(57)【要約】【課題】鉛フリーの半田リフローに対応できる光ファイバモジュールの提供。【解決手段】発光デバイス１１、受光デバイス１３はベース基板１２に搭載された受発光デバイス１を、ハウジング３に収納して双方向光伝送の表面実装型光ファイバモジュール４となっている。ハウジング３の前面には光ファイバ２を保持したプラグ部２ａを挿入する発光側と受光側との両コネクタ部３ａが形成され、背面側には受発光デバイス１の収納部３ｂを有している。配線基板５の一側面に複数の接続端子であるスルーホール５ａが形成されている。ベース基板１２の一側面に形成された複数のスルーホール１２ａはハウジング３の収納部３ｂ下面の開口部から露出して光ファイバモジュール４の外部接続電極となっている。ＬＥＤ６及びＰＤｉ７は発光デバイス１１及び受光デバイス１３の配線基板５上に搭載されて、可視光を透過する封止樹脂８で封止されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバにより光信号を送受信する発光素子及び受光素子を含む発光デバイス及び受光デバイスをハウジングに収納した光ファイバモジュールにおいて、前記受光デバイス及び前記発光デバイスは前記発光素子及び前記受光素子を配線基板上に実装したものであり、前記配線基板の一側面に接続端子を設けると共に、前記側面をベース基板上に搭載して前記接続端子を前記ベース基板の一面に設けた外部接続電極に電気的に接続したことを特徴とする光ファイバモジュール。
【請求項２】
前記受光デバイス及び前記発光デバイスはシールドケースに覆われていることを特徴とする請求項１記載の光ファイバモジュール。
【請求項３】
前記外部接続電極は前記ベース基板の一面に形成されたスルーホールであり、該スルーホールは前記ハウジングの一面の開口から露出していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光ファイバモジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載用オーディオデータ通信用等に使用される光ファイバモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバは細径（直径０．１ｍｍ程度）、軽量（ガラスの比重は銅の比重の約１／４）、可とう性に優れている（曲率半径数ｃｍ以下）、電磁誘導を受けない、漏話に強い、低損失（例えば１ｄＢ／ｋｍ）高帯域伝送が可能、資源問題が少ないなどの特徴を持つことから、光ファイバケーブル伝送方式は公衆通信の分野であるＷＡＮの領域はもとより、ＬＡＮと言われる局内構成の伝送系やデータバス、データリンク、各種計測制御システム等広範囲な適用分野を有している。
【０００３】
ヨーロッパを中心としてＭＯＳＴ（Ｍｅｄｉａ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）と云われる車内ネットワーク規格が採用されている。これによってナビゲーションシステムをはじめ、オーディオ・電話等のインテリジェンス機能を繋いで相互に利用しあう環境を提供している。そこではＰＯＦ（Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ）を２本使用してデータ通信する２芯双方向型の光ファイバモジュールが用いられている（例えば、非特許文献１参照。）。また、こうした車載用の光ファイバモジュールに関しても鉛フリーの半田接合の要求が必須になってきている。
【０００４】
従来のこのような車内ＬＡＮ等に用いられている光ファイバモジュールの一例について説明する。図６は従来の双方向光ファイバモジュールである光ミニジャックモジュールの発光側の側断面図であり、図７は同じく受光側の側断面図である。
【０００５】
まず、発光側の構成を説明する。図６において、６０は双方向光伝送型の光ミニジャックモジュールであり、８０は１芯片方向の伝送路である光ファイバである。光ファイバ８０はミニジャック型プラグ部８０ａにより保持されて光ミニジャックモジュール６０に連結される。６１は前面に光ファイバ８０のプラグ部８０ａ先端部を保持する開口を有するコネクタ部６１ａである。７１はコネクタ部６１ａの背面に配設されたプラグ受け７２ａ付きのハウジングである。６２はハウジング７１の収納部７１ｂに収納された発光デバイスである。
【０００６】
６３は発光デバイス６２の配線基板であるリードフレームである。６４はロジックレベルの電気信号を発光素子駆動用信号に変換する発光ＩＣであり、６５は変調された電気信号を光信号に変換する発光素子であるＬＥＤであり、共にリードフレーム６３上に搭載され、ワイヤ配線されている。６７は発光ＩＣ６４及び発光素子６５を一体化して封止している可視光線を透過する封止樹脂である。光ファイバ８０の先端面に対向する透光性樹脂６７の前面の一部は陥没しており、その陥没面に凸レンズ部６７ａが樹脂６７と一体成形されている。リードフレーム６３の一部であるリード端子６３ａはハウジング６１の下面外壁から突出して入出力用の接続端子となっている。９０は光ファイバモジュール６０を実装する基板であり、リード端子６３ａを基板９０へ挿入され、裏側で半田接合６９される。
【０００７】
