(57)【要約】【課題】量産性に富み、小型化が容易な光リンクモジュールを提供する。【解決手段】一端に切り欠き部を有するリードフレームと、前記リードフレームの主面に接着され前記主面に対して垂直な光軸を有する光素子と、前記一端とは反対側の前記リードフレームの一部および前記光素子を埋め込んだ透明樹脂層と、を有する光ユニットと、凹部が設けられ、前記凹部に挿入された前記光ユニットの前記光素子の前記光軸と一致する中心軸を有する筒状のフェルールガイド部を一方の面の側に有する成型体と、前記凹部内に延在して前記切り欠き部に圧接され、一端が前記一方の面の反対側となる前記成型体の他方の面から突出した補強端子と、を備えたことを特徴とする光リンクモジュールが提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に切り欠き部を有するリードフレームと、前記リードフレームの主面に接着され前記主面に対して垂直な光軸を有する光素子と、前記一端とは反対側の前記リードフレームの一部および前記光素子を埋め込んだ透明樹脂層と、を有する光ユニットと、
凹部が設けられ、前記凹部に挿入された前記光ユニットの前記光素子の前記光軸と一致する中心軸を有する筒状のフェルールガイド部を一方の面の側に有する成型体と、
前記凹部内に延在して前記切り欠き部に圧接され、一端が前記一方の面の反対側となる前記成型体の他方の面から突出した補強端子と、
を備えたことを特徴とする光リンクモジュール。
【請求項２】
前記凹部は、前記リードフレームの前記切り欠き部の外縁を圧接可能とするテーパー部を有するガイド溝を含むことを特徴とする請求項１記載の光リンクモジュール。
【請求項３】
前記リードフレームは、前記主面または前記主面と平行な面内に前記切り欠き部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の光リンクモジュール。
【請求項４】
前記リードフレームは前記光軸に対して平行な方向に折り曲げられた折り曲げ部を有し、前記折り曲げ部に前記切り欠き部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の光リンクモジュール。
【請求項５】
前記凹部を上方からみて、前記切り欠き部は前記透明樹脂層の外側に設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の光リンクモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光リンクモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＶＤコンポ、ＣＤコンポ、テレビジョン、ＢＳチューナーなどの電子機器は、光端子を備えていることが多い。光送信器と、光受信器と、を光ファイバにより接続した光リンクは、電磁ノイズの影響を受けることなく、また電磁ノイズを発生しない。このために、画像および音声の品質を良好に保つとともに、電磁放射を抑制し他の電子機器へ与える電磁ノイズ影響を低減することができる。
【０００３】
しかしながら、これらの電子機器の内部構造は多様であり、光送信器、光受信器などの光リンクモジュールを取り付ける位置や回路基板の構造はそれぞれ異なる。さらに、テレビジョンなどの薄型化の要求に応じて、光リンクモジュールに対しても小型化の要求が強まっている。
【０００４】
特許文献１では、リードの曲げが不要な光コネクタが開示されている。この光コネクタは、受発光素子と、ハウジングと、コンタクトリード部を有したコンタクトと、ハウジングに結合するカバーと、を有している。そして略円筒状の受発光素子の軸方向に延びたリードが、コンタクトリード部と接続され、カバーで押さえられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−５４７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
量産性に富み、小型化が容易な光リンクモジュールを提供する。  
