JP2011107327A - Optical module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信等で使用される光モジュールに関するものである。 The present invention relates to an optical module used in optical communication or the like.
従来の光モジュールとしては、例えば特許文献１に記載されているように、リードフレームに実装された光素子をモールドしてなるモジュール本体と、このモジュール本体のモールド部を覆うケースと、このケースの筒部に挿着され、光ファイバを有するスリーブとを備えたものが知られている。
As a conventional optical module, for example, as described in
しかしながら、上記従来技術においては、リードフレームに対する光素子の位置決め精度の誤差、リードフレームに対するモールド部の位置決め精度の誤差、モールド部に対するスリーブの位置決め精度の誤差が重畳・累積され、結果的に光ファイバと光素子との光軸ズレが生じることがある。 However, in the above prior art, an error in positioning accuracy of the optical element with respect to the lead frame, an error in positioning accuracy of the mold part with respect to the lead frame, and an error in positioning accuracy of the sleeve with respect to the mold part are superimposed and accumulated. The optical axis may deviate from the optical element.
本発明の目的は、光素子と光ファイバとの光軸合わせを簡便に且つ高精度に行うことができる光モジュールを提供することである。 The objective of this invention is providing the optical module which can perform the optical axis alignment of an optical element and an optical fiber simply and with high precision.
本発明の光モジュールは、リードフレームに実装された光素子を樹脂封止してなるモールド体を有するモジュール本体と、光素子と光結合される光ファイバを有する光コネクタプラグと、光コネクタプラグを受容するレセプタクル部とを備え、リードフレームには、光素子をリードフレームに実装するとき及びモールド体を形成するときの位置合わせの基準となる位置決め穴が設けられており、モールド体には、レセプタクル部と係合し位置決め穴を露出させる貫通孔が設けられていることを特徴とするものである。 An optical module of the present invention includes a module main body having a molded body formed by resin-sealing an optical element mounted on a lead frame, an optical connector plug having an optical fiber optically coupled to the optical element, and an optical connector plug. The lead frame is provided with a positioning hole serving as a reference for alignment when the optical element is mounted on the lead frame and when the mold body is formed. The mold body includes a receptacle. A through hole that engages with the portion and exposes the positioning hole is provided.
このような本発明の光モジュールを製作する場合、リードフレームの位置決め穴を基準としてリードフレームに対する光素子の実装位置を決定し、その実装位置に光素子を実装する。次いで、リードフレームの位置決め穴を基準としてリードフレームに対するモールド用金型のセット位置を決定し、その状態で光素子を樹脂封止して、位置決め穴を露出させる貫通孔を有するモールド体を形成する。次いで、例えばレセプタクル部に設けられた位置決め用突起をモールド体の貫通孔を通してリードフレームの位置決め穴に差し込むことで、位置決め穴を基準としてモールド体に対するレセプタクル部の位置合わせを行い、レセプタクル部をモールド体に固定する。このように光素子、モールド体及びレセプタクル部の位置が何れもリードフレームの位置決め穴を基準にして定められることになる。このため、光素子に対するレセプタクル部の位置決め精度が良好になる。このとき、レセプタクル部には、光素子と光結合される光ファイバを有する光コネクタプラグが受容される。これにより、光素子に対する光ファイバの光軸合わせを簡便に且つ高精度に行うことができる。 When manufacturing such an optical module of the present invention, the mounting position of the optical element with respect to the lead frame is determined with reference to the positioning hole of the lead frame, and the optical element is mounted at the mounting position. Next, the set position of the mold for the lead frame is determined with reference to the positioning hole of the lead frame, and in this state, the optical element is resin-sealed to form a mold body having a through hole exposing the positioning hole. . Next, for example, the positioning protrusion provided on the receptacle is inserted into the positioning hole of the lead frame through the through hole of the mold body, thereby aligning the receptacle with the mold body with reference to the positioning hole. Secure to. As described above, the positions of the optical element, the mold body, and the receptacle are all determined based on the positioning hole of the lead frame. For this reason, the positioning accuracy of the receptacle part with respect to the optical element is improved. At this time, an optical connector plug having an optical fiber optically coupled to the optical element is received in the receptacle portion. Thereby, the optical axis alignment of the optical fiber with respect to the optical element can be performed easily and with high accuracy.
