域を、効率良く利用することができる。   According to the second aspect of the present invention, the optical path conversion unit is arranged such that the inner contact point between the outer periphery of the upper surface of the first lens unit and the outer periphery of the lower surface of the second lens unit is located in the extending direction of the central axis of the optical fiber. Formed. For this reason, the area | region where the loss of each optical coupling in a 1st lens part and a 2nd lens part is small can be utilized efficiently.

本発明の第1の実施の形態による受信モジュールを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the receiving module by the 1st Embodiment of this invention. 光ファイバおよびフェルールを取外した状態で図1中の受信モジュールを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the receiving module in FIG. 1 in the state which removed the optical fiber and the ferrule. 固定機構側からみた受信モジュールを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the receiving module seen from the fixing mechanism side. 光路変換部側からみた受信モジュールを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the receiving module seen from the optical path conversion part side. 光路変換部を拡大して示す斜視図である。It is a perspective view which expands and shows an optical path change part. 受信モジュールを示す平面図である。It is a top view which shows a receiving module. 光路変換部、受光素子、光ファイバ等を図6中の矢示VII−VII方向からみた断面図である。It is sectional drawing which looked at the optical path conversion part, the light receiving element, the optical fiber, etc. from the arrow VII-VII direction in FIG. 第1の比較例による光路変換部を示す図7と同様な位置の断面図である。It is sectional drawing of the same position as FIG. 7 which shows the optical path changing part by a 1st comparative example. 第2の比較例による光路変換部を示す図7と同様な位置の断面図である。It is sectional drawing of the position similar to FIG. 7 which shows the optical path changing part by a 2nd comparative example. 第1,第2の比較例および第1の実施の形態による光路変換部を用いた場合において、光ファイバのZ軸方向のずれ量と光結合の損失との関係を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the relationship between the deviation | shift amount of an optical fiber in the Z-axis direction, and the loss of optical coupling in the case of using the optical path change part by a 1st, 2nd comparative example and 1st Embodiment. 第2の比較例において、光ファイバを光路変換部の上部側に配置した状態を示す説明図である。In a 2nd comparative example, it is explanatory drawing which shows the state which has arrange | positioned the optical fiber to the upper part side of the optical path change part. 第2の比較例において、光ファイバを光路変換部の下部側に配置した状態を示す説明図である。In a 2nd comparative example, it is explanatory drawing which shows the state which has arrange | positioned the optical fiber to the lower part side of the optical path changing part. 第2の実施の形態による受信モジュールを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the receiving module by 2nd Embodiment. 図13中の受信モジュールを分解した状態で示す斜視図である。It is a perspective view shown in the state which decomposed | disassembled the receiving module in FIG. ダイシング工程によって親基板から受信モジュールを取り出す状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which takes out a receiving module from a parent board | substrate by a dicing process. 第3の実施の形態による受信モジュールを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the receiving module by 3rd Embodiment. 図16中の受信モジュールを分解した状態で示す斜視図である。It is a perspective view shown in the state which decomposed | disassembled the receiving module in FIG. 変形例による受信モジュールを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the receiving module by a modification.

以下、本発明の実施の形態による受信モジュールについて、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, a receiving module according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1ないし図7を用いて、第1の実施の形態に係る受信モジュール1について具体的に説明する。受信モジュール1は、基板2、受光素子3、固定機構7および光路変換部10を備える樹脂層6を有する。   The receiving module 1 according to the first embodiment will be specifically described with reference to FIGS. 1 to 7. The receiving module 1 includes a resin layer 6 including a substrate 2, a light receiving element 3, a fixing mechanism 7, and an optical path changing unit 10.

基板2は、絶縁材料を用いて形成された長方形状の平板である。基板2としては、例えばプリント配線基板が用いられる。基板2の表面には、受光素子3と、例えば受光素子3を駆動や制御し、また受光素子3による検出信号を増幅するための例えばリミッティングアンプ等からなる受光用集積回路部品4(以下、受光用IC部品4という)や、抵抗、コンデンサ、コイル等のような各種の電子部品5が実装される。そして、受光素子3、受光用IC部品4および電子部品5は、ボンディングワイヤ、配線パターン等を用いて電気的に相互に接続されている。   The substrate 2 is a rectangular flat plate formed using an insulating material. As the substrate 2, for example, a printed wiring board is used. On the surface of the substrate 2, a light receiving element 3, for example, a light receiving integrated circuit component 4 (hereinafter referred to as a limiting amplifier) for driving and controlling the light receiving element 3 and amplifying a detection signal from the light receiving element 3, for example, Various kinds of electronic components 5 such as resistors, capacitors, coils and the like are mounted. The light receiving element 3, the light receiving IC component 4 and the electronic component 5 are electrically connected to each other using bonding wires, wiring patterns, or the like.

受光素子3は、受光素子3の受光面が基板2の表面と平行になるように、基板2の表面角部に実装され、基板2の表面に対して垂直方向(Z軸方向)に入射される赤外線や可視光線の光を受光する。受光素子3としては、例えばフォトダイオード(PD)、フォトトランジスタ等が用いられる。   The light receiving element 3 is mounted on the surface corner of the substrate 2 so that the light receiving surface of the light receiving element 3 is parallel to the surface of the substrate 2 and is incident in a direction perpendicular to the surface of the substrate 2 (Z-axis direction). Receives infrared and visible light. As the light receiving element 3, for example, a photodiode (PD), a phototransistor or the like is used.

固定機構7および光路変換部10が一体に形成された樹脂層6は、トランスファーモールド等の一般的な成形方法や、ポッティング等の簡易な方法を用いて基板2の表面に形成される。樹脂層6は、基板2を全面に亘って覆う略直方体状に形成され、受光素子3、受光用IC部品4および電子部品5を封止する。なお、樹脂層6は、光ファイバ14から出射される光に対して透明、即ち、光が透過可能であって、空気の屈折率よりも大きい屈折率をもった樹脂材料が用いられる。   The resin layer 6 in which the fixing mechanism 7 and the optical path changing unit 10 are integrally formed is formed on the surface of the substrate 2 by using a general molding method such as transfer molding or a simple method such as potting. The resin layer 6 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape that covers the entire surface of the substrate 2, and seals the light receiving element 3, the light receiving IC component 4, and the electronic component 5. The resin layer 6 is made of a resin material that is transparent to the light emitted from the optical fiber 14, that is, is capable of transmitting light and has a refractive index larger than that of air.