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、一端に切り欠き部を有するリードフレームと、前記リードフレームの主面に接着され前記主面に対して垂直な光軸を有する光素子と、前記一端とは反対側の前記リードフレームの一部および前記光素子を埋め込んだ透明樹脂層と、を有する光ユニットと、凹部が設けられ、前記凹部に挿入された前記光ユニットの前記光素子の前記光軸と一致する中心軸を有する筒状のフェルールガイド部を一方の面の側に有する成型体と、前記凹部内に延在して前記切り欠き部に圧接され、一端が前記一方の面の反対側となる前記成型体の他方の面から突出した補強端子と、を備えたことを特徴とする光リンクモジュールが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
量産性に富み、小型化が容易な光リンクモジュールが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）は本実施形態にかかる光リンクモジュールの模式斜視図、図１（ｂ）はＡ−Ａ線に沿った模式断面図、である。
【図２】図２（ａ）は本実施形態にかかる発光装置の模式斜視図、図２（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿った模式断面図、である。
【図３】図３（ａ）は光ユニットの模式斜視図、図３（ｂ）はその反対側の模式斜視図、である。
【図４】光ユニットの内部の模式斜視図である。
【図５】図５（ａ）はリードフレームの模式平面図、図５（ｂ）はモールド工程後の模式平面図、図５（ｃ）はカット領域を表す模式平面図、である。
【図６】比較例にかかる光リンクモジュールを回路基板に取り付けた模式図である。
【図７】本実施形態の変形例にかかる光リンクモジュールの模式斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
図１（ａ）は本実施形態にかかる光リンクモジュールの斜め上方からの模式斜視図、図１（ｂ）はＡ−Ａ線に沿った模式断面図、である。
光リンクモジュール５は、光ユニット３０と、成型体１０と、補強端子２０と、を有している。
【００１１】
光ユニット３０は、アウターリード３１、３２、３３を有するリードフレーム３５と、光軸５０がリードフレーム３５の主面３５ａに対して垂直となるようにリードフレーム３５に接着され光素子４０と、光素子４０および切り欠き部が設けられていないリードフレーム３５の一部を内部に埋め込む透明樹脂層と、を有する。
【００１２】
また、ポリカーボネート樹脂などからなる成型体１０は、一方の面１０ａ側に設けられた開口部１９に設けられた筒状のフェルールガイド部１１と、フェルールガイド部１１の中心軸と直交する方向に設けられ、光素子４０の光軸５０が中心軸と一致するまで光ユニット３０を挿入可能とする凹部１２と、を有する。なお、成型体１０は、遮光性材料であることが好ましい。
【００１３】
補強端子２０は、凹部１２の内部に延在してリードフレーム３５に設けられた切り欠き部内に挿入可能である。また、補強端子２０の一端は、一方の面１０ａの反対側となる他方の面１０ｂから中心軸に平行となる方向に突出している。なお、補強端子２０をＬ字形状などとし、樹脂と一体成型してもよい。補強端子２０の直径は、例えば０．４５ｍｍとすることができる。また、樹脂などからなる凸部１４を設けて回路基板側に設けられた凹部と嵌合すると、確実に回路基板に取り付けることができる。  
【００１４】
本図において、成型体１０の内部に設けられたフェルールガイド部１１には光ファイバの端部に取り付けられたフェルール５１が挿入される。光ファイバには光コネクタが取り付けられており、光コネクタとフェルールガイド部１１を有する成型体１０とが嵌合されると、光ファイバの光軸は、フェルールガイド部１１の中心軸と一致する。このように、筒状のフェルールガイド部１１の内に光ファイバを挿入可能なモジュールを、レセプタクル型モジュールと呼ぶことができる。
【００１５】
なお、光素子４０を受光素子とした光リンクモジュール５は光受信器として機能し、光素子４０を発光素子とした光リンクモジュール５は光送信器として機能する。光受信器と光送信器とを光ファイバを介して接続し、光信号を送受信するシステムを光リンクと呼ぶことがある。このような光リンクを用いると、ＤＶＤコンポ、ＣＤコンポ、テレビジョン、ＢＳチューナーなどの電子機器を相互に接続することが容易となる。もちろん、産業機器間のデータ伝送に用いることも可能である。
【００１６】
なお、受光素子の光軸５０は、例えば受光用フォトダイオードの受光領域の中心とする。また、発光素子の光軸５０は、例えばＬＥＤの発光領域の中心とする。
【００１７】
このような光リンクに用いられる光の発光波長は、例えば、６６０ｎｍ近傍の赤色光を用いることが多い。この場合、ＧａＡｌＡｓ系発光層を有した発光素子、Ｓｉ材料を用いた受光素子などを用いることができる。
