JPH02271308A - 光モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光を情報伝達媒体として使用するデータリン
ク、光ＬＡＮ等の光通信システムに用いられる光モジュ
ール及びその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

かかる光モジュールとしては、半導体レーザ等の発光素
子を光作動素子として用いた送信用モジュールと、ビン
フォトダイオード等の受光素子を光作動素子として用い
た受信用モジュールとがある。

第７図に、従来の光モジュールの構造例を示す。

図示したように、従来の光モジュールにおいては、光フ
ァイバ（図示せず）の端部に固定されたフェルール（図
示せず）に嵌合する光コネクタ１に、光作動素子（発光
素子若しくは受光素子）２が光軸調整の後、接着剤等に
よって固定されている。

このように光作動素子２が固定された光コネクタ１は、
セラミックパッケージ３に接着剤等によって固定されて
いる。セラミックパッケージ３には、光コネクタ１の他
に、ベアチップＩＣ５等の電子回路部品からなる電子回
路部を担持した基板６が固定されている。基板６上のベ
アチップＩＣ５等は、これらを基板６上の配線パターン
と接続したワイヤと共に、リッド７によって封止されて
いる。

また、セラミックパッケージ３には、パッケージの内側
に立設されたインナリード８ａとパッケージの外側に立
設されたアウタリード８ｂとからなるリードピン８が設
けられている。そして、インナリード８ａと基板６上の
電子回路部との相互間及びこの電子回路部と光作動素子
２の端子との相互間をそれぞれワイヤボンディング等に
よって、電気的に接続した後、カバー１０をセラミック
パッケージ３に固定して光モジュールが構成されている
。

（発明が解決しようとする課題〕 従来の光モジュールにおいては、上述した如くに構成さ
れているので、部品点数が多く、個々の構成部品を一品
一品組み付けて光モジュールを完成させていた。このた
め、組み立て工程が複雑で、これに要する工数も多くか
かつていた。また、セラミック等の高価な材料を使用し
ていた。これらの事情から、従来は光モジュールの低価
格化及び量産化が難しかった。

一方、光通信システム等における光モジュールの需要は
増大しており、光モジュールが低価格で大量に提供され
ることが要望されている。

そこで、本発明は上述の事情に鑑み、光モジュールを低
価格で大量に提供することを可能とすることを目的とし
、更に、信頼性が高く、耐久性に優れた光モジュールを
提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、本発明による光モジュール
においては、光モジュールの構成要素たる光コネクタと
、光作動素子と、電子回路部品と、基板と、リードピン
とを、光コネクタの光フアイバ端部を受容する一端側及
びリードピンのアウタリードを残して成形樹脂部材に一
体的に保持させると共に、成形樹脂部材内に固定され、
一部分にて光コネクタの外側部を保持した保持部材を設
けたことを特徴としている。

また、本発明による光モジュールの製造方法においては
、基板、リードピン及び保持部材となる部分を有するリ
ードフレームを用意し、リードフレームの基板形成部の
上に電子回路部品を実装して電子回路部を形成し、保持
部材となる部分に光コネクタを保持させ、光コネクタに
固定された光作動素子と電子回路部とを電気的に接続さ
せると共に、リードピンとなる部分と電子回路部とを電
気的に接続させ、光コネクタと、光作動素子と、電子回
路部品と、リードフレームとを、光コネクタの光フアイ
バ端部を受容する一端側、リードフレームのアウタリー
ドとなる部分及び保持部材の成形樹脂部材外に突出する
突出部となる部分を残して成形樹脂部材に一体的に保持
させることとしている。

〔作用〕

この様な構成とすることによって、光モジュールの組み
立て工程が簡略化される。また、光コネフタをリードフ
レームに保持させることとしているので、光コネクタに
固定された光作動素子と基板上の電子回路部とをワイヤ
によって接続した後のリードフレームの持ち運びの際、
光コネクタがリードフレームに対してぶらつくことが防
止され、該ワイヤが破断するおそれが減少する。

更に、保持部材の成形樹脂部材外部に突出した突出部を
固定対象部材に固定することにより、光ファイバの端部
を光コネクタに挿脱するときにリードピンに作用する応
力や歪みが緩和される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について第１図〜第５図を参照し
つつ、説明する。

