(57)【要約】【課題】本発明が解決しようとする課題は、ジッタを低減できる光通信モジュールを提供することである。【解決手段】実施形態の一つは、第１のリードフレームと、前記第１のリードフレーム上に設けられ、光を発光または受光する光学素子と、前記光学素子と前記第１のリードフレーム上に位置し、前記光学素子に対向する貫通穴を有する第２のリードフレームと、を有する光通信モジュール。【選択図】図１
2018084770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のリードフレームと、
前記第１のリードフレーム上に設けられ、光を発光または受光する光学素子と、
前記光学素子と前記第１のリードフレーム上に位置し、前記光学素子に対向する貫通穴
を有する第２のリードフレームと、
を有する光通信モジュール。
【請求項２】
前記第１のリードフレーム、前記第２のリードフレーム、及び前記光学素子を囲む外囲
器を有しており、前記光学素子から出射される光は、前記貫通孔を通過して前記外囲器の
外へ出射される構造を有する請求項１に記載の光通信モジュール
【請求項３】
前記貫通穴の直径は、前記光学素子の直径以下である請求項１または２に記載の光通信
モジュール。
【請求項４】
前記第２のリードフレームが、前記第１のリードフレームと同電位となるように接続さ
れ、前記光学素子および前記金属ワイヤーを覆う請求項１から３いずれか１つに記載の光
通信モジュール。
【請求項５】
対向する形で組み合わせて配置される前記第１のリードフレームと前記第２のリードフ
レームとの間にゲル状樹脂を充填し、前記外囲器内部の前記光学素子をゲル状樹脂で覆う
構造を有する請求項１から４いずれか１つに記載の光通信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、光通信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光半導体装置の一例である光通信モジュールは、発光素子または受光素子のうち、いず
れかの光学素子をリードフレームに設置し、光学素子を光透過部材で覆う構造を備える。
発光素子の発光部から出射された光は、発光素子に対向して設けられた光ファイバのコア
部全面に入射する。その際、直線光とともに乱反射等による斜光も光ファイバに入射する
ことにより、光ファイバ長が長くなるほど直線光と斜光の到達時間差が大きくなり、光信
号のジッタが大きくなる問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７７５８３７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、ジッタを低減できる光通信モジュールを提供するこ
とである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る光通信モジュールは、第１のリードフレームと、前記第１のリードフレ
ーム上に設けられ、光を発光または受光する光学素子と、前記光学素子と前記第１のリー
ドフレーム上に位置し、前記光学素子に対向する貫通穴を有する第２のリードフレームと
、を有する光通信モジュール。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態に係る光送信モジュール１００の上面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’における断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る光送信モジュール１００に光ファイバ１１を接続した例を示す断面図である。
【図４】第１の比較例に係る光送信モジュール４００の上面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ’における断面図である。
【図６】第１の比較例に係る光送信モジュール４００に光ファイバ１１を接続した例を示す断面図である。
【図７】第２の実施形態に係る光受信モジュール２００の上面図である。
【図８】図１０のＣ−Ｃ’における断面図である。
【図９】第２の実施形態に係る光受信モジュール２００に光ファイバ１１を接続した例を示す断面図である
【図１０】第２の比較例に係る光受信モジュール５００の上面図である。
【図１１】図７のＤ−Ｄ’における断面図である。
【図１２】第２の比較例に係る光受信モジュール５００に光ファイバ１１を接続した例を示す断面図である
