JPH02278212A - 多心式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
ールであって、複数の光作動素子（発光素子若しくは受
光素子）と複数の光ファイバとを相互に光結合する多心
式光モジュール及びその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

かかる多心式光モジュールは、従来、１つの光作動素子
と１本の光ファイバとを相互に光結合する単心式光モジ
ュールを作製した後、この単心弐元モジュールを複数個
組み合わせて作製されていた。

かかる単心式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
、ピ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、従来の単心式光モジュールの構造例を示す。

図示したように、従来の単心式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、ペアチップ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上のペアチップ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
定して単心式光モジュールが構成される。

そして、このように構成された複数の単心式光モジュー
ル１１を、第８図及び第９図に示したように、レセプタ
クル１２に組み付けることによって、多心式光モジュー
ルが構成される。

このように構成された多心式光モジュールにおいては、
それぞれの光コネクタ１に同時に光ファイバを挿入する
ことによって、−時に複数のデータリンクを形成するこ
とができるようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述したように従来の多心式光モジュールは
、上述の単心式光モジュール１１を複数個組み合わせて
構成される。そして、この単心式光モジュール１１は、
上述したように、これを構成する部品点数が多く、個々
の構成部品が一品一品組み付けられて完成される。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
かかっていた。また、セラミック等の高価な材料が使用
されていたことから、その低価格化及び量産化が難しか
った。かかる事情から、この単心式光モジュールを複数
個組み合わせて構成される多心式光モジュールの低価格
化及び量産化も困難なものとなっていた。

また、多心式光モジュールは、実使用時には、複数本の
フェルール１３を有する多心プラグとレセプタクル１２
内で着脱されるため、単心式光モジュール１１をレセプ
タクル１２に組付ける際に高い位置決め精度が要求され
る。

すなわち、位置決め精度が不十分であると、スムーズな
着脱が不可能となり、最悪の場合には、フェルール１３
や光コネクタ１の偏摩耗あるいは破損が生ずる原因とな
る。この位置決め精度は、多心式光モジュールが備える
光コネクタの数が増加するに従い、高くなり、二心以上
の多心式光モ、ジュールにおいては、非常に高い位置決
め精度が要求される。このため、従来は単心式光モジュ
ール１１とレセプタクル１２相互の組み付は部を高い寸
法精度で形成すると共に、これら相互の組み付けの際に
は、第８図及び第９図に示したように、製造される多心
式光モジュールが備えるべき光コネクタと同数のフェル
ール１３を備えた整列治具１５を用いて正確な位置合せ
をしなければならなかった。従って、低価格化及び量産
化が難しい単心式光モジュールを組み合わせて構成され
ていることと相俟って、多心式光モジュールの低価格化
及び量産化は非常に難しかった。

更に、第１０図に示したように、上述のようにして正確
に位置合せされ、形成された多心式光モジュールを、プ
リント基板１６上にネジ止め若しくはハンダリフロー等
によって実装する際、多心式光モジュールを構成する単
心式光モジュール１１相互間若しくはこれらとレセプタ
クル１２の相対的位置関係が狂うことがある。これを防
止するため、多心式光モジュールの実装が完了するまで
の間、整列治具１５を多心式光モジュールに装着してお
かなければならず、実装の作業性が悪かった。

そこで、本発明は上述の事情に鑑み、多心式光モジュー
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、実装の作業性が良い多心式先モジュール
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、本発明による多心式光モジ
ュールにおいては、多心式光モジュールの構成部品たる
複数の光コネクタと、複数の光作動素子と、電子回路部
品と、基板と、リードピンとを、複数の光コネクタそれ
ぞれの光ファイノく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一体的に保持した成形樹脂部
材を備えている。

また、本発明による多心式光モジュールの製造方法にお
いては、基板となる基板形成部及びリードピンとなるリ
ードピン形成部を有した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、複数の先コネクタにそれぞれ固定
された光作動素子及びリードピン形成部のインナリード
となる部分をそれぞれ電子回路部に電気的に接続し、少
なくとも複数の光コネクタの一端側を樹脂成形用の金型
に保持し、複数の光コネクタと、複数の光作動素子と、
電子回路部品と、リードフレームとを、複数の光コネク
タそれぞれの光フアイバ端部を受容する一端側と、リー
ドフレームのアウタリードとなる部分とを残して成形樹
脂部材に一体的に保持することとしている。

〔作用〕

この様な構成とすることによって、光モジュールの部品
点数が削減される。

また、光モジュールの組み立て工程が簡略化されると共
に、樹脂成形用の金型に実現された寸法精度で、多心式
光モジュールが構成されるようになる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について第１図〜第６図を参照し
つつ、説明する。

第１図は、本発明による多心式光モジュールの一実施例
を示している。図示したように、本発明による多心式光
モジュールにおいては、光コネクタ２１、リードピン２
２等の多心式光モジュールを構成する部品は、絶縁性の
成形樹脂部材２５によって一体的に保持されている。

なお、第１図には示していないが、光コネクタ２１及び
リードピン２２以外の多心式光モジュールを構成する部
品、すなわち、光コネクタ２１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２２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２５の内部に保持されている。

