JP3900603B2

JP3900603B2 - Optical data link and manufacturing method thereof

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Publication number: JP3900603B2
Application number: JP20007697A
Authority: JP
Inventors: 俊雄水江; 大輔高木
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1996-08-26
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 2007-04-04
Anticipated expiration: 2017-07-25
Also published as: JPH10123376A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製造が容易で、機械的信頼性が高く且つ高性能な光データリンク及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光データリンクにあっては、特開平４−２１１２０８号公報、特開平７−１７７０８６号公報及び特開平８−１３６７６７号公報に開示されたものがある。
【０００３】
特開平４−２１１２０８号公報に開示された光データリンクにあっては、同添付図面の第２図及び第３図に示される如く、電子部品を搭載する基板部３０ｂ及びリードピン２３を備えたリードフレーム３０と、予め光ファイバに光軸合わせされた光作動素子（発光素子、受光素子）を封止した金属製光コネクタ２２とを用意しておき、リードフレーム３０と光コネクタ２２の両者を樹脂にて一体に成形する構造となっている。
【０００４】
特開平７−１７７０８６号公報に開示された光データリンクにあっては、同添付図面の図３及び図４に示される如く、スリーブ３１及びリンク筐体（側板）２３を一体に樹脂成形し、これとは別個に光素子（発光素子）１８を回路基板２０の所定の部分に搭載しておき、この回路基板２０をリンク筐体２０の所定部分に嵌合させることによって光素子１８とスリーブ３１中の光ファイバの光軸合わせを行う構造となっている。更に、光素子１８より送出される光信号を上記光ファイバの入射端に集光させるためのレンズ３９がスリーブ３１中に設けられ、このレンズ３９はリンク筐体２０とは別部品で構成されている。
【０００５】
特開平８−１３６７６７号公報に開示された光データリンクにあっては、同添付図面の図２及び図３に示される如く、予め光軸調整された光作動素子（発光ダイオード、半導体レーザ）２を基板（ヘッド部）４６ｂに搭載し、一方、電子回路を別の基板（本体部）４６ａに搭載している。そして、これらの基板４６ａ，４６ｂをフレキシブルプリント板４６ｃを用いて電気的に接続している。また、スリーブ５，６に形成された素子挿入孔５ａ，５ｂに光作動素子２を嵌挿することによって、光ファイバと光作動素子２との光軸合わせを行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
光データリンクは、送信部における光ファイバと発光素子との光軸調整と、受信部における光ファイバと受光素子との光軸調整が極めて重要である。
【０００７】
更に、送信部と受信部の両者を一体に組み付ける光データリンクにあっては、送信部と受信部との相互間の位置調整も重要である。即ち、受信部にあっては、光信号を出射する光ファイバ端とこの光信号を受光するための受光素子との光軸合わせには、サブミリオーダ程度で十分であるのに対し、送信部にあっては、光信号を出射する発光素子とこの光信号を入射するための光ファイバ端との光軸合わせには、サブミクロンオーダの極めて高い位置決め精度が要求され、このように送信部と受信部とに要求される位置決め精度が大きく相違することから、送信部と受信部を一体に組み付ける光データリンクの実現には技術的な困難性があった。
【０００８】
また、近年の超高速光データリンクにあっては、高速応答を満足させる為に、受光デバイスの受光面積も狭められる傾向にあり、受信部についてもミクロンオーダの光軸合わせ精度が要求される様になってきている。
【０００９】
この位置決め調整を行うために、前記特開平４−２１１２０８号公報に開示された光データリンクでは、予め金属性の光コネク夕内で、受光素子と光ファイバとの光結合、及び発光素子と光ファイバとの光結合を実際にモニタリングしながら、サブミクロンオーダの精度で夫々の素子と光ファイバとの光軸調整を行った後、受光素子と発光素子を樹脂封止にて金属パッケージに固定することにより、送・受信部の光軸間の位置決めを行っていた。従って、送・受信部の光軸間の位置決め精度は、樹脂封止のための金型の精度で決定されていた。
【００１０】
しかし、この位置決め調整の方法では、金属性のパッケージが高価になるのに加えて、樹脂封止工程で不良が発生した場合に、正常に作動する光コネクタをも廃棄しなければならず、歩留まり等に問題があった。また、電子回路を搭載した基板部と光コネクタとの接続にはＷ−ボンドを用いる必要があり、その距離が数ミリメートル以上を必要とすることから、ボンディングワイヤの寄生インダクタンス等の影響により高速動作の妨げともなっていた。
【００１１】
前記特開平７−１７７０８６号公報に開示された光データリンクでは、電子回路を構成するための電子素子を搭載する基板上に受光素子及び発光素子をも搭載し、この基板と光データリンクの筐体とをマクロに位置合わせすることで光軸調整も同時に行うという機構を採用している。
【００１２】
しかし、この機構では、受光素子及び発光素子を基板の所定箇所に搭載するための位置決め精度と、基板を筐体に取り付けるための位置決め精度、即ち２箇所の位置決め精度によって、光軸間の精度が決定される。したがって、全ての構成部品を極めて高い精度で加工することが要求されることから、歩留まり等に問題があった。また、この機構には、光ファイバーを保持するスリーブと各受光素子及び発光素子との間の位置を微調整するための手段が設けられていない。
【００１３】
更に、この機構では、前記筐体に基板を取り付け、その基板に受光素子及び発光素子を取り付けるので、基本的には上記筐体を基準として２箇所の微調整が行われることになる。このため、使用時等において、筐体に外力が掛かって基準である筐体自体に機械的歪みが生じると、光軸がずれるという可能性が残っている。
【００１４】
更に、受光素子及び発光素子と電子素子が同一の基板に搭載されるので、その搭載面積が筐体の容積にて制限されてしまい、多数の電子素子を搭載して高機能化を図ろうとする場合の障害になる等の課題がある。
【００１５】
特開平８−１３６７６７号公報に開示された光データリンクでは、受光素子及び発光素子を搭載する基板と電子素子を搭載する基板が分離されているので、電子素子の数が制限されない構成となっている。しかし、これらの電子素子にて構成される電子回路と受光素子及び発光素子との間を電気配線にて別途接続する必要があるので、電気配線の寄生インダクタンス等の影響により高速動作が妨げられるという課題がある。また、上記各基板を分離したことで部品点数の増加を招き、生産性が低下するという課題もある。
【００１６】
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みて成されたものであり、製造が容易で、機械的信頼性が高く且つ高性能な光データリンク及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【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、光ファイバにより伝送される光信号と対応する電気信号間でいずれか一方の信号を他方の信号に変換して出力する変換素子（発光素子または受光素子のいずれかあるいはその両方）と、変換素子を搭載する変換素子搭載部と、変換素子の一端に電気的に接続されるリードピンと、電子回路を構成する電子素子を搭載する電子素子搭載部と、外部接続用の外部リードピンとを有するリードフレームと、光ファイバを内部に収容するスリーブと嵌合して光ファイバを変換素子に光学的に結合させる結合部と、光軸が変換素子の光軸と一致する集光部とを含み、変換素子を封止する第一の樹脂と、第一の樹脂から分離して電子素子を封止する第二の樹脂と、スリーブおよび第二の樹脂を固定する筐体とを備え、結合部及び集光部は第一の樹脂にて変換素子搭載部に一体にモールド成型されており、電子素子は電子素子搭載部に一体に第二の樹脂にてモールド成型され、リードフレームのリードピンは、第一の樹脂と第二の樹脂の間で露出している部分を有し、この部分は鉤状に屈曲させて形成された山部あるいは谷部を有する。
