(57)【要約】【課題】サイズが大型化しても、樹脂パッケージを容易に製造することができる、光通信モジュールおよびそのような光通信モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】光通信モジュール４は、長方形板状の基板１１を備えている。この基板１１の一方面１３上に、フォトダイオードが配置されており、その基板１１の一方面１３およびフォトダイオードは、樹脂パッケージ１２により封止されている。また、樹脂パッケージ１２の基板１１に接する面と反対側の光入射面１４には、送信側の光通信モジュールから出射される平行光をフォトダイオードに集光させるための集光レンズ６が配置されている。樹脂パッケージ１２の長手方向に沿った両側面１６，１７には、光入射面１４を垂直に見下ろしたときの形状が矩形状である溝１８が形成されている。この溝１８は、樹脂パッケージ１２の原型の成型時にすでに形成されている。【選択図】図２Ａ
2007294615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の一方面上に配置され、送信側光通信モジュールから出射される光を受光する受光素子と、
前記基板の前記一方面および前記受光素子を封止するブロック状の樹脂パッケージと、
前記樹脂パッケージの前記基板に接する面と反対側の光入射面に配置され、前記送信側光通信モジュールから出射される光を前記受光素子に集光させるためのレンズとを含み、
前記樹脂パッケージの前記光入射面と交差するパッケージ側面に溝が形成されていることを特徴とする、光通信モジュール。
【請求項２】
前記パッケージ側面は、前記基板の前記一方面と直交する基板側面と面一に形成されており、
前記溝が、前記光入射面と前記基板の前記一方面とにわたって形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項３】
前記基板の前記一方面と反対側の他方面および前記パッケージ側面と面一をなす前記基板側面には、前記受光素子と外部装置との電気接続のための電極が形成されていることを特徴とする、請求項１または２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】
この発明は、光通信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光通信（赤外線通信）モジュールは、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistants）などのモバイル機器に搭載され、近距離でのデータ通信モジュールとして急激に普及してきている。
図４は、光通信モジュールによる通信の様子を概念的に示す図である。
送信側の光通信モジュール９１は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）９２と、この発光ダイオード９２からの光を透過させるレンズ９３とを備えている。発光ダイオード９２からの光は、レンズ９３を透過し、ビーム径が単調に拡がりつつ進行（放射状に進行）する。
【０００３】
一方、受信側の光通信モジュール９４は、送信側の光通信モジュール９１から出射される光の通過域（光照射領域）内に配置される。この受信側の光通信モジュール９４は、フォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）９５と、送信側の光通信モジュール９１からの光をフォトダイオード９５に集光させるためのレンズ９６とを備えている。レンズ９６の径は、光通信モジュール９１からの光のビーム径に比べてかなり小さく、フォトダイオード９５には、光通信モジュール９１からの光のごく一部が入射する。
【０００４】
このような発光ダイオードを用いた光通信モジュールでは、データ伝送速度は、数Ｍｂｐｓ〜数十Ｍｂｐｓ程度であり、これを数百〜数千倍のＧｂｐｓ単位まで向上させることは、発光ダイオードの高出力化および応答速度の向上の限界から困難である。そこで、発光ダイオードに代えて、発光ダイオードよりも高出力かつ高速応答特性に優れたレーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）の採用が提案されている。
【特許文献１】特開平９−１６７９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、発光ダイオードを用いた光通信モジュールでは、図４に示すように、放射状に拡がる光の通過する広い領域が通信可能範囲となるのに対し、レーザダイオードを発光素子として用いた場合、通信可能範囲はレーザダイオードの高い指向性のために狭くなる。
