(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光チップ及び受光チップを実装し単一のハウジングにより一体化し、外部との電気的接続のための電極端子を備えた光ミニジャック又は光伝送モジュールと、該光ミニジャック又は光伝送モジュールに光ファイバプラグを係合した双方向光伝送デバイスにおいて、前記光ミニジャック又は光伝送モジュールは、前記外部との電気的接続のための電極端子であるスルーホール電極を有する一つのベース基板に発光チップ及び受光チップを実装し、発光チップの略真上に半球形状の凸レンズ部が、受光チップの略真上に半球形状の凹レンズ部が位置するように透光性の封止樹脂で封止し、該封止樹脂を半分に分割するようにダイシングして発光デバイスと受光デバイスに区分し、前記半球状の凸レンズ部及び凹レンズ部を除き、前記分割面を含む封止樹脂の全面をメッキして光干渉防止保護膜で覆った後、前記発光デバイスと受光デバイスを分割面で組み合わせ接着剤などにより一体的に固定した送受信デバイスを備えた光ミニジャック又は光伝送モジュールに、一芯の光ファイバプラグを係合したことを特徴とする双方向光伝送デバイス。
【請求項２】
発光チップ及び受光チップを実装し単一のハウジングにより一体化し、外部との電気的接続のための電極端子を備えた光ミニジャック又は光伝送モジュールと、該光ミニジャック又は光伝送モジュールに光ファイバプラグを係合した双方向光伝送デバイスにおいて、前記光ミニジャック又は光伝送モジュールは、前記外部との電気的接続のための電極端子であるスルーホール電極を有する一つのベース基板に発光チップ及び受光チップを実装し、該発光チップの略真上に半球形状の凸レンズ部が、受光チップの略真上に半球形状の凹レンズ部が位置するように透光性の封止樹脂で封止し、該封止樹脂をベース基板の上面に達するハーフダイシングを行い発光デバイスと受光デバイスとに区分するダイシング溝を形成し、前記封止樹脂の半球形状の凸レンズ部及び凹レンズ部を除き、前記ダイシング溝を含む封止樹脂の全面を光干渉防止保護膜を施した送受信デバイスを備えた光ミニジャック又は光伝送モジュールに、一芯の光ファイバプラグを係合したことを特徴とする双方向光伝送デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバプラグを光ミニジャック又は光伝送モジュールに係合して通信可能となる双方向光伝送デバイスに係わり、更に詳しくは、一芯の光ファイバを使って光信号をデータ伝送する一芯双方向光伝送デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、発光デバイスと受光デバイスをハウジング内に組み合わせたミニジャックやトランシーバ型モジュールが存在している。ミニジャックモジュールはＣＤプレーヤ、ＭＤプレーヤ、ノート型ＰＣなど、また、トランシーバ型モジュールはルーター、モデムステーション、ノート型ＰＣなどの家電機器に使用されている。現在市場にあるこれらの光伝送モジュールは、光ファイバを１本使用し、発光デバイスと受光デバイスを対面させた一芯片方向通信や、光ファイバを２本使用し、送受信モジュールが別個（２個）の二芯双方向通信の構造のものがあり、いずれも大型でリードフレーム型である。小型で、且つ面実装型の一芯双方向光伝送モジュールは見当たらない。
【０００３】
図５及び図６は、従来の一般的な二芯の双方向光伝送モジュールの構造を示し、図５は双方向光伝送モジュールの要部断面図である。図６は図５の矢印Ａ方向からの説明図である。
【０００４】
図５及び図６において、符号１は光ファイバプラグで、光ファイバプラグ１は、ハウジング部に２本の光ファイバ２ａ、２ｂが収納されている。
【０００５】
