JP3674019B2 - 光リンク装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光信号の送信と受信とを行う光リンク装置に関し、特に、送受信間での電磁誘導雑音の影響を抑えて高品質の送受信を可能にする光リンク装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の光リンク装置は、図13に示すように、発光素子を封止した金属製コネクタ2aと、光受光素子を封止した金属製コネクタ2bと、予め電子回路を実装したハイブリッドIC基板4,6とを、同一のリードフレームLF上に搭載し、発光素子と光受光素子及びリードフレームLFを不透明樹脂8にてモールドすることで、送信部Txと受信部Rxとを一体化したものが知られている。
【0003】
ここで、金属製コネクタ2aの底部には、発光素子に電気的に接続した金属突起10a、金属製コネクタ2bの底部には、光受光素子に電気的に接続した金属突起10bが設けられている。これらの金属突起10a,10bとハイブリッドIC基板4,6上の電子回路との間を複数のボンディングワイヤー12a,12bにて接続し、更に、電子回路とリードフレームLFの複数の外部リードピン14との間をボンディングワイヤー16a,16bで接続して、前記樹脂モールドされている。また、金属製コネクタ2a,2bは、通信用光ファイバーを受容するための所謂スリーブとしての機能を有している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の光リンク装置にあっては、次のような問題があった。即ち、送信部Txでは発光素子を駆動するための大電流をスイッチングするので、このスイッチングに伴って発生する電磁誘導雑音が、微少信号を扱う受信部Rxに影響を及ぼし、最小入力感度の低下を招くという問題があった。
【0005】
通常の光リンク装置では、入力信号強度は電圧換算で数mV程度と極めて小さい。光リンク装置の小型化のために、送信部と受信部を近接して配置すると、この電磁誘導雑音の影響がより深刻な問題となっていた。
【0006】
この電磁誘導雑音の影響を抑えるために、上記従来の光リンク装置では、接地電位に設定されるリードフレームLFの一端部18a,18bでボンディングワイヤー12a,12bのボンディングパッドを囲み、更に、一端部18a,18b間に掛け渡されたシールド用ボンディングワイヤー20a,20bでこれらのボンディングワイヤー12a,12bを取り囲むことによってシールドする構造が採られていた。
【0007】
しかしながら、良好なシールド効果を得るためには、多数本(例えば、5本以上)のシールド用ボンディングワイヤー20a,20bを掛け渡す必要がある。特に、電磁誘導雑音を発生する送信部Tx側の金属製コネクタ2aと、それに設けられた金属突起10a、ボンディングワイヤー12aの全ての範囲を、シールド用ボンディングワイヤー20aで取り囲むように張り巡らす必要があった。しかも、このように複雑な範囲に渡って多数本のシールド用ボンディングワイヤー12aをボンディングするには、人手によるほか無く、製造工程の非効率化を招く問題があった。
【0008】
本発明は、このような従来の光リンク装置の問題点に鑑みてなされたものであり、簡素な構造によって送受信間での電磁誘導雑音の影響を抑止し、高品質の送受信を可能にする光リンク装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために本発明は、光信号を入力し電気信号に変換して出力する光受光素子を有する第1の光モジュールと、電気信号を入力し光信号に変換して送出する発光素子を有する第2の光モジュールとを筐体中に独立に組み込んで構成される光リンク装置であって、前記第1の光モジュールと第2の光モジュールは夫々、前記の各光素子を搭載する光素子搭載部と、電気回路を実装するための電子素子搭載部と、前記光素子搭載部と電子素子搭載部を電気的に連結する内部リードピンと、前記電子素子搭載部に電気的に連結する外部リードピンとを有するリードフレームを備え、前記第1の光モジュールと第2の光モジュールは、前記筐体内に並べて組み込まれており、前記第1の光モジュールの内部リードピンと前記第2の光モジュールの内部リードピンを、互いに逆方向にほぼ鈎形状に曲げることで、前記筐体中において互いに対向しない形状とした。
【0010】
また、前記第1,第2の光モジュールの夫々の外部リードピンを、夫々の電子素子搭載部の電子素子搭載面に対してほぼ鉛直方向であって、互いに逆の方向に曲げ加工した。
【0011】
【作用】