固定機構7は、凹部としての嵌合溝8と、係止突起9A1,9A2を備える係止部9とから構成される。   The fixing mechanism 7 includes a fitting groove 8 as a concave portion and a locking portion 9 having locking protrusions 9A1 and 9A2.

嵌合溝8は、樹脂層6の短辺縁に形成された、受光素子3の近傍から樹脂層6の長辺側面に設けられた開口8Bにまで伸長する溝である。なお、嵌合溝8は、嵌合溝8の伸長方向(X軸方向)に垂直な断面形状が四角形に形成された、受光素子3側に位置してフェルール13の外径寸法と略同じ溝幅寸法をもった固定溝部8Cと、開口8B側に位置して開口8Bに近付くに従って幅寸法が徐々に広がる案内溝部8Dとから構成される。なお、嵌合溝8は、樹脂層6の上面に開口8Aを有する。フェルール13は、樹脂層6の上面の開口8Aを介して、あるいは、長辺側面の開口8Bから案内溝部8Dを介して装着される。   The fitting groove 8 is a groove formed on the short side edge of the resin layer 6 and extending from the vicinity of the light receiving element 3 to the opening 8 </ b> B provided on the long side surface of the resin layer 6. Note that the fitting groove 8 is a groove whose cross-sectional shape perpendicular to the extending direction (X-axis direction) of the fitting groove 8 is formed in a quadrangle and is located on the light receiving element 3 side and is substantially the same as the outer diameter of the ferrule 13. The fixed groove portion 8C having a width dimension and the guide groove portion 8D which is located on the opening 8B side and gradually increases in width as it approaches the opening 8B are configured. The fitting groove 8 has an opening 8 </ b> A on the upper surface of the resin layer 6. The ferrule 13 is mounted via the opening 8A on the upper surface of the resin layer 6 or from the opening 8B on the long side surface via the guide groove 8D.

係止突起9A1,9A2は、嵌合溝8を挟む両壁面を、内側に向けて突出させたものである。係止突起9A1,9A2は、例えば嵌合溝8のうち固定溝部8Cと案内溝部8Dとの境界位置付近に配置されている。係止突起9A1,9A2により、先端を固定溝部8Cの閉塞端に当接した状態で嵌合溝8に装着されたフェルール13は、嵌合溝8の幅方向両側から挟持される。これにより、フェルール13に挿通された光ファイバ14の先端側は、フェルール13と一緒に嵌合溝8内に係止される。なお、フェルール13の先端側は、透明接着剤等を用いて嵌合溝8内に固定される。このとき、光ファイバ14の端面14Aは、固定溝部8Cの閉塞端と当接または対面した状態で透明接着剤等を用いて固定される。   The locking projections 9A1 and 9A2 are obtained by projecting both wall surfaces sandwiching the fitting groove 8 inward. The locking projections 9A1 and 9A2 are arranged near the boundary position between the fixed groove 8C and the guide groove 8D in the fitting groove 8, for example. The ferrule 13 attached to the fitting groove 8 with its tip abutting against the closed end of the fixed groove 8C is held from both sides of the fitting groove 8 in the width direction by the locking projections 9A1 and 9A2. Thereby, the tip end side of the optical fiber 14 inserted through the ferrule 13 is locked in the fitting groove 8 together with the ferrule 13. Note that the tip side of the ferrule 13 is fixed in the fitting groove 8 using a transparent adhesive or the like. At this time, the end surface 14A of the optical fiber 14 is fixed using a transparent adhesive or the like in a state of contacting or facing the closed end of the fixing groove 8C.

なお、係止部9は、嵌合溝8の伸長方向に対して複数箇所に設ける構成としてもよい。また、フェルール13の外周側には、係止突起9A1,9A2と係合するように、円環状の溝を形成してもよい。   The locking portions 9 may be provided at a plurality of locations with respect to the extending direction of the fitting groove 8. Further, an annular groove may be formed on the outer peripheral side of the ferrule 13 so as to engage with the locking projections 9A1 and 9A2.

フェルール13は、例えば金属材料または樹脂材料によって円筒状に形成される。   The ferrule 13 is formed in a cylindrical shape by a metal material or a resin material, for example.

一般的に、嵌合溝8にフェルール13および光ファイバ14を取り付けるときには、最初に光ファイバ14の先端側をフェルール13に装着し、この状態で光ファイバ14と一緒にフェルール13を嵌合溝8に挿入する。そして、透明接着剤を用いて、フェルール13および光ファイバ14を嵌合溝8に固定する。   In general, when the ferrule 13 and the optical fiber 14 are attached to the fitting groove 8, the tip end side of the optical fiber 14 is first attached to the ferrule 13, and the ferrule 13 is attached to the fitting groove 8 together with the optical fiber 14 in this state. Insert into. Then, the ferrule 13 and the optical fiber 14 are fixed to the fitting groove 8 using a transparent adhesive.

但し、この取付け方法に限らず、予め嵌合溝8にフェルール13を取付けた後に、フェルール13内に光ファイバ14の先端側を挿入してもよい。この場合は、予め嵌合溝8内に透明接着剤を塗布しておき、この状態でフェルール13だけを取り付ける。その後、フェルール13内に光ファイバ14を挿入し、フェルール13の全体が覆われるように透明接着剤を追加で塗布する。このとき、フェルール13および光ファイバ14の先端と嵌合溝8の閉塞端との間に隙間が形成されないように、これらの間にも屈折率を整合する機能を有する透明接着剤を充填する。   However, it is not limited to this attachment method, and the tip end side of the optical fiber 14 may be inserted into the ferrule 13 after the ferrule 13 is attached to the fitting groove 8 in advance. In this case, a transparent adhesive is applied in the fitting groove 8 in advance, and only the ferrule 13 is attached in this state. Thereafter, the optical fiber 14 is inserted into the ferrule 13 and a transparent adhesive is additionally applied so that the entire ferrule 13 is covered. At this time, a transparent adhesive having a function of matching the refractive index is filled between the ferrule 13 and the optical fiber 14 so that no gap is formed between the tip of the ferrule 13 and the optical fiber 14 and the closed end of the fitting groove 8.

