JPH11168233A - 光モジュール及び光トランシーバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】製造が極めて容易で且つ製造コストが低く、光
学的・機械的精度が高く且つ信頼性の高い光モジュール
及びトランシーバを提供する。 【解決手段】受信用光モジュール３０と送信用光モジュ
ール６４は共に、光−電気変換デバイスを樹脂封止した
第１の樹脂成型部２０，５０と電子デバイスを樹脂封止
した第２樹脂成型部２２，５２とが内部リードピンで機
械的・電気的に接続され、第１の樹脂成型部２０，５０
の先端部分にスリーブ６６，６６が固着されたＤＩＰ型
の光モジュールとなっている。光トランシーバは、スリ
ーブ６６，６６を固着した受信用光モジュール３０と送
信用光モジュール６４を整列基板８０に組み付けてこれ
らを一体化し、更に筐体に組み付けることによって形成
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバーにて
伝送される光信号を電気信号に変換して出力する受信用
の光モジュールと、電気信号を光信号に変換して光ファ
イバー中に送出する送信用の光モジュールと、これらの
光モジュールを備えた光トランシーバに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の光モジュールとして、特開昭５７
−９１５７１号公報、特開昭５７−９１５７２号公報、
特開平２−６１９２１号公報に開示されたものが知られ
ている。

【０００３】特開昭５７−９１５７１号公報及び特開昭
５７−９１５７２号公報では、光信号を電気信号に変換
する光デバイスとこの光デバイスから出力される電気信
号を信号処理する電子回路とを透明樹脂にてトランスフ
ァーモールドすることにより、中間部品を形成し、この
中間部品を、光ファイバーとの結合機構を備えた匡体内
に収納することによって、光モジュールを形成してい
る。更に、所定の組立て治具を用いてこの中間部品を所
定位置に配置し、光信号に対して不透明な樹脂をインジ
ェクションモールドすることにより、外来光を遮断し得
る匡体を形成している。

【０００４】特開平２−６１９２１号公報に開始された
光モジュールは、金属製の光コネクタの基部に光デバイ
スを搭載した構造を有している。この光コネクタには、
光ファイバーを受納したフェルールを連結するための嵌
合機構が備えられている。光デバイスを前記の基部に搭
載する際に、実際に光ファイバー中に光信号を導入し、
そのときに光デバイスから出力される電気信号を観測し
且つ光ファイバーと光デバイスとの光軸調整を行いなが
ら、所定レベルの電気信号が得られる位置を最適位置と
して光デバイスを搭載している。更に、この光デバイス
を搭載した金属製のコネクタと、電気信号を処理するた
めの電子回路を実装したハイブリッドＩＣ基板とを、樹
脂にて一体にモールドすることにより、光モジュールを
形成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの従来
技術では、次のような課題があった。特開昭５７−９１
５７１号公報及び特開昭５７−９１５７２号公報に示さ
れた光モジュールでは、光ファイバーと既にトランスフ
ァモールドされている光デバイスとの光軸調整を行う場
合に、匡体をモールドする際に用いられる治具の取り付
け精度と、中間部品の取り付け精度、及び中間部品の外
径形状などの様々な要因に左右されるため、高い調心精
度が得られなかった。

【０００６】また、光ファイバーと光モジュールとの光
軸は、匡体を介して間接的に合わせられているに過ぎな
い。このため、製造工程中の調心作業で光ファイバーと
光モジュールとの光軸を合わせても、その後の製造工程
中等で匡体に機械的応力が掛かかると、光軸がずれてし
まうという問題があった。

【０００７】更に、電気−光変換デバイスを内蔵した送
信用光モジュールと、光−電気変換デバイスを内蔵した
受信用光モジュールとを一体に組み込んだ送受信用の光
トランシーバを形成する場合には、光ファイバーとこれ
らの光デバイスとの光軸を合わせるための治具の軸間距
離で、両光モジュールの距離を調整しなければならな
い。このため、光ファイバーとこれらの光デバイスとの
ミクロな光軸調整と、送信用光モジュールと受信用光モ
ジュールとのマクロな位置調整とを、同一の治具を用い
て且つ同一の工程で同時に行わなければならず、両方の
調整の両立を図ることが極めて困難であった。

【０００８】更に、光通信の高度化の要請に伴い、複雑
な信号処理を行うための大規模な電子回路を実装しよう
としても、リードフレームの大きさに制限があるため、
極めて困難であった。即ち、リードフレームを大きくす
ると、中間部品の体積も大きくなってしまうため、光軸
調整が更に困難となり、また、完成後に光軸ズレが生じ
易い等の問題があった。

【０００９】特開平２−６１９２１号公報に開示された
光モジュールでは、金属製の光コネクタとハイブリッド
ＩＣとを樹脂封止にて一体化することで、光軸調整と軸
間調整を個別に行うことができるという利点がある反
面、高価な金属製のコネクタを使用しなければならない
という問題があった。更に、金属製のコネクタ内には別
体の集光用レンズを搭載し、また、電子回路についても
一旦ハイブリッドＩＣとして作成した上で、これをリー
ドフレーム上に搭載するという二段階の製造工程を踏む
必要があり、部品点数の増加及び製造工程の複雑化を招
来するという問題があった。