そこで、本願発明者らは、出射側の光通信モジュールからの光を受光素子（フォトダイオード）に集光させるためのレンズの径をレーザダイオードの光束径よりも大きくすることにより、通信可能範囲を拡げることを考えた。ところが、レンズの径を大きくすると、レンズの曲率が大きくなり、焦点距離が長くなるため、受光素子を封止する樹脂パッケージのサイズが大きくなってしまう。そのため、樹脂パッケージの製造（とくに切削加工）が困難になるという、新たな問題を生じることが判った。
【０００６】
この発明の目的は、サイズが大型化しても、樹脂パッケージを容易に製造することができる、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】
【０００７】
前記の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、基板と、前記基板の一方面上に配置され、送信側光通信モジュールから出射される光を受光する受光素子と、前記基板の前記一方面および前記受光素子を封止するブロック状の樹脂パッケージと、前記樹脂パッケージの前記基板に接する面と反対側の光入射面に配置され、前記送信側光通信モジュールから出射される光を前記受光素子に集光させるためのレンズとを含み、前記樹脂パッケージの前記光入射面と交差するパッケージ側面に溝が形成されていることを特徴とする、光通信モジュールである。
【０００８】
この構成によれば、樹脂パッケージの原型の成型後に、その原型および基板を完成後のパッケージ側面に沿う切断面で切断して、樹脂パッケージを得る場合に、切断前の樹脂パッケージの原型に溝が形成されていれば、切断刃と樹脂パッケージの原型との接触面積を小さくすることができ、切断刃が樹脂パッケージの原型から受ける抵抗力を軽減することができる。そのため、樹脂パッケージのサイズが大きくても、樹脂パッケージを容易に製造することができる。また、樹脂パッケージを切断する切断刃の摩耗を低減することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記パッケージ側面は、前記基板の前記一方面と直交する基板側面と面一に形成されており、前記溝が、前記光入射面と前記基板の前記一方面とにわたって形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の光通信モジュールである。
この構成によれば、樹脂パッケージの光入射面と基板の一方面とにわたって溝が長く形成されているので、樹脂パッケージの原型を完成後のパッケージ側面に沿う切断面で切断するときに、切断刃が樹脂パッケージから受ける抵抗力を一層軽減することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記基板の前記一方面と反対側の他方面および前記パッケージ側面と面一をなす前記基板側面には、前記受光素子と外部装置との電気接続のための電極が形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の光通信モジュールである。
この構成によれば、基板の樹脂パッケージ側と反対側の他方面に電極が形成されているので、その基板の他方面を外部装置（たとえば、実装基板）に接触させて、外部装置上の配線と電極との電気接続を達成することができる。また、パッケージ側面と面一をなす基板側面にも電極が形成されているので、その基板側面を外部装置に接触させて、外部装置上の配線と電極との電気接続を達成することもできる。しかも、このときパッケージ側面が外部装置に接触し、パッケージ側面により、外部装置上で光通信モジュールを安定に支持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る光通信モジュールによる通信の様子を概念的に示す図である。
送信側の光通信モジュール１は、発光素子としてのレーザダイオード２と、このレーザダイオード２からの光（レーザビーム）を平行光に変換するためのコリメートレンズ３とを備えている。
【００１２】
レーザダイオード２は、光を放射状に発する。このレーザダイオード２からの放射状の光は、コリメートレンズ３を透過することにより平行光に変換され、平行光の光束となって、コリメートレンズ３から出射される。
一方、受信側の光通信モジュール４は、送信側の光通信モジュール１から出射される平行光を受光する受光素子としてのフォトダイオード５と、平行光をフォトダイオード５に集光させるための樹脂製の集光レンズ６とを備えている。
【００１３】
集光レンズ６は、送信側の光通信モジュール１から出射される平行光の光束の径よりも大きな径を有している。この実施形態では、たとえば、平行光の光束の直径が０．３ｍｍであり、集光レンズ６の直径が３ｍｍとされている。これにより、光通信モジュール１，４間での通信可能範囲は、送信側の光通信モジュール１からの光の通過域には依存せず、受信側の光通信モジュール４に備えられる集光レンズ６の径に依存する。そのため、発光ダイオードに比べて指向性の高いレーザダイオード２を発光素子として用いても、通信可能範囲をレーザダイオードからの光が通過する領域以上に拡大することができる。したがって、レーザダイオード２を発光素子として用いたことにより、データの高速伝送を可能とすることができながら、適当な通信可能範囲を確保することができる。