第１図は、本発明による光モジュールの一実施例を示し
ている。図示したように、本発明による光モジュールに
おいては、光コネクタ１１、リードピン１２及び保持部
材１３等の光モジュールを構成する部品は、成形樹脂部
材１５によって一体的に保持されている。保持部材１３
は、その一端部が光コネクタ１１の外側部を保持して成
形樹脂部材１５内に保持され、その他端部が成形樹脂部
材１５の外側に突出し、プリント基板等の固定対象物に
固定されるようになっている。保持部材１３の成形樹脂
部材外部に突出した突出部は、図示したように、リード
ピン１２のアウタリードと同様の形状に形成されている
。なお、第１図には示していないが、光コネクタ１１及
びリードピン１２以外の光モジュールを構成する部品、
すなわち、光コネクタ１１に固定される光作動素子と、
この光作動素子及びリードピン１２のそれぞれに電気的
に接続される電子回路部と、この電子回路部を構成する
電子回路部品と、該電子回路部を担持する基板とは、成
形樹脂部材１５の内部に保持されている。

第２図〜第４図を参照しつつ、本発明による光モジュー
ルの構造及びその製造工程について説明する。

第２図は、光モジュールを構成する光コネクタ１１等の
構成部品がトランスファ成形される前の状態を示してお
り、第３図は、光モジュールを構成する光コネクタ１１
等の構成部品がトランスファ成形された後の状態を示し
ている。また、第４図は、光コネクタ１１を保持する前
のリードフレーム１７を示している。

本発明による光モジュールは、例えば、次のようにして
製造される。

まず、第２図に示したように、光コネクタ１１に対して
レーザダイオード若しくはフォトダイオード等の光作動
素子１６を光軸調整の後、溶接等によって固定しておく
。

次に、リードフレーム１７を用意する。リードフレーム
１７は、第４図に示したように、最終的にはリードピン
１２となる複数のリード部１２ｇと、これを支えるフレ
ーム部１７ａと、数本のリード部１２ａに支えられた基
板形成部１８と、保持部材１３となる保持部材形成部１
３ａとから構成されている。かかるリードフレーム１７
は、４２アロイ又は銅等からなる板厚０．２５ｍｍ程度
の薄板をエツチング加工するか、あるいは、プレス機に
よって打ち抜き加工するなどして、その全体を一時に形
成することもできるし、また、基板形成部１８及び保持
部材形成部１３ａと、これらを除いた部分とを別々に形
成した後、基板形成部１８を数本のリード部１２ａの先
端部に溶接するなどして支えさせ、また、保持部材形成
部１３ａをフレーム部１７ｇに溶接するなどして支えさ
せてリードフレーム１７を形成することもできる。

また、リードフレーム１７には、後述するように、光コ
ネクタ１１のフェルール挿入孔に内嵌して光コネクタ１
１を保持する保持バー２１が形成される。

基板形成部１８の表面には、ＳｉＯ２等の絶縁膜が形成
され、その上にアルミ等によってポンディングパッドを
含む導電性の配線パターンが形成される。このように配
線パターンが形成された基板形成部１８には、ペアチッ
プＩ　Ｃ２２等の電子回路部品がグイボンディング等に
より実装され、配線パターンとワイヤボンディングされ
るなどして電子回路部が構成される。このことから理解
されるように、基板形成部１８は、ペアチップＩＣ２２
等からなる電子回路部を担持する基板として機能する。

基板形成部１８への電子回路部品の実装後、第４図に二
点鎖線で示したように、保持バー２１が折り曲げられる
。このとき、同時に、保持部材形成部１３ａの中央部は
光コネクタ１１の外形にほぼ対応した形にプレス機等に
よって成形される。

この成形を容易とするため、第４図に示したように、保
持部材形成部１３ａの中央部を切断しておくことが好ま
しい。なお、保持部材形成部１３ａをフレーム部１７ａ
と別個に形成した後、フレーム部１７ａにこれを固定す
る場合には、予め保持部材形成部１３ａの中央部を光コ
ネクタの外形に対応した形状に形成しておいてもよい。