【００１０】本発明はこのような従来技術の課題に鑑み
てなされたものであり、製造が極めて容易で且つ製造コ
ストが低く、光学的・機械的精度が高く且つ信頼性の高
い光モジュール及び光トランシーバを提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明の光モジュールは、光ファイバー中を伝
送する１．３μｍ帯の波長の光信号とそれに対応する電
気信号とでいずれか一方の信号を他方の信号に変換する
光デバイスと、前記電気信号を処理する電子デバイス
と、前記光デバイスを搭載する光デバイス搭載部及び前
記電子デバイスを搭載する電子デバイス搭載部を有する
リードフレームと、光軸が前記光デバイスの光学的主面
と一致し且つ前記光ファイバーに光学的に結合される光
集光手段とを備える光モジュールであって、前記光デバ
イス搭載部及び前記光デバイスを樹脂封止すると共に、
前記光デバイスと光学的に結合する光集光手段を一体化
した、前記光信号に対して透明な樹脂からなる第１の樹
脂成型部と、前記電子デバイス搭載部及び前記電子デバ
イスを樹脂封止すると共に、前記第１の樹脂成型部とは
分離独立して成型された第２の樹脂成型部と、前記光デ
バイス搭載部と前記電子デバイス搭載部とを連結し且つ
前記光デバイスと前記電子デバイスとを電気的且つ機械
的に接続する内部リードピンとを備える構造とした。

【００１２】また、本発明の光モジュールは、前記光集
光手段を第１の樹脂成型部に一体化した非球面レンズと
し、また、前記光ファイバーを受納する第１の部分と前
記第１の樹脂成型部を嵌合する第２の部分とを有するス
リーブを備え、更にまた、前記リードフレームを、外部
接続用のＤＩＰ型外部リードピン又は外部接続用のＳＩ
Ｐ型外部リードピンを有する構造とした。

【００１３】また、前記光デバイスとして、光−電気変
換デバイスである上面入射型のフォトダイオードを用い
ることにより、受信用光モジュールを構成し、前記光デ
バイスとして、電気−光変換デバイスである表面発光型
の発光ダイオード又は半導体レーザを用いることによ
り、送信用光モジュールを構成した。また、これらの光
デバイスをサブマウント部材を介して第１の光デバイス
搭載部に搭載する構造とした。

【００１４】本発明の光トランシーバは、これらの光モ
ジュールを同一の筐体内に収納する構造とした。

【００１５】

【作用】本発明の光モジュールは、以上のような構造を
有することで、高価な金属製コネクタを必要とせず、一
度調整された光軸はその後の製造工程中等においてずれ
ることがなく、更に、高機能化のために電子デバイスの
個数を増やすことも、光軸調整に影響を及ぼすこともな
い。更に、送信用光モジュールと受信用光モジュールを
一体化した光トランシーバについても、光軸調整と軸間
調整を全く個別に実施することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明の光
モジュールと光トランシーバの第１の実施の形態を図１
ないし図９を参照して説明する。まず、光信号を受信し
て電気信号に変換する受信用の光モジュールの構造を製
造工程と共に説明する。

【００１７】図１は、受信用光モジュールを製造するた
めのリードフレームの形状を示している。このリードフ
レーム２は、厚さが約０．２ｍｍ程度の銅薄板をエッチ
ング加工することにより、光デバイスである光−電気変
換デバイスを搭載するための光デバイス搭載部４と、電
子回路を実装するための電子デバイス搭載部６と、光デ
バイス搭載部４と電子デバイス搭載部６との間を電気的
且つ機械的に接続する４本の内部リードピン８ａ〜８ｄ
と、電子デバイス搭載部６の両側に７本づつ設けられた
外部リードピン１０ａ〜１０ｇ，１２ａ〜１２ｇが形成
され、光デバイス搭載部４及び電子デバイス搭載部６の
表面には銀メッキが施されている。リードフレーム２の
所定位置には、後述する樹脂成型用の金型を位置合わせ
するための複数個の嵌合孔１４ａ〜１４ｄが穿設されて
いる。

【００１８】図１には、１個の受信用光モジュールに対
応するリードフレームを代表して示しているが、実際に
は、帯状の銅薄板に図示の形状のリードフレームが連な
って形成されており、製造ラインで自動搬送されるよう
になっている。

【００１９】このリードフレーム２を製造ラインの所定
位置に搬送し、光デバイス搭載部４上に、窒化アルミニ
ウム（ＡｌＮ）等の絶縁材料から成るサブマウント部材
１６を固着した後、サブマウント部材１６上に、ベアチ
ップの形態のままの光−電気変換デバイス１８を固着す
る。光−電気変換デバイス１８は、１．３μｍ帯の波長
に対して感度を有するＩｎＧａＡｓフォトダイオード等
が用いられ、半導体製造過程において受光面上の絶縁層
にエッチン加工等を施すことにより、予め微小な集光レ
ンズＬＮが形成されている。更に、電子デバイス搭載部
６上に、電子デバイスである能動素子や受動素子を固着
することにより、光−電気変換デバイス１８から出力さ
れる電気信号を増幅等する電子回路を実装し、電子回路
と外部リードピン１０ａ〜１０ｇ，１２ａ〜１２ｇとの
間をボンディングワイヤーで電気的に接続する。

