JP5338899B2 - 光通信モジュール及び光通信モジュールの製造方法 - Google Patents

光通信モジュール及び光通信モジュールの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、光通信を行うためのレーザダイオード及び/又はフォトダイオード等の光電素子をパッケージ化した光通信モジュール及びこの光通信モジュールの製造方法に関する。
従来、光ファイバなどを利用した光通信が広く普及している。光通信は、電気信号をレーザダイオードなどの光電素子にて光信号に変換し、光ファイバを介して光信号を送受信し、受信した光信号をフォトダイオードなどの光電素子が電気信号に変換することによって行われる。このため、レーザダイオード及び/又はフォトダイオード等の光電素子を、場合によっては光電素子を動作させるための周辺回路素子と共に、1つのパッケージとして構成した光通信モジュールが広く用いられている。この光通信モジュールは、OSA(Optical Sub-Assembly)と呼ばれている。近年では、光通信及び光通信モジュールに関する種々の発明がなされている。
例えば特許文献1においては、受光用の第1フォトダイオード及び遮光された第2フォトダイオードの出力を差動アンプにそれぞれ利得調整アンプを介して入力すると共に、光パワーを検出する光パワー検出部の出力端子及び利得調整アンプの利得調整端子の間にローパスフィルタを介在させる構成とすることによって、高速で広いダイナミックレンジを必要とする通信に適用可能な光検出器が提案されている。
また特許文献2においては、信号受信用のフォトダイオード、光レベル検出用のフォトダイオード、受信した信号を増幅する信号増幅部及びこの信号増幅部へ供給されるバイアス電流を制御するバイアス電流制御部を1つの基板上に形成し、光レベル検出用のフォトダイオードから出力される信号電流が所定の基準値以上となった場合に、バイアス電流制御部が信号増幅部を動作させる構成とすることにより、動作電流・電圧の大きさを必要に応じた量に制御でき、消費電力を低減することができる光受信装置が提案されている。またこの光受信装置は、信号受信用のフォトダイオードが信号光の拡がりよりも小さい略円形の光感応領域を有し、光レベル検出用のフォトダイオードが信号受信用のフォトダイオードの光感応領域を取り囲む光感応領域を有する構成とすることによって、信号光を効率よく検出でき、受信能力を向上することができる。
上記の特許文献1及び2に係る発明は、光電素子の周辺回路に関するものであり、周辺回路の改良によって光通信の通信能力向上を図るものである。特許文献1及び2に係る発明では、光電素子及び周辺回路が搭載された基板をリードフレームに固定して透明な樹脂によって樹脂封止してモールド部を形成し、モールド部の表面に半球状のレンズ部を設けた構成の光通信モジュールを用いている。この光通信モジュールは、レンズ部が光ファイバの出射端に対向するように配される。
また、特許文献3においては、光信号を送信又は受信する光電素子と、これを固定するためのステムと、光電素子をカバーするためのキャップと、光電素子に電気信号を印加又は光電素子からの電気信号を伝送する複数本のリードとを備え、ステム及びキャップにて構成されるパッケージ内に位置する所定のリードの一端に平面部を設け、この平面部に、一端が光電素子に接続され他端がリードに接続される電気回路部品を設けた構成とすることにより、高周波特性が優れ、小型化できる光−電気変換モジュールが提案されている。
特許文献4においては、光源及び/又は光検出器を内蔵し、光信号を通す開口が形成された第1面及びその反対側の第2面を有する第1パッケージと、回路基板などの挿入物を収容する開口が形成され、第1パッケージの第2面に垂直に設けられた第2パッケージと、第1パッケージ及び第2パッケージを機械的に接続し、第1パッケージの光源及び/又は光検出器を第2パッケージの開口内に露出する接点に電気的に接続するリードフレームとを備え、回路基板などの挿入物を第2パッケージに機械的に接続し、且つ、開口内の接点に電気的に接続することにより、回路基板などに搭載された回路素子が光源及び/又は光検出器を動作させることができる光デバイスモジュールが提案されている。また、この光デバイスモジュールでは、第1パッケージにはレンズを保持したレンズブロックが固定され、レンズブロックに形成された開口に光ファイバが嵌合される。
特許文献5においては、光サブアセンブリを光通信モジュールのPCB(Printed Circuit Board)に接続するためのリードフレームコネクタの製造方法が提案されている。この方法においては、導電性リボンに導電部の形状を刻印し、この導電部を必要に応じて曲げると共に、オープンリール方式によって射出成形プロセスを通して導電部を絶縁するケースを成形し、その後、導電性リボンを切断して単一のリードフレームコネクタとする。1つのケースに入れられた複数の導電部は、その接続部分をケースに形成された穴を通して打ち抜くことにより、電気的に分離することができる。
特開2006−40976号公報 国際公開第01/015348号パンフレット 特開2005−167189号公報 米国特許第7455463号明細書 米国特許第7370414号明細書
従来の光通信モジュールは、光電素子(及び周辺回路)をリードフレームなどに搭載し、光電素子及びリードフレームを透明な樹脂などで樹脂封止した構成のものが多く、更には樹脂によりレンズを一体的に成形する場合が多い。このような構成では、樹脂の成形精度が低い場合、レンズと光電素子との位置にズレが生じ、光通信の精度が低下するという問題がある。また、樹脂封止の際に光電素子が高温環境にさらされるため、光電素子の耐熱性能を考慮して樹脂を選択する必要があり、樹脂の選択の幅が狭いという問題がある。このため、成形の精度を高めることができる樹脂を用いることによって上記の問題を解決することは難しい。
また、光通信を行うための光ファイバは、光が通るコアと、その周囲を覆って光を閉じ込めるクラッドとで構成されている。光ファイバは、石英ガラスのコアを高強度プラスチックのクラッドで覆ったHPCF(Hard Polymer Clad Fiber)、コア及びクラッドを石英ガラスで構成したAGF(All silica Glass Fiber)等のように、コア及びクラッドの材質により種々のものがあり、通信速度及びコスト等を考慮して選択される。比較的に低速な光通信に用いられるHPCFはコアの直径が200μm程度であり、高速な光通信に用いられるAGFはコアの直径が数μm〜数十μm程度である。これに対してレーザダイオードの発光部分のサイズは数μm〜十数μm程度であり、フォトダイオードの受光部分のサイズは数十μm程度である。このため、コアの直径が小さいAGFは、レーザダイオードの発光部分又はフォトダイオードの受光部分に対して位置合わせを行う必要がある。
特許文献1及び2に記載の発明は、光電素子を樹脂封止してモールド部を形成し、モールド部の表面にレンズ部を設ける構成であるため、樹脂によるレンズ部の成形精度が低い場合には、光電素子とレンズ部との位置にズレが生じ、光通信の精度を低下させる虞がある。また特許文献1及び2の発明は、レンズ部に対して光ファイバの出射端を対向させるように光通信モジュールを配設する必要があり、これらの位置決めは、別部材に形成された溝部に光ファイバ及び通信モジュールをそれぞれ挿入することによって行われる。しかしながら、高速な光通信用の光ファイバ(AGFなど)を用いる場合、通信モジュールのモールド部の形状精度及び通信モジュールを挿入する溝部が形成された部材の形状精度等の問題から、通信モジュール及び光ファイバを別部材の溝部に挿入するのみで位置決めを完了させることは難しく、光ファイバとレンズ部との位置合わせが必要である。
特許文献3に記載の光−電気変換モジュールは、光電素子を樹脂封止するのではなく、ステムに光電素子を固定してキャップで覆う構成であり、キャップにレンズを一体成形する構成であるため、キャップと光電素子との位置合わせを精度よく行う必要がある。また、光−電気変換モジュールと光ファイバとの位置合わせも必要である。これらの位置合わせの精度が低い場合には、光−電気変換モジュールを用いた光通信の精度が低下する虞がある。
また、光電素子と共に他の回路部品をパッケージ化する場合がある。これにより、例えばフォトダイオードとこれが光を検知することにより発生する電圧/電流を増幅する増幅回路とをパッケージ化することができ、また例えばレーザダイオードとこれを発光させる電圧/電流を発生させるドライバ回路とをパッケージ化することができる。このように他の回路が共にパッケージ化された光通信モジュールを用いることによって、通信装置にはこれらの回路を搭載する必要がなく、通信装置の小型化及び低価格化等を実現できる。ただし、このような光通信モジュールであっても、小型であることが望まれる。
特許文献4に記載の光デバイスモジュールは、光源及び/又は光検出器を内蔵した第1パッケージに第2パッケージを垂直に接続し、第2パッケージの開口に回路基板を収容し、第1パッケージにレンズブロックを固定する複雑な構成であり、小型化することが容易でない。特に、回路基板及びこれを収容する第2パッケージが大型化する虞がある。また部品数が多いため、光デバイスモジュールの低コスト化が容易でなく、且つ、製造工程が複雑化する虞がある。特許文献5に記載のリードフレームコネクタを用いた光通信モジュールも同様の構成である。
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、光電素子の発光部又は受光部、レンズ及び光ファイバ等の位置ズレにより通信性能が悪化することを防止して、光通信の精度を高めることができる光通信モジュール、及びこの光通信モジュールの製造方法を提供することにある。
また本発明の他の目的とするところは、光電素子の発光部又は受光部、レンズ及び光ファイバ等の位置ズレにより通信性能が悪化することを防止することができ、部品数を削減して小型化することができる光通信モジュール及び光通信モジュールの製造方法を提供することにある。
本発明に係る光通信モジュールは、受光又は発光を行って光信号から電気信号へ又は電気信号から光信号への光電変換を行う光電領域及び他部材との接続を行う接続端子部が一の面に設けられた光電素子と、該光電素子の接続端子部が接続され、接続された前記光電素子の光電領域へ光を通す通光部が設けられた導電体と、一側及び反対側の間で光を透過する透光部分を有し、前記光電素子を接続する部分が前記一側に露出するように前記導電体を保持する透光保持部と、前記導電体に接続された前記光電素子を封止する封止手段と、前記透光保持部の前記一側に突設され、前記光電素子の配設位置を規定する位置決め部とを備え、前記透光保持部の透光部分及び前記導電体の通光部を通して、前記一側及び反対側の間で、前記光電素子が光信号の送受を行うようにしてあることを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールは、受光又は発光を行って光信号から電気信号へ又は電気信号から光信号への光電変換を行う光電領域及び他部材との接続を行う接続端子部が一の面に設けられた光電素子と、該光電素子の接続端子部が接続され、接続された前記光電素子の光電領域へ光を通す通光部が設けられた導電体と、一側及び反対側の間で光を透過する透光部分を有し、前記光電素子を接続する部分が前記一側に露出するように前記導電体を保持する透光保持部と、前記導電体に接続された前記光電素子を封止する封止手段と、前記透光保持部の一側及び他側を貫通して形成され、前記光電素子の配設位置を規定する位置決め孔部とを備え、前記透光保持部の透光部分及び前記導電体の通光部を通して、前記一側及び反対側の間で、前記光電素子が光信号の送受を行うようにしてあることを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールは、前記透光保持部が、一側及び反対側にそれぞれ異なる金型を用いて、透光性樹脂により成形してあり、前記位置決め孔部は、前記透光保持部の前記反対側用の金型を用いて成形してあることを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールは、前記透光保持部には、前記光電素子を収容する凹所が設けてあり、前記封止手段は、前記凹所を封止する蓋体を有することを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールは、前記透光保持部の前記凹所外に露出する前記導電体の露出部分に接続された一又は複数の電気回路部品を更に備えることを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールは、前記導電体を複数備え、複数の前記導電体を介して前記光電素子及び前記電気回路部品が電気的に接続され、光電変換に係る電気回路が構成してあることを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールは、前記電気回路部品が、フラックスを含む半田により前記導電体に接続してあることを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールは、前記透光保持部の前記反対側に設けられたレンズを備え、該レンズ、前記透光保持部の透光部分及び前記導電体の通光部を通して、前記一側及び反対側の間で、前記光電素子が光信号の送受を行うようにしてあることを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールは、前記透光保持部及び前記レンズが、透光性樹脂により一体成形してあることを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールは、前記通光部が、前記光電素子の光電領域より大きい開口であることを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールは、前記透光保持部の前記反対側に突設され、内部に光通信用の通信線を嵌合する筒部を備え、該筒部の内部、前記透光保持部の透光部分及び前記導電体の通光部を通して、前記一側及び反対側の間で、前記光電素子が光信号の送受を行うようにしてあることを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールは、前記筒部が、前記透光保持部と一体成形してあることを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールは、前記筒部が、筒体に突設された複数の接続ピンを有し、前記透光保持部は、前記接続ピンが挿入される複数の接続孔を有し、前記接続孔に前記接続ピンを挿入して前記筒体を接続することにより、前記筒部が前記透光保持部に設けてあることを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールは、前記接続孔が、前記透光保持部を貫通する貫通孔であり、前記接続ピンは、前記筒部を前記透光保持部に接続した場合に、先端部分が前記接続孔を通して前記透光保持部から突出するようにしてあることを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールは、前記導電体が板状をなし、前記透光保持部は、前記導電体の端部を外部へ延出させて、前記導電体を保持するようにしてあり、一側の内部に前記透光保持部が収容され、他側の内部に光通信用の通信線を嵌合する筒部を備え、該筒部は、一側の端面が前記導電体の前記導光保持部から延出した部分に固定され、前記筒部の内部、前記透光保持部の透光部分及び前記導電体の通光部を通して、前記一側及び反対側の間で、前記光電素子が光信号の送受を行うようにしてあることを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールは、前記透光保持部の前記反対側に当接して固定され、内部に光通信用の通信線を嵌合する筒部を備え、前記透光保持部と前記筒部との当接部分がそれぞれ平面をなし、前記筒部の内部、前記透光保持部の透光部分及び前記導電体の通光部を通して、前記一側及び反対側の間で、前記光電素子が光信号の送受を行うようにしてあることを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールは、前記透光保持部が、前記導電体の保持位置を規定する凸部を有し、前記導電体は、前記透光保持部の凸部に係合する穴部又は凹部を有することを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールは、前記光電領域及び前記接続端子部が設けられた前記光電素子の前記一の面とは異なる面と、前記導電体とを電気的に接続するワイヤを備えることを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールは、前記導電体が板状をなし、前記透光保持部は、前記導電体の端部を外部へ延出させて、前記導電体を保持するようにしてあり、前記導電体の前記透光保持部からの延出部分に接続される端子部を備え、該端子部は、前記導電体の延出部分より厚いことを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールの製造方法は、受光又は発光を行って光信号から電気信号へ又は電気信号から光信号への光電変換を行う光電領域及び他部材との接続を行う接続端子部が一の面に設けられた光電素子と、該光電素子の接続端子部が接続され、接続された前記光電素子の光電領域へ光を通す通光部が設けられた導電体と、一側及び反対側の間で光を透過する透光部分を有し、前記光電素子を接続する部分が前記一側に露出するように前記導電体を保持する透光保持部とを備える光通信モジュールの製造方法であって、前記透光保持部の透光部分及び前記導電体の通光部を通して前記一側及び反対側の間で光信号の送受を行うように前記光電素子を位置決めし、前記接続端子部を前記導電体の露出部分に接続する接続工程と、前記導電体に接続された前記光電素子を封止する封止工程とを備え、前記光通信モジュールは、前記透光保持部の前記一側に突設された位置決め部を有し、前記接続工程は、前記位置決め部により規定される位置に前記光電素子を位置決めし、接続を行うことを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールの製造方法は、受光又は発光を