本発明の光リンク装置では、第1の光モジュールと第2の光モジュールの夫々の内部リードピンが互いに逆方向にほぼ鈎形状に曲げられている。このため、夫々の光素子搭載部を同方向に向けて、第1,第2の光モジュールを筐体中に並べて組み込むと、互いの内部リードピンが対向せず且つ距離的に離れた状態となる。このように、互いの内部リードピンが対向せず且つ距離的に離れるため、第1,第2の光モジュールを近接して筐体中に配置した場合でも、これらの光モジュール間での電磁誘導雑音の影響が抑制される。
【0012】
また、第1,第2の光モジュールの夫々の外部リードピンが、夫々の電子素子搭載部に対して逆の方向に曲げ加工されている。このため、夫々の外部リードピンを同じ向きにして筐体中に取り付けると、第1の光モジュールの電子素子搭載部に搭載される電子素子と第2の光モジュールの電子素子搭載部に搭載される電子素子とが、夫々の電子素子搭載部を介して反対側に位置することとなり、これにより、各光モジュールの電子素子間に、接地電位に設定されるリードフレームの部分が介在することとなって、シールド効果が発揮される。
【0013】
また、互いに独立の第1,第2の光モジュールが筐体中に組み込まれる。これにより、互いのリードフレームの電源ライン及び接地ラインが電気的に分離され、両光モジュール間でのサージやリップル等のノイズの影響を回避することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)
本発明の光リンク装置の第1の実施の形態を図1〜図9を参照して説明する。まず、光リンク装置の構成要素である受信用光モジュールと送信用光モジュールの構造を製造工程と共に説明する。
【0015】
図1は、受信用光モジュールRxを製造するためのリードフレームの形状を示している。このリードフレーム22は、厚さが約0.2mm程度の銅薄板をエッチング加工することにより、光受光素子を搭載するための光素子搭載部24と、電子回路を実装するための電子素子搭載部26と、光素子搭載部24と電子素子搭載部26との間を電気的且つ機械的に接続する4本の内部リードピン28a〜28dと、電子素子搭載部26の両側に7本づつ設けられた外部リードピン30a〜10g,32a〜32gが形成され、光素子搭載部24と電子素子搭載部26の表面には銀メッキが施されている。リードフレーム22の所定位置には、後述する樹脂成型用の金型を位置合わせするための複数個の嵌合孔34a〜34dが穿設されている。
【0016】
図1には、1個の受信用光モジュールに対応するリードフレームを代表して示しているが、実際には、帯状の銅薄板に図示の形状のリードフレームが連なって形成されており、製造ラインで自動搬送されるようになっている。
【0017】
このリードフレーム22を製造ラインの所定位置に搬送し、光素子搭載部24のほぼ中央に、補助部材としてのサブマウント部材36を固着した後、サブマウント部材36上に、ベアチップの形態のままの光受光素子38を固着する。サブマウント部材36として、窒化アルミニウム(AlN)等の絶縁材料の表面と裏面に金属配線パターンが形成されたものや、平行型のコンデンサ(ダイキャップ)等が用いられ、光受光素子38を前記表面側の金属配線パターン上、又はダイキャップの一方の電極上に搭載することにより、光素子搭載部24に対して容量カップリングさせている。
【0018】
そして、光受光素子38と内部リードピン28b〜28c間をボンディングワイヤー(図示せず)で接続する。尚、内部リードピン28a,28dは電源及び接地ライン用、内部リードピン28b,28cは信号ライン用とすることにより、信号ラインをシールドして耐雑音特性を向上させている。
【0019】
光受光素子38は、1.3μm帯の波長に対して感度を有するInGaAsフォトダイオード等が用いられ、半導体製造過程において受光面上の絶縁層にエッチング加工等を施すことにより、予め微小な集光レンズLNが形成されている。更に、電子素子搭載部26上に、電子素子として、光受光素子38から出力される光電変換信号を増幅するためのIC化されたプリアンプとメイアンプ、段間結合用のカップリングコンデンサ、電源バイパスコンデンサ、抵抗等を搭載する。そして、所定の電子素子と外部リードピン30a〜30g,32a〜32gとの間をボンディングワイヤー(図示せず)で電気的に接続する。
【0020】
尚、光素子搭載部24上に光受光素子38と共に前記プリアンプを搭載してもよく、この場合には、電子素子搭載部26に、プリアンプを除いた前記電子素子を搭載する。このように、光素子搭載部24上に光受光素子38と前記プリアンプを搭載すると、光受光素子38から出力される微少信号の前記プリアンプへの通過経路を短くすることができるため、外来からの電磁誘導雑音の影響を軽減することができる。
【0021】