第２図〜第５図を参照しつつ、第１図に示した本発明に
よる多心式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、多心式光モジュールを構成する光コネクタ２
１等の構成部品が樹脂成形される前の状態を示しており
、第３図は、多心式光モジュールを構成する光コネ°ク
タ２１等の構成部品が樹脂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２１を保持する前の
リードフレーム２７を示している。

本発明による多心式光モジュールは、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２１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２６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２７を用意する。リードフレーム
２７は、第４図に示したように、最終的にはり−ドビン
２２となる複数のリードピン形成部２２ａと、これを支
えるフレーム部２７ａと、フレーム部り７ａ若しくはリ
ードピン形成部２２ａに支えられた基板形成部２８と、
光コネクタ２１を外側部にて保持するコネクタ保持部２
３ａとから構成されている。かかるリードフレーム２７
は、４２アロイ又は銅等からなる板厚０．２５ｗ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２８及びコネク
タ保持部２３ａ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２８を数本のり−ドピン形成部２２
ａの先端部若しくはフレーム部２７に溶接するなどして
固定し、また、コネクタ保持部２３ａをフレーム部２７
ａに溶接するなどして固定して、リードフレーム２７を
形成することもできる。まり、リードフレーム２７には
、後述するように、光コネクタ２１のフェルール挿入孔
に内嵌して光コネクタ２１を保持する保持バー３１が形
成される。

基板形成部２８の表面には、アルミナ（Ａ１２０３）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２８
には、ベアチップＩＣ３２等の電子回路部品がダイボン
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２８は、ペアチ
ップＩＣ３２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２８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３１が上方へ折り曲げ
られる。このとき、同時に、コネクタ保持部２３ａは、
２か所が光コネクタ２１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。なお、コネクタ保持部２３
ａをフレーム部２７ａと別個に形成した後、フレーム部
２７ａにこれを固定する場合には、予めコネクタ保持部
２３ａの２か所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。

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３１は、光作動素子２６が予め固定された光コネクタ
２１のフェルール挿入孔２１ａ（第２図及び第３図に示
す）に挿入される。したがって、保持バー３１の幅寸法
は、フェルール挿入孔２１ａの内径より小さくなってい
る。そして、保ｒ９バー３１は、光コネクタ２１のフェ
ルール挿入孔２１ａ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２１はコネクタ保持部２３ａに保持される。

こうして、光コネクタ２１をコネクタ保持１２３ａに保
持した後、基板形成部２８上に形成りれた電子回路部を
、リードピン形成部２２ａ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、電子回路部と光作動素子
２６の端子とをワイヤ３３によって電気的に接続する。

このように構成した後、これらリードフレーム２７等の
部品を、そのまま後述するトランスファ成形用の金型に
装着し、この金型内に例えば可塑化させた熱硬化性樹脂
を注入して成形し、第３図に示した如くに、光コネクタ
２１の光フアイバ端部が挿入される一端側とアウタリー
ドとなる部分とを残して成形樹脂部材２５に各部品を一
体的に保持させる。

第５図に、−度に２つの多心式光モジュールを成形可能
なトランスファ成形用の金型の一例を示す。図示したよ
うに、金型は上型３５と下型３６とからなっている。上
型３５及び下型３６の互いに対向する面には、それぞれ
２つのキャビティ３５ａ、３６ａが形成されると共にそ
れぞれのキャビティ３５　ａ　ｓ　３６　ａに連通して
一対の半円筒状の四部３５ｂ、３６ｂが形成されている
。そして、リードフレーム２７等の部品を上型３５と下
型３６の間に挟み込むようにして金型に装着した際、凹
部３５ｂ、３６ｂには、光コネクタ２１の光フアイバ端
部を受容する一端側が密接に嵌まり込むようになってい
る。すなわち、一対の光コネクタ２１は、この凹部３５
ｂ及び３６ｂに嵌まり込むことによって、これら相互の
相対的位置関係が正確に位置決めされるようになってい
る。なお、金型の製作の技術的レベルは、上型と下型の
間に隙間が生ずると、その隙間から成形樹脂のはみたし
が起こるなどの不都合があることから、非常に高い寸法
精度を達成できる程度にまで達しており、多心式光モジ
ュールが備える一対の光コネクタ２１相互間に要求され
る寸法精度等を十分に満足し得るものとなっている。

従って、凹部３５ｂ及び３６ｂを、多心式光モジュール
が備える一対の光コネクタ２１相互の相対的位置関係等
に要求される寸法精度で形成しておけば、金型にリード
フレーム２７等の部品を装着して、金型内のキャビティ
に成形樹脂を流し込み、これを成形することによって、
高い寸法精度をもって多心式光モジュールを作製するこ
とができる。

このようにして多心式光モジュールを作製することで、
従来のように単心式光モジュールを一旦作製し、作製し
た単心式光モジュールを組み合わせて多心式光モジュー
ルを作製する工程を省くことができる。

しかも、トランスファ成形によって成形された成形相、
脂部材２５は、−数的なＩＣ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、単心式光モジュールを作製する際に、ペア
チップＩＣ等を封止するだ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、バラ）１−ジング
コストを大幅に軽減できる。

