JP2017009902A - 光モジュールとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】映像伝送分野などにおける高速伝送に適用できる光モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】表面実装基板３に、少なくとも受・発光素子を一つのユニットにした光伝送素子群２ａを複数配列して表面実装し、表面実装用基板３の表面実装側に透明な樹脂７を流し込んで前記光伝送素子群２ａを樹脂封止し、表面実装用基板３を、光伝送素子群２ａごとに区画するとともに切断手段で切断して光ファイバトランシーバを形成し、光ファイバトランシーバをレセプタクルハウジングに把持・固定手段で把持・固定させてなる光モジュールの製造方法である。【選択図】図１

Description

本発明は、光通信において、光信号と電気信号とを変換して高速伝送する光モジュールと、その製造方法に関するものである。

従来、光モジュールを構成する光素子：光ファイバトランシーバ（ＦＯＴ：Fiber Optic Transceiver）は、リードフレーム上に受・発光素子、制御ＩＣ等を実装し、その後、端子部分を除いて射出成形等で樹脂封止を行い、それをレセプタクルに組み込んで製品化している。このような先願例として、特許文献１に記載された光モジュールが知られている。

特開２００７−０１９０７５号公報

しかし、従来の光モジュールは、リード端子を基板に半田付けしているので、例えば、映像伝送分野における信号の高速化において、インピーダンス整合・反射などにより、信号の伝送速度が１０Ｇｂｐｓ以上となると、使用上において不適合となる。また、リード端子を半田付けする場合、コプラナリティの課題で、均一性が悪いと半田付け不良が発生するなど、製造工数に手間が掛かり、部材費も嵩むものである。

更に、前記リード端子のピッチ間を狭くするには限界があり、小型化に制約がある。また、伝送速度の相違によって光モジュールの形状が異なっていて形状等が統一されていない等、様々な課題がある。光通信における高速伝送化の要請において、表面実装タイプへ移行させるべく、本発明に係る光モジュールとその製造方法は、このような課題を解決するために提案されたものである。

本発明に係る光モジュールの製造方法の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、表面実装基板に、受・発光素子を一つのユニットにした光伝送素子群を複数配列して表面実装し、前記表面実装用基板の表面実装側に透明な樹脂を流し込んで前記光伝送素子群を樹脂封止し、前記表面実装用基板を、前記光伝送素子群ごとに区画するとともに切断手段で切断して光ファイバトランシーバを形成し、当該光ファイバトランシーバをレセプタクルハウジングに把持・固定手段で把持・固定させたことである。

前記把持・固定手段は、表面実装基板の外周縁部の一部に設けたザグリであること、表面実装基板の外周縁部に設けたテーパであること、表面実装基板に穿設した圧入固定用の貫通孔であること、若しくは、表面実装基板に穿設した係止用貫通孔であること、のうちのいずれか一つの把持・固定手段とするものである。

前記光ファイバトランシーバにおける発光素子と受光素子との間には、光の漏洩を阻止する遮光手段が設けられていることである。

前記遮光手段は、樹脂封止した透明の樹脂とは異なる樹脂を、当該透明の樹脂に一体成形したものであることを含む。

本発明に係る光モジュールの前記課題を解決するための要旨は、光ファイバトランシーバと、前記光ファイバトランシーバが装着されるレセプタクルハウジングと、前記レセプタクルハウジングに嵌装されるとともに、前記光ファイバトランシーバの把持・固定手段に係止される係止手段を有してなるシールドカバーとでなり、前記光ファイバトランシーバは、表面実装用基板に受・発光素子と少なくとも制御用ＩＣとを有して表面実装されるとともに当該表面実装側の実装部品が樹脂封止されてなることである。

また、本発明に係る光モジュールの前記課題を解決するための要旨は、光ファイバトランシーバと、前記光ファイバトランシーバが装着されるとともに当該光ファイバトランシーバの把持・固定手段に係止される係止手段を有してなるレセプタクルハウジングと、前記レセプタクルハウジングに嵌装されるシールドカバーとでなり、前記光ファイバトランシーバは、表面実装用基板に受・発光素子と少なくとも制御用ＩＣとを有して表面実装されるとともに当該表面実装側の実装部品が樹脂封止されてなることである。

