(57)【要約】      （修正有）【課題】  モールド・ベース上にラミネート基板または他の基板を位置決めするための改善を提供する。【解決手段】  アライメント・システムは、オーバモールド化チップ・キャリアを有し、基板をモールド内に正確に位置合わせする。オーバモールド・フレーム上の、及びリテイナ・アセンブリ状の協働スタンドオフ・パッドが、接着剤を受け取るための正確なギャップを提供する。リテイナ・アセンブリは、フレキシブル回路を含む光電子部品を搭載し、このフレキシブル回路の末端部分と、オーバモールド・フレーム内の収容キャビティの壁とが、フレキシブル回路の末端電気リードを、基板上の電気パッドのアレイに正確に位置合わせするための協働フィーチャを有する。フレキシブル回路の近縁端部上の永久囲い板が、近縁電気リードを保護し、それらをオプティック・ダイ及びそれらのキャリア上の電気パッドに位置合わせする援助をする。【選択図】  図１
2005004214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面の上に該表面を覆うモールドフレームが設けられたモールドアセンブリであって、
（イ）表面に電子チップが設けられた基板と、
（ロ）該基板上に設けられ、該基板上の前記電子チップを覆うモールドフレームと、
（ハ）該モールドフレームの取り付け領域に取り付けられ、光電子トランシーバを保持する保持アセンブリとを備え、
前記取り付け領域に、対向面を有するスロット穴と、三角形形状を画定する３つの側壁を有する三葉状穴とが設けられ、前記スロット穴が、前記保持アセンブリ上の第１の支柱を受け取るように構成され、前記三葉状穴が、前記保持アセンブリ上の第２の支柱を受け取るように構成され、前記第１の支柱が、前記スロット穴の前記対向面のそれぞれと同時に嵌合する断面サイズ及び形状を有し、前記第２の支柱が、前記三葉状穴の前記３つの側壁のそれぞれと同時に嵌合するサイズ及び形状を有する、モールドアセンブリ。
【請求項２】
前記第１の支柱嵌合が、前記第１の支柱と前記スロット穴との間の２つの摩擦接触帯を生じる第１の締りばめを提供し、前記第２の支柱嵌合が、前記第２の支柱と前記三葉状穴との間の３つの摩擦接触帯を生じる第２の締りばめを提供し、前記接触帯が前記支柱の各々のその対応する穴からの撤退に抵抗する摩擦力を提供する、請求項１記載のモールドアセンブリ。
【請求項３】
３つのパッドが前記保持アセンブリ上に三角パターンで提供され、３つのパッドが前記取り付け領域上に、対応する三角パターンで提供され、前記支柱が前記穴内に完全に受け取られるとき、前記取り付け領域上の各パッドが、前記保持アセンブリ上のパッドの対応する１つと対面して、それを支持し、前記保持アセンブリを安定化するように構成され、前記対面されたパッド同士の間に、前記保持アセンブリを前記取り付け領域に固定する接着剤組成物を受け取る、均一な幅を有するギャップを提供する、請求項１記載のモールドアセンブリ。
【請求項４】
前記基板がラミネートボードであり、該ボードの表面の電気コンタクトに接続される導体を含み、前記モールドフレームが、前記電気コンタクトを露出するキャビティを形成する壁を有するように成形され、フレキシブル回路の一端が接続されたキャリアが前記保持アセンブリに取り付けられており、前記壁に嵌合する部材が前記フレキシブル回路の他端に取り付けられており、前記フレキシブル回路のリードを前記キャビティ内に露出された前記電気コンタクトに位置合わせするように前記壁が形成されている、請求項１記載のモールドアセンブリ。
【請求項５】
前記フレキシブル回路の他端の前記部材が面取りされた表面を有し、前記キャビティの壁が前記面取りされた表面と嵌合して、前記フレキシブル回路を導き位置合わせする、請求項４記載のモールドアセンブリ。
【請求項６】
前記モールドアセンブリが、前記キャリア上に実装されてコンタクトのアレイを有する送信機または受信機を含み、前記キャリアがコンタクト領域を有し、前記フレキシブル回路が、前記コンタクト領域に接続される複数の第１のリードと、前記コンタクトのアレイに接続される複数の第２のリードとを有し、前記第１のリードの一部及び前記第２のリードの一部が、非導電材料の第１の層上に配置され、前記第１の層に付着される非導電材料の第２の層により覆われ、第１の開窓が前記第１のリードの中間部分を露出するように、前記層を通じて形成され、当該リード部分の前記コンタクト領域への接続を行い、前記第２のリードの端部が前記付着層を越えて、前記付着層の端部に貼られる囲い板に延び、第２の開窓を形成する前記囲い板が前記第２のリードを露出して、当該リードの前記コンタクトのアレイへの接続を行う一方、前記第２のリードの端部を損傷から保護する、請求項４記載のモールドアセンブリ。
【請求項７】
基板の表面の上に該表面を覆うモールドフレームが設けられたモールドアセンブリであって、
（イ）表面に電子チップが設けられた基板と、
（ロ）該基板上に設けられ、該基板上の前記電子チップを覆うモールドフレームと、
（ハ）該モールドフレームの取り付け領域に取り付けられ、光電子トランシーバを保持する保持アセンブリとを備え、
前記取り付け領域に、細長のスロット穴と三角形形状を画定する３つの側壁を有する三葉状穴とが設けられ、前記スロット穴の壁の一部である２つの接触帯が前記保持アセンブリ上の第１の支柱と係合し、前記三葉状穴の壁の一部である３つの接触帯が前記保持アセンブリ上の第２の支柱と係合し、前記第１の支柱が、前記スロット穴の前記対向面のそれぞれと同時に嵌合する断面サイズ及び形状を有し、前記第２の支柱が、前記三葉状穴の前記３つの側壁のそれぞれと同時に嵌合するサイズ及び形状を有し、前記スロット穴及び前記三葉状穴内の接着剤が前記接触帯以外の空間から脱出する、モールドアセンブリ。