【００１８】
光ファイバは、ＡＰＦ（All  Plastic Fiber)、ＰＣＦ（Plastic Cladding Silica  Fiber)、石英ファイバ、などとすることができる。上記の用途である場合、画像、音声信号により変調された光信号を主に送受信するので、ＡＰＦまたはＰＣＦを用いても伝送帯域を十分に確保可能である。なお、ＡＰＦおよびＰＣＦのコア径は２００〜９８０μｍ、フェルールガイド部１１の内径は２．５ｍｍなどとする。
【００１９】
図２（ａ）は本実施形態にかかる発光装置の斜め下方からの模式斜視図、図２（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿った模式断面図、である。
図２（ａ）に表すように、補強端子２０は成型体１０の他方の面１０ｂから、光軸５０に対して平行方向に、例えば３本突出している。なお、補強端子２０の数はこれに限定されない。アウターリード３１、３２、３３は、光ユニット３０の透明樹脂層２９から光軸５０に対して垂直な方向に突出している。リードフレーム３５の材質を銅合金とする場合、その表面にパラジュームメッキ層などを設ける。また、凹部１２のうち、補強端子２０が設けられる近傍をテーパー部を有するガイド溝１２ａとすることができる。
【００２０】
図３（ａ）は一方の面の側の模式斜視図、図３（ｂ）は他方の面の側の模式斜視図、である。光ユニット３０の透明樹脂層２９から光軸に対して垂直な面内において突出したアウターリード３１、３２、３３は、切り欠き部３１ｃ、３２ｃ、３３ｃをそれぞれ有している。また、切り欠き部の中間領域には補強端子２０を容易に圧接可能な円弧状の凹み３１ｂ、３２ｂ、３２ｂが設けられている。
【００２１】
このようにして、成型体１０に設けられた凹部１２に光ユニット３０を挿入すると、成型体１０と一体成型された補強端子２０が切り欠き部３１ｃ、３２ｃ、３３ｃにそれぞれ圧接される。補強端子２０の材質を、例えばリン青銅とし、その表面に錫メッキなどを施すと、パラジュームメッキ層を有するアウターリード３１、３２、３３との電気的接触を良好にすることができる。このような構造により、補強端子２０とアウターリードの切り欠き部とを確実に嵌合することができる。
【００２２】
光ユニット３０は、凹部１２の底面および下方側面に当接することにより、光軸５０に沿った方向および光軸５０に垂直な面内においてその位置が精度良く決められる。なお、凹部１２は外側に向かって拡開してよい。
【００２３】
なお、本図では、３つの補強端子２０のうち、外側の２つは凹部１２の上方からみて、透明樹脂層２９の外側に設けられているので、光ユニット３０を容易に凹部１２に挿入可能である。また、中間の補強端子２０は図１（ｃ）の紙面の手前側にあり、透明樹脂層２９の外側にある。このために、補強端子２０は、光ユニット３０の挿入を妨げない。この場合、アウターリード３２は、光軸５０に対して平行な方向に、他方の面１０ｂ側に９０度に折り曲げられ、さらに補強端子２０を圧接するように折り曲げられる。本図では補強端子２０と、切り欠き部３２ｃを有するアウターリード３２の領域と、が垂直となるように折り曲げられているが、折り曲げ角度はこれに限定されない。
【００２４】
また、図２に表すように、凹部１２内にガイド溝１２ａを設けると、補強端子２０を圧接した切り欠き部３１ｃ、３２ｃ、３３ｃの外縁が、ガイド溝１２ａのテーパー部によりさらに圧接される。このために、アウターリード３１、３２、３３と補強端子２０とがより確実に嵌合される。
【００２５】
図４は、光ユニットの模式斜視図である。
光ユニット３０は、リードフレーム３５の主面３５ａの上に接着された光素子４０やチップキャパシタ４２などを有している。さらに、透明樹脂を用いて一体成型が行われる。光受信器とする場合、光素子４０は、受光ダイオード、受光トランジスタ、などとされ、さらに増幅回路や制御回路が集積化された受光ＩＣであってもよい。また、光送信器とする場合、光素子４０は、ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode)やＬＤ（Laser Diode)とされる。また、発光素子の駆動回路が光ユニット３０に含まれていてもよい。
【００２６】