光路変換部10は、外部に露出した湾曲面をもったドーム状の第1,第2のレンズ部11,12によって構成され、受光素子3を覆うように設けられる。なお、第1,第2のレンズ部11,12は、基板2の表面に対して垂直方向(Z軸方向)に積層され、第1のレンズ部11は、受光素子3に近い下部側に配置される。このとき、第2のレンズ部12の下面における第2の反射面12Aの外周と第1のレンズ部11の上面における第1の反射面11Aの外周とが内接するように、第1のレンズ部11と第2のレンズ部12とが重ね合わされる。また、基板2の表面に対して略水平に装着されるフェルール13に挿着される光ファイバ14の中心軸(光路Lr1)の延長方向に第1のレンズ部11の上面の外周と第2のレンズ部12の下面の外周との内接点10Aが位置するように、光路変換部10は配置形成される。また、第1のレンズ部11および第2のレンズ部12の共通する接平面Tは、基板2の表面に対して例えば略45°傾斜している。また、第1のレンズ部11は、例えば数mm程度の第1の曲率半径R1で形成された第1の反射面11Aを有し、その焦点位置は受光素子3の周囲に配置されている。   The optical path conversion unit 10 includes dome-shaped first and second lens units 11 and 12 having curved surfaces exposed to the outside, and is provided so as to cover the light receiving element 3. The first and second lens portions 11 and 12 are stacked in a direction perpendicular to the surface of the substrate 2 (Z-axis direction), and the first lens portion 11 is disposed on the lower side near the light receiving element 3. Is done. At this time, the first lens unit is arranged such that the outer periphery of the second reflecting surface 12A on the lower surface of the second lens unit 12 and the outer periphery of the first reflecting surface 11A on the upper surface of the first lens unit 11 are inscribed. 11 and the second lens unit 12 are overlapped. Further, the outer periphery of the upper surface of the first lens portion 11 and the second end in the extending direction of the central axis (optical path Lr1) of the optical fiber 14 inserted into the ferrule 13 mounted substantially horizontally with respect to the surface of the substrate 2. The optical path conversion unit 10 is arranged and formed so that the inner contact 10A with the outer periphery of the lower surface of the lens unit 12 is located. Further, a common tangential plane T of the first lens unit 11 and the second lens unit 12 is inclined by, for example, approximately 45 ° with respect to the surface of the substrate 2. The first lens unit 11 has a first reflecting surface 11A formed with a first radius of curvature R1 of about several millimeters, for example, and its focal position is arranged around the light receiving element 3.

また、第2のレンズ部12は、第1の曲率半径R1よりも大きな第2の曲率半径R2(R2>R1)で形成された第2の反射面12Aを有している。第2の曲率半径R2は、例えば第1の曲率半径R1の2倍以上の値に設定されている。   Further, the second lens portion 12 has a second reflecting surface 12A formed with a second curvature radius R2 (R2> R1) larger than the first curvature radius R1. The second radius of curvature R2 is set to a value that is twice or more the first radius of curvature R1, for example.

光ファイバ14から出射した光信号は、第1,第2の反射面11A,12Aで反射した後、集光されて受光素子3に入射する。即ち、第1,第2の反射面11A,12Aは、反射面としてだけではなく、光信号を受光素子3に集光するレンズとしても機能する。これにより、光路変換部10は、第1,第2の反射面11A,12Aを介して受光素子3の光路Lr2とフェルール13および光ファイバ14の伸長方向(X軸方向)とを一致させる。   The optical signal emitted from the optical fiber 14 is reflected by the first and second reflecting surfaces 11 </ b> A and 12 </ b> A, and then condensed and enters the light receiving element 3. That is, the first and second reflecting surfaces 11A and 12A function not only as reflecting surfaces but also as lenses that collect optical signals on the light receiving element 3. Thus, the optical path conversion unit 10 matches the optical path Lr2 of the light receiving element 3 with the extending direction (X-axis direction) of the ferrule 13 and the optical fiber 14 via the first and second reflecting surfaces 11A and 12A.

次に、第1の実施の形態に係る受信モジュール1における、光信号の伝播について具体的に説明する。   Next, propagation of the optical signal in the receiving module 1 according to the first embodiment will be specifically described.

光ファイバ14内を伝搬した光信号は、光ファイバ14の端面14Aから基板2の表面に対して水平方向(X軸方向)に出射され、受信モジュール1に入力する。受信モジュール1に入力した光信号は、光路変換部10における第1,第2の反射面11A,12Aによって、基板2に対して垂直方向(Z軸方向)に光路変換され、受光素子3によって受光される。受光素子3によって受光された光信号は電気信号に変換される。   The optical signal propagated in the optical fiber 14 is emitted in the horizontal direction (X-axis direction) with respect to the surface of the substrate 2 from the end face 14 </ b> A of the optical fiber 14 and is input to the receiving module 1. The optical signal input to the receiving module 1 is optically path-converted in the vertical direction (Z-axis direction) with respect to the substrate 2 by the first and second reflecting surfaces 11A and 12A in the optical path converter 10, and is received by the light receiving element 3. Is done. The optical signal received by the light receiving element 3 is converted into an electric signal.

ここで、受信モジュール1では、受信モジュール1を構成する部品の組み立て精度や寸法精度に起因して、受光素子3と光ファイバ14との間に光結合の損失が生じる。具体的には、受光素子3については、基板2の面内における実装ずれが生じる。また、光ファイバ14については、フェルール13の寸法精度や組み立て精度によって、基板2の表面に対して平行方向(XY平面)および垂直方向(Z軸方向)に装着ずれが生じる。このため、受光素子3と光ファイバ14との間に発生する相対的位置ずれによって、光ファイバ14から出射された後に光路変換されて受光素子3に入射する光信号の光量が変わり、光結合に損失が生じる。   Here, in the receiving module 1, a loss of optical coupling occurs between the light receiving element 3 and the optical fiber 14 due to the assembly accuracy and dimensional accuracy of components constituting the receiving module 1. Specifically, with respect to the light receiving element 3, mounting displacement occurs in the plane of the substrate 2. Further, with respect to the optical fiber 14, mounting displacement occurs in the parallel direction (XY plane) and the vertical direction (Z-axis direction) with respect to the surface of the substrate 2 due to the dimensional accuracy and assembly accuracy of the ferrule 13. For this reason, due to the relative displacement generated between the light receiving element 3 and the optical fiber 14, the light amount of the optical signal that has been output from the optical fiber 14 and is converted into an optical path and incident on the light receiving element 3 is changed. Loss occurs.

受光素子3と光ファイバ14との間の相対的位置ずれを許容するためには、予測される相対的位置ずれの範囲内において、光結合の損失の変化が小さいことが必要とされる。従って、このような観点から、光路変換部10の形状についての光学シミュレーション結果を以下に示す。   In order to allow the relative displacement between the light receiving element 3 and the optical fiber 14, it is necessary that the change in the loss of optical coupling is small within the range of the predicted relative displacement. Therefore, from such a viewpoint, an optical simulation result on the shape of the optical path changing unit 10 is shown below.