好ましくは、レセプタクル部は、貫通孔を通して位置決め穴に差し込まれる位置決め用突起を有する。この場合には、レセプタクル部の位置決め用突起をモールド体の貫通孔を通してリードフレームの位置決め穴に差し込むことにより、位置決め穴を基準としてリードフレームに対するレセプタクル部の位置が定められることとなる。 Preferably, the receptacle part has a positioning projection inserted into the positioning hole through the through hole. In this case, the positioning projection of the receptacle part is inserted into the positioning hole of the lead frame through the through hole of the mold body, whereby the position of the receptacle part with respect to the lead frame is determined based on the positioning hole.
このとき、レセプタクル部は、位置決め用突起を複数有し、リードフレームにおけるモールド体が形成されていない領域には、複数の位置決め用突起のうちの少なくとも１つが差し込まれる位置決め補助穴が設けられていることが好ましい。この場合には、レセプタクル部の位置決め用突起をリードフレームの位置決め穴及び位置決め補助穴にそれぞれ差し込むことで、リードフレームに対するレセプタクル部の回転方向の位置ずれが抑制される。従って、光素子に対するレセプタクル部の位置決め精度を更に良好にすることができる。 At this time, the receptacle portion has a plurality of positioning protrusions, and a positioning auxiliary hole into which at least one of the plurality of positioning protrusions is inserted is provided in a region of the lead frame where the mold body is not formed. It is preferable. In this case, the positioning protrusion of the receptacle part is inserted into the positioning hole and the positioning auxiliary hole of the lead frame, respectively, so that the positional deviation in the rotational direction of the receptacle part with respect to the lead frame is suppressed. Therefore, the positioning accuracy of the receptacle part with respect to the optical element can be further improved.
本発明によれば、光素子と光ファイバとの光軸合わせを簡便に且つ高精度に行うことができる。これにより、光素子と光ファイバとを高い効率で光学結合させることが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical axis alignment with an optical element and an optical fiber can be performed simply and with high precision. As a result, the optical element and the optical fiber can be optically coupled with high efficiency.
以下、本発明に係わる光モジュールの好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an optical module according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、本発明に係わる光モジュールの一実施形態を示す斜視図である。図２は、図１に示した光モジュールの分解斜視図であり、図３は、図１に示した光モジュールの断面図である。各図において、本実施形態の光モジュール１は、送信モジュール本体２と、受信モジュール本体３と、光コネクタプラグ４と、レセプタクル５と、ヘッダ６と、回路基板７と、カバー８とを備えている。なお、レセプタクル５及びヘッダ６は、一体成形されていても良い。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of an optical module according to the present invention. 2 is an exploded perspective view of the optical module shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the optical module shown in FIG. In each figure, the
