JPH0515009U - 光リンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造工程が簡潔で、コストがかさまず、遠距
離通信にも使用できる高精度に調心できる光リンクを提
供する。 【構成】 光リンク５の受光・発光素子２を電子回路基
板１上に直接実装し、同電子回路基板１を光学的に透明
な窓６を持つ筐体７もしくは透明な筐体７内に密封し、
同筐体７の外側に光レセプタクル４を調心して直接取付
けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案の光リンクは受光・発光素子と光ファイバとを接続するのに使用される ものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の光リンクには図３及び図５に示すようなものがあった。図３に示す光リ ンクはコア径が５０μｍ程度以上の光ファイバを接続するのに使用されるもので ある。これは筐体Ａに取付けられた受光・発光素子Ｂが接続ピンｂによって筐体 Ａ内の電子回路基板Ｃと接続され、受光・発光素子Ｂに光レセプタクルＤが光結 合するように取付けられている。通常、この受光・発光素子Ｂと光レセプタクル Ｄは予め調心された状態で固定されて光素子モジュ−ルとして一部品になってい る。この光リンクは一般に図３に示すように、プリント基板Ｅに実装されるため 、接続用のピンＦを電子回路基板Ｃより筐体Ａの外側に突出させてある。

【０００３】 この光リンクの組立てにおいて最も難しいのは受光・発光素子２の接続ピンｂ と電子回路基板Ｃとの接続である。その主な接続方法として図４（ａ）〜（ｄ） に示す方法があった。図４（ａ）に示す方法は受光・発光素子ＢのピンｂをＬ字 状に曲げて電子回路基板Ｃに半田付けするものであり、図４（ｂ）に示す方法は 受光・発光素子Ｂのピンｂと半田付けする電子回路基板Ｃの高さを合わせてピン ｂを曲げずに水平に電子回路基板Ｃの上に半田付けするものであり、（ｃ）に示 す方法は特殊な形状のステムＧを電子回路基板Ｃにワイヤボンディングまたはリ ボンボンディングするものであり、（ｄ）に示す方法は特殊な形状のステムＧを 電子回路基板Ｃに設けた穴Ｈに挿入して導電性接着剤で接着するものである。

【０００４】 図５（ａ）に示す光リンクは、一枚のセラミック基板Ｉにチップ状の受光・発 光素子Ｂと電子回路の受信ＩＣＪ、チップコンデンサＫ等をボンディングパッド Ｌを用いて実装し、接続用のリード端子Ｓを突出させ、ガラス窓Ｍの付いたシェ ルＮを被せたものである。図５（ｂ）に示す光リンクは透明モ−ルドＰに受光・ 発光素子Ｂ、受信ＩＣＪ、チップコンデンサＫ等を実装し、それらとリードフレ ームＱとの間をボンディングワイヤＲを用いて接続したものである。 図５（ａ）、（ｂ）の構造の光リンクは主に１００ｍ前後の近距離での通信に 用いられるものであるため、コア径が２００μｍ以上の太いプラスチッククラッ ドファイバ及びプラスチックファイバが使用される。このため受光・発光素子Ｂ と図示されていない光レセプタクルとの調心には特に精密な調整が必要ない。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、図３に示す光リンクにおいては図４（ａ）〜（ｄ）に示すよう に受光・発光素子Ｂのピンｂと電子回路基板Ｃとの接続が必ず必要となるため、 組立て工程が複雑になる。またステムＧに受光・発光素子Ｂを別工程において組 込む必要があるため、作業がより一層煩雑になる。さらにステムＧが必要な分だ け部品点数が増え、コストがかさむという問題もあった。 図５に示す光リンクでは一枚のセラミック基板Ｉ上に受光・発光素子Ｂと受信 ＩＣＪを実装してあるので、前記のような組立て上の面倒や煩雑は無いが、２Ｋ ｍ以上の遠距離の光通信でコア径８０μｍ以下のファイバを使用する光リンクに おいては、受光・発光素子Ｂと光レセプタクルの中心を±１０μｍ程度の精度で 調心しなければならないので、図５のような光リンクの構造をとることができな いという問題点があった。

【０００６】

【目的】

本考案の目的は、製造工程が簡潔でコストが高くなく、遠距離の通信にも使用 できる高精度の調心が可能な光リンクを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案の光リンクは、電子回路基板１と、同電子回路基板１に電気的に接続さ れた受光・発光素子２と、同受光・発光素子２と光ファイバ３とを結合するため の光レセプタクル４とからなる光リンク５において、前記受光・発光素子２を電 子回路基板１上に直接実装し、同電子回路基板１を光学的に透明な窓６を持つ筐 体７もしくは透明な筐体７内に密封し、同筐体７に光レセプタクル４を前記受光 ・発光素子２と調心して直接取付けたものである。

【０００８】

【作用】

本考案の光リンクでは受光・発光素子２が電子回路基板１上にＩＣチップ１２ と共に直接実装されているので、受光・発光素子２と電子回路基板１をピン（図 ３のＢ）で接続する必要がない。また、筐体７の透明な窓６又は透明な筐体７に 光レセプタクル４を取付けてあるので、同光レセプタクル４に光ファイバ３を接 続するだけで受光・発光素子２と光ファイバ３とが光結合される。

