JP5094636B2 - 光電気配線用パッケージ - Google Patents
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Description
すなわち、本発明に係る光電気配線用パッケージは、リードフレームに、光導波路と、光素子として一対の発光素子および受光素子とが搭載された光電気配線用パッケージであって、前記リードフレームは、前記光導波路を支持する支持板と、前記支持板の両端縁の一方と他方に形成されたミラー部と、一方と他方の前記ミラー部に対向する配置に形成された複数のリード部とを備えてなり、一方と他方の前記ミラー部には、前記支持板の端縁を辺方向に沿って前記支持板の面方向に対し45度の角度に曲折してミラー面部が形成され、前記光導波路は、クラッドに囲まれて複数本のコア部が並列に配置され、該光導波路の両端縁を一方と他方の前記ミラー部のミラー面部に位置合わせして、前記支持板に搭載され、前記光導波路を含む前記リードフレームは、樹脂封止部によって樹脂封止され、前記コア部を介して伝送される光の光路の、一方と他方の前記ミラー部のミラー面部によって反射される前記樹脂封止部の部分には、光開口部が形成され、前記発光素子は、一方の前記複数のリード部と電気的に接続され、一方の前記光開口部を介して前記光導波路と光結合する配置に位置合わせして前記樹脂封止部の外面に搭載され、前記受光素子は、他方の前記複数のリード部と電気的に接続され、他方の前記光開口部を介して前記光導波路と光結合する配置に位置合わせして前記樹脂封止部の外面に搭載されている。なお、前記支持板、ミラー部及びリード部が、金属材料をプレス加工して形成されている。
図1はミラー付リードフレームの構成を示す。図1(a)は、ミラー付リードフレーム10の図1(b)におけるA−A線断面図、図1(b)は平面図である。
ミラー付リードフレーム10は一般のリードフレームを製造する方法と同様に、金属帯状体をプレス加工することによって形成される。図1は、金属帯状体プレス加工して形成したミラー付リードフレーム10の一単位部分を示す。
ミラー付リードフレーム10にはコア部の本数や長さの異なる光導波路22が搭載される。したがって、ミラー付リードフレーム10はこれらの光導波路22の大きさや形態に合わせた支持板12を備える種々の製品が提供される。ミラー付リードフレーム10はプレス加工によって形成するから、支持板12の大きさやリード部16a、16bの本数が異なる製品を製造することは容易である。
ミラー面部141は、支持板12に搭載された光導波路から放射される光、あるいは光導波路に入射させる光を90°反射させるためのものである。
ミラー部14a、14bもプレス加工によって形成される。プレス加工による加工精度はきわめて高精度であり、プレス金型を用いた加工によりミラー面部141の傾斜角度を正確に45度に加工することができる。
ミラー面部141の反射率を向上させるために、ミラー面部141の光反射面に金めっき、銀めっき等のめっきを施すことも可能である。ミラー付リードフレーム10の製造工程においては、リード部16a、16bには、電気接続を確実にするために金めっき等の保護めっきを施す場合がある。このめっき工程の際に、ミラー面部141にもめっきを施すことができる。
本実施形態においては、リード部16a、16bを、ミラー部14a、14bと対称となる断面形状に形成している。すなわち、リード部16a、16bは、ミラー部14a、14bに形成されている接合部142と同一の高さに、接合部142と対向する配置に形成されるパッド161と、ミラー面部141と対称形状に形成された連結部162と、支持板12と同一高さに形成された接続リード部163とからなる。
パッド161は表面実装される光素子に形成されている電極と同一の平面配列に設けられる。
図2は、上述したミラー付リードフレーム10に光導波路22を搭載した光導波路付リードフレーム20の構成を示す。図2(a)は、光導波路付リードフレーム20の図2(b)におけるB−B線断面図、図2(b)は平面図である。
光導波路22は複数の直線状に形成されたコア部22aを、所定間隔をあけて平面的に並列させて、クラッド部22bにより囲まれて形成されている。図示例の光導波路22は8本のコア部22aを有するものである。
ミラー付リードフレーム10の支持板12及びミラー部14a、14bは、光導波路22の大きさに合わせて形成されているから、光導波路22の両端縁をミラー面部141に位置合わせさせて光導波路22を配置する。