前記光ファイバトランシーバにおける発光素子と受光素子との間には、光の漏洩を阻止する遮光手段が設けられていることを含むものである。

本発明の光モジュールとその製造方法によれば、光ファイバトランシーバが表面実装されて、実装基板におけるコプラナリティが解消されるとともに、インピーダンス整合・反射などの課題が解消され、高速伝送が可能となって特に映像伝送分野に好適な光モジュールとなる。更に、従来の端子ピッチよりも大幅に狭小化されて、光モジュールの小型化が促進され、その製造コストが低減されると言う優れた効果を奏するものである。

本発明に係る光モジュール１の製造方法を説明するための平面図（Ａ）と側断面図（Ｂ）とである。 同光モジュール１の製造工程における、両面実装基板の裏面側の平面図である。 同本発明の光モジュール１における、光ファイバトランシーバ２の斜視図である。 同光ファイバトランシーバ２の組み立てにおける、把持・固定手段１０ａ，１０ｂの固定作用を説明する説明図（Ａ），（Ｂ）である。 同光ファイバトランシーバ２の組み立てにおける、他の把持・固定手段１０ｃと、係止手段の圧入突起１１ｃ、固定突起１１ｄとの固定作用を説明する説明図（Ａ），（Ｂ）である。 同光モジュール１の組み立ての様子を示す説明図である。 同光ファイバトランシーバ２における、遮光手段１３の構造を説明する斜視図（Ａ）、断面図（Ｂ）である。 光モジュール１とプラグ用の光コネクタ１５との接続方法を説明する、接続前の斜視図（Ａ），（Ｂ）と、嵌合接続された状態の斜視図（Ｃ）である。

本発明に係る光モジュール１とその製造方法は、図１に示すように、光ファイバトランシーバを表面実装で樹脂封止するものである。

本発明に係る光モジュール１の製造方法について説明する。図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、表面実装基板３として、例えば、ガラスエポキシ基板を使用する。この表面実装用基板３に、受光素子４・発光素子５と制御用ＩＣ（駆動ドライバーなど）６とでなる光伝送素子群（本願ではこのように称する、以下、同じ。図では、一つの〇で表示している）２ａにしたものを、一例として格子状に配列して表面実装する。

上記光伝送素子群２ａは、図示のように、格子状に配列しているが、これに限らないものである。なお、量産上では縦・横に適宜に配列させるのがよい。

次に、前記表面実装基板３の、一例として半田ペースト上に適宜な配列状態で配列した光伝送素子群２ａを、加熱装置で半田付けして当該基板３に固定する。

次に、前記表面実装用基板３の表面実装側に、透明な樹脂７を流し込んで併設されている前記光伝送素子群２ａの全部を樹脂封止する。この場合、金型成形としては、例えば、トランスファー成形などで行う。

次に、図１（Ａ），図２に示すように、前記表面実装用基板３を、前記光伝送素子群２ａごとに切断線９で区画して、切断手段で前記切断線９に沿って切断して、図３に示すように、個々の光ファイバトランシーバ２を形成する。なお、図２における符号８は、信号伝達用のパッドである。

前記光ファイバトランシーバ２に、レセプタクルに係合して把持・固定させる為の把持・固定手段１０を形成する。該把持・固定手段１０は、種々の実施形態が提案される。例えば、図４（Ａ）に示すように、表面実装基板３の外周縁部の一部、短辺方向の裏面側に設けた半円形のザグリ１０ａである。

前記ザグリ１０ａに対応するように、例えば、図６に示すように、シールドカバー１２に、側壁の中央部にスリットで形成した把持片の先端部を内側に折り曲げてなる把持爪１２ａを設けるものである。

図示するように、レセプタクルハウジング１１に光ファイバトランシーバ２を嵌装させ、係止爪１１ａで仮止めし、更に、シールドカバー１２を前記レセプタクルハウジング１１に嵌合させる。前記ザグリ１０ａに前記把持爪１２ａが嵌まり、前記レセプタクルハウジング１１にシールドカバー１２が嵌合・固定されることで、前記光ファイバトランシーバ２が前記把持爪１２ａで把持・固定される。