光受光素子38及び電子素子を実装したリードフレーム22を所定形状の樹脂成型用金型まで搬送し、嵌合孔34a〜34dを介して位置決めした後、光信号に対して透明な樹脂にて光素子搭載部24と電子素子搭載部36を個々に樹脂封止(トランスファモールド)する。これにより、光素子搭載部24とサブマウント部材36及び光受光素子38を一体封止する第1の樹脂成型部40と、電子素子搭載部36と電子素子とを一体封止する第2の樹脂成型部42を成型する(図2を参照)。
【0022】
尚、製造効率を向上させるには、第1,第2の樹脂成型部40,42を同一の透明樹脂で成型するのが好ましいが、第1の樹脂成型部40を透明な樹脂で成型し、第2の樹脂搭載部42を不透明な樹脂で成型してもよい。
【0023】
図2において、第1の樹脂成型部40は、基部44と、円錐台形状の台部46と、台部46の頂上部分に一体成型された非球面レンズ48とを有し、非球面レンズ48と光受光素子38の光学的主面(受光面)及び集光レンズLNの光軸が一致している。
【0024】
台部46は、非球面レンズ48と光受光素子38及び集光レンズLNの光軸に対して同心円状で且つ頂上部分にいくにしたがって次第に細くなるように、所定の傾斜角を持ったテーパー側面と所定の高さ有する円錐台となっている。
【0025】
尚、図2には、基部44の外郭形状を直方体にした場合を示すが、台部46に連なる円錐形状や円筒形状にしてもよい。このように、基部44の外郭形状を円錐形状や円筒形状にした場合には、後述する紫外線硬化樹脂RSにて台部46とスリーブ82を固着する際に、その紫外線硬化樹脂RSを均一に固化させることができる等の効果が得られる。
【0026】
第1,第2の樹脂成型部40,42を成型した後、リードフレーム22の不要な部分を裁断して除去することにより、図2に示すような中間部品を形成する。更に、内部リードピン28a〜28dと外部リードピン30a〜30g,32a〜32gに曲げ加工を施すことにより、図3(a)(b)に示すように、台部46及び非球面レンズ48が第2の樹脂成型部42に対して反対側に向けられたDIP(デュアルインラインパッケージ)型の受信用光モジュールRxを形成する。
【0027】
尚、図3(a)は、完成した受信用光モジュールRxを第1の樹脂搭載部40の斜め前方より見たときの斜視図、図3(b)は受信用光モジュールRxの側面図である。
【0028】
ここで、図3(b)に示すように、内部リードピン28a〜28dの第2の樹脂成型部42の直近部分を約95°で下方(内側)に曲げ、ほぼ中央部分を約95°で反対側(外側)に曲げ、第1の樹脂成型部40の直近部分を約90°で上方へ曲げることにより、内部リードピン28a〜28dを鈎形状にしている。また、外部リードピン30a〜30g,32a〜32gを電子素子搭載部26の搭載面に対しほぼ鉛直方向であって、電子素子が搭載された側にほぼ垂下するように曲げ加工を施している。
【0029】
このように内部リードピン28a〜28dと外部リードピン30a〜30g,32a〜32gに曲げ加工を施すと、後述する整列基板96に外部リードピン30a〜30g,32a〜32gを装着したときに、電子素子搭載部26に搭載された電子素子がリードフレームの下側に位置することとなる。また、内部リードピン28a〜28dの中間部分が水平となる。
【0030】
この受信用光モジュールRxは、外部リードピン30a〜30g,32a〜32gのうちの所定の外部リードピンに電源を供給することにより作動し、第1の樹脂成型部40中の光受光素子38から出力される電気信号を内部リードピン28b,28cを介して第2の樹脂成型部42中の電子回路に入力して信号処理を行い、他の外部リードピンより出力する。
【0031】
次に、図4ないし図6に基づいて、電気信号を光信号に変換して光ファイバー中に送出する送信用光モジュールの構造を製造工程と共に説明する。
【0032】
図4は、送信用光モジュールTxを製造するためのリードフレームの形状を示している。このリードフレーム50は、厚さが約0.2mm程度の銅薄板をエッチング加工することにより、光デバイスである発光素子を搭載するための光素子搭載部52と、電子回路を実装するための電子素子搭載部54と、光素子搭載部52と電子素子搭載部54との間を電気的且つ機械的に接続する2本の内部リードピン56a,56bと、電子素子搭載部54の両側に7本づつ設けられた外部リードピン58a〜58g,60a〜60gが形成され、光素子搭載部52及び電子素子搭載部54の表面には銀メッキが施されている。リードフレーム50の所定位置には、後述する樹脂成型用の金型と位置合わせするための複数個の嵌合孔62a〜62dが穿設されている。
【0033】
尚、図4には、1個の送信用光モジュールに対応するリードフレームを代表して示しているが、実際には、帯状の銅薄板に図示の形状のリードフレームが連なって形成されており、製造ラインで自動搬送されるようになっている。
【0034】
このリードフレーム50を製造ラインの所定位置に搬送し、光素子搭載部52上に、受信用光モジュールRxと同様にサブマウント部材64を固着した後、サブマウント部材64上に、ベアチップの形態のままの発光素子66を固着する。