なお、この場合には、保持部材形成部１３ａの中央部を
切断しておく必要はない。

第４図に二点鎖線で示したように折り曲げられた保持バ
ー２１は、光作動素子１６が予め固定された光コネクタ
１１のフェルール挿入孔１１ａ（第２図及び第３図に示
す）に挿入される。したかって、保持バー２１の幅寸法
は、フェルール挿入孔１１ａの内径より小さくなってい
る。そして、保持バー２１は、光コネクタ１１のフェル
ール挿入孔１１ａに挿入されたまま、もとの位置に戻さ
れる。これによって、第２図に示したように、光コネク
タ１１は保持部材形成部１３ａに保持される。

こうして、光コネクタ１１を保持部材形成部１３ａに保
持させた後、基板形成部１８上に形成された電子回路部
を、基板形成部１８を支えたリード部１２ａを除いた他
のリード部１２ａとワイヤボンディングによって接続す
る。

更に、第２図に示したように、電子回路部は光作動素子
１６の端子とワイヤ２３によって電気的に接続される。

このように構成した後、これらリードフレーム１７等の
部品を、そのままトランスファ成形用の金型（図示せず
）に装着し、この金型内に可塑化させた樹脂を圧入して
成形し、第３図に示した如くに、成形樹脂部材１５に各
部品を一体的に保持させる。この様に、トランスファ成
形によって成形された成形樹脂部材１５は、一般的なＩ
Ｃ等の封止の場合と同様に、高圧力の下で成形されるた
め、封止性に富んでいる。この為、従来ベアチップＩＣ
等を封止するために用いていたリッドやカバーが不要と
なる。また、従来のセラミックパッケージ等に比べ廉価
な樹脂によってパッケージングできるので、パッケージ
ングコストを従来のコストの１０分の１以下にできる。

ところで、光コネクタ１１は、上述したように、リード
フレーム１７の保持部材形成部１３ａ及び保持バー２１
によって保持されているので、ワイヤボンディング後、
これらの部品を金型に装着するまでの搬送等の取扱中に
、光コネクタ１１がリードフレーム１７に対してぶらつ
くことが防止される。したがって、光コネクタ１１がぶ
らつくことによって、光コネクタ１１に固定されている
光作動素子１６の端子と基板形成部１８上のポンディン
グパッドとの相互間を接続しているワイヤ２３が破断す
ることがなくなり、歩留まりが向上し、得られる光モジ
ュールの信頼性が向上する。

上述の樹脂成形の後、リードフレーム１７の不要な部分
をプレス機によって切り落とし、残ったリード部及び保
持部材形成部をそれぞれ曲げ加工してリードピン１２及
び保持部材１３として、第１図に示した如くの光モジュ
ールを得る。このように、リードピン１２は、樹脂成形
後、リードフレーム１７の不要部分を切り落とし、曲げ
加工することによって形成される。よって、従来のよう
に、セラミックパッケージにリードピンを立設させるた
めの複雑な製造工程が不要となっている。

第５図に光コネクタ１１を保持部材１３が保持している
部分の断面を示す。図示したように、保持部材１３は、
少なくとも一端部にて成形樹脂部材１５内に保持されて
おり、この一端部にて光コネクタ１１を保持している。

そして、保持部材１３の成形樹脂部材１５外部に突出し
た突出部は、プリント基板２５等の固定対象物にリード
ピン１２と同様にハンダ等によって固定される。このよ
うに、保持部材１３の突出部を固定対象物に固定するこ
とによって、光ファイバの端部を光コネクタに挿脱する
ときに、リードピン及び保持部材に作用する応力や歪み
は、光コネクタ１１に最も近くに設けられた保持部材１
３に集中して作用することとなる。したがって、保持部
材１３を設けない場合に比べ、リードピン１２に作用す
る応力や歪みが緩和される。特に、保持部材を設けてい
ない場合には、光コネクタ１１に最も近く設けられたり
−ドビンに、応力や歪みが集中するので、この応力等の
緩和作用は、光コネクタ１１に最も近く設けられたリー
ドピンに対して、特に顕著である。このように、リード
ピン１２に作用する応力や歪みが緩和されることによっ
て、光ファイノ（の挿脱によりリードピンが成形樹脂部
材に対してぐらつくことがなくなる。その結果、成形樹
脂部材内でリードピンを電子回路部に接続しているワイ
ヤが、リードピンのぐらつきによって破断することがな
くなり、耐久性に優れた光モジュールが得られる。なお
、この耐久性を向上させるためには、保持部材１３の成
形樹脂部材内に保持される部分が成形樹脂部材内に奥深
く入り込んでいることが好ましく、これを達成するため
、保持部材を中央部で二分割する場合には、第４図に示
したように、保持部材の中央部をクランク形に分割する
ことが好ましい。

