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. .
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