【0035】
発光素子66は、1.3μm帯の光信号を出射する面発光型のInGaAsP発光ダイオードや、面発光形のInGaAsレーザーダイオードが用いられ、半導体製造過程において発光面上の絶縁層にエッチング加工等を施すことにより、予め微小な集光レンズLN’が形成されている。
【0036】
更に、電子素子搭載部54上に、電子素子として発光素子66に電気信号を供給するためのIC化されたバッファンプ、段間結合用のカップリングコンデンサ、電源バイパスコンデンサ、抵抗等を搭載した後、電子素子と外部リードピン58a〜58g,60a〜60gとの間をボンディングワイヤーで電気的に接続する。
【0037】
発光素子66及び前記電子素子を搭載したリードフレーム50を樹脂成型用の金型まで搬送し、所定形状の金型とリードフレーム50を嵌合孔62a〜62dを介して位置決めした後、光信号に対して透明な樹脂にて光素子搭載部52と電子素子搭載部54を個々に樹脂封止(トランスファモールド)する。これにより、光素子搭載部52とサブマウント部材64及び発光素子66を一体封止する第1の樹脂成型部68と、電子素子搭載部54と電子素子とを一体封止する第2の樹脂成型部70を成型する(図5を参照)。尚、製造効率を向上させるには、第1,第2の樹脂成型部68,70を同一の透明樹脂で成型するのが好ましいが、第1の樹脂成型部68を透明な樹脂で成型し、第2の樹脂搭載部70を不透明な樹脂で成型してもよい。
【0038】
図5において、第1の樹脂成型部68は、基部72と、円錐台状の台部74と、台部74の頂上部分に一体成型された非球面レンズ76を有し、非球面レンズ76と発光素子66及び集光レンズLN’の光軸が一致している。また、台部74は、非球面レンズ76と発光素子66及び集光レンズLN’の光軸に対して同心円状で且つ頂点部分にいくにしたがって次第に細くなる所定の傾斜角のテーパー側面と所定の高さ有する円錐台となっている。
【0039】
尚、図5には、基部72の外郭形状を直方体にした場合を示すが、台部74に連なる円錐形状や円筒形状にしてもよい。このように、基部72の外郭形状を円錐形状や円筒形状にした場合には、後述する紫外線硬化樹脂RSにて台部46とスリーブ82を固着する際に、その紫外線硬化樹脂RSを均一に固化させることができる等の効果が得られる。
【0040】
更に、第2の樹脂成型部70の上端部には、電子素子搭載部54の所定領域を露出させる凹部78,80が設けられている。凹部78内には、実装された電子素子に接続されて発光素子66への駆動電流を微調整するための小型の可変抵抗器等が収容され、凹部80は、この微調整の際に、プローブピンでリードフレームの所定パターンの電位を測定するために設けられている。
【0041】
このように第1,第2の樹脂成型部68,70を成型し、凹部78内に可変抵抗器等を装着して電子素子と電気的に接続した後、リードフレーム50の不要な部分を裁断して除去することにより、図5に示すような中間部品を形成する。
【0042】
更に、内部リードピン56a,56bと外部リードピン58a〜58g,60a〜60gに曲げ加工を施すことにより、図6に示すように、台部74及び非球面レンズ76が第2の樹脂成型部70に対して反対側に向けられたDIP(デュアルインラインパッケージ)型の送信用光モジュールTxを形成する。尚、図6(a)は、完成した送信用光モジュールTxを第1の樹脂搭載部68の斜め前方より見たときの斜視図、図6(b)は送信用光モジュールTxの側面図である。
【0043】
ここで、図6(b)に示すように、内部リードピン56a,56bの第2の樹脂成型部70の直近部分を約95°で上方に曲げ、ほぼ中央部分を約95°で反対側(外側)に曲げ、第1の樹脂成型部68の直近部分を約90°で下方へ曲げることにより、内部リードピン56a,56bを鈎形状にしている。また、外部リードピン58a〜58g,60a〜60gを電子素子搭載部54の搭載面に対しほぼ鉛直方向であって、電子素子が搭載されていない側にほぼ垂下するように曲げ加工を施している。
【0044】
このように内部リードピン56a,56bと外部リードピン58a〜58g,60a〜60gに曲げ加工を施すと、後述する整列基板96に外部リードピン58a〜58g,60a〜60gを装着したときに、電子素子搭載部54に搭載された電子素子がリードフレームの上側に位置することとなる。また、内部リードピン56a,56bの中間部分が水平となる。
【0045】
この送信用光モジュールTxは、外部リードピン58a〜58g,60a〜60gのうちの所定の外部リードピンに電源を供給することにより作動し、更に他の外部リードピンに電気信号を印加すると、第2の樹脂成型部70中に実装された電子素子でこれを電力増幅し、内部リードピン56a,56bを介して第1の樹脂成型部68中の発光素子66に供給することにより、電気信号に対応する光信号を出射する。
