KR20090107564A - 패키지의 제조 방법, 패키지, 광 모듈 및 일체 성형용 금형 - Google Patents

Abstract

가요성 광 도파로 단부와 광학 소자의 위치 관계를 일정하게 유지하는 데 요구되는 위치 정밀도를 충족시키는 것이 가능한 패키지를 실현하기 위해, 본 발명에서는 광 도파로(4)에 있어서의 광 신호의 입출사구를 포함하는 적어도 한쪽의 단부를 지지하는 지지부(10a)와, 광 도파로(4)와 광학 결합하는 광학 소자(12)를 수용하는 수용부(10b)와, 광학 소자(12)와 접속하는 리드 프레임(9)을 갖는 패키지를 일체 성형에 의해 제조하고 있다. 그리고 금형으로서, 지지부(10a)를 형성하는 오목부와, 리드 프레임(9)에 있어서의 광학 소자 탑재면(9a)에 접촉하여 수용부(10b)를 형성하는 제1 볼록부(11b)와, 광학 소자 탑재면(9a)의 이면(9b)과 접촉하는 제2 볼록부(11c)를 갖는 금형을 이용하고 있다.

광 도파로, 광학 소자, 리드 프레임, 광 모듈, 패키지

Description

패키지의 제조 방법, 패키지, 광 모듈 및 일체 성형용 금형 {PACKAGE MANUFACTURING METHOD, PACKAGE, OPTICAL MODULE AND DIE FOR INTEGRAL MOLDING}

본 발명은, 패키지의 제조 방법, 패키지, 광 모듈, 일체 성형용 금형에 관한 것이다.

최근, 고속으로 대용량의 데이터 통신이 가능한 광 통신망이 확대되고 있다. 금후, 이 광 통신망은 상용 기기에의 탑재가 예상되고 있다. 그리고 데이터 전송의 고속 대용량화, 노이즈 대책, 기기 내의 기판 사이를 데이터 전송하는 용도로서, 현재의 전기 케이블과 다름없이 사용할 수 있는 전기 입출력의 광 데이터 전송 케이블(광 케이블)이 요구되고 있다. 이 광 케이블로서는, 가요성을 고려하면 광 도파로를 이용하는 것이 바람직하다. 이하에 있어서, 광 전송로를 광 도파로로서 설명하지만, 광 섬유 등의 광 전송로를 포함한다.

광 도파로라 함은, 굴절률이 큰 코어와, 상기 코어의 주위에 접하여 설치되는 굴절률이 작은 클래드에 의해 형성되고, 코어에 입사한 광 신호를 상기 코어와 클래드의 경계에서 전반사를 반복하면서 전파하는 것이다. 또한, 광 도파로의 코어 및 클래드에 유연한 고분자 재료를 사용함으로써 유연성을 높일 수 있다.

그러한 중에, 특히 최근, 구부러지는 디스플레이나, 보다 소형, 박형의 상용 기기에 탑재되는 가요성의(전기 배선과 마찬가지로) 광 배선을 광 도파로로 실현하는 것이 요구되고 있다. 즉, 이 광 도파로는 필름 형상의 광 도파로인 것이 바람직하다.

여기서, 광 도파로를 이용하여 광 데이터를 전송하기 위해서는, 광전 변환 소자(광학 소자)와 위치 맞춤을 하여 광 결합시킬 필요가 있다. 광학 소자라 함은, 전기 신호를 광 신호로 변환하여 발신하고, 광 신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 것이다. 그리고 이 광 결합시킨 상태를 유지하기 위해서는, 광 케이블을 고정하여 광학 소자에 있어서의 광 신호의 수발신부와 광 도파로에 있어서의 광 신호의 입출사구의 사이의 거리 및 양자의 위치 관계를 일정하게 유지할 필요가 있다.

또한, 가요성 광 도파로 및 광학 소자를 실장하는 패키지에 있어서는, 가요성 광 도파로 단부와 광학 소자의 위치 정밀도를 내는 것이 가능한 패키지의 제조 방법이 요구되고 있다. 일반적으로, 이 패키지는 광학 소자를 수용하는 수용부와, 가요성 광 도파로를 지지하는 지지부를 구비한 것이다. 그리고 패키지 내부에, 광학 소자와 접속하는 리드 프레임이 배치되어 있다.

특허 문헌 1에는, 반도체 장치의 제조 방법이 개시되어 있고, 이 제조 방법에서는 금형에 IC 칩을 탑재한 리드 프레임을 세트하고, 다이 패드의 4코너 부분을 상하형 가동 핀으로 누른 상태에서, 수지 밀봉을 행하고 있다.

또한, 특허 문헌 2에는, 구리 기판 상에 실리콘 서지 앱소버 칩의 하면 전극을 땜납을 이용하여 고착하고, 칩의 상면 전극에 리드 프레임의 헤드부를 납땜한 후, 기판의 일부를 노출시키도록 수지를 몰드하여 칩을 피복하는 반도체 장치의 제조 방법이 개시되어 있다.

그러나 특허 문헌 1, 2에 개시된 기술을, 광 전송로 및 광학 소자를 실장하는 패키지의 제조 방법에 적용한 경우, 이하의 문제가 발생한다.

우선, 특허 문헌 1에서는, 다이 패드의 4코너 부분을 상하형 가동 핀으로 누른 상태에서 수지 밀봉을 행하고 있다. 다이 패드의 4코너 부분을 누른 것만으로는, 다이 패드 바로 아래의 리드 프레임(다이 패드 탑재면)에 휨 등이 발생해 버린다. 통상의 반도체 장치에서는, 이러한 다이 패드 탑재면의 휨 등은, 반도체 장치의 동작에 영향을 미치지 않는다. 그러나 가요성 광 전송로 및 광학 소자를 실장하는 패키지에 있어서는, 가요성 광 전송로 단부와 광학 소자의 위치 관계에 높은 정밀도가 요구된다. 특히 도파로 실장면과 광학 소자 실장면의 위치 정밀도가 높은 패키지가 필요하다. 그러므로, 특허 문헌 1에 개시된 기술을 적용하여, 리드 프레임에 있어서의 광학 소자 탑재면의 4코너 부분을 상하형 가동 핀으로 눌러 패키지를 제조하였다고 해도, 광학 소자 탑재면에 휨이 발생하기 쉬워, 상기 요구되는 위치 정밀도로 제작하는 것은 곤란하다.

