JP3341250B2 - 光電子モジュール - Google Patents

光電子モジュール

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光電子モジュール
に係り、さらに詳しくは光源から光伝送媒体への光出力
の効率的な転送のための経済的なモジュール構造に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】レーザーダイオードのような光源は、通
常、光ファイバーケーブルの通信リンクに使われてい
る。光出力を効率良く転送するためには、光ファイバー
のような糸状伝送媒体のレーザーダイオードとの一直線
化が必要であり、そのためには、正確な位置決めとアラ
イメント用ジグが必要とされる。さらに、複数の光源及
び光ファイバーからなるアレイを含む場合には、その一
直線化のプロセスはより複雑になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の一つに、シ
リコン基板を用い、エッチングする方法が開示されてい
る。それによれば、フォトリソグラフィーによる一直線
化技術と、端面発光レーザーダイオードに関して光ファ
イバーを正確に配置するために基板の溝を用いる。組み
立て前に端面発光レーザーダイオードを試験しても信頼
性がないため、通常、レーザーが要求波長や要求出力を
満たしているかどうかを調べるだけのためにアレイを組
み立てる。これは、組み立ての効率を低下させ、モジュ
ールのコストを押し上げる。
【０００４】近年の面発光レーザーダイオード技術の進
歩は、従来の実績のある製造技術がレーザーのアレイ作
製に適用できることを示唆している。たとえば、フリッ
プ‐チップボンディング可能な金属被覆の構成を有する
デバイスが作られ、ワイヤボンディングに関わる組み立
て上の問題点が減少した。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、面発光レー
ザ、光ファイバー、光ファイバーアレイ及び一方を他方
に対して正確に配置するためのアライメント手段を用い
る。本発明の第１の態様によれば、本発明のモジュール
は、光源と、該光源に電力を供給するための導電パッド
と、該導電パッドと一直線となるように配置された一対
の孔からなる第１アライメント手段とを有する金属リー
ドフレームからなる上記光源用のキャリアと、第１のア
ライメント手段と相補的に働く第２のアライメント手段
と、上記光源に合わせて配置され、上記光源からの光信
号を受信可能に端面を露出させた光ファイバーとを有す
る非価値ファイバー用フェルール（ferrule）とからな
り、第１及び第２のアライメント手段が一直線に配置さ
れた時、上記光ファイバーと上記光源とが一直線に配置
される。
【０００６】本発明の好ましい態様によれば、キャリア
は面発光レーザーのような光源を複数有し、光ファイバ
ー用フェルールは、光源と同様に配置された光ファイバ
ーのアレイを有する。アライメント手段は、正確に位置
決めされたモジュール部品中の孔と噛み合わせるための
ガイドピンを含む。
【０００７】本発明の第２の態様によれば、光源と受信
器との対の作製方法が提供される。その方法は、動作時
において、光源と同方向に配向して設けられた第１のア
ライメント手段を備えたリードフレームの面に垂直に上
記光源からの光出力を向けるように、上記光源をリード
フレーム上に配置する工程と、第１のアライメント手段
に対して相補的に働く第２のアライメント手段を前面に
備えた光ファイバーキャリアの中に、該前面と光ファイ
バーの自由端とが実質的に同じ高さになり、かつ、上記
光源に合わせて配置されるように上記光ファイバーを収
容する工程と、上記光ファイバーと上記光源とを一直線
に配置するため、上記２つのアライメント手段が噛み合
い一体化するように、上記リードフレームに並列に上記
光ファイバーキャリアを配置する工程とからなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１に示すように、本発明のモジ
ュール１２は、光ファイバー用フェルール１４とレーザ
ーアレイ用ハウジング１６を含む。後で述べる様に電力
をレーザーアレイに供給する電気ケーブル２２を保持す
るためのケーブル付属手段２０を含む。光ファイバー用
フェルールは、それぞれの光ファイバーで受信した光信