【００１８】
このようにすれば、光ファイバと変換素子の光軸調整は、樹脂により変換素子及び集光部と一体成形された結合部により行われる。樹脂成型のため、精度良く量産することが容易である。
【００１９】
このような目的を達成するために本発明は、第一の光ファイバにて伝送される光信号を電気信号に変換する第一の変換素子と、電気信号を光信号に変換して第二の光ファイバへ送出する第二の変換素子と、第一及び第二の変換素子を搭載する変換素子搭載部と、第一の変換素子の一端及び第二の変換素子の一端にそれぞれ電気的に接続されるリードピンと、電子回路を構成する電子素子を搭載する電子素子搭載部と、外部接続用の外部リードピンとを有するリードフレームと、第一の光ファイバを内部に収容する第一のスリーブと嵌合して第一の光ファイバを第一の変換素子に光学的に結合させる第一の結合部と、光軸が第一の変換素子の光軸と一致する第一の集光部と、第二の光ファイバを内部に収容する第二のスリーブと嵌合して第二の光ファイバを第二の変換素子に光学的に結合させる第二の結合部と、光軸が第二の変換素子の光軸と一致する第二の集光部とを含み、第一、第二の変換素子を封止する第一の樹脂と、第一の樹脂から分離して電子素子を封止される第二の樹脂と、スリーブおよび第二の樹脂を固定する筐体とを備え、第一，第二の結合部及び第一，第二の集光部が、第一の樹脂にて変換素子搭載部に一体にモールド成型されており、電子素子は、電子素子搭載部に一体にモールド成型され、リードフレームのリードピンは、第一の樹脂と第二の樹脂の間で露出している部分を有し、この部分は鉤状に屈曲させて形成された山部あるいは谷部を有する。
また、この発明では、第二の樹脂は、光透過性を有しないことを特徴とすることができる。
【００２０】
このような目的を達成するために本発明は、光ファイバと電気信号線を接続する光データリンクの製造方法において、リードフレームの所定箇所に設けられた変換素子搭載部に光信号と電気信号間でいずれか一方の信号を他方の信号に変換して出力する変換素子を搭載する工程と、リードフレームの変換素子搭載部から隔離した所定箇所に設けられた電子素子搭載部に電子素子を搭載する工程と、第一の樹脂にて、変換素子を封止すると共に、光ファイバを内部に収容しているスリーブと嵌合して、光ファイバを光電気変換素子に光学的に結合させる結合部及び、光軸が変換素子の光軸と一致する集光部とを、変換素子搭載部に一体にモールド成型する工程と、電子素子を、第二の樹脂により封止して、電子素子搭載部を第一の樹脂と別に一体にモールド成形する工程と、第一と第二の樹脂の間で露出しているリードフレームを、山部あるいは谷部を形成するように鉤状に折り曲げてユニットを形成する工程と、スリーブおよびユニットを筐体に固定する工程とを備える。
このような目的を達成するために本発明は、送信及び受信用の二組の光ファイバと電気信号線を相互に接続する光データリンクの製造方法において、リードフレームの所定箇所に設けられた変換素子搭載部に、光信号を電気信号に変換する第一の変換素子と電気信号を光信号に変換する第二の変換素子をそれぞれ搭載する工程と、リードフレームの変換素子搭載部から隔離した所定箇所に設けられた電子素子搭載部に電子素子を搭載する工程と、第一の樹脂にて、第一及び第二の変換素子を封止すると共に、第一及び第二の光ファイバをそれぞれ内部に収容しているスリーブと嵌合して、各光ファイバを第一及び第二の変換素子に光学的に結合させる第一及び第二の結合部、光軸がそれぞれ第一及び第二の変換素子の光軸と一致する第一及び第二の集光部を、変換素子搭載部に一体にモールド成型する工程と、電子素子を、第二の樹脂により封止して、電子素子搭載部を第一の樹脂と別に一体にモールド成形する工程と、第一と第二の樹脂の間で露出しているリードフレームを、山部あるいは谷部を形成するように鉤状に折り曲げてユニットを形成する工程と、スリーブおよびユニットを筐体に固定する工程とを備える。
また、本発明では、第二の樹脂は、光透過性を有しないようにしてもよい。
さらに、本発明では、第一の樹脂の変換素子搭載部へのモールド成型と第二の樹脂の電子素子搭載部へのモールド成型を同時に行うことができる。
【００２２】
この山部あるいは谷部は第一の樹脂と第二の樹脂の間の距離の変動を吸収する機能を有するので、第一の樹脂上の光ファイバとの接続部及び第二の樹脂のリードピン接続部での精度を独立に確保することができる。
【００２５】
ここで、第二の樹脂は、光透過性を有しないものでもよい。これによれば、電子回路上の電子素子への不要な光入射が遮蔽される。
【００２６】
【実施の形態】
以下、本発明の光データリンクに係る一実施の形態を図面と共に説明する。ここで、図１は、この光データリンクのリードフレーム部分の斜視図、図２は、その断面構成図である。
【００２７】
図１、図２に示すように、本発明の送信ユニットは、それぞれがリードフレーム２を挟みこむように樹脂により個別にモールド成型された送信部ＭＷ１と電子回路部ＭＷ２からなる。電子回路部ＭＷ２の主面は、送信部ＭＷ１の主面に直交する方向に対してわずかに傾けられて配置されている。送信部ＭＷ１の前面（電子回路部ＭＷ２と対向する面の反対面）には、送信用の光ファイバ（図示していない）との結合部２８が設けられている。つまり、送信部ＭＷ１からの光の出射方向は、送信部ＭＷ１の主面に直交している。さらに、結合部２８の内部には、集光レンズ２６が形成されており、その内側に発光素子ＬＤが配置されている。この発光素子ＬＤは、金属製リードフレーム２の変換素子搭載部４に接続されている。この送信部ＭＷ１と電子回路部ＭＷ２は、リードフレーム２の複数のリードピン１２により接続されており、このリードピン１２は、鉤状に折り曲げられて、両者の間に山部を形成している。これらのリードピン１２は送信部ＭＷ１と電子回路部ＭＷ２にそれぞれの主面に平行な方向から引き出されている。電子回路部ＭＷ２から引き出されたリードピン１２の最初の屈曲部がこの電子回路部ＭＷ２の主面となす角度は９０度より大きく、それ以外のリードピン１２の屈曲部のなす角度はほぼ９０度である。このため、電子回路部ＭＷ２は送信部ＭＷ１に入射する光の光軸に対して前述したように傾斜して取り付けられている。
【００２８】
電子回路部ＭＷ２には、発光素子ＬＤ用の電子回路を形成する電子素子等が搭載された電子素子搭載部８が封入されている。電子回路部ＭＷ２のリードピン１２の反対側からは、外部接続用のリードピン１６、１８が引き出されており、主面に略直交する方向に折り曲げられている。
【００２９】
発光素子ＬＤに代えて受光素子ＰＤを用いれば、受信ユニットを製作することができる。これらの送信あるいは受信ユニットは、送信ユニットを例にとると、送信部ＭＷ１と電子回路部ＭＷ２とを接続するリードピン１２を屈曲させているので、この屈曲により送信部ＭＷ１と電子回路部ＭＷ２の間隔を微調整することができる。
【００３０】
この送信ユニットと受信ユニットは光ファイバが挿入されたフェルール（図示していない）を固定するスリーブ３０とともに、筐体３２、４０内に固定されて、光データリンクを形成している。
【００３１】
電子回路部ＭＷ２が送信部（受信部）ＭＷ１に対して傾斜して取り付けられているので、筐体への固定が容易で、かつ、リードフレーム１２の全長を短縮でき、さらにリードフレーム１２にかかる応力を減少させることができる。
【００３２】
次に、この装置の製造工程を説明する。ここでは、送信ユニットと受信ユニットを一体化した送・受信ユニットＴＲＵの製造工程を例に挙げて説明する。図３は、このＴＲＵを製造するために用いられるリードフレームの加工前の状態を示す平面図、図４は、加工途中におけるリードフレームの不要部分を除去した状態を示す平面図、図５は、リードフレームの加工途中の状態を更に説明するための説明図である。
【００３３】
まず、図３を参照して、加工前の金属製リードフレーム２の構成を説明する。このリードフレーム２には、発光素子ＬＤを搭載する第一の変換素子搭載部４と、受光素子ＰＤを搭載する第二の変換素子搭載部６と、発光素子ＬＤに関わる電子回路を構成する電子素子を搭載する第一の電子素子搭載部８と、受光素子ＰＤに関わる電子回路を構成する電子素子を搭載するための第二の電子素子搭載部１０が備えられている。
【００３４】