【図１３】第３の実施形態に係る光送信モジュール３００の上面図である。
【図１４】図１３のＥ−Ｅ’における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しつつ、実施形態について説明する。以下の説明では、同一の部材に
は同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。
【０００８】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る光通信モジュールについて、図１〜図３を用いて説明する。第１
の実施形態において、光通信モジュールは光送信モジュール１００である例を示している
。図１は、第１の実施形態に係る光送信モジュール１００の上面図である。図２は、図１
のＡ−Ａ’における断面図である。また、図３は、第１の実施形態に係る光送信モジュー
ル１００に光ファイバ１１を接続した例を示す断面図である。
【０００９】
図１〜図２に示すように、第１の実施形態に係る光送信モジュール１００は、発光素子
１と、金属ワイヤー５、外囲器９、第１のリードフレーム６、及び第２のリードフレーム
７とを備える。発光素子１は、例えばＬＥＤ(Light Emitting Diode)である。
【００１０】
第１のリードフレーム６は、第３のリードフレーム６１、第４のリードフレーム６２、
第５のリードフレーム６３と、を有する。第３のリードフレーム６１は、第４のリードフ
レーム６２と第５のリードフレーム６３との間に配置されている。各リードフレームは、
金属等の導電部材で構成されている。
【００１１】
発光部２を有する発光素子１は、第３のリードフレーム６１上に設置される。第４のリ
ードフレーム６２は、金属ワイヤー５によって発光素子１と電気的に接続されている。金
属ワイヤー５は、たとえば金やアルミニウム等で構成されている。
【００１２】
本実施形態では、第３のリードフレーム６１が、発光素子１のアノード側に接続され、
第４のリードフレーム６２が発光素子１のカソード側に接続されている。つまり、第３の
リードフレーム６１の電位は、第４のリードフレーム６２の電位と異なっている。第５の
リードフレーム６３は、どこにも電気的に接続されていない、いわゆるノーコネクト（Ｎ
Ｃ）端子である。なお、発光素子１の極性が逆の場合には、第３のリードフレーム６１が
、発光素子１のカソード側に接続され、第４のリードフレーム６２が、発光素子１のアノ
ード側に接続される。
【００１３】
第２のリードフレーム７は、発光素子１がマウントされた第１のリードフレーム６に対
向して設けられる。第２のリードフレーム７は、第１のリードフレーム６の基準電位とな
るように接続され、第２のリードフレーム７と第１のリードフレーム６は同電位である。
また、第２のリードフレーム７には貫通穴８が設けられ、貫通孔８が発光部２と対向する
ように、第２のリードフレーム７は設けられる。なお、貫通孔８の直径は発光素子１の直
径以下であることが望ましい。また、発光部２と貫通孔８とは、略一直線上に位置するよ
うに設けられるのが望ましい。
【００１４】
外囲器９は、発光素子１、金属ワイヤー５、第１のリードフレーム６の一部、及び第２
のリードフレーム７とを封止するように設けられる。外囲器９は、透明樹脂等の光を透過
させる部材で構成されている。外囲器９には、凹部９１が設けられている。この凹部９１
は、第３のリードフレーム６１に設置された発光素子１上に位置するように設けられてい
る。凹部９１内には、希ガスや窒素等の不活性ガス、または水素と窒素の混合ガス等のフ
ォーミングガスが含まれている。
【００１５】
なお、本実施形態に係る光送信モジュール１００は、図３に示すように、凹部９１の外
面に光ファイバ１１が接続されて用いられる。光ファイバ１１が接続された状態で発光部
２が発光すると、発光部２の光は、凹部９１の内面に入射する。この入射光は、外囲器９
を透過し、凹部９１の外面から出射して、光ファイバ１１に入射する。
【００１６】
上記のように、外囲器９の凹部９１は、発光素子１の発光部２の光を透過させる窓とし
て機能する。
【００１７】
＜作用、効果＞
次に、本実施形態に係る光送信モジュール１００の作用と効果について、第１の比較例
を用いて説明する。図４は、第１の比較例に係る光送信モジュール４００の上面図である
。図５は、図４のＢ−Ｂ’における断面図である。また、図６は、第１の比較例に係る光