光路変換部10の反射面の形状を変えた際に、受光素子3と光ファイバ14との間の光結合の損失に最も影響を及ぼすのは、基板2の厚さ方向(Z軸方向)における光ファイバ14の変位、即ち、光ファイバ14が基板2から遠ざかる方向(+方向)および基板2に近づく方向(−方向)の変位であることが、光学シミュレーションにより確かめられている。このため、基板2の厚さ方向(Z軸方向)における受光素子3と光ファイバ14との相対的位置ずれ量を優先的に考慮して、光路変換部10の反射面の形状を検討した。   When the shape of the reflecting surface of the optical path changing unit 10 is changed, the most significant influence on the loss of optical coupling between the light receiving element 3 and the optical fiber 14 is in the thickness direction (Z-axis direction) of the substrate 2. It is confirmed by optical simulation that the displacement of the optical fiber 14, that is, the displacement in the direction in which the optical fiber 14 moves away from the substrate 2 (+ direction) and the direction in which the optical fiber 14 approaches the substrate 2 (− direction). For this reason, the shape of the reflection surface of the optical path conversion unit 10 was examined in consideration of the relative positional deviation between the light receiving element 3 and the optical fiber 14 in the thickness direction (Z-axis direction) of the substrate 2.

まず、第1の比較例として、図8に示すように第1のレンズ部11と同じ第1の曲率半径R1をもって形成した光路変換部21について、受光素子3および光ファイバ14のずれ量と光結合の損失との関係を調べた。その結果を図10中の破線に示す。なお、図10では、一例として光ファイバ14がZ軸方向に位置ずれしたときのずれ量と光結合の損失との関係を示している。   First, as a first comparative example, as shown in FIG. 8, with respect to the optical path conversion unit 21 formed with the same first radius of curvature R1 as the first lens unit 11, the amount of deviation between the light receiving element 3 and the optical fiber 14 and the light The relationship with the loss of coupling was investigated. The result is shown by the broken line in FIG. FIG. 10 shows, as an example, the relationship between the shift amount and the optical coupling loss when the optical fiber 14 is displaced in the Z-axis direction.

第1の比較例では、図10中の破線に示すように、光ファイバ14のZ軸方向のずれ量がマイナス側に増加したときに比べて、プラス側に増加したときの方が光結合の損失が増加する傾向がある。即ち、図8中で、光ファイバ14を受光素子3に近い下側に配置したときの方が、光ファイバ14を受光素子3から離れた上側に配置したときよりも光結合の損失が低下する。但し、光ファイバ14のZ軸方向のずれ量がプラス側に増加したときには、光結合の損失は大きく増大する。   In the first comparative example, as shown by the broken line in FIG. 10, the optical coupling is greater when the amount of deviation of the optical fiber 14 in the Z-axis direction increases toward the minus side than when it increases toward the minus side. Loss tends to increase. That is, in FIG. 8, the optical coupling loss is lower when the optical fiber 14 is disposed on the lower side near the light receiving element 3 than when the optical fiber 14 is disposed on the upper side away from the light receiving element 3. . However, when the amount of deviation of the optical fiber 14 in the Z-axis direction increases to the plus side, the optical coupling loss greatly increases.

次に、第2の比較例として、図9に示すように第2のレンズ部12と同じ第2の曲率半径R2をもって形成した光路変換部22について、受光素子3および光ファイバ14のずれ量と光結合の損失との関係を調べた。その結果を図10中の一点鎖線に示す。   Next, as a second comparative example, with respect to the optical path changing unit 22 formed with the same second radius of curvature R2 as the second lens unit 12 as shown in FIG. The relationship with the loss of optical coupling was investigated. The result is shown by the alternate long and short dash line in FIG.

第2の比較例では、図10中の一点鎖線に示すように、光ファイバ14のZ軸方向のずれ量がプラス側に増加したときに比べて、マイナス側に増加したときの方が光結合の損失が増加する傾向がある。即ち、図9中で、光ファイバ14を受光素子3から離れた上側に配置したときの方が、光ファイバ14を受光素子3に近い下側に配置したときよりも光結合の損失が低下する。このように、曲率半径の大きさと光ファイバ14が位置ずれする方向に応じて、光結合の損失が増加する特性は異なる。   In the second comparative example, as shown by the one-dot chain line in FIG. 10, the optical coupling is greater when the amount of deviation of the optical fiber 14 in the Z-axis direction increases toward the plus side than when it increases toward the plus side. The loss tends to increase. That is, in FIG. 9, the optical coupling loss is lower when the optical fiber 14 is disposed on the upper side away from the light receiving element 3 than when the optical fiber 14 is disposed on the lower side near the light receiving element 3. . As described above, the characteristic of increasing the optical coupling loss varies depending on the radius of curvature and the direction in which the optical fiber 14 is displaced.

光ファイバ14のZ軸方向のずれ量がマイナス側に増加したとき、第2の比較例よりも第1の比較例の損失が小さい理由は、第2の比較例に比べて第1の比較例の光路変換部における曲率半径が小さいためである。図12において、光路変換部の曲率半径が小さくなるほど、光の入射角θは大きくなる。このとき、入射角θが臨界角θcよりも大きく(θ>θc)なると、光路変換部の反射面で全反射が起き、屈折して空気中に漏れる光がなくなる。このため、入射角θが大きくなるほど、光路変換部における光の全反射成分が増えて受光素子3に入射される光が増加して、光結合の損失が抑制される。なお、臨界角θcは、空気の屈折率と光路変換部の透明樹脂材料の屈折率との比率によって決まる。   The reason why the loss of the first comparative example is smaller than that of the second comparative example when the shift amount of the optical fiber 14 in the Z-axis direction is increased to the negative side is that the first comparative example is compared to the second comparative example. This is because the radius of curvature in the optical path changing unit is small. In FIG. 12, the light incident angle θ increases as the radius of curvature of the optical path changing unit decreases. At this time, when the incident angle θ is larger than the critical angle θc (θ> θc), total reflection occurs on the reflection surface of the optical path conversion unit, and there is no light that is refracted and leaks into the air. For this reason, as the incident angle θ increases, the total reflection component of the light in the optical path conversion unit increases and the light incident on the light receiving element 3 increases, thereby suppressing the loss of optical coupling. The critical angle θc is determined by the ratio between the refractive index of air and the refractive index of the transparent resin material in the optical path conversion section.