そして、第一の変換素子搭載部４と第一の電子素子搭載部８との間には、第一の電子素子搭載部８上に形成される前記電子回路と発光素子ＬＤとの間を電気的に接続するための複数本（この実施の形態では５本）のリードピン１２が備えられ、第二の変換素子搭載部６と第二の電子素子搭載部１０との間には、第二の電子素子搭載部１０上に形成される前記電子回路と受光素子ＰＤとを電気的に接続するための複数本（この実施の形態では３本）のリードピン１４が備えられている。
【００３５】
次に、かかる形状を有するリードフレーム２を用いて光データリンクを製造する工程を各図を参照しつつ説明する。
【００３６】
図３において、リードフレーム２の第一の変換素子搭載部４の所定部分に発光素子ＬＤを、第二の変換素子搭載部６の所定部分に受光素子ＰＤをそれぞれ載置する。なお、これらの変換素子ＬＤ、ＰＤをおのおのの変換素子搭載部４，６に直接載置してもよいし、変換素子搭載部４、６上にそれぞれセラミックスの絶縁薄板を搭載した上で、これらの絶縁薄板上に変換素子ＬＤ、ＰＤをそれぞれ載置してもよい。また、変換素子搭載部４、６の所定箇所、例えば変換素子ＬＤ、ＰＤの電源ラインに近接した位置に電源バイパスコンデンサ等の電子素子も一緒に接続し、素子間の接続距離を短くすることによって雑音特性の改善を図る等の考慮をすることが好ましい。
【００３７】
そして、発光素子ＬＤ上に形成されているいわゆるボンディングパッドとリードピン１２のそれぞれの所定の接続用接点とをワイヤボンディングにより電気的に接続する。受光素子ＰＤとリードピン１４についても、同様に電気的接続を行う。
【００３８】
また、第一、第二の電子素子搭載部８、１０にも、それぞれ所定の配線パターンを有する配線基板や電子素子を載置し、第一の電子素子搭載部８とリードピン１２のそれぞれの所定の接続用接点とをワイヤボンディングにて電気的に接続し、第二の電子素子搭載部１０とリードピン１４についても同様に電気的に接続する。
【００３９】
次に、所定の金型を用いて、図３中に点線Ｗ１で示す範囲内を第一の樹脂にてモールドすることにより、その範囲内に存在するベアチップＬＤ、ＰＤ及びボンディングワイヤ等を第一、第二の変換素子搭載部４、６と一体に樹脂封止する。ここで、第一の樹脂には、この光データリンクで用いられる光信号に対して光透過性を有する樹脂が用いられる。なお、詳細は後述するが、この金型にてモールド成型すると、前述の図１に示される送信ユニットと同様に、発光素子ＬＤの主面に対応する集光レンズ２６と結合部２８、及び受光素子ＰＤの主面に対応する集光レンズ２６’と結合部２８’が一体に樹脂成型されて、送受信部ＭＷ１が形成される。
【００４０】
次に、別の金型にて、図３中に一点鎖線Ｗ２で示す範囲内を第二の樹脂にてモールドすることにより、その範囲内に存在する電子素子やボンディングワイヤ等を第一、第二の電子素子搭載部８、１０と一体に樹脂封止する。ここで、第二の樹脂は、第一の樹脂とは異なり、光透過性を有しない樹脂が用いられ、電子素子等を外光から遮光することが好ましい。こうして樹脂成型された電子回路部ＭＷ２を形成する。
【００４１】
なお、ここでは、第一の樹脂と第二の樹脂によるモールド成型をそれぞれ別々に行う場合について説明したが、一つの金型で同時にモールド成型してもよい。
【００４３】
ここで、送受信部ＭＷ１に第一の樹脂によりモールド成型される集光レンズ２６、２６’と結合部２８、２８’の構造を図４を参照して述べる。送受信部ＭＷ１のモールド成型用の金型には予めこれら集光レンズ２６、２６’及び結合部２８、２８’に合わせた形状が形成されており、この金型を用いたモールド成型が行われることにより、変換素子ＬＤ及びＰＤ側に集光レンズ２６、２６’及び結合部２８、２８’が成型される。
【００４４】
集光レンズ２６と２６’及び結合部２８と２８’は各々同一の形状であるので、図４ではこれらをまとめて示している。
【００４５】
集光レンズ２６は、その光軸を発光素子ＬＤの光軸に一致させて成型され、結合部２８には、集光レンズ２６に近づくに従って次第に内径が小さくなっていく円錐状の内壁を有する凹部２８ａが形成されている。同様に、集光レンズ２６’は、その光軸が受光素子ＰＤの光軸に一致して成型され、結合部２８’には、集光レンズ２６’に近づくに従って次第に内径が小さくなっていく円錐状の内壁を有する凹部２８ａ’が形成されている。そして、結合部２８の凹部２８ａと、結合部２８’の凹部２８ａ’にそれぞれ後述するスリーブ３０を嵌合させることで光ファイバを接続するようになっている。
【００４６】
次に、図５に示すように、送受信部ＭＷ１と電子回路部ＭＷ２の樹脂封止部分からはみ出したリードフレームを所定部分で裁断することにより不要な部分を除去すると共に、リードピン１２、１４及び外部リードピン１６、１８、２０を個々に分離する。
【００４７】
次に、リードピン１２、１４の長手方向に対して直交して示す二点鎖線Ａ１（図５参照）に平行する３ヶ所で、リードピン１２、１４及び連結部２２、２４を折り曲げることで、図６に示すように、変換素子ＬＤ、ＰＤ及びこれらに対応して成型された集光レンズ２６、２６’及び結合部２８、２８’を外側に向け、かつ、送受信部ＭＷ１が電子回路部ＭＷ２に対して直角となるように加工する。ここでは、リードピン１２、１４及び連結部２２、２４は、送受信部ＭＷ１と電子回路部ＭＷ２に対して谷部を形成している。さらに、図５中の二点鎖線Ａ２に沿って外部リードピン１６、１８、２０を所定方向に曲げ加工する。
【００４８】
このように、リードフレーム２に所定のモールド成型を行い、曲げ加工等を行うことにより、第一の変換素子搭載部４及び第一の電子素子搭載部８にモールド成型された構成要素から成る送信部と、第二の変換素子搭載部６及び第二の電子素子搭載部１０にモールド成型された構成要素から成る受信部を備えた送・受信ユニットＴＲＵが形成される。
【００４９】
次に、図７に示されるように、この送・受信ユニットＴＲＵの送受信部ＭＷ１に一体成型された結合部２８、２８’のそれぞれに光ファイバＦＬ１、ＦＬ２をフェルール５０、５０’を介して固定している円筒状のスリーブ３０、３０’の先端部３０ａ、３０ａ’を組み付ける。
【００５０】
ここで、このスリーブ３０（３０’）の構造を図８に示す。図９（ａ）がその外観斜視図、同図（ｂ）が断面構成図である。このスリーブ３０は、金属又はプラスチック等の樹脂により形成された円筒状部品であり、その先端部分３０ａが、結合部２８，２８’の各々の凹部２８ａ，２８ａ’の内壁に嵌合するよう、その先端に近づくにしたがって次第に外径が小さくなる円錐台状に成型されている。さらに、スリーブ３０の長手方向に沿って成型された中心孔３０ｂ中には、先端部分３０ａの側にレンズ３０ｃが設けられ、更にレンズ３０ｃの後方の一端には、前述の光ファイバＦＬ１（ＦＬ２）を保持するフェルール５０（５０’）を中心孔３０ｂ中に挿入したときに、そのフェルールの先端を当接させて位置決めを行うための段部３０ｄが成型されている。
【００５１】
そして、上記スリーブ３０の先端部分３０ａを送信部側の結合部２８の凹部２８ａに挿入すると、図９に示されるように、凹部２８ａの内壁と先端部３０ａの外壁とが嵌合して相互に位置決めされ、送信部に備えられているベアチップＬＤの光軸及び集光レンズ２６の光軸Ｑとレンズ３０ｃの光軸が一致する。後述するように、光ファイバＦＬ１を保持するフェルール５０をスリーブ３０の後端（図９の右側）から中心孔３０ｂに挿入すると、その光ファイバＦＬ１の光入射端をこの光軸Ｑに一致させることができる。
【００５２】
同様に、受信部側の結合部２８’の凹部２８ａ’にスリーブ３０’を挿入することにより、受信部に備えられているベアチップＰＤの光軸及び集光レンズ２６’の光軸Ｑ’とレンズ３０ｃ’の光軸が一致し、光ファイバＦＬ２を保持するフェルール５０’をスリーブ３０’の後端から中心孔３０ｂに挿入することで、その光ファイバＦＬ２の光出射端をこの光軸Ｑ’に一致させることができる。
【００５３】
その後、図１０に示されるように、送・受信ユニットＴＲＵとスリーブ３０、３０’を光データリンクの筐体３２内に組み込む。この筐体３２の内部には、スリーブ３０及び３０’に嵌合してこれらを固定する嵌合部と、送・受信ユニットＴＲＵの所定の端部に係合する係合部や嵌合する係合部が設けられており、これらの係合部や嵌合部によって、送・受信ユニットＴＲＵ及びスリーブ３０、３０’が筐体３２内の所定の位置に固着される。更に、これらのスリーブ３０、３０’の側壁及び筐体３２の内壁に嵌合する所定形状のホルダー３４を筐体３２内に組み付けることにより、スリーブ３０、３０’の機械的な位置ずれ等の発生の防止をさらに確実にしている。
【００５４】