【0046】
このように、受信用光モジュールRxと送信用光モジュールTxは、第1の樹脂成型部40,68と第2の樹脂成型部42,70を分離し、且つこれらの樹脂成型部間を内部リードピン28a〜28d,56a,56bで連結した一体化構造を有するので、機械的強度に優れ、光学的精度が良く、様々な通信機器に適用する場合の適用性に優れ、低コストである等の優れた効果を発揮する。
【0047】
次に、図7ないし図9に基づいて、これらの受信用光モジュールRxと送信用光モジュールTxを用いた光リンク装置の構造を製造工程と共に説明する。
【0048】
図7(a)(b)において、受信用光モジュールRxと送信用光モジュールTxに設けられた第1の樹脂成型部40,68の夫々に、光ファイバーを受納したフェルールを嵌挿するためのスリーブ82を紫外線硬化樹脂RSを用いて固着する。
【0049】
スリーブ82は不透明樹脂にて成型された円管状の部材であり、先端側からフェルールを嵌挿するための嵌挿孔84と、後端側から台部46,74を嵌合するための嵌合孔86、及びこれらの嵌挿孔84と嵌合孔86間を連通する連通孔88を有し、外周部の所定位置にフランジ部90が形成されている。
【0050】
これらの孔84,86,88の内周面は、マルチモード光ファイバーを受納したフェルールを嵌挿孔84中に嵌挿したときに、そのマルチモード光ファイバーの光軸Qが中心にくるように予め設計されている。嵌合孔86は、台部46,74のテーパー面に合わせられた円錐台状の内周面と、環状の凸部86aと、凹環状の樹脂溜まり86bを有している。更に、大径の貫通孔84とそれより小径の連通孔88により、それらの境界部分にフェルールの先端を当接させるための段部92が形成されている。
【0051】
次に、受信用光モジュールRxの台部46のテーパ面と送信用光モジュールTxの台部74のテーパ面に紫外線硬化樹脂RSを塗布し、台部46,74を嵌合孔86中に嵌合させて紫外線硬化樹脂RSに紫外線を照射することで、第1の樹脂成型部40,68の夫々にスリーブ82を固着する。更に、この固着工程では、マルチモード光ファイバーを受納した調整用のフェルール94をスリーブ82の嵌挿孔84中に嵌挿し、光モジュールRx,Txを実際に作動させて、所謂パワーモニター法によりマルチモード光ファイバーと夫々の光デバイスRx,Txとの光軸合わせ及び軸間距離の調整も同時に行う。
【0052】
ここで、台部46,74を嵌合孔86中に嵌め込む際に、紫外線硬化樹脂RSが環状の凸部86aと樹脂溜まり86bにて制止されるため、非球面レンズ48,76に付着することがない。更に、第1の樹脂成型部40,68の成型時の収縮バラツキによる非球面レンズ48,76の形状変化に対応するために、3軸調心している。更に、スリーブ82を一旦固着した後に、熱硬化樹脂で補強することにより、最適な調心状態がそのまま保持される。したがって、その後の製造工程中などにおいて、光軸ズレ等が発生することが無く、メンテナンスフリーで極めて精度の高い光結合構造を実現している。
【0053】
次に図8において、ガラスエポキシ樹脂等で成型された矩形状の整列基板96の所定位置に設けられている複数列のスルーホール群96a〜96d中に、受信用光モジュールRxの外部リードピン30a〜30g,32a〜32gと、送信用光モジュールTxの外部リードピン58a〜58g,60a〜60gを嵌挿することによりこれらを一体化し、更に図9に示すように、不透明な樹脂で成型されたシェル形状の筐体98内に、受信用光モジュールRxと送信用光モジュールTxを収納するようにして、整列基板96を組み付ける。
【0054】
ここで、筐体98には、内側に向けて突設された複数の係合突起100と、これらの係合突起100より若干深部側に設けられた複数の段部(図示せず)を有しており、これらの係合突起100と前記段部との間に整列基板96の側端部を嵌め込むだけで、受信用光モジュールRxと送信用光モジュールTxを筐体98内の後方位置に自動的に収容し、且つ整列基板96を筐体98に一体化することができる構造となっている。
【0055】
更に、筐体98には、前方位置に設けられたフェルール挿入用の開口部102,104と、開口部102,104から後方に延びるスリーブ装着室106,108が形成されており、前記整列基板96を組み付けるだけで、自動的に夫々のスリーブ82,82が開口部102,104側に向けてスリーブ装着室106,108内に装着されるようになっている。
【0056】