光ファイバ14のZ軸方向のずれ量がプラス側に増加したとき、第1の比較例よりも第2の比較例の方が損失が小さい理由は、第1の比較例に比べて第2の比較例の光路変換部における曲率半径が大きいことにより、Z軸方向で光路変換部=レンズ部分のサイズが大きくなっているためである。図12において、光路変換部の曲率半径が大きいと、Z軸方向のプラス側に光ファイバ14がずれた場合でも、光路変化部の反射面でより多くの光を受光し、受光素子3に光を入射することができる。一方、光路変換部の曲率半径が小さいとZ軸方向のプラス側に光ファイバ14がずれた場合は、光路変換部に光が入射することなく空気中に光が漏れてしまう。その結果、光結合の損失が増加する。   The reason why the loss of the second comparative example is smaller than that of the first comparative example when the amount of deviation of the optical fiber 14 in the Z-axis direction is increased to the plus side is that the second comparative example has a smaller loss than the first comparative example. This is because the size of the optical path conversion unit = lens portion in the Z-axis direction is increased due to the large curvature radius in the optical path conversion unit of the comparative example. In FIG. 12, when the radius of curvature of the optical path changing unit is large, even when the optical fiber 14 is shifted to the plus side in the Z-axis direction, more light is received by the reflecting surface of the optical path changing unit, and the light receiving element 3 receives the light. Can be incident. On the other hand, if the radius of curvature of the optical path conversion unit is small, when the optical fiber 14 is displaced to the plus side in the Z-axis direction, light leaks into the air without entering the optical path conversion unit. As a result, the loss of optical coupling increases.

以上の結果を考慮して、本実施の形態では、下部側に位置して第1の曲率半径R1をもった第1のレンズ部11と、上部側に位置して第1の曲率半径R1よりも大きな第2の曲率半径R2をもった第2のレンズ部12とによって光路変換部10を形成した。第1,第2のレンズ部11,12を用いて形成した光路変換部10について、受光素子3および光ファイバ14のずれ量と光結合の損失との関係を調べた。その結果を図10中の実線に示す。   In consideration of the above results, in the present embodiment, the first lens unit 11 having the first curvature radius R1 located on the lower side and the first curvature radius R1 located on the upper side are described. The optical path conversion unit 10 is formed by the second lens unit 12 having a larger second curvature radius R2. With respect to the optical path changing unit 10 formed using the first and second lens units 11 and 12, the relationship between the shift amount of the light receiving element 3 and the optical fiber 14 and the loss of optical coupling was examined. The result is shown by the solid line in FIG.

この場合、図10中の実線に示すように、光ファイバ14のZ軸方向のずれ量がマイナス側に増加したときには、光ファイバ14から出射された光は主として第1のレンズ部11に入射されるから、第1のレンズ部11の集光作用によって光結合の損失が抑制される。一方、光ファイバ14のZ軸方向のずれ量がプラス側に増加したときには、光ファイバ14から出射された光は主として第2のレンズ部12に入射されるから、第2のレンズ部12から空気中に漏れる漏洩光が減少して、光結合の損失が抑制される。この結果、光ファイバ14のZ軸方向のずれ量がマイナス側とプラス側のいずれの方向で増加したときでも、光結合の損失を抑制でき、光ファイバ14等の実装ずれを許容できることが分かる。なお、図10に示されるように、光ファイバ14の中心軸の延長方向、具体的には、図10に示される光ファイバのZ軸方向のずれ量[μm]における0の位置に、第1のレンズ部11の上面の外周と第2のレンズ部12の下面の外周との内接点を一致させることにより、第1のレンズ部11と第2のレンズ部12におけるそれぞれの光結合の損失の小さい領域を効率良く利用することができる。   In this case, as shown by the solid line in FIG. 10, when the amount of deviation of the optical fiber 14 in the Z-axis direction increases to the minus side, the light emitted from the optical fiber 14 is mainly incident on the first lens unit 11. Therefore, the loss of optical coupling is suppressed by the light collecting action of the first lens unit 11. On the other hand, when the amount of deviation in the Z-axis direction of the optical fiber 14 increases to the plus side, the light emitted from the optical fiber 14 is mainly incident on the second lens unit 12, and therefore air from the second lens unit 12. Leakage light leaking in is reduced, and loss of optical coupling is suppressed. As a result, it can be seen that even when the amount of deviation of the optical fiber 14 in the Z-axis direction increases in either the minus side or the plus side, the loss of optical coupling can be suppressed and the mounting deviation of the optical fiber 14 or the like can be tolerated. As shown in FIG. 10, the first direction is the position of 0 in the extension direction of the central axis of the optical fiber 14, specifically, the shift amount [μm] in the Z-axis direction of the optical fiber shown in FIG. 10. By matching the inner contacts of the outer periphery of the upper surface of the lens unit 11 and the outer periphery of the lower surface of the second lens unit 12, the loss of optical coupling in the first lens unit 11 and the second lens unit 12 can be reduced. A small area can be used efficiently.

また、受信モジュール1では、基板2の表面には受光素子3を覆って光路変換部10を設けたので、基板2の表面に対して垂直方向の光信号を受光する受光素子3を用いた場合でも、基板2の表面に対して平行方向の光信号が垂直方向に向かうように、光信号の光路を容易に変換することができる。このため、受光素子3を基板2に対して横置き状態で実装することができ、受信モジュール1全体を低背化することができる。   In the receiving module 1, since the optical path conversion unit 10 is provided on the surface of the substrate 2 so as to cover the light receiving element 3, the light receiving element 3 that receives an optical signal perpendicular to the surface of the substrate 2 is used. However, the optical path of the optical signal can be easily converted so that the optical signal parallel to the surface of the substrate 2 is directed in the vertical direction. For this reason, the light receiving element 3 can be mounted horizontally with respect to the substrate 2, and the entire receiving module 1 can be reduced in height.