또한, 특허 문헌 2의 반도체 장치에서는, 칩 실장부가, 기판의 편측에서 보유 지지되어 있으므로, 몰드 수지와의 위치 정밀도를 나타내는 것이 곤란하다.

특허 문헌 1 : 일본 공개 특허 공보「일본 특허 출원 공개 평11-111746호 공보(공개일 : 1999년 4월 23일)」

특허 문헌 2 : 일본 공개 특허 공보「일본 특허 출원 공개 평6-1511699호 공 보(공개일 : 1994년 5월 31일)」

본 발명은 상기한 문제점에 비추어 이루어진 것이며, 그 목적은 가요성 광 전송로 단부와 광학 소자의 위치 관계를 일정하게 유지하는 데 요구되는 위치 정밀도를 충족시키는 것이 가능한 패키지의 제조 방법, 패키지, 광 모듈 및 일체 성형용 금형을 제공하는 데 있다.

본 발명에 관한 패키지의 제조 방법은, 상기 과제를 해결하기 위해, 광 전송로에 있어서의 광 신호의 입출사구를 포함하는 적어도 한쪽의 단부를 지지하는 지지부와, 광학 소자를 실장하는 리드 프레임을 갖는 패키지의 제조 방법이며, 상기 지지부를 형성하는 오목부와, 리드 프레임에 있어서의 광학 소자 탑재면에 접촉하는 제1 볼록부와, 상기 광학 소자 탑재면의 이면과 접촉하는 제2 볼록부를 갖는 금형 내에 리드 프레임을 세트하고, 상기 금형에 수지를 충전하여 패키지를 일체 성형하는 일체 성형 공정을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

상기한 구성에 따르면, 상기 지지부를 형성하는 오목부와, 리드 프레임에 있어서의 광학 소자 탑재면에 접촉하는 제1 볼록부와, 상기 광학 소자 탑재면의 이면과 접촉하는 제2 볼록부를 갖는 금형을 이용하여 일체 성형하고 있으므로, 금형에 리드 프레임을 세트할 때, 제1 볼록부 및 제2 볼록부가 각각, 광학 소자 탑재면 및 이면의 양면에 접촉하여, 리드 프레임에 있어서의 광학 소자 탑재 부분을 사이에 두고 끼워 넣어지게 된다. 그러므로, 금형에 리드 프레임을 세트하였을 때, 리드 프레임의 광학 소자 탑재면은 휨 등이 발생하지 않고 평탄한 면이 된다. 따라서, 금형에 의한 일체 성형에 의해 제조된 패키지는, 리드 프레임에 있어서의 광학 소자 탑재면의 휨을 방지할 수 있어, 가요성 광 전송로 단부와 광학 소자의 위치 관계를 일정하게 유지하는 데 요구되는 위치 정밀도를 충족시키는 것이 가능해진다.

본 발명에 관한 패키지는, 상기한 과제를 해결하기 위해, 상술한 패키지의 제조 방법으로 제조된 것을 특징으로 하고 있다.

이에 의해, 리드 프레임에 있어서의 광학 소자 탑재면의 휨을 방지할 수 있어, 가요성 광 전송로 단부와 광학 소자의 위치 관계를 일정하게 유지하는 데 요구되는 위치 정밀도를 충족시키는 것이 가능한 패키지를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 광 모듈은, 상기한 과제를 해결하기 위해, 상기 패키지에 광학 소자 및 광 전송로가 탑재된 것을 특징으로 하고 있다.

이에 의해, 가요성 광 전송로 단부와 광학 소자의 위치 관계를 일정하게 유지하는 데 요구되는 위치 정밀도를 충족시키는 것이 가능한 광 모듈을 실현할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 일체 성형용 금형은, 상기한 과제를 해결하기 위해, 광 전송로에 있어서의 광 신호의 입출사구를 포함하는 적어도 한쪽의 단부를 지지하는 지지부와, 광학 소자를 실장하는 리드 프레임을 갖는 패키지를 제조하기 위한 일체 성형용 금형이며, 상기 지지부를 형성하는 오목부와, 리드 프레임에 있어서의 광학 소자 탑재면에 접촉하는 제1 볼록부와, 상기 광학 소자 탑재면의 이면과 접촉하는 제2 볼록부를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

상기한 구성을 구비한 일체 성형용 금형을 사용함으로써, 가요성 광 전송로 단부와 광학 소자의 위치 관계를 일정하게 유지하는 데 요구되는 위치 정밀도를 충족시키는 패키지를 제조할 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적, 특징 및 우수한 점은, 이하에 나타내는 기재에 의해 충분히 알 수 있을 것이다.

도 1의 (a)는 본 발명의 일 실시 형태의 패키지의 개략 구성을 도시하는 상면도, 하면도 및 단면도이고, 도 1의 (b) 및 도 1의 (c)는 도 1의 (a)의 패키지의 제조 방법의 개략을 도시하는 단면도이다.

도 2는 본 실시 형태에 관한 광 전송 모듈의 개략 구성을 도시하는 도면이다.

도 3은 광 전송로에 있어서의 광 전송의 상태를 모식적으로 도시하는 도면이다.

도 4는 패키지에 적재 가능한 광 전송로를 도시하는 단면도이다.