他の把持・固定手段１０として、図４（Ｂ）に示すように、表面実装基板３の裏面（実装面の反対面）側の、短手方向の外周縁部に設けたテーパ１０ｂとするものである。これを、シールドカバー１２の固定片１２ｂで把持・固定する方法である（図４中の右上図）。また、レセプタクルハウジング１１の下端部に一対で形成した弾性体の係止片１１ｂで把持・固定する方法である（図４中の右下図）。

更に、把持・固定手段１０として、図５（Ａ）に示すように、表面実装基板３に穿設した圧入固定用の貫通孔１０ｃがある。この貫通孔１０ｃに対応して、レセプタクルハウジング１１に棒状の圧入突起１１ｃを形成する。こうして、レセプタクルハウジング１１に、光ファイバトランシーバ２を圧入により、把持・固定させるものである。

また、更に他の把持・固定手段１０として、図５（Ｂ）に示すように、表面実装基板３に穿設した係止用の貫通孔１０ｃと、その開口端に設けたザグリ１０ａである。この貫通孔１０ｃに対応して、レセプタクルハウジング１１に固定突起１１ｄを設ける。この固定突起１１ｄの先端部が係止されるのであり、前記貫通孔１０ｃを一度挿通させてザグリ１０ａの部分で前記先端部拡がると、固定突起１１ｄのカサ状の先端部が抜け止めとなって、抜去防止されるものである。

上記の様にして、光ファイバトランシーバ２に把持・固定手段１０が設けられ、レセプタクル側のレセプタクルハウジング１１若しくはシールドカバー１２に、係止爪１１ａ、係止片１１ｂ、圧入突起１１ｃ、固定突起１１ｄ、把持爪１２ａ、固定片１２ｂ、などの係止手段が設けられて、図６に示すように、レセプタクル側に光ファイバトランシーバ２が把持・固定され、光モジュール１が組み立てられるものである。

前記光モジュール１において、光ファイバトランシーバ２における、発光素子４と受光素子５との間には、図７に示すように、光の漏洩を阻止する遮光手段１３が設けられている。

この遮光手段１３は、樹脂封止のための透明な樹脂７によって、発光素子４側と受光素子５側との間で、互いに光が拡散して結果的に漏洩するので、その間に介在することで光信号の混信等するのを防止するものである。

前記遮光手段１３は、その形成方法として、樹脂封止した透明の樹脂７に、適宜な形状の遮光溝１３ａを形成する。この遮光溝１３ａは、例えば、切削したり、前記樹脂７に予め一体に金型で形成したりするものである。そして、前記樹脂７とは異なる（異なる要素として、色彩、反射率など）樹脂１３ｂを、前記遮光溝１３ａに射出成形などして、当該透明の樹脂７に一体的に（２色成形、別成形、または接着手段でもよい）構成するものである。

以上の様にして、本発明に係る光モジュール１を形成するもであり、その構成としては、光ファイバトランシーバ２と、前記光ファイバトランシーバ２が装着されるレセプタクルハウジング１１と、前記レセプタクルハウジング１１に嵌装されるとともに、前記光ファイバトランシーバ２の把持・固定手段１０に係止される係止手段１２ａ，１２ｂを有してなる電磁遮蔽用のシールドカバー１２とでなる。

また、他の光モジュール１の実施例として、光ファイバトランシーバ２と、前記光ファイバトランシーバ２が装着されるとともに当該光ファイバトランシーバ２の把持・固定手段１０に係止される係止手段１１ｂ〜１１ｄを有してなるレセプタクルハウジング１１と、前記レセプタクルハウジング１１に嵌装されるシールドカバー１２とでなる。

本発明に係る光モジュール１および他の実施例に係る光モジュール１において、前記光ファイバトランシーバ２は、表面実装用基板３に受・発光素子４，５と少なくとも制御用ＩＣ６とを有して表面実装されるとともに、当該表面実装側の実装部品が樹脂封止されてなる。