行って光信号から電気信号へ又は電気信号から光信号への光電変換を行う光電領域及び他部材との接続を行う接続端子部が一の面に設けられた光電素子と、該光電素子の接続端子部が接続され、接続された前記光電素子の光電領域へ光を通す通光部が設けられた導電体と、一側及び反対側の間で光を透過する透光部分を有し、前記光電素子を接続する部分が前記一側に露出するように前記導電体を保持する透光保持部とを備える光通信モジュールの製造方法であって、前記透光保持部の透光部分及び前記導電体の通光部を通して前記一側及び反対側の間で光信号の送受を行うように前記光電素子を位置決めし、前記接続端子部を前記導電体の露出部分に接続する接続工程と、前記導電体に接続された前記光電素子を封止する封止工程とを備え、前記接続工程は、前記光通信モジュールの前記透光保持部の前記反対側に指標を設け、前記透光部分を通して前記指標により規定される位置に前記光電素子を位置決めし、接続を行うことを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールの製造方法は、受光又は発光を行って光信号から電気信号へ又は電気信号から光信号への光電変換を行う光電領域及び他部材との接続を行う接続端子部が一の面に設けられた光電素子と、該光電素子の接続端子部が接続され、接続された前記光電素子の光電領域へ光を通す通光部が設けられた導電体と、一側及び反対側の間で光を透過する透光部分を有し、前記光電素子を接続する部分が前記一側に露出するように前記導電体を保持する透光保持部とを備える光通信モジュールの製造方法であって、一側及び反対側にそれぞれ異なる金型を用いて、透光性樹脂により前記透光保持部を成形する成形工程と、前記透光保持部の透光部分及び前記導電体の通光部を通して前記一側及び反対側の間で光信号の送受を行うように前記光電素子を位置決めし、前記接続端子部を前記導電体の露出部分に接続する接続工程と、前記導電体に接続された前記光電素子を封止する封止工程とを備え前記成形工程にて、前記透光保持部の反対側を成形するための金型を用いて、前記光電素子の配設位置を規定する位置決め孔部を形成し、前記接続工程は、前記位置決め孔部により規定される位置に前記光電素子を位置決めし、接続を行うことを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールの製造方法は、前記光通信モジュールの前記透光保持部には、前記光電素子を収容する凹部が設けてあり、前記封止工程は、蓋体により前記凹所を封止することを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールの製造方法は、透光性の樹脂により、複数の前記透光保持部を一体的に成形する樹脂成形工程と、一体的に成形された複数の前記透光保持部を切削して分離する切離工程と、分離した前記透光保持部に前記導電体を載置する載置工程とを更に備えることを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールの製造方法は、前記樹脂成形工程では、各透光保持部に前記導電体の載置位置を規定する凸部を一体的に成形し、前記載置工程では、穴部又は凹部が形成された前記導電体を、前記透光保持部の凸部に前記穴部又は凹部を係合させて位置決めすることを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールの製造方法は、前記樹脂成形工程では、各透光保持部にレンズを一体的に成形することを特徴とする。
また、本発明に係る光通信モジュールの製造方法は、前記接続工程及び前記封止工程の間に、前記光電領域及び前記接続端子が設けられた前記光電素子の前記一の面とは異なる面と、前記導電体とをワイヤにて電気的に接続する工程を備えることを特徴とする。
本発明においては、レーザダイオード又はフォトダイオード等の光電素子として、発光部又は受光部等の光電領域が設けられた一の面に、リードフレームなどの導電体に接続するための接続端子部を設けた構成の光電素子を用いる。光電素子を接続する導電体には開口又は切り欠き等の光を通す通光部を設ける。この導電体は、一側から他側へ光を透過する透光部分を有する透光保持部に、光電素子を接続する部分が露出するように保持される。光電素子は、透光保持部の透光部分及び導電体の通光部を通して発光又は受光を行い、光信号の送受を行うように、透光保持部に露出する導電体に接続され、その後に封止される。
この構成により、例えば光電素子との接続部分が露出するように導電体を樹脂封止することで透光保持部を成形することができ、透光保持部の成形後に光電素子を導電体に接続することができる。樹脂成形に透光性の合成樹脂を用いることで透光保持部に透光部分を設けることができ、又は、非透光性の合成樹脂で樹脂成形を行って別体の透光部分を嵌合させるなどの方法で透光保持部を構成することができる。よって、光電素子の耐熱性能を考慮する必要なく透光保持部を成形する合成樹脂を選択することができるため、透光保持部の形状精度を高めることが容易である。また、透光保持部を樹脂成形でなく、他の素材及び他の方法で成形してもよく、これにより精度向上を図ることもできる。
また、透光部分が設けられた透光保持部が生成された後で、精度よく成形された透光保持部に保持された導電体に対して光電素子を接続・固定する構成であるため、光電素子を接続する際に、透光部分に対して光電素子を高精度に位置決めして接続することができる。よって、例えば透光部分にレンズを一体的に設けた場合には光電素子とレンズとの位置決めを高精度に行うことができ、また例えばレンズを別体として透光保持部に取り付ける場合であっても、高精度に成形された透光保持部にレンズを取り付けることができ、光電素子、透光部分及びレンズの位置決めを高精度に行うことができる。
例えば、光電素子の接続・固定を行う際に、カメラによる透光保持部及び透光部分等の撮像画像に基づいて光電素子の位置決めを行う構成とすることができる。この方法によれば、±10μm程度の精度で光電素子を位置決めして接続・固定することができ、位置決め及び接続・固定の作業に要する時間も少ないことから、製造コストを増加させることなく、光電素子の接続・固定を高精度に行うことができる。
光電素子は導電体に接続された後で封止されるが、このときの封止はポッティング又はトランスファーモールド等による樹脂封止であってもよく、カバー又はキャップ等の蓋体により封止する構成であってもよい。光電素子が高度に位置決めされて接続された後で封止を行う構成であるため、封止は低精度で行うことができる。また光電素子と共に周辺回路を構成する回路部品を封止してもよい。
また、本発明においては、光電素子を収容する凹所(必須ではないが、後工程で蓋体により封止するために形成された壁部に囲まれた凹所)を透光保持部に形成し、凹所内に導電体の一部を露出させ、この露出部分に光電素子を接続することで、光電素子の透光保持部への搭載を行う。これにより、光電素子の封止は、凹所を封止する蓋体を用いて行うことができる。蓋体は、例えば超音波溶接又は接着剤などによる接着等の方法で透光保持部に対して容易に接合することができる。蓋体の成形精度は低くてもよく、蓋体の接合精度が低くてもよいため、容易な方法で且つ低コストに光電素子の封止を行うことができる。
また、本発明においては、透光保持部の凹所外に露出する導電体に、電気回路を構成するための抵抗、コンデンサ、コイル又はIC(Integrated Circuit)等の電気回路部品を接続する。これにより光通信モジュールは、回路基板などを備えることなく、電気回路部品を透光保持部に搭載することができ、光通信に要する電気回路などを備えることができる。光電素子を接続するための導電体を利用して電気回路部品を搭載する構成であるため、光通信モジュールの大型化を抑制できる。
また、本発明においては、透光保持部には複数の導電体を保持させる。複数の導電体は電気回路の配線部分として用いることができ、光電素子と電気回路部品とを導電体を用いて適宜に接続することによって、電気回路を構成することができる。そこで、光通信モジュールが備える光電素子及び電気回路部品を用いて、例えばフォトダイオードの出力を増幅する増幅回路又はレーザダイオードの駆動回路等のように、光電変換に係る電気回路(光電素子の動作に係る電気回路)を構成する。これにより、光通信モジュールの大型化を抑制しつつ、利便性の高い光通信モジュールを提供でき、これを搭載する通信装置の小型化を実現できる。
また、本発明においては、フラックスを含む半田を用いて電気回路部品を導電体に接続する。これにより、基板にフラックスを含む半田を印刷しておき、印刷した半田上に回路部品を載置して、加熱により半田を溶かして回路部品の接続を行う方法、所謂半田リフローによる回路部品の接続を行うことができる。
一般に、ワイヤーボンディングなどで電気的接続が行われる光電素子又はICチップ等は、半田リフローで用いられるフラックスを嫌う。しかし、本発明に係る光通信モジュールは、光電素子が凹所及び蓋体により封止される構成であるため、蓋体を凹所に接合した後に、電気回路部品を半田リフローにより接続することができる。よって、電気回路部品の光通信モジュールへの搭載を容易に行うことができる。
また、本発明においては、透光保持部の透光部分には、光電素子が接続される一側の反対側に、レンズを設ける。これにより、レンズに対して光電素子を高精度に位置決めして接続し、その後に光電素子を封止することができるため、光通信モジュールの通信精度を向上することができる。
また、本発明においては、透光保持部及びレンズを透光性樹脂により一体成形する。これにより、透光保持部の全体を透光部分とし、その表面の一部を球面状などに成形することでレンズを設けることができる。よって、光電素子をレンズに対して高精度に位置決めして接続することができる。
また、本発明においては、導電体に接続された光電素子の光電領域へ光を通す通光部として、導電体に開口を形成する。また、導電体の開口は、光電素子の光電領域より大きく形成する。これにより光通信モジュールは、導電体の開口を通して、光電素子の光電領域から発した光を確実に外部へ出射することができ、又は、外部から入射する光を確実に光電領域にて受光することができる。
また、本発明においては、光通信モジュールの透光保持部には、光電素子が接続される一側の反対側に、筒部を突設する。この筒部の内部には光ファイバなどの通信線を嵌合させることができる構成とし、筒部内、透光保持部の透光部分及び導電体の通光部を通して、光電素子が発光及び受光を行って光信号の送受を行う構成とする。これにより、光電素子は筒部に嵌合された通信線へ光を出射することができ、又は、通信線からの光を受光することができる。筒部を精度よく成形することによって、通信線を筒部に嵌合させるのみで光電素子との位置を合わせることが可能となり、光通信モジュールと通信線との接続を容易化でき、通信精度を高めることができる。
また、本発明においては、筒部及び透光保持部を一体成形する。これにより、光通信モジュールの製造工程において、筒部を透光保持部に位置決めして接合する工程が必要ないため、製造工程を簡略化することができ、製造コストを低減できる。また、透光保持部と共に筒部を高精度に成形することができるため、筒部に通信線を嵌合させるのみで光電素子との位置を合わせることができる。よって、光通信モジュールと通信線との接続をより確実に容易化でき、通信精度をより確実に高めることができる。
また、本発明においては、通信線を嵌合させる筒部は、透光保持部と別体で成形された筒体に接続ピンを設け、接続ピンを透光保持部の接続孔に挿入して接続することにより、透光保持部の反対側に設けられる。透光保持部の接続孔は樹脂成形の際に精度よく設けることができ、筒部の筒体及び接続ピンは別体として成形できるため、精度よく成形することができる。よって、接続ピン及び接続孔を設けることによって、透光保持部に対して位置合わせを行うことなく筒部を精度よく接続することができ、光通信モジュールの製造工程の複雑化を抑制できる。
また、本発明においては、筒部を接続するための接続孔を、透光保持部の一側及び他側を貫通する貫通孔とする。また接続孔に挿入する筒部の接続ピンを、接続孔の深さより長く形成し、筒部を接続した場合に透光保持部の一側に接続ピンの先端を突出させる。透光保持部の接続孔は精度よく成形することができるため、この接続孔から突出する接続ピンは光電素子を導電体に接続する際の位置決めの基準として用いることができる。よって、光通信モジュールの製造工程において光電素子の接続を精度よく且つ容易に行うことができる。
また、本発明においては、光電素子が接続される導電体を板状とし、その端部が外部へ延出するように導電体を透光保持部に保持させる。このとき、透光保持部から外部へ延出させる導電体は、光電素子の信号入出力に用いられるものでなく、光電素子への電力供給に用いられる電源電位又は接地電位等のための導電体であることが好ましい(ただし、信号入出力用のものであってもよい)。
透光保持部から延出する導電体には、別体の筒部を(位置決めした後で)溶接、圧接又は接着等の方法で固定する。この筒部には、導電体に固定される一端側に透光保持部を収容し、他端側に光通信用の通信線を嵌合させる。
これにより、通信線が太く、この通信線を嵌合させる筒部が光通信モジュールよりも大きい場合であっても、筒部と光通信モジュールとの固定を確実に行うことができる。
また、本発明においては、光通信モジュールの透光保持部には、別体の筒部を当接させて固定する。この筒部は、一端側を透光保持部に当接させ、他端側に光通信の通信線を嵌合させる構成とし、透光保持部と筒部との当接部分をそれぞれ平面に成形する。透光保持部と筒部との固定は、例えば接着又は溶接等の方法で行う。
透光保持部及び筒部の当接部分をそれぞれ平面とすることにより、透光保持部及び筒部を当接させた状態で、透光保持部に対して筒部を円滑に移動させることができ、透光保持部(に設けられた光電素子)と筒部との位置調整(調芯)を円滑に行うことができる。
また、本発明においては、光通信モジュールの透光保持部には、光電素子の配設位置を規定する位置決め部を突設する。光通信モジュールの透光保持部は高精度に成形できるため、位置決め部の突設も精度よく行うことができる。よって、光通信モジュールの製造工程において、位置決め部に基づいて光電素子を高精度に導電体に対して接続することができ、光通信モジュールの通信精度をより高めることができる。
また、本発明においては、光通信モジュールの透光保持部には、光電素子の配設位置を規定する位置決め孔部を形成する。光通信モジュールの透光性保持部は高精度に成形できるため、位置決め穴部の形成も精度よく行うことができる。よって、光通信モジュールの製造工程において、位置決め孔部に基づいて光電素子を高精度に導電体に対して接続することができ、光通信モジュールの通信精度をより高めることができる。
また、本発明においては、透光保持部の一側と反対側とを異なる金型を用いて透光性樹脂により成形する場合に、位置決め孔部を反対側の金型を用いて形成する。
これにより、透光保持部の反対側にレンズ又は筒部等が設けられる場合に、透光保持部の反対側を成形する金型による位置決め孔部に対して光電素子の位置決めを行うことができ、光電素子を透光保持部の反対側のレンズ又は筒部等に対して精度よく接続することができる。
また、本発明においては、透光保持部には凸部を設け、導電体には穴部又は凹部を設けておき、透光保持部の凸部に導電体の穴部又は凹部を係合させることで、透光保持部と導電体との位置決めを行う構成とする。これにより、それぞれ個別に製造された透光保持部に導電体を容易にかつ精度よく載置して、透光保持部に導電体を保持させることができ、光通信モジュールによる光信号の送受信を高精度化することができると共に、光通信モジュールの製造を容易化して低コスト化することができる。
光電素子の電気信号送受信又は電源供給のための端子は必ずしもその全てが光電領域と同じ一の面に設けられているとは限らない。そこで本発明においては、端子が光電領域と異なる面に設けられている場合に、ワイヤを用いて導電体と光電素子の端子とを電気的に接続する。これにより、光電領域と異なる面に端子が設けられた光電素子であっても、本発明を適用して光通信モジュールを構成することができる。
また、本発明においては、光電素子が接続される導電体を板状とし、その端部が外部へ延出するように導電体を透光保持部に保持させることにより、導電体の延出部分を光通信モジュールの接続端子として利用する。ただし、透光保持部に保持される導電体は、その厚さが例えば100μm程度に薄くする必要があり、接続端子として強度が低い虞がある。そこで、導電体の延出部分より厚い(例えば250μm〜400μm程度)別体の端子部を、導電体の延出部分に溶接又は接着等の方法で接続する。これにより、光通信モジュールの接続端子の強度を高めることができる。
また、本発明においては、上述の光通信モジュールを製造する場合、透光部分を有し、且つ、導電体が保持された透光保持部を、樹脂の成形などの方法で成形し、この透光保持部の一側に露出した導電体に光電素子の接続端子部を接続する。このとき、光電素子が導電体の通光部及び透光保持部の透光部分を通して光信号の送受を行うように、即ち光電素子の発光部からの光を導電体の通光部及び透光保持部の透光部分を通して反対面側へ出射するように、又は、反対面から透光保持部の透光部分及び導電体の通光部を通して入射した光を光電素子の受光部が受光するように、光電素子の位置を決定して接続を行う。その後、導電体に接続された光電素子を封止する。
予め成形された透光保持部に光電素子を接続し、その後に封止する手順とすることによって、透光保持部に保持された導電体の通光部及び透光保持部の透光部分に対して光電素子を精度よく位置決めして接続することができる。また、光電素子の耐熱性能を考慮する必要なく透光保持部を成形する素材を選択することができるため、透光保持部の形状精度を高めることが容易である。
また、本発明においては、透光保持部には導電体が内部に露出する凹所を予め設けておき、この凹所内に光電素子を収容して導電体への接続を行う。光電素子を導電体に接続した後、凹所を封止する蓋体を接合することによって、光電素子の封止を行う。蓋体の接合は、例えば超音波溶接又は接着剤などによる接着等の方法で容易に行うことができる。蓋体の接合精度が低くてもよいため、容易な方法で且つ低コストに光電素子の封止を行うことができる。