また、固定機構7および光路変換部10を有する樹脂層6は、受光素子3を封止した状態で基板2の表面に形成されるので、基板2に対する固定機構7の接合強度を高めることができる。さらに、固定機構7および光路変換部10を一体に形成したので、組立工程を簡略化することができ、製造コストを低減することができる。これに加え、固定機構7には表面が開口した嵌合溝8を形成したので、光ファイバ14の先端側が挿通されたフェルール13を、開口8Aから挿入して嵌合溝8に容易に固定することができる。さらに、嵌合溝8には係止部9が設けられているから、係止部9がフェルール13を係止することによって、フェルール13と一緒に光ファイバ14の先端側を係止することができる。これにより、固定機構7に対して、フェルール13および光ファイバ14を容易に取り付けることができる。   Moreover, since the resin layer 6 having the fixing mechanism 7 and the optical path changing unit 10 is formed on the surface of the substrate 2 in a state where the light receiving element 3 is sealed, the bonding strength of the fixing mechanism 7 to the substrate 2 can be increased. . Furthermore, since the fixing mechanism 7 and the optical path changing unit 10 are integrally formed, the assembly process can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced. In addition to this, since the fitting groove 8 whose surface is opened is formed in the fixing mechanism 7, the ferrule 13 through which the distal end side of the optical fiber 14 is inserted is inserted from the opening 8 </ b> A and is easily fixed to the fitting groove 8. be able to. Further, since the engaging groove 9 is provided with the engaging portion 9, the engaging portion 9 engages the ferrule 13, so that the distal end side of the optical fiber 14 can be engaged together with the ferrule 13. it can. Thereby, the ferrule 13 and the optical fiber 14 can be easily attached to the fixing mechanism 7.

また、樹脂層6の内部に受光素子3を封止すると共に、樹脂層6の固定機構7に光ファイバ14を固定する構成とした。このとき、透明な樹脂層6の内部を通じて光ファイバ14からの光信号を受光素子3に供給することができるから、光ファイバ14と受光素子3との間に隙間を形成する必要がない。このため、光ファイバ14と受光素子3との間に異物が付着することがなく、伝送エラーの発生を防止することができる。   The light receiving element 3 is sealed inside the resin layer 6 and the optical fiber 14 is fixed to the fixing mechanism 7 of the resin layer 6. At this time, since the optical signal from the optical fiber 14 can be supplied to the light receiving element 3 through the transparent resin layer 6, it is not necessary to form a gap between the optical fiber 14 and the light receiving element 3. For this reason, foreign matter does not adhere between the optical fiber 14 and the light receiving element 3, and the occurrence of transmission errors can be prevented.

次に、図13および図14に、本発明の第2の実施の形態による受信モジュール31を示す。第2の実施の形態による受信モジュール31と第1の実施の形態による受信モジュール1との差異は、受信モジュールを構成する樹脂層の表面に金属カバーを取り付けたことである。本実施の形態では、上述した第1の実施の形態と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略するものとする。   Next, FIG. 13 and FIG. 14 show a receiving module 31 according to the second embodiment of the present invention. The difference between the receiving module 31 according to the second embodiment and the receiving module 1 according to the first embodiment is that a metal cover is attached to the surface of the resin layer constituting the receiving module. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

受信モジュール31は、基板32、受光素子3、固定機構7および光路変換部10を備える樹脂層33、金属カバー34を有する。   The reception module 31 includes a substrate 32, a light receiving element 3, a fixing mechanism 7, a resin layer 33 including the optical path conversion unit 10, and a metal cover 34.

基板32は、樹脂層33よりも大きな面積を有している。これにより、基板32の外周縁には、基板32を覆う樹脂層33の周囲よりも外側に突出する鍔部32Aが形成される。   The substrate 32 has a larger area than the resin layer 33. As a result, a flange portion 32 </ b> A is formed on the outer peripheral edge of the substrate 32 so as to protrude outward from the periphery of the resin layer 33 covering the substrate 32.

樹脂層33の表面には、固定機構7および光路変換部10の形成領域の周囲を避けて、表面の一部をわずかに窪ませてなる窪み部33Aと、窪まずに同一水平面を構成する表面の残部である平坦部33Bとが形成されている。また、平坦部33Bの表面には、突起37が形成される。なお、突起37は、嵌合溝8を挟む位置であって、後述の金属カバー34を樹脂層33に被せた際に、金属カバー34に形成された平面開口36から露出する平坦部33Bの表面に形成される。それ以外は、第1の実施の形態による受信モジュール1の樹脂層6と同様に形成されている。   The surface of the resin layer 33 avoids the periphery of the formation region of the fixing mechanism 7 and the optical path conversion unit 10, and the surface of the concave part 33A formed by slightly denting a part of the surface and forming the same horizontal plane without any depression The flat portion 33B, which is the remaining portion, is formed. Further, a protrusion 37 is formed on the surface of the flat portion 33B. The protrusion 37 is a position that sandwiches the fitting groove 8, and the surface of the flat portion 33 </ b> B that is exposed from the flat opening 36 formed in the metal cover 34 when a metal cover 34 described later is put on the resin layer 33. Formed. Other than that, it is formed similarly to the resin layer 6 of the receiving module 1 according to the first embodiment.

金属カバー34は、長方形の角部に四角形の切欠き34Cを有するL字状の天板部34Aと、切欠き34Cを除く天板部34Aの周縁に垂設して設けられた4枚の壁面34Bとから構成される。切欠き34Cには壁面が垂設されないため、金属カバー34の角部には角部開口35が形成される。また、天板部34Aには、切欠き34Cに沿って四角状の平面開口36が形成されている。なお、壁面34Bの高さは、樹脂層33の高さとほぼ同じ寸法に形成されている。   The metal cover 34 includes four L-shaped top plates 34A having rectangular cutouts 34C at the corners of the rectangle and four wall surfaces provided on the periphery of the top plate 34A excluding the cutouts 34C. 34B. Since the wall surface of the notch 34 </ b> C is not suspended, a corner opening 35 is formed at the corner of the metal cover 34. Further, a square planar opening 36 is formed in the top plate portion 34A along the notch 34C. The height of the wall surface 34 </ b> B is formed to be approximately the same as the height of the resin layer 33.

金属カバー34は、窪み部33Aに接着剤Gを塗布した樹脂層33に被せられる。このとき、突起37が平面開口36に嵌め合わされ、金属カバー34は樹脂層33に位置決めされる。この後、接着剤Gを硬化させると、金属カバー34の天板部34Aと樹脂層33の平坦部33Bとが当接した状態で固着される。このとき、固定機構7に嵌合されたフェルール13および光ファイバ14は、角部開口35を通じて外部に引き出されている。   The metal cover 34 is put on the resin layer 33 in which the adhesive G is applied to the recess 33A. At this time, the protrusion 37 is fitted into the flat opening 36, and the metal cover 34 is positioned on the resin layer 33. Thereafter, when the adhesive G is cured, the top plate portion 34A of the metal cover 34 and the flat portion 33B of the resin layer 33 are fixed in contact with each other. At this time, the ferrule 13 and the optical fiber 14 fitted into the fixing mechanism 7 are drawn out through the corner opening 35.