また、筐体３２には、スリーブ３０、３０’の後端側（フェルール５０、５０’が挿入される側）の側端に、開口３６、３６’が予め形成されており、筐体３２の外側から開口３６、３６’を通して光ファイバＦＬ１、ＦＬ２が挿入されたフェルール５０、５０’をスリーブ３０、３０’のそれぞれの中心孔に嵌挿させることができる。この結果、前述したように、光ファイバＦＬ１により伝送されてくる信号光Ｈ_RXが受光素子ＰＤで受信可能となり、一方、発光素子ＬＤから出射される信号光Ｈ_TXが光ファイバＦＬ２により伝送可能となる。そして、筐体３２の底端に矩形平板状の底板４０を固定することによって、光データリングが完成する。
【００５５】
かかる構造を有する光データリンクによれば、発光素子ＬＤと受光素子ＰＤがリードフレームの所定の搭載部４、６に一体にモールドされ、これと同時にスリーブ３０、３０’を嵌合させるための結合部２８、２８’も一体にモールド成型されるので、変換素子ＬＤ、ＰＤと結合部２８、２８’との相対位置のずれを確実に防止することができる。さらに、このように一体成型された結合部２８、２８’に、スリーブ３０、３０’を嵌合させた状態で筐体３２に組み付けるので、スリーブ３０、３０’と結合部２８、２８’及び変換素子ＬＤ、ＰＤの間の位置決め精度が向上する。この結果、光ファイバを保持するフェルールをこれらのスリーブ３０、３０’に嵌挿させると、各光ファイバと各変換素子ＬＤ、ＰＤとの光結合が確実となり、且つ機械的な位置ずれも確実に防止することができる。
【００５６】
また、変換素子ＬＤ、ＰＤの各々に対応して形成される集光レンズ２６、２６’及び結合部２８、２８’を光信号に対して透過性を有する樹脂にて一体成型するので、光ファイバからの光信号の受信及び光信号の光ファイバへの送出を行うことができ、光通信に支障をきたさない。
【００５７】
また、樹脂により、送・受信部が一括してリードフレームにモールド成型されるので、個々の構成部品を高い精度で形成し、これらの構成部品を組み合わせることによって高い精度の光データリンクを実現する場合に較べて、製造が容易となり、生産性の向上を図ることができる。
【００５８】
また、送・受信部を一括して樹脂モールドすることにより、機械的な可動部分を排除した送・受信ユニットＴＲＵが形成され、この一体化された送・受信ユニットＴＲＵにスリーブ３０，３０’を嵌合させて筐体３２に組み付けるので、これら送・受信ユニットＴＲＵとスリーブ３０，３０’との位置決め精度は、筐体３２とは独立に決まる。したがって、この光データリンクの使用中に、筐体３２が外力によって機械的に歪むような場合でも、送・受信ユニットＴＲＵとスリーブ３０，３０’との相対位置がこの機械的歪みによって影響されず、スリーブ３０，３０’に嵌挿されるフェルール５０、５０’内に固定された光ファイバＦＬ１、ＦＬ２と送・受信ユニットＴＲＵ中の変換素子ＬＤ、ＰＤの間の光結合が安定に維持されることとなり、高品質の光通信を実現し得る高性能の光データリンクを提供することができる。
【００６３】
また、以上の説明では、受信部と送信部との両者を備えた光データリンクを説明したが、本発明はかかる構造の光データリンクに限るものではなく、少なくとも受信部と送信部のいずれか一方を備えるものも含まれる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、送信部用の発光素子又は受信部用の受光素子あるいはこれら両素子を、光信号に対して透過性を有する樹脂にて、リードフレームにモールド成型するので、機械的信頼性が高く且つ高性能の光データリンクを提供することができる。更に、このモールド成型により、製造が容易となるので、生産性の向上を図ることができる。
【００６５】
また、光ファイバを発光素子や受光素子に光結合させるための結合部を前記モールド成型の際に同時に一体成型するので、この点でも生産性を向上することができると共に、機械的信頼性が高く且つ高性能の光データリンクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の光データリンクの概略斜視図である。
【図２】図１に係る装置の縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態の光データリンクを製造するために用いられるリードフレームの加工前の形状を示す平面図である。
【図４】図３に係るリードフレームの加工途中の形状を示す断面図である。
【図５】図３に係るリードフレームの不要部分を除去した状態を示す平面図である。
【図６】図３に係るリードフレームの加工途中の形状を更に説明するための断面図である。
【図７】図３に係る装置の送・受信ユニットの斜視図である。
【図８】図７に示されるスリーブの斜視図及び断面図である。
【図９】図８に示されるスリーブと図７に示される結合部との嵌合状態を示す要部断面図である。
【図１０】本発明の光データリンクの組立状態を示す斜視図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical data link that is easy to manufacture, has high mechanical reliability, and has high performance, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventional optical data links include those disclosed in JP-A-4-211208, JP-A-7-177086, and JP-A-8-136767.
[0003]
In the optical data link disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-211208, as shown in FIGS. 2 and 3 of the accompanying drawings, a lead having a board portion 30b on which electronic components are mounted and lead pins 23 is mounted. A frame 30 and a metal optical connector 22 in which a light actuating element (light emitting element, light receiving element) previously aligned with an optical fiber is sealed are prepared, and both the lead frame 30 and the optical connector 22 are made of resin. It is structured to be integrally molded with.
[0004]
In the optical data link disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-177086, as shown in FIGS. 3 and 4 of the accompanying drawings, the sleeve 31 and the link housing (side plate) 23 are integrally molded with resin, Separately from this, an optical element (light emitting element) 18 is mounted on a predetermined portion of the circuit board 20, and this circuit board 20 is fitted into a predetermined portion of the link housing 20, whereby the optical element 18 and the sleeve 31 are mounted. The optical axis of the inner optical fiber is aligned. Further, a lens 39 for condensing the optical signal transmitted from the optical element 18 at the incident end of the optical fiber is provided in the sleeve 31, and this lens 39 is configured as a separate component from the link housing 20. Yes.