도 5는 다른 변형예로서의 패키지의 주요부 구성을 도시하는 단면도이다.

도 6은 또 다른 변형예로서의 패키지의 주요부 구성을 도시하는 단면도이다.

도 7은 또 다른 변형예로서의 패키지의 주요부 구성을 도시하는 단면도이다.

도 8의 (a)는 본 실시 형태에 관한 광 도파로를 구비한 절첩식 휴대 전화의 외관을 도시하는 사시도이고, 도 8의 (b)는 도 8의 (a)에 도시한 절첩식 휴대 전화에 있어서의, 상기 광 도파로가 적용되어 있는 부분의 블록도이고, 도 8의 (c)는 도 8의 (a)에 도시한 절첩식 휴대 전화에 있어서의 힌지부의 투시 평면도이다.

도 9의 (a)는 본 실시 형태에 관한 광 도파로를 구비한 인쇄 장치의 외관을 도시하는 사시도이고, 도 9의 (b)는 도 9의 (a)에 도시한 인쇄 장치의 주요부를 도시하는 블록도이고, 도 9의 (c) 및 도 9의 (d)는 인쇄 장치에 있어서 프린터 헤드가 이동(구동)한 경우의 광 도파로의 만곡 상태를 도시하는 사시도이다.

도 10은 본 실시 형태에 관한 광 도파로를 구비한 하드디스크 기록 재생 장치의 외관을 도시하는 사시도이다.

본 발명의 일 실시 형태에 대해 도면에 기초하여 설명하면 이하와 같다.

(광 모듈의 구성)

도 2는 본 실시 형태에 관한 광 모듈(1)의 개략 구성을 도시하고 있다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 광 모듈(1)은 광 송신 처리부(2), 광 수신 처리부(3), 및 광 도파로(광 전송로)(4)를 구비하고 있다.

광 송신 처리부(2)는 발광 구동부(5) 및 발광부(광학 소자)(6)를 구비한 구성으로 되어 있다. 발광 구동부(5)는 외부로부터 입력된 전기 신호에 기초하여 발광부(6)의 발광을 구동한다. 이 발광 구동부(5)는, 예를 들어 발광 구동용의 IC(Integrated Circuit)에 의해 구성된다. 또한, 도시는 하지 않았지만, 발광 구동부(5)에는 외부로부터의 전기 신호를 전송하는 전기 배선과의 전기 접속부가 설치되어 있다.

발광부(6)는 발광 구동부(5)에 의한 구동 제어에 기초하여 발광한다. 이 발광부(6)는, 예를 들어 VCSEL(Vertical Cavity-Surface Emitting Laser) 등의 발광 소자에 의해 구성된다. 발광부(6)로부터 발생된 광은, 광 신호로서 광 도파로(4)의 광 입사측 단부에 조사된다. IC는 외부에 구성되어 있어도 좋다.

광수신 처리부(3)는 증폭부(7) 및 수광부(광학 소자)(8)를 구비한 구성으로 되어 있다. 수광부(8)는 광 도파로(4)의 광 출사측 단부로부터 출사된 광 신호로서의 광을 수광하여, 광전 변환에 의해 전기 신호를 출력한다. 이 수광부(8)는, 예를 들어 PD(Photo-Diode) 등의 수광 소자에 의해 구성된다.

증폭부(7)는 수광부(8)로부터 출력된 전기 신호를 증폭하여 외부로 출력한다. 이 증폭부(7)는, 예를 들어 증폭용 IC에 의해 구성된다. 또한, 도시는 하지 않았지만, 증폭부(7)에는 외부로 전기 신호를 전송하는 전기 배선과의 전기 접속부가 설치되어 있다.

광 도파로(4)는 발광부(6)로부터 출사된 광을 수광부(8)까지 전송하는 매체이다. 이 광 도파로(4)의 구성의 상세에 대해서는 후술한다.

도 3은 광 도파로(4)에 있어서의 광 전송의 상태를 모식적으로 도시하고 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 광 도파로(4)는 가요성을 갖는 기둥 형상의 부재에 의해 구성된다. 또한, 광 도파로(4)의 광 입사측 단부에는 광 입사면(4A)이 설치되어 있는 동시에, 광 출사측 단부에는 광 출사면(4B)이 설치되어 있다.

발광부(6)로부터 출사된 광은, 광 도파로(4)의 광 입사측 단부에 대해, 광 도파로(4)의 광 전송 방향에 대해 수직이 되는 방향으로부터 입사된다. 입사된 광은, 광 입사면(4A)에 있어서 반사됨으로써 광 도파로(4) 내를 진행한다. 광 도파로(4) 내를 진행하여 광 출사측 단부에 도달한 광은, 광 출사면(4B)에 있어서 반사 됨으로써, 광 도파로(4)의 광 전송 방향에 대해 수직이 되는 방향으로 출사된다. 출사된 광은, 수광부(8)에 조사되고, 수광부(8)에 있어서 광전 변환이 행해진다.

이러한 구성에 따르면, 광 도파로(4)에 대해, 광 전송 방향에 대해 횡방향으로 광원으로서의 발광부(6)를 배치하는 구성으로 하는 것이 가능해진다. 따라서, 예를 들어 기판면에 평행하게 광 도파로(4)를 배치하는 것이 필요해지는 경우에, 광 도파로(4)와 기판면의 사이에, 상기 기판면의 법선 방향으로 광을 출사하도록 발광부(6)를 설치하면 되게 된다. 이러한 구성은, 예를 들어 발광부(6)를 기판면에 평행하게 광을 출사하도록 설치하는 구성보다도 실장이 용이하다. 또한, 동일면 내에 전극과 발광부가 있는 평면 실장용 발광 소자를 사용하는 구성에도 적용이 가능하다.