受信モジュール31は、第1の実施の形態の受信モジュール1と比べて、樹脂層33に金属カバー34を取付けたから、金属カバー34によって外部の電磁波や光が混入するのを防ぐことができ、EMI、イミュニティ、ESD等のノイズ耐性を向上することができると共に、静電気に対する耐性も高めることができる。   Compared with the receiving module 1 of the first embodiment, the receiving module 31 has a metal cover 34 attached to the resin layer 33, so that it is possible to prevent external electromagnetic waves and light from being mixed by the metal cover 34. In addition, noise resistance such as immunity and ESD can be improved, and resistance to static electricity can be increased.

基板32には、鍔部32Aが設けられる。例えば図15に示すように、親基板Mに複数の受信モジュール31をマトリックス状に一体に形成した後、ブレードBで親基板Mを切断して個々の受信モジュール31に分離する製造方法の場合は、隣接する受信モジュール31の間の親基板MにはスペーサSが設けられ、スペーサSの中央部がブレードBによって切断される。このため、ブレードBは樹脂層33とは直接接触せず、ダイシング時における樹脂層33の変形を防ぐことができる。なお、鍔部32Aは、カットされたスペーサSに相当する。従って、受信モジュール31における樹脂層33の変形が小さいため、金属カバー34を樹脂層33にスムーズに被せることができる。   The substrate 32 is provided with a collar portion 32A. For example, as shown in FIG. 15, in the case of a manufacturing method in which a plurality of receiving modules 31 are integrally formed in a matrix shape on a parent substrate M, then the parent substrate M is cut with a blade B and separated into individual receiving modules 31. A spacer S is provided on the parent substrate M between the adjacent receiving modules 31, and the central portion of the spacer S is cut by the blade B. For this reason, the blade B is not in direct contact with the resin layer 33, and deformation of the resin layer 33 during dicing can be prevented. The flange portion 32A corresponds to the cut spacer S. Therefore, since the deformation of the resin layer 33 in the receiving module 31 is small, the metal cover 34 can be smoothly covered on the resin layer 33.

次に、図16および図17に、本発明の第3の実施の形態による受信モジュール41を示す。第3の実施の形態による受信モジュール41と第2の実施の形態による受信モジュール31との差異は、低透明樹脂膜を用いて金属カバーを樹脂層に接着して、光路変換部を密閉した構造としたことにある。なお、本実施の形態では、上述した第2の実施の形態と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略するものとする。   Next, FIG. 16 and FIG. 17 show a receiving module 41 according to the third embodiment of the present invention. The difference between the receiving module 41 according to the third embodiment and the receiving module 31 according to the second embodiment is that a light cover is sealed by bonding a metal cover to a resin layer using a low transparent resin film. It is in that. In the present embodiment, the same components as those in the second embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

受信モジュール41は、基板32、受光素子3、固定機構7および光路変換部10を備える樹脂層42、金属カバー44を有する。   The reception module 41 includes a substrate 32, a light receiving element 3, a fixing mechanism 7, a resin layer 42 including the optical path conversion unit 10, and a metal cover 44.

樹脂層42は、表面に窪み部33Aが設けられていない点が第2の実施の形態による樹脂層33と異なり、それ以外は同様に形成されている。   The resin layer 42 differs from the resin layer 33 according to the second embodiment in that the depression 33A is not provided on the surface, and is otherwise formed in the same manner.

金属カバー44は、天板部44A、壁面44Bおよび切欠き44Cを備え、天板部44Aと4枚の壁面44Bの間および壁面44B同士の間に隙間がないように形成されている点が第2の実施の形態による金属カバー34と異なり、それ以外は同様に形成されている。   The metal cover 44 includes a top plate portion 44A, a wall surface 44B, and a notch 44C, and is formed so that there is no gap between the top plate portion 44A and the four wall surfaces 44B and between the wall surfaces 44B. Unlike the metal cover 34 according to the second embodiment, the other portions are formed in the same manner.

光路変換部10およびその近傍領域を除く樹脂層42の表面全体に、低透明樹脂膜43が塗布される。低透明樹脂膜43は、樹脂層42よりも光信号の透過率が低い樹脂材料を用いて形成される。具体的には、低透明樹脂膜43は、金属粉またはセラミック粉のフィラーが混入されたフィラー入り樹脂膜である。この結果、低透明樹脂膜43の線膨脹係数は、樹脂層42の線膨脹係数と金属カバー44の線膨脹係数との間の値に設定される。金属カバー44は、低透明樹脂膜43を塗布した樹脂層42に被せられる。このとき、突起37と平面開口36とが嵌め合わされ、金属カバー44が樹脂層42に位置決めされる。この後、低透明樹脂膜43を硬化させると、金属カバー44が樹脂層42に固着される。このとき、固定機構7に嵌合されたフェルール13および光ファイバ14は、角部開口45を通じて外部に引き出されている。   A low-transparency resin film 43 is applied to the entire surface of the resin layer 42 excluding the optical path conversion unit 10 and the vicinity thereof. The low transparent resin film 43 is formed using a resin material having a lower optical signal transmittance than the resin layer 42. Specifically, the low-transparency resin film 43 is a filler-containing resin film in which a filler of metal powder or ceramic powder is mixed. As a result, the linear expansion coefficient of the low transparent resin film 43 is set to a value between the linear expansion coefficient of the resin layer 42 and the linear expansion coefficient of the metal cover 44. The metal cover 44 is put on the resin layer 42 to which the low transparent resin film 43 is applied. At this time, the projection 37 and the planar opening 36 are fitted together, and the metal cover 44 is positioned on the resin layer 42. Thereafter, when the low transparent resin film 43 is cured, the metal cover 44 is fixed to the resin layer 42. At this time, the ferrule 13 and the optical fiber 14 fitted to the fixing mechanism 7 are drawn out through the corner opening 45.

