JP2001033665A - 光モジュール - Google Patents
光モジュールInfo
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- JP2001033665A JP2001033665A JP20576499A JP20576499A JP2001033665A JP 2001033665 A JP2001033665 A JP 2001033665A JP 20576499 A JP20576499 A JP 20576499A JP 20576499 A JP20576499 A JP 20576499A JP 2001033665 A JP2001033665 A JP 2001033665A
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- optical
- optical fiber
- connector
- light
- resin
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Abstract
(57)【要約】
【課題】加入者系通信システム用光モジュールにおい
て、寿命信頼性が保証しつつ、従来のピグテイル型モジ
ュールで問題となっているファイバ折れを防止し、樹脂
モールドによる大量生産を可能とした。 【解決手段】電気的な接点及び光結合系が光透過性の樹
脂によって被覆保護されており光結合系及び電気的な接
点が光透過性の樹脂によって被覆保護されており、尚且
つ外部へ光信号を伝える光ファイバがコネクタによって
着脱式の構造である光モジュールによって解決される。
て、寿命信頼性が保証しつつ、従来のピグテイル型モジ
ュールで問題となっているファイバ折れを防止し、樹脂
モールドによる大量生産を可能とした。 【解決手段】電気的な接点及び光結合系が光透過性の樹
脂によって被覆保護されており光結合系及び電気的な接
点が光透過性の樹脂によって被覆保護されており、尚且
つ外部へ光信号を伝える光ファイバがコネクタによって
着脱式の構造である光モジュールによって解決される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムに
関し、特に光通信用モジュールに関する。
関し、特に光通信用モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来光ファイバまたは光導波路及び受発
光素子からなる光モジュールは、ハーメチックシールに
よって封止されたパッケージ内部に納められている。す
なわち、ファイバがパッケージの外部に突き出していく
部分はパッケージとファイバがYAG溶接などで溶融固定
され気密がとられており、パッケージと蓋は半田付けな
どにより気密がとられている。パッケージそのものも金
属または蓋やファイバとの接着部分に金属を積層したセ
ラミックスで作られている。
光素子からなる光モジュールは、ハーメチックシールに
よって封止されたパッケージ内部に納められている。す
なわち、ファイバがパッケージの外部に突き出していく
部分はパッケージとファイバがYAG溶接などで溶融固定
され気密がとられており、パッケージと蓋は半田付けな
どにより気密がとられている。パッケージそのものも金
属または蓋やファイバとの接着部分に金属を積層したセ
ラミックスで作られている。
【０００３】ここでハーメチックシールによって気密を
とるのは、光素子が湿度に対して敏感なので、内部に水
分が侵入しない構造にすることでモジュールの動作寿命
信頼性を確保するためである。
とるのは、光素子が湿度に対して敏感なので、内部に水
分が侵入しない構造にすることでモジュールの動作寿命
信頼性を確保するためである。
【０００４】近年、樹脂封止による光モジュ−ルが生産
されて来ているが、ファイバがピグテイルの様に突き出
した構造になっている。
されて来ているが、ファイバがピグテイルの様に突き出
した構造になっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の光モジュール
は、特に加入者系の通信システムへの適用を目指したも
のである。したがって、各家庭へ設置するため低コスト
且つ大量生産に向かなければならない。なおかつ通信機
器として寿命信頼性が保証される必要がある。
は、特に加入者系の通信システムへの適用を目指したも