号を、独立した光ダイオード（図示せず）のような下流
の受信器に転送する光ファイバーケーブルを保持するケ
ーブルハーネス（ｃａｂｌｅ ｈａｒｎｅｓｓ）２４を
含む。
【０００９】図２から明らかなように、フェルール１４
の前面２８には、各光ファイバー３０の端面１８が露出
している。各ファイバーの端面は、光信号を受けるため
に、公知の方法で研磨される。フェルール１４の端面２
８もまた、アライメント孔３２を備え、好ましくはピン
３４を嵌め込み可能に配置される。ピン３４は、常に孔
３２に固定されるか、又は図１に示したように着脱可能
に保持される。しかし、ピン３４は孔３２に挿入された
時、後述するように、正確なアライメントが可能なよう
に、そこにしっかりと保持される。
【００１０】図２に示す様に、光ファイバー３０は、光
信号を下流の受信器に正確に転送するため、前面２８か
らケーブル２６に延びる。図２には、光ファイバー群が
示されているが、単位は一本のファイバーである。
【００１１】ハウジング１６には、図３の点線で示され
たレーザーダイオード４０に電力を提供するため、ケー
ブル２２に接続するための基材（図示せず）が収納され
ている。図３のキャリア又はリードフレーム４２は、結
合用パッド４４と４６を介して基材及びレーザーダイオ
ード４０と接続される。この配置により、パッドに対す
るレーザーダイオードのフリップ−チップボンディング
が可能となるだけでなく、面発光レーザーが接触面から
離れた方向に平行ビームを発することが可能となる。良
く知られているように、端片４８は、レーザーが取り付
けられてから取り除かれ、２つのパッド４４と４６を分
離するようにパッケージングされる。
【００１２】リードフレーム４２も又、結合用パッド４
４、４６に対し正確に一直線となるようにされた孔５０
を有している。
【００１３】図４は、４つのレーザーダイオードアレイ
を収容するための別のリードフレーム構造を示す。フリ
ップ−チップボンディングにより金属フレーム上にダイ
オードを正確に配置できるように、リードフレームが設
計されている。
【００１４】図４のリードフレーム６０もまた、図３の
単一のレーザーの形態におけるように結合用パッドの位
置に対応して、正確に配置された孔５０を備えている。
図４のリードフレームは、４つの独立した結合用パッド
を有しているが、当業者にとっては、この方法が多くの
レーザーデバイスを有するアレイに非常に良く適合する
ものであるということは明らかである。同様に、光ハウ
ジング１４は、光源の場合と同様に、同心円上に間隔を
置いて、多くの光ファイバーを収容できる。
【００１５】
【発明の効果】前述のように、フェルールの中の孔３２
に嵌め込まれたガイドピン３４とリードフレームの孔５
０により、光源は光ファイバーの端面に対して正確に配
置される。
【００１６】組み立てにおいて、一個以上のレーザーダ
イオードが、フリップ−チップボンディング技術によ
り、正確にリードフレームに接続される。これにより、
アライメント孔を用いるデバイスの正確な位置決めが可
能となる。リードフレームは、短片を除くために切ら
れ、公知の手段により電気接続部との接続が行われる。
封入又は保護板等による保護手段により、レーザーダイ
オードアレイを保持するとともに、面発光レーザーを保
護する。面発光レーザーは、平行ビームを発光するの
で、光出力の光ファイバーへの良好な光結合を得るため
の光学素子は不用である。
【００１７】レーザーアレイに合わせて配置された一本
のファイバー又はファイバーアレイを有する光ファイバ
ーのフェルールは、ガイドピンが一つの部品を他の部品
に対して正確に配置できるようにレーザーハウジングに
嵌め込まれる。必要に応じて、嵌め込みにより２つの部
品を保持するための固定手段を用いても良い。
【００１８】本発明を、実施形態を用いて、開示及び図
示したが、基本概念に基づいて変形例を実施できること
は明らかである。それら変形例は、添付クレームにより
限定された本発明の範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る光源部と検出部の対を示す斜視
図である。
【図２】 本発明に係る光ファイバーのアレイを示す拡
大図である。
【図３】 本発明に係る単一のレーザーダイオードを収
容するためのリードフレームを示す平面図である。
【図４】 本発明に係るレーザーアレイを収容するため