【請求項８】
前記第１の支柱嵌合が、前記第１の支柱と前記スロット穴との間の２つの摩擦接触帯を生じる第１の締りばめを提供し、前記第２の支柱嵌合が、前記第２の支柱と前記三葉状穴との間の３つの摩擦接触帯を生じる第２の締りばめを提供し、前記接触帯が前記支柱の各々のその対応する穴からの撤退に抵抗する摩擦力を提供する、請求項７記載のモールドアセンブリ。
【請求項９】
３つのパッドが前記保持アセンブリ上に三角パターンで提供され、３つのパッドが前記取り付け領域上に、対応する三角パターンで提供され、前記支柱が前記穴内に完全に受け取られるとき、前記取り付け領域上の各パッドが、前記保持アセンブリ上のパッドの対応する１つと対面して、それを支持し、前記保持アセンブリを安定化するように構成され、前記対面されたパッド同士の間に、前記保持アセンブリを前記取り付け領域に固定する接着剤組成物を受け取る、均一な幅を有するギャップを提供する、請求項７記載のモールドアセンブリ。
【請求項１０】
前記基板がラミネートボードであり、該ボードの表面の電気コンタクトに接続される導体を含み、前記モールドフレームが、前記電気コンタクトを露出するキャビティを形成する壁を有するように成形され、フレキシブル回路の一端が接続されたキャリアが前記保持アセンブリに取り付けられており、前記壁に嵌合する部材が前記フレキシブル回路の他端に取り付けられており、前記フレキシブル回路のリードを前記キャビティ内に露出された前記電気コンタクトに位置合わせするように前記壁が形成されている、請求項７記載のモールドアセンブリ。
【請求項１１】
前記フレキシブル回路の他端の前記部材が面取りされた表面を有し、前記キャビティの壁が前記面取りされた表面と嵌合して、前記フレキシブル回路を導き位置合わせする、請求項１０記載のモールドアセンブリ。
【請求項１２】
前記モールドアセンブリが、前記キャリア上に実装されてコンタクトのアレイを有する送信機または受信機を含み、前記キャリアがコンタクト領域を有し、前記フレキシブル回路が、前記コンタクト領域に接続される複数の第１のリードと、前記コンタクトのアレイに接続される複数の第２のリードとを有し、前記第１のリードの一部及び前記第２のリードの一部が、非導電材料の第１の層上に配置され、前記第１の層に付着される非導電材料の第２の層により覆われ、第１の開窓が前記第１のリードの中間部分を露出するように、前記層を通じて形成され、当該リード部分の前記コンタクト領域への接続を行い、前記第２のリードの端部が前記付着層を越えて、前記付着層の端部に貼られる囲い板に延び、第２の開窓を形成する前記囲い板が前記第２のリードを露出して、当該リードの前記コンタクトのアレイへの接続を行う一方、前記第２のリードの端部を損傷から保護する、請求項１０記載のモールドアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光電子トランシーバ・モジュールに関し、特に、多重チャネル光ファイバ・ケーブルを、多重チャネル垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）送信機と、一般にＰＡＩＤ（Preamplifier with Integrated Detector）と呼ばれるインピーダンス変換増幅器を含む多重チャネル受信機とに結合するオーバモールド化ラミネート及び他のサブアセンブリを、モジュール内に形成する構造及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電子トランシーバは、並列光ファイバ・データ・リンクにおける主要構成要素である。こうしたトランシーバの１つは、多重チャネル光ファイバ・ケーブルを多重チャネル垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）及び多重チャネル受信機に結合する、モジュラ・パッケージまたはモジュールである。このモジュールは、ＣＭＯＳ及び光電子ダイを含む様々な構成要素から成る。これは１つの受信部分及び１つの送信部分を有し、デュアル１２チャネルの光ファイバ・リボン・ケーブルの端部に実装される単一のコネクタを受け取るように設計される。モジュールの半分の送信部分は、レーザ・ドライバ及び垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）により、並列電気入力信号を対応する並列光出力信号に変換する。モジュールの半分の受信部分は、光検出器及びインピーダンス変換増幅器を用いて、光入力信号を電圧信号に変換することにより、並列光入力信号を対応する並列電気出力信号に変換する。この増幅器は、一般に"ＰＡＩＤ（Preamplifier with Integrated Detector）"と呼ばれる。
【０００３】
光電子トランシーバ・モジュールは、２つの主要構成ブロックを含む。それらの１つは、標準の製造材料を使用する電子機能を組み込むオーバモールドされたラミネート・サブアセンブリである。第２は、モジュールの光電子機能、光学機能及びコネクタ機能をサポートするために必要な光学部品及び他の部品を組み込むリテイナ・サブアセンブリである。リテイナ・サブアセンブリは、受信機の光学サブアセンブリ（ＲＯＳＡ：receiver optical subassembly）及び送信機の光学サブアセンブリ（ＴＯＳＡ：transmitter optical subassembly）の両方を含む。モジュールは、リテイナ・サブアセンブリをオーバモールド・ラミネート・サブアセンブリ上に実装し、これら２つのサブアセンブリを電気的に接続することにより組み立てられる。最後に、ヒート・シンク及びＥＭＩ（電磁妨害）シールドが取り付けられる。