かくして、受信モジュール41でも、第1,第2の実施の形態とほぼ同様な作用効果を得ることができる。特に、第3の実施の形態では、樹脂層42の外表面に低透明樹脂膜43を設けると共に、該低透明樹脂膜43を用いて金属カバー44を樹脂層42に接着したから、金属カバー44を用いて光路変換部10の周囲を密閉状態で覆うことができる。このため、光路変換部10を外気と接触しない状態にでき、耐湿性を向上して信頼性を高めることができる。   Thus, the receiving module 41 can obtain substantially the same operational effects as those of the first and second embodiments. In particular, in the third embodiment, since the low transparent resin film 43 is provided on the outer surface of the resin layer 42 and the metal cover 44 is bonded to the resin layer 42 using the low transparent resin film 43, the metal cover 44 is provided. Can be used to cover the periphery of the optical path conversion unit 10 in a sealed state. For this reason, the optical path conversion part 10 can be made into the state which does not contact external air, moisture resistance can be improved and reliability can be improved.

また、低透明樹脂膜43は金属またはセラミックの粉からなるフィラーが混入されたフィラー入り樹脂膜によって形成したから、樹脂層42と金属カバー44との間の線膨脹係数差を小さくすることができ、耐熱衝撃性を高めることができる。   In addition, since the low-transparency resin film 43 is formed of a filler-containing resin film mixed with a filler made of metal or ceramic powder, the difference in linear expansion coefficient between the resin layer 42 and the metal cover 44 can be reduced. The thermal shock resistance can be improved.

なお、前記第3の実施の形態では、基板32は鍔部32Aを備える構成としたが、第1の実施の形態による基板2と同様に、鍔部を省く構成としてもよい。さらに、第3の実施の形態では、低透明樹脂膜43はフィラー入り樹脂膜によって形成したが、例えば樹脂材料自体の線膨脹係数が樹脂層42の線膨脹係数と金属カバー44の線膨脹係数との間の値となる場合、樹脂層42と金属カバー44との間の線膨脹係数差が小さい場合、受信モジュール41を温度変化が小さい環境で使用する場合等には、フィラーを省いた樹脂膜によって形成してもよい。   In the third embodiment, the substrate 32 includes the flange portion 32A. However, like the substrate 2 according to the first embodiment, the flange portion may be omitted. Furthermore, in the third embodiment, the low-transparency resin film 43 is formed of a resin film containing a filler. For example, the linear expansion coefficient of the resin material itself is the linear expansion coefficient of the resin layer 42 and the linear expansion coefficient of the metal cover 44. When the difference between the linear expansion coefficients between the resin layer 42 and the metal cover 44 is small, or when the receiving module 41 is used in an environment where the temperature change is small, the resin film without filler is used. May be formed.

また、第2,第3の実施の形態では、樹脂層33,42の外表面に金属カバー34,44を取り付ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図18に示す変形例による受信モジュール51のように、樹脂層6の外表面を、金属材料や導電性樹脂材料等からなる導電性膜52によって覆う構成としてもよい。この場合でも、導電性膜52によって外部の電磁波等が混入するのを防ぐことができ、ノイズ耐性を向上することができる。   In the second and third embodiments, the metal covers 34 and 44 are attached to the outer surfaces of the resin layers 33 and 42. However, the present invention is not limited to this. For example, a configuration in which the outer surface of the resin layer 6 is covered with a conductive film 52 made of a metal material, a conductive resin material, or the like, as in the receiving module 51 according to the modification shown in FIG. It is good. Even in this case, the conductive film 52 can prevent external electromagnetic waves and the like from being mixed, and noise resistance can be improved.

1,31,41,51 受信モジュール
2,32 基板
3 受光素子
6,33,42 樹脂層
7 固定機構
8 嵌合溝(凹部)
9 係止部
10 光路変換部
10A 内接点
11 第1のレンズ部
11A 第1の反射面
12 第2のレンズ部
12A 第2の反射面
13 フェルール
14 光ファイバ
14A 端面
1, 31, 41, 51 Reception module 2, 32 Substrate 3 Light receiving element 6, 33, 42 Resin layer 7 Fixing mechanism 8 Fitting groove (recess)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Locking part 10 Optical path conversion part 10A Inner contact 11 1st lens part 11A 1st reflective surface 12 2nd lens part 12A 2nd reflective surface 13 Ferrule 14 Optical fiber 14A End surface

Claims (2)

受光素子と、該受光素子を表面に実装してなる基板と、該基板の表面を覆う樹脂層とを備え、
該樹脂層は、表面が開口すると共に該開口からフェルールに挿通された光ファイバの先端側を装着する凹部が形成された固定機構と、第1および第2の反射面を介して前記フェルールの伸長方向と前記受光素子の光路とを一致させる光学的に透明な樹脂材料で形成された光路変換部とを有し、
該光路変換部は、
第1の曲率半径で形成された前記第1の反射面を有する第1のレンズ部と、
前記第1の曲率半径よりも大きな第2の曲率半径で形成された前記第2の反射面を有する第2のレンズ部とからなり、
該第2のレンズ部の下面における前記第2の反射面の外周と前記第1のレンズ部の上面における前記第1の反射面の外周とが内接するように前記第1のレンズ部と前記第2のレンズ部とを積層し、
前記光ファイバから出射された光を、前記光路変換部で光路変換して前記受光素子に入射させてなる受信モジュール。
A light receiving element, a substrate on which the light receiving element is mounted, and a resin layer covering the surface of the substrate;
The resin layer has an opening on the surface and a fixing mechanism in which a concave portion for mounting the distal end side of the optical fiber inserted from the opening into the ferrule is formed, and the ferrule extends through the first and second reflecting surfaces. An optical path conversion portion formed of an optically transparent resin material that matches the direction and the optical path of the light receiving element;
The optical path changing unit is
A first lens portion having the first reflecting surface formed with a first radius of curvature;
A second lens portion having the second reflecting surface formed with a second radius of curvature larger than the first radius of curvature,
The first lens unit and the first lens unit are arranged such that the outer periphery of the second reflecting surface on the lower surface of the second lens unit and the outer periphery of the first reflecting surface on the upper surface of the first lens unit are inscribed. Two lens parts,
A receiving module in which light emitted from the optical fiber is converted into an optical path by the optical path conversion unit and incident on the light receiving element.
前記基板の表面に対して略水平に装着されるフェルールに挿通される光ファイバの中心軸の延長方向に前記第1のレンズ部の上面の外周と前記第2のレンズ部の下面の外周との内接点が位置するように、前記光路変換部が形成されてなる請求項1に記載の受信モジュール。   An outer periphery of the upper surface of the first lens unit and an outer periphery of the lower surface of the second lens unit in the extending direction of the central axis of the optical fiber inserted through a ferrule mounted substantially horizontally with respect to the surface of the substrate The receiving module according to claim 1, wherein the optical path conversion unit is formed so that an inner contact is located.
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