또한, 본 실시 형태의 광 모듈(1)은, 광 도파로(4)를 전파하는 신호광이 광 출사면(4B)에 있어서 반사됨으로써 수광부(8)로 유도하는 구성[즉, 광 출사면(4B)을 광로를 변환하는 반사면으로서 이용한 구성]이었지만, 광 모듈(1)의 구성은 이 구성에 한정되는 것은 아니며, 광 출사면(4B)으로부터 출사한 신호광을 수광부(8)에서 수광 가능한 구성이면 된다. 예를 들어, 광 도파로(4)는 광 출사면(4B)이 반사면으로서 기능하지 않고, 광 출사면(4B)으로부터 광 전송 방향으로 신호광이 출사하는 구성이라도 좋다. 이 경우, 수광부(8)는 그 수광면이 기판면에 대해 수직인 방향(즉, 광 전송 방향에 대해 수직인 방향)으로 배치되어, 광 출사면(4B)으로부터 광 전송 방향으로 출사한 신호광을 수광하도록 되어 있다.

본 실시 형태의 패키지는, 광 도파로(4)의 광 출사측 단부(또는 광 입사측 단부)를 지지하는 지지부와, 광학 소자로서의 발광부(6) 또는 수광부(8)를 수용하는 수용부를 구비하고, 내부에 광학 소자와 접속하는 리드 프레임이 설치된 구성으로 되어 있다. 이하, 본 실시 형태의 패키지의 구성 및 그 제조 방법에 대해, 도 1의 (a) 내지 도 1의 (c)에 기초하여 설명한다. 도 1의 (a)는 본 실시 형태의 패키지의 상면도, 하면도 및 단면도를 도시하고 있다. 또한, 도 1의 (b) 및 도 1의 (c)는, 본 실시 형태의 패키지의 제조 방법의 개략을 도시하는 단면도이다.

도 1의 (a)에 도시되는 바와 같이, 본 실시 형태의 패키지(20)는 수지부(10)의 내부에 리드 프레임(9)이 설치된 구성으로 되어 있다. 수지부(10)에는, 광 도파로(4)를 지지하는 지지부(10a), 광학 소자(12) 및 신호 처리 회로(13)[도 2에서 도시된 발광 구동부(5) 또는 증폭부(7)에 상당함]를 수용하는 수용부(10b) 및 개구부(10c)가 형성되어 있다.

지지부(10a)는 수용부(10b)에 인접하여 형성되어 있다. 즉, 지지부(10a)는 수용부(10b)를 형성하는 측벽의 일부로서 형성되어 있다.

또한, 수용부(10b)에서는 리드 프레임(9)이 노출되어 있다. 그리고 리드 프레임(9)에 있어서는, 광학 소자를 탑재하기 위한 광학 소자 탑재면(9a)과, 신호 처리 회로를 탑재하기 위한 신호 처리 회로 탑재면(9c)이 배치되어 있다. 또한, 도 1의 (c)에서는, 리드 프레임(9)에 있어서 광학 소자(12)가 탑재되는 측을 상측(표면측)이라 하고, 그 반대측을 하측(이면측)이라 하고 있다.

패키지(20)에 있어서는, 리드 프레임(9)의 광학 소자 탑재면(9a)과 배향되는 이면(9c)이 노출되어 있다. 환언하면, 수지부(10)에 있어서의 개구부(10c)는, 리 드 프레임(9)에 있어서의 광학 소자 탑재면(9a)의 이면측에 형성되고, 이면(9c)은 개구부(10c)를 형성하는 면 중 상측의 면을 겸한 구성이다.

패키지(20)는 수지부(10)에 있어서의 지지부(10a), 수용부(10b) 및 개구부(10c)가 금형에 의해 일체 성형되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 이하, 패키지(20)의 제조 방법에 대해 설명한다.

패키지(20)의 제조 방법은, 도 1의 (c)에 도시되는 일체 성형용의 금형(11)을 이용하여, 수지부(10)를 일체 성형하는 일체 성형 공정을 포함하고 있다. 이 일체 성형 공정에서는, 우선 도 1의 (b)에 도시되는 바와 같이, 리드 프레임(9)을 준비한다. 그리고 도 1의 (c)에 도시되는 바와 같이, 리드 프레임(9)을 금형(11)에 세트하고, 이 금형(11)의 수지 주입구(11d)로부터 수지를 주입한다. 그리고 금형(11) 내에 수지를 충전한 후, 상기 수지를 경화시켜 금형(11)을 빼냄으로써 패키지(20)가 제조된다.

금형(11)은 지지부(10a)를 형성하는 오목부(11a)와, 수용부(10b)를 형성하는 제1 볼록부(11b)와, 개구부(10c)를 형성하는 제2 볼록부(10c)를 갖고 있다. 제1 볼록부(11b)는 리드 프레임(9)에 있어서의 광학 소자 탑재면(9a)과 접촉하도록 되어 있고, 제2 볼록부(11c)는 광학 소자 탑재면(9a)과 배향되는 이면(9b)과 접촉하도록 되어 있다. 즉, 제1 볼록부(11b) 및 제2 볼록부(11c)는 리드 프레임(9)에 있어서의 광학 소자 탑재 부분의 표면·이면의 양면 사이에 끼워 보유 지지하는 끼움 지지부를 구성하고 있다.