符号３は光伝送モジュールで、該光伝送モジュール３は、ハウジング４の内部に発光チップを実装した発光デバイス５と、受光チップを実装した受光デバイス１０とを単一のハウジング４により一体化している。前記発光デバイス５は、３本のリードフレーム６（６ａ、６ｂ、６ｃ）（図７）の表面に発光チップとして発光ダイオード（ＬＥＤ）７又はレーザー（ＬＤ）と、ＬＥＤ７又はＬＤを制御するためのドライブＩＣ８を実装し、リードフレーム６ａ、６ｂ、６ｃとの導通をワイヤで行っている。前記ＬＥＤ７又はＬＤ、ＩＣ８及びワイヤを透光性の封止樹脂９で封止されている。
【０００６】
受光デバイス１０は、３本のリードフレーム１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）（図７）の表面に光信号を電気信号に変換する機能を有するホトダイオード（ＰＤｉ）と増幅回路を一体化したＩＣ１２を実装し、リードフレーム１１ａ、１１ｂ、１１ｃとの導通をワイヤで行っている。前記ＩＣ１２及びワイヤを透光性の封止樹脂９で封止されている。
【０００７】
前記発光側の３本のリードフレーム６ａ、６ｂ、６ｃ及び受光側の３本のリードフレーム１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、共に同一平面に並列配置されていて、ハウジング４の下面から下方に突出している。
【０００８】
前記発光側の３本のリードフレーム６ａ、６ｂ、６ｃのうち、リードフレーム６ａは信号入力端子、リードフレーム６ｂは電源端子、リードフレーム６ｃは接地端子である。また、受光側の３本のリードフレーム１１ａ、１１ｂ、１１ｃのうち、リードフレーム１１ａは電源端子、リードフレーム１１ｂは接地端子、リードフレーム１１ｃは信号出力端子である。
【０００９】
以上述べた構成により、発光デバイス５側のリードフレーム６ａに電気信号を入力し発光デバイス５内のＩＣ８・ＬＥＤ７により光信号に変換される。ＬＥＤ７から出射された光は、光ファイバプラグ１の光ファイバ２ａに入射され伝送される。次に、光ファイバ２ｂより伝送された光は、受光デバイス１０内のＩＣ１２の受光部に入射され電気信号に変換されてリードフレーム１１ｃに出力される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した双方向光伝送デバイスは、２本の光ファイバを使用しているのでコストアップになる。また、光送信／受信デバイスが別個であり光伝送デバイスの小型化が難しい。更に、光送信／受信デバイスはリードフレームを使用した挿入実装部品であるため実装工数が多くかかるなどの様々な問題がある。
【００１１】
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、光送信／受信デバイスを一体化すると同時に、凹凸レンズと光干渉保護膜、又は凹凸レンズ付き光干渉保護カバーにより、光干渉を防ぎ光入出力が効率良く伝送でき、一芯双方向光伝送を可能にする。面実装タイプによりリフロー対応可能にし、小型で安価な双方向光伝送デバイスを提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における双方向光伝送デバイスは、発光チップ及び受光チップを実装し単一のハウジングにより一体化し、外部との電気的接続のための電極端子を備えた光ミニジャック又は光伝送モジュールと、該光ミニジャック又は光伝送モジュールに光ファイバプラグを係合した双方向光伝送デバイスにおいて、前記光ミニジャック又は光伝送モジュールは、前記外部との電気的接続のための電極端子であるスルーホール電極を有する一つのベース基板に発光チップ及び受光チップを実装し、発光チップの略真上に半球形状の凸レンズ部が、受光チップの略真上に半球形状の凹レンズ部が位置するように透光性の封止樹脂で封止し、該封止樹脂を半分に分割するようにダイシングして発光デバイスと受光デバイスに区分し、前記半球状の凸レンズ部及び凹レンズ部を除き、前記分割面を含む封止樹脂の全面をメッキして光干渉防止保護膜で覆った後、前記発光デバイスと受光デバイスを分割面で組み合わせ接着剤などにより一体的に固定した送受信デバイスを備えた光ミニジャック又は光伝送モジュールに、一芯の光ファイバプラグを係合したことを特徴とするものである。