【００２０】光−電気変換デバイス１８及び電子回路を
実装したリードフレーム２を所定形状の樹脂成型用金型
まで搬送し、金型とリードフレーム２を嵌合孔１４ａ〜
１４ｄを介して位置決めした後、光信号に対して透明な
樹脂にて光デバイス搭載部４と電子デバイス搭載部６を
夫々分離して樹脂封止する。これにより、光デバイス搭
載部４とそれに搭載されたサブマウント部材１６及び光
−電気変換デバイス１８を一体封止する第１の樹脂成型
部２０と、電子デバイス搭載部６とそれに実装された電
子回路とを一体封止する第２の樹脂成型部２２を成型す
る（図２を参照）。尚、第１の樹脂成型部２０を透明な
樹脂で成型し、第２の樹脂を不透明な樹脂で成型しても
よい。

【００２１】第１の樹脂成型部２０は、サブマウント部
材１６と光−電気変換デバイス１８及び光デバイス搭載
部４を封止する略直方体状の基部２４と、基部２４上に
一体成型された円錐台形状の台部２６と、台部２６の頂
上部分に一体成型された非球面レンズ２８を有し、非球
面レンズ２８と光−電気変換デバイス１８の光学的主面
（受光面）及び集光レンズＬＮの光軸が一致している。

【００２２】台部２６は、非球面レンズ２８と光−電気
変換デバイス１８及び集光レンズＬＮの光軸に対して同
心円状で且つ頂上部分にいくにしたがって次第に細くな
るように、所定の傾斜角のテーパー側面と所定の高さ有
する円錐台となっている。

【００２３】第１，第２の樹脂成型部２０，２２を成型
した後、リードフレーム２の不要な部分を裁断して除去
することにより、図２に示すような中間部品を形成す
る。更に、内部リードピン８ａ〜８ｄと外部リードピン
１０ａ〜１０ｇ，１２ａ〜１２ｇに曲げ加工を施すこと
により、図３に示すように、台部２６及び非球面レンズ
２８が第２の樹脂成型部２０に対して反対側に向けられ
たＤＩＰ（デュアルインラインパッケージ）型の受信用
光モジュール３０を形成する。尚、図３（ａ）は、完成
した受信用光モジュール３０を第１の樹脂搭載部２０の
斜め前方より見たときの斜視図、図３（ｂ）は受信用光
モジュール３０を第２の樹脂搭載部２０の斜め後方より
見たときの斜視図である。

【００２４】この受信用光モジュール３０は、外部リー
ドピン１０ａ〜１０ｇ，１２ａ〜１２ｇのうちの所定の
外部リードピンに電源を供給することにより作動し、第
１の樹脂成型部２０中の光−電気変換デバイス１８から
出力される電気信号を内部リードピン８ａ〜８ｄを介し
て第２の樹脂成型部２２中の電子回路に入力して信号処
理を行い、他の外部リードピンより出力する。

【００２５】このように、この受信用光モジュール３０
は、第１の樹脂成型部２０に集光用の非球面レンズ２８
を一体化したため、部品点数の低減化が可能であり、且
つ光−電気変換デバイス１８と非球面レンズ２８間の光
軸調整及び軸間距離の調整を不要にすることができる。
更に、集光用のレンズと光−電気変換デバイスを金属製
のコネクタで結合する等の構造を採る必要がないため、
低コスト化を実現している。

【００２６】更に、光−電気変換デバイス１８を内蔵す
る第１の樹脂成型部２０と電子回路を内蔵する第２の樹
脂成型部２２を分離独立して成型し、これらを内部リー
ドピン８ａ〜８ｄで電気的・機械的に連結した構造を有
するため、光トランシーバ等の通信機器に適用する場合
に、第２の樹脂成型部２２の取り付け位置に影響される
ことなく、第１の樹脂成型部２０の取り付け位置を独立
して調整することができる。したがって、通信機器にお
ける光ファイバーとの光軸調整や軸間調整を容易に行う
ことができる。

【００２７】更に、光デバイス搭載部４と電子デバイス
搭載部６が分離しているため、電子回路の設計の自由度
が高まり、光通信の高度化の要請に対応し得る複雑且つ
大規模な電子回路を実装することができる。また、電子
回路の規模が大きくなるのに伴って第２の樹脂成型部２
２が大きくなっても、第１の樹脂成型部２０はこれに影
響されないため、前記通信機器に適用する際の光軸調整
や軸間調整を容易に行うことができる。

【００２８】更に、この受信用光モジュール３０には可
動部分が無いため、機械的強度が高く、且つ光学的精度
が常に最適状態に保持される等、優れた構造となってい
る。

【００２９】次に、図４ないし図６に基づいて、電気信
号を光信号に変換して光ファイバー中に送出する送信用
光モジュールの構造を製造工程と共に説明する。

【００３０】図４は、送信用光モジュールを製造するた
めのリードフレームの形状を示している。このリードフ
レーム３２は、厚さが約０．２ｍｍ程度の銅薄板をエッ
チング加工することにより、光デバイスである電気−光
変換デバイスを搭載するための光デバイス搭載部３４
と、電子回路を実装するための電子デバイス搭載部３６
と、光デバイス搭載部３４と電子デバイス搭載部３６と
の間を電気的且つ機械的に接続する２本の内部リードピ
ン３８ａ，３８ｂと、電子デバイス搭載部３６の両側に
７本づつ設けられた外部リードピン４０ａ〜４０ｇ，４
２ａ〜４２ｇが形成され、光デバイス搭載部３４及び電
子デバイス搭載部３６の表面には銀メッキが施されてい
る。リードフレーム３２の所定位置には、後述する樹脂
成型用の金型と位置合わせするための複数個の嵌合孔４
４ａ〜４４ｄが穿設されている。