また、本発明においては、光通信モジュールの透光保持部には、導電体が露出する一側に位置決め部を突設しておく。光電素子を導電体に接続する際には、透光保持部に設けられた位置決め部を指標として光電素子の位置決めを行う。光通信モジュールの透光保持部は高精度に成形でき、位置決め部の突設も精度よく行うことができるため、光電素子の接続を高精度で行うことができる。
また、本発明においては、光電素子を導電体に接続する際には、透光保持部の反対面側に例えば発光体又は画像等の指標を設ける。この指標は、例えば透光保持部の反対面側に嵌合する形状の冶具などに設けることが望ましい。透光保持部の反対面側に設けられた指標は、透光保持部の透光部分を通して視認することができ、この指標をカメラなどで確認することによって、光電素子の配設位置の基準とすることができる。これにより、上記の位置決め部が透光保持部に設けられていない場合であっても、光電素子の位置決めを精度よく行うことができる。
また、本発明においては、光通信モジュールの透光保持部は、一側と反対側とで異なる金型を用いて、透光性樹脂により樹脂成形すると共に、反対側用の金型を用いて透光保持部に位置決め孔部を形成する。透光保持部に保持された導電体に光電素子を接続する際には、透光保持部に形成された位置決め孔部を指標として光電素子の位置決めを行う。
透光保持部の反対側にレンズ又は筒部等が設けられる場合、透光保持部の反対側を成形する金型による位置決め孔部は、レンズ及び筒部等に対して高精度に位置が定められるため、位置決め孔部に対して光電素子の位置決めを行うことにより、光電素子を透光保持部の反対側のレンズ又は筒部等に対して精度よく接続することができる。
また、本発明においては、光通信モジュールの製造工程にて、透光性の樹脂にて多数の透光保持部を一体的に成形し、その後に各透光保持部を切削して分離することで透光保持部の製造を行う。分離した各透光保持部には導電体を載置して保持させ、導電体には光電素子を接続し、これら導電体及び光電素子を封止して光通信モジュールを製造する。
これにより、光電素子及び導電体に対して樹脂成形を個別に行う場合と比較して、樹脂封止に係る製造コストを低減することができ、光通信モジュールの製造コストを低減することができる。
また、本発明においては、透光保持部の樹脂成形を行う際に、導電体に設けられた穴部又は凹部に係合する凸部を透光保持部に一体成形する。これにより、導電体を透光保持部に載置する工程にて、透光保持部の凸部に導電体の穴部又は凹部を係合させて位置決めを行うことができるため、光通信モジュールの製造を容易化することができ、光通信モジュールの製造コストを低減することができる。
また、本発明においては、透光保持部の樹脂成形を行う際に、透光保持部にレンズを一体成形する。上述のように、透光保持部は導電体及び光電素子とは別に樹脂成形を行うため、透光保持部の素材として、光電素子の耐熱性能などを考慮することなく、成形精度の高い樹脂を選択することができ、レンズを高精度に成形することができる。
また、本発明においては、光電素子を導電体に接続した後、光電素子の発光部又は受光部が設けられた面とは異なる面と導電体とをワイヤを用いて電気的に接続し、光電素子の封止を行う。光電素子の電気信号送受信又は電源供給のための端子は必ずしもその全てが光電領域と同じ一の面に設けられているとは限らないため、端子が光電領域と異なる面に設けられている場合には、ワイヤにより導電体と光電素子の端子とを電気的に接続する工程を、光電素子の接続工程及び封止工程の間に行う。これにより、光電領域と異なる面に端子が設けられた光電素子であっても、光通信モジュールとして製造することができる。
本発明による場合は、通光部が形成された導電体をその一部が露出するように透光部分が設けられた透光保持部に保持し、導電体の通光部及び透光保持部の透光部分を通して光信号の送受を行うように光電素子を導電体に接続し、その後に光電素子を封止する構成とすることにより、光電素子を精度よく位置決めして接続することができる。また透光保持部の形成後に光電素子を接続する構成であるため、透光保持部の素材の選択幅が広がり、高精度で透光保持部を形成することが可能となる。
レンズを透光保持部と一体に設けた場合には、レンズ及び光電素子の位置が精度よく定まるため、位置ズレにより通信性能の悪化を防止することができる。またレンズを別体として設けた場合であっても、高精度で形成された透光保持部に対してレンズを固定することができるため、レンズ及び光電素子の位置ズレを防止できる。
また、光ファイバなどの通信線と光通信モジュールとの位置合わせを行う場合、高精度で形成された透光保持部及び透光部分に対して通信線を位置決めすることができ、これにより通信線と光電素子との位置合わせを高精度に行うことができ、通信線及び光電素子の位置ズレを防止できる。特に、透光保持部に筒部などを設けて通信線を嵌合させる構成とすることによって、通信線の位置合わせを容易且つ確実に行うことができる。
よって、本発明に係る光通信モジュールは、高精度で光通信を行うことができる。
また、本発明による場合は、光電素子の発光部又は受光部が導電体の通光部及び透光保持部の透光部分を通して光信号の送受を行うように、透光保持部の一側に露出した導電体に光電素子の接続端子部を接続し、その後に導電体に接続された光電素子を封止して光通信モジュールを製造することにより、透光保持部に保持された導電体の通光部及び透光保持部の透光部分に対して光電素子を精度よく位置決めして接続することができる。よって、この製造方法で製造される光通信モジュールは、光電素子、レンズ及び通信線等のずれが生じ難く、高精度で光通信を行うことができる。
また、透光保持部の周壁部外に露出する導電体に電気回路部品を接続する構成とすることにより、光通信モジュールが回路基板を備えることなく、光電素子を接続する導電体を利用して電気回路部品を搭載することができ、これらの電気回路部品及び導電体を用いて電気回路を構成することができる。よって、光電素子と共に電気回路部品を一体化した光通信モジュールであって、部品数が少なく小型であり、且つ、高精度で光通信を行うことができる光通信モジュールを実現することができる。
本発明による場合は、透光性の樹脂にて多数の透光保持部を一体的に成形し、各透光保持部を切削して分離し、分離した各透光保持部に導電体を載置して保持させ、この導電体に光電素子を接続し、導電体及び光電素子を封止する構成とすることにより、光通信モジュールの製造工程における樹脂成形に係る製造コストを低減することができる。また、透光保持部に設けた凸部に、導電体の穴部又は凹部を係合させて、透光保持部に対する導電体の位置決めを行う構成とすることにより、それぞれ個別に製造された透光保持部に導電体を容易に且つ精度よく載置することができる。よって、光通信モジュールの通信精度を高めることができると共に、光通信モジュールの製造コストを低減することができる。
本発明に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。 本発明に係る光通信モジュールに備えられる光電素子の構成を示す模式図である。 本発明に係る光通信モジュールに備えられる光電素子の構成を示す模式図である。 本発明に係る光通信モジュールに備えられる光電素子の構成を示す模式図である。 本発明に係る光通信モジュールに備えられる導電板の構成を示す模式的平面図である。 本発明に係る光通信モジュールの製造方法を説明するための模式図である。 本発明に係る光通信モジュールの製造方法を説明するための模式図である。 本発明に係る光通信モジュールの製造方法を説明するための模式図である。 本発明の変形例1に係る光通信モジュールの製造工程を説明するための模式図である。 本発明の変形例2に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。 本発明の変形例3に係る光通信モジュールの製造工程を説明するための模式図である。 本発明の変形例3に係る光通信モジュールの製造工程を説明するための模式図である。 本発明の変形例4に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。 本発明の変形例5に係る光通信モジュールに備えられる導電板の構成を示す模式的平面図である。 本発明の変形例5に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。 本発明の変形例6に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。 本発明の変形例7に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。 本発明の変形例8に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。 本発明の変形例9に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。 本発明の変形例10に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。 本発明の変形例11に係る光通信モジュールの導電板の構成を示す模式図である。 本発明の変形例11に係る光通信モジュールの導電板の構成を示す模式図である。 本発明の変形例11に係る光通信モジュールの導電板の構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態2に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。 本発明の実施の形態2に係る光通信モジュールの構成を示す模式的平面図である。 OSAの導電板を利用して構成される受信回路の一例を示す回路図である。 本発明の実施の形態2に係る光通信モジュールの製造方法を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態2に係る光通信モジュールの製造方法を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態2に係る光通信モジュールの製造方法を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態2に係る光通信モジュールの製造方法を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態2に係る光通信モジュールの製造方法を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態2の変形例1に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。 本発明の実施の形態3に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。 本発明の実施の形態3に係る光通信モジュールに備えられる導電板の構成を示す模式的平面図である。 本発明の実施の形態3に係る光通信モジュールの製造方法を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態3に係る光通信モジュールの製造方法を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態3に係る光通信モジュールの製造方法を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態3に係る光通信モジュールの製造方法を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態3に係る光通信モジュールの製造方法を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態3に係る光通信モジュールの製造方法を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態3の変形例1に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。 本発明の実施の形態3の変形例2に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。 本発明の実施の形態3の変形例3に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。
(実施の形態1)
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図1は、本発明に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。図において1は、フォトダイオード(光電素子)20をパッケージに封入したOSAであり、本発明に係る光通信モジュールに相当する。OSA1は、光ファイバ(通信線)9が連結され、この光ファイバ9を介して他の装置が発した光をフォトダイオード20にて受光し、光信号を電気信号に変換して出力する光通信のための部品である。
OSA1は、平面視が略正方形をなす板状のベース(透光保持部)10を備えており、ベース10の一側の面(図1において上側の面、以下では単に上面という)にフォトダイオード20が接続され、反対側の面(図1において下側の面、以下では単に下面という)に光ファイバ9を連結するための筒部11が突設されている。ベース10の上面には、周縁部分の一周に亘って周壁部12が設けてあり、ベース10の上面と周壁部12とにより、フォトダイオード20を収容する凹所12aが構成されている。
図2A〜図2Cは、本発明に係る光通信モジュールに備えられる光電素子の構成を示す模式図であり、フォトダイオード20の下面側の3つの構成例を示したものである。フォトダイオード20は、平面視が略正方形をなす板状であり、下面の略中央には、光を検知して電気信号に変換する受光部(光電領域)22が設けられ、受光部22の周囲に一又は複数の接続端子部21が設けられている。接続端子部21は、フォトダイオード20の電気信号を入出力するための端子であり、且つ、半田又は導電性接着剤等を介して導電板(導電体)30への接続を行うためのものである。
例えば、接続端子部21は、受光部22を囲む環状とすることができる(図2A参照)。この例では、フォトダイオード20の下面には接続端子部21を1つしか設けることができないが、フォトダイオード20は入出力の端子を2つ必要とするため、上面又は側面等にも別の接続端子部を設ける必要がある。本実施の形態においては、フォトダイオード20の上面に別の接続端子部(図示は省略する)を設ける構成とし、上面の接続端子部と導電板30とを金属製のワイヤ35にて電気的に接続する構成とする。
また例えば、フォトダイオード20の下面に2つの接続端子部21a及び21bを設ける構成としてもよい(図2B参照)。この場合、各接続端子部21a及び21bは、略長方形とし、受光部22を間にして配設することができる。また例えば、電気信号を入出力するための2つの接続端子部21a及び21bの他に、電気信号の入出力を行わず半田又は導電性接着剤等による接続を行うためのみのダミーの接続端子部21c及び21dを設ける構成としてもよい(図2C参照)。この場合、4つの接続端子部21a〜21dは、フォトダイオード20の下面の四隅にそれぞれ配設することができる。
なお、以降の説明及び図面においては、図2Aに示したフォトダイオード20をOSA1が備えるものとする。
OSA1のベース10には金属製の導電板30が、その一面が凹所12a内に露出するように埋め込まれて保持されている。導電板30は、凹所12a内における露出部分に、フォトダイオード20の接続端子部21が半田又は導電性接着剤等を用いて接続され、又は、フォトダイオード20の上面などに設けられた端子がワイヤ35を介して接続されるものであり、フォトダイオード20と外部との間で電気信号の送受を行うためのものである。換言すれば、導電板30は、フォトダイオード20を用いた受信回路において、回路の構成要素を接続する配線に相当するものである。
図3は、本発明に係る光通信モジュールに備えられる導電板30の構成を示す模式的平面図であり、導電板30の上面視の形状にベース10の外形を二点鎖線で重ねて示したものである。図示の例では、OSA1は3つの導電板30a〜30cを備えている。第1の導電板30aは、ベース10の中央に配される略正方形の部分と、この部分からベース10の外部へ延出する部分とを有しており、略正方形の部分の略中央には光を通す通光部として略円形の開口31が形成されている。第1の導電板30aは、平面視におけるベース10の略中央に開口31が位置するよう、ベース10に保持される。開口31の直径は、フォトダイオード20の下面の一辺の長さより小さく、且つ、フォトダイオード20の受光部22の直径より大きい。フォトダイオード20は、第1の導電板30の開口31の周縁部分に半田又は導電性接着剤を介してその接続端子部21が接続される。
第2の導電板30bは、略L字型をなしており、その一端部分がベース10の外部へ延出するように、第1の導電板30aと並べて配されている。第2の導電板30bは、フォトダイオード20の上面に設けられた端子とワイヤ35を介して接続される。第3の導電板30cは、略U字型をなしており、第1の導電板30aを囲むように配され、その一端部分がベース10の外部へ延出している。第3の導電板30cは、例えば接地電位に接続されて、OSA1をシールドするために用いられる。導電板30a〜30cのベース10から延出した部分は、OSA1と例えば通信装置の回路基板とを接続するための端子として用いられる。
また、OSA1のベース10には、凹所12a内の上面に丸棒状の位置決め部13が突設されている。位置決め部13は、フォトダイオード20を凹所12a内にて導電板30(30a)に接続する際の位置決めの基準をなすものであり、ベース10に保持された導電板30の開口31の中心(又は後述のレンズ15の中心)からの位置を高精度に定めて設けられている。フォトダイオード20を導電板30に接続する製造装置は、例えばカメラなどでベース10の上面の撮影を行って位置決め部13の位置を基準とし、位置決め部13から所定の距離及び方向だけ離れた位置にフォトダイオード20を接続する構成とすればよい。これにより、フォトダイオード20の受光部22の中心と、導電板30の開口31の中心とが略一致するように、フォトダイオード20を導電板30に接続することができる。