のである。したがって、各家庭へ設置するため低コスト
且つ大量生産に向かなければならない。なおかつ通信機
器として寿命信頼性が保証される必要がある。
【０００６】しかしながら、従来の光モジュールには次
のような課題がある。モジュールを気密封止するため
に、内部の部品と電気的な接合をとるための端子部分で
もパッケージとの気密を確保しなければならない。同様
に光ファイバもパッケージとの気密をとるために金属メ
ッキを施した高価なものを用いている。
のような課題がある。モジュールを気密封止するため
に、内部の部品と電気的な接合をとるための端子部分で
もパッケージとの気密を確保しなければならない。同様
に光ファイバもパッケージとの気密をとるために金属メ
ッキを施した高価なものを用いている。
【０００７】また、モジュールパッケージ内部を気密封
止する作業が繁雑で時間がかかり、気密を確認するため
の作業も繁雑で時間がかかる。
止する作業が繁雑で時間がかかり、気密を確認するため
の作業も繁雑で時間がかかる。
【０００８】特に、ファイバがパッケージの外部に突き
出していく部分はYAG溶接などで溶融固定されているの
で、モジュールの運搬作業などの際にファイバ突き出し
部分で折れることがある。そして、このファイバ折れを
防ぐためには保護材が別途必要となる。
出していく部分はYAG溶接などで溶融固定されているの
で、モジュールの運搬作業などの際にファイバ突き出し
部分で折れることがある。そして、このファイバ折れを
防ぐためには保護材が別途必要となる。
【０００９】ピグテイル構造のモジュ−ルは樹脂モール
ドによる大量生産に向かない、またモジュールを回路基
板に搭載接続する際にリフローによる一括ハンダ付けが
出来ない。
ドによる大量生産に向かない、またモジュールを回路基
板に搭載接続する際にリフローによる一括ハンダ付けが
出来ない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題は、電気的な接
点及び光結合系が光透過性の樹脂によって被覆保護され
ており光結合系及び電気的な接点が光透過性の樹脂によ
って被覆保護されており、尚且つ外部へ光信号を伝える
光ファイバがコネクタによって着脱式の構造である光モ
ジュールによって解決される。
点及び光結合系が光透過性の樹脂によって被覆保護され
ており光結合系及び電気的な接点が光透過性の樹脂によ
って被覆保護されており、尚且つ外部へ光信号を伝える
光ファイバがコネクタによって着脱式の構造である光モ
ジュールによって解決される。
【００１１】すなわち、本発明は特に湿度に対して敏感
な光素子を光透過性の樹脂によって被覆することによっ
て、素子界面に電触反応を進めるようなイオン性不純物
が侵入したり界面に水分が停滞するのを防ぐものであ
る。さらに、電気的な接点を樹脂によって被覆すること
により、電触を防ぎまた部品の機械的な衝撃を緩和する
ことができる。これにより光通信モジュールのパッケー
ジをハーメッチックシールで気密封止するかわりに樹脂
で簡易封止しても通信機器としての寿命信頼性保証が可
能になる。また、パッケージの部材として金属やセラミ
ックスに限らず、たとえばエポキシ樹脂やアクリル樹
脂、ポリイミド樹脂、シリコ−ン樹脂、ウレタン樹脂、
液晶ポリマなどのプラスチックを用いることが可能とな
る。
な光素子を光透過性の樹脂によって被覆することによっ
て、素子界面に電触反応を進めるようなイオン性不純物
が侵入したり界面に水分が停滞するのを防ぐものであ
る。さらに、電気的な接点を樹脂によって被覆すること
により、電触を防ぎまた部品の機械的な衝撃を緩和する
ことができる。これにより光通信モジュールのパッケー
ジをハーメッチックシールで気密封止するかわりに樹脂
で簡易封止しても通信機器としての寿命信頼性保証が可
能になる。また、パッケージの部材として金属やセラミ
ックスに限らず、たとえばエポキシ樹脂やアクリル樹
脂、ポリイミド樹脂、シリコ−ン樹脂、ウレタン樹脂、
液晶ポリマなどのプラスチックを用いることが可能とな
る。
【００１２】また、特に光ファイバがモジュールから外
へ突き出していく部分をコネクタによって着脱式の構造
にすることで、従来のピグテイル型モジュールで問題と
なっているファイバ折れを防止することができる。さら
に、ファイバ着脱式構造の光モジュ−ルは樹脂モールド
による大量生産が可能であり、またモジュールを回路基
板に搭載接続する際にリフローによる一括ハンダ付けが