【００３１】尚、図４には、１個の送信用光モジュール
に対応するリードフレームを代表して示しているが、実
際には、帯状の銅薄板に図示の形状のリードフレームが
連なって形成されており、製造ラインで自動搬送される
ようになっている。

【００３２】このリードフレーム３２を製造ラインの所
定位置に搬送し、光デバイス搭載部３４上に、窒化アル
ミニウム（ＡｌＮ）等の絶縁材料から成るサブマウント
部材４６を固着した後、サブマウント部材４６上に、ベ
アチップの形態のままの電気−光変換デバイス４８を固
着する。電気−光変換デバイス４８は、１．３μｍ帯の
光信号を出射する面発光型のＩｎＧａＡｓＰ発光ダイオ
ードや、面発光形のＩｎＧａＡｓレーザーダイオードが
用いられ、半導体製造過程において発光面上の絶縁層に
エッチング加工等を施すことにより、予め微小な集光レ
ンズＬＮ’が形成されている。更に、電子デバイス搭載
部３６上に、電子デバイスである能動素子や受動素子を
固着することにより電子回路を実装し、電子回路と外部
リードピン４０ａ〜４０ｇ，４２ａ〜４２ｇとの間をボ
ンディングワイヤーで電気的に接続する。

【００３３】電気−光変換デバイス４８及び電子回路を
実装したリードフレーム３２を樹脂成型用の金型まで搬
送し、所定形状の金型とリードフレーム３２を嵌合孔４
４ａ〜４４ｄを介して位置決めした後、光信号に対して
透明な樹脂にて光デバイス搭載部３４と電子デバイス搭
載部３６を夫々分離して樹脂封止する。これにより、光
デバイス搭載部３４とそれに搭載されたサブマウント部
材４６及び電気−光変換デバイス４８を一体封止する第
１の樹脂成型部５０と、電子デバイス搭載部３６とそれ
に実装された電子回路とを一体封止する第２の樹脂成型
部５２を成型する（図５を参照）。尚、第１の樹脂成型
部５０を透明樹脂で成型し、第２の樹脂成型部５２を不
透明な樹脂で成型してもよい。

【００３４】第１の樹脂成型部５０は、電気−光気変換
デバイス４８及び光デバイス搭載部３４を封止する略直
方体状の基部５４と、基部５４上に一体成型された円錐
台状の台部５６と、台部５６の頂上部分に一体成型され
た非球面レンズ５８を有し、非球面レンズ５８と電気−
光変換デバイス４８及び集光レンズＬＮ’の光軸が一致
している。また、台部５６は、非球面レンズ５８と電気
−光変換デバイス４８及び集光レンズＬＮ’の光軸に対
して同心円状で且つ頂点部分にいくにしたがって次第に
細くなる所定の傾斜角のテーパー側面と所定の高さ有す
る円錐台となっている。更に、第２の樹脂成型部の上端
部には、リードフレーム３２の所定領域を露出させる凹
部６０，６２が設けられている。そして、凹部６２内に
は、実装された電子回路に接続されて電気−光気変換デ
バイス４８への駆動電流を微調整するための小型の可変
抵抗器等が収容され、凹部６０は、この微調整の際に、
プローブピンでリードフレームの所定パターンの電位を
測定するために設けられている。

【００３５】このように第１，第２の樹脂成型部５０，
５２を成型し、更に凹部６２内に可変抵抗器等を装着し
て電子回路と電気的に接続した後、リードフレーム３２
の不要な部分を裁断して除去することにより、図５に示
すような中間部品を形成する。更に、内部リードピン３
８ａ，３８ｂと外部リードピン４０ａ〜４０ｇ，４２ａ
〜４２ｇに曲げ加工を施すことにより、図６に示すよう
に、台部５６及び非球面レンズ５８が第２の樹脂成型部
５２に対して反対側に向けられたＤＩＰ（デュアルイン
ラインパッケージ）型の送信用光モジュール６４を形成
する。尚、図６（ａ）は、完成した送信用光モジュール
６４を第１の樹脂搭載部５０の斜め前方より見たときの
斜視図、図６（ｂ）は送信用光モジュール６４を第２の
樹脂搭載部５２の斜め後方より見たときの斜視図であ
る。

【００３６】この送信用光モジュール６４は、外部リー
ドピン４０ａ〜４０ｇ，４２ａ〜４２ｇのうちの所定の
外部リードピンに電源を供給することにより作動し、更
に他の外部リードピンに電気信号を印加すると、第２の
樹脂成型部５２中に実装された電子回路でこれを電力増
幅して内部リードピン３８ａ，３８ｂを介して第１の樹
脂成型部５０中の電気−光変換デバイス４８に供給する
ことにより、電気信号に対応する光信号を出射する。

【００３７】このように、この送信用光モジュール６４
は、前記の受信用光モジュール３０と同様に、第１の樹
脂成型部５０と第２の樹脂成型部５２を分離し、且つこ
れらの樹脂成型部５０，５２間を内部リードピン３８
ａ，３８ｂで連結した一体化構造を有するので、機械的
強度に優れ、光学的精度が良く、様々な通信機器に適用
する場合の適用性に優れ、低コストである等の優れた効
果を発揮する。

【００３８】次に、図７ないし図９に基づいて、これら
の受信用光モジュール３０と送信用光モジュール６４を
用いた光トランシーバの構造を製造工程と共に説明す
る。

【００３９】図７（ａ）（ｂ）において、受信用光モジ
ュール３０と送信用光モジュール６４に設けられた第１
の樹脂成型部２０，５０の夫々に、光ファイバーを受納
したフェルールを嵌挿するためのスリーブ６６を紫外線
硬化樹脂を用いて固着する。

