(57)【要約】【課題】  受光素子と光ファイバとの位置合わせを容易に行うことが可能であり、かつ、部品点数が削減された光モジュールを提供する。【解決手段】  光モジュール１０は、光ファイバ２４と、受光面１４ａを有する受光素子１４と、リードフレーム１２と、封止体１６とを備える。リードフレーム１２は、光ファイバからの光が受光面１４ａに入射するよう受光素子１４を搭載する受光素子搭載領域１２ｆを有している。封止体１６は、光ファイバ２４からの光に対して透明な樹脂を用いて成型されている。封止体１６は、リードフレーム１２の一部を封止する。封止体１６は、光ファイバからの光を曲げて受光面１４ａに導く反射面１６ｇを含む光路変換部１６ｂと、受光素子搭載領域１２ｆに搭載された受光素子１４を露出させるための素子配置部１６ｃとを有する。【選択図】  図１
2005165125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバと、
受光面を有する受光素子と、
前記受光素子を搭載する受光素子搭載領域を有するリードフレームと、
リードフレームの一部を封止する封止体であって、前記光ファイバからの光に対して透明な樹脂を用いて成型されており、該光ファイバからの光を前記受光面に導く反射面を含む光路変換部と、前記受光素子搭載領域に搭載された受光素子を露出させるための素子配置部とを有する封止体と
を備える、光モジュール。
【請求項２】
前記受光素子搭載領域には、前記反射面からの光を前記受光面に導くための開口が形成されている、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記封止体は、前記光ファイバの位置を規定する位置決め部を更に有し、
前記光ファイバは、フェルールに保持され、
前記フェルールが前記位置決め部に収容されて、前記反射面を介して前記光ファイバの一端が前記受光面に光学的に結合される、請求項１又は２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記反射面に金属膜が設けられている、請求項１〜３のいずれか1項に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記受光素子からの電気信号を増幅するためのプリアンプを更に備え、
前記プリアンプは、前記素子配置部に搭載されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記受光素子は、裏面入射型の受光素子であって、該受光素子の裏面が前記光素子搭載領域に対向している、請求項１〜５のいずれかに記載の光モジュール。
【請求項７】
前記光路変換部は、前記光ファイバからの光が入射し、該光を前記反射面へ透過する光入射面を更に含み、
該光入射面は、前記光ファイバの光軸に対して傾斜している、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光を電気信号に変換する受光素子を備える光モジュールには種々のものがある。その光モジュールの一例は、ダイパッド部と基準面を有するリードフレームと、ダイパッド部に搭載された受光素子と、光ファイバとを備える。この光モジュールでは、基準面に対してダイパッド部を折り曲げることによって、基準面に対して平行な方向に光軸を有する光ファイバに対して受光素子を光結合させている。また、この光モジュールでは、受光素子での受光感度が最大となるように、受光素子と光ファイバを位置合わせされた後、両者がポッティング樹脂によって固定される。すなわち、この光モジュールでは、アクティブアライメントによって光ファイバが受光素子に対して位置決めされる（例えば、特許文献１）。
【０００３】
他の光モジュールの例としては、リードフレームと、リードフレームに搭載されたＳｉベンチと、Ｓｉベンチ上に搭載された受光素子及び光ファイバを備える。この光モジュールでは、Ｓｉベンチに設けられたＶ溝に沿って光ファイバを搭載することで、受光素子と光ファイバとの位置合わせが行われる。すなわち、この光モジュールでは、パッシブアライメントによって光ファイバが受光素子に対して位置決めされる（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開平１０−０８４１２２号公報
【特許文献２】特開平１１−２１８６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前者の光モジュール、すなわち特許文献１記載の光モジュールでは、アクティブアライメントを採用しているために、光ファイバの位置決めに時間を要する。一方、後者の光モジュールでは、光ファイバを位置決めするための部品が必要となるので、部品コストが高くなる。
【０００５】