[0005]
In the optical data link disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-136767, as shown in FIGS. 2 and 3 of the accompanying drawings, an optical actuating element (light emitting diode, semiconductor laser) 2 whose optical axis is adjusted in advance is shown. Is mounted on a substrate (head portion) 46b, while the electronic circuit is mounted on another substrate (main body portion) 46a. And these board | substrates 46a and 46b are electrically connected using the flexible printed board 46c. In addition, the optical axis of the optical fiber and the optical actuating element 2 is aligned by inserting the optical actuating element 2 into the element insertion holes 5 a and 5 b formed in the sleeves 5 and 6.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the optical data link, the optical axis adjustment between the optical fiber and the light emitting element in the transmission unit and the optical axis adjustment between the optical fiber and the light receiving element in the reception unit are extremely important.
[0007]
  Furthermore, in the optical data link in which both the transmission unit and the reception unit are assembled together, positional adjustment between the transmission unit and the reception unit is also important. That is, in the receiving unit, an optical fiber end that emits an optical signal and a light receiving element for receiving the optical signalWithWhile submillimeter order is sufficient for aligning the optical axis, a light emitting element that emits an optical signal is used in the transmitter.WhenIn order to align the optical axis with the end of the optical fiber for entering this optical signal, extremely high positioning accuracy on the order of submicron is required, and thus the positioning accuracy required for the transmitter and the receiver is greatly different. For this reason, there has been a technical difficulty in realizing an optical data link in which the transmission unit and the reception unit are assembled together.
[0008]
In recent ultra-high-speed optical data links, the light-receiving area of the light-receiving device tends to be narrowed in order to satisfy high-speed response, and the optical axis alignment accuracy on the order of microns is required for the receiver. It is becoming.
[0009]
In order to perform this positioning adjustment, in the optical data link disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-211208, the optical coupling between the light receiving element and the optical fiber, and the light emitting element and the optical fiber in advance in the metallic optical connector. While actually monitoring the optical coupling with the fiber, after adjusting the optical axis of each element and the optical fiber with submicron accuracy, the light receiving element and the light emitting element are fixed to the metal package by resin sealing. As a result, positioning between the optical axes of the transmission and reception units has been performed. Therefore, the positioning accuracy between the optical axes of the transmission / reception units is determined by the accuracy of the mold for resin sealing.
[0010]
However, in this positioning adjustment method, in addition to the metal package becoming expensive, when a defect occurs in the resin sealing process, the optical connector that operates normally must be discarded, and the yield is increased. There was a problem. In addition, it is necessary to use a W-bond to connect the board part on which the electronic circuit is mounted and the optical connector, and the distance is required to be several millimeters or more. It was also an obstacle.
[0011]
In the optical data link disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-177086, a light receiving element and a light emitting element are also mounted on a substrate on which electronic elements for constituting an electronic circuit are mounted. A mechanism that adjusts the optical axis simultaneously by aligning the body with the macro is adopted.
[0012]
However, in this mechanism, the accuracy between the optical axes is improved by the positioning accuracy for mounting the light receiving element and the light emitting element at a predetermined location on the substrate and the positioning accuracy for mounting the substrate on the housing, that is, the positioning accuracy at two locations. It is determined. Therefore, since all components are required to be processed with extremely high accuracy, there is a problem in yield and the like. Further, this mechanism is not provided with means for finely adjusting the position between the sleeve holding the optical fiber and each light receiving element and light emitting element.
[0013]
Further, in this mechanism, a substrate is attached to the housing, and a light receiving element and a light emitting element are attached to the substrate. Thus, basically, two fine adjustments are performed based on the housing. For this reason, there is still a possibility that the optical axis is shifted when an external force is applied to the casing and mechanical distortion occurs in the casing itself as a reference during use.
[0014]
Furthermore, since the light receiving element and the light emitting element and the electronic element are mounted on the same substrate, the mounting area is limited by the volume of the housing, and a large number of electronic elements are mounted to increase functionality. There are problems such as becoming an obstacle in case.
[0015]
In the optical data link disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-136767, the substrate on which the light receiving element and the light emitting element are mounted and the substrate on which the electronic element is mounted are separated, so that the number of electronic elements is not limited. Yes. However, since it is necessary to separately connect the electronic circuit constituted by these electronic elements, the light receiving element, and the light emitting element with electric wiring, high-speed operation is hindered by the influence of parasitic inductance of the electric wiring. There are challenges. In addition, the separation of each of the substrates causes an increase in the number of parts, resulting in a problem of reduced productivity.
[0016]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and aims to provide an optical data link that is easy to manufacture, has high mechanical reliability, and has high performance, and a method for manufacturing the same. To do.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve such an object, the present invention provides a conversion element (a light emitting element or a light receiving element) that converts one signal between an optical signal transmitted by an optical fiber and a corresponding electric signal into the other signal and outputs it. One or both of the elements), a conversion element mounting part for mounting the conversion element, a lead pin electrically connected to one end of the conversion element, and an electronic element mounting part for mounting the electronic element constituting the electronic circuit, Lead frame having external lead pins for external connectionA coupling portion that fits with a sleeve that accommodates the optical fiber therein and optically couples the optical fiber to the conversion element, and a condensing portion whose optical axis coincides with the optical axis of the conversion element. A first resin that seals, a second resin that separates from the first resin and seals the electronic device, a sleeve and a housing that fixes the second resin, The part is molded integrally with the conversion element mounting part with the first resin, the electronic element is molded with the second resin integrally with the electronic element mounting part, and the lead pin of the lead frame is It has a part exposed between the resin and the second resin, and this part has a peak or valley formed by bending it into a bowl shape..
[0018]
If it does in this way, the optical axis adjustment of an optical fiber and a conversion element is performed by the coupling | bond part integrally formed with the conversion element and the condensing part with resin. Because of resin molding, it is easy to mass-produce with high accuracy.
[0019]
  In order to achieve such an object, the present invention provides a first conversion element that converts an optical signal transmitted through a first optical fiber into an electric signal, and a second conversion element that converts the electric signal into an optical signal. Electrically connected to the second conversion element to be sent to the optical fiber, the conversion element mounting portion for mounting the first and second conversion elements, and one end of the first conversion element and one end of the second conversion element, respectively And a lead frame having an electronic element mounting portion for mounting an electronic element constituting the electronic circuit, an external lead pin for external connection, and a first sleeve for accommodating the first optical fiber therein. A first coupling part for optically coupling the first optical fiber to the first conversion element, a first condensing part whose optical axis coincides with the optical axis of the first conversion element, A second sleeve that accommodates the second optical fiber therein, A second coupling part for optically coupling the fiber to the second conversion element; and a second condensing part whose optical axis coincides with the optical axis of the second conversion element. A first resin that seals the conversion element; a second resin that is separated from the first resin and that seals the electronic element; and a housing that fixes the sleeve and the second resin. The second coupling part and the first and second light converging parts are molded integrally with the conversion element mounting part with the first resin, and the electronic element is molded integrally with the electronic element mounting part. In addition, the lead pin of the lead frame has a portion exposed between the first resin and the second resin, and this portion has a peak portion or a valley portion formed by bending in a bowl shape.
  Moreover, in this invention, 2nd resin can be characterized by not having light transmittance.
[0020]
  In order to achieve such an object, the present invention provides an optical data link manufacturing method for connecting an optical fiber and an electric signal line. The step of mounting a conversion element that converts one of the signals into the other signal and outputs it, and mounting the electronic element on an electronic element mounting portion provided at a predetermined location isolated from the conversion element mounting portion of the lead frame A coupling portion for optically coupling the optical fiber to the photoelectric conversion element by sealing the conversion element with the first resin and fitting with the sleeve containing the optical fiber therein; A step of integrally molding the light converging part whose optical axis coincides with the optical axis of the conversion element on the conversion element mounting part, and sealing the electronic element with a second resin, Aside from the first resin A step of forming a unit by bending the lead frame exposed between the first and second resins into a bowl shape so as to form a crest or a trough, and a sleeve and a unit Fixing to the housing.