本図において、アウターリード３１は接地（ＧＮＤ）端子、アウターリード３２は電源（Ｖｃ）端子）、アウターリード３３は信号用端子３３、などとすることができる。なお、端子の配置はこれに限定されるものではない。光ユニット３０の厚さＴＭは、例えば１．５〜３．０ｍｍの範囲と小さくできるので、成型体１０の他方の面１０ｂと光ユニット３０の前面（フェルールガイド部１１の側）との距離を短くすることが容易である。この場合、光素子４０の近傍を覆う透明樹脂層２９を凸面状に成型すると集光レンズ２９ａとして機能させることができる。
【００２７】
図５（ａ）はリードフレームの模式平面図、図５（ｂ）はモールド工程後の模式平面図、図５（ｃ）はカットされる領域を表す模式平面図、である。  
リードフレーム３５の材質は、銅系または鉄系合金などとすることができる。また、例えば、その厚さは０．１５〜０．３ｍｍの範囲、透明樹脂層２９からの突出部におけるアウターリード３１、３２、３３の幅は０．４〜０．７ｍｍの範囲、などとすることができる。
【００２８】
図５（ａ）のリードフレーム３５は、ダイパッド部、リード部、枠部、などを有し、これらが多数個配列されている。このリードフレーム３５の主面３５ａの上に、光素子４０やチップキャパシタ４２を導電性接着剤や半田材などを用いて接着し、ワイヤボンディングを行う。続いて、モールド工程により光ユニットとする領域に透明樹脂層２９を形成する（図５（ｂ））。すなわち、透明樹脂層２９は、切り欠き部３１ｃ、３２ｃ、３３ｃが一端に設けられたリードフレーム３５において、その一端とは反対側のリードフレーム３５の一部および光素子４０を埋め込む。  
【００２９】
さらに、リードフレーム３５をカット金型に固定する。続いて例えば、アウターリード３１、３３は、エッジが付いたダイとパンチを用いて所定の位置で切断する。他方、アウターリード３２の所定の位置において、切断側でエッジの付いたダイとパンチを用いて切断し、曲げ側でＲのついたダイとパンチにより９０度の折り曲げを行いさらに曲げブロックなどを用いてアウターリード３２を突くことにより１８０度の折り曲げまでを、連続して行うことができる。このようにして、図３の光ユニット３０が完成する。なお、曲げ角度が９０度のアウターリード３２を、さらに１８０度まで曲げ加工する工程は別にしてもよい。
【００３０】
また、図５（ｃ）に破線で表す領域が、カットされる領域を表す。このような薄型の光ユニット３０の製造方法は、量産性が高く、その結果として光リンクモジュール５の価格を低減することが容易となる。
【００３１】
図６（ａ）は比較例にかかる光リンクモジュールを回路基板に取り付けた模式図、図６（ｂ）はアウターリードを折り曲げて回路基板に取り付けた図、である。
比較例の光リンクモジュール１０５は、補強端子を有しておらず、アウターリード１３５を回路基板１５０との接続端子として用いる。この場合、回路基板１５０の配置パターンや回路基板１５０と光リンクモジュール１０５との距離は、電子機器の種類や製造メーカーにより異なる。また、図６（ａ）のようにアウターリード１３５と回路基板１５０とが直交する場合、図６（ｂ）のようにアウターリード１３５を折り曲げて回路基板１５０に対して平行とする場合、のいずれの構造も用いられる。
【００３２】
このような多様な用途に応じたアウターリード１３５の長さＬ１００を有する光リンクモジュール１０５を用意できれば、電子機器の組立工程の生産性が高まる。しかしながら、光ユニット１３０の品種数が増加しその製造工程の効率が低下する。すなわち、光リンクモジュール１０５の量産性は低下する。
【００３３】
他方、長いアウターリード１３５を有する光ユニット１３０を用いて、用途毎にリードカット工程やリード折り曲げ工程を、行うことも考えられる。しかしながら、複数の金型を用いた加工工程が必要である。このために、電子機器の組立工程の生産性が低下する。さらに、アウターリード１３５を長くすることにより、無駄な面積が増加し、リードフレームの材料効率が低下し、材料コストが上昇する。
【００３４】
これに対して、本実施形態では、多様な用途に共通して使用可能となる光ユニット３０を効率よく量産できる。また、アウターリードの長さを短くできるので、リードフレーム３５の面積を縮小しその材料効率を高めることができる。また、取り付け位置、回路基板との距離、および取り付け構造が異なるそれぞれの用途に対して、補強端子２０の長さを変化させることが容易である。すなわち、補強端子２０を筐体となる樹脂などと一体成型する工程は、光ユニット３０の製造工程よりも極めて簡素である。さらに、光ユニット３０を成型体１０の凹部１２に挿入するだけで補強端子２０との接続が完了するので、高い量産性が可能である。  