【０００４】
多数の問題がトランシーバ・モジュールの組み立て、及びオーバモールド化ラミネート・サブアセンブリの製造において生じている。ここでオーバモールド・フレームはモジュールの主要構造部材である。オーバモールド・フレーム（オーバモールドとも呼ばれる）は、非光電子ダイ及びそれらのワイヤボンドを保護し、更に、モジュールの他の部品を配置、位置合わせ及び所定位置に固定するために、機械的フィーチャの組み込みを必要とする。
【０００５】
他の構成部品のアライメント（すなわち位置合わせ）に関して、オーバモールドはモジュールの主要部品なのでラミネート・ボード基板とオーバモールドとの間の厳密な公差を維持することが非常に重要である。換言すると、オーバモールドと位置合わせされる構成部品は、対応する界面接触と位置合わせされなければならない界面接触を有する。例えば、オプティカル・ダイ（送信機または受信機）に接続されるフレキシブル回路（フレックス）は、そのリードがラミネート・ボード上の対応するパッドに、ワイヤボンドにより電気的に接続されるように、オーバモールドのキャビティ内に位置合わせされなければならない。フレキシブル回路リードとラミネート上のボンディング・サイトとの間の横方向オフセットが、リテイナからオーバモールド間、及びオーバモールドからラミネート間などの累積位置誤差から生じる。ボンディング・サイト間の過度なオフセットは、ワイヤボンドの歩留り及びプロセス時間に悪影響を与え、横方向オフセットを調整するために要求されるより長いワイヤ及びより高いワイヤ・ループにより、高インダクタンスの電気サブシステムを形成する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、モールド・ベース上にラミネート基板または他の基板を位置決めするための改善を提供するもので、オーバモールド・フレームが基板上に成形されるときに、オーバモールド・フレームの適正なアライメントを保証する。また、改善されたアライメント・フィーチャがオーバモールド・フレーム内に提供され、リテイナ・アセンブリ及びその上にマウントされるフレキシブル回路のアライメントが正確に達成されるように保証する。これらの改善が送信機モジュール、受信機モジュール、及び結合式送信機及び受信機（すなわちトランシーバ）モジュールに適用可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従来の成形プロセスは、ラミネートの外側エッジを使用して、それをモールド・ベース上に配置する。外側のラミネート・エッジの使用による公差は、±０．２ｍｍ（±８ミル）である。ラミネート・エッジが使用される理由は、それがオーバモールド・フレームが置かれる領域を越えて延び、それにより成形材料の流れの妨害を回避するからである。
【０００８】
約±０．２ｍｍ（±８ミル）乃至約±０．０５ｍｍ（±２ミル）の範囲の位置決め公差を低減するために、"マウス・バイト（mouse bite）"と呼ばれる１対の円弧状の凹部がラミネートの前縁部に形成され、各マウス・バイトが、モールド・ベース上の対応するアライメント・ピンまたは他の凸形の円弧状フィーチャに隣接するように位置決めされる。マウス・バイトの円弧は反対方向を向き、好適には前縁部の向き合った隅部に形成される。しかしながら、マウス・バイトは前縁部に沿って間隔をあけた関係で任意の場所に配置することができ、１つのへこみ内の向き合う円弧により生成されてもよい。
【０００９】
マウス・バイトの円弧は、ピンとマウス・バイトとの間の迫持受けが、幅広の帯状接触ではなく、実質的に直線状の接触に沿うように、穴あけまたはフライス削りされるか、位置決めピンの半径よりも大きな半径で切り取られる。マウス・バイト円弧の穴あけまたはフライス削りが好ましい。なぜなら、穴あけまたはフライス削りされたへこみは、±０．０５ｍｍ（±２ミル）の公差を提供するからである。従って、オーバモールド・フレーム（オーバモールドとも呼ばれる）は、ラミネート・ボード（ラミネートとも呼ばれる）上の接触界面に対してより正確に位置決めされる。従って、オーバモールド上に続いて取り付けられ、そのフィーチャに位置合わせされる他の構成部品が、ラミネート・ボード・フィーチャに対して順々により正確に配置される。マウス・バイトは、容易で経済的であり、歩留り損失を低減するラミネート処理プロセスを可能にする。マウス・バイトが無い場合、オーバモールド・フレームとラミネート・ボードとの間の余りに大きな公差から、歩留り損失が大きくなる。
【００１０】
本発明はまた、リテイナ・アセンブリをオーバモールドのプラットフォーム上に配置、位置決め及び安定化するための改善を提供する。従来設計では、オーバモールド・プラットフォーム内の１対の標準穴が、主要リテイナ要素（リテイナとも呼ばれる）の底面から突き出る１対の円筒状支柱と嵌合する。しかしながら、こうした標準の穴では、支柱を穴に嵌合する際、及びリテイナをオーバモールドに摩擦的に固定するために適切な締りばめ（interference fit）を達成する際、更にリテイナの永久取り付けのために、オーバモールド・プラットフォーム表面をエポキシ接着剤の層により被覆し、支柱を空気または液体接着剤を含む穴に挿入する際、困難に直面した。後者の場合、空気または接着剤が穴から脱出することができず、そのために２つの部品が正しく嵌合できなくなる。
【００１１】
本発明は、１つの支柱を受け取る細長の穴またはスロット（スロット穴）と、リテイナ・アセンブリの他の支柱を受け取る三角状の穴（三葉状穴：trilobe hole）とを提供する。スロット穴及び三葉状穴の両者は、穴壁と支柱との間の自由空間の形態で通路を提供し、支柱が穴に挿入するとき、その通路を通じて過剰な接着剤及び空気が脱出する。三葉状穴は、対応する支柱と穴壁との間に３つの接触帯を提供する点で、追加の利点を有する。三葉状穴の３つの側壁の各々は、支柱の軸に平行な狭い接触帯を提供する。