OSA1のベース10、筒部11、周壁部12及び位置決め部13は、透光性の合成樹脂により一体成形されている。例えば、予め所望の形状に加工された導電板30を金型内に配置し、液状の透明樹脂を流し込んで硬化させる方法、所謂射出成形によって一体成形を行うことができる。ベース10を透光性の合成樹脂で成形することによって、導電板30に接続されたフォトダイオード20は、透光性のベース10及び導電板30の開口31を通して外部の光を受光することができる。またベース10及び筒部11等を構成する合成樹脂は、フォトダイオード20の耐熱性能などに関係なく選択することができるため、成形精度が高く、温度変化などの周辺環境による変形などが発生し難い合成樹脂を選択することができる。
また、ベース10の下面には、凸状のレンズ15が設けられている。レンズ15は、ベース10と共に透光性の合成樹脂にて一体成形されたものである。レンズ15は、ベース10の上面側に保持された導電板30の開口31の反対側に、即ちレンズ15の中心と開口31の中心とが略一致するように、ベース10の下面に設けられている。これにより、ベース10の下面側からの光をレンズ15にて集光し、透光性のベース10及び導電板30の開口31を通してフォトダイオード20の受光部22へ入射させることができる。即ち、ベース10の導電板30に接続されたフォトダイオード20とレンズ15との間の部分は、導電板30に形成された開口を通して外部からの光をフォトダイオード20の受光部22へ透過する透光部分である。なお、レンズ15の直径は、フォトダイオード20の受光部22の直径より大きく、導電板30の開口31より大きい。
OSA1の筒部11は、円筒状をなしており、ベース10の下面に設けられたレンズ15を囲むように、ベース10の下面に突設されている。筒部11は、その中心とレンズ15の中心とが略一致するように、精度よく形成されている。また筒部11は、突端部の内径を階段状に拡径させた態様であり、突端部の内径は光ファイバ9の端部の直径に略等しく、突端部に光ファイバ9を嵌合させることができる。筒部11に光ファイバ9を嵌合させた場合に、光ファイバ9の中心がレンズ15の中心に略一致するように筒部11が成形されている。
また、OSA1は、ベース10の上面側に設けられた周壁12の上端に接合され、凹所12aを封止する蓋体40を備えている。蓋体40は、平面視がベース10と同じ略正方形をなす板状であり、周壁12の上端に例えば超音波溶接又は接着剤による接着等の方法で接合される。蓋体40は、透光性又は非透光性のいずれであってもよく、ベース10及び周壁部12等と同じ素材で成形されるものであってもよく、異なる素材で成形されるものであってもよい。なお蓋体40を接合するときに、凹所12a内に窒素ガス又はドライエアー等のガスを封入してもよく、凹所12a内を真空としてもよい。
図4乃至図6は、本発明に係る光通信モジュールの製造方法を説明するための模式図であり、図4から図6へ時系列にOSA1の製造工程を示してある。また各図においては、左側にOSA1の側断面図を示し、右側に平面(上面)図を示してある。本発明のOSA1の製造工程では、金属板を加工するなどして所望の形状の導電板30を作成し、射出成形用の金型内に導電板30を配置し、金型に液状の透明樹脂を流し込んで硬化させることにより、ベース10、筒部11、周壁部12及び位置決め部13等を一体成形する(この工程の図示は省略する)。この工程においては、ベース10に保持された導電板30の開口31の中心、筒部11の中心及びレンズ15の中心は高精度に一致するように成形され、これらの中心位置に対して位置決め部13はその相対位置が高精度に成形される。
次いで、カメラ7などにてベース10の上面側から撮影を行うことにより位置決め部13の位置を確認し、この基準位置に対して予め定められた位置にフォトダイオード20を位置決めし、フォトダイオード20の端子部21を導電板30に接続する(図4参照)。これにより、フォトダイオード20の受光部22の中心と、導電板30の開口31の中心、筒部11の中心及びレンズ15の中心とが高精度に一致する。
次いで、フォトダイオード20の上面に設けられた端子とベース10に保持された導電板30(30b)とをワイヤ35にて接続する(図5参照)。これによりフォトダイオード20は導電板30a及び30bに電気的に接続され、OSA1を搭載する通信装置は、導電板30a及び30bの間の電圧を検知することによって、光信号の受信を検知することができる。
次いで、蓋体40を超音波溶接又は接着剤による接着等の方法で周壁部12の上端に接合し、フォトダイオード20が収容された凹所12aを封止する(図6参照)。これによりフォトダイオード20は外部から隔離される。また、蓋体40を周壁部12に接合する前に、凹所12a内にガスを注入してもよい。
以上の構成のOSA1は、ベース10、周壁部12及びレンズ15を透光性の合成樹脂で一体成形すると共に、凹所12a内に露出するように導電板30をベース10にて保持する。凹所12a内には、下面に接続端子部21及び受光部22を有するフォトダイオード20を、受光部22の中心と導電板30の開口31の中心及びレンズ15の中心とが略一致するように、開口31の周縁に接続端子部21を介して接続する。その後、蓋体40を周壁部12に接合することで凹所12aを封止する。これらの構成により、OSA1は、ベース10の成形後に精度よく位置合わせを行ってフォトダイオード20を導電板30に接続することができ、フォトダイオード20の接続位置に影響を与えることなく蓋体40による封止を行うことができる。よって、フォトダイオード20の耐熱性能などを考慮することなく一体成形に用いる合成樹脂を選択できるため、一体成形の精度を高めることができ、ベース10及びレンズ15等を高精度に成形でき、フォトダイオード20とレンズ15との位置合わせを精度よく行うことができるため、OSA1による光通信の精度を向上することができる。
また、凹所12aに蓋体40を接合することによりフォトダイオード20の封止を行う構成とすることにより、蓋体40の接合精度は低くてもよいため、容易な方法で且つ低コストにフォトダイオード20の封止を行うことができる。また、ベース10の上面には、凹所12a内に位置決め部13を突設することにより、位置決め部13はベース10と共に高精度に一体成形できることから、位置決め部13を基準としたフォトダイオード20の導電板30への接続を容易且つ高精度に行うことができる。
またベース10の下面には、レンズ15を囲んで筒部11を突設し、筒部11の突端に光ファイバ9を嵌合させる構成とすることにより、ベース10及び筒部11は高精度に一体成形することができることから、レンズ15と光ファイバ9との位置決めを容易に且つ高精度に行うことができ、光ファイバ9から出射された光をレンズ15にて集光し、フォトダイオード20にて確実に検知することができるため、OSA1を用いた光通信の精度を向上することができる。筒部11を別体とした場合には、筒部11をベース10に対して位置決めして接合する必要があるが、一体成形とすることにより筒部11の接合を行う必要がないため、製造工程の簡略化を実現できる。
なお、本実施形態においては、OSA1が光電素子としてフォトダイオード20を備えて受光を行う構成としたが、これに限るものではなく、光電素子としてVICSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser、面発光型半導体レーザー)のようなレーザダイオードを備えて発光を行う構成としてもよい。また、OSA1が凹所12a内に1つの光電素子を備える構成としたが、これに限るものではなく、複数の光電素子を備える構成としてもよい。この場合、フォトダイオード及びレーザダイオードの両光電素子を搭載することによって、OSAは発光及び受光を行うことができ、光信号の送受信をおこなうことができる。
また、図3に示した導電板30(30a〜30c)の構成は一例であってこれに限るものではない。また、導電板30の開口31の中心とフォトダイオード20の受光部22の中心とが略一致するようにフォトダイオード20の接続を行うとしたが、必ずしも受光部22の中心と開口31の中心とが一致する必要はなく、受光部22の中心がレンズ15の中心に略一致していればよい。また、フォトダイオード20の上面の端子と導電板30とをワイヤ35で接続する構成としたが、これに限るものではなく、フォトダイオード20の下面に複数の接続端子部21が設けられている場合には、ワイヤ35による接続を行わない構成としてもよい。
また導電板30に通光部として開口31を形成し、フォトダイオード20の受光部22が開口31を通して受光を行う構成としたが、これに限るものではない。例えば、導電板30に通光部として切り欠き又は溝等を形成し、これらを通して受光を行う構成としてもよい。また例えば、フォトダイオード20の下面に複数の接続端子部21が設けられており、各接続端子部が異なる導電板30に接続される場合には、各導電板30の間のすき間を通光部とし、このすき間を通してフォトダイオード20の受光部22が受光を行う構成としてもよい。また例えば、導電板30の一部又は全部を透光性の導電体で成形することができる場合には、この透光部分を通光部としてフォトダイオード20への光を通す構成としてもよい。
また、ベース10の上面に位置決め部13を突設し、位置決め部13を基準としてフォトダイオード20の接続を行う構成としたが、これに限るものではなく、他の方法によりフォトダイオード20の位置決めを行ってもよい。
(変形例1)
図7は、本発明の変形例1に係る光通信モジュールの製造工程を説明するための模式図である。変形例1に係るOSA1は、ベース10の上面に位置決め部13を有していない。そこで、フォトダイオード20を導電板30に接続する場合には、位置決め用の冶具8を用いてフォトダイオード20の位置決めを行う。
位置決め用の冶具8は、OSA1のベース10の下面に突設された筒部11に外嵌し、且つ、筒部11内の直径が大きい部分に内嵌する形状の凹部が形成されたものである。冶具8には、その凹部にOSA1の筒部11を嵌合させた場合に、ベース10の下面に成形されたレンズ15に対向する位置に、略円形の対向面8aが形成されている。また冶具8内には光ファイバ8bが埋め込まれており、光ファイバ8bの先端が対向面8aの中心から外部に露出するようにしてある。対向面8aに設けられた光ファイバ8bの位置は、冶具8の凹部に筒部11が嵌合されたOSA1のレンズ15の中心となるように設定されている。
フォトダイオード20を導電板30に接続する場合には、OSA1の筒部11を冶具8の凹部に嵌合させ、冶具8の光ファイバ8bを介してOSA1のレンズ15へ光を出射する。これによりOSA1のベース10の上面では、透光性のベース10を通して冶具8からの光を視認することができる。そこで、ベース10の上面側にカメラ7を設置して撮影を行い、レンズ15にて集光された光からレンズ15の中心位置を判断し、この中心位置に合わせてフォトダイオード20を接続する。この場合、2つ以上のカメラ7を用いて異なる方向からそれぞれ撮影を行い、複数の画像からレンズ15の中心位置を判断することでフォトダイオード20の位置決め精度を向上することができる。
以上の構成の変形例1に係るOSA1は、位置決め部13を備えない構成であるが、レンズ15の中心に光を照射する冶具8を用いて位置決めを行うことによって、フォトダイオード20の導電板30に対する接続を精度よく行うことができる。なお、冶具8はレンズ15の中心へ光を照射する構成としたが、これに限るものでなく、冶具8による光の照射位置は、ベース10の下面から上面へ光を通すことができる部分であればいずれの位置であってもよい。また、冶具8が光ファイバ8bにより光を照射する構成でなく、例えば対向面8aに基準位置を示すマークを画像などとして描いておき、このマークをレンズ15を通してカメラ7で撮像することにより基準位置を判断する構成としてもよい。
(変形例2)
上述の実施の形態1に係るOSA1は、ベース10に筒部11を一体成形する構成であるが、これに限るものではなく、筒部11をベース10とは別体として成形してもよい。図8は、本発明の変形例2に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。変形例2に係るOSA1は、ベース10に一体成形された筒部11を有しておらず、これに代えて別体で形成された筒部50をベース10の下面に接続する構成である。また変形例2に係るOSA1は、位置決め部13を有していない。
筒部50は、円筒状をなしており、その上端面には丸棒状の複数の接続ピン51が立設されている。複数の接続ピンは、筒部50の上端面の周方向に等間隔で設けられている。またベース10には、筒部50の接続ピン51が挿通するための接続孔16が複数形成されており、接続ピン51の長さはベース10の厚さより長い。このため、接続ピン51をベース10の接続孔16に挿通させた場合、接続ピン51の先端部分がベース10の上面に突出する。
また筒部50は、突端部(下側)の内径を階段状に拡径させた態様であり、上側の内径はベース10に形成されたレンズ15の直径と略等しいか若干大きい程度である。また筒部50の下側の内径は、光ファイバ9の直径に略等しく、筒部50の内径が大きい部分に光ファイバ9を嵌合させることができるようにしてある。
ベース10に形成された接続孔16に筒部50の接続ピン51を挿入し、接着剤を用いた接着などの方法で接続ピン51をベース10に固定することによって、筒部50をベース10に接続することができる。このとき、筒部50とベース10との位置合わせを行う必要はなく、接続ピン51をベース10の接続孔16に挿入するのみで、レンズ15の中心と筒部50の中心とが一致するように、ベース10の接続孔16の位置が設定されている。
また製造工程において、筒部50のベース10への接続は、フォトダイオード20の導電板30への接続前に行う。ベース10の上面に突出した筒部50の接続ピン51は、実施の形態1に係るOSA1の位置決め部13の代替として用いることができる。即ち、フォトダイオード20を接続する際には、ベース10の上面に突出した接続ピン51の1つをカメラ7で撮影し、接続ピン51の位置を基準としてフォトダイオード20の接続位置を決定することができる。
以上の構成の変形例2に係るOSA1は、筒部50の端面に接続ピン51を立設し、ベース10に接続孔16を形成し、接続ピン51を接続孔16に挿通させて筒部50をベース10に接続する構成とすることによって、筒部50をベース10と別体として設ける場合であっても、筒部50の接続を容易且つ確実に行うことができる。また、筒部50は個別に成形でき、透光性を有している必要はないため、ベース10よりも素材の選択を自由に行うことができ、更に高精度な成形を行うことが可能である。また、筒部50の接続ピン51をベース10の上面に突出させる構成とすることによって、接続ピン51をフォトダイオード20の位置決めの基準とすることができる。
(変形例3)
上述の変形例2に係るOSA1は、ベース10に接続された筒部50の接続ピン51をフォトダイオード20の位置決めの基準として用いる構成としたが、これに限るものではない。変形例3に係るOSA1は、ベース10に形成した接続孔16をフォトダイオード20の位置決めの基準として用いる構成である。
図9A及び図9Bは、本発明の変形例3に係る光通信モジュールの製造工程を説明するための模式図である。変形例3に係るOSA1の製造工程では、予め作成された導電板30を射出成形用の金型内に配置し、この金型に液状の透明樹脂を流し込んで硬化させることにより、ベース10、周壁部12及びレンズ15等を一体成形する(図9A参照)。このとき用いられる金型は、OSA1の周壁部12などを成形するための上側金型71と、ベース10及びレンズ15等を成形するための下側金型72とを上下に重ね合わせたものである。
下側金型72には、ベース10の接続孔16を成形するための棒状突起72aが設けられている。これにより、OSA1のベース10の下面及び側面、並びにレンズ15と、ベース10の接続孔16とが同じ下側金型72にて成形される。よって、レンズ15と接続孔16とは、その相対位置を高精度に成形することができる。
次いで、カメラ7などにてベース10の上面側から撮影を行うことによりベース10の接続孔16の位置を確認し、この基準位置に対して予め定められた位置にフォトダイオード20を位置決めし、フォトダイオード20の端子部21を導電板30に接続する(図9B参照)。これにより、フォトダイオード20の受光部22の中心と、レンズ15の中心とを高精度に一致させることができる。
次いで、変形例2と同様の筒部50を、その接続ピン51を接続孔16に挿通してベース10に接続固定し、フォトダイオード20の上面に設けられた端子とベース10に保持された導電板30とをワイヤ35にて接続し、周壁部12の上端に蓋体40を接合することによって、OSA1を製造する(これらの工程については図示を省略する)。
以上の構成の変形例3に係るOSA1は、ベース10の下面及びレンズ15等を成形するための下側金型72に棒状突起72aを設け、ベース10の接続孔16を下側金型72にて成形すると共に、この接続孔16の位置を基準としてフォトダイオード20の位置決めを行う構成とすることにより、フォトダイオード20をレンズ15に対して高精度に搭載することができる。
なお、変形例3においては、下側金型72の棒状突起72aにて接続孔16を成形し、この接続孔16の位置を基準としてフォトダイオード20の位置決めを行う構成としたが、これに限るものではなく、少なくとも下側金型72により成形される部分であれば、接続孔16以外の部分であっても、フォトダイオード20の位置決めの基準として用いることができる。
(変形例4)
上述の変形例2及び変形例3においては、筒部50の接続ピン51をベース10の接続孔16に挿入するのみで、別体の筒部50をベース10に対する位置決めなしで接続することができる構成とした。しかし、筒部50の成形の精度が低いなどの要因で、ベース10と筒部50との位置合わせ(調芯)を行う方がよい場合もある。変形例4に係るOSA1は、ベース10と筒部50との位置合わせを行うのに適した構成である。
図10は、本発明の変形例4に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。変形例4に係るOSA1は、ベース10の下面のレンズ15の周囲を、レンズ15より下方へ突出させた態様である。換言すれば、変形例4に係るOSA1のレンズ15は、ベース10の下面に形成されたすり鉢状の凹部内に設けられている。