光導波路22はコア部22aの端面から光を入放射させるから、少なくとも光導波路22に入放射する光路の部分には光導波路22のクラッド部22bと同一の屈折率の材料(樹脂)を充填するのがよい。接着剤24としてクラッド部22bと同一の屈折率を有する接着剤を用いてもよい。
このように光導波路22の端面を傾斜カットすることにより、光導波路22の端面22cをミラー面部141の平面領域に重複する位置にまで延出させ、光導波路22のミラー面部141に光導波路22の端面22cを接近させて配置することができる。
光導波路22は、コア部22aとクラッド部22bとを備えた薄い長尺なフィルム状に形成された光導波路材を、所定長さに順次切断して得られる。光導波路材を切断する際に、切断面を斜めカットすることによって、端面22cが傾斜面となる光導波路22が得られる。
光導波路付リードフレーム30は、ミラー部14a、14bの接合部142の表面と、リード部16a、16bのパッド161の表面を樹脂封止部である樹脂32の外面と面一に露出させ、支持板12の下面とリード部16a、16bの下面(表面)を樹脂32の外面と面一に露出するように樹脂封止して形成される。光導波路付リードフレーム20の樹脂封止は、リードフレームの樹脂封止方法と同様にして行うことができる。
光導波路22は樹脂32によって封止されるが、光導波路22と光素子とを光結合させるため、光導波路22との間で光を入放射させる部位については光開口部34として樹脂32によって被覆しないようにする。
樹脂32によって封止したことによって、図3(b)に示すように、樹脂封止部の一方の外面には、ミラー部14a、14bの接合部142が細長の長方形状に露出し、リード部16a、16bのパッド161が一列状に露出する。樹脂封止部の他方の外面には、支持板12の下面とリード部16a、16bの接続リード部163の下面が露出する。こうして、光導波路付リードフレーム30の樹脂封止部は上面と下面が平坦面となるパッケージ体として形成される。
光開口部34は、樹脂32の外面に露出するミラー部14a、14bの接合部142に沿って開口する。
図4は光導波路付リードフレーム30に光素子42a、42bを実装して形成した光電気配線用パッケージ40を示す。図4(a)は、光電気配線用パッケージ40の図4(b)におけるD-D線断面図、図4(b)は平面図である。
光電気配線用パッケージ40は、光導波路付リードフレーム30に、光素子として1対の発光素子と受光素子を実装して形成される。本実施形態においてはミラー部14aが形成されている一方側に光素子42aとして発光素子を実装し、ミラー部14bが形成されている他方側に光素子42bとして受光素子を実装している。
光素子42a、42bを光導波路付リードフレーム30に実装する際には、光素子42a、42bと光導波路22との相互位置が一致するように光導波路付リードフレーム30上において光素子42a、42bを位置決めして実装する。
図5(a)に示すように、光素子42aを実装する際には、光素子42aに形成されている発光部421から出射する光が、ミラー部14aのミラー面部141によって反射されて光導波路22のコア部22aに進入するように、光素子42aを位置合わせする。
光素子42bを実装する際には、光導波路22のコア部22aから出射された光がミラー部14bのミラー面部141によって反射され、受光素子の受光部422に入射するように光素子42bを位置合わせする。
光素子42a、42bと光導波路22との光結合は、樹脂封止部の上面に開口する光開口部34を介してなされる。
ミラー部14a、14bの端部に形成した接合部142は光素子42a、42bに設けられた電極と電気的に接続して電気的な接続をなすものとして利用することもできるし、光素子42a、42bを光導波路付リードフレーム30に確実に接合するための接合部として利用することもできる。接合部142はリード部16a、16bとは異なり、電気的に導通しているから、たとえば共通のアース電位として利用することができる。
上述した光電気配線用パッケージ40を形成する工程においては、それぞれの光導波路付リードフレーム30ごとに、光素子42a、42bの実装位置を調節して実装する。
光電気配線基板を形成する際に、露光処理等によって基板内に光導波路を作り込むような場合であっても、露光パターンの位置ずれといった製造上におけるばらつきは避けられない。本実施形態においては、光素子42a、42bを光導波路付リードフレーム30に実装する位置を調節することによって位置ずれを吸収する。この方法によれば、製造工程を簡素化し、かつ特性のばらつきのない光電気配線用パッケージ40が得られるという利点がある。