  In order to achieve such an object, the present invention provides an optical data link manufacturing method for connecting two sets of optical fibers for transmission and reception and electrical signal lines to each other. A step of mounting a first conversion element for converting an optical signal into an electrical signal and a second conversion element for converting an electrical signal into an optical signal, respectively, and a predetermined isolation isolated from the conversion element mounting part of the lead frame. A step of mounting the electronic element on the electronic element mounting portion provided at the location, and sealing the first and second conversion elements with the first resin, and the first and second optical fibers respectively The first and second coupling parts, which optically couple the optical fibers to the first and second conversion elements, and the optical axes are the first and second conversions, respectively. First and coincident with the optical axis of the element The step of molding the second condensing part integrally with the conversion element mounting part, the electronic element is sealed with the second resin, and the electronic element mounting part is integrally molded separately from the first resin. A step of forming a unit by bending the lead frame exposed between the first and second resins into a bowl shape so as to form a crest or a trough, and the sleeve and the unit in the casing A fixing step.
  In the present invention, the second resin may not have optical transparency.
  Furthermore, in the present invention, molding of the first resin on the conversion element mounting portion and molding of the second resin on the electronic element mounting portion can be performed simultaneously.
[0022]
Since this crest or trough has the function of absorbing fluctuations in the distance between the first resin and the second resin, the connection portion with the optical fiber on the first resin and the lead pin connection of the second resin The accuracy at the section can be secured independently.
[0025]
Here, the second resin may not have optical transparency. According to this, unnecessary light incident on the electronic element on the electronic circuit is shielded.
[0026]
Embodiment
Hereinafter, an embodiment according to the optical data link of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, FIG. 1 is a perspective view of a lead frame portion of the optical data link, and FIG. 2 is a sectional view thereof.
[0027]
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the transmission unit of the present invention includes a transmission unit MW1 and an electronic circuit unit MW2 that are individually molded with resin so as to sandwich the lead frame 2, respectively. The main surface of the electronic circuit unit MW2 is slightly tilted with respect to the direction orthogonal to the main surface of the transmission unit MW1. A coupling unit 28 with a transmission optical fiber (not shown) is provided on the front surface of the transmission unit MW1 (the surface opposite to the surface facing the electronic circuit unit MW2). That is, the light emission direction from the transmission unit MW1 is orthogonal to the main surface of the transmission unit MW1. Further, a condensing lens 26 is formed inside the coupling portion 28, and a light emitting element LD is disposed inside thereof. The light emitting element LD is connected to the conversion element mounting portion 4 of the metal lead frame 2. The transmission unit MW1 and the electronic circuit unit MW2 are connected by a plurality of lead pins 12 of the lead frame 2, and the lead pins 12 are bent in a hook shape to form a peak portion therebetween. These lead pins 12 are led out from the transmission unit MW1 and the electronic circuit unit MW2 in directions parallel to the main surfaces. The angle formed by the first bent portion of the lead pin 12 drawn out from the electronic circuit portion MW2 and the main surface of the electronic circuit portion MW2 is greater than 90 degrees, and the angle formed by the other bent portions of the lead pin 12 is approximately 90 degrees. . For this reason, the electronic circuit unit MW2 is attached with an inclination as described above with respect to the optical axis of the light incident on the transmission unit MW1.
[0028]
The electronic circuit unit MW2 encloses an electronic element mounting unit 8 on which electronic elements and the like that form an electronic circuit for the light emitting element LD are mounted. External connection lead pins 16 and 18 are drawn out from the side opposite to the lead pin 12 of the electronic circuit unit MW2, and are bent in a direction substantially orthogonal to the main surface.
[0029]
If a light receiving element PD is used instead of the light emitting element LD, a receiving unit can be manufactured. When these transmission or reception units are taken as an example, the lead pin 12 that connects the transmission unit MW1 and the electronic circuit unit MW2 is bent, so that the space between the transmission unit MW1 and the electronic circuit unit MW2 is bent. Can be fine-tuned.
[0030]
The transmission unit and the reception unit are fixed in the casings 32 and 40 together with a sleeve 30 for fixing a ferrule (not shown) in which an optical fiber is inserted to form an optical data link.
[0031]
Since the electronic circuit unit MW2 is attached to the transmission unit (reception unit) MW1 so as to be inclined, the electronic circuit unit MW2 can be easily fixed to the housing, and the total length of the lead frame 12 can be shortened. Stress can be reduced.
[0032]
Next, the manufacturing process of this apparatus will be described. Here, the manufacturing process of the transmission / reception unit TRU in which the transmission unit and the reception unit are integrated will be described as an example. FIG. 3 is a plan view showing a state before processing of a lead frame used for manufacturing this TRU, FIG. 4 is a plan view showing a state in which unnecessary portions of the lead frame are removed during processing, and FIG. It is explanatory drawing for demonstrating further the state in the middle of the process of a lead frame.
[0033]
First, the configuration of the metal lead frame 2 before processing will be described with reference to FIG. The lead frame 2 includes a first conversion element mounting portion 4 on which the light emitting element LD is mounted, a second conversion element mounting portion 6 on which the light receiving element PD is mounted, and an electronic circuit constituting an electronic circuit related to the light emitting element LD. A first electronic element mounting part 8 for mounting elements and a second electronic element mounting part 10 for mounting electronic elements constituting an electronic circuit related to the light receiving element PD are provided.
[0034]
And between the 1st conversion element mounting part 4 and the 1st electronic element mounting part 8, between the said electronic circuit and light emitting element LD formed on the 1st electronic element mounting part 8 is electrically connected. A plurality of lead pins 12 (5 in this embodiment) are provided for connection, and the second conversion element mounting portion 6 and the second electronic element mounting portion 10 are connected between the second conversion element mounting portion 6 and the second electronic element mounting portion 10. A plurality of (three in this embodiment) lead pins 14 are provided for electrically connecting the electronic circuit formed on the electronic element mounting portion 10 and the light receiving element PD.
[0035]
Next, a process of manufacturing an optical data link using the lead frame 2 having such a shape will be described with reference to the drawings.
[0036]
In FIG. 3, the light emitting element LD is mounted on a predetermined portion of the first conversion element mounting portion 4 of the lead frame 2, and the light receiving element PD is mounted on a predetermined portion of the second conversion element mounting portion 6. These conversion elements LD and PD may be mounted directly on the conversion element mounting portions 4 and 6, respectively, or after mounting a ceramic insulating thin plate on the conversion element mounting portions 4 and 6, respectively. The conversion elements LD and PD may be mounted on the insulating thin plate. In addition, electronic devices such as a power supply bypass capacitor are connected together at predetermined positions of the conversion element mounting portions 4 and 6, for example, positions close to the power supply lines of the conversion elements LD and PD, thereby shortening the connection distance between the elements. It is preferable to consider such as improving noise characteristics.
[0037]
Then, a so-called bonding pad formed on the light emitting element LD and each predetermined connection contact of the lead pin 12 are electrically connected by wire bonding. Similarly, the light receiving element PD and the lead pin 14 are electrically connected.
[0038]
In addition, wiring boards and electronic elements each having a predetermined wiring pattern are placed on the first and second electronic element mounting portions 8 and 10, respectively, and the first electronic element mounting portion 8 and the lead pins 12 are respectively predetermined. The second electronic element mounting portion 10 and the lead pin 14 are electrically connected in the same manner.
[0039]
Next, using a predetermined mold, the area indicated by the dotted line W1 in FIG. 3 is molded with the first resin, so that the bare chips LD, PD, bonding wires, and the like existing in the area are first molded. The resin is sealed integrally with the second conversion element mounting portions 4 and 6. Here, as the first resin, a resin having optical transparency with respect to an optical signal used in the optical data link is used. Although details will be described later, when the mold is formed with this mold, the condensing lens 26 and the coupling portion 28 corresponding to the main surface of the light emitting element LD, and the light receiving unit, as in the transmission unit shown in FIG. The condensing lens 26 ′ and the coupling portion 28 ′ corresponding to the main surface of the element PD are integrally resin-molded to form the transmission / reception unit MW1.