また、変形例4のOSA1は、ベース10に固定される筒部50に接続ピン51が設けられておらず、且つ、ベース10に接続孔16は形成されていない。ベース10の下面は滑らかな平面18に成形されていると共に、筒部50の上端面は滑らかな平面52に形成されている。これにより、ベース10の下面に筒部50の上端面を当接させた状態で、レンズ15及び筒部50の軸方向に対して略垂直な方向へ、筒部50を滑らかに移動させて調芯を行うことができる。このため、シングルモードファイバ又はコア径の小さなマルチモードファイバ等に対応するために調芯が必要な場合であっても、調芯作業で動かさなければならない範囲を狭くして製造の効率化を図ることができる。
なお、変形例4においては、ベース10の下面をレンズ15より下方へ突出させる構成としたが、これに限るものではなく、筒部50の内径がレンズ15より十分に大きい場合には、ベース10の下面よりレンズ15が下方へ突出した構成であってもよい。
(変形例5)
上述の変形例2〜4においては、OSA1のベース10に対して別体の筒部50が小さい構成としたが、通信に用いる光通信線の種類など(特に、太さ)によっては、ベース10より筒部が大きい構成となる場合がある。変形例5に係るOSA1は、ベース10より大きな筒部に対応した構成である。
図11は、本発明の変形例5に係る光通信モジュールに備えられる導電板30の構成を示す模式的平面図であり、導電板30の上面視の形状にベース10の外形を二点鎖線で重ねて示したものである。また、図12は、本発明の変形例5に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。
変形例5に係るOSA1は、図3に示した実施の形態1に係るOSA1と同様に、3つの導電板30a〜30cを備えている。第1の導電板30a及び第2の導電板30bは、図3のものと略同じ構成であり、その一部が上面視で略正方形をなすベース10の一側面から外部へ延出して設けられ、この延出部分をOSA1の端子として用いることができるようにしてある。
また変形例5に係るOSA1の第3の導電板30cは、第1の導電板30a及び第2の導電板30bと同様に、ベース10の一側面から外部へ延出して設けられると共に、ベース10の他の3つの側面からも外部へ延出して設けられている。即ち、ベース10の3つの側面から第3の導電板30cが鍔状に延出して設けられている。
変形例5に係るOSA1の筒部80は略円筒形をなし、その外径はOSA1のベース10の幅(図12における左右の長さ)より大きい。筒部80の一端(上端)側には、ベース10を収容するための凹所81が形成され、他端(下端)側には、光通信用の通信線を嵌合するための嵌合部83が形成されており、凹所81及び嵌合部83は略円形の貫通孔84を介して連通している。なお貫通孔84は、筒部80の略中心(軸芯)を通るように形成されている。
筒部80の凹所81は、ベース10を収容可能な形状であるが、ベース10より若干大きく形成されており、凹所81内でベース10の収容位置を調整できるようにしてある。また凹所81の開口部分の大きさは、ベース10の側面から延出する導電板30より小さい。このため、ベース10を凹所81内に収容した場合に、導電板30の延出部分は筒部80の上端面に当接する。
また筒部80の上端面には、凹所81と外部とを連通する切欠部82が形成されている。切欠部82は、OSA1のベース10が凹所81内に収容された場合に、第1の導電板30a及び第2の導電板30bのベース10からの延出部分が配される位置に対応して形成されている。これにより、ベース10が凹所81内に収容された場合であっても、第1の導電板30a及び第2の導電板30bの延出部分が筒部80の上端面に当接せず、第3の導電板30cのみが筒部80の上端面に当接する。
OSA1の製造工程においては、ベース10を筒部80の凹所81内に収容し、収容位置を調整することによって調芯を行った後で、第3の導電板30を筒部80の上端面に溶接又は接着等の方法で固定する。なお、第3の導電板30cは、接地電位などの安定した電位に電気的に接続されることが望ましい。
以上の構成の変形例5に係るOSA1は、ベース10より大きな筒部80を、ベース10から延出させた第3の導電板30に固定することができ、且つ、変形例2、4に示したようなベース10より小さな筒部50についても、変形例2、4と同様の構成とすることで用いることができる(この場合、不要であれば第3の導電板30cの延出部分は切除すればよい)。よって、変形例5に係るOSA1は、汎用性が高いという利点がある。
なお、筒部80に切欠部82を形成する構成としたが、これに限るものではなく、筒部80に切欠部82を形成せずに、例えば第1の導電板30a及び第2の導電板30bを筒部80に接触しないように折り曲げるなどの構成としてもよい。
(変形例6)
上述の実施の形態に係るOSA1は、ベース10から延出した導電板30の延出部分を、回路基板などに接続するための端子として用いる構成である。しかし、OSA1を小型化するためには導電板30についても薄型化する必要があり、導電板30の延出部分が端子として十分な強度が得られない場合がある。変形例6に係るOSA1は、端子の強度増加を実現する構造である。
図13は、本発明の変形例6に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。変形例6に係るOSA1は、図1に示したOSA1と略同じ構成であるが、ベース10から延出する導電板30に別部品の端子部37を接続した点が異なる。端子部37は、導電性の部材で形成されており、ベース10から延出する導電板30に溶接又は接着等の方法で固定されている。また導電板30は、例えば第1の導電板30a、第2の導電板30b及び第3の導電板30cのように複数設けられるが、端子部37はこれら複数の導電板30に対してそれぞれ個別に接続される。
また端子部37は、導電板30より厚く形成されている。例えば導電板30の延出部分の厚さが100μm程度の場合に、端子部37の厚さは250μm〜400μm程度とすることができる。これにより、OSA1と回路基板などとの接続を強度の高い端子部37を介して行うことができる。
なお、上述の導電板30及び端子部37の厚さは一例であって、これに限るものではなく、少なくとも端子部37が導電板30の延出部分より厚い構成であればよい。また、図13に示した端子部37の形状は一例であって、これに限るものではない。
(変形例7)
図14は、本発明の変形例7に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。変形例7に係るOSA1は、上述の実施の形態1に係るOSA1が有する筒部11を有しない構成であり、その他の構成は図1に示したOSA1と同じである。この場合、OSA1と光ファイバ9との位置合わせを行う必要があるため通信精度はこの位置合わせの精度に影響されるが、フォトダイオード20及びレンズ15は高精度に位置合わせが行われているため通信精度の向上が期待できる。このように、OSA1は筒部11を有しない構成であってもよい。
(変形例8)
図15は、本発明の変形例8に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。上述の実施の形態1に係るOSA1は蓋体40によりフォトダイオード20の封止を行う構成であるが、これに限るものではない。変形例8に係るOSA1は、蓋体40を備えず、樹脂封止によりフォトダイオード20の封止を行った封止部45を備える構成である。変形例8に係るOSA1のベース10は、上面に周壁部12を有しておらず、上面には導電板30が露出し、位置決め部13が突設されるのみである。変形例8に係るOSA1の製造工程では、位置決め部13を基準にフォトダイオード20を導電板30に接続し、更にワイヤ35を介してフォトダイオード20及び導電板30を接続した後、ベース10の上面側に設けられた位置決め部13、フォトダイオード20及びワイヤ35を覆うように合成樹脂を塗布して硬化させることにより封止を行う。なお、封止のための合成樹脂は、フォトダイオード20の耐熱性能などを考慮して選択する必要があるが、封止部45は透光性を有している必要はなく、また成形を高精度で行う必要がないため、強度及びコスト等を優先して選択することができる。なお、図15においてOSA1は筒部11を有していないが、ベース10と一体成形又は別体で筒部11を設けてもよい。
(変形例9)
図16は、本発明の変形例9に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。変形例9に係るOSA1は、変形例8のOSA1と同様に、導電板30に接続されたフォトダイオード20を合成樹脂により樹脂封止する構成であるが、封止のための合成樹脂により筒部11を成形した構成である。変形例9に係るOSA1の封止部46は、フォトダイオード20を覆うと共に、レンズ15を除いたベース10の略全体を覆うように設けられる。封止部46は、略直方体形に成形されると共に、その下面に円筒状の筒部11が突設された構成である。筒部11は、ベース10の下面に設けられたレンズ15を囲むように成形されており、その突端に光ファイバ9と嵌合する部分が設けられている。なお、封止部46は透光性を有している必要はない。
(変形例10)
図17は、本発明の変形例10に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。上述の実施の形態1に係るOSA1は、ベース10及びレンズ15を透光性の合成樹脂で一体成形する構成であるが、これに限るものではない。変形例10に係るOSA1は、ベース10、周壁部12及び位置決め部13を非透光性の合成樹脂で一体成形すると共に、ベース10には導電板30の開口31を通して上下に貫通する貫通孔を形成し、別体として製造されたレンズ15をベース10の貫通孔に嵌合させて固定する構成である。レンズ15は、例えば円柱形又は円錐台形の一端面に半球状の凸面を形成した構成とすることができ、接着剤などを用いてベース10に接着固定することができる。これにより、ベース10に透光部分とレンズ15とを設けることができる。ベース10及びレンズ15は、それぞれ個別に最適な素材を用いて成形することができる。
(変形例11)
上述の実施の形態1に係るOSA1は、凹所12a内にフォトダイオード20を収容するのみであるが、これに限るものではなく、電気回路を構成するその他の回路部品(抵抗、コンデンサ、コイル又はIC(Integrated Circuit)等)を凹所12a内に収容する構成としてもよい。図18A〜図18Cは、本発明の変形例11に係る光通信モジュールの導電板30の構成を示す模式図であり、図18Aはベース10の周壁部12及び導電板30のみの平面視を示したものであり、図18Bは図18Aにフォトダイオード20及びその他の回路部品を搭載した状態の平面視を示したものであり、図18Cは図18Bの構成を回路図として示したものである。
変形例11に係るOSA1は、ベース10に3つの導電板30a〜30cが保持されている。第1の導電板30aは、フォトダイオード20の受光部22へ光を通すための開口31が形成されており、ベース10の外側へ延出する部分を有している。第2の導電板30bは、第1の導電板30aと並べて配設され、その一端部分がベース10の外部へ延出している。第3の導電板30cは、略長方形をなし、第2の導電板30bの反対側に第1の導電板30aと並べて配設され、その一端部分がベース10の外部へ延出している。導電板30a〜30cのベース10から延出した部分は、OSA1と例えば通信装置の回路基板とを接続するための端子として用いられる。
変形例11に係るOSA1は、凹所12a内にフォトダイオード20と、その他の回路部品としてアンプIC61及びコンデンサ62とを収容し、これらを3つの導電板30a〜30cに適宜に接続することによって、光信号の受信回路を構成したものである。フォトダイオード20は、下面にアノードの端子が接続端子部21として設けられ、上面にカソードの端子が設けられている。フォトダイオード20は、開口31から受光部22が受光を行うことができるように高精度に位置決めされて、接続端子部21により第1の導電板30aに接続される。
アンプIC61は、上面に入力端子、出力端子、高電位側の電源端子及び低電位側の電源端子の4つの端子が設けられ、下面には端子は設けられていない。アンプIC61は、半田又は接着剤等により第1の導電板30aに下面が接着される。第1の導電板30a上におけるアンプIC61の搭載はいずれの位置であってもよく、搭載位置の精度は低くてもよい。コンデンサ62は、第1の導電板30a及び第2の導電板30bに跨って配設され、一端側の端子が第1の導電板30aに接続され、他端側の端子が第2の導電板30bに接続されている。
アンプIC61の上面に設けられた高電位側の電源端子は、ワイヤ63を介して第2の導電板30bに接続されている。アンプIC61の入力端子は、フォトダイオード20の上面に設けられたカソードの端子にワイヤ64を介して接続されている。アンプIC61の低電位側の電源端子は、ワイヤ64を介して第1の導電板30aに接続されている。アンプIC61の出力端子は、ワイヤ66を介して第3の導電板30cに接続されている。これにより、図18Cの回路が構成され、例えば第1の導電板30aを接地電位に接続し、第2の導電板30bを電源電位に接続することによって、OSA1にて受信した光信号を変換した電気信号が第3の導電板30cから出力される。
このように、OSA1はフォトダイオード20などの光電素子と共に、周辺回路の回路部品を封止して1つのパッケージとして構成してもよい。なお、図18A〜図18Cに示した回路部品及びこれを用いた回路構成は一例であってこれに限るものではなく、その他種々の回路部品をOSA1に搭載してよく、種々の回路を構成してよい。
(実施の形態2)
図19は、本発明の実施の形態2に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。図20は、本発明の実施の形態2に係る光通信モジュールの構成を示す模式的平面図であり、光通信モジュールの蓋体40を装着していない状態を図示してある。
図19において1は、フォトダイオード(光電素子)20が封入されると共に、アンプIC61及びコンデンサ62等の電気回路部品にて構成される電気回路を搭載したOSAであり、本発明に係る光通信モジュールに相当する。OSA1は、光ファイバ(通信線)9が連結され、この光ファイバ9を介して他の装置が発した光をフォトダイオード20にて受光し、光信号を電気信号に変換して出力する光通信のための部品である。
OSA1は、平面視が略長方形をなす板状のベース(透光保持部)10を備えており、ベース10の一側の面(図19において上側の面、以下では単に上面という)にフォトダイオード20が接続され、反対側の面(図19において下側の面、以下では単に下面という)に光ファイバ9を連結するための筒部50が設けられている。ベース10の上面には、長手方向の一側に寄せて、平面視が略正方形の筒状をなす周壁部12が立設されており、ベース10の上面と周壁部12とにより、フォトダイオード20を収容する凹所12aが構成されている。
OSA1のベース10には金属製の導電板30が、その一面がベース10の上面に露出するように埋め込まれて保持されている。凹所12a内における導電板30の露出部分には、フォトダイオード20の接続端子部21が半田又は導電性接着剤等を用いて接続され、及び/又は、フォトダイオード20の上面などに設けられた端子がワイヤ35を介して接続される。また凹所12a外における導電板30の露出部分には、アンプIC61及びコンデンサ62等の電気回路部品が、半田若しくは導電性接着剤等を用いて直接的に、及び/又は、ワイヤなどを介して接続されている。導電板30は、フォトダイオード20と電気回路部品との間で電気信号の送受を行うためのものであり、またOSA1の外部との間で電気信号の送受を行うためのものである。換言すれば、導電板30は、フォトダイオード20を用いた受信回路において、回路の構成要素を接続する配線に相当するものである。
本実施の形態のOSA1は4つの導電板30a〜30dを備えている(図20参照)。第1の導電板30aは、ベース10の凹所12aの中央に配される略正方形の部分と、この部分からベース10の長手方向へ設けられ、ベース10の側面から外部へ延出する部分とを有しており、略正方形の部分の略中央には光を通す通光部として略円形の開口31が形成されている。第1の導電板30aは、平面視におけるベース10の凹所12aの略中央に開口31が位置するよう、ベース10に保持される。開口31の直径は、フォトダイオード20の下面の一辺の長さより小さく、且つ、フォトダイオード20の受光部22の直径より大きい。フォトダイオード20は、第1の導電板30の開口31の周縁部分に半田又は導電性接着剤を介してその接続端子部21が接続される。また凹所12a外の第1の導電板30aの露出部分には、アンプIC61が接着剤などにより接着固定される。アンプIC61は上面に4つの端子を有しており、その1つの端子がワイヤ65を介して第1の導電板30aに接続されている。
第2の導電板30bは、第1の導電板30aを囲むように配され、その一端部分がベース10の側面から外部へ延出している。コンデンサ62は端子を2つ有する電気回路部品であり、各端子が第1の導電板30a及び第2の導電板30bに接続されている。また第2の導電板30bは、アンプIC61の上面に設けられた端子とワイヤ63を介して接続されている。
第3の導電板30cは、略L字型をなしており、その一端部分がベース10の凹所12a外に露出し、反対部分が凹所12a内に露出するように、第1の導電板30aと並べて配されている。第3の導電板30cは、凹所12a内にてフォトダイオード20の上面に設けられた端子とワイヤ35を介して接続され、凹所12a外にてアンプIC61の上面に設けられた端子とワイヤ64を介して接続されている。
第4の導電板30dは、略長方形をなし、ベース10の長手方向に第3の導電板30cと並べて配され、その一端部分がベース10の側面から外部へ露出している。第4の導電板30dは、アンプIC61の上面に設けられた端子とワイヤ66を介して接続されている。なお、導電板30a、30b、30dのベース10の側面から延出した部分は、OSA1と例えば通信装置の回路基板とを接続するための端子として用いられる。