更に、光ファイバトランシーバ２における発光素子４と受光素子５との間には、光の漏洩を阻止する遮光手段１３が設けられている。

上記光モジュール１は、例えば、図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、一対の光ファイバ１４が接続された接続プラグである光コネクタ１５と、レセプタクルハウジング１１の開口部１１ｅにおいて嵌合・接続されて、図８（Ｃ）に示すように、光接続されるものである。

本発明に係る光モジュール１は、高速伝送が必須の映像伝送分野を始めとして他の様々な高速通信分野において適用されるものである。

１ 光モジュール、
２ 光ファイバトランシーバ（ＦＯＴ）、 ２ａ 光伝送素子群、
３ 表面実装基板、
４ 発光素子、
５ 受光素子、
６ 制御用ＩＣ、
７ 透明な樹脂、
８ パッド、
９ 切断線、
１０ 把持・固定手段、 １０ａ ザグリ、
１０ｂ テーパ、 １０ｃ 貫通孔、
１１ レセプタクルハウジング、 １１ａ 係止爪、
１１ｂ 係止片、 １１ｃ 圧入突起、
１１ｄ 固定突起、 １１ｅ 開口部、
１２ シールドカバー、 １２ａ 把持爪、
１２ｂ 固定片、 １２ ｃ 位置決め片、
１３ 遮光手段、 １３ａ 遮光溝、
１３ｂ 遮光用樹脂、
１４ 光ファイバ、
１５ 光コネクタ。

Claims (7)

1. 表面実装基板に、少なくとも受・発光素子を一つのユニットにした光伝送素子群を複数配列して表面実装し、前記表面実装用基板の表面実装側に透明な樹脂を流し込んで前記光伝送素子群を樹脂封止し、前記表面実装用基板を、前記光伝送素子群ごとに区画するとともに切断手段で切断して光ファイバトランシーバを形成し、当該光ファイバトランシーバをレセプタクルハウジングに把持・固定手段で把持・固定させたこと、
   を特徴とする光モジュールの製造方法。
2. 把持・固定手段は、
   表面実装基板の外周縁部の一部に設けたザグリであること、
   表面実装基板の外周縁部に設けたテーパであること、
   表面実装基板に穿設した圧入固定用の貫通孔であること、
   若しくは、表面実装基板に穿設した係止用貫通孔であること、
   のうちのいずれか一つの把持・固定手段であること、
   を特徴とする請求項１に記載の光モジュールの製造方法。
3. 光伝送素子群における発光素子と受光素子との間には、光の漏洩を阻止する遮光手段が設けられていること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の光モジュールの製造方法。
4. 遮光手段は、樹脂封止した透明の樹脂とは異なる樹脂を、当該透明の樹脂に一体成形したものであること、
   を特徴とする請求項３に記載の光モジュールの製造方法。
5. 光ファイバトランシーバと、
   前記光ファイバトランシーバが装着されるレセプタクルハウジングと、
   前記レセプタクルハウジングに嵌装されるとともに、前記光ファイバトランシーバの把持・固定手段に係止される係止手段を有してなるシールドカバーとでなり、
   前記光ファイバトランシーバは、表面実装用基板に受・発光素子と少なくとも制御用ＩＣとを有して表面実装されるとともに当該表面実装側の実装部品が樹脂封止されてなること、
   を特徴とする光モジュール。
6. 光ファイバトランシーバと、
   前記光ファイバトランシーバが装着されるとともに当該光ファイバトランシーバの把持・固定手段に係止される係止手段を有してなるレセプタクルハウジングと、
   前記レセプタクルハウジングに嵌装されるシールドカバーとでなり、
   前記光ファイバトランシーバは、表面実装用基板に受・発光素子と少なくとも制御用ＩＣとを有して表面実装されるとともに当該表面実装側の実装部品が樹脂封止されてなること、
   を特徴とする光モジュール。
7. 光ファイバトランシーバにおける発光素子と受光素子との間には、光の漏洩を阻止する遮光手段が設けられていること、
   を特徴とする請求項５または６に記載の光モジュール。

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