次に、夫々のスリーブ82,82を挟む2対の挟持片110a,110bを有する樹脂成型された係合部材112を、整列基板96に連ねてスリーブ装着室106,108上に組み付けることにより、夫々のスリーブ82,82をより強固に筐体98内に固定する。尚、係合部材112の両側端に突設された一対の係合突起114,116を、筐体98の側壁に形成された一対の係合穴118,118に嵌め込むことにより、係合部材112を自動的に筐体98に組み付けることができる構造となっている。
【0057】
次に、矩形平板120を、挟持片110a,110b及び夫々のスリーブ82,82を覆うようにして、筐体98に組み付けることにより、光リンク装置を完成する。尚、矩形平板120の両側端に突設された一対の係合突起122,122を、筐体98の側壁に穿設された一対の係合孔124,124に嵌め込むだけで、矩形平板120を自動的に筐体98に組み付けることができる構造となっている。そして、これらの整列基板96と係合部材112及び矩形平板120は、筐体98の裏面側を覆う底板としての機能も発揮する。
【0058】
このようにこの実施の形態の光リンク装置では、受信用光モジュールRxと送信用光モジュールTxの夫々の内部リードピンが互いに逆方向にほぼ鈎形状に曲げられている。このため、夫々の光素子搭載部を同方向に向けて、筐体中に並べて組み込むと、互いの内部リードピンが対向せず且つ距離的に離れた状態となる。このように、互いの内部リードピンが対向せず且つ距離的に離れるので、送信用光モジュールTx中の発光素子を駆動するためのスイッチング電流に起因して電磁誘導雑音が発生しても、受信用光モジュールRxへの影響を抑えることができる。また、逆に、受信用光モジュールRxから送信用光モジュールTxへの電磁誘導雑音の影響を抑えることができる。更に、これら受信用光モジュールRxと送信用光モジュールTxを近接して筐体中に配置した場合でも、相互間での電磁誘導雑音の影響を抑えることができる。
【0059】
また、受信用光モジュールRxでは、図3(b)に示すように、電子素子が電子素子搭載部26の下側に位置し、外部リードピン30a〜30g,32a〜32gも下側に曲げられているのに対し、送信用光モジュールTxでは、図6(b)に示すように、電子素子が電子素子搭載部54の上側に位置し、外部リードピン30a〜30g,32a〜32gは下側に曲げられているので、夫々の電子素子の搭載位置を基準にすると、受信用光モジュールRxと送信用光モジュールTxの外部リードピンは、夫々の電子素子搭載部26,54に対して逆の方向に曲げ加工されていることになる。
【0060】
このため、夫々の外部リードピンを同じ向きにして筐体98中に取り付けると、これらの光モジュールRx,Txの電子素子が、夫々の電子素子搭載部26,54を介して反対側に位置することとなり、これにより、各光モジュールRx,Txの電子素子間に、接地電位に設定されるリードフレームの部分が介在することとなって、良好なシールド効果が発揮される。
【0061】
また、互いに独立した送信用光モジュールRxと受信用光モジュールTxを筐体98中に組み込むので、互いのリードフレームの電源ライン及び接地ラインが電気的に分離され、両光モジュールRx,Tx間でのサージやリップル等のノイズの影響を回避することができる。
【0062】
(第2の実施の形態)
次に、図10〜図12を参照して光モジュール及び光トランシーバの第2の実施の形態を説明する。尚、主として、第1の実施の形態との相違点及び特徴点を説明する。
【0063】
まず、図10に基づいて、受信用光モジュールの構造を製造工程と共に説明する。同図(a)において、この受信用光モジュールRxを製造するためのリードフレーム200には、光受光素子を搭載するための光素子搭載部202と、電子素子を搭載するための電子素子搭載部204と、これらの搭載部202,204間を電気的且つ機械的に連結する4本の内部リードピン206、及び電子素子搭載部204の後方に設けられた5本の外部リードピン208が形成され、光素子搭載部202と電子素子搭載部204の表面には銀メッキが施されている。そして、光素子搭載部202にサブマウント部材を介して光受光素子210を固着し、電子素子搭載部204に電子素子を固着する。
【0064】
次に、同図(b)に示すように、光信号に対して透明な樹脂を用いて、光素子搭載部202と光受光素子210とを一体封止する第1の樹脂成型部212と、電子素子搭載部204と電子素子を一体封止する第2の樹脂成型部214を成型し、更に、リードフレーム200の不要な部分を裁断して除去することにより、同図(c)に示すような中間部品を形成する。尚、第1の樹脂成型部212は、図2に示す第1の樹脂成型部20と同様に、光受光素子210を埋設する基部216と円錐台形状の台部218及び非球面レンズ220が一体化された構造となっている。
【0065】
そして、同図(d)に示すように、内部リードピン206と外部リードピン208を曲げ加工することにより、外部リードピン208が一列に並んだSIP(シングルインラインパッケージ)型の受信用光モジュールRxを完成する。