【００１２】
更に、スロット穴は、２つの狭い接触帯に沿ってだけその支柱と接触し、それぞれの接触帯は、対向するそれぞれの壁上に存在する。従って、スロット穴は、三葉状穴内の３つの狭い接触帯に沿う接触圧が実質的に等しくなるように、ｘ−ｙ平面内でのリテイナの移動の十分な自由度を提供する。支柱とスロット穴及び三葉状穴との間の接触は、実質的に直線に沿うのではなく、好適には狭い帯に沿うべきである。なぜなら、支柱の中心軸に平行に延びる支柱の周囲の小円弧が、オーバモールド材料（好適には成形樹脂組成物）を押圧するとき、接触帯が穴の各側壁に沿って生成されるように、支柱の直径は締りばめを提供するように選択されるからである。これらの接触帯の各々は、ラミネートの平面に実質的に垂直であり、横幅が好適には約２５μｍ乃至約２５０μｍ、より好適には約１００μｍであり、約０．２５ｍｍ乃至約０．７５ｍｍの、より好適には約０．４ｍｍの長さを有する。リテイナ支柱は好適には円筒状（断面が円形）であるが、選択形状がスロット穴及び三葉状穴と等価な接触帯を提供するのであれば、他の断面形状を有してもよい。支柱は好適には約１．２５ｍｍ乃至約２．５ｍｍの、より好適には約２．０ｍｍの直径を有し、また好適には約１．０ｍｍ乃至約２．５ｍｍの、より好適には約１．７５ｍｍの長さを有する。
【００１３】
リテイナ支柱とスロット穴及び三葉状穴との間の横方向の嵌合は、リテイナ・アセンブリをｘ−ｙ平面内での横方向の移動から固定し（２つの自由度を除去する）、更にｚ軸回りの回転からも固定する（第３の自由度を除去する）。更に、これらの穴と対応するリテイナ支柱との間の摩擦嵌合が、ｚ軸に沿うリテイナの移動を制限する（第４の自由度を除去する）。リテイナ支柱とスロット穴及び三葉状穴との間の嵌合は更に、２つの残りの自由度、すなわちｘ軸及びｙ軸回りのリテイナ・アセンブリの回転を除去する傾向がある。しかしながら、これらの後者の２つの自由度を積極的に除去するために、リテイナの下側から突き出す３つのスタンドオフ・パッドのセットが、オーバモールドのプラットフォームから突き出す３つのスタンドオフ・パッドのセットと接するように構成される。パッドの各々は好適には、それぞれが仮想的な二等辺三角形の角部に配置されて、最大の安定を得るように形成される。隣接するスタンドオフ・パッドは、接着剤（好適にはエポキシ樹脂）により充填される実質的に一様な幅のギャップを提供し、エポキシを介することにより、リテイナの下面がオーバモールドのプラットフォームの表面に永久に固定される。
【００１４】
本発明はまた、フレックスの近縁リードをオプティック・ダイ及びそれらのキャリアに接着するためのＴＡＢ接着プロセスの簡素化を提供する。従来の統合型フレックス・ケーブルは、フレックスから片持ちにされた露出リードを有し、これらのリードがオプティック・ダイ及びそれらのキャリアにＴＡＢ接着されなければならない。しかしながら、片持ち式リードは出荷の間に損傷される可能性があり、ＴＡＢ接着プロセスを多大に複雑化する。こうした損傷からリードを保護する１方法は、保護用の囲い板（shroud）を提供することであるが、これは組立の前に除去されなければならず、従って、追加のプロセス・ステップを要求する。本発明は窓を有する囲い板を提供し、これがリードの一部を各ダイ及びキャリアへの接続のために露出される。これにより保護用の囲い板を除去する必要性がなくなり、この追加のプロセス・ステップを不要にする。このことは歩留り及びサイクル時間を改善し、また組立コスト及び装置コストを低減する。
【００１５】
リテイナを支持するオーバモールド・プラットフォームに隣接して、オープン・キャビティが設けられ、そこにリテイナ上に実装され、そこから片持ちで支持される受信機及び送信機光学アセンブリのフレキシブル回路及びオプティック・ダイ・キャリア部分が収納される。これらの光学アセンブリのオプティカル・カプラ部分がリテイナ内に挿入され、リテイナにより保持される。本発明のオーバモールドは、フレックスの末端のリードをラミネート・ボード上の受信機及び送信機端末のパッド・アレイに正確に位置合わせするフィーチャを提供する。これらのアライメント・フィーチャは、オープン・キャビティを画定するオーバモールド壁の一部であり、このオープン・キャビティが端子パッド・アレイへの、及び２つの光学アセンブリのダイ・キャリアのための接地パッドへのアクセスを提供する。オープン・キャビティにより提供されるプロセスは、ワイヤボンドによりフレックス・リードを端子パッドに接続することを可能にする。アライメント・フィーチャは、ラミネートに垂直でフレックスの中心軸に対してある角度、好適には約４５度で傾斜するキャビティ壁の一部を含む。対応する面取されたエッジが、各フレックスの末端部分に予め装着されたスチフナ上に提供され、スチフナの面取りされたエッジとキャビティ壁の傾斜部分との間の迫持受けまたは境界部分が、フレックスの末端リードを端子パッド・アレイの対応するパッド上に正確に位置決めする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１を参照すると、並列光電子モジュールの分解組立図が示され、これは受信機光学アセンブリ２０、送信機光学アセンブリ２２、リテイナ２４、オーバモールド・アセンブリ２６、ヒート・シンク２７、及びＥＭＩ（電磁妨害）シールド２８を有する。オーバモールド・アセンブリ２６はラミネート・ボード９３上に、オーバモールド・フレーム１８を含む。各光学アセンブリは、ダイ・キャリア３０、フレキシブル回路（フレックス２９、３１）、及びオプティカル・カプラ３２を含み、リテイナの一部を形成する対応するセプタクル部分３４に収納されて保持される。リテイナ２４はまたリセプタクル２５を有し、これはデュアル１２チャネル光ファイバ・リボン・ケーブルの端部に実装され、１つの受信部分及び１つの送信部分を有る単一のコネクタ（図示せず）を受け取る。