送信モジュール本体２は、図４及び図５に示すように、リードフレーム９と、このリードフレーム９に実装される発光素子（レーザダイオード：ＬＤ）１０ａを含む複数の電子部品１０と、これらの電子部品１０を透明樹脂で封止してなるモールド体１１とを有している。透明樹脂としては、シクロオレフィンポリマー、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート等が用いられる。
As shown in FIGS. 4 and 5, the transmission module
リードフレーム９は、複数本のリード端子１２と、非部品実装領域１３と、各リード端子１２と非部品実装領域１３との間に設けられた部品実装領域１４とを有している。
The
部品実装領域１４における発光素子１０ａの近傍には、発光素子１０ａを所定位置に実装するとき及びモールド体１１を形成するときの位置合わせの基準となる位置決め穴１５が形成されている。また、非部品実装領域１３には、位置決め穴１５と共に、レセプタクル５をモールド体１１に連結するときの位置合わせの基準となる位置決め補助穴１６が形成されている。なお、位置決め穴１５は、発光素子１０ａと位置決め補助穴１６との間に配置されている。また、位置決め補助穴１６は、できる限り発光素子１０ａから遠くに配置するのが望ましい。
In the vicinity of the
モールド体１１は、リードフレーム９の部品実装領域１４を封止するように形成されている。モールド体１１の前面（電子部品１０の実装側の面）における発光素子１０ａに対向する位置には、発光素子１０ａから出射した光を集光するためのレンズ部１７が球面凸状に形成されている。
The
モールド体１１には、図６にも示すように、リードフレーム９の位置決め穴１５を全体的に露出させる貫通孔１８が形成されている。つまり、貫通孔１８は、位置決め穴１５と連通している。また、モールド体１１の前面におけるリード端子１２側の端部には、レセプタクル５をモールド体１１に連結するための補助穴１９が形成されている。
As shown in FIG. 6, the
受信モジュール本体３は、リードフレーム２０と、このリードフレーム２０に実装される受光素子（フォトダイオード：ＰＤ）２１ａを含む複数の電子部品２１と、これらの電子部品２１を透明樹脂で封止してなるモールド体２２とを有している。透明樹脂の材料は、上記のモールド体１１を形成する透明樹脂と同様である。
The
リードフレーム２０は、複数本のリード端子２３と、非部品実装領域２４と、各リード端子２３と非部品実装領域２４との間に配置された部品実装領域２５とを有している。
The
部品実装領域２５における受光素子２１ａの近傍には、受光素子２１ａを所定位置に実装するとき及びモールド体２２を形成するときの位置合わせの基準となる位置決め穴２６が形成されている。また、非部品実装領域２４には、位置決め穴２６と共に、レセプタクル５をモールド体２２に連結するときの位置合わせの基準となる位置決め補助穴２７が形成されている。なお、位置決め穴２６は、受光素子２１ａと位置決め補助穴２７との間に配置されている。また、位置決め補助穴２７は、できる限り受光素子２１ａから遠くに配置するのが望ましい。
In the vicinity of the light receiving
モールド体２２は、リードフレーム２０の部品実装領域２５を封止するように形成されている。モールド体２２の前面（電子部品２１の実装側の面）における受光素子２１ａに対向する位置には、受光素子２１ａへ入射される光を集光するためのレンズ部２８が球面凸状に形成されている。
The
モールド体２２には、リードフレーム２０の位置決め穴２６を全体的に露出させる貫通孔２９が形成されている。つまり、貫通孔２９は、位置決め穴２６と連通している。また、モールド体２２の前面におけるリード端子２３側の端部には、レセプタクル５をモールド体２２に連結するための補助穴３０が形成されている。
A through
なお、送信モジュール本体２及び受信モジュール本体３が並んで配置された状態では、モールド体１１の形状（貫通孔１８、レンズ部１７及び補助穴１９の位置）とモールド体２２の形状（貫通孔２９、レンズ部２８及び補助穴３０の位置）とが左右対称となっている。
In the state where the transmission module
図１〜図３に戻り、光コネクタプラグ４は、コネクタ本体３１を有している。コネクタ本体３１の前部には、上記の発光素子１０ａ及び受光素子２１ａとそれぞれ光結合される光ファイバ３２を保持するフェルール部３３が設けられている。
Returning to FIGS. 1 to 3, the
コネクタ本体３１は、ヘッダ６に収容・保持されている。ヘッダ６の前端部には、レセプタクル５が接着剤で固定されている。レセプタクル５には、光コネクタプラグ４の各フェルール部３３をそれぞれ受容するスリーブ３４が設けられている。
The
レセプタクル５の前面側には、上記の送信モジュール本体２及び受信モジュール本体３が並んで配置されている。レセプタクル５の前端面には、レセプタクル５をリードフレーム９，２０に対して位置合わせするための４つの位置決め用突起３５が設けられている。これらの位置決め用突起３５は、リードフレーム９の位置決め穴１５及び位置決め補助穴１６、リードフレーム２０の位置決め穴２６及び位置決め補助穴２７と嵌合する。なお、レセプタクル５の前端面には、モールド体１１の補助穴１９、モールド体２２の補助穴３０と嵌合する突起も設けられていても良い。
On the front side of the