【0066】
尚、内部リードピン206は、図3(b)に示した受信用光モジュールと同様に、下側に凸となる鈎形状に曲げ加工される。また、外部リードピン208は、電子素子搭載部204に対しほぼ鉛直方向であって、電子素子が搭載された側にほぼ垂下するように曲げ加工を施している。即ち、電子素子搭載部204に搭載された電子素子をリードフレームの下側に位置するようにしている。
【0067】
次に、図11に基づいて、送信用光モジュールの構造を製造工程と共に説明する。同図(a)において、この送信用光モジュールを製造するためのリードフレーム300には、発光素子を搭載するための光素子搭載部302と、電子素子を搭載するための電子素子搭載部304と、これらの搭載部302,304間を電気的且つ機械的に連結する2本の内部リードピン306、及び電子素子搭載部304の後方に設けられた4本の外部リードピン308が形成され、光素子搭載部302と電子素子搭載部304の表面には銀メッキが施されている。そして、光素子搭載部302に発光素子310を固着し、電子素子搭載部304に電子素子を固着する。
【0068】
次に、同図(b)に示すように、光信号に対して透明な樹脂を用いて、光素子搭載部302と発光素子310とを一体封止する第1の樹脂成型部312と、電子素子搭載部204と電子回路を一体封止する第2の樹脂成型部314を成型し、更に、リードフレーム300の不要な部分を裁断して除去することにより、同図(c)に示すような中間部品を形成する。
【0069】
第1の樹脂成型部312は、図2及び図10(c)に示す第1の樹脂成型部40,212と同様に、基部316と円錐台形状の台部318及び非球面レンズ320が一体化された構造となっている。
【0070】
そして、同図(d)に示すように、内部リードピン306と外部リードピン308を曲げ加工することにより、外部リードピン308が一列に並んだSIP(シングルインラインパッケージ)型の送信用光モジュールTxを完成する。
【0071】
尚、送信用光モジュールTxの内部リードピン306は、図6(b)に示した送信用光モジュールと同様に、上側に凸となる鈎形状に曲げ加工される。また、外部リードピン308は、電子素子搭載部304に対しほぼ鉛直方向であって、電子素子が搭載されいない側にほぼ垂下するように曲げ加工を施している。即ち、電子素子搭載部304に搭載された電子素子がリードフレームの上側に位置するようにしている。
【0072】
次に、これらの受信用光モジュールRxと送信用光モジュールTxを用いた光トランシーバの構造を製造工程と共に説明する。
【0073】
まず、図10(d)及び図11(d)に示すように、夫々の光モジュールRx,Txの夫々の第1の樹脂成型部212,312に、マルチモード光ファイバーを受容したフェルールを嵌挿させるためのスリーブ400を固着する。即ち、このスリーブ400は、図7と同様の円管状の樹脂成型部材であり、紫外線硬化樹脂及び熱硬化樹脂を用いてスリーブ400を夫々の第1の樹脂成型部212,312に固着する。
【0074】
次に、図12において、矩形状の整列基板500の所定位置に一列ずつ形成されているスルーホール群500aと500b中に、受信用光モジュールRxの外部リードピン208と送信用光モジュールTxの外部リードピン308を嵌挿することによりこれらを一体化する。そして、図9に示した筐体98内に、受信用光モジュールRxと送信用光モジュールTxを収納するようにして整列基板500を組み付け、更に、係合部材112と矩形平板120を筐体98に組み付けることによって、本実施の形態の光リンク装置を完成する。
【0075】
この実施の形態の光リンク装置では、受信用光モジュールRxと送信用光モジュールTxの夫々の内部リードピンが互いに逆方向にほぼ鈎形状に曲げられている。このため、光モジュールRxと送信用光モジュールTxを筐体98中に近接して併設しても、互いの内部リードピンが対向せず且つ距離的に離れた状態となり、これらの光モジュールRx,Tx間での電磁誘導雑音の影響を抑えることができる。
【0076】
また、受信用光モジュールRxと送信用光モジュールTxの夫々の外部リードピンが、夫々の電子素子搭載部204,304に対して逆の方向に曲げられているため、各光モジュールRx,Txの電子素子間に、接地電位に設定されるリードフレームの部分が介在することとなって、シールド効果が発揮される。
【0077】
また、互いに独立した受信用光モジュールRxと送信用光モジュールTxを筐体98中に組み込むので、互いのリードフレームの電源ライン及び接地ラインが電気的に分離され、両光モジュールRx,Tx間でのサージやリップル等のノイズの影響を回避することができる。
【0078】