図21は、OSA1の導電板30a〜30dを利用して構成される受信回路の一例を示す回路図である。本実施の形態に係るOSA1は、フォトダイオード20とその他の電気回路部品としてアンプIC61及びコンデンサ62とを収容し、これらを導電板30a〜30dに適宜に接続することによって、光信号の受信回路を構成したものである。フォトダイオード20は、下面にアノードの端子が接続端子部21として設けられ、上面にカソードの端子が設けられている。フォトダイオード20は、開口31から受光部22が受光を行うことができるように高精度に位置決めされて、接続端子部21により第1の導電板30aに接続される。
アンプIC61は、上面に入力端子、出力端子、高電位側の電源端子及び低電位側の電源端子の4つの端子が設けられ、下面には端子は設けられていない。アンプIC61は、半田又は接着剤等により第1の導電板30aに下面が接着される。アンプIC61の上面に設けられた高電位側の電源端子は、ワイヤ63を介して第2の導電板30bに接続されている。アンプIC61の入力端子は、ワイヤ64を介して第3の導電板30cに接続され、フォトダイオード20のカソードの端子に電気的に接続されている。アンプIC61の低電位側の電源端子は、ワイヤ65を介して第1の導電板30aに接続されている。アンプIC61の出力端子は、ワイヤ66を介して第4の導電板30dに接続されている。
上述のように、コンデンサ62は、第1の導電板30a及び第2の導電板30bに跨って配設され、一端側の端子が第1の導電板30aに接続され、他端側の端子が第2の導電板30bに接続されている。これにより、図21に示す回路が構成され、例えば第1の導電板30aを接地電位に接続し、第2の導電板30bを電源電位に接続することによって、OSA1にて受信した光信号を変換した電気信号が第4の導電板30dから出力される。
また、OSA1のベース10及び周壁部12は、透光性の合成樹脂により一体成形されている。例えば、予め所望の形状に加工された導電板30を金型内に配置し、液状の透明樹脂を流し込んで硬化させる方法、所謂射出成形によって一体成形を行うことができる。ベース10を透光性の合成樹脂で成形することによって、導電板30に接続されたフォトダイオード20は、透光性のベース10及び導電板30の開口31を通して外部の光を受光することができる。またベース10及び周壁部12を構成する合成樹脂は、フォトダイオード20の耐熱性能などに関係なく選択することができるため、成形精度が高く、温度変化などの周辺環境による変形などが発生し難い合成樹脂を選択することができる。
またベース10の下面には、凸状のレンズ15が設けられている。レンズ15は、ベース10と共に透光性の合成樹脂にて一体成形されたものである。レンズ15は、ベース10の上面側に保持された導電板30の開口31の反対側に、即ちレンズ15の中心と開口31の中心とが略一致するように、ベース10の下面に設けられている。これにより、ベース10の下面側からの光をレンズ15にて集光し、透光性のベース10及び導電板30の開口31を通してフォトダイオード20の受光部22へ入射させることができる。即ち、ベース10の導電板30に接続されたフォトダイオード20とレンズ15との間の部分は、導電板30に形成された開口を通して外部からの光をフォトダイオード20の受光部22へ透過する透光部分である。なお、レンズ15の直径は、フォトダイオード20の受光部22の直径より大きく、導電板30の開口31より大きい。
またOSA1は、ベース10の下面に突設された円筒状の筒部50を備えている。筒部50は、ベース10とは別体として成形されており、ベース10の下面に設けられたレンズ15を囲むように、ベース10の下面に接続される。筒部50は、下端側の内径を階段状に拡径させた態様であり、内径が小さい上部分及び内径が大きい下部分を有している。筒部50の内径が小さい上部分は、その内径がレンズ15の直径に等しいか又は若干大きくなるよう形成されている。筒部50の内径が大きい下部分は、その内径が光ファイバ9の直径に略等しくなるように形成されており、光ファイバ9を嵌合させる嵌合部53を構成している。
筒部50の上側の端面には、丸棒状の複数の接続ピン51が立設されている。複数の接続ピン51は、筒部50の端面の周方向に等間隔で設けられている。ベース10には、接続ピン51を挿通して筒部50を接続するための複数の接続孔16が、ベース10の上下を貫通して設けられている。筒部50の接続ピン51及びベース10の接続孔16は、接続孔16に接続ピン51を挿入して筒部50をベース10に接続した場合に、筒部50の中心がレンズ15の中心に略一致するように、その位置が高精度に定められている。なお筒部50は、合成樹脂製であってもよく、金属又は木材等の他の素材で形成されるものであってもよい。また筒部50の接続は、接続ピン51をベース10の接続孔16に挿入するのみで行ってもよいが、更に接着剤などを用いて固定することで、より強固に行うことができる。
筒部50の接続ピン51の長さは、ベース10の接続孔16の深さより長く、接続ピン51を接続孔16に挿通して筒部50をベース10の下面に接続した場合、接続ピン51の先端はベース10の上面に突出する。ベース10は射出成形などにより高精度に成形され、接続孔16を精度よく設けることができるため、接続孔16から突出する接続ピン51の突出位置の精度は高い。よって、接続ピン51の突出位置を基準としてフォトダイオード20を位置決めし、導電板30に接続することによって、フォトダイオード20の受光部22の中心とレンズ15の中心とを高精度に一致させることができる。
接続ピン51を接続孔16に挿入して筒部50をベース10の下面に接続した場合、筒部50の中心とレンズ15の中心とが略一致するように、接続ピン51及び接続孔16はその位置が精度よく定められている。また、筒部50の嵌合部53に光ファイバ9を嵌合させた場合、筒部50の中心と光ファイバ9の中心とが略一致するように、筒部50の嵌合部53が精度よく形成されている。よって、レンズ15の中心と光ファイバ9の中心とを略一致させることができる。更に、フォトダイオード20の受光部22の中心及びレンズ15の中心が略一致するようにフォトダイオード20が導電板30に接続されているため、フォトダイオード20の受光部の中心、レンズ15の中心及び光ファイバ9中心が略一致し、光ファイバ9から出射された光をフォトダイオード20が高精度で受光することができる。
また、OSA1は、ベース10の上面側に設けられた周壁12の上端に接合され、凹所12aを封止する蓋体40を備えている。蓋体40は、平面視が周壁12と同じ略正方形をなす板状であり、周壁12の上端に例えば超音波溶接又は接着剤による接着等の方法で接合される。蓋体40は、透光性又は非透光性のいずれであってもよく、ベース10及び周壁部12等と同じ素材で成形されるものであってもよく、異なる素材で成形されるものであってもよい。なお蓋体40を接合するときに、凹所12a内に窒素ガス又はドライエアー等のガスを封入してもよく、凹所12a内を真空としてもよい。
図22乃至図26は、本発明の実施の形態2に係る光通信モジュールの製造方法を説明するための模式図であり、図22から図26へ時系列にOSA1の製造工程を示してある。本発明のOSA1の製造工程では、金属板を加工するなどして所望の形状の導電板30を作成し、射出成形用の金型内に導電板30を配置し、金型に液状の透明樹脂を流し込んで硬化させることにより、ベース10、周壁部12及びレンズ15等を一体成形する(この工程の図示は省略する)。この工程においては、ベース10に保持された導電板30の開口31の中心及びレンズ15の中心は高精度に一致するように成形され、これらの中心位置に対して接続孔16はその相対位置が高精度に成形される。更には、蓋体40及び筒部50についても樹脂成形などの方法で予め成形される。
次いで、予め別体として成形された筒部50を、ベース10の下面に接続する。筒部50の接続は、筒部50の上端面に設けられた接続ピン51を、ベース10に設けられた接続孔16に挿通するのみで行うことができ、ベース10に対する筒部50の位置決めを行う必要はない。また、接続ピン51、接続孔16、筒部50の上端面又はベース10の下面等に接着剤を塗布した後に、接続孔16へ接続ピン51を挿入して筒部50をベース10に接着固定してもよい。
次いで、カメラ7などにてベース10の上面側から撮影を行うことにより、接続孔16を通してベース10の上面に突出する接続ピン51の位置を確認し、この基準位置に対して予め定められた位置にフォトダイオード20を位置決めし、フォトダイオード20の端子部21を導電板30に接続する(図23参照)。これにより、フォトダイオード20の受光部22の中心と、レンズ15の中心及び筒部50の中心とが高精度に一致する。
次いで、ベース10の上面に露出する導電板30の凹所12a外の部分に、アンプIC61及びコンデンサ62等の電気回路部品を搭載する(図24参照)。このとき、電気回路部品の端子を導電板30に接続する場合には、半田又は導電性接着剤等を用いて接続を行い、また、電気回路部品の筐体部分などの端子以外の部分を導電板30に接続する場合には、非導電性の接着剤などを用いて接続を行えばよい。
次いで、フォトダイオード20の上面に設けられた端子とベース10に保持された導電板30cとをワイヤ35にて接続すると共に、アンプIC61の上面に設けられた4つの端子とベース10に保持された導電板30a〜30dとをワイヤ63〜66にて接続する(図25参照)。これによりフォトダイオード20、アンプIC61及びコンデンサ62は、図4に示した回路図の通りに電気的に接続され、OSA1を搭載する通信装置は、第1の導電板30aを接地電位に接続し、第2の導電板30bを電源電位に接続し、第4の導電板30dから出力される信号に基づいて、光信号の受信を行うことができる。
次いで、蓋体40を超音波溶接又は接着剤による接着等の方法で周壁部12の上端に接合し、フォトダイオード20が収容された凹所12aを封止する(図26参照)。これによりフォトダイオード20は外部から隔離される。また、蓋体40を周壁部12に接合する前に、凹所12a内にガスを注入してもよい。
以上の構成のOSA1は、ベース10の凹所12a内にフォトダイオード20を搭載し、12a外にアンプIC61及びコンデンサ62等の電気回路部品を搭載し、複数の導電板30a〜30d及びワイヤ35、63〜66を用いてこれらを電気的に接続する構成とすることにより、OSA1は回路基板などを備えることなく複数の電気回路部品を搭載することができ、これらの電気部品により受信回路などを構成することができる。本発明の構成により、受信回路などの電気回路を搭載した光通信モジュールを、受信回路用の回路基板を搭載する光通信モジュールと比較して小型化することができ、回路基板及びこれの周辺部品を備える必要がないため、部品数を削減することができる。よって、本発明のOSA1を搭載する通信装置などの小型化を実現できると共に、OSA1の製造工程の簡略化を実現でき、OSA1の低価格化を実現することができる。
また、導電板30の開口31及び透光性のベース10を通して光信号の送受を行うように、ベース10の凹所12a内に露出する導電板30に、フォトダイオード20を位置決めして接続し、その後に蓋体40にて封止を行う構成とすることにより、OSA1は、ベース10の成形後に精度よく位置合わせを行ってフォトダイオード20を導電板30に接続することができ、フォトダイオード20の接続位置に影響を与えることなく蓋体40による封止を行うことができる。これにより、フォトダイオード20の耐熱性能などを考慮することなくベース10を成形するための合成樹脂を選択できるため、成形精度を高めることができる。よって、精度よく成形されたベース10に対してフォトダイオード20の位置決めを精度よく行うことができるため、レンズ15及び光ファイバ9等との位置合わせを精度よく行うことができ、OSA1による光通信の精度を向上することができる。
また、凹所12aに蓋体40を接合することによりフォトダイオード20の封止を行う構成とすることにより、蓋体40の接合精度は低くてもよいため、容易な方法で且つ低コストにフォトダイオード20の封止を行うことができる。また、ベース10の上面には、筒部50の接続ピン51を突出させ、接続ピン51を基準としてフォトダイオード20の位置決めを行う構成とすることにより、接続ピン51が挿通する接続孔16はベース10と共に高精度に成形できることから、接続ピン51を基準としたフォトダイオード20の導電板30への接続を容易且つ高精度に行うことができる。
また、ベース10の下面にはレンズ15を囲んで筒部50を設け、筒部50の嵌合部53に光ファイバ9を嵌合させる構成とすることにより、筒部50は接続ピン51及び接続孔16により高精度にベース10へ接続できることから、レンズ15と光ファイバ9との位置決めを容易に且つ高精度に行うことができ、光ファイバ9から出射された光をレンズ15にて集光し、フォトダイオード20にて確実に検知することができるため、OSA1を用いた光通信の精度を向上することができる。
なお本実施の形態においては、OSA1が光電素子としてフォトダイオード20を備えて受光を行う構成としたが、これに限るものではなく、光電素子としてレーザダイオードを備えて発光を行う構成としてもよい。また、OSA1が凹所12a内に1つの光電素子を備える構成としたが、これに限るものではなく、複数の光電素子を備える構成としてもよい。この場合、フォトダイオード及びレーザダイオードの両光電素子を搭載することによって、OSAは発光及び受光を行うことができ、光信号の送受信をおこなうことができる。
また、図20に示した導電板30(30a〜30d)の構成は一例であってこれに限るものではない。図21に示した回路構成は一例であってこれに限るものではない。OSA1に搭載する電気回路部品はアンプIC61及びコンデンサ62に限るものではなく、その他の種々の電気回路部品を搭載し、その他の種々の電気回路を構成することができる。
また、導電板30の開口31の中心とフォトダイオード20の受光部22の中心とが略一致するようにフォトダイオード20の接続を行うとしたが、必ずしも受光部22の中心と開口31の中心とが一致する必要はなく、受光部22の中心がレンズ15の中心に略一致していればよい。また、フォトダイオード20の上面の端子と導電板30とをワイヤ35で接続する構成としたが、これに限るものではなく、フォトダイオード20の下面に複数の接続端子部21が設けられている場合には、ワイヤ35による接続を行わない構成としてもよい。
また導電板30に通光部として開口31を形成し、フォトダイオード20の受光部22が開口31を通して受光を行う構成としたが、これに限るものではない。例えば、導電板30に通光部として切り欠き又は溝等を形成し、これらを通して受光を行う構成としてもよい。また例えば、フォトダイオード20の下面に複数の接続端子部21が設けられており、各接続端子部が異なる導電板30に接続される場合には、各導電板30の間のすき間を通光部とし、このすき間を通してフォトダイオード20の受光部22が受光を行う構成としてもよい。また例えば、導電板30の一部又は全部を透光性の導電体で成形することができる場合には、この透光部分を通光部としてフォトダイオード20への光を通す構成としてもよい。
また、ベース10の上面に突出した接続ピン51を基準としてフォトダイオード20の位置決めを行う構成としたが、これに限るものではなく、他の方法によりフォトダイオード20の位置決めを行ってもよい。
(変形例1)
また、筒部50を別体とし、接続ピン51を接続孔16に挿通することで筒部50をベース10に接続する構成としたが、これに限るものではなく、筒部をベース10と一体成形する構成であってもよい。図27は、本発明の実施の形態2の変形例1に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。変形例1に係るOSA1は、ベース10の下面にレンズ15を囲んで円筒状の筒部11を突設してあり、筒部11はベース10と共に透光性の合成樹脂で一体成形されている。筒部11の中心はレンズ15の中心に略一致する。
またベース10の上面には、凹所12a内に丸棒状の位置決め部13が突設されている。位置決め部13は、フォトダイオード20を凹所12a内にて導電板30に接続する際の位置決めの基準をなすものであり、ベース10に保持された導電板30の開口31の中心又はレンズ15の中心からの位置を高精度に定めて設けられている。フォトダイオード20を導電板30に接続する製造装置は、例えばカメラなどでベース10の上面の撮影を行って位置決め部13の位置を基準とし、位置決め部13から所定の距離及び方向だけ離れた位置にフォトダイオード20を接続する構成とすればよい。
これにより、OSA1の製造工程にて、別体の筒部50をベース10に接続する工程を行う必要がないため、製造工程の簡略化を実現できる。また、筒部11はベース10に対して精度よく一体成形することができるため、筒部11に光ファイバ9を嵌合させて、レンズ15の中心と光ファイバ9の中心とをより精度よく一致させることができる。
(変形例2)
上述の光通信モジュールの製造方法においては、図22乃至図26に示したように、フォトダイオード20を凹所12a内の導電板30に接続し(図23参照)、その後にアンプIC61及びコンデンサ62等の電気回路部品を凹所12a外の導電板30に半田又は導電性接着剤等を用いて接続する(図24参照)という手順でOSA1の製造を行ったが、これに限るものではない。変形例2に係る光通信モジュールの製造方法においては、フォトダイオード20を凹所12a内の導電板30に接続した後、凹所12a外の導電板30への電気回路部品の接続を行わずに、蓋体40を周壁部12に接合する。
蓋体40の接合後、凹所12a外の導電板30へ電気回路部品の接続を行う。このとき、電気回路部品の接続は、フラックスを含む半田を導電板30に印刷しておき、この半田上に電気回路部品を載置して、加熱により半田を溶かして電気回路部品の接続を行う方法、即ち半田リフローにより行う。
ワイヤ35を用いたワイヤーボンディングが行われるフォトダイオード20は、半田リフローにて用いられるフラックスを嫌うが、変形例2の製造方法によれば、蓋体40の接合により凹所12aが封止されるため、電気回路部品を半田リフローにより凹所12a外の導電板30に接続することができる。
(実施の形態3)
実施の形態3に係るOSA1は、製造工程における樹脂封止に要する製造コストを低減することができる構成である。図28は、本発明の実施の形態3に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。図において1は、フォトダイオード(光電素子)20をパッケージに封入したOSAであり、本発明に係る光通信モジュールに相当する。OSA1は、光ファイバ9が連結され、この光ファイバ9を介して他の装置が発した光をフォトダイオード20にて受光し、光信号を電気信号に変換して出力する光通信のための部品である。