のリードフレームを示す平面図である。
【符号の説明】
１２ 光電子モジュール、 １４ 光ファイバー用フェルール、 １６ レーザーアレイ用ハウジング、 １８ 光ファイバーの端面、 ２０ ケーブル付属手段、 ２２ 電気ケーブル、 ２４ ケーブルハーネス、 ２６ 光ファイバーケーブル、 ２８ フェルールの端面、 ３０ 光ファイバー、 ３２ フェルールの孔、 ３４ ガイドピン、 ４０ レーザーダイオード、 ４２ リードフレーム、 ４４ 結合用パッド、 ４６ 結合用パッド、 ４８ 端片、 ５０ リードフレーム孔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヤン・イサックソン スウェーデン187 43タービー、ヤクト ヴ26番 (72)発明者 ミカエル・ヴィドマン スウェーデン196 38クングサンゲン、 ラムバスティゲン12番 (56)参考文献 特開 昭55−129307（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−145091（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−90158（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−288591（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 導電パッドを介してフリップチップボン
    ディングされた１以上の面発光レーザと、該導電パッド
    と一直線となるように配置された一対の孔から成る第１
    アライメント孔とを有する金属リードフレームを収容
    し、かつ上記面発光レーザに電力を供給する電気ケーブ
    ルを接続して成るレーザアレイ用ハウジングと、 上記面発光レーザからの光信号を受信可能に末端を露出
    させた１以上の光ファイバーと、第１アライメント手段
    に相補的に働く一対の孔から成る第２アライメント孔と
    を端面に有し、上記光ファイバーからの光信号を転送す
    る光ファイバーケーブルを接続して成る光ファイバー用
    フェルールと、 第１アライメント孔と第２アライメント孔とに着脱自在
    に嵌合する一対のガイドピンと、から成り、 上記ガイドピンにより、上記レーザアレイ用ハウジング
    と上記光ファイバー用フェルールとを分離可能に結合
    し、上記光ファイバーをその末端で面発光レーザと連結
    して成る光電子モジュール。
  2. 【請求項２】 上記面発光レーザが金属リードフレーム
    上に間隔を置いて配置され、光ファイバーの末端が面発
    光レーザと同じ間隔をおいて上記フェルール端面に配置
    された複数の光ファイバーから成る請求項１記載の光電
    子モジュール。
  3. 【請求項３】 一対の孔から成る第１アライメント孔を
    備えたリードフレームに面発光レーザを、動作時におい
    て面発光レーザからの光出力をリードフレーム面に垂直
    に向けるように配置して、リードフレームをレーザアレ
    イ用ハウジングに収容する工程と、 第１アライメント孔に対して相補的に働く第２アライメ
    ント孔を端面に備えた光ファイバー用フェルールの中
    に、該端面と光ファイバーの末端とが実質的に同じ高さ
    になり、かつ面発光レーザに対向するように光ファイバ
    ーを収容する工程と、 光ファイバーと面発光レーザとを一直線に配置するた
    め、一対のガイドピンを、第１アライメント孔と第２ア
    ライメント孔とに着脱自在に嵌合してレーザアレイ用ハ
    ウジングと光ファイバー用フェルールとを結合する工程
    と、から成る光電子モジュールの作製方法。
  4. 【請求項４】 複数の上記面発光レーザを上記リードフ
    レームに対し所定の配置に固定し、さらに面発光レーザ
    が光ファイバーの末端と対向するように、複数の光ファ
    イバーを光ファイバー用フェルールの中に面発光レーザ
    と同じ配置で収容する請求項３記載の作製方法。
  5. 【請求項５】 各上記光ファイバーの末端を光ダイオー
    ドに連結する請求項３記載の作製方法。
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