【００４０】スリーブ６６は不透明樹脂にて成型された
円管状の部材であり、先端側からフェルールを嵌挿する
ための嵌挿孔６８と、後端側から台部２６，５６を嵌合
するための嵌合孔７０、及びこれらの嵌挿孔６８と嵌合
孔７０間を連通する連通孔７２を有し、外周部の所定位
置にフランジ部７４が形成されている。これらの孔６
８，７０，７２の内周面は、マルチモード光ファイバー
を受納したフェルールを嵌挿孔６８中に嵌挿したとき
に、そのマルチモード光ファイバーの光軸Ｑが中心にく
るように予め設計されている。嵌合孔７０は、台部２
６，５６のテーパー面に合わせられた円錐台状の内周面
と、環状の凸部７０ａと、凹環状の樹脂溜まり７０ｂを
有している。更に、大径の貫通孔６８とそれより小径の
連通孔７２により、それらの境界部分にフェルール７８
の先端を当接させるための段部７６ａが形成されてい
る。

【００４１】次に、受信用光モジュール３０の台部２６
のテーパ面と送信用光モジュール６４の台部５６のテー
パ面に紫外線硬化樹脂ＲＳを塗布し、台部２６，５６を
嵌合孔７０中に嵌合させて紫外線硬化樹脂ＲＳに紫外線
を照射することで、第１の樹脂成型部２０，５０の夫々
にスリーブ６６を固着する。更に、この固着工程では、
マルチモード光ファイバーを受納した調整用のフェルー
ル７８をスリーブ６６の嵌挿孔６８中に嵌挿し、光モジ
ュール３０，６４を実際に作動させて、所謂パワーモニ
ター法によりマルチモード光ファイバーと夫々の光デバ
イス１８，４８との光軸合わせ及び軸間距離の調整も同
時に行う。

【００４２】ここで、台部２６，５６を嵌合孔７０中に
嵌め込む際に、紫外線硬化樹脂ＲＳが環状の凸部７０ａ
と樹脂溜まり７０ｂにて制止されるため、非球面レンズ
２８，５８に付着することがない。更に、第１の樹脂成
型部２０，５０の成型時の収縮バラツキによる非球面レ
ンズ２８，５８の形状変化に対応するために、３軸調心
している。更に、スリーブ６６を一旦固着した後に、熱
硬化樹脂で補強することにより、最適な調心状態がその
まま保持される。したがって、その後の製造工程中など
において、光軸ズレ等が発生することが無く、メンテナ
ンスフリーで極めて精度の高い光結合構造を実現してい
る。

【００４３】次に図８において、ガラスエポキシ樹脂等
で成型された矩形状の整列基板８０の所定位置に設けら
れている複数列のスルーホール群８０ａ〜８０ｄ中に、
受信用光モジュール３０の外部リードピン１０ａ〜１０
ｇ，１２ａ〜１２ｇと、送信用光モジュール６４の外部
リードピン４０ａ〜４０ｇ，４２ａ〜４２ｇを嵌挿する
ことによりこれらを一体化し、更に図９に示すように、
不透明な樹脂で成型されたシェル形状の匡体８２内に、
受信用光モジュール３０と送信用光モジュール６４を収
納するようにして、整列基板８０を組み付ける。

【００４４】ここで、匡体８２には、内側に向けて突設
された複数の係合突起８４と、これらの係合突起８４よ
り若干深部側に設けられた複数の段部（図示せず）を有
しており、これらの係合突起８４と前記段部との間に整
列基板８０の側端部を嵌め込むだけで、受信用光モジュ
ール３０と送信用光モジュール６４を匡体８２内の後方
位置に自動的に収容し、且つ整列基板８０を匡体８２に
一体化することができる構造となっている。

【００４５】更に、匡体８２には、前方位置に設けられ
たフェルール挿入用の開口部８６，８８と、開口部８
６，８８から後方に延びるスリーブ装着室９０，９２が
形成されており、前記整列基板８０を組み付けるだけ
で、自動的に夫々のスリーブ６６が開口部８６，８８側
に向けてスリーブ装着室９０，９２内に装着されるよう
になっている。

【００４６】次に、夫々のスリーブ６６を挟む２対の挟
持片９４ａ，９４ｂを有する樹脂成型された係合部材９
６を、整列基板８０に連ねて、スリーブ装着室９０，９
２上に組み付けることにより、夫々のスリーブ６６をよ
り強固に匡体８２内に固定する。尚、係合部材９６の両
側端に突設された一対の係合突起９８，９８を、匡体８
２の側壁に形成された一対の係合穴１００，１００に嵌
め込むことにより、係合部材９６を自動的に匡体８２に
組み付けることができる構造となっている。

【００４７】次に、矩形平板１０２を、挟持片９４ａ，
９４ｂ及び夫々のスリーブ６６を覆うようにして、匡体
８２に組み付けることにより、光トランシーバを完成す
る。尚、矩形平板１０２の両側端に突設された一対の係
合突起１０４，１０４を、匡体８２の側壁に穿設された
一対の係合孔１０６，１０６に嵌め込むだけで、矩形平
板１０２を自動的に匡体８２に組み付けることができる
構造となっている。そして、これらの整列基板８０と係
合部材９６及び矩形平板１０２は、匡体８２の裏面側を
覆う底板としての機能も発揮する。