이와 같이, 금형(11)은 광학 소자 탑재면(9a) 및 이면(9b)의 양면이 각각 제 1 볼록부(11b) 및 제2 볼록부(11c)에 접촉하고, 광학 소자 탑재 부분 사이에 끼워 넣어지도록 되어 있다. 그러므로, 금형(11)에 리드 프레임(9)을 세트하였을 때, 리드 프레임(9)의 광학 소자 탑재면(9a)은 휨 등이 발생하지 않고 평탄한 면이 된다. 따라서, 금형(11)에 의한 일체 성형에 의해 제조된 패키지(20)는, 리드 프레임(9)에 있어서의 광학 소자 탑재면(9a)의 휨을 방지할 수 있다. 그러므로, 패키지(20)에 있어서는, 광학 소자 탑재면(9a) 및 지지부(10a) 상면이 금형에 의해 고정밀도로 형성되어, 가요성 광 도파로 단부와 광학 소자의 위치 관계를 일정하게 유지하는 데 요구되는 위치 정밀도를 충족시키는 것이 가능해진다. 패키지(20)에 있어서는, 예를 들어 5㎛의 위치 정밀도로, 가요성 광 도파로 단부와 광학 소자의 위치 관계를 유지하는 것이 가능하다.

또한, 패키지(20)의 제조 방법에 있어서, 금형(11)에 충전하는 수지는, 일반적인 일체 성형에서 사용되는 수지이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 금형(11)을 충전하는 수지로서는, 예를 들어 액정 폴리머(LCP), 에폭시 수지 등을 들 수 있다.

또한, 도 1의 (c)에서는, 금형(11)으로서 광학 소자 탑재면(9a) 및 이면(9b)의 양면이 각각, 제1 볼록부(11b) 및 제2 볼록부(11c)에 접촉하여 광학 소자 탑재 부분 사이에 끼워 넣어지는 것을 사용하고 있었다. 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 광학 소자 탑재 부분에 부가하여 신호 처리 회로 탑재면(9c) 및 그것에 배향되는 이면 사이에 끼워 넣어지는 금형을 사용해도 좋다. 이에 의해, 가요성 광 도파로 단부와 광학 소자의 위치 관계를 일정하게 유지하는 데 요구되는 위치 정밀도를 충족시키는 동시에, 수용부(10b)에 안정적으로 신호 처리 회로를 적재하는 것이 가능해진다.

[패키지(20)에 적재 가능한 광 도파로의 구성]

도 4는 패키지(20)에 적재 가능한 광 도파로(4)의 단면도를 도시하고 있다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 광 도파로(4)는 광 전송 방향을 축으로 하는 기둥 형상의 코어부(4a)와, 코어부(4a) 주위를 둘러싸도록 설치된 클래드부(4b)를 구비한 구성으로 되어 있다. 코어부(4a) 및 클래드부(4b)는 투광성을 갖는 재료에 의해 구성되어 있는 동시에, 코어부(4a)의 굴절률은 클래드부(4b)의 굴절률보다도 높게 되어 있다. 코어부(4a) 각각에 입사한 광 신호는, 코어부(4a) 내부에서 전반사를 반복함으로써 광 전송 방향으로 전송된다. 또한, 도 4에 있어서는, 광 도파로(4)의 단부 부근에 있어서, 광 도파로(4)의 길이 방향(광축 방향)을 X축 방향, 리드 프레임(9)에 있어서의 광학 소자 탑재면(9a)의 법선 방향을 Y축 방향으로 한다.

코어부(4a) 및 클래드부(4b)를 구성하는 재료로서는, 유리나 플라스틱 등을 이용하는 것이 가능하지만, 충분한 가요성을 갖는 광 도파로(4)를 구성하기 위해서는 탄성률 1000㎫ 이하의 유연한 재료인 것이 바람직하다. 광 도파로(4)를 구성하는 재료로서는, 예를 들어 아크릴계, 에폭시계, 우레탄계 및 실리콘계 등의 수지 재료를 들 수 있다. 또한, 클래드부(4b)를 공기 등의 기체로 구성해도 좋다. 또한, 클래드부(4b)를 코어부(4a)보다도 굴절률이 작은 액체의 분위기하에서 사용해도 동일한 효과가 얻어진다. 또한, 광 도파로(4)는 신호광을 전파 가능하면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 광 섬유, (필름)광 도파로라도 좋다.

광 도파로(4)에 있어서의 단부면은 광축(X축)에 대해 수직으로 되지 않고, 비스듬히 절단되어 광로 변환 미러면(4d)을 형성한다. 구체적으로는, 광 도파로(4)의 단부면은, XY 평면에 대해 수직이고, 또한 X축에 대해서는 각도 θ(θ<90°)를 이루도록 경사져 있다.

이에 의해, 광 도파로(4)에 있어서의 광의 출사측에서는, 코어부(4a)를 전달하는 신호광은, 광로 변환 미러면(10D)에서 반사되어, 그 진행 방향을 바꾸어 광로 변환 미러면(4d)으로부터 광학 소자(12)를 향해 출사한다. 광학 소자(12)의 수광면(또는 발광면)은, 광 도파로(4)에 있어서의 광의 출사면(또는 입사면)과 대향하도록 배치된다.

또한, 광로 변환 미러면(4d)의 경사 각도 θ는, 상기 광로 변환 미러면(4d)과 광학 소자(12)의 위치 맞춤이 용이해지도록, 통상은 45°로 설정되어 있다. 또한, 광로 변환 미러는 광 도파로(4)의 단부에 대해 미러부를 외부에 장착하는 것이라도 좋다.

(제2 변형예)

본 실시 형태의 패키지(20)의 구성에 있어서, 도 1의 (c)에 도시하는 구성의 다른 변형예에 대해 설명한다. 도 5는 이 제2 변형예로서의 패키지(20)의 광 전송 방향에 대해 수직인 면으로 자른 단면도를 도시하고 있다. 도 1의 (c)에 도시하는 구성에서는, 리드 프레임(9)에 있어서의 광학 소자 탑재면(9a) 및 그 이면(9b)의 면적이 거의 동일하게 되어 있었지만, 도 5에 도시되는 바와 같이 이면(9)의 면적이 광학 소자 탑재면(9a)의 면적보다도 작게 되어 있는 구성으로 되어 있어도 좋다.