送信モジュール本体２の各リード端子１２及び受信モジュール本体３の各リード端子２３は、回路基板７に実装されている。また、回路基板７には、ヘッダ６が取り付けられている。送信モジュール本体２及び受信モジュール本体３は、例えばＳＵＳ板金からなるカバー８で覆われている。
Each
以上のように構成した光モジュール１の組立工程において、発光素子１０ａをリードフレーム９に実装するときは、リードフレーム９に設けられた位置決め穴１５を基準として発光素子１０ａの実装位置を決め、受光素子２１ａをリードフレーム２０に実装するときは、リードフレーム２０に設けられた位置決め穴２６を基準として受光素子２１ａの実装位置を決める。このとき、発光素子１０ａ及び受光素子２１ａの実装位置の近くに位置決め穴１５，２６を設けることで、発光素子１０ａ及び受光素子２１ａの位置決め精度の向上に寄与することができる。
In the assembly process of the
リードフレーム９の部品実装領域１４にモールド体１１を形成するときは、上記と同様に位置決め穴１５を基準としてモールド用金型のセット位置を決め、リードフレーム２０の部品実装領域２５にモールド体２２を形成するときは、上記と同様に位置決め穴２６を基準としてモールド用金型のセット位置を決める。従って、モールド体１１のレンズ部１７の位置は位置決め穴１５を基準として決められ、モールド体２２のレンズ部２８の位置は位置決め穴２６を基準として決められることとなる。
When the
レセプタクル５を送信モジュール本体２及び受信モジュール本体３に固定するときは、レセプタクル５の２つの位置決め用突起３５をそれぞれモールド体１１，２２の貫通孔１８，２９を介してリードフレーム９，２０の位置決め穴１５，２６に差し込むと共に、レセプタクル５のもう２つの位置決め用突起３５をそれぞれリードフレーム９，２０の位置決め補助穴１６，２７に差し込むことで、レセプタクル５を送信モジュール本体２及び受信モジュール本体３に対して位置決めする（図３参照）。このとき、送信モジュール本体２のレンズ部１７及び受信モジュール本体３のレンズ部２８は、レセプタクル５の各スリーブ３４に挿入されて、各フェルール部３３と対向した状態となる（図３参照）。
When the
このように送信モジュール本体２の位置決め穴１５及び位置決め補助穴１６に位置決め用突起３５を差し込み、受信モジュール本体３の位置決め穴２６及び位置決め補助穴２７に位置決め用突起３５を差し込むようにしたので、送信モジュール本体２及び受信モジュール本体３に対するレセプタクル５の回転方向のズレが抑制される。このとき、位置決め補助穴１６，２７の精度を位置決め穴１５，２６の精度よりも高くする必要が無いために、位置決め補助穴１６，２７の径を位置決め穴１５，２６の径よりも大きくした場合でも、位置決め補助穴１６，２７を発光素子１０ａ及び受光素子２１ａから遠くに配置するほど、位置決め補助穴１６，２７と位置決め用突起３５との隙間によるレセプタクル５の位置ズレの影響を小さくすることができる。
As described above, the
ここで、比較例として、従来一般の光モジュールの一例を図７に示す。同図に示す光モジュール５０は、モジュール本体５１と、このモジュール本体５１に固定されたレセプタクル５２と、このレセプタクル５２のスリーブ５３に受容され光ファイバ５４を保持したフェルール部５５を有する光コネクタプラグ５６とを備えている。
Here, as a comparative example, an example of a conventional general optical module is shown in FIG. The
モジュール本体５１は、光素子（発光素子または受光素子）５７を含む複数の電子部品（不図示）が実装されたリードフレーム５８と、複数の電子部品を透明樹脂で封止してなるモールド体５９とを有している。リードフレーム５８には、光素子５７を実装するとき及びモールド体５９を形成するときの位置合わせの基準となる位置決め穴６０が形成されている。また、モールド体５９には、レンズ部６１が設けられている。
The
このような光モジュール５０の組立工程においては、リードフレーム５８の位置決め穴６０を基準として光素子５７をリードフレーム５８の所定位置に実装し、更に位置決め穴６０を基準としてモールド用金型をセットし、モールド体５９を形成する。その後、モールド体５９の形状（ここではレンズ部６１）を基準としてモールド体５９に対するレセプタクル５２（スリーブ５３）の位置合わせを行い、モールド体５９にレセプタクル５２を固定する。
In such an assembly process of the
しかし、この場合には、モールド体５９の形状誤差（レンズ部６１の位置誤差）がスリーブ５３の位置決め精度に影響し、ひいてはスリーブ５３に受容されるフェルール部５５の位置決め精度に影響を与えてしまう。その結果、光素子５７と光ファイバ５４との光軸ズレを十分に抑えることが困難となる。
However, in this case, the shape error of the mold body 59 (position error of the lens portion 61) affects the positioning accuracy of the