【００４８】このようにこの光トランシーバによれば、
別体のＤＩＰ型受信用光モジュール３０と送信用光モジ
ュール６４を用いて構成されているので、受信系統と送
信系統の夫々の光軸調整と軸間距離の調整を個々独立に
行うことができる。夫々の光モジュール３０，６４に光
軸調整と軸間距離の調整を施したスリーブ６６を固着す
るため、組立工程の大幅な簡素化が可能である。更に、
これらの光モジュール３０，６４間の距離（配置間隔）
の調整と、夫々のスリーブ６６の取り付け調整とを別個
独立に行うことができるため、前記配置間隔の調整によ
って、光モジュール３０，６４と夫々のスリーブ６６と
の調心精度が影響されない。このため、光学的に極めて
精度の高い光モジュールを実現することができる。

【００４９】（第２の実施の形態）次に、図１０〜図１
２を参照して光モジュール及び光トランシーバの第２の
実施の形態を説明する。尚、主として、第１の実施の形
態との相違点及び特徴点を説明する。

【００５０】まず、図１０に基づいて、受信用光モジュ
ールの構造を製造工程と共に説明する。同図（ａ）にお
いて、この受信用光モジュールを製造するためのリード
フレーム２００には、光−電気変換デバイスを搭載する
ための光デバイス搭載部２０２と、電子回路を実装する
ための電子デバイス搭載部２０４と、これらの搭載部２
０２，２０４間を電気的且つ機械的に連結する４本の内
部リードピン２０６、及び電子デバイス搭載部２０４の
後方に設けられた５本の外部リードピン２０８が形成さ
れ、光デバイス搭載部２０２と電子デバイス搭載部２０
４の表面には銀メッキが施されている。そして、光デバ
イス搭載部２０２にサブマウント部材を介して光−電気
変換デバイス２１０を固着し、電子デバイス搭載部２０
４に電子デバイスを固着することにより電子回路を実装
する。

【００５１】次に、同図（ｂ）に示すように、光信号に
対して透明な樹脂を用いて、光デバイス搭載部２０２と
光−電気変換デバイス２１０とを一体封止する第１の樹
脂成型部２１２と、電子デバイス搭載部２０４と電子回
路を一体封止する第２の樹脂成型部２１４を成型し、更
に、リードフレーム２００の不要な部分を裁断して削除
することにより、同図（ｃ）に示すような中間部品を形
成する。尚、第１の樹脂成型部２１２は、図２に示す第
１の樹脂成型部２０と同様に、光−電気変換デバイス２
１０を埋設する基部２１６と円錐台形状の台部２１８及
び非球面レンズ２２０が一体化された構造となってい
る。

【００５２】そして、同図（ｄ）に示すように、内部リ
ードピン２０６と外部リードピン２０８を曲げ加工する
ことにより、外部リードピン２０８が一列に並んだＳＩ
Ｐ（シングルインラインパッケージ）型の受信用光モジ
ュール２２２を完成する。

【００５３】次に、図１１に基づいて、送信用光モジュ
ールの構造を製造工程と共に説明する。同図（ａ）にお
いて、この送信用光モジュールを製造するためのリード
フレーム３００には、電気−光変換デバイスを搭載する
ための光デバイス搭載部３０２と、電子回路を実装する
ための電子デバイス搭載部３０４と、これらの搭載部３
０２，３０４間を電気的且つ機械的に連結する２本の内
部リードピン３０６、及び電子デバイス搭載部３０４の
後方に設けられた４本の外部リードピン３０８が形成さ
れ、光デバイス搭載部３０２と電子デバイス搭載部３０
４の表面には銀メッキが施されている。そして、光デバ
イス搭載部３０２に電気−光変換デバイス３１０を固着
し、電子デバイス搭載部３０４に電子デバイスを固着す
ることにより電子回路を実装する。

【００５４】次に、同図（ｂ）に示すように、光信号に
対して透明な樹脂を用いて、光デバイス搭載部３０２と
電気−光変換デバイス３１０とを一体封止する第１の樹
脂成型部３１２と、電子デバイス搭載部２０４と電子回
路を一体封止する第２の樹脂成型部３１４を成型し、更
に、リードフレーム３００の不要な部分を裁断して削除
することにより、同図（ｃ）に示すような中間部品を形
成する。第１の樹脂成型部３１２は、図２及び図１０
（ｃ）に示す第１の樹脂成型部２０，２１２と同様に、
電気−光変換デバイス３１０を埋設する基部３１６と円
錐台形状の台部３１８及び非球面レンズ３２０が一体化
された構造となっている。

【００５５】そして、同図（ｄ）に示すように、内部リ
ードピン３０６と外部リードピン３０８を曲げ加工する
ことにより、外部リードピン３０８が一列に並んだＳＩ
Ｐ（シングルインラインパッケージ）型の送信用光モジ
ュール３２２を完成する。

【００５６】次に、これらの受信用光モジュール２２２
と送信用光モジュール３２２を用いた光トランシーバの
構造を製造工程と共に説明する。

【００５７】まず、図１０（ｄ）及び図１１（ｄ）に示
すように、夫々の光モジュール２２２，３２２の夫々の
第１の樹脂成型部２１２，３１２に、マルチモード光フ
ァイバーを受容したフェルールを嵌挿させるためのスリ
ーブ４００を固着する。即ち、このスリーブ４００は、
図７と同様の円管状の樹脂成型部材であり、紫外線硬化
樹脂及び熱硬化樹脂を用いてスリーブ４００を夫々の第
１の樹脂成型部２１２，３１２に固着する。