【００１４】
図２Ａは、受信側の光通信モジュール４の斜視図である。また、図２Ｂは、製造途中の光通信モジュール４の斜視図である。
受信側の光通信モジュール４は、長方形板状の基板１１と、この基板１１の一方面上に設けられたブロック状の樹脂パッケージ１２とを備えている。基板１１の一方面１３（図２Ａにおける上面）上に、フォトダイオード５が配置されており、その基板１１の一方面１３およびフォトダイオード５は、樹脂パッケージ１２により封止されている。また、樹脂パッケージ１２の基板１１の一方面１３に接する面と反対側の光入射面１４（図２Ａにおける上面）には、長手方向の一方側に片寄った位置に、集光レンズ６が配置されている。
【００１５】
樹脂パッケージ１２の長手方向に沿った両側面１６，１７には、光入射面１４を垂直に見下ろしたときの形状が矩形状である溝１８がそれぞれ形成されている。この溝１８は、光入射面１４と基板１１の一方面１３との間にわたって、光入射面１４（基板１１の一方面１３）と直交する方向に沿って延びている。
樹脂パッケージ１２の側面１６は、光入射面１４および基板１１の一方面１３に対して直交し、基板１１の側面１９と面一をなしている。一方、樹脂パッケージ１２の側面１７は、光入射面１４から基板１１の一方面１３に向かって側面１６から離れるように傾斜している。すなわち、樹脂パッケージ１２は、長手方向に見たときの側面形状が、光入射面１４の幅が基板１１の一方面１３に接する面の幅よりも狭く、側面１６が光入射面１４および基板１１の一方面１３に接する面に直交し、かつ、側面１７が光入射面１４および基板１１の一方面１３に接する面に対して傾斜している。
【００１６】
また、基板１１には、その長手方向にほぼ等間隔を隔てて、複数個（図２Ａでは、４個）の電極２１が設けられている。各電極２１は、基板１１を樹脂パッケージ１２の側面１６と面一をなす側面１９から平面視略長方形状に切り欠くことにより形成された溝に埋設されて、基板１１の側面１９および一方面１３と反対側の他方面２０で露出している。これにより、受信側の光通信モジュール４は、外部装置としての実装基板に対して、基板１１の他方面２０を接触させて、実装基板上の配線と電極２１との電気接続を達成することができ、また、基板１１の側面１９を接触させて、実装基板上の配線と電極２１との電気接続を達成することができる。光通信モジュール４が基板１１の側面１９を実装基板に接触させて実装された状態では、樹脂パッケージ１２の側面１６が実装基板に接触し、この側面１６により光通信モジュール４を支持して、実装基板上での光通信モジュール４の安定した姿勢を確保することができる。
【００１７】
光通信モジュール４は、以下のようにして製造される。まず、基板１１の一方面１３上に、フォトダイオード５が配置される。フォトダイオード５は、ワイヤなどを介して、基板１１に設けられた各電極２１と電気的に接続される。つづいて、フォトダイオード５を実装した基板１１が金型にセットされ、その金型に樹脂材料が注入されることにより、図２Ｂに示すように、長手方向に沿った両側面に溝１８を有する樹脂パッケージ１２の原型が形成される。この樹脂パッケージ１２の原型では、溝１８を有する両側面が、光入射面１４から基板１１の一方面１３に向けて拡がるように傾斜している。この傾斜は、金型から樹脂パッケージ１２の原型を抜くための抜き勾配である。また、樹脂パッケージ１２の成型と同時に、樹脂パッケージ１２の光入射面１４に樹脂製の集光レンズ６が一体的に形成される。その後、図２Ｂに破線で示す切断面に沿って、樹脂パッケージ１２の原型および基板１１が切断されることにより、図２Ａに示す光通信モジュール４が得られる。
【００１８】
以上のように、発光素子としてレーザダイオード２が用いられているので、送信側の光通信モジュール１と受信側の光通信モジュール４との間でのデータの高速伝送を可能にすることができる。具体的には、発光ダイオードを用いた光通信モジュールのデータ伝送速度が、数Ｍｂｐｓ〜数十Ｍｂｐｓ程度であるのに対し、この実施形態の構成では、データ伝送速度を数百〜数千倍のＧｂｐｓ単位まで向上させることができる。
【００１９】
また、集光レンズ６、送信側の光通信モジュール１から出射される平行光の光束の径よりも大きな径を有している。これにより、光通信モジュール１，４間での通信可能範囲は、光通信モジュール１からの光の通過域には依存せず、集光レンズ６の径に依存する。そのため、発光ダイオードに比べて指向性の高いレーザダイオード２を発光素子として用いても、通信可能範囲をレーザダイオード２からの光が通過する領域以上に拡大することができる。したがって、レーザダイオード２を発光素子として用いたことにより、データの高速伝送を可能とすることができながら、適当な通信可能範囲を確保することができる。
【００２０】