【０００９】

【実施例】

本考案の光リンクの構造の一実施例を示す図１において、１は電子回路基板で あり、これには放熱性が良く熱膨張率が小さい特性のＡｌ₂ Ｏ₃ やＡｌＮのよう なセラミックス基板が使用される。同電子回路基板１上にはＩＣチップ１２、受 光・発光素子２等の電子部品が実装されており、それらの電極パッド１９と筐体 本体２３に設けられた外部貫通ピン２０の頭部２０ａとの間及び電子回路基板１ に設けられた電極パッド１８との間はボンディングワイヤ２１により電気的に接 続されている。 前記電子回路基板１はコバ−ル、４２アロイ等の金属製の筐体本体２３に接着 剤１７を用いて取付けられ、更に長期信頼性を保つため乾燥窒素雰囲気のもとで 筐体本体２３に蓋１３を被せてハ−メチックシ−ルしてある。 蓋１３の内側には凸レンズ１４を取付けてあり、この場合、凸レンズ１４を低 融点ガラス封止や、レンズ側面をメタライズした後にロウ付けするなどして取付 けて外部から水分が入らないようにしてある。 図１の４は光レセプタクルであり、これは蓋１３の外側に取付けられており、 内部にプリズム１５及び集光レンズ１６が設けられている。これにより、受光・ 発光素子２から出射され、凸レンズ１４を通った光は同光レセプタクル４内のプ リズム１５で直角に曲げられ、集光レンズ１６により集光されて光ファイバ３に 入射されるようにすると共に、径の細いファイバを用いた場合でも受光・発光素 子２と光ファイバ３との間で光を確実に入出射できるようにしてある。 同光レセプタクル４と筐体７内の受光・発光素子２との位置合せは、受光・発 光素子２からの光が光ファイバ３に最大に受光され、また、光ファイバ３からの 光が受光・発光素子２に最大に受光されるように光レセプタクル４を蓋１３の表 面で動かして調整し、最適位置で図２に示すように光レセプタクル４のフランジ 部２２を蓋１３にレ−ザ溶接により溶接固定する。

【００１０】 筐体本体２３と蓋１３との固定は溶接ではなく、接着固定しても差し支えない 場合は、筐体本体２３、蓋１３の材質は金属でなくてもよく、筐体７全体を透明 プラスチックで形成し、その内部に電子回路基板１を収容し封止してもよい。 また、本実施例では光レセプタクル４内で光の向きを直角に曲げるのにプリズ ム１５を用いたが、これはミラ−等の光の方向を変更する光学部品であれば何を 用いても良い。

【００１１】

【考案の効果】

本考案の光リンクは次のような効果がある。 、受光・発光素子２と電子回路基板１との接続に用いるピンや特殊な形状の ステムが不要になるので、製造工程が簡略化され、部品点数が減少してコストが 低減し、また自動装置組立てが可能になるので製造し易く、安価にもなる。 、受光・発光素子２からの光の取り出しを筐体７の蓋１３を通して容易に行 なうことができるので、筐体７内の受光・発光素子２や電子部品等の高信頼性を 保つためのハ−メチックシ−ル化が一般のＥＰＲＯＭ、水晶発振子のような電子 部品と同様に行なうことができる。ちなみに従来は、光素子モジュールと筐体を ハ−メチックシ−ルのまま結合するために、一般的な装置やパッケージを使用す ることはできず高価な筐体を使用していた。 、光レセプタクル４を筐体７の蓋１３の外側にとりつけるものであるため、 ＦＣ、ＳＴ、ＭＩＣ等の形状の異なる光レセプタクルも使用できる。 、蓋１３が筐体本体２３にハ−メチックシ−ルされているため、光レセプタ クル４を蓋１３に溶接しない状態で光リンクを保存しておいても、光レセプタク ル４が特性劣化しない。 、光リンクを共通部品とし、それに注文に応じて形状の異なる光レセプタク ル４を調心して取付ければよいので、光リンクを量産でき、安価となる。 、電子回路基板１の中間検査の時点ですでに受光・発光素子２が組込まれて いるので、完成品に近い状態で検査を行なうことができる。このため、従来は受 光・発光素子２と電子回路基板１を接続した後の最終検査でしか判明しなかった 製品不良を早期に発見できるので、歩留まりが向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の光リンクの一実施例を示す縦断面図。

【図２】図１の光リンクの斜視図。

【図３】従来の光リンクの縦断面図。

【図４】（ａ）〜（ｄ）は従来の光リンクの受光・発光
素子と電子回路基板との接続方法の説明図。

【図５】（ａ）は従来の光リンクの分解図、（ｂ）は従
来の他の光リンクの斜視図。

【符号の説明】

１ 電子回路基板 ２ 受光・発光素子 ３ 光ファイバ ４ 光レセプタクル ５ 光リンク ６ 窓 ７ 筐体

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子回路基板１と、同電子回路基板１に
   電気的に接続された受光・発光素子２と、同受光・発光
   素子２と光ファイバ３とを結合する光レセプタクル４と
   からなる光リンク５において、受光・発光素子２を電子
   回路基板１上に直接実装し、同電子回路基板１を光学的
   に透明な窓６を持つ筐体７もしくは透明な筐体７内に密
   封し、同筐体７に光レセプタクル４を前記受光・発光素
   子２と調心して直接取付けたことを特徴とする光リン
   ク。