【００５８】次に、図１２において、矩形状の整列基板
５００の所定位置に一列ずつ形成されているスルーホー
ル群５００ａと５００ｂ中に、受信用光モジュール２２
２の外部リードピン２０８と送信用光モジュール３２２
の外部リードピン３０８を嵌挿することによりこれらを
一体化する。そして、図９に示したように、樹脂成型さ
れた匡体８２内に、受信用光モジュール２２２と送信用
光モジュール３２２を収納するようにして整列基板５０
０を組み付け、更に、係合部材９６と矩形平板１０２を
匡体８２に組み付けることによって、本実施の形態の光
トランシーバを完成する。

【００５９】このように、この実施の形態の光モジュー
ル２２２，３２２は、第１の樹脂成型部２１２，３１２
と第２の樹脂成型部２１４，３１４を分離し、且つこれ
らの樹脂成型部２１２，２１４、３１２，３１４間を内
部リードピン２０６，３０６で連結した一体化構造を有
するので、機械的強度に優れ、光学的精度が良く、様々
な通信機器に適用する場合の適用性に優れ、低コストで
ある等の優れた効果を発揮する。

【００６０】また、この実施の形態の光トランシーバに
よれば、別体のＳＩＰ型受信用光モジュール２２２と送
信用光モジュール３２２を用いて構成されているので、
受信系統と送信系統の夫々の光軸調整と軸間距離の調整
を個々独立に行うことができる。夫々の光モジュール２
２２，３２２に光軸調整と軸間距離の調整を施したスリ
ーブ４００を固着するため、組立工程の大幅な簡素化が
可能である。更に、これらの光モジュール２２２，３２
２間の距離（配置間隔）の調整と、夫々のスリーブ４０
０の取り付け調整とを別個独立に行うことができるた
め、前記配置間隔の調整によって、光モジュール２２
２，３２２と夫々のスリーブ４００との調心精度が影響
されない。このため、光学的に極めて精度の高い光モジ
ュールを実現することができる。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光モジュー
ルによれば、第１の樹脂成型部に光集光手段を一体化し
たため、部品点数の低減化が可能であり、且つ光デバイ
スと光集光手段間の光軸調整及び軸間距離の調整を不要
にすることができる。更に、光集光手段と光デバイスを
金属製のコネクタで結合する等の構造を採る必要がない
ため、低コスト化が可能である。

【００６２】更に、光デバイスを樹脂封止する第１の樹
脂成型部と電子デバイスを樹脂封止する第２の樹脂成型
部を分離独立して成型し、これらを内部リードピンで電
気的・機械的に連結した構造を有するため、光トランシ
ーバ等の通信機器に適用する場合に、第２の樹脂成型部
の取り付け位置に影響されることなく、第１の樹脂成型
部の取り付け位置を独立して調整することができる。し
たがって、通信機器における光ファイバーとの光軸調整
や軸間調整を容易に行うことができる。

【００６３】更に、外部リードピンを所定の位置に整列
させなければならないため、第２の樹脂成型部の取り付
け位置を調整しなければならないが、光デバイス搭載部
と電子デバイス搭載部が分離しているため、電子回路の
設計の自由度が高まり、光通信の高度化の要請に対応し
得る複雑且つ大規模な電子回路を実装することができ
る。また、電子回路の規模が大きくなるのに伴って第２
の樹脂成型部が大きくなっても、第１の樹脂成型部はこ
れに影響されないため、前記通信機器に適用する際の光
軸調整や軸間調整を容易に行うことができる。

【００６４】更に、光デバイスをサブマウント部材を介
してリードフレーム上に固着しているので、サブマウン
トの材料選択を適切に行うことにより、リードフレーム
と光デバイスの膨張係数の違いに影響されることがな
い。この結果、光デバイスへの応力が緩和され、信頼性
が向上する。

【００６５】更に、この光モジュールには可動部分が無
いため、機械的強度が高く、且つ光学的精度が常に最適
状態に保持される等、優れた構造となっている。更に、
光デバイスとして、ＩｎＧａＡｓＰ系の化合物半導体を
用いることで、長距離、大容量伝送に適した１．３μｍ
帯の波長で動作させることができる。

【００６６】本発明の光トランシーバによれば、別体の
受信用光モジュールと送信用光モジュールを用いて構成
されているので、受信系統と送信系統の夫々の光軸調整
と軸間距離の調整を個々独立に行うことができる。夫々
の光モジュールにスリーブを固着するため、組立工程の
大幅な簡素化が可能である。更に、これらの光モジュー
ル間の配置間隔の調整と、夫々のスリーブの取り付け調
整とを別個独立に行うことができるため、前記配置間隔
の調整によって、光モジュールと夫々のスリーブとの調
心精度が影響されない。このため、光学的に極めて精度
の高い光モジュールを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の受信用光モジュールのリー
ドフレームの形状を示す斜視図である。