そこで、本発明は、受光素子と光ファイバとの位置合わせを容易に行うことが可能であり、かつ、部品点数が削減された光モジュールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光モジュールは、光ファイバと、受光面を有する受光素子と、リードフレームと、封止体と、を備える。リードフレームは、受光素子搭載領域を有している。受光素子搭載領域は、光ファイバからの光が受光面に入射するよう受光素子を搭載する。封止体は、光ファイバからの光に対して透明な樹脂を用いて成型されている。封止体は、リードフレームの一部を封止する。封止体は、光ファイバからの光の光路を曲げて、その光を受光面に導く反射面を含む光路変換部と、載領域に搭載された受光素子を露出させるための素子配置部とを有する。
【０００７】
この光モジュールでは、光ファイバからの光に対して透明な樹脂によって封止体が形成されており、リードフレームの受光素子搭載領域は反射面からの光を受光素子の受光面に入射するように構成されているので、光ファイバからの光を受光素子に導くことができる。また、反射面によって光ファイバと受光素子の受光面とを光学的に結合しているので、受光面から光ファイバへの戻り光を防止することができる。更に、樹脂成型によって封止体を構成することができるので、リードフレームとの相対位置を高精度に規定しつつ光路変換部を高精度に製造することができる。したがって、この光モジュールによれば、受光素子と光ファイバとの位置合わせを容易に行うことができ、かつ、部品点数を削減することができる。
【０００８】
リードフレームの受光素子搭載領域には、反射面からの光を受光面に導くための開口が形成されていても良い。
【０００９】
本発明の光モジュールは、光ファイバの位置を規定する位置決め部を更に有することができる。光ファイバはフェルールに保持され、フェルールが位置決め部に収容されて、反射面を介して光ファイバの一端が受光面に光学的に結合される。位置決め部は、フェルールを収容し、反射面を介して前記光ファイバの一端を前記受光面に光学的に結合することができる。
【００１０】
本発明において、反射面に金属膜が設けられていることが好適である。反射面に金属膜を設けることによって、反射面から受光素子の受光面に向けて反射させる光の量を増加させることができる。
【００１１】
本発明の光モジュールは、受光素子からの電気信号を増幅するためのプリアンプを更に備えることができる。プリアンプは、素子配置部に搭載されていることが好適である。素子配置部にプリアンプを設けることによって、受光素子とプリアンプの位置を近づけることができる。その結果、光モジュールの高周波特性を更に向上することができる。
【００１２】
本発明の光モジュールにおいて、受光素子は、裏面入射型の受光素子であることができる。
【００１３】
本発明の光モジュールにおいて、光路変換部は、光ファイバからの光が入射し、該光を反射面へ透過する光入射面を更に含む。光入射面は、光ファイバからの光の光軸に対して傾斜していることが好適である。かかる構成によれば、光入射面から光ファイバへの戻り光を低減することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、透明樹脂の成型によって封止体を構成することができるので、リードフレームとの相対位置を高精度に規定しつつ光路変換部とを高精度に製造することができる。したがって、受光素子と光ファイバとの位置合わせを容易に行うことができ、かつ、部品点数が削減された光モジュールが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１６】
図１は、本実施形態にかかる光モジュール１０の斜視図である。図２は、光モジュール１０から受光素子１４及びプリアンプ２０といった電子素子を取り除いて示す斜視図である。図３は、封止体１６を図１に示す状態において裏側から見て示す斜視図である。図４は、図１のIV−IV線断面図である。
【００１７】
図１に示すように、光モジュール１０は、リードフレーム１２と、受光素子１４と、封止体１６と、フェルール１８と、プリアンプ２０と、コンデンサ２２とを備えている。
【００１８】
リードフレーム１２は、複数の端子１２ａ〜１２ｅを有している。端子１２ａは、受光素子１４への給電端子である。端子１２ａは、図２に示すように、受光素子搭載領域１２ｆ、マーカ１２ｈを含んでいる。
【００１９】
受光素子搭載領域１２ｆは、所定軸Ｘ方向に延びる面に沿って設けられている。受光素子搭載領域１２ｆは、受光素子１４を搭載するための領域である。受光素子１４において、対向する二つの面にはそれぞれ電極が形成されている。受光素子搭載領域１２ｆに一方の電極を向けて受光素子１４が搭載されることによって、端子１２ａに受光素子１４の一方の電極が電気的に接続されている。
【００２０】