【００１７】
図２及び図３に示されるように、各光学アセンブリのフレックスは約９０°曲げられ、接着剤によりキャリア３０に固定されるラミネート端部１１５及び上向きのオプティカル部分１１４を形成する。フレックスの末端またはラミネート端部は、両側に面取りされた末端の角部３５を有するスチフナ部材３３を含み、この目的については後述する。送信機オプティカル・ダイ３７が更に送信機光学アセンブリ２２のキャリア３０上に実装され、受信機オプティカル・ダイ（図示せず）が光学アセンブリ２０のキャリア３０上に実装される。キャリア３０は、オプティカル・カプラ３２の前方アライメント・ピン４０と嵌合する２つの通路３９を含む。ここで前方アライメント・ピン４０は、リテイナ２４の一体部分として形成されるリセプタクル構成要素３４内の対応する通路（図示せず）と嵌合する、後方アライメント・ピン５１（図２）と類似である。図２、図３及び図７に示されるように、フレックス２９は直角に曲げられ、接着剤によりキャリア３０に装着される。ラミネート表面上のパッドを、キャリア上の接触領域、及びラミネートに垂直に向けられる光電子ダイ上のパッドに電気的に接続するために、フレキシブル回路が使用される。
【００１８】
図４乃至図７に示されるように、フレキシブル回路２９及び３１は、第１のリード・セットＬ１及び第２のリード・セットＬ２を有し、これらは好適にはポリイミド材料のベース層１１０上に付着され、エッチングされる。また、これらのリードは、好適にはポリイミド材料のカバー層１１２により保護される。フレックス２９、３１は、オプティカル端部１１４及びラミネート端部１１５を有する。フレックスのオプティカル端部１１４では、リードＬ１をキャリア３０内の接着領域１１６に接着するために、またリードＬ２を光電子ダイ上の導電パッドのアレイ１１８に接続するために（図７参照）、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）ボンドが使用される。第１の窓Ｗ１がベース層１１０及びカバー層１１２を通して提供され、キャリアの接着領域１１６への装着のために、リードＬ１を露出する。Ｃ字型の囲い板（shroud）１２０がベース層１１０またはカバー層１１２の端部に一体的に形成または接着され、第２のリード・セットＬ２をダイ・パッド・アレイ１１８の導電パッドに接続するための第２の窓Ｗ２を形成し、第２のリード・セットＬ２の端部１２１を露出する。第２のリード・セットＬ２の先端部１２２は、囲い板のベース１２４上に形成され、それにより端部１２１及び先端部１２２が、出荷及び接続プロセスの間の損傷から保護される（図５及び図６）。第２のリード・セットＬ２はウィンドウＷ２を通じてダイ・パッド・アレイ１１８に接続されるので、パッドへのリードの接続は、囲い板１２０を除去することなく形成され、それにより、完全にカプセル化された囲い板の除去のために要求される余分なプロセス・ステップを回避する。
【００１９】
更に、フレキシブル回路のラミネート端部１１５には、テスト・プローブ・アレイのための着地点を提供する大きなパッド１２６のアレイが存在する。パッド１２６は、光電子レーザ・ダイをキャリアに、またフレキシブル回路をレーザ・ダイに、更にキャリアをリテイナ内に実装されるオプティカル・カプラに的確に位置合わせすることを保証するために、光学式アライメント及び電気テスト・プロセスの間に使用される。テストの完了後、破線１２７を越えるラミネート端部１１５の端部領域が切断され、廃棄される。実線１２９（図４）はカバー層１１２の末端を表し、これを越えた領域１２８では、リード・セットＬ１及びＬ２の各々が露出され、ラミネート・パッド・アレイ６０及び６１の一方にワイヤボンドされる。直線１２９の内側のリードＬ１及びＬ２部分は、カバー層１１２により覆われるが、これらの部分は図４では明瞭化のために破線として示されていない。ラミネート端部１１５はまた２つのアライメント穴１３０を含み、これらはスチフナ３３を接着剤によりフレックスに装着する間に、スチフナを位置合わせするために使用される。光学アセンブリがリテイナ内に挿入されると、結果の複合体はリテイナ・アセンブリ３６と称される。
【００２０】
図１及び図３を参照すると、モジュールは最初に、２つの光学アセンブリ２０及び２２を、矢印Ａ１により示されるようにリテイナ２４に挿入し、次に結果のリテイナ・アセンブリ３６をオーバモールドの支持プラットフォーム３８上に配置することにより組み立てられる。この配置作業は、支柱４１及び４２を、オーバモールド・プラットフォーム３８内のスロット穴４３及び三葉状穴（trilobe hole）４４に適合させることにより行われる。組立の間、リテイナ支柱４１はスロット・ホール４３に圧入され、リテイナ支柱４２は三葉状穴４４に圧入される。リテイナ支柱４１及び４２の端部、及びスロット穴４３及び三葉状穴４４の入口の開口は、各支柱のその対応する穴への挿入を導くために、好適には面取りされる。
【００２１】