OSA1は、平面視が略正方形をなす板状のベース(透光保持部)10を備えており、ベース10の一側の面(図28において上側の面、以下では単に上面という)には、金属製の導電板30が載置され、導電板30にフォトダイオード20が接続されると共に、導電板30及びフォトダイオード20を合成樹脂により封止した封止部45が設けられている。また、ベース10は透光性の樹脂で成形されており、ベース10の反対側の面(図28において下側の面、以下では単に下面という)には、レンズ15が一体的に成形されると共に、このレンズ15の周囲に光ファイバ9を連結するための筒部50が突設されている。
フォトダイオード20は、平面視が略正方形をなす板状であり、下面の略中央には、光を検知して電気信号に変換する受光部22が設けられ、受光部22の周囲に一又は複数の接続端子部が設けられている。接続端子部は、フォトダイオード20の電気信号を入出力するための端子であり、且つ、半田又は導電性接着剤等を介して導電板30への接続を行うためのものである。
なお、以降の説明及び図面においては、図2Bに示したように、下面に2つの接続端子部21a及び21bを設けたフォトダイオード20をOSA1が備えるものとする。ただし、OSA1が備えるフォトダイオード20の構成は、図2A又は図2Cに示した構成又はその他の構成であってもよい。
OSA1のベース10には、金属製の導電板30が載置されている。導電板30は、金属板の切削又はエッチング等により所望のパターンに形成される。導電板30の上面には、フォトダイオード20の接続端子部21a、21bが半田又は導電性接着剤等を用いて接続され、導電板30の下面はベース10の上面に当接する。導電板30は、フォトダイオード20と外部との間で電気信号の送受を行うためのものであり、フォトダイオード20を用いた受信回路において、回路の構成要素を接続する配線に相当するものである。
図29は、本発明に係る光通信モジュールに備えられる導電板30の構成を示す模式的平面図であり、導電板30の上面視の形状にベース10の外形を二点鎖線で重ねて示したものである。図示の例では、OSA1は3つの導電板30a〜30cを備えている。第1の導電板30a及び第2の導電板30bは、フォトダイオード20の接続端子部21a及び21bがそれぞれ接続されるものである。第1の導電板30a及び第2の導電板30bは、平面視で略長方形をなし、長手方向の一端がベース10の外部へ延出し、他端がベース10の中央まで配される。また、ベース10の下面の中央にはレンズ15が設けられており、第1導電板30a及び第2導電板30bの他端には、レンズ15の反対側に対応する部分を覆い隠すことがないように、切り欠き331がそれぞれ形成されている。即ち、第1導電板30a及び第2導電板30bは、平面視においてレンズ15を間にして並べて設けられており、切り欠き331により構成される第1導電板30a及び第2導電板30bの間隙が、導電板30の表裏へ光を通す通光部をなしている。
第3の導電板30cは、略U字型をなしており、第1の導電板30a及び第2の導電板30bを囲むように、ベース10の周縁に沿って配され、その一端部分がベース10の外部へ延出している。第3の導電板30cは、例えば接地電位に接続されて、OSA1をシールドするために用いられる。導電板30a〜30cのベース10から延出した部分は、OSA1と例えば通信装置の回路基板とを接続するための端子として用いられる。
また、導電板30(第1の導電板30a〜第3の導電板30c)には、それぞれ適宜の位置に、複数の位置決め穴部332が形成されている。各位置決め穴部332は、略円形をなし、導電板30の表裏を貫通して形成されている。これに対してベース10の上面には、複数の位置決め凸部313が設けられている。各位置決め凸部313は、平面視が略円形をなし、導電板30の位置決め穴部332内に収容可能な大きさに形成されている。
ベース10の上面における各位置決め凸部313の形成位置は、導電板30の載置位置を規定すべく精度よく定められている。これによりOSA1の製造工程において、導電板30の位置決め穴部332がベース10の位置決め凸部313に係合するように、ベース10の上面に導電板30を載置することにより、導電板30の位置調整の作業を行うことなく、図29に示した配置で導電板30が精度よく載置される。
また、ベース10の上面に載置された導電板30には、フォトダイオード20が接続される。なおフォトダイオード20の接続位置は、例えばベース10の上面に設けられた位置決め凸部313又は導電板30の所定位置等を基準にして決定してもよく、透光性のベース10及びレンズ15を通してベース10の下側に設置された指標などを基準に決定してもよい。
なお上記の構成において、導電板30の厚さを100μm程度とし、導電板30の幅を200μm以上とし、複数の導電板30(30a〜30c)の間隔を200μm以上とした場合、ベース10に対する導電板30の位置ズレは±50μm以内であった。またフォトダイオード20の接続端子部21a及び21bのサイズを100μm角以上とした場合、フォトダイオード20の位置ズレは±10μm以内であった。ただしこれらの数値は一例であり、導電板30の載置位置及びフォトダイオード20の接続位置は更なる高精度化が可能である。
OSA1のベース10、位置決め凸部313及びレンズ15等は、透光性の合成樹脂により一体成形されている。例えば、予め作成された金型に液状の透明樹脂を流し込んで硬化させる方法、所謂射出成形によって一体成形を行うことができる。ベース10を透光性の合成樹脂で成形することによって、導電板30に接続されたフォトダイオード20は、透光性のベース10と第1の導電板30a及び第2の導電板30bの間隙を通して、レンズ15から入射した光を受光することができる。またベース10を構成する合成樹脂は、フォトダイオード20の耐熱性能などに関係なく選択することができるため、成形精度が高く、温度変化などの周辺環境による変形などが発生し難い合成樹脂を選択することができる。
ベース10に載置された導電板30と、導電板30に接続されたフォトダイオード20とは合成樹脂により樹脂封止されており、ベース10の上側にはフォトダイオード20及び導電板30を封止した封止部45が設けられている。封止部45は、ベース10とは異なる合成樹脂によるものであってよく、透光性を有していないものであってよい。封止部45を構成する合成樹脂は、成形精度が低くてもよいが、フォトダイオード20の耐熱性能などを考慮して選択する。
ベース10の下面には、略中央に下側へ凸状をなすレンズ15が一体成形されている。レンズ15は、ベース10の下側からの光を集光し、透光性のベース10を通してフォトダイオード20の受光部22へ入射させる。フォトダイオード20は、受光部22の中心がレンズ15の中心に略一致するように、導電板30上に位置決めされて接続される。
ベース10の下面に設けられる筒部50は、円筒状をなしており、ベース10とは別体として製造される。筒部50は、合成樹脂製であってもよく、金属製であってもよく、その他の素材によるものであってもよい。筒部50は、その中心がレンズ50の中心に略一致するように位置決めされ、ベース10の下面に溶接又は接着等の方法により接続固定される。筒部50は、ベース10に接続される一側(図28において上側)の内径がレンズ15の直径より若干大きく、他側(図28において下側)の内径がこれより更に大きく形成されており、筒部50の下側に光通信用の光ファイバ9を嵌合させることができる。筒部50に光ファイバ9を嵌合させた場合、光ファイバ9の端面とレンズ15とが対向すると共に、光ファイバ9の中心とレンズ15の中心とが略一致するようにしてある。
図30乃至図35は、本発明に係る光通信モジュールの製造方法を説明するための模式図であり、図30から図35へ時系列にOSA1の製造工程を示してある。本発明のOSA1はベース10を導電板30及び筒部50等とは別に製造することができるため、その製造工程では、複数のベース10を射出成形により一度に製造することができる。まず、本発明のOSA1の製造工程では、予め作成された金型(図示は省略する)に液状の透明樹脂を流し込んで硬化させることにより、複数のベース10が6×6のマトリクス状に連なった板体を成形する(図30参照)。この工程においては、各ベース10のレンズ15及び位置決め凸部313も共に成形される。
次いで、複数のベース10がマトリクス状に連なった板体を切削(ダイシング)する。板体の切削は、例えば図30の破線の位置にて行うことができる。板体の切削により複数のベース10が分離されて、36個のベース10が得られる(図31参照)。この工程において、ベース10の切削精度は、ある程度低くてもよい。
次いで、分離したベース10の上面に導電板30を載置する(図32参照)。導電板30は、予め金属板を切削又はエッチングすることによって所望の形状に形成される。導電板30をベース10の上面に載置する際には、導電板30に形成された複数の位置決め穴部332が、ベース10上の対応する位置決め凸部313に係合する位置に、導電板30を載置する。これにより、ベース10上における導電板30の位置が確定される。なお、この工程において、導電板30をベース10に接着などの方法で固定してもよい。
次いで、ベース10に載置された導電板30にフォトダイオード20を接続する(図33参照)。このとき、カメラなどにてベース10の上側から撮影を行うことにより位置決め凸部313又は導電板30の適当な箇所等の位置を確認し、この位置を基準位置として、基準位置に対して予め定められた位置にフォトダイオード20を位置決めし、フォトダイオード20の接続端子部21a、21bを導電板30に半田又は導電性接着剤等を用いて接続する。これにより、フォトダイオード20の受光部22の中心と、ベース10のレンズ15の中心とが高精度に一致する。
次いで、ベース10、フォトダイオード20及び導電板30を、予め作成された金型70内に収容し、金型70内に液状の合成樹脂を流し込んで硬化させることにより、封止部45の成形を行う(図34参照)。封止部45は、ベース10の上面側を覆うように成形し、少なくともフォトダイオード20及び導電板30をベース10に対して不動に保持することができる構成であればよい。また導電板30をベース10に接着などの方法で固定した場合には、封止部45はフォトダイオード20のみを覆う構成であってもよい。
次いで、ベース10の下面に筒部50を接続固定することで(図35参照)、OSA1が製造される。筒部50を接続固定するときには、筒部50の中心がベース10の下面に設けられたレンズ15の中心に略一致するように、筒部50の位置決めを行う。なお、ベース10の位置決め凸部313及び導電板30の位置決め穴部332と同様に、筒部50の位置を規定する凸部及び凹部等をベース10の下面及び筒部50の上端面に設ける構成としてもよく、これにより筒部50の位置決めを容易化することができる。
以上の構成のOSA1は、透光性のベース10の上面に導電板30を載置し、導電板30にフォトダイオード20を接続し、フォトダイオード20及び導電板30を封止部45にて封止する構成とすることにより、OSA1の製造工程において、ベース10の樹脂成形の工程とベース10に導電板30及びフォトダイオード20を搭載する工程とを別工程とすることができる。このため、多数のベース10を透光性樹脂により一体的に成形し、その後に各ベース10を切削して分離することでベース10を製造することができ、ベース10を個別に樹脂成形する場合と比較して、ベース10の製造コストを低減することができる。
また、ベース10に位置決め凸部313を設け、導電板30に位置決め穴部332を設けて、位置決め凸部313及び位置決め穴部332の係合によりベース10に対する導電板30の位置決めを行う構成とすることにより、それぞれ個別に製造されたベース10に導電板30を容易に且つ精度よく載置することができる。また、ベース10の下面にレンズ15を一体成形し、フォトダイオード20がレンズ15、ベース10及び導電板30の間隙(通光部)を通して光信号の送受信を行う構成とすることにより、上述のようにベース10は個別に樹脂成形を行うことができ、フォトダイオード20の耐熱性能などを考慮することなく成形精度の高い樹脂を用いてベース10を成形できるため、ベース10と共にレンズ15を高精度に成形することができ、OSA1の高精度化及び低コスト化を実現できる。
なお、本実施形態においては、OSA1が光電素子としてフォトダイオード20を備えて受光を行う構成としたが、これに限るものではなく、光電素子としてVICSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser、面発光型半導体レーザー)のようなレーザダイオードを備えて発光を行う構成としてもよい。また、OSA1が1つの光電素子を備える構成としたが、これに限るものではなく、複数の光電素子を備える構成としてもよい。この場合、フォトダイオード及びレーザダイオードの両光電素子を搭載することによって、OSAは発光及び受光を行うことができ、光信号の送受信を行うことができる。
また、フォトダイオード20及び導電板30を合成樹脂により封止してベース10に固定する構成としたが、これに限るものではなく、その他の方法で封止又は固定を行う構成としてもよい。また、図29に示した導電板30(30a〜30c)の構成は一例であってこれに限るものではない。また、導電板30には表裏を貫通して位置決め穴部332を設ける構成としたが、これに限るものではなく、導電板30の表裏を貫通させずに位置決め用の凹部を設ける構成としてもよい。
(変形例1)
図36は、本発明の実施の形態3の変形例1に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。変形例1に係るOSA1は、ベース10の下面にレンズ15を一体成形すると共に、ベース10の上面にレンズ14を一体成形した構成をなしている。上面のレンズ14は、上側へ凸状をなすレンズであり、2つのレンズ14及び15はその中心が略一致するように成形されている。筒部50に嵌合された光ファイバ9から出射された光は、レンズ15から入射してベース10内を通り、レンズ14から出射してフォトダイオード20の受光部22にて受光される。
このときに、レンズ15が光ファイバ9からの光を光軸に略平行な光に変換して、略平行な光がベース10内を透過し、この光をレンズ14がフォトダイオード20の受光部22へ集光する構成とすることができる。この構成では、ベース10内に略平行な光を透過させることによって、2つのレンズ14及び15の中心位置に若干のズレが生じた場合であっても、レンズ14とフォトダイオード20との位置合わせを精度よく行えば、レンズ14からフォトダイオード20の受光部22への光の集光を精度よく行うことができる。
(変形例2)
上述の変形例1に係るOSA1は、ベース10の上面に上側へ凸状のレンズ14を一体成形する構成であるが、これに限るものではない。図37は、本発明の実施の形態3の変形例2に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。変形例2に係るOSA1は、ベース10の上面に下側へ凹状のレンズ14aを成形した構成である。
フォトダイオード20を合成樹脂で封止して封止部45を設ける際に、フォトダイオード20の受光部22とレンズ14aとの間に合成樹脂が流れ込む構成の場合、封止部45を透光性の合成樹脂で成形する必要がある。この場合、ベース10及びレンズ14aを構成する透光性の合成樹脂と、封止部45を構成する透光性の合成樹脂との屈折率によっては、凸状のレンズ14ではなく、凹状のレンズ14aをベース10の上面に設けてもよい。更には、より複雑な面構成のレンズをベース10の上面に設けてもよい。
(変形例3)
図38は、本発明の実施の形態3の変形例3に係る光通信モジュールの構成を示す模式的断面図である。上述の実施の形態におけるOSA1は、ベース10に別体の筒部50を接続固定する構成であるが、変形例3に係るOSA1は、ベース10に筒部50を一体成形した構成である。この構成により、多数のベース10を一体的に樹脂成形にて製造する際に(図30参照)、ベース10と共に筒部50を製造することができるため、OSA1の製造工程の簡略化及び製造コストの低減を実現することができる。また筒部50をレンズ15に対して高精度に成形することができるため、筒部50に嵌合された光ファイバ9とレンズ15との中心を高精度に一致させることができ、OSA1の通信精度を向上することができる。
1 OSA(光通信モジュール)
7 カメラ
8 冶具
9 光ファイバ
10 ベース(透光保持部)
11 筒部
12 周壁部
12a 凹所
13 位置決め部
14、14a レンズ
15 レンズ
16 接続孔
18 平面
20 フォトダイオード(光電素子)
21、21a〜21d 接続端子部
22 受光部(光電領域)
30、30a〜30d 導電板(導電体)
31 開口(通光部)
35 ワイヤ
37 端子部
40 蓋体(封止手段)
45、46 封止部(封止手段)
50 筒部
51 接続ピン
52 平面
61 アンプIC(電気回路部品)
62 コンデンサ(電気回路部品)
63〜66 ワイヤ
71 上側金型
72 下側金型
72a 棒状突起
80 筒部
81 凹所
82 切欠部
83 嵌合部
84 貫通孔
313 位置決め凸部(凸部)
331 切り欠き
332 位置決め穴部(穴部)

Claims (27)

  1. 受光又は発光を行って光信号から電気信号へ又は電気信号から光信号への光電変換を行う光電領域及び他部材との接続を行う接続端子部が一の面に設けられた光電素子と、
    該光電素子の接続端子部が接続され、接続された前記光電素子の光電領域へ光を通す通光部が設けられた導電体と、
    一側及び反対側の間で光を透過する透光部分を有し、前記光電素子を接続する部分が前記一側に露出するように前記導電体を保持する透光保持部と、
    前記導電体に接続された前記光電素子を封止する封止手段と
    前記透光保持部の前記一側に突設され、前記光電素子の配設位置を規定する位置決め部と
    を備え、
    前記透光保持部の透光部分及び前記導電体の通光部を通して、前記一側及び反対側の間で、前記光電素子が光信号の送受を行うようにしてあること