[0040]
Next, with another mold, the range indicated by the alternate long and short dash line W2 in FIG. 3 is molded with the second resin, so that the electronic elements, bonding wires, etc. existing in the range are first, Resin sealing is performed integrally with the second electronic element mounting portions 8 and 10. Here, unlike the first resin, the second resin is a resin that does not have optical transparency, and it is preferable to shield the electronic element and the like from external light. Thus, the resin-molded electronic circuit part MW2 is formed.
[0041]
In addition, although the case where the molding with the first resin and the second resin is performed separately has been described here, the molding may be simultaneously performed with one mold.
[0043]
Here, the structure of the condensing lenses 26 and 26 ′ and the coupling portions 28 and 28 ′ molded by the first resin in the transmission / reception unit MW <b> 1 will be described with reference to FIG. 4. The mold for molding of the transmission / reception unit MW1 is preliminarily formed in a shape corresponding to the condenser lenses 26, 26 'and the coupling units 28, 28', and molding using this mold is performed. Thus, the condensing lenses 26 and 26 ′ and the coupling portions 28 and 28 ′ are molded on the conversion element LD and PD sides.
[0044]
Since the condenser lenses 26 and 26 'and the coupling portions 28 and 28' have the same shape, they are collectively shown in FIG.
[0045]
  The condenser lens 26 has its optical axis aligned with that of the light emitting element LD.optical axisA concave portion 28 a having a conical inner wall whose inner diameter gradually decreases as it approaches the condenser lens 26 is formed in the coupling portion 28. Similarly, the condenser lens 26 'has an optical axis of the light receiving element PD.optical axisThe coupling portion 28 ′ is formed with a concave portion 28 a ′ having a conical inner wall whose inner diameter gradually decreases as it approaches the condenser lens 26 ′. Then, an optical fiber is connected by fitting a sleeve 30 described later into the recess 28a of the coupling portion 28 and the recess 28a 'of the coupling portion 28'.
[0046]
Next, as shown in FIG. 5, unnecessary portions are removed by cutting the lead frame protruding from the resin-sealed portions of the transmission / reception unit MW1 and the electronic circuit unit MW2 at predetermined portions, and lead pins 12, 14 and external The lead pins 16, 18, 20 are separated individually.
[0047]
Next, the lead pins 12 and 14 and the connecting portions 22 and 24 are bent at three points parallel to the two-dot chain line A1 (see FIG. 5) perpendicular to the longitudinal direction of the lead pins 12 and 14, thereby FIG. As shown in FIG. 5, the conversion elements LD and PD and the condensing lenses 26 and 26 ′ and the coupling portions 28 and 28 ′ molded correspondingly are directed outward, and the transmission / reception unit MW1 is connected to the electronic circuit unit MW2. To make a right angle. Here, the lead pins 12 and 14 and the connecting portions 22 and 24 form valleys with respect to the transmission / reception unit MW1 and the electronic circuit unit MW2. Further, the external lead pins 16, 18, and 20 are bent in a predetermined direction along the two-dot chain line A2 in FIG.
[0048]
In this way, a predetermined molding is performed on the lead frame 2 and bending or the like is performed, so that the transmission composed of the components molded in the first conversion element mounting portion 4 and the first electronic element mounting portion 8 is performed. And a transmission / reception unit TRU having a receiving part composed of components molded in the second conversion element mounting part 6 and the second electronic element mounting part 10 are formed.
[0049]
Next, as shown in FIG. 7, the optical fibers FL1 and FL2 are fixed to the coupling portions 28 and 28 'integrally formed with the transmission / reception unit MW1 of the transmission / reception unit TRU via the ferrules 50 and 50', respectively. The tip portions 30a and 30a 'of the cylindrical sleeves 30 and 30' are assembled.
[0050]
Here, the structure of the sleeve 30 (30 ') is shown in FIG. FIG. 9A is an external perspective view, and FIG. 9B is a sectional view. The sleeve 30 is a cylindrical part formed of a resin such as metal or plastic, and the tip portion 30a thereof is fitted to the inner wall of each of the concave portions 28a and 28a ′ of the coupling portions 28 and 28 ′. It is formed into a truncated cone shape that gradually decreases in outer diameter as it approaches the tip. Further, in the center hole 30b molded along the longitudinal direction of the sleeve 30, a lens 30c is provided on the end portion 30a side, and further, the optical fiber FL1 (FL2) described above is provided at one end on the rear side of the lens 30c. When the ferrule 50 (50 ′) that holds the ferrule is inserted into the center hole 30b, a step portion 30d is formed for positioning by bringing the tip of the ferrule into contact.
[0051]
  Then, when the distal end portion 30a of the sleeve 30 is inserted into the concave portion 28a of the coupling portion 28 on the transmitter side, as shown in FIG. 9, the inner wall of the concave portion 28a and the outer wall of the distal end portion 30a are fitted to each other. Of the bare chip LD that is positioned and provided in the transmitteroptical axisIn addition, the optical axis Q of the condenser lens 26 and the optical axis of the lens 30c coincide. As will be described later, when the ferrule 50 holding the optical fiber FL1 is inserted into the center hole 30b from the rear end (right side of FIG. 9) of the sleeve 30, the light incident end of the optical fiber FL1 is made to coincide with the optical axis Q. Can do.
[0052]
  Similarly, by inserting a sleeve 30 ′ into the recess 28 a ′ of the coupling portion 28 ′ on the receiver side, the bare chip PD provided in the receiver is inserted.optical axisThe optical axis Q ′ of the condensing lens 26 ′ and the optical axis of the lens 30c ′ coincide with each other, and a ferrule 50 ′ holding the optical fiber FL2 is inserted into the center hole 30b from the rear end of the sleeve 30 ′. The light emitting end of the fiber FL2 can be aligned with the optical axis Q ′.
[0053]
Thereafter, as shown in FIG. 10, the transmission / reception unit TRU and the sleeves 30 and 30 ′ are incorporated in the housing 32 of the optical data link. Inside the housing 32, there are a fitting portion that fits and fixes the sleeves 30 and 30 ', an engagement portion that engages with a predetermined end of the transmission / reception unit TRU, and a fitting that engages. A joint portion is provided, and the transmission / reception unit TRU and the sleeves 30 and 30 ′ are fixed to a predetermined position in the housing 32 by these engagement portions and fitting portions. Furthermore, when a holder 34 having a predetermined shape that fits the side walls of the sleeves 30 and 30 ′ and the inner wall of the housing 32 is assembled in the housing 32, mechanical displacement of the sleeves 30 and 30 ′ is generated. Is further ensured.
[0054]
In addition, openings 36 and 36 ′ are formed in the casing 32 in advance on the side ends of the rear ends of the sleeves 30 and 30 ′ (the side where the ferrules 50 and 50 ′ are inserted). The ferrules 50 and 50 ′ into which the optical fibers FL1 and FL2 are inserted from the outside through the openings 36 and 36 ′ can be fitted into the respective center holes of the sleeves 30 and 30 ′. As a result, as described above, the signal light H transmitted through the optical fiber FL1._RXCan be received by the light receiving element PD, while the signal light H emitted from the light emitting element LD._TXCan be transmitted by the optical fiber FL2. Then, by fixing the rectangular flat plate 40 to the bottom end of the housing 32, the optical data ring is completed.
[0055]
  According to the optical data link having such a structure, the light emitting element LD and the light receiving element PD are integrally molded on the predetermined mounting portions 4 and 6 of the lead frame, and at the same time, the coupling for fitting the sleeves 30 and 30 ′ is performed. Since the portions 28 and 28 'are also integrally molded, it is possible to reliably prevent the relative position shift between the conversion elements LD and PD and the coupling portions 28 and 28'. Further, since the sleeves 30 and 30 'are fitted to the housing 32 in a state where the sleeves 30 and 30' are fitted to the joint portions 28 and 28 'integrally molded as described above, the sleeves 30 and 30' and the joint portions 28 and 28 'and the conversion are converted. Element LD, PDBetweenThe positioning accuracy is improved. As a result, when the ferrule holding the optical fiber is inserted into the sleeves 30, 30 ', the optical fibers and the conversion elements LD, PDWithOptical coupling is ensured and mechanical displacement can be reliably prevented.