圧入は、スロット穴４３の幅よりも僅かに大きな直径を有する支柱４１と、三葉状穴４４の３つの側壁の各々に同時に接触するのに十分な直径よりも、僅かに大きな直径を有する支柱４２とにより提供される。ここで支柱４２は、図１に示されるように、より詳細には図１４及び図１５に示されるように、三角形の断面を有するので、"三葉状穴"と呼ばれる。ここで"圧入"とは、リテイナ支柱及び隣接する穴壁が互いに押圧し合い、支柱表面に沿って軸方向に延びる摩擦接触の狭い帯が形成される締りばめを意味する。支柱及びオーバモールドの両者は、好適には硬質ではあるが、圧縮可能な合成樹脂から形成される。従って、円筒状の支柱４１とスロット穴４３の対向面との間の締りばめは、２つの狭い帯の摩擦接触を提供し、円筒支柱４２と三葉状穴４４の側壁との間の締りばめは、３つの狭い帯の摩擦接触を提供する。各接触帯は好適には、約２４μｍ乃至約２５０μｍの、より好適には約１００μｍの幅を有し、好適に約０．２５ｍｍ乃至約０．７５ｍｍの、より好適には約０．４ｍｍの長さを有する。支柱４１、４２は、好適には約１．０ｍｍ乃至約２．５ｍｍの、より好適には約１．７５ｍｍの突き出た長さを有し、好適には約１．２５ｍｍ乃至約２．５ｍｍの、より好適には約２．０ｍｍの直径を有する。
【００２２】
摩擦嵌合のこれらの帯は、リテイナ・アセンブリ３６の裏面４６と、オーバモールド・プラットフォーム３８の表面との間に提供される液体接着剤の硬化の間に、リテイナ・アセンブル３６をオーバモールド・プラットフォーム３８上の所定位置にしっかり保持する。リテイナ表面４６とプラットフォーム表面との間の結果の接着剤層が、リテイナ・アセンブリ３６の裏面４６から突き出す三角形状に間隔をあけられたスタンドオフ・パッド４８、４９、５０と、オーバモールド・プラットフォーム３８の表面から突き出す、対応する三角形状に間隔をあけられた３つのスタンドオフ・パッド５２、５３、５４との間の、確実な迫持受けにより確立される、一様な幅を有するギャップを充填する。
【００２３】
図１に示されるｘ、ｙ及びｚ軸を参照すると、リテイナ・パッド４８、４９、５０と、オーバモールド・パッド５２、５３、５４との間の協調は、２つの自由度、すなわちｘ軸回りの回転及びｙ軸回りの回転を積極的に除去することにより、オーバモールド・アセンブリ２６上でリテイナ・アセンブリ３６を安定化させる。他の４つの自由度についても、ｘ及びｙ軸に沿う移動及びｚ軸回りの回転が穴内の支柱により阻止され、ｚ軸に沿う移動が、リテイナ支柱４１、４２と、オーバモールドのスロット穴４３及び三葉状穴４４との間の前述の摩擦嵌合により制限されるという点で除去される。従って、リテイナ・アセンブリ３６は、接着剤の硬化プロセスの間に、オーバモールド・フレーム１８上の正確且つ安定な位置にしっかり保持され、その後、リテイナ・アセンブリ３６をオーバモールド・フレーム１８に、結果的にラミネート・ボード１９に永久的に固定する。
【００２４】
リテイナ・アセンブリ３６がオーバモールド・フレームに永久的に固定された後、フレックス３１のラミネート端部１１５に沿って延びる複数のリード１２８（図４の破線１２７と実線１２９との間のリード部分）が、オーバモールド・キャビティ５８により露出されたラミネート表面の一部上の２つの端子パッド・アレイ内の複数のパッドにワイヤボンドされる。ここでパッド・アレイ６０は、受信機光学アセンブリ２０のフレックス・リードのために提供され、パッド・アレイ６１は、送信機光学アセンブリ２２のフレックス・リードのために提供される。キャビティ５８内のラミネート表面上では、更に、受信機光学アセンブリ２０のダイ・キャリア３０のための２つの接地パッド６３、及び送信機光学アセンブリ２２のダイ・キャリア３０のための２つの接地パッド６４が露出される。ラミネートは更に、ラミネート１９は更に、オーバモールド・ウェル６７の底面に露出される接地パッド６６を含み、これはヒート・シンク２７から下側に突き出すウェブ６８を接地する役目をする。オーバモールド・フレーム１８はまた３つの追加のスタンドオフ・パッド７０、７１及び７２を含み、これらはヒート・シンク２７の裏面の対応するスタンドオフ・パッド（図示せず）と協働するように配置される。図１に示されるように、オーバモールド・フレーム１８は更に、モールド突出ピンと嵌合するように位置決めされる円形領域７４を含み、これは成形作業の完了時に、オーバモールド・アセンブリを成形装置から解除することを可能にする。
【００２５】
並列光電子モジュールのアセンブリの前述の説明から明らかなように、フレックス・リードを端子パッドに接続するために必要なワイヤボンド長を最小化するために、各フレックス・リードがラミネート・ボード上の対応する端子パッドに接近するように、オーバモールド・フレーム１８をラミネート・ボード１９上に正確に位置決めすることが、極めて重要である。従って、本発明は、オーバモールド作業によりラミネート・ボード上に一体成型されるオーバモールド・フレームが、ラミネート・ボードのフィーチャに正しく位置合わせされるように、ラミネート・ボードをオーバモールド装置内に正確に位置決めする方法を提供する。ボード位置決め手段及び関連成型装置及び作業について、次に述べる。
【００２６】
図８乃至図１３を参照すると、３つのワイヤボンド・ダイ（電子チップ）８２、８３、８４を有するラミネート・ボード１９が載置するモールド・ベース８０が示される。これらのダイは、続く成形作業の間に、オーバモールド・フレーム１８（図１）により完全にカプセル化される。これらの図に関連して、ラミネート・ボードの左端には、"マウス・バイト（mouse bite）"８６と呼ばれる円弧状の角部を形成する１対の凹部が形成され、これがモールド・ベース８０上の対応する１対のアライメント・ピンまたは他の凸形の円弧状フィーチャと嵌合する。
【００２７】