送信モジュール４００に光ファイバ１１を接続した例を示す断面図である。
【００１８】
第１の比較例に係る光送信モジュール４００の構造が、第１の実施形態に係る光送信モ
ジュール１００の構造と異なる点は、第２のリードフレーム７が設けられていない点であ
る。それ以外の構造については、同様の構造を有する。なお、図６には直線光と共に、乱
反射等による斜光も併せて図示している。
【００１９】
図６に示すように、光送信モジュール４００において、発光素子１の発光部２から照射
された光は光ファイバ１１のコア部１２全面に入射するが、直線光と共に乱反射等による
斜光も入射する。大口径の光ファイバでは、光ファイバ長が長くなるほど直線光と斜光の
到達時間差が特に大きくなり、光ファイバ内を折り曲がりながら、高次モードの光信号が
増加する。その結果、信号波形の時間的なゆらぎであるジッタが大きくなる。このジッタ
の増大によって、出力される信号の波形が太くなり、信号の判定が困難となり、最終的に
誤作動を引き起こす可能性がある。
【００２０】
これに対して、第１の実施形態に係る光送信モジュール１００の作用、効果を説明する
。光通信モジュール１００は、発光素子１に対向するよう第２リードフレーム１４が設け
られている。また、発光素子１の発光部２に対向するように、第２リードフレーム１４に
は貫通孔８が設けられている。このような構造を有することにより、発光部２から照射さ
れる光は貫通孔８を通過するため、直線光を選択的に凹部９１側へ入射させることが可能
となる。すなわち、光通信モジュール１００は、光ファイバ１１に入射される斜光を抑制
することができる。直線光に対して伝送時間の遅延を生じやすい斜光の入射を抑制するこ
とにより、高次モードの光信号の発生を抑制することが可能となる。結果として、光送信
モジュール１００はジッタの少ない光信号を出力することが可能となる。なお、光ファイ
バ１１が大口径化した場合、上記の効果は顕著となる。
【００２１】
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る光通信モジュールについて、図７〜図９を用いて説明する。第２
の実施形態において、光通信モジュールは光受信モジュール２００である例を示している
。図７は、第２の実施形態に係る光受信モジュール２００の上面図である。図８は、図７
のＤ−Ｄ’における断面図である。また、図９は、第２の実施形態に係る光受信モジュー
ル２００に光ファイバ１１を接続した例を示す断面図である。
【００２２】
図７〜図９に示すように、第２の実施形態に係る光受信モジュール２００は、金属ワイ
ヤー５、外囲器９、受光素子３、第１のリードフレーム６と、及び第２のリードフレーム
７とを備える。受光素子３は、例えばフォトダイオードである。
【００２３】
第２の実施形態に係る光受信モジュール２００の構造が、第１の実施形態に係る光送信
モジュール１００の構造と異なる点は、発光素子１が受光素子３に置き換わり、それに伴
い発光部２が受光部４に置き換わった点である。また、第２のリードフレーム７が、受光
素子３および金属ワイヤー５を配置している部位を可能な限り広く覆っている点も異なっ
ている。それ以外の構造については、同様の構造を有する。
【００２４】
次に、第２の実施形態に係る光受信モジュール２００の作用と効果について、第２の比
較例を用いて説明する。図１０は、第２の比較例に係る光受信モジュール５００の上面図
である。図１１は、図１０のＤ−Ｄ’における断面図である。また、図１２は、第２の比
較例に係る光受信モジュール５００に光ファイバ１１を接続した例を示す断面図である。
【００２５】
第２の比較例に係る光受信モジュール５００の構造が、第２の実施形態に係る光受信モ
ジュール２００の構造と異なる点は、第２のリードフレーム７が設けられていない点であ
る。それ以外の構造については、同様の構造を有する。
【００２６】
受光素子では、光から電気に変換された微弱かつ高周波数の電気信号を扱うため、受信
回路のアンプや同期信号等から発生するノイズによる内部干渉や、外来ノイズの影響を受
けやすい。また、不要な電磁界の放射と結合は、主に素子やパッケージから信号を取り出
すための金属ワイヤー間を通じて生ずることが多い。
【００２７】
例えば、光受信モジュール５００において、受光素子３は接続する金属ワイヤー３がア
ンテナとして機能してしまい、外部からの電磁ノイズの影響を受けやすくなる。その結果
、第１の実施形態で説明したように、第２のリードフレーム７の貫通孔８を通過する直線