즉, 도 5에 도시되는 바와 같이, 개구부(10c)를 형성하는 면 중 상측의 면에 상당하는 이면(9b)은, 광학 소자 탑재면(9a)보다도 면적이 작게 되어 있다. 그리고 개구부(10c)는, 이면(9c)으로부터 하측을 향해, 상기 개구부(10c)를 형성하는 측벽 사이의 간격이 커진 구성으로 되어 있다.

제2 변형예의 패키지(20)는, 도 1의 (c)에 도시된 일체 성형 공정에서, 제2 볼록부(11c)의 이면(9b)과의 접촉 면적이 제1 볼록부(11b)의 광학 소자 탑재면(9a)과의 접촉 면적보다도 작아진 금형(11)을 이용함으로써 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 도 5에 도시된 개구부(10c)는, 제2 볼록부(11c)가 하측을 향해 외주가 커지는 테이퍼 형상으로 된 금형(11)을 이용하여, 일체 성형함으로써 제조된다.

이와 같이 이면(9b)과 제2 볼록부(11c)의 접촉 면적을 줄인 상태에서 일체 성형함으로써, 제1 볼록부(11b)와 광학 소자 탑재면(9a)의 밀착력이 증대되어 리드 프레임(9)에 있어서의 광학 소자 탑재면(9a)을 확실하게 보유 지지할 수 있다.

(제3 변형예)

본 실시 형태의 패키지(20)의 구성에 있어서, 도 1의 (c)에 도시하는 구성의 또 다른 변형예에 대해 설명한다. 도 6은 이 제3 변형예로서의 패키지(20)의 광 전송 방향에 대해 수직인 면으로 자른 단면도를 도시하고 있다. 도 1의 (c)에 도시하는 구성에서는, 개구부(10c)에서 리드 프레임(9)의 이면이 노출된 구성으로 되어 있었지만, 도 6에 도시되는 바와 같이 개구부(10c)에 수지[수지 매입부(14)]가 메워진 구성으로 되어 있어도 좋다.

이와 같이, 개구부(10c)에 수지가 메워진 구성으로 함으로써, 리드 프레 임(9)의 이면(9b)이 외부에 노출되는 일이 없어져 광 모듈 외부의 정전기로부터 보호할 수 있다. 또한, 리드 프레임(9)의 이면(9)의 부식을 방지할 수 있다.

도 6에 도시된 패키지(20)는, 상기 일체 성형 공정 후에, 제2 볼록부(11c)에 의해 형성된 광학 소자 탑재면(9a)의 이면측의 개구부(10c)를, 수지로 메우는 수지 매입 공정을 행함으로써 제조할 수 있다.

또한, 상기한 수지 매입 공정에서 사용되는 수지[수지 매입부(14)를 구성하는 수지]는, 리드 프레임(9)의 이면(9b)의 노출을 방지하는 것이 가능한 수지이면 특별히 한정되지 않는다. 수지 매입 공정에서 사용되는 수지는, 일체 성형 공정에서 사용한 수지[수지부(10)를 구성하는 수지]와 동일한 수지라도 좋고, 다른 수지라도 좋다.

(제4 변형예)

본 실시 형태의 패키지(20)의 구성에 있어서, 도 1의 (c)에 도시하는 구성의 또 다른 변형예에 대해 설명한다. 도 7은 이 제4 변형예로서의 패키지(20)의 광 전송 방향에 대해 수직인 면으로 자른 단면도를 도시하고 있다. 도 1의 (c)에 도시하는 구성에서는, 개구부(10c)에서 리드 프레임(9)의 이면이 노출된 구성으로 되어 있었지만, 도 7에 도시되는 바와 같이 개구부(10c)의 상측의 면[이면(9b)]에 도금 처리가 실시된[도금부(15)] 구성으로 되어 있어도 좋다.

이와 같이, 개구부(10c)의 상측의 면[이면(9b)]에 도금 처리가 실시된 구성으로 함으로써, 리드 프레임(9)의 이면(9b)이 외부에 노출되는 일이 없어져, 리드 프레임(9)의 이면(9)의 부식을 방지할 수 있다.

또한, 도금부(15)가 형성된 개구부(10c)를 VCSEL이나 PD 등의 광학 소자의 동작 체크 등을 검사하는 검사용 단자로서 사용해도 좋다. 이에 의해, 패키지(20) 외부에 검사용 단자로서 여분의 단자를 설정할 필요가 없어져 공정을 간소화할 수 있다. 또한, 검사용 단자에 의한 검사 후에 개구부(10c)를 수지 등으로 메움으로써, 리드 프레임(9)의 이면(9b)의 보호를 용이하게 행하는 것이 가능해진다.

(응용예)

본 실시 형태의 광 모듈(1)은, 예를 들어 이하와 같은 응용예에 적용하는 것이 가능하다.

우선, 제1 응용예로서, 절첩식 휴대 전화, 절첩식 PHS(Personal Handyphone System), 절첩식 PDA(Personal Digital Assistant), 절첩식 노트북 등의 절첩식 전자 기기에 있어서의 힌지부에 이용할 수 있다.

도 8의 (a) 내지 도 8의 (c)는 광 도파로(4)를 절첩식 휴대 전화(40)에 적용한 예를 도시하고 있다. 즉, 도 8의 (a)는 광 도파로(4)를 내장한 절첩식 휴대 전화(40)의 외관을 도시하는 사시도이다.

도 8의 (b)는 도 8의 (a)에 도시한 절첩식 휴대 전화(40)에 있어서의, 광 도파로(4)가 적용되어 있는 부분의 블록도이다. 도 8의 (b)에 도시하는 바와 같이, 절첩식 휴대 전화(40)에 있어서의 본체(40a)측에 설치된 제어부(41)와, 본체의 일단부에 힌지부를 축으로 하여 회전 가능하게 구비되는 덮개(구동부)(40b)측에 설치된 외부 메모리(42), 카메라부(디지털 카메라)(43), 표시부(액정 디스플레이 표시)(44)가, 각각 광 도파로(4)에 의해 접속되어 있다.