可能となり大幅な低コスト化が達成できる。
へ突き出していく部分をコネクタによって着脱式の構造
にすることで、従来のピグテイル型モジュールで問題と
なっているファイバ折れを防止することができる。さら
に、ファイバ着脱式構造の光モジュ−ルは樹脂モールド
による大量生産が可能であり、またモジュールを回路基
板に搭載接続する際にリフローによる一括ハンダ付けが
可能となり大幅な低コスト化が達成できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【００１４】「実施例１」図１（ａ），（ｂ），（ｃ）
は、本発明の光送信モジュ−ルの外観図である。
は、本発明の光送信モジュ−ルの外観図である。
【００１５】Si 基板４には、レーザダイオード１とモ
ニタ用フォトダイオード２に導通を取る為の配線パタ−
ンが形成されている。またSi 基板４には、レ−ザから
の光を受けて外部へ出射する光ファイバ５と光ファイバ
付きコネクタ９と接触するフェルール６を搭載する為の
Vー溝が形成されている。配線パタ−ンとVー溝深さは、
半田の厚さを考慮して、光ファイバ５の先端がV−溝の
先端から100μm以内に収めた際に、レーザダイオード１
からの光が光ファイバ５のコアへ入射した光が出力20dB
以上でファイバ端から出射する位置に来る様に設計され
ている。
ニタ用フォトダイオード２に導通を取る為の配線パタ−
ンが形成されている。またSi 基板４には、レ−ザから
の光を受けて外部へ出射する光ファイバ５と光ファイバ
付きコネクタ９と接触するフェルール６を搭載する為の
Vー溝が形成されている。配線パタ−ンとVー溝深さは、
半田の厚さを考慮して、光ファイバ５の先端がV−溝の
先端から100μm以内に収めた際に、レーザダイオード１
からの光が光ファイバ５のコアへ入射した光が出力20dB
以上でファイバ端から出射する位置に来る様に設計され
ている。
【００１６】レーザダイオード１と表面入射型のフォト
ダイオ−ド２は、画像処理によって位置合わせされSi
基板４上にハンダ付けされる。
ダイオ−ド２は、画像処理によって位置合わせされSi
基板４上にハンダ付けされる。
【００１７】引き続き基板４は、リードフレーム８にレ
−ザの熱抵抗を下げる為に放熱性の良い銀-エポキシ樹
脂で接着される。
−ザの熱抵抗を下げる為に放熱性の良い銀-エポキシ樹
脂で接着される。
【００１８】ピンからダイオードへ電流が供給されるよ
うにリ−ドフレ−ム８のピンから基板４上の配線、ダイ
オ−ド１、２と基板４上の配線にそれぞれ25μmの金ワ
イヤがボンディングされる。
うにリ−ドフレ−ム８のピンから基板４上の配線、ダイ
オ−ド１、２と基板４上の配線にそれぞれ25μmの金ワ
イヤがボンディングされる。
【００１９】Si 基板４にはレーザダイオード１からの
光がコア径62.5μm直径125μmのシングルモード光ファ
イバ５へ入射した光が出力15dB±３dBでファイバ端から
出射すると、計算された位置に光ファイバ５の先端を納
める為のマーカが設けてある。このマ−カとファイバを
位置合わせしてV-溝にファイバ５を納め、紫外線硬化型
エポキシ接着剤を用いてファイバ５をV-溝に固定する。
光がコア径62.5μm直径125μmのシングルモード光ファ
イバ５へ入射した光が出力15dB±３dBでファイバ端から
出射すると、計算された位置に光ファイバ５の先端を納
める為のマーカが設けてある。このマ−カとファイバを
位置合わせしてV-溝にファイバ５を納め、紫外線硬化型
エポキシ接着剤を用いてファイバ５をV-溝に固定する。
【００２０】これら光結合系及び光素子搭載済のリード
フレームを金型に納めて、線膨張係数が３（±１）×10
-4（１/℃）、-40℃における剛性率が５（±１）×104
（g/cm2）、1.3μmの光透過率95％以上、屈折率1.45（N
D）のシリコーン樹脂３を射出成形する。この時ワイヤ
ボンディング及び光ファイバはシリコ−ン樹脂３で完全
に被覆されており、内部に気泡も存在しない。
フレームを金型に納めて、線膨張係数が３（±１）×10
-4（１/℃）、-40℃における剛性率が５（±１）×104
（g/cm2）、1.3μmの光透過率95％以上、屈折率1.45（N
D）のシリコーン樹脂３を射出成形する。この時ワイヤ
ボンディング及び光ファイバはシリコ−ン樹脂３で完全
に被覆されており、内部に気泡も存在しない。
【００２１】引き続き別の金型に上記部材を移し、半導