これに対し本実施形態では、送信モジュール本体２のモールド体１１にリードフレーム９の位置決め穴１５を露出させる貫通孔１８を形成し、受信モジュール本体３のモールド体２２にリードフレーム２０の位置決め穴２６を露出させる貫通孔２９を形成することにより、レセプタクル５の位置決め用突起３５を位置決め穴１５，２６に差し込んで、モールド体１１，２２に対するレセプタクル５の相対位置を決定する。つまり、発光素子１０ａ及び受光素子２１ａの実装位置、モールド体１１，２２を形成するためのモールド用金型のセット位置だけでなく、モールド体１１，２２に対するレセプタクル５の相対位置も、位置決め穴１５，２６を基準として定めるようにする。従って、モールド体１１，２２の形状誤差がレセプタクル５の位置決め精度に与える影響が排除されるため、結果的にモールド体１１，２２の形状誤差がフェルール部３３の位置決め精度に与える影響が排除されるようになる。
On the other hand, in the present embodiment, a through
これにより、発光素子１０ａ及び受光素子２１ａに対する光ファイバ３２の位置合わせを精度良く且つ簡単に行うことができ、発光素子１０ａ及び受光素子２１ａと光ファイバ３２との光軸ズレを十分に抑えることができる。その結果、発光素子１０ａ及び受光素子２１ａと光ファイバ３２とを高効率で光学結合させることが可能となる。
Thereby, the alignment of the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態は、予め製作されているレセプタクル５を送信モジュール本体２のモールド体１１及び受信モジュール本体３のモールド体２２に固定するものであるが、これ以外にも、例えばモールド体１１，２２の形成を行った後、リードフレーム９，２０の位置決め穴１５，２６を基準としてレセプタクル成形用金型をセットし、レセプタクルをモールド成形しても良い。この場合には、モールド体１１，２２の上に更にレセプタクルが二重にモールドされることとなる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the
また、上記実施形態の光モジュール１は、送信モジュール本体２及び受信モジュール本体３を備えた光送受信モジュールであるが、本発明は、送信モジュール本体２及び受信モジュール本体３の何れか一方を備えた光送信モジュールや光受信モジュールにも適用可能である。
Moreover, although the
１…光モジュール、２…送信モジュール本体、３…受信モジュール本体、４…光コネクタプラグ、５…レセプタクル（レセプタクル部）、６…ヘッダ（レセプタクル部）、９…リードフレーム、１０ａ…発光素子（光素子）、１１…モールド体、１５…位置決め穴、１６…位置決め補助穴、１８…貫通孔、２０…リードフレーム、２１ａ…受光素子（光素子）、２２…モールド体、２６…位置決め穴、２７…位置決め補助穴、２９…貫通孔、３２…光ファイバ、３５…位置決め用突起。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記光素子と光結合される光ファイバを有する光コネクタプラグと、
前記光コネクタプラグを受容するレセプタクル部とを備え、
前記リードフレームには、前記光素子を前記リードフレームに実装するとき及び前記モールド体を形成するときの位置合わせの基準となる位置決め穴が設けられており、
前記モールド体には、前記レセプタクル部と係合し前記位置決め穴を露出させる貫通孔が設けられていることを特徴とする光モジュール。 A module body having a molded body formed by resin-sealing an optical element mounted on a lead frame;
An optical connector plug having an optical fiber optically coupled to the optical element;
A receptacle for receiving the optical connector plug;
The lead frame is provided with a positioning hole that serves as a reference for alignment when the optical element is mounted on the lead frame and when the mold body is formed.
An optical module, wherein the mold body is provided with a through hole that engages with the receptacle portion and exposes the positioning hole.
前記リードフレームにおける前記モールド体が形成されていない領域には、前記複数の位置決め用突起のうちの少なくとも１つが差し込まれる位置決め補助穴が設けられていることを特徴とする請求項２記載の光モジュール。
The receptacle part has a plurality of positioning protrusions,
The optical module according to claim 2, wherein a positioning auxiliary hole into which at least one of the plurality of positioning protrusions is inserted is provided in a region of the lead frame where the mold body is not formed. .
Priority Applications (1)
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