なお、リードフレーム１７の一部として形成される保持
部材形成部１３ａの形状としては、第６図に示したよう
に、その中央部をＶ字形に゛形成してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように構成したので、本発明による光モジュール
においては、従来の光モジュールに比べ少ない部品点数
で構成でき、各部品の組み立て工程も簡略化できる。従
って、光モジュールを従来よりも低価格で提供できるよ
うになる。また、本発明による光モジュールは、トラン
スファ成形等によって成形される安価な成形樹脂部材に
、全構成部品を一体的に保持させた構成となっているの
で、−時に多数個の光モジュールを成形可能であり、量
産性に優れている。よって、低価格で大量の光モジュー
ルを提供できるようになる。

しかも、製造の過程において光コネクタをリードフレー
ムに形成される保持部材形成部に保持させることとして
いるので、光コネクタに固定されている光作動素子と基
板上に形成された電子回路部とを接続するワイヤが製造
工程中に破断することが防止され、高い歩留まりで、か
つ、信頼性の高い光モジュールを提供できる。

更に、成形樹脂部材外部に突出した保持部材の突出部を
プリント基板等の固定対象部材に固定することによって
、光ファイバを光コネクタに挿脱する際、リードピンに
作用する応力や歪みを緩和することができ、耐久性の優
れた光モジュールを提供できる。

一部を示した斜視図、第４図は基板形成部に電子回路部
を担持したリードフレームを示した斜視図、第５図は本
発明による光モジュールの保持部材付近の断面図、第６
図は光コネクタを保持したリードフレームの保持部材形
成部を示した部分斜視図、第７図は従来の光モジュール
の拡散分解図である。

１１・・・光コネクタ、１２・・・リードピン、１３・
・・保持部材、１５・・・成形樹脂部材、１６・・・光
作動素子、１７・・・リードフレーム、１８・・・基板
形成部、２１・・・保持バー　２２・・・ベアチップＩ
Ｃ。

２３・・・ワイヤ。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光ファイバの端部を一端側にて受容する光コネクタ
   と、前記光コネクタに固定されて前記光ファイバと光結
   合した光作動素子と、前記光作動素子に接続される電子
   回路部を構成する電子回路部品と、前記電子回路部品を
   担持する基板と、インナリード及びアウタリードからな
   り、前記インナリードにて前記電子回路部に接続される
   リードピンとを含む光モジュールであって、 前記光コネクタと、前記光作動素子と、前記電子回路部
   品と、前記基板と、前記リードピンとを、前記光コネク
   タの一端側及び前記リードピンのアウタリードを残して
   一体的に保持した成形樹脂部材と、 前記成形樹脂部材内に固定され、一部分にて前記光コネ
   クタの外側部を保持した保持部材とを備えていることを
   特徴とする光モジュール。 ２、前記保持部材は前記成形樹脂部材の外側に突出し、
   前記成形樹脂部材の外部で固定される突出部を有してい
   ることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。 ３、前記リードフレームの基板形成部に電子回路部品を
   実装して電子回路部を形成する工程と、前記リードフレ
   ームの保持部材形成部に光コネクタを保持させる工程と
   、 前記光コネクタに固定された光作動素子及び前記リード
   フレームのインナリードとなる部分をそれぞれ前記電子
   回路部に電気的に接続する工程と、前記光コネクタと、
   前記光作動素子と、前記電子回路部品と、前記リードフ
   レームとを、前記光コネクタの一端側と、前記リードフ
   レームの前記アウタリードとなる部分と、前記保持部材
   の突出部となる部分とを残して成形樹脂部材に一体的に
   保持させる工程とを備えたことを特徴とする光モジュー
   ルの製造方法。