光を選択的に凹部９１側へ入射させることによって、高次モードの光信号の発生を抑制す
ることでジッタの少ない光信号を入力することができていたものが、電磁ノイズによって
再びジッタの大きい信号となってしまう。
【００２８】
これに対して、光受信モジュール５００は、素子および金属ワイヤー配置部を可能な限
り広く覆う。第２のリードフレームが電磁シールドとして機能することにより、金属ワイ
ヤーがアンテナとなって生じる不要なノイズが抑制される。また、第１の実施形態と同様
に第２のリードフレーム７と第１のリードフレーム６は同電位となることで、電位差によ
って生じる受光素子３へのノイズの影響も低減される。さらに、第２のリードフレーム７
に貫通孔８を設けていることで、光信号が遮断されることなく、受信部２に入射される。
結果として、第２のリードフレーム７の貫通孔８によって斜光の入射が抑制されることに
加えて、電磁ノイズの影響も軽減し、ジッタの少ない光信号を入力することが可能となる
。
【００２９】
（第３実施形態）
第３の実施形態に係る光通信モジュールについて、図１３及び図１４を用いて説明する
。第３の実施形態において、光通信モジュールは光送信モジュール３００である例を示し
ている。図１３は、第３の実施形態に係る光送信モジュール３００の上面図である。図１
４は、図１３のＥ−Ｅ’における断面図である。また、図１４は、第３の実施形態に係る
光送信モジュール３００に光ファイバ１１を接続した例を示す断面図である。
【００３０】
図１３及び図１４に示すように、第３の実施形態に係る光送信モジュール３００は、発
光素子１と、金属ワイヤー５、外囲器９、第１のリードフレーム６、及び第２のリードフ
レーム７、ゲル状樹脂１０とを備える。発光素子１は、例えばＬＥＤ(Light Emitting Di
ode)である。
【００３１】
第１の実施形態、第２の実施形態に新たにゲル状樹脂１０を加えている。第１のリード
フレーム６と第２のリードフレーム７との間にゲル状樹脂１０を充填することで、外囲器
９にて封止する構造となる。この結果、外囲器９での乱反射光を抑制する効果が得られる
。
【００３２】
また、発光素子１をゲル状樹脂１０で覆うことで、周囲環境温度変化での外囲器９の収
縮による発光素子１の応力劣化を抑制する効果が得られる。
【００３３】
図１３及び図１４では光送信モジュールで説明したが、光受信モジュールでも同様に置
き換えできる。
【００３４】
本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、
発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な
形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き
換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含
まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３５】
１  発光素子
２  発光部
３  受光素子
４  受光部
５  金属ワイヤー
６  第１のリードフレーム
６１  第３のリードフレーム
６２  第４のリードフレーム
６３  第５のリードフレーム
７  第２のリードフレーム
８  貫通穴
９  外囲器
９１  凹部
１０  ゲル状樹脂
１１  光ファイバ
１２  コア部
１００  光送信モジュール
２００  光受信モジュール
３００  光送信モジュール
４００  光送信モジュール
５００  光受信モジュール
【図１】
2018084770.tif 000003
【図２】
2018084770.tif 000004
【図３】
2018084770.tif 000005
【図４】
2018084770.tif 000006
【図５】
2018084770.tif 000007
【図６】
2018084770.tif 000008
【図７】
2018084770.tif 000009
【図８】
2018084770.tif 000010
【図９】
2018084770.tif 000011
【図１０】
2018084770.tif 000012
【図１１】
2018084770.tif 000013
【図１２】
2018084770.tif 000014
【図１３】
2018084770.tif 000015
【図１４】
2018084770.tif 000016