次に、図７において光ファイバモジュール６０の受光側の構成を説明する。発光側と異なるところは、発光側の発光デバイス６２が受光側では７２の受光デバイスに替わっているところだけである。そして受光デバイス７２が発光デバイス６２と異なるところは実装されている素子である。７４は光信号を電気信号に変換する発光素子であるＰＤｉ（フォトダイオード）である。７５は、更にロジックレベルに増幅するＩＣである受光ＩＣである。その他の構成は発光側と同様であるから、同一構成要素には同じ名称と符号とを用いて詳細な説明を省略する。
【０００８】
次に、光ミニジャックモジュール６０の作用について説明する。発光デバイス６２のリード端子６３ａから入力された電気信号は、ＩＣ６４及び発光素子６５を経て光に変換される。発光素子６５から発した光は透光性樹脂６７を通過して凸レンズ部６７ａで集光されて光ファイバ８０に入り、そこを伝送路として通信相手側に送り出される。一方、通信相手側では光ファイバ８０を伝わって来た光信号は、受光デバイス７２の凸レンズ部６７ａにより集光され、透光性樹脂６７を通過して受光ＩＣ７４に入力されて電気信号に変換され、リード端子６３ａに出力される。
【０００９】
【非特許文献１】
ＭＯＳＴ概要、日経エレクトロニクス、日本、日経ＢＰ社、
１９９９年４月１９日、Ｎｏ．７４１、ｐ．１０８−１２１
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のこのような光ファイバモジュールはリードフレームタイプのものであるから、リードフレームから延長した複数の接続端子を実装基板に挿入し基板の裏側で半田付けするので、実装基板の穴明けや半田付けに多くの工数が掛かっていた。また、光ファイバモジュール自体は鉛フリーに対応しているが、光ファイバモジュールを実装基板に実装する場合には鉛フリーでリフロー炉による半田付けができるようにはなっていない。また、受光素子または発光素子とＩＣとを同じ透光性樹脂によって１パッケージ化しているため、車内のような過酷な温湿度環境の中では特に温度サイクルなどの信頼性が不十分である。
【００１１】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、実装基板への実装に際してリード端子を鉛フリーのリフローが可能な表面実装タイプに改良した信頼性の高い光ファイバモジュールを提供することである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のこのような光ファイバモジュールはリードフレームタイプのものであるから、リードフレームから延長した複数の接続端子を実装基板に挿入し基板の裏側で半田付けするので、実装基板の穴明けや半田付けに多くの工数が掛かっていた。また、光ファイバモジュール自体は鉛フリーに対応しているが、光ファイバモジュールを実装基板に実装する場合には鉛フリーでリフロー炉による半田付けができるようにはなっていない。
【００１３】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、実装基板への実装に際してリード端子を鉛フリーのリフローが可能な表面実装タイプに改良した光ファイバモジュールを提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための本発明の手段は、光ファイバにより光信号を送受信する発光素子及び受光素子を含む発光デバイス及び受光デバイスをハウジングに収納した光ファイバモジュールにおいて、前記受光デバイス及び前記発光デバイスは前記発光素子及び前記受光素子を配線基板上に実装したものであり、前記配線基板の一側面に接続端子を設けると共に、前記側面をベース基板上に搭載して前記接続端子を前記ベース基板の一面に設けた外部接続電極に電気的に接続したことを特徴とする。
【００１５】
また、前記受光デバイス及び前記発光デバイスはシールドケースに覆われていることを特徴とする。
【００１６】
また、前記外部接続電極は前記ベース基板の一面に形成されたスルーホールであり、該スルーホールは前記ハウジングの一面の開口から露出していることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の第一の実施の形態である光ファイバモジュール（受発光モジュール）の前面側から見た斜視図、図２は図１の光ファイバモジュールの発光側の断面図、図３はこの光ファイバモジュールの背面側から見た斜視図である。
【００１８】
まず、本発明の第一の実施形態である光ファイバモジュールの構成を説明する。図１〜図３において、１１は発光デバイス、１３は受光デバイス、１２は発光デバイス１１、受光デバイス１３を搭載した絶縁部材より成るベース基板である。１は発光デバイス１１、受光デバイス１３をベース基板１２に搭載した受発光デバイスである。２は光信号を片方向に伝送する伝送路としての１芯の光ファイバであり、それぞれの先端部はプラグ部２ａに保持されている。両光ファイバ２は束ねられて双方向の図示しない光伝送ケーブルとなる。３は樹脂成形品である受発光デバイス１のハウジングであり、前面に発光側と受光側との両コネクタ部３ａが形成され、背面側に受発光デバイス１の収納部３ｂを有している。４は受発光デバイス１をハウジング３に収納して双方向光伝送の機能を果たす表面実装型光ファイバモジュール（受発光モジュール）である。光ファイバ２のプラグ部２ａはコネクタ部３ａに挿入される。
【００１９】
更に、光ファイバモジュール４の構成について説明する。５はガラエポ樹脂等より成る配線基板であり、その一側面に複数の接続端子であるスルーホール５ａが形成されている。スルーホール５ａは導通部１２ａを介してベース基板１２の一面に形成された複数のスルーホール１２ａに電気的に接続されており、スルーホール１２ａの端面はハウジング３の一面である収納部３ｂ下面の開口から外部へ露出して、光ファイバモジュール４の外部接続電極となっている。