ところで、本発明による多心式光モジュールの製造方法
においては、光コネクタ２１は、上述したように、リー
ドフレーム２７のコネクタ保持部２３ａや保持バー３１
によって保持されている。

これにより、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２１
がリードフレーム２７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２１がぶらつくことによっ
て、光コネクタ２１に固定されている光作動素子２６の
端子と基板形成部２８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３３が破断することがなくなり
、歩留まりが向上し、得られる多心式光モジュールの信
頼性か向上する。

上述のように樹脂成形した後、リードフレーム２７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
ピン形成部をアウタリードとして、第１図に示した如く
の多心式光モジュールを得る。

このように、アウタリードは、樹脂成形後、リードフレ
ーム２７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。

なお、上述の実施例においては、コネクタ保持部２３ａ
の成形樹脂部材２５外部に突出した部分は、切り落とさ
れることとなっているが、この部分をアウタリードと同
様に残し、これをプリント基板等の固定対象物にリード
ピン２２と同様にハンダ付は等によって固定すれ、ば、
多心式光モジュールをプリント基板等の固定対象物に強
固に固定することができる。

なお、上述した実施例においては、２つの光コネクタを
備えた２心式光モジュールに本発明を適用した場合につ
いて説明しているが、光コネクタを３個以上備える多心
式光モジュールにも適用可能である。

また、金型に手を加えることによって、第６図に示した
ように、レセプタクル部３８を成形樹脂部材２５によっ
て一体に成形することもできる。

〔発明の効果〕

以上のように構成したので、本発明による多心式光モジ
ュールにおいては、従来の多心式光モジュールのように
、高価で量産性が悪い単心式光コネクタを組み合わせて
構成する必要がなくなると共に、各構成部品の組み立て
工程が簡略化されている。また、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、各構成部品を
一体的に保持させた構成となっているので、−時に多数
個の多心式光モジュールを成形可能であり、量産性に優
れている。従って、従来よりも低価格で大量の多心式光
モジュールを提供できる。

更に、複数の光コネクタが成形樹脂部材によって強固に
固定されているので、プリント基板等の固定対象物に多
心式光モジュールを実装する際に、従来のように整列治
具を用いなくとも、光コネクタ相互の相対的位置関係に
狂いが生じることがなく、実装の作業性が向上する。

また、上述−のように構成しているので、本発明による
多心式光モジュールの製造方法においては、高い寸法精
度で作製された成形樹脂用の金型が従来の整列治具の代
わりとなり、金型に実現された高い寸法精度をもって、
安価に多心式光モジュールを量産できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による多心式光モジュールの一実施例を
示した斜視図、第２図は樹脂成形前の本発明による多心
式光モジュールを示した斜視図、第３図は樹脂成形後の
本発明による多心式光モジュールを示した斜視図、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図は本発明による多心式光モジュ
ールの製造に用いるトランスファ成形用の金型を示した
斜視図、第６図はレセプタクル部を備えた多心式光モジ
ュールを示した斜視図、第７図は従来の単心式光モジュ
ールの拡散分解図、第８図及び第９図は従来の多心式光
モジュールと整列治具を示した図、第１０図は従来の多
心式光モジュールをプリント基板に実装する工程を示し
た図である。 ２１・・・光コネクタ、２２・・・リードピン、２３ａ
・・・コネクタ保持部、２５・・・成形樹脂部材、２６
・・・光作動素子、２７・・・リードフレーム、２８・
・・基板形成部、３１・・・保持バー　３２・・・ペア
チップＩＣ，３３・・・ワイヤ、３５・・・上型、３５
ａ・・・キャビティ、３５ｂ・・・凹部、３６・・・下
型、３６ａ・・・キャビティ、３６ｂ・・・凹部、３８
・・・レセプタクル部。

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複数の光コ
   ネクタと、前記複数の光コネクタにそれぞれ固定されて
   前記光ファイバと光結合した複数の光作動素子と、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多心式
   光モジュールであって、 前記複数の光コネクタと、前記複数の光作動素子と、前
   記電子回路部品と、前記基板と、前記リードピンとを、
   前記複数の光コネクタそれぞれ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
   部材を備えていることを特徴とする多心式光モジュール
   。 ２、前記基板となる基板形成部及び前記リードピンとな
   るリードピン形成部を有したリードフレームが用意され
   、前記基板形成部に前記電子回路部品が実装されて前記
   電子回路部が形成される工程と、 前記複数の光コネクタにそれぞれ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がそ
   れぞれ前記電子回路部に電気的に接続される工程と、 少なくとも前記複数の光コネクタが前記一端側にてそれ
   ぞれ樹脂成形用の金型に保持され、前記複数の光コネク
   タと、前記複数の光作動素子と、前記電子回路部品と、
   前記リードフレームとが、前記複数の光コネクタのそれ
   ぞれの一端側と、前記リードフレームの前記アウタリー
   ドとなる部分とを残して成形樹脂部材に一体的に保持さ
   れる工程とを備えたことを特徴とする請求項１記載の多
   心式光モジュールを製造する製造方法。