도 8의 (c)는 도 8의 (a)에 있어서의 힌지부(파선으로 둘러싸인 부분)의 투시 평면도이다. 도 8의 (c)에 도시하는 바와 같이, 광 도파로(4)는 힌지부에 있어서의 지지 막대에 권취하여 굴곡시킴으로써 본체측에 설치된 제어부와, 덮개측에 설치된 외부 메모리(42), 카메라부(43), 표시부(44)를 각각 접속하고 있다.

광 도파로(4)를 이들 절첩식 전자 기기에 적용함으로써, 제한된 공간에서 고속, 대용량의 통신을 실현할 수 있다. 따라서, 예를 들어 절첩식 액정 표시 장치 등의 고속, 대용량의 데이터 통신이 필요하며, 소형화가 요구되는 기기에 특히 적합하다.

제2 응용예로서, 광 도파로(4)는 인쇄 장치(전자 기기)에 있어서의 프린터 헤드나 하드디스크 기록 재생 장치에 있어서의 판독부 등, 구동부를 갖는 장치에 적용할 수 있다.

도 9의 (a) 내지 도 9의 (c)는 광 도파로(4)를 인쇄 장치(50)에 적용한 예를 도시하고 있다. 도 9의 (a)는 인쇄 장치(50)의 외관을 도시하는 사시도이다. 도 9의 (a)에 도시하는 바와 같이, 인쇄 장치(50)는 용지(52)의 폭 방향으로 이동하면서 용지(52)에 대해 인쇄를 행하는 프린터 헤드(51)를 구비하고 있고, 이 프린터 헤드(51)에 광 도파로(4)의 일단부가 접속되어 있다.

도 9의 (b)는 인쇄 장치(50)에 있어서의 광 도파로(4)가 적용되어 있는 부분의 블록도이다. 도 9의 (b)에 도시하는 바와 같이, 광 도파로(4)의 일단부는 프린터 헤드(51)에 접속되어 있고, 타단부는 인쇄 장치(50)에 있어서의 본체측 기판에 접속되어 있다. 또한, 이 본체측 기판에는 인쇄 장치(50)의 각 부의 동작을 제어 하는 제어 수단 등이 구비된다.

도 9의 (c) 및 도 9의 (d)는, 인쇄 장치(50)에 있어서 프린터 헤드(51)가 이동(구동)한 경우의 광 도파로(4)의 만곡 상태를 도시하는 사시도이다. 도 9의 (c) 및 도 9의 (d)에 도시하는 바와 같이, 광 도파로(4)를 프린터 헤드(51)와 같은 구동부에 적용하는 경우, 프린터 헤드(51)의 구동에 의해 광 도파로(4)의 만곡 상태가 변화되는 동시에, 광 도파로(4)의 각 위치가 반복하여 만곡된다.

따라서, 본 실시 형태에 관한 광 모듈(1)은 이들 구동부에 적합하다. 또한, 광 모듈(1)을 이들 구동부에 적용함으로써, 구동부를 이용한 고속, 대용량 통신을 실현할 수 있다.

도 10은 광 도파로(4)를 하드디스크 기록 재생 장치(60)에 적용한 예를 도시하고 있다.

도 10에 도시하는 바와 같이, 하드디스크 기록 재생 장치(60)는 디스크(하드디스크)(61), 헤드(판독, 기입용 헤드)(62), 기판 도입부(63), 구동부(구동 모터)(64), 광 도파로(4)를 구비하고 있다.

구동부(64)는 헤드(62)를 디스크(61)의 반경 방향을 따라 구동시키는 것이다. 헤드(62)는 디스크(61) 상에 기록된 정보를 판독하고, 또한 디스크(61) 상에 정보를 기입하는 것이다. 또한, 헤드(62)는 광 도파로(4)를 통해 기판 도입부(63)에 접속되어 있고, 디스크(61)로부터 판독한 정보를 광 신호로서 기판 도입부(63)에 전파시키고, 또한, 기판 도입부(63)로부터 전파된, 디스크(61)에 기입하는 정보의 광 신호를 수취한다.

이와 같이, 광 도파로(4)를 하드디스크 기록 재생 장치(60)에 있어서의 헤드(62)와 같은 구동부에 적용함으로써 고속, 대용량 통신을 실현할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 청구의 범위에 나타낸 범위에서 다양한 변경이 가능하다. 즉, 청구의 범위에 나타낸 범위에서 적절하게 변경한 기술적 수단을 조합하여 얻어지는 실시 형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

본 발명에 관한 패키지 제조 방법은, 이상과 같이 상기 지지부를 형성하는 오목부와, 리드 프레임에 있어서의 광학 소자 탑재면에 접촉하는 제1 볼록부와, 상기 광학 소자 탑재면의 이면과 접촉하는 제2 볼록부를 갖는 금형 내에 리드 프레임을 세트하고, 상기 금형에 수지를 충전하여 패키지를 일체 성형하는 일체 성형 공정을 포함하는 구성이다.

또한, 본 발명에 관한 패키지는, 이상과 같이 상기한 패키지의 제조 방법으로 제조된 구성이다.

또한, 본 발명에 관한 광 모듈은, 이상과 같이 상기 패키지에 광학 소자 및 광 전송로가 탑재된 구성이다.

또한, 본 발명에 관한 일체 성형용 금형은, 이상과 같이 상기 지지부를 형성하는 오목부와, 리드 프레임에 있어서의 광학 소자 탑재면에 접촉하는 제1 볼록부와, 상기 광학 소자 탑재면의 이면과 접촉하는 제2 볼록부를 갖는 구성이다.