【００２０】
６は変調された電気信号を光信号に変換する発光素子であるＬＥＤであり、９はロジックレベルの電気信号を発光素子駆動用信号に変換する発光ＩＣであり、共に発光デバイス１１の配線基板５上に搭載されている。７は光信号を電気信号に変換する受光素子であるＰＤｉであり、１０はＰＤｉ７で受光した光信号を電気信号に変換し、更にロジックレベルに増幅するための受光ＩＣであり、共に受光デバイス１３の配線基板５上に搭載されている。
【００２１】
８はＬＥＤ６及び発光ＩＣ９並びにＰＤｉ７及び受光ＩＣ１０をそれぞれ封止している可視光を透過する封止樹脂である。ＬＥＤ６及びＰＤｉ７の中心位置に対応する封止樹脂８の前面には凸レンズ部８ａが一体形成されている。配線基板５の前面に形成された配線パターンにより、ＬＥＤ６及びＰＤｉ７並びに発光ＩＣ９及び受光ＩＣ１０とスルーホール５ａとが相互に電気的に接続されている。
【００２２】
次に、本発明の第一の実施の形態の効果について説明する。この光ファイバモジュール４の受発光デバイス１はベース基板１２の上発光デバイス１１及び受光デバイス１３を搭載してあるので、ベース基板１２は光ファイバ２の中心位置に対してＬＥＤ６及びＰＤｉ７の中心位置を合わせるように高さ調整して一致させる機能を有する。回路基板５のスルーホール５ａをベース基板１２のスルーホール１２ｂに接続し、スルーホール１２ｂをハウジング３の下面から露出させたので、この光ファイバモジュール４は表面実装型となり、鉛フリーによるリフロー半田付けが可能であるため実装基板に実装する際には、手番短縮効果がありコスト低減を図ることができる。
【００２３】
次に、本発明の第二の実施の形態である光ファイバモジュールについて説明する。図４は本発明の第二の実施の形態である光ファイバモジュール（受発光モジュール）の前面側から見た斜視図、図５はこの光ファイバモジュールの一方の光軸における断面図である。
【００２４】
図４、図５において、２４は光ファイバモジュールであり、３４は、第一の実施の形態で説明したものと同様な受発光デバイス１を覆っているシールドケースである。２３は前面側にコネクタ部２３ａ、背面側に収納部２３ｂが形成されたハウジングであり、収納部２３ｂにはシールドケース３４が収納されている。その他の構成は第一の実施の形態と同様なので、同じ構成要素には同じ符号と名称とを用いて詳細な説明を省略する。
【００２５】
次に、本発明の第二の実施の形態の効果について説明する。また、この光ファイバモジュールは受発光デバイス１がシールドケースで覆われているために、電磁ノイズの多い環境においても悪影響を受けない。その他は第一の実施の形態と同様な効果がある。
【００２６】
なお、本発明の光ファイバモジュールは上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えば発光デバイス１１と受光デバイス１３とは一つの回路基板に搭載されていて、一体の受発光デバイスとなっているものでもよい。また、ベース基板１２が二体に分離されており、それぞれのベース基板上に発光素子１１及び受光素子１３が搭載されているものであってもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光ファイバにより光信号を送受信する発光素子及び受光素子を含む受光デバイス及び発光デバイスをハウジングに収納した光ファイバモジュールにおいて、前記発光素子及び前記受光素子をそれぞれ配線基板に搭載し樹脂封止した前記受光デバイス及び前記発光デバイスの前記両配線基板の一側面に接続端子を設けると共に、前記配線基板の前記側面をベース基板上に接合して、前記接続端子を前記ベース基板の下面に設けた外部接続電極に接続したので、表面実装型の光ファイバモジュールとなり鉛フリーのリフロー半田付けが可能となって、手番短縮効果がありコスト低減が図れる。また、受発光デバイスがシールドケースでカバーされているので、電磁ノイズの影響を受けない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態である光ファイバモジュールの前面側より見た斜視図である。
【図２】本発明の第一の実施の形態である光ファイバモジュールの一方の光軸における断面図である。
【図３】本発明の第一の実施の形態である光ファイバモジュールの背面側から見た斜視図である。
【図４】本発明の第二の実施の形態である光ファイバモジュールの前面側より見た斜視図である。
【図５】本発明の第二の実施の形態である光ファイバモジュールの一方の光軸における断面図である。
【図６】従来の光ファイバモジュールの発光側の断面を示す断面図である。
【図７】従来の光ファイバモジュールの受光側の断面を示す断面図である。
【符号の説明】
２  光ファイバ
３  ハウジング
４  光ファイバモジュール
５  配線基板
５ａ  スルーホール
６  ＬＥＤ
７  ＰＤｉ
８  封止樹脂
１１  発光デバイス
１２  ベース基板
１２ｂ  スルーホール
１３  受光デバイス
３４  シールドケース
【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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