図6に上述した光電気配線用パッケージ40を実装基板50に実装した状態を示す。
光電気配線用パッケージ40は、実装基板50の表面に、接続リード部163の平面配置に合わせて配線接続部52を形成し、配線接続部52と接続リード部163とをはんだ接合等により接続して実装する。
光電気配線用パッケージ40の光素子42a、42bが搭載された面と反対面に接続リード部163が露出するから、接続リード部163を実装基板50に対向させるようにして、配線接続部52と接続リード部163とを接合すればよい。
光電気配線用パッケージとして、コア部の本数や光導波路の長さが異なる複数種類の製品をあらかじめ用意しておけば、設計に際して、必要な光電気配線用パッケージを選択して実装基板を設計することができる。いいかえれば、光電気配線用パッケージを部品として用いることによって、電気配線を光配線にほとんど置き換えた形態の実装基板が得られる。実際には、基板上で半導体素子と光電気配線用パッケージとを接続する位置に合わせて配線接続部を形成し、配線接続部に合わせてMPU等の半導体素子と光電気配線用パッケージを実装する。
本発明に係る光電気配線用パッケージは、従来のリードフレームの製造方法とまったく同様の方法によって形成することができるミラー付リードフレーム10を利用するから、量産が容易に可能であり、製造コストを抑えた光配線機能を備える商品として提供することができる。
12 支持板
14a、14b ミラー部
16a、16b リード部
20 光導波路付リードフレーム
22 光導波路
22a コア部
22b クラッド部
22c 端面
24 接着剤
30 光導波路付リードフレーム
32 樹脂
34 光開口部
40 光電気配線用パッケージ
42a、42b 光素子
50 実装基板
52 配線接続部
141 ミラー面部
142 接合部
161 パッド
163 接続リード部
421 発光部
422 受光部
Claims (3)
- リードフレームに、光導波路と、光素子として一対の発光素子および受光素子とが搭載された光電気配線用パッケージであって、
前記リードフレームは、前記光導波路を支持する支持板と、前記支持板の両端縁の一方と他方に形成されたミラー部と、一方と他方の前記ミラー部に対向する配置に形成された複数のリード部とを備えてなり、
一方と他方の前記ミラー部には、前記支持板の端縁を辺方向に沿って前記支持板の面方向に対し45度の角度に曲折してミラー面部が形成され、
前記光導波路は、クラッドに囲まれて複数本のコア部が並列に配置され、該光導波路の両端縁を一方と他方の前記ミラー部のミラー面部に位置合わせして、前記支持板に搭載され、
前記光導波路を含む前記リードフレームは、樹脂封止部によって樹脂封止され、
前記コア部を介して伝送される光の光路の、一方と他方の前記ミラー部のミラー面部によって反射される前記樹脂封止部の部分には、光開口部が形成され、
前記発光素子は、一方の前記複数のリード部と電気的に接続され、一方の前記光開口部を介して前記光導波路と光結合する配置に位置合わせして前記樹脂封止部の外面に搭載され、
前記受光素子は、他方の前記複数のリード部と電気的に接続され、他方の前記光開口部を介して前記光導波路と光結合する配置に位置合わせして前記樹脂封止部の外面に搭載されていることを特徴とする光電気配線用パッケージ。 - 各前記ミラー部は、該ミラー部のミラー面部の端部を前記支持板の面と平行に折曲して形成した接合部を有し、該接合部が前記樹脂封止部から露出し、
各前記リード部は、該リード部の端部を前記接合部と同一高さに、かつ前記支持板の面と平行にして形成したパッドを有し、該パッドが前記樹脂封止部から露出し、
前記発光素子は、一方の前記複数のリード部のパッドと接続される電極と、一方の前記ミラー部の接合部と接続される電極とを有し、
前記受光素子は、他方の前記複数のリード部のパッドと接続される電極と、他方の前記ミラー部の接合部と接続される電極とを有し、
前記発光素子および受光素子は、前記支持板を介して一方と他方の前記ミラー部の接合部を共有のアース電位として用いていることを特徴とする請求項1記載の光電気配線用パッケージ。 - 前記発光素子は、発光部が、前記光導波路のコア部の平面配列と一致する配置に設けられ、
前記受光素子は、受光部が、前記光導波路のコア部の平面配列と一致する配置に設けられていることを特徴とする請求項1または2記載の光電気配線用パッケージ。
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