またさらに、光ユニット３０を成形体１０の凹部１２に挿入した状態において、アウターリード３１、３２、３３は、凹部１２に収容され、成形体１０の外側にはみ出すことはない（図１（ｂ））。したがって、コンパクトに実装でき、また周囲の他の電子部品や配線などとの短絡なども防止できる。
【００３５】
次に、光リンクモジュールに用いる光ユニットについて説明する。
まず、光ユニットは、ＣＡＮ型パッケージを用いるものとする。円筒形状のＣＡＮ型パッケージは、ガラスなどの絶縁材を用いてリードと金属製ステムとの間を絶縁している。リードの直径は、例えば０．４５ｍｍなどとすることが多い。このような棒状のリードを有するＣＡＮ型光素子を基板やハウジングに接続する光リンクモジュールは部品点数が多く、かつその製造方法は量産性に欠ける。
【００３６】
また、光素子やチップキャパシタをステムに接着すると平面サイズが大きくなる。さらに、光軸方向に延びるリードを外部端子と接続する位置は、ステムから所定の距離だけ離すことが必要である。このために、ＣＡＮ型パッケージの上面の光取り出し面から外部端子接続位置までの距離は、４．５ｍｍ以上必要である。すなわち、ＣＡＮ型光ユニットでは、光軸方向の長さの短縮および光軸に垂直な平面サイズの縮小が困難である。
【００３７】
本実施形態では、リードフレーム３５は、光軸５０に対して垂直な方向にアウターリード３１、３２、３３が延在するので光軸５０の方向の長さの短縮が容易である。また、リードフレーム３５は平面的なパターン配置の自由度が大きいので平面サイズの縮小が容易である。これらのために光ユニット３０の小型化が可能である。特に、アウターリード３１、３２、３３に設けられた切り欠き部３１ｃ、３２ｃ、３３ｃは、成型体１０に設けられた凹部１２の内部で補強端子２０を挟み込みつつ圧接できるので、光リンクモジュール５をさらに小型化できる。また、既に説明したように、本実施形態にかかる光ユニット３０は、高い量産性を保つことができる。
【００３８】
図７は、本実施形態の変形例にかかる光リンクモジュールの模式斜視図である。
アウターリード３１、３２、３３を、光軸５０に沿って成型体１０の他方の面１０ｂ側に１８０度折り曲げ、切り欠き部を補強端子２０にそれぞれ圧接する。また、凹部１２にテーパー部を設けると、アウターリードの３１、３２、３３の外縁がテーパー部を有するガイド溝１２ａにより圧接されるので、より確実に接続できる。なお、アウターリード３１、３３の折り曲げ方向は、一方の面１０ａ側としてもよい。
【００３９】
また、リードフレーム３５の主面３５ａまたは主面３５ａと平行な面に、３つ以上の切り欠き部を設けてもよい。すなわち、折り曲げ部を設けることなく、切り欠き部により補強端子２０を圧接可能である。この場合、補強端子２０は、光ユニット３０の透明樹脂層２９と、成型体１０の側面１０ｃ、１０ｄと、の間に設ければよい。
【００４０】
補強端子２０とリードフレーム３５に設けられた切り欠き部とを圧接する構造を用いた本実施形態により、量産性に富み、小型化が可能な光リンクモジュール５が提供される。このような光リンクモジュールを用いると、ＤＶＤコンポ、ＣＤコンポ、テレビジョン、ＢＳチューナーなどの電子機器を相互に接続することが容易となる。特にテレビジョンを含む電子機器の薄型化、小型化が容易となる。
【００４１】
以上、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの実施形態に限定されない。本発明を構成するリードフレーム、光素子、透明樹脂層、光ユニット、成型体、凹部、補強端子、などの材質、形状、サイズ、配置などに関して、当業者が各種の設計変更を行ったものであっても、本発明の主旨を逸脱しない限り、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００４２】
５  光リンクモジュール、１０  成型体、１１  フェルールガイド部、１２  凹部、１２ａ  ガイド溝、２０  補強端子、２９  透明樹脂層、３０  光ユニット、３１、３２、３３  アウターリード、３１ｃ、３２ｃ、３３ｃ  切り欠き部、３２ａ  折り曲げ部、３５  リードフレーム、４０  光素子、５０  光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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