体封止用のエポキシ樹脂７をトランスファー成形して、
コネクタ９が着脱可能の光モジュ−ルが作製される。
体封止用のエポキシ樹脂７をトランスファー成形して、
コネクタ９が着脱可能の光モジュ−ルが作製される。
【００２２】このように作製された光送信モジュール
は、良好な特性を示した。 「実施例２」以下に図２、図３の各（ａ），（ｂ）につ
いて説明する。
は、良好な特性を示した。 「実施例２」以下に図２、図３の各（ａ），（ｂ）につ
いて説明する。
【００２３】図２の２は、受光用フォトダイオードであ
り、11はプリ-アンプである。
り、11はプリ-アンプである。
【００２４】Si 基板４には、フォトダイオード２、プ
リ-アンプ11に導通を取る為の配線パタ−ンが形成され
ている。またSi 基板４には、光ファイバ５と光ファイ
バ付きコネクタ９と接触するフェルール６を搭載する為
のV-溝が形成されている。配線パタ−ンとV-溝深さは、
半田の厚さを考慮して、光ファイバ５の先端がV−溝の
先端を50±5μm以内に収めた際に、光ファイバからフォ
トダイオ−ドが受光する光が感度0.8A/W以上、反射減衰
量-30dBm以上になる位置に来る様に設計されている。
リ-アンプ11に導通を取る為の配線パタ−ンが形成され
ている。またSi 基板４には、光ファイバ５と光ファイ
バ付きコネクタ９と接触するフェルール６を搭載する為
のV-溝が形成されている。配線パタ−ンとV-溝深さは、
半田の厚さを考慮して、光ファイバ５の先端がV−溝の
先端を50±5μm以内に収めた際に、光ファイバからフォ
トダイオ−ドが受光する光が感度0.8A/W以上、反射減衰
量-30dBm以上になる位置に来る様に設計されている。
【００２５】表面入射型フォトダイオ−ド２は、画像処
理によって位置合わせされSi 基板４上にハンダ付けさ
れる。引き続き基板４は、リードフレーム８に銀-エポ
キシ樹脂で接着される。ピンからフォトダイオ−ド２、
プリアンプ11へ電流が供給されるようにリ−ドフレ−ム
８のピンから基板４上の配線、フォトダイオ−ド２、プ
リアンプ11と基板４上の配線にそれぞれ25μmの金ワイ
ヤがボンディングされる。
理によって位置合わせされSi 基板４上にハンダ付けさ
れる。引き続き基板４は、リードフレーム８に銀-エポ
キシ樹脂で接着される。ピンからフォトダイオ−ド２、
プリアンプ11へ電流が供給されるようにリ−ドフレ−ム
８のピンから基板４上の配線、フォトダイオ−ド２、プ
リアンプ11と基板４上の配線にそれぞれ25μmの金ワイ
ヤがボンディングされる。
【００２６】Si 基板４にはフォトダイオ−ドの端面か
ら50μmの位置に光ファイバ５の先端を納める為のマー
カが設けてある。このマ−カとファイバを位置合わせし
てV-溝にファイバ５を納め、紫外線硬化型エポキシ接着
剤を用いてファイバ５をV-溝に固定する。
ら50μmの位置に光ファイバ５の先端を納める為のマー
カが設けてある。このマ−カとファイバを位置合わせし
てV-溝にファイバ５を納め、紫外線硬化型エポキシ接着
剤を用いてファイバ５をV-溝に固定する。
【００２７】これら光結合系及び光素子搭載済のリード
フレームを金型に納めて、線膨張係数が３（±１）×10
-4（１/℃）、-40℃における剛性率が５（±１）×104
（g/cm2）、1.3μmの光透過率95％以上、屈折率1.45（N
D）のシリコーン樹脂３を射出成形する。この時ワイヤ
ボンディング及び光ファイバはシリコ−ン樹脂３で完全
に被覆されており、内部に気泡も存在しない。
フレームを金型に納めて、線膨張係数が３（±１）×10
-4（１/℃）、-40℃における剛性率が５（±１）×104
（g/cm2）、1.3μmの光透過率95％以上、屈折率1.45（N
D）のシリコーン樹脂３を射出成形する。この時ワイヤ
ボンディング及び光ファイバはシリコ−ン樹脂３で完全
に被覆されており、内部に気泡も存在しない。
【００２８】このシリコ−ン樹脂被覆品にたいして、図
２ 10に示した絶縁用シールを取り付け、上部から粘度2
30Pの銀フィラ入シリコ−ン樹脂12を塗布し、加熱硬化
する。この銀フィラ入シリコ−ン樹脂12の加熱硬化後の
体積抵抗率は、10-4Ω・cmのオーダである。
２ 10に示した絶縁用シールを取り付け、上部から粘度2
30Pの銀フィラ入シリコ−ン樹脂12を塗布し、加熱硬化
する。この銀フィラ入シリコ−ン樹脂12の加熱硬化後の
体積抵抗率は、10-4Ω・cmのオーダである。