【００１３】
また、発光チップ及び受光チップを実装し単一のハウジングにより一体化し、外部との電気的接続のための電極端子を備えた光ミニジャック又は光伝送モジュールと、該光ミニジャック又は光伝送モジュールに光ファイバプラグを係合した双方向光伝送デバイスにおいて、前記光ミニジャック又は光伝送モジュールは、前記外部との電気的接続のための電極端子であるスルーホール電極を有する一つのベース基板に発光チップ及び受光チップを実装し、該発光チップの略真上に半球形状の凸レンズ部が、受光チップの略真上に半球形状の凹レンズ部が位置するように透光性の封止樹脂で封止し、該封止樹脂をベース基板の上面に達するハーフダイシングを行い発光デバイスと受光デバイスとに区分するダイシング溝を形成し、前記封止樹脂の半球形状の凸レンズ部及び凹レンズ部を除き、前記ダイシング溝を含む封止樹脂の全面を光干渉防止保護膜を施した送受信デバイスを備えた光ミニジャック又は光伝送モジュールに、一芯の光ファイバプラグを係合したことを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明における双方向光伝送デバイスについて説明する。図１〜図３は、本発明の第１の実施の形態である双方向光伝送デバイスに係わり、図１は、一芯双方向光伝送デバイスの要部断面図、図２は、送受信デバイスの斜視図、図３は送受信デバイスの断面図である。図において、従来技術と同一部材は同一符号で示す。
【００１５】
図１において、光ファイバプラグ１Ａはハウジング部に一芯の、例えばプラスチック材よりなる光ファイバ２が内蔵されている。一方、光伝送モジュール３Ａのハウジング４の内部には、後述する略直方体形状をした発光デバイスと受光デバイスを接着剤で一体化した送受信デバイス１５が収納されていて、光ファイバ２の先端面と光素子の前面側とは可能な限り近接して配置される。
【００１６】
図１〜図３において、ガラエポ樹脂又はセラミックなどよりなるベース基板１６の側面に、外部との電気的接続のための電極端子である複数個の半円形状をしたスルーホール電極１７が形成されている。ベース基板１６の上面側には、発光チップとして発光ダイオード（ＬＥＤ）７又はレーザー（ＬＤ）と、その素子を制御するためのドライブＩＣ８と、受光チップとしてホトダイオード（ＰＤｉ）とＩＣが一体化になって光信号を電気信号に変換する機能を有するＩＣ１２を実装されている。前記両チップはベース基板１６に形成された上面電極との導通をワイヤで行っている。
【００１７】
前記ベース基板１６上に実装されたＬＥＤ７又はレーザー（ＬＤ）、ＩＣ８及びＩＣ１２とワイヤを透光性の封止樹脂９で封止する。該封止樹脂９の封止形状は、略直方体形状をしており、ＬＥＤ７の略真上に半球形状の凸レンズ部９ａが、ＩＣ１２の略真上に半球形状の凹レンズ部９ｂが位置するように封止されている。
【００１８】
前記略直方体形状に形成された封止樹脂９を半分に分割するようにダイシングして発光デバイス２０と受光デバイス２１に区分する。
【００１９】
前記区分された発光デバイス２０及び受光デバイス２１において、前記凸レンズ部９ａ面及び凹レンズ部９ｂ面を除く封止樹脂９の全面を金属メッキ、例えば、ニッケルメッキなどを行い光干渉防止保護膜１８を施す。前記凸レンズ部９ａ面には光伝送路１９Ａを、凹レンズ部９ｂ面には光伝送路１９Ｂが形成されて、発光デバイス２０及び受光デバイス２１が構成される。
【００２０】
前記発光デバイス２０と受光デバイス２１を前記分割面で組み合わせ、接着剤２２などにより一体的に固定して送受信デバイス１５を構成する。
【００２１】
以上述べた構成の送受信デバイス１５は、透光性の封止樹脂９で凹凸レンズを成形して効率良い光の集光を行う。同時に、発光デバイス２０と受光デバイス２１との外壁に金属系の光干渉防止保護膜１８を施し、受発光部間の光干渉を防ぐ。また、２つのデバイスを接着剤２２で一体化することにより、小型で１芯双方向で光伝送が可能になる。また、ベース基板１６に形成されたスルーホール電極１７が面実装を可能にしリフロー対応が可能になる。