受光素子１４は、受光面１４ａを有している（図４参照）。受光素子１４は、受光面１４ａに入射する光の強度に応じた光電流を出力する。受光素子１４としては、裏面入射型のフォトダイオードが例示される。
【００２１】
受光素子搭載領域１２ｆには、開口１２ｇが形成されている。この開口１２ｇは、受光素子搭載領域１２ｆにおいてリードフレーム１２を貫通している。後述するように、フェルール１８に保持された光ファイバ２４からの光は、開口１２ｇを通して受光面１４ａに導かれる。マーカ１２ｈは、受光素子搭載領域１２ｆを囲むように、４つ設けられている。マーカ１２ｈは、受光素子搭載領域１２ｆに受光素子１４を搭載するための位置合わせマーカとして用いられる。
【００２２】
端子１２ｂは、ＧＮＤ端子である。端子１２ｂは、図２に示すようにプリアンプ搭載領域１２ｉを含んでいる。プリアンプ搭載領域１２ｉは、所定軸Ｘ方向に延びる面に沿って設けられている。プリアンプ搭載領域１２ｉには、プリアンプ２０が搭載される。プリアンプ２０は、受光素子１４からの光電流を電圧信号に変換する素子である。プリアンプ２０と受光素子１４の他方の電極とは、ボンディングワイヤによって電気的に接続されている。本態様によれば、受光素子１４と、プリアンプ２０とを近づけて配置することができるので、受光素子１４からプリアンプ２０へ導かれる光電流の劣化を低減することができ、また、高周波特性も向上する。
【００２３】
また、図１に示すように、端子１２ｂ上のプリアンプ２０の側方には、コンデンサ２２が搭載されている。コンデンサ２２は、上下の面がメタライズされた誘電体からなる平行平板型コンデンサである。プリアンプ２０は、コンデンサ２２を介して、給電端子である端子１２ｃに接続されている。
【００２４】
また、端子１２ｄ及び１２ｅは、プリアンプ２０からの信号を出力するための端子である。端子１２ｄ及び１２ｅは、ボンディングワイヤによってプリアンプ２０に電気的に接続されている。
【００２５】
リードフレーム１２は、複数の端子１２ａ〜１２ｅの各々の端部が露出するように、封止体１６によって覆われている。本実施形態では、封止体１６の所定軸Ｘ方向に延びる一対の側壁から、端子１２ａ、１２ｂ、及び１２ｃの端部が露出されている。また、所定軸Ｘに交差する面に沿う封止体１６の壁面から、端子１２ｂ、１２ｄ、及び１２ｅの端部が露出されている。
【００２６】
封止体１６は、光ファイバ２４からの光に対して透明な樹脂によって構成されている。この樹脂としては、シクロオレフィンポリマー、ＰＭＭＡ、ポリカーボネイトといった材料が例示される。
【００２７】
図３及び図４に示されるように、封止体１６は、位置決め部１６ａ、光路変換部１６ｂ、素子配置部１６ｃとを有している。封止体１６は、これらの部分を一括して高精度に形成可能なモールド成型によって製造される。
【００２８】
位置決め部１６ａは、所定軸Ｘ方向に延びる孔である。位置決め部１６ａは、フェルール収容部１６ｄと光ファイバ収容部１６ｅとを含んでいる。フェルール収容部１６ｄは、フェルール１８の径に対応した孔である。フェルール収容部１６ｄは、フェルール１８の位置を規定する。フェルール１８がフェルール収容部１６ｄに挿入されることによって、光ファイバ２４は、光ファイバ収容部１６ｅに案内される。
【００２９】
光ファイバ収容部１６ｅは、光ファイバ２４の径に対応した径の孔である。光ファイバ収容部１６ｅは、光ファイバ２４の位置を規定する。フェルール収容部１６ｄは、光ファイバ収容部１６ｅに向かって径が小さくなるようテーパー状に形成されている。これによって、光ファイバ収容部１６ｅへ容易に光ファイバ２４を案内することができる。
【００３０】
光路変換部１６ｂは、入射面１６ｆと、反射面１６ｇとを有している。入射面１６ｆは、所定軸Ｘに交差する面に沿って設けられている。入射面１６ｆは、光ファイバ２４の一端から出射される光を、反射面１６ｇへ透過する。入射面１６ｆは、光ファイバ２４への戻り光を低減させるために、所定軸Ｘに対して所定の角度で傾斜されている。
【００３１】
反射面１６ｇは、所定軸Ｘに交差する面に沿って設けられている。反射面１６ｇは、入射面１６ｆを透過した光を反射して、受光面１４ａに入射させる。すなわち、反射面１６ｇは、光ファイバ２４からの光を曲げて、その光を受光面１４ａに入射させる。受光面１４ａから光ファイバ２４への戻り光を低減するために、反射面１６ｇは所定軸Ｘに対して９０度以外の角度で傾斜されていることが好ましい。また、反射面１６ｇは、光ファイバ２４からの光を受光面１４ａに集光するために、凹面とすることができる。
【００３２】
反射面１６ｇには、金属膜１６ｈが設けられている。金属膜１６ｈは、反射面１６ｇでの反射率を高める。金属膜１６ｈを設けることによって、受光面１４ａへ反射する光の量を増加させることができる。金属膜１６ｈとしては、Ａｕ、あるいは、下地をＮｉとするＮｉ／Ａｕの多層膜などを用いることができる。