図９、図１２及び図１３に示されるように、上半分モールド９２がモールド・ベース８０に対して下方に移動し、モールド・キャビティ９４を封止するとき、ロケータ・プランジャ９０上のテーパ状の端部面８９が、ラミネートの右端に嵌合し、ラミネートのマウス・バイト８６をアライメント・ピン８８と隣接するように移動させる。図８及び図９に最も分かり易く示されるように、各マウス・バイト８６の凹形の円弧は、対応するアライメント・ピン８８の半径Ｒ２よりも実質的に大きい半径Ｒ１で形成される。半径Ｒ１は好適には、ラミネートの前縁部の角部を穴あけまたはフライス削りすることにより、円弧状のマウス・バイトを形成するために使用される、ドリルまたはフライスにより作られる切断部分の半径である。穴あけまたはフライス削りされた穴は、±０．０５ｍｍの（±２ミル）の公差に保たれ、これはオーバモールドのアライメント公差を、モード・フィーチャがラミネートの前縁部に直接嵌合する場合に獲得できる通常の±０．２ｍｍ（±８ミル）から、±０．０５ｍｍ（±２ミル）に低減する。すなわち、通常の前縁部アライメント技法に対して、±０．１５ｍｍ（±６ミル）の低減となる。半径のこの差は、ラミネート・ボードとアライメント・ピンとの接触を、アライメント・ピンの中央軸Ｃに平行な直線状の接触に沿ってのみ提供し、この直線状の接触が図１３に両頭矢印Ｌにより示されており、マウス・バイト８６の円弧の実質的に中間点に位置する、図１１に示される突き合わせ点Ｐで発生する。直線状接触Ｌはまた、アライメント・ピン８８の回りの成形組成物の漏れを防止する封止剤としても作用する。
【００２８】
プランジャ９０はコイル・スプリング９６により下方にバイアスされ、それによりマウス・バイト８６をアライメント・ピン８８に対してバイアスし、またラミネート１９の後縁部がプランジャ９０のテーパ状の表面８９と嵌合するとき、その後縁部を損傷し得る過剰な圧力を回避する。アパーチャ９１がモールド・ベース８０内に設けられ、図１３に示されるように、プランジャ９０がラミネート１９を通過して下方に移動するとき、プランジャ９０の先端部を受け取る。
【００２９】
図１３に示されるように、モールド頂部９２及びモールド・ベース８０が引き合わされて、モールドを閉じると、オーバモールド・フレームを構成する合成樹脂組成物が、インレット通路９７及びゲート９８を通じて、キャビティ入口９９からモールド・キャビティ９４内に導入され、ワイヤボンド・チップを完全にカプセル化する。尚、図１２及び図１３では、チップ８２だけが示される。モールド頂部９２は更に、オーバモールド・キャビティ５８に対応する領域の周辺に、ラミネート表面に隣接する依存型形状（図示せず）を含み、この領域から、それによりオーバモールド・キャビティ５８から合成樹脂組成物を排除する。その結果、端子パッド・アレイ６０、６１及びダイ・キャリア接地パッド６３、６４が露出されたまま維持される。他の依存型突起（図示せず）はスロット穴４３、三葉状穴４４及びパッド・ウェル６７を形成する。更に、前述のように、オーバモールド・フレーム内に埋め込まれるスタンドオフ・パッド５２、５３、５４、７０、７１、７２を形成するためにインサートが提供され、位置決めされる。
【００３０】
完成されたオーバモールド製品が、図１４及び図１５に示される。更に、図１６に示される断面図は、オーバモールド内の三葉状支柱穴４４、スタンドオフ・パッド５２、及び近傍のモールド突出ピン領域７４の断面図を示す。図１７は更に、オーバモールド・スロット４３、スタンドオフ・パッド５３、及びスランドオフ・パッド５２の一部の断面図を示す。
【００３１】
スチフナ３３（図３）は好適にはアルミニウムから作られ、フレキシブル回路のラミネート端部１１５に装着され、それより内側では、図４の実線１２９で示されるように、カバー層１１２が不在となる。スチフナ３３の装着後、オプティカル端部１１４が上向きに９０°曲げられ、キャリア３０に装着される。従って、ラミネート端部１１５はリテイナと共に導入されるとき、キャリア３０から付き出し、ラミネートに平行に延びる。スチフナ３３は２つの目的を果たす。第１は、ワイヤボンディング作業をサポートする堅く、平坦な表面を提供することであり、第２は、スチフナの両側に突き出る端部において、面取りされ表面を提供し、これがオーバモールドの斜めのまたはある角度の壁表面と嵌合し、フレキシブル回路のラミネート端を機械的に導き、そのリードをラミネート上の対応するパッドに位置合わせする。
【００３２】
図１４及び図１５に示されるように、フレックス・リードを端子パッド・アレイ６０及び６１のパッドに位置合わせするフィーチャが、リテイナ・キャビティ５８の壁内に含まれる。これらのフィーチャは、モールド・キャビティの両側の斜めの壁部分１００及び１０２、及び鼻状突起１０８の斜めの壁部分１０４及び１０６である。この鼻状突起はキャビティ５８の左端に延び、ポケット１０５及び１０７を形成する。これらはそれぞれ、光学受信機２０のフレックス３１及び光学送信機２２のフレックス２９を受け取り、位置合わせする。これらの斜めの壁部分は、各フレックス・スチフナ３３の両端の面取りされた縁部３５と協働して、最初に各フレックスの末端を位置決めし、次にその位置を維持する。一方、フレックス・リードは、端子パッド・アレイ６０及び６１のパッドにワイヤボンドされる。
【００３３】
本開示により、当業者であれば、本発明の構成部品及びステップの様々な変更が、それらの機能に大きく影響することなく可能であることが理解できよう。例えば、前述の改善は、別々の送信機及び受信機モジュールにも同様に適用可能である。また、基板、オーバモールド・フレーム、リテイナ及び光学アセンブリの構成部品、ヒート・シンク、及びＥＭＩシールドを含む様々な構成部品の形状、サイズ及び材料が、これらの構成部品及びそれらの対応するシステムの機能を提供するために現状の及び将来の技術に従い、広範に変更可能である。
【００３４】