尚、第1,第2の実施の形態では、図8と図12に示すように、受信用光モジュールRxの内部リードピン28a〜28d,206を下側に凸となる鈎形状に曲げ加工し、送信用光モジュールTxの内部リードピン56a,56b,306を上側に凸となる鈎形状に曲げ加工する場合を述べたが、これらとは逆に、内部リードピン28a〜28d,206を上側に凸となる鈎形状に曲げ加工し、送信用光モジュールTxの内部リードピン56a,56b,306を下側に凸となる鈎形状に曲げ加工してもよい。このようにしても、筐体98内において、内部リードピン28a〜28d,206と内部リードピン56a,56b,306が、互いに対向せず且つ距離的に離れた状態となるため、受信用光モジュールRxと送信用光モジュールTxを近接して筐体98中に配置した場合でも、これらの光モジュールRx,Tx間での電磁誘導雑音の影響を抑えることができる。
【0079】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の光リンク装置によれば、第1の光モジュールと第2の光モジュールの夫々の内部リードピンを互いに逆方向にほぼ鈎形状に曲げることで、筐体内に組み込んだ場合に互いの内部リードピンが対向せず且つ距離的に離れた状態となるようにしたので、これらの光モジュール間での電磁誘導雑音の影響を抑えることができる。
【0080】
また、第1,第2の光モジュールの夫々の外部リードピンを夫々の電子素子搭載部に対して逆の方向に曲げ、筐体中に組み込んだ場合に各光モジュールの電子素子間に接地電位に設定されるリードフレームの部分が介在するようにしたので、更なるシールド効果が得られる。
【0081】
また、互いに独立した第1,第2の光モジュールを筐体中に組み込むので、互いのリードフレームの電源ライン及び接地ラインが電気的に分離され、両光モジュール間でのサージやリップル等のノイズの影響を回避することができる。
【0082】
このように、送受信間での電磁誘導雑音の影響を抑えることで、高品質の送受信を可能にする光リンク装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態の受信用光モジュールのリードフレームの形状を示す斜視図である。
【図2】受信用光モジュールの中間部品の形状を示す斜視図である。
【図3】完成された受信用光モジュールの形状を示す斜視図と側面図である。
【図4】第1の実施の形態の送信用光モジュールのリードフレームの形状を示す斜視図である。
【図5】送信用光モジュールの中間部品の形状を示す斜視図である。
【図6】完成された送信用光モジュールの形状を示す斜視図と側面図である。
【図7】スリーブと受信用光モジュール及び送信用光モジュールの連結構造を示す説明図である。
【図8】第1の実施の形態の光リンク装置を説明するための斜視図である。
【図9】光リンク装置の構造を更に説明するための斜視図である。
【図10】第2の実施の形態の受信用光モジュールの構造を製造工程と共に示す説明図である。
【図11】第2の実施の形態の送信用光モジュールの構造を製造工程と共に示す説明図である。
【図12】第2の実施の形態の光リンク装置の構造を説明するための斜視図である。
【図13】従来の光リンク装置の構造を説明するための説明図である。
【符号の説明】
22,50,200,300…リードフレーム、24,52,202,302…光素子搭載部、26,54,204,304…電子素子搭載部、28a〜28d,56a,56b,206,306…内部リードピン、30a〜30g,32a〜32g,58a〜58g,60a〜60g,208,308…外部リードピン、38,210…光受光素子、66,310…発光素子、96,500…整列基板、98…筐体。
Claims (2)
- 光信号を入力し電気信号に変換して出力する光受光素子を有する第1の光モジュールと、電気信号を入力し光信号に変換して送出する発光素子を有する第2の光モジュールとを筐体中に独立に組み込んで構成される光リンク装置であって、
前記第1の光モジュールと第2の光モジュールは夫々、前記の各光素子を搭載する光素子搭載部と、電子回路を実装する電子素子搭載部と、前記光素子搭載部と電子素子搭載部を電気的・機械的に連結する内部リードピンと、前記電子素子搭載部に電気的に連結する外部リードピンとを有するリードフレームを備え、
前記第1の光モジュールと第2の光モジュールは、前記筐体内に並べて組み込まれており、
前記第1の光モジュールの内部リードピンと前記第2の光モジュールの内部リードピンが、互いに逆方向にほぼ鈎形状に曲げられて、前記筐体中において互いに対向しない形状であることを特徴とする光リンク装置。 - 前記第1,第2の光モジュールの前記外部リードピンがSIP形状をしていることを特徴とする請求項1に記載の光リンク装置。
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