【００２９】引き続き、絶縁用シ−ル10を取り外して別
の金型に上記部材を移し、半導体封止用のエポキシ樹脂
７をトランスファー成形して、図３に示した光受信モジ
ュ−ルが作製される。
の金型に上記部材を移し、半導体封止用のエポキシ樹脂
７をトランスファー成形して、図３に示した光受信モジ
ュ−ルが作製される。
【００３０】この光受信モジュールは、内部が導電性樹
脂により被覆されてリ−ドフレ−ムのグランドに導通し
てアースがとれており、雑音信号から受信フォトダイオ
ードが遮蔽されていて良好な受信感度特性を示した。
脂により被覆されてリ−ドフレ−ムのグランドに導通し
てアースがとれており、雑音信号から受信フォトダイオ
ードが遮蔽されていて良好な受信感度特性を示した。
【００３１】
【発明の効果】本発明の光受信モジュールは、パッケー
ジをハーメッチックシールで気密封止するかわりに接着
剤で簡易封止することで低コストで大量に通信システム
を供給することができる。特に光透過性樹脂によって受
発光素子を被覆することにより、通信機器としての寿命
信頼性が保証される。さらに、光ファイバをコネクタに
よって着脱式の構造にすることで、従来のピグテイル型
モジュールで問題となっているファイバ折れを防止する
ことができる。さらに、ファイバ着脱式構造の光モジュ
−ルは樹脂モールドによる大量生産が可能であり、また
モジュールを回路基板に搭載接続する際にリフローによ
る一括ハンダ付けが可能となり大幅な低コスト化が達成
できる。
ジをハーメッチックシールで気密封止するかわりに接着
剤で簡易封止することで低コストで大量に通信システム
を供給することができる。特に光透過性樹脂によって受
発光素子を被覆することにより、通信機器としての寿命
信頼性が保証される。さらに、光ファイバをコネクタに
よって着脱式の構造にすることで、従来のピグテイル型
モジュールで問題となっているファイバ折れを防止する
ことができる。さらに、ファイバ着脱式構造の光モジュ
−ルは樹脂モールドによる大量生産が可能であり、また
モジュールを回路基板に搭載接続する際にリフローによ
る一括ハンダ付けが可能となり大幅な低コスト化が達成
できる。
【図１】本発明の実施例となる光送信モジュールの外観
図である。
図である。
【図２】本発明の実施例となる光受信モジュールの作製
途中を説明した図である。
途中を説明した図である。
【図３】本発明の実施例となる光受信モジュールの外観
図である。
図である。
１…レーザダイオード、２…フォトダイオード、３…光
透過性樹脂、４…Si-Ｖ溝基板、５…光ファイバ、６…
フェルール、７…封止樹脂、８…リードピン・リードフ
レーム、９…光ファイバ付きコネクタ、10…絶縁用シ−
ル、11…プリ-アンプ、12…導電性樹脂。
透過性樹脂、４…Si-Ｖ溝基板、５…光ファイバ、６…
フェルール、７…封止樹脂、８…リードピン・リードフ
レーム、９…光ファイバ付きコネクタ、10…絶縁用シ−
ル、11…プリ-アンプ、12…導電性樹脂。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 立野 公男 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA04 CA08 DA03 DA04 DA12 DA15 DA33 DA36
Claims (6)
- 【請求項１】レーザダイオードと該レーザダイオードと
光結合する光ファイバからなる光送信モジュールにおい
て、光結合系及び電気的な接点が光透過性の樹脂によっ
て被覆保護されており、尚且つ外部へ光信号を伝える光
ファイバがコネクタによって着脱式の構造であることを
特徴とする光モジュール。 - 【請求項２】フォトダイオードと該フォトダイオードと
光結合する光ファイバからなる光受信モジュールにおい
て、光結合系及び電気的な接点が光透過性の樹脂によっ
て被覆されており、尚且つ外部から光信号を伝える光フ
ァイバがコネクタによって着脱式の構造であることを特
徴とする光モジュール。 - 【請求項３】前項記載の光モジュ−ルに於いて、光透過
性樹脂の周囲が導電性樹脂により被覆されてリ−ドフレ
−ムのグランドに導通してアースがとれており、尚且つ
外部から光信号を伝える光ファイバがコネクタによって
着脱式の構造である請求項２に記載の光モジュール。 - 【請求項４】前項記載の光モジュ−ルに於いて、光結合