基板がラミネート組成物以外の材料から作られてもよく、またここで示されたもの以外のコンタクト、パッド、チップ及び構成部品を有してもよい。同様に、オーバモールド・フレームは、ここで示されたもの以外の様々なフィーチャを有し得る。基板をモールド・ベース上で、及びだぼに対抗して滑らせる手段が、テーパ状のプランジャ以外のエッジ嵌合を含んでもよい。それらには例えば、所望の基板移動方向に延びるトラックまたはスロットに沿う滑り移動のために設けられた、バイアスされたシュー（shoe）または他の要素などが含まれる。更に、基板内のマウス・バイト、スロット及び三葉状支柱穴、オーバモールド・キャビティ内の斜めの壁フィーチャ、及びスランドオフ・パッドなどの特定のアライメント・フィーチャが、それぞれ、他のアライメント・フィーチャと独立に使用されてもよい。従って、好適な実施例について述べてきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸れることなく、様々な変更及び別の実施例が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の光電子モジュールを形成するために一緒に固定される個々の構成部品及びサブアセンブリを示す分解組立図である。
【図２】オプティカル・カプラと、オプティック・ダイ及びフレキシブル回路を支持するキャリアとを含む送信機光学アセンブリの部分的分解組立図である。
【図３】受信機及び送信機の両方の光ファイバ・アセンブリを支持するリテイナの底面の斜視図である。
【図４】屈曲されて、図１乃至図３に示されるキャリアに装着される前の、フレキシブル回路の１つの平面図である。
【図５】図４の破線の円５により示される部分の詳細を示す拡大図である。
【図６】図５のライン６−６に沿う、フレキシブル回路の近縁端の断面図である。
【図７】図１乃至図３の光ファイバ・アセンブリの１つのダイ・キャリア及びフレックスの分解組立図である。
【図８】モールド・ベース上に載置するが、所定位置にない場合のラミネート・ボードの斜視図である。
【図９】オーバモールドを受け取るために、ラミネート・ボードがモールド・ベース上の整合位置に移動されたときの斜視図である。
【図１０】図９に示される位置に対応して、ラミネート・ボードがモールド・ベース上の整合位置にあるときの平面図である。
【図１１】図８の破線の円１１により示される部分の詳細を示す拡大図である。
【図１２】図８に示されるように、ラミネート・ボードが所定位置にない場合のモールド・トップ・ベースの位置を示す立面図である。
【図１３】モールドが閉じられ、モールド・トップ・ベースのフィーチャがラミネート・ボードを図９に示される位置に移動するときの、トップ・モールド・ピースの位置を示す立面図である。
【図１４】図１２及び図１３に示される成形作業によりラミネート・ボード上に生成される、オーバモールド・フレームの斜視図である。
【図１５】図１４のオーバモールド・フレーム及びラミネート・ボードの平面図である。
【図１６】図１５のライン１６−１６に沿う、オーバモールド及びラミネートの一部の断面図である。
【図１７】図１５のライン１７−１７に沿う、オーバモールド及びラミネートの一部の断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１８  オーバモールド・フレーム
１９  ラミネート・ボード
２０  受信機光学アセンブリ
２２  送信機光学アセンブリ
２４  リテイナ
２５  リセプタクル
２６  オーバモールド・アセンブリ
２７  ヒート・シンク
２８  ＥＭＩシールド
２９  フレックス
３０  ダイ・キャリア
３１  フレックス
３２  オプティカル・カプラ
３３  スチフナ部材
３４  リセプタクルの一部
３５  スタンドオフ
３６  リテイナ・アセンブリ
３７  送信機オプティカル・ダイ
３８  オーバモールド・プラットフォーム
３９  位置決め通路
４０  前方アライメント・ピン
４１、４２  支柱
４３  スロット穴
４４  三葉状穴
４６  リテイナ・アセンブリ裏面
４８、４９、５０  スタンドオフ・パッド
５１  後方アライメント・ピン
５２、５３、５４  スタンドオフ・パッド
５８  オーバモールド・キャビティ
６０、６１  パッド・アレイ
６３、６４、６６  接地パッド
６７  オーバモールド・ウェル
６８  中央ウェブ
７０、７１、７２  スタンドオフ・パッド
７４  モールド・アセンブリ解除用円形領域
８０  モールド・ベース
８２、８３、８４  ワイヤボンド・ダイ（チップ）
８６  マウス・バイト
８８  アライメント・ピン
８９  テーパ状端面
９０  ロケータ・プランジャ
９１  アパーチャ
９２  モールド上半分
９４  モールド・キャビティ
９６  コイル・スプリング
９７  インレット通路
９８  ゲート
９９  キャビティ入口
１００、１０２  斜め壁部分
１０４、１０６  鼻状突起の斜め壁部分
１０５、１０７  ポケット
１０８  鼻状突起
１１０  ベース層
１１２  カバー層
１１４  オプティカル部分
１１５  ラミネート端部
１１６  キャリア接着領域
１１８  導電パッド・アレイ
１２０  囲い板
１２６  テスト・パッド
１２８  露出領域
１３０  アライメント穴
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2005004214.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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