【図２】受信用光モジュールの中間部品の形状を示す斜
視図である。

【図３】完成された受信用光モジュールの形状を示す斜
視図である。

【図４】第１の実施の形態の送信用光モジュールのリー
ドフレームの形状を示す斜視図である。

【図５】送信用光モジュールの中間部品の形状を示す斜
視図である。

【図６】完成された送信用光モジュールの形状を示す斜
視図である。

【図７】スリーブと受信用光モジュール及び送信用光モ
ジュールの連結構造を示す説明図である。

【図８】第１の実施の形態の光トランシーバの構造を説
明するための斜視図である。

【図９】光トランシーバの構造を更に説明するための斜
視図である。

【図１０】第２の実施の形態の受信用光モジュールの構
造を製造工程と共に示す説明図である。

【図１１】第２の実施の形態の送信用光モジュールの構
造を製造工程と共に示す説明図である。

【図１２】第２の実施の形態の光トランシーバの構造を
説明するための斜視図である。

【符号の説明】

２，３２，２００，３００…リードフレーム、４，３
４，２０２，３０２…光デバイス搭載部、６，３６，２
０４，３０４…電子デバイス搭載部、８ａ〜８ｄ，３８
ａ，３８ｂ…内部リードピン、１０ａ〜１０ｇ，１２ａ
〜１２ｇ，４０ａ〜４０ｇ，４２ａ〜４２ｇ，２０８，
３０８…外部リードピン、１６，４６…サブマウント部
材、１８，２１０…光−電気変換デバイス、４８，３１
０…電気−光変換デバイス、２０，５０，２１２，３１
２…第１の樹脂成型部、２２，５２，２１４，３１４…
第２の樹脂成型部、２４，５４，２１６，３１６…基
部、２６，５６，２１８，３１８…台部、２８，５８，
２２０，３２０…非球面レンズ、６６，４００…スリー
ブ、８０，５００…整列基板、８２…筐体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/12

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバー中を伝送する１．３μｍ帯
   の波長の光信号とそれに対応する電気信号とでいずれか
   一方の信号を他方の信号に変換する光デバイスと、前記
   電気信号を処理する電子デバイスと、前記光デバイスを
   搭載する光デバイス搭載部及び前記電子デバイスを搭載
   する電子デバイス搭載部を有するリードフレームと、光
   軸が前記光デバイスの光学的主面と一致し且つ前記光フ
   ァイバーに光学的に結合される光集光手段とを備える光
   モジュールであって、 前記光デバイス搭載部及び前記光デバイスを樹脂封止す
   ると共に、前記光デバイスと光学的に結合する光集光手
   段を一体化した、前記光信号に対して透明な樹脂からな
   る第１の樹脂成型部と、 前記電子デバイス搭載部及び前記電子デバイスを樹脂封
   止すると共に、前記第１の樹脂成型部とは分離独立して
   成型された第２の樹脂成型部と、 前記光デバイス搭載部と前記電子デバイス搭載部とを連
   結し且つ前記光デバイスと前記電子デバイスとを電気的
   且つ機械的に接続する内部リードピンと、を備えること
   を特徴とする光モジュール。
2. 【請求項２】 前記第１の樹脂成型部は、直方体形状の
   基部と、前記基部に一体化された円錐台形状の台部と、
   前記台部の頂上部分に一体化され前記台部より小径の前
   記光集光手段とを有することを特徴とする請求項１に記
   載の光モジュール。
3. 【請求項３】 前記光集光手段は、非球面レンズである
   ことを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記
   載の光モジュール。
4. 【請求項４】 前記リードフレームは、外部接続用のＤ
   ＩＰ型外部リードピン又は外部接続用のＳＩＰ型外部リ
   ードピンが設けられていることを特徴とする請求項１に
   記載の光モジュール。
5. 【請求項５】 前記光ファイバーを受納する第１の部分
   と、前記第１の樹脂成型部を嵌合する第２の部分とを有
   するスリーブを備えることを特徴とする請求項１または
   ２のいずれか一項に記載の光モジュール。
6. 【請求項６】 前記光ファイバーを受納する第１の部分
   と、前記第１の樹脂成型部の台部を嵌合する第２の部分
   とを有するスリーブを備えることを特徴とする請求項２
   に記載の光モジュール。
7. 【請求項７】 前記光ファイバーは、マルチモードファ
   イバーであることを特徴とする請求項１に記載の光モジ
   ュール。
8. 【請求項８】 前記光デバイスは、サブマウント部材を
   介して前記光デバイス搭載部に搭載されていることを特
   徴とする請求項１に記載の光モジュール。
9. 【請求項９】 前記光デバイスは、表面発光型の発光ダ
   イオード又は表面発光型の半導体レーザであることを特
   徴とする請求項１に記載の光モジュール。
10. 【請求項１０】 前記光デバイスは、上面入射型のＩｎ
    ＧａＡｓフォトダイオードであることを特徴とする請求
    項１に記載の光モジュール。
11. 【請求項１１】 請求項１に記載の光モジュールであっ
    て、前記光デバイスが前記光ファイバーを伝送してくる
    光信号を受信しそれに対応する電気信号に変換する光−
    電気変換デバイスである第１の光モジュールと、 請求項１に記載の光モジュールであって、前記光デバイ
    スが電気信号を受けそれに対応する光信号に変換して前
    記光ファイバー中に出射する電気−光変換デバイスであ
    る第２の光モジュールとを含み、 前記第１，第２の光モジュールが同一の匡体に収納され
    ていることを特徴とする光トランシーバ。
12. 【請求項１２】 前記第１の光モジュールの構成要素で
    あるリードフレームと、前記第２の光モジュールの構成
    要素であるリードフレームとが電気的に独立しているこ
    とを特徴とする請求項１１に記載の光トランシーバ。