【００３３】
素子配置部１６ｃは、リードフレーム１２の受光素子搭載領域１２ｆとプリアンプ搭載領域１２ｉとを露出させるための部分であり、凹状をなしている。素子配置部１６ｃ内に受光素子搭載領域１２ｆとプリアンプ搭載領域１２ｉを位置させることによって、受光素子１４とプリアンプ２０とを近づけて配置することができる。その結果、受光素子１４とプリアンプ２０とを結ぶワイヤを短くすることができる。
【００３４】
以下、光モジュール１０の製造方法について説明する。図５は、封止体によって封止する工程を行う前のリードフレームの斜視図である。リードフレーム１２は、外部リード部１２ｍと、この外部リード部１２ｍによって保持されるダイパッド１２ｌ，１２ｉ、端子リード１２ａ〜１２ｅ、及び端子リードを保持するタイバー１２ｒとで構成されている。
【００３５】
ダイパッド１２ｉ上には、プリアンプ２０とコンデンサ２２が搭載される。他方のダイパッド１２ｌ上には、受光素子１４が搭載される。ダイパッド１２ｌには、このリードフレーム１２と封止金型との相対位置を合わせるための孔１２ｐが形成されている。また、外部リード１２ｍにも、互いに対向する一に金型との位置合わせのための孔１２ｑが形成されている。
【００３６】
外部リード部１２ｍに設けられた孔１２ｑは主に、リードフレーム１２と金型との位置合わせに、更に、ダイパッド１２ｌに設けられた孔１２ｐは受光素子が搭載されるこのダイパッド１２ｌを金型に対して精密に位置合わせするために用いられる。この様に二種の位置合わせ用孔を備えることにより、ダイパッド１２ｌ上に搭載される受光素子を、リードフレーム１２に対して相対的に位置合わせされる光ファイバとの間で、精密に位置合わせすることが可能となる。
【００３７】
このリードフレーム１２を金型にセットし、封止樹脂を金型に流し込み、封止体１６を成型する。図６は、封止体１６の成型後の様子を示す斜視図である。その後、反射面１６ｇに金属膜１６ｈを形成し、更にリードフレーム１２のタイバー１２ｒを切断することで、各端子リードを独立させる。金属膜１６ｈの形成とタイバー１２ｒの切断については、工程の順序を入れ替えても良い。
【００３８】
次いで、マーカ１２ｈを基準として画像認識等により、受光素子１４がダイパッド１２ｌ上に位置合わせされて固定される。更に、プリアンプ２０、及びコンデンサ２２がダイパッド１２ｉ上に固定される。その後、受光素子１４、プリアンプ２０、コンデンサ２２、及びリード端子１２ａ〜１２ｅがボンディングワイヤによって結線される。結線後に、素子配置部１６ｃをポッテイング樹脂により覆うことで、受光素子１４、プリアンプ２０、コンデンサ２２、及びボンディングワイヤを保護する。
【００３９】
次いで、フェルール１８を位置決め部１６ａに挿入し、フェルール１８と封止体１６との境界を接着することによって、光モジュール１０が製造される。
【００４０】
以上、説明したように、本実施形態にかかる光モジュール１０によれば、封止体１６を光ファイバ２４からの光に対して透明な樹脂を用いたモールド成型によって製造している。したがって、リードフレーム１２との相対位置を高精度に規定しつつ、位置決め部１６ａと光路変換部１６ｂとを一括して高精度に製造することができる。このような構成を有する光モジュール１０では、位置決め部１６ａにフェルールを挿入することによって、光ファイバ２４の位置決めを容易に行うことができる。また、封止体１６が光ファイバ２４を位置決めする部品を兼ねているので、部品点数が削減される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、本発明の実施形態にかかる光モジュールの斜視図である。
【図２】図２は、本実施形態の光モジュール１０から受光素子、プリアンプといった電子素子を取り除いて示す斜視図である。
【図３】図３は、封止体を図１に示す状態において裏側から見て示す斜視図である。
【図４】図４は、図１のIV−IV線断面図である。
【図５】図５は、封止体によって封止する工程を行う前のリードフレームの斜視図である。
【図６】図６は、封止体の成型後の様子を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０…光モジュール、１２…リードフレーム、１２ｆ…受光素子搭載領域、１２ｉ…プリアンプ搭載領域、１４…受光素子、１４ａ…受光面、１６…封止体、１６ａ…位置決め部、１６ｂ…光路変換部、１６ｃ…素子配置部、１６ｆ…入射面、１６ｇ…反射面、１８…フェルール、２０…プリアンプ、２２…コンデンサ
２４…光ファイバ。
【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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