さらに、樹脂パッケージ１２の原型の成型時にすでに溝１８が形成されているので、基板１１および樹脂パッケージ１２の原型を切断するときに、切断刃と樹脂パッケージ１２の原型との接触面積を小さくすることができ、切断刃が樹脂パッケージ１２の原型から受ける抵抗力を軽減することができる。そのため、樹脂パッケージ１２のサイズが大きくても、樹脂パッケージ１２を容易に製造することができる。また、樹脂パッケージ１２を切断する切断刃の摩耗を低減することができる。
【００２１】
しかも、この実施形態では、溝１８が光入射面１４と基板１１の一方面１３とにわたって長く形成されているので、樹脂パッケージ１２の原型を切断するときに、切断刃が樹脂パッケージ１２の原型から受ける抵抗力を一層軽減することができる。
また、基板１１の他方面２０に電極２１が形成されているので、その基板１１の他方面２０を実装基板に接触させて、実装基板上の配線と電極２１との電気接続を達成することができる。また、樹脂パッケージ１２の側面１６と面一をなす基板の側面１９にも電極２１が形成されているので、その側面１９を実装基板に接触させて、実装基板上の配線と電極２１との電気接続を達成することもできる。しかも、樹脂パッケージ１２の側面１６が、基板１１の側面１９と面一に形成されているので、このとき樹脂パッケージ１２の側面１６が実装基板に接触し、その側面１６により、実装基板上で光通信モジュール４を安定に支持することができる。
【００２２】
この発明の一実施形態の説明は以上のとおりであるが、この発明は、他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、送信側の光通信モジュール１から受信側の光通信モジュール４への一方向通信の構成を例にとったが、送信側の光通信モジュール１に、フォトダイオード５および集光レンズ６に相当する構成が備えられ、受信側の光通信モジュール４に、レーザダイオード２およびコリメートレンズ３に相当する構成が備えられて、光通信モジュール１，４間での双方向通信が可能とされてもよい。
【００２３】
また、前述の実施形態では、樹脂パッケージ１２の側面１６のみが、光入射面１４および基板１１の一方面１３に対して直交し、その反対側の側面１７は、光入射面１４から基板１１の一方面１３に向かって側面１６から離れるように傾斜しているとしたが、図３に示すように、両側面１６，１７が光入射面１４および基板１１の一方面１３に対して直交していてもよい。このような構成の光通信モジュール４は、たとえば、複数の基板１１を連設したモジュールが金型にセットされ、その金型に樹脂材料が注入されることにより、図３に仮想線で示すように、モジュール上に複数の樹脂パッケージ１２（溝１８を有している。）が一体的に形成された後、その成型品が、金型から抜かれて、基板１１の連設方向に適当な間隔で切断されることにより形成される。
【００２４】
さらにまた、前述の実施形態では、集光レンズ６の直径を３ｍｍとしたが、集光レンズ６の直径は、送信側の光通信モジュール１からの平行光の光束の直径よりも大きければよい。平行光の光束の直径（光束径）が０．０１〜０．１ｍｍである場合、集光レンズ６の直径は２ｍｍ以上であることが好ましく、たとえば、オフィス内の天井などに一方の光通信モジュールを配置し、この光通信モジュールとパーソナルコンピュータなどに設けられた他方の光通信モジュールとの間でデータ通信を行う場合には、集光レンズ６の直径を１０ｃｍ程度としてもよい。
【００２５】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の一実施形態に係る光通信モジュールによる通信の様子を概念的に示す図である。
【図２Ａ】図１に示す受信側の光通信モジュールの斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示す光通信モジュールの製造方法を説明するための斜視図である。
【図３】図１に示す受信側の光通信モジュールの他の構成を示す斜視図である。
【図４】従来の光通信モジュールによる通信の様子を概念的に示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１      光通信モジュール（送信側光通信モジュール）
２      レーザダイオード
４      光通信モジュール
５      フォトダイオード（受光素子）
６      集光レンズ（レンズ）
１１    基板
１２    樹脂パッケージ
１３    一方面（基板の一方面）
１４    光入射面
１６    側面（パッケージ側面）
１７    側面（パッケージ側面）
１８    溝
１９    側面（基板側面）
２０    他方面（基板の他方面）
２１    電極
【図１】
2007294615.tif 000003
【図２Ａ】
2007294615.tif 000004
【図２Ｂ】
2007294615.tif 000005
【図３】
2007294615.tif 000006
【図４】
2007294615.tif 000007