    を特徴とする光通信モジュール。
  2. 受光又は発光を行って光信号から電気信号へ又は電気信号から光信号への光電変換を行う光電領域及び他部材との接続を行う接続端子部が一の面に設けられた光電素子と、
    該光電素子の接続端子部が接続され、接続された前記光電素子の光電領域へ光を通す通光部が設けられた導電体と、
    一側及び反対側の間で光を透過する透光部分を有し、前記光電素子を接続する部分が前記一側に露出するように前記導電体を保持する透光保持部と、
    前記導電体に接続された前記光電素子を封止する封止手段と、
    前記透光保持部の一側及び他側を貫通して形成され、前記光電素子の配設位置を規定する位置決め孔部
    を備え、
    前記透光保持部の透光部分及び前記導電体の通光部を通して、前記一側及び反対側の間で、前記光電素子が光信号の送受を行うようにしてあること
    を特徴とする光通信モジュール。
  3. 前記透光保持部は、一側及び反対側にそれぞれ異なる金型を用いて、透光性樹脂により成形してあり、
    前記位置決め孔部は、前記透光保持部の前記反対側用の金型を用いて成形してあること
    を特徴とする請求項に記載の光通信モジュール。
  4. 前記透光保持部には、前記光電素子を収容する凹所が設けてあり、
    前記封止手段は、前記凹所を封止する蓋体を有すること
    を特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載の光通信モジュール。
  5. 前記透光保持部の前記凹所外に露出する前記導電体の露出部分に接続された一又は複数の電気回路部品を更に備えること
    を特徴とする請求項に記載の光通信モジュール。
  6. 前記導電体を複数備え、
    複数の前記導電体を介して前記光電素子及び前記電気回路部品が電気的に接続され、光電変換に係る電気回路が構成してあること
    を特徴とする請求項に記載の光通信モジュール。
  7. 前記電気回路部品は、フラックスを含む半田により前記導電体に接続してあること
    を特徴とする請求項又は請求項に記載の光通信モジュール。
  8. 前記透光保持部の前記反対側に設けられたレンズを備え、
    該レンズ、前記透光保持部の透光部分及び前記導電体の通光部を通して、前記一側及び反対側の間で、前記光電素子が光信号の送受を行うようにしてあること
    を特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか1つに記載の光通信モジュール。
  9. 前記透光保持部及び前記レンズは、透光性樹脂により一体成形してあること
    を特徴とする請求項に記載の光通信モジュール。
  10. 前記通光部は、前記光電素子の光電領域より大きい開口であること
    を特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか1つに記載の光通信モジュール。
  11. 前記透光保持部の前記反対側に突設され、内部に光通信用の通信線を嵌合する筒部を備え、
    該筒部の内部、前記透光保持部の透光部分及び前記導電体の通光部を通して、前記一側及び反対側の間で、前記光電素子が光信号の送受を行うようにしてあること
    を特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1つに記載の光通信モジュール。
  12. 前記筒部は、前記透光保持部と一体成形してあること
    を特徴とする請求項11に記載の光通信モジュール。
  13. 前記筒部は、筒体に突設された複数の接続ピンを有し、
    前記透光保持部は、前記接続ピンが挿入される複数の接続孔を有し、
    前記接続孔に前記接続ピンを挿入して前記筒体を接続することにより、前記筒部が前記透光保持部に設けてあること
    を特徴とする請求項11に記載の光通信モジュール。
  14. 前記接続孔は、前記透光保持部を貫通する貫通孔であり、
    前記接続ピンは、前記筒部を前記透光保持部に接続した場合に、先端部分が前記接続孔を通して前記透光保持部から突出するようにしてあること
    を特徴とする請求項13に記載の光通信モジュール。
  15. 前記導電体は板状をなし、
    前記透光保持部は、前記導電体の端部を外部へ延出させて、前記導電体を保持するようにしてあり、
    一側の内部に前記透光保持部が収容され、他側の内部に光通信用の通信線を嵌合する筒部を備え、
    該筒部は、一側の端面が前記導電体の前記導光保持部から延出した部分に固定され、
    前記筒部の内部、前記透光保持部の透光部分及び前記導電体の通光部を通して、前記一側及び反対側の間で、前記光電素子が光信号の送受を行うようにしてあること
    を特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1つに記載の光通信モジュール。
  16. 前記透光保持部の前記反対側に当接して固定され、内部に光通信用の通信線を嵌合する筒部を備え、
    前記透光保持部と前記筒部との当接部分がそれぞれ平面をなし、
    前記筒部の内部、前記透光保持部の透光部分及び前記導電体の通光部を通して、前記一側及び反対側の間で、前記光電素子が光信号の送受を行うようにしてあること
    を特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1つに記載の光通信モジュール。
  17. 前記透光保持部は、前記導電体の保持位置を規定する凸部を有し、
    前記導電体は、前記透光保持部の凸部に係合する穴部又は凹部を有すること
    を特徴とする請求項1乃至請求項16のいずれか1つに記載の光通信モジュール。
  18. 前記光電領域及び前記接続端子部が設けられた前記光電素子の前記一の面とは異なる面と、前記導電体とを電気的に接続するワイヤを備えること
    を特徴とする請求項1乃至請求項17のいずれか1つに記載の光通信モジュール。
  19. 前記導電体は板状をなし、
    前記透光保持部は、前記導電体の端部を外部へ延出させて、前記導電体を保持するようにしてあり、
    前記導電体の前記透光保持部からの延出部分に接続される端子部を備え、
    該端子部は、前記導電体の延出部分より厚いこと
    を特徴とする請求項1乃至請求項18のいずれか1つに記載の光通信モジュール。
  20. 受光又は発光を行って光信号から電気信号へ又は電気信号から光信号への光電変換を行う光電領域及び他部材との接続を行う接続端子部が一の面に設けられた光電素子と、該光電素子の接続端子部が接続され、接続された前記光電素子の光電領域へ光を通す通光部が設けられた導電体と、一側及び反対側の間で光を透過する透光部分を有し、前記光電素子を接続する部分が前記一側に露出するように前記導電体を保持する透光保持部とを備える光通信モジュールの製造方法であって、
    前記透光保持部の透光部分及び前記導電体の通光部を通して前記一側及び反対側の間で光信号の送受を行うように前記光電素子を位置決めし、前記接続端子部を前記導電体の露出部分に接続する接続工程と、
    前記導電体に接続された前記光電素子を封止する封止工程と
    を備え
    前記光通信モジュールは、前記透光保持部の前記一側に突設された位置決め部を有し、
    前記接続工程は、前記位置決め部により規定される位置に前記光電素子を位置決めし、接続を行うこと
    を特徴とする光通信モジュールの製造方法。
  21. 受光又は発光を行って光信号から電気信号へ又は電気信号から光信号への光電変換を行う光電領域及び他部材との接続を行う接続端子部が一の面に設けられた光電素子と、該光電素子の接続端子部が接続され、接続された前記光電素子の光電領域へ光を通す通光部が設けられた導電体と、一側及び反対側の間で光を透過する透光部分を有し、前記光電素子を接続する部分が前記一側に露出するように前記導電体を保持する透光保持部とを備える光通信モジュールの製造方法であって、
    前記透光保持部の透光部分及び前記導電体の通光部を通して前記一側及び反対側の間で光信号の送受を行うように前記光電素子を位置決めし、前記接続端子部を前記導電体の露出部分に接続する接続工程と、
    前記導電体に接続された前記光電素子を封止する封止工程と
    を備え、
    前記接続工程は、前記光通信モジュールの前記透光保持部の前記反対側に指標を設け、前記透光部分を通して前記指標により規定される位置に前記光電素子を位置決めし、接続を行うこと
    を特徴とする光通信モジュールの製造方法。
  22. 受光又は発光を行って光信号から電気信号へ又は電気信号から光信号への光電変換を行う光電領域及び他部材との接続を行う接続端子部が一の面に設けられた光電素子と、該光電素子の接続端子部が接続され、接続された前記光電素子の光電領域へ光を通す通光部が設けられた導電体と、一側及び反対側の間で光を透過する透光部分を有し、前記光電素子を接続する部分が前記一側に露出するように前記導電体を保持する透光保持部とを備える光通信モジュールの製造方法であって、
    一側及び反対側にそれぞれ異なる金型を用いて、透光性樹脂により前記透光保持部を成形する成形工程
    前記透光保持部の透光部分及び前記導電体の通光部を通して前記一側及び反対側の間で光信号の送受を行うように前記光電素子を位置決めし、前記接続端子部を前記導電体の露出部分に接続する接続工程と、
    前記導電体に接続された前記光電素子を封止する封止工程と
    を備え
    前記成形工程にて、前記透光保持部の反対側を成形するための金型を用いて、前記光電素子の配設位置を規定する位置決め孔部を形成し、
    前記接続工程は、前記位置決め孔部により規定される位置に前記光電素子を位置決めし、接続を行うこと
    を特徴とする光通信モジュールの製造方法。
  23. 前記光通信モジュールの前記透光保持部には、前記光電素子を収容する凹部が設けてあり、
    前記封止工程は、蓋体により前記凹所を封止すること
    を特徴とする請求項20乃至請求項22のいずれか1つに記載の光通信モジュールの製造方法。
  24. 透光性の樹脂により、複数の前記透光保持部を一体的に成形する樹脂成形工程と、
    一体的に成形された複数の前記透光保持部を切削して分離する切離工程と、
    分離した前記透光保持部に前記導電体を載置する載置工程と
    を更に備えること
    を特徴とする請求項20乃至請求項23のいずれか1つに記載の光通信モジュールの製造方法。
  25. 前記樹脂成形工程では、各透光保持部に前記導電体の載置位置を規定する凸部を一体的に成形し、
    前記載置工程では、穴部又は凹部が形成された前記導電体を、前記透光保持部の凸部に前記穴部又は凹部を係合させて位置決めすること
    を特徴とする請求項24に記載の光通信モジュールの製造方法。
  26. 前記樹脂成形工程では、各透光保持部にレンズを一体的に成形すること
    を特徴とする請求項24又は請求項25に記載の光通信モジュールの製造方法
  27. 前記接続工程及び前記封止工程の間に、前記光電領域及び前記接続端子が設けられた前記光電素子の前記一の面とは異なる面と、前記導電体とをワイヤにて電気的に接続する工程を備えること
    を特徴とする請求項20乃至請求項26のいずれか1つに記載の光通信モジュールの製造方法。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5956815B2 (ja) * 2012-04-20 2016-07-27 日本航空電子工業株式会社 光モジュール用基体及び光モジュール
US10094994B2 (en) 2012-04-25 2018-10-09 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Electrical/optical connector
WO2014018047A1 (en) * 2012-07-27 2014-01-30 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Optically connecting a chip package to an optical connector
EP3840543A1 (en) * 2019-12-20 2021-06-23 Knowledge Development for POF SL Fiber optic connector

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5524404A (en) * 1978-08-09 1980-02-21 Toshiba Corp Semiconductor light emitting device
JPS58194382A (ja) * 1982-05-08 1983-11-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発光装置用電極構体
JPH06151951A (ja) * 1992-11-02 1994-05-31 Toshiba Corp 光送信モジュール
JPH1056209A (ja) * 1996-05-24 1998-02-24 Siemens Ag 光電変換器およびその製造方法
JP2002267893A (ja) * 2001-03-13 2002-09-18 Seiko Epson Corp 光モジュール及びその製造方法並びに光伝達装置
WO2004109814A1 (ja) * 2003-06-06 2004-12-16 Sharp Kabushiki Kaisha 光送信装置
JP2005057310A (ja) * 2004-11-29 2005-03-03 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置及びその形成方法
JP2005268737A (ja) * 2003-11-11 2005-09-29 Ricoh Co Ltd 光伝送素子モジュール

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7004644B1 (en) * 1999-06-29 2006-02-28 Finisar Corporation Hermetic chip-scale package for photonic devices
DE10084933B3 (de) 1999-08-25 2012-01-19 Hamamatsu Photonics K.K. Optischer Empfänger sowie zugehörige Haltevorrichtung und zugehöriges Verfahren zum Anordnen
JP2004342870A (ja) * 2003-05-16 2004-12-02 Stanley Electric Co Ltd 大電流駆動用発光ダイオード
JP2005167189A (ja) 2003-11-13 2005-06-23 Hitachi Cable Ltd 光−電気変換モジュール及びそれを用いた光トランシーバ
US7370414B2 (en) 2004-02-27 2008-05-13 Finisar Corporation Methods for manufacturing lead frame connectors for optical transceiver modules
JP2005340770A (ja) * 2004-04-30 2005-12-08 Ricoh Co Ltd 電光変換モジュール及び光電変換モジュール
US7364368B2 (en) * 2004-05-14 2008-04-29 Finisar Corporation Optoelectronic coupling arrangement and transceiver with such an optoelectronic coupling arrangement
US7455463B2 (en) 2004-06-02 2008-11-25 Finisar Corporation High density array of optical transceiver modules
JP2006040976A (ja) 2004-07-22 2006-02-09 Hamamatsu Photonics Kk 光検出器
JP2006202998A (ja) * 2005-01-20 2006-08-03 Ricoh Co Ltd 光電変換モジュール、およびそれに用いる複合成形体の作製方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5524404A (en) * 1978-08-09 1980-02-21 Toshiba Corp Semiconductor light emitting device
JPS58194382A (ja) * 1982-05-08 1983-11-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発光装置用電極構体
JPH06151951A (ja) * 1992-11-02 1994-05-31 Toshiba Corp 光送信モジュール
JPH1056209A (ja) * 1996-05-24 1998-02-24 Siemens Ag 光電変換器およびその製造方法
JP2002267893A (ja) * 2001-03-13 2002-09-18 Seiko Epson Corp 光モジュール及びその製造方法並びに光伝達装置
WO2004109814A1 (ja) * 2003-06-06 2004-12-16 Sharp Kabushiki Kaisha 光送信装置
JP2005268737A (ja) * 2003-11-11 2005-09-29 Ricoh Co Ltd 光伝送素子モジュール
JP2005057310A (ja) * 2004-11-29 2005-03-03 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置及びその形成方法

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