【００２２】
図４は、本発明の第２の実施の形態である双方向光伝送デバイスに係わる送受信デバイスの断面図である。図４に示すように、ガラエポ樹脂又はセラミックなどよりなる一つのベース基板１６の側面に、外部との電気的接続のための電極端子である複数個の半円形状をした図示しないスルーホール電極が形成されている。前記ベース基板１６の上面側には、後述する発光チップ及び受光チップが実装される。
【００２３】
前記のベース基板１６の上面には、略中心より一方の側に発光チップとして発光ダイオード（ＬＥＤ）７又はレーザー（ＬＤ）と、その素子を制御するためのドライブＩＣ８を実装する。ベース基板１６に形成された上面電極との導通をワイヤで行っている。前記ベース基板１６の他方の側に受光チップとして受光ＩＣ１２を実装する。ベース基板１６に形成された上面電極との導通をワイヤで行っている。前記両素子の上面を透光性の封止樹脂９で封止する。
【００２４】
前記封止樹脂９の形状は、上記した第１の実施の形態と同様に、略直方体形状をしており、その上面でＬＥＤ７の略真上に半球形状の凸レンズ部９ａを、受光ＩＣ１２の略真上に半球形状の凹レンズ部９ｂが形成されている。前記封止樹脂９を略半分に分割するように、ベース基板１６の上面に達するハーフダイシングを行いダイシング溝２３を形成し、該ダイシング溝２３により発光デバイス２０と受光デバイス２１に区分される。
【００２５】
前記凸レンズ部９ａと凹レンズ部９ｂの面を除き、ダイシング溝２３の面を含む封止樹脂９の全面を金属メッキ、例えば、ニッケルメッキなどを行い光干渉防止保護膜１８を施す。前記凸レンズ９ａ及び凹レンズ部９ｂの面には光伝送路１９Ａ及び１９Ｂが形成され、送受信デバイス１５Ａを構成する。
【００２６】
以上述べた構成の送受信デバイス１５Ａは、前述した第１の実施の形態と同様に、樹脂成形した凹凸レンズが効率良い光の集光を行い、光干渉防止保護膜１８が受発光部間の光干渉を防ぐ。また、２つのデバイスが一体化しており小型で１芯双方向で光伝送が可能になる。また、スルーホール電極が面実装を可能にしリフロー対応が可能になる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、光送信／受信デバイスを一体化すると同時に、凹凸レンズ及び受発光部間に設けた金属系の光干渉防止保護膜が光干渉を防ぎ、スムーズな送受信伝達を行うことができる。また、面実装タイプにより、リフロー対応可能にし、小型で安価な一芯双方向光伝送デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を係わる一芯双方向光伝送デバイスの要部断面図である。
【図２】図１の送受信デバイスの斜視図である。
【図３】図２の送受信デバイスの断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を係わる送受信デバイスの断面図である。
【図５】従来の二芯双方向光伝送モジュールの構造を示す要部断面図である。
【図６】図６に矢印Ａ方向からの説明図である。
【符号の説明】
１Ａ  光ファイバプラグ
２  光ファイバ
３Ａ  光伝送モジュール
４  ハウジング
７  ＬＥＤ（又はＬＤ）
８  ＩＣ
９  封止樹脂
９ａ  凸レンズ部
９ｂ  凹レンズ部
１２  ＩＣ（受光）
１５、１５Ａ、１５Ｂ  送受信デバイス
１６  ベース基板
１７  スルーホール電極
１８  光干渉防止保護膜
１９Ａ、１９Ｂ  光伝送路
２０  発光デバイス
２１  受光デバイス
２２  接着剤
２３  ダイシング溝
【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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