[0056]
Further, since the condensing lenses 26 and 26 ′ and the coupling portions 28 and 28 ′ formed corresponding to each of the conversion elements LD and PD are integrally formed of a resin having transparency to the optical signal, the optical fiber The optical signal can be received from and transmitted to the optical fiber, and optical communication is not hindered.
[0057]
Also, since the transmitter / receiver is molded into the lead frame at once by the resin, each component is formed with high accuracy, and a high-precision optical data link is realized by combining these components. Compared to the case, manufacturing becomes easier and productivity can be improved.
[0058]
Further, by collectively molding the transmission / reception unit with a resin, a transmission / reception unit TRU that eliminates mechanical movable parts is formed, and sleeves 30, 30 ′ are attached to the integrated transmission / reception unit TRU. Since they are fitted and assembled to the casing 32, the positioning accuracy between the transmission / reception unit TRU and the sleeves 30, 30 ′ is determined independently of the casing 32. Therefore, even when the housing 32 is mechanically distorted by an external force during use of this optical data link, the relative position between the transmission / reception unit TRU and the sleeves 30 and 30 ′ is not affected by the mechanical distortion. The optical coupling between the optical fibers FL1, FL2 fixed in the ferrules 50, 50 'inserted into the sleeves 30, 30' and the conversion elements LD, PD in the transmission / reception unit TRU is stably maintained. Thus, a high-performance optical data link capable of realizing high-quality optical communication can be provided.
[0063]
In the above description, the optical data link including both the receiving unit and the transmitting unit has been described. However, the present invention is not limited to the optical data link having such a structure, and at least one of the receiving unit and the transmitting unit. The thing with one side is also included.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the light emitting element for the transmitter and the light receiving element for the receiver or both of these elements are molded on the lead frame with a resin that is transparent to the optical signal. It is possible to provide an optical data link with high mechanical reliability and high performance. Further, this molding makes it easy to manufacture, so that productivity can be improved.
[0065]
In addition, since the coupling portion for optically coupling the optical fiber to the light emitting element and the light receiving element is integrally molded at the time of the molding, productivity can be improved in this respect as well, and mechanical reliability is high. In addition, a high-performance optical data link can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of an optical data link according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the apparatus according to FIG.
FIG. 3 is a plan view showing a shape before processing of a lead frame used for manufacturing an optical data link according to an embodiment of the present invention;
4 is a cross-sectional view showing a shape during the processing of the lead frame according to FIG. 3;
FIG. 5 is a plan view showing a state in which an unnecessary portion of the lead frame according to FIG. 3 is removed.
6 is a cross-sectional view for further explaining the shape of the lead frame according to FIG. 3 during processing.
7 is a perspective view of a transmission / reception unit of the apparatus according to FIG. 3. FIG.
8 is a perspective view and a cross-sectional view of the sleeve shown in FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part showing a fitting state between the sleeve shown in FIG. 8 and the coupling part shown in FIG. 7;
FIG. 10 is a perspective view showing an assembled state of the optical data link of the present invention.

Claims

A conversion element that converts one of the signals between the optical signal transmitted by the optical fiber and the corresponding electrical signal to the other signal, and outputs the other signal;
A conversion element mounting portion for mounting the conversion element; a lead pin electrically connected to one end of the conversion element; an electronic element mounting portion for mounting an electronic element constituting an electronic circuit; and an external lead pin for external connection; A lead frame having
A coupling portion that fits into a sleeve that accommodates the optical fiber therein and optically couples the optical fiber to the conversion element; and a light collecting portion whose optical axis coincides with the optical axis of the conversion element , A first resin for sealing the conversion element;
A second resin that separates from the first resin and seals the electronic element;
A housing for fixing the sleeve and the second resin ;
The coupling part and the light collecting part are molded integrally with the conversion element mounting part with the first resin ,
The electronic element is molded with the second resin integrally with the electronic element mounting portion ,
The lead pins of the lead frame has a portion which is exposed between the second resin and the first resin, the moiety having a crest or valley formed by bending in a hook shape An optical data link characterized by that.

A first conversion element that converts an optical signal transmitted through the first optical fiber into an electrical signal;
A second conversion element that converts an electrical signal into an optical signal and sends it to a second optical fiber;
A conversion element mounting portion for mounting the first and second conversion elements, a lead pin electrically connected to one end of the first conversion element and one end of the second conversion element, and an electronic circuit A lead frame having an electronic element mounting portion for mounting the electronic element to be connected, and an external lead pin for external connection;
A first coupling portion that fits into a first sleeve that accommodates the first optical fiber therein and optically couples the first optical fiber to the first conversion element; A first condensing part that coincides with the optical axis of the first conversion element, and a second sleeve that accommodates the second optical fiber therein are fitted into the second optical fiber to fit the second optical fiber. a second coupling portion for optically coupling to the conversion element, and a second condensing section in which the optical axis coincides with the optical axis of the second conversion element, the first, the second transducer A first resin to be sealed ;
A second resin that is separated from the first resin and seals the electronic element;
A housing for fixing the sleeve and the second resin ;
The first and second coupling portions and the first and second light collecting portions are molded integrally with the conversion element mounting portion with the first resin ,
The electronic element is molded integrally with the electronic element mounting portion,
The lead pins of the lead frame has a portion which is exposed between the second resin and the first resin, said portion has a crest or valley formed by bending in a hook shape An optical data link characterized by that.

The optical data link according to claim 1, wherein the second resin does not have optical transparency.

In a manufacturing method of an optical data link for connecting an optical fiber and an electric signal line,
A step of mounting a conversion element that converts one signal between an optical signal and an electric signal into the other signal and outputs the converted signal to an conversion signal mounting portion provided at a predetermined position of the lead frame;
Mounting an electronic element on an electronic element mounting portion provided at a predetermined location isolated from the conversion element mounting portion of the lead frame;
A coupling portion that seals the conversion element with a first resin and fits the optical fiber to the photoelectric conversion element by fitting with a sleeve that accommodates the optical fiber therein. And a step of integrally molding the condensing part whose optical axis matches the optical axis of the conversion element on the conversion element mounting part,
Sealing the electronic element with a second resin, and molding the electronic element mounting portion separately from the first resin;
Forming the unit by bending the lead frame exposed between the first and second resins into a bowl shape so as to form a crest or a valley ; and
A method of manufacturing an optical data link, comprising: fixing the sleeve and the unit to a housing .

In a manufacturing method of an optical data link for connecting two sets of optical fibers for transmission and reception and electrical signal lines to each other,
A step of mounting a first conversion element for converting an optical signal into an electrical signal and a second conversion element for converting an electrical signal into an optical signal, respectively, on the conversion element mounting portion provided at a predetermined position of the lead frame;
Mounting an electronic element on an electronic element mounting portion provided at a predetermined location isolated from the conversion element mounting portion of the lead frame;
The first resin and the second conversion element are sealed with a first resin, and the first and second optical fibers are respectively fitted with sleeves accommodated therein, and the optical fibers are First and second coupling portions that are optically coupled to the first and second conversion elements, and first and second collections whose optical axes coincide with the optical axes of the first and second conversion elements, respectively. A step of integrally molding the optical part to the conversion element mounting part;
Sealing the electronic element with a second resin, and molding the electronic element mounting portion separately from the first resin;
Forming a unit by bending the lead frame in which the first to be exposed between the second resin, in a hook shape so as to form a crest or valley,
A method of manufacturing an optical data link, comprising: fixing the sleeve and the unit to a housing .

6. The method of manufacturing an optical data link according to claim 4, wherein the second resin does not have optical transparency.

The molding of the first resin on the conversion element mounting portion and the molding of the second resin on the electronic element mounting portion are simultaneously performed. Manufacturing method of optical data link.