이에 의해, 가요성 광 전송로 단부와 광학 소자의 위치 관계를 일정하게 유지하는 데 요구되는 위치 정밀도를 충족시키는 것이 가능한 패키지를 실현할 수 있 다고 하는 효과를 발휘한다.

또한, 본 발명에 관한 패키지의 제조 방법은, 상기 일체 성형 공정에서는 상기 제2 볼록부의 상기 이면과의 접촉 면적이 상기 제1 볼록부의 상기 광학 소자 탑재면과의 접촉 면적보다도 작아진 금형을 이용하고 있는 것이 바람직하다.

상기한 구성에서는, 상기 제2 볼록부의 상기 이면과의 접촉 면적이 상기 제1 볼록부의 상기 광학 소자 탑재면과의 접촉 면적보다도 작아진 금형을 이용하고 있으므로, 제1 볼록부와 광학 소자 탑재면과의 밀착력이 증대되어 리드 프레임에 있어서의 광학 소자 탑재면을 확실하게 보유 지지할 수 있다. 또한, 제2 볼록부의 형상은 원기둥 형상에 특별히 한정되는 것은 아니며, 그 밖에 원뿔 형상, 다각 기둥 형상, 다각 추 형상이라도 좋다.

또한, 본 발명에 관한 패키지의 제조 방법은, 상기 일체 성형 공정에서는, 상기 제2 볼록부가 테이퍼 형상으로 된 금형을 이용해도 좋다.

또한, 본 발명에 관한 패키지의 제조 방법은, 상기 일체 성형 공정 후에, 상기 제2 볼록부에 의해 형성된 상기 광학 소자 탑재면의 이면측의 개구부를, 수지로 메우는 수지 매입 공정을 포함하는 것이 바람직하다.

이에 의해, 리드 프레임의 이면이 외부에 노출되는 일이 없어져, 광 모듈 외부의 정전기로부터 보호할 수 있다. 또한, 리드 프레임의 이면의 부식을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 패키지의 제조 방법은, 상기 일체 성형 공정 후에, 상기 제2 볼록부에 의해 형성된 상기 광학 소자 탑재면의 이면측의 개구부에 도금 처 리를 실시하는 도금 공정을 포함하는 것이 바람직하다.

이에 의해, 리드 프레임의 이면이 외부에 노출되는 일이 없어져, 리드 프레임의 이면의 부식을 방지할 수 있다.

본 발명에 관한 광 모듈에서는, 상기 개구부가 검사용 단자인 것이 바람직하다.

이에 의해, 패키지 외부에 검사용 단자로서 여분의 단자를 설정할 필요가 없어져, 공정의 간소화를 실현할 수 있다.

또한, 발명을 실시하기 위한 최량의 형태의 항에 있어서 이루어진 구체적인 실시 형태 또는 실시예는, 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명백하게 하는 것이며, 그러한 구체예에만 한정하여 좁은 의미로 해석되어야 하는 것이 아니고, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허 청구의 범위 내에서, 다른 실시 형태에 각각 개시된 기술적 수단을 적절하게 조합하여 얻어지는 실시 형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

본 발명에 관한 광 모듈은, 각종 기기 사이의 광 통신로에도 적용 가능한 동시에, 소형, 박형의 상용 기기 내에 탑재되는 기기 내 배선으로서의 가요성의 광 배선에도 적용 가능하다.

Claims (9)

1. 광 전송로에 있어서의 광 신호의 입출사구를 포함하는 적어도 한쪽의 단부를 지지하는 지지부와, 광학 소자를 실장하는 리드 프레임을 갖는 패키지의 제조 방법이며,

   상기 지지부를 형성하는 오목부와, 리드 프레임에 있어서의 광학 소자 탑재면에 접촉하는 제1 볼록부와, 상기 광학 소자 탑재면의 이면과 접촉하는 제2 볼록부를 갖는 금형 내에, 리드 프레임을 세트하고,

   상기 금형에 수지를 충전하여, 패키지를 일체 성형하는 일체 성형 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 패키지의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 일체 성형 공정에서는, 상기 제2 볼록부의 상기 이면과의 접촉 면적이 상기 제1 볼록부의 상기 광학 소자 탑재면과의 접촉 면적보다도 작아진 금형을 이용하고 있는 것을 특징으로 하는, 패키지의 제조 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 일체 성형 공정에서는, 상기 제2 볼록부가 테이퍼 형상으로 된 금형을 이용하고 있는 것을 특징으로 하는, 패키지의 제조 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 일체 성형 공정 후에, 상기 제2 볼록부에 의해 형성된 상기 광학 소자 탑재면의 이면측의 개구부를, 수지로 메 우는 수지 매입 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 패키지의 제조 방법.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 일체 성형 공정 후에, 상기 제2 볼록부에 의해 형성된 상기 광학 소자 탑재면의 이면측의 개구부에 도금 처리를 실시하는 도금 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 패키지의 제조 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 패키지의 제조 방법으로 제조된, 패키지.
7. 제6항에 기재된 패키지에 광학 소자 및 광 전송로가 탑재된 것을 특징으로 하는, 광 모듈.
8. 제7항에 있어서, 상기 개구부가 검사용 단자인 것을 특징으로 하는, 광 모듈.
9. 광 전송로에 있어서의 광 신호의 입출사구를 포함하는 적어도 한쪽의 단부를 지지하는 지지부와, 광학 소자를 실장하는 리드 프레임을 갖는 패키지를 제조하기 위한 일체 성형용 금형이며,

   상기 지지부를 형성하는 오목부와, 리드 프레임에 있어서의 광학 소자 탑재면에 접촉하는 제1 볼록부와, 상기 광학 소자 탑재면의 이면과 접촉하는 제2 볼록 부를 갖는 것을 특징으로 하는, 일체 성형용 금형.

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