系及び電気的な接点を被覆保護する光透過性の樹脂が、
厚さ１cmにおける波長1.3〜1.6μmの光透過率が90％以
上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１
項に記載の光モジュール。 - 【請求項５】前項記載の光モジュ−ルに於いて、光結合
系及び電気的な接点を被覆保護する光透過性の樹脂の線
膨張係数が１×10-5〜１×10-3（１/℃）でありなおか
つ-40℃における剛性率が１×103〜１×104（g/cm2）で
あることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか
１項に記載の光モジュール。 - 【請求項６】前項記載の光モジュ−ルに於いて、外部へ
光信号を伝える光ファイバがコネクタにより着脱可能な
構造を樹脂モ−ルドによって成形していることを特徴と
する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光モ
ジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20576499A JP2001033665A (ja) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | 光モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20576499A JP2001033665A (ja) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | 光モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001033665A true JP2001033665A (ja) | 2001-02-09 |
Family
ID=16512292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20576499A Pending JP2001033665A (ja) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | 光モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001033665A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6909833B2 (en) | 2002-03-15 | 2005-06-21 | Fiber Optic Network Solutions, Inc. | Optical fiber enclosure system using integrated optical connector and coupler assembly |
| JP2008224941A (ja) * | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Mitsubishi Electric Corp | 光モジュール |
| US7437030B2 (en) | 2003-11-27 | 2008-10-14 | Ibiden Co., Ltd. | Substrate for mounting IC chip, substrate for motherboard, device for optical communication, manufacturing method of substrate for mounting IC chip, and manufacturing method of substrate for motherboard |
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| JP2012177732A (ja) * | 2011-02-25 | 2012-09-13 | Hirose Electric Co Ltd | 光電気変換コネクタおよび光電気変換コネクタの製造方法 |
-
1999
- 1999-07-21 JP JP20576499A patent/JP2001033665A/ja active Pending
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