光发送器的制作方法

1.本公开涉及一种光发送器。
2.本技术主张基于2020年6月12日的日本技术第2020－102401号的优先权，并援引记载于所述日本技术的全部记载内容。


背景技术：

3.在专利文献1中记载了半导体发光模块。半导体发光模块具备：半导体发光模块主要部分，包括半导体发光元件；以及外壳，容纳半导体发光模块主要部分。外壳是具有气密性的密封型的收纳体，光元件搭载于该收纳体的内部。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2005－033037号公报


技术实现要素：

7.一个方式的光发送器具备：多个发光元件；多个受光元件，监测来自多个发光元件的每一个的输出光；壳体，搭载多个发光元件和多个受光元件；以及布线基板，搭载于壳体，设有具有与发光元件电连接的第一焊盘的第一区域和配置于比第一区域低的位置并且具有与受光元件电连接的第二焊盘的第二区域。
附图说明
8.图1是表示实施方式的光发送器的立体图。
9.图2是图1的光发送器的纵向剖视图。
10.图3是表示从图1的光发送器卸下了罩的状态的剖视图。
11.图4是表示从图1的光发送器卸下了罩的状态的立体图。
12.图5是表示图1的光发送器的壳体、布线基板、发光元件以及间隔件的剖视图。
13.图6是表示从图1的光发送器卸下了罩的状态的俯视图。
14.图7是表示图1的光发送器的壳体、合成器、受光元件、发光元件、布线基板以及间隔件的剖视图。
15.图8是示意性地表示来自图7的发光元件的输出光与受光元件的位置关系的图。
16.图9是表示第一变形例的光发送器的壳体、合成器、布线基板、受光元件以及发光元件的俯视图。
17.图10是表示图9的壳体、合成器、布线基板、受光元件以及发光元件的立体图。
18.图11是表示第一变形例的光发送器的壳体、合成器、布线基板、受光元件以及发光元件的俯视图。
19.图12是表示图11的壳体、合成器、布线基板、受光元件以及发光元件的剖视图。
20.图13是表示第二变形例的光发送器的壳体、合成器、布线基板、受光元件以及发光
元件的俯视图。
21.图14是对第二变形例的进一步的变形例的布线基板、受光元件以及发光元件进行了放大的俯视图。
具体实施方式
22.再者，与前述的密封型的收纳体不同，为了降低成本，有时会使用具备非密封型(非气密性)的收纳体的光发送器。光发送器具备：ld(laser diode：激光二极管)；载体，搭载ld；fpc(flexible printed circuit：柔性印刷电路板)，具有电连接于ld的焊盘；以及监测pd(photo diode：光电二极管)，监测来自ld的光。
23.ld电连接于fpc的布线图案，监测pd电连接于载体上的布线图案。已知不使用上述的载体而是在金属制的基座之上搭载ld等光学部件的光发送器。在该光发送器的情况下，无法在金属制的基座之上设置布线图案。因此，可以想到在基座之上配置设有布线图案的载体。然而，在基座之上进一步配置载体的构成的情况下，可能会导致成本的增加。
24.本公开的目的在于提供一种能不需要配置设有布线图案的载体的光发送器。
25.根据本公开，能不需要配置设有布线图案的载体。
26.列举本公开的实施方式的内容来进行说明。一个实施方式的光发送器具备：多个发光元件；多个受光元件，监测来自多个发光元件的每一个的输出光；壳体，搭载多个发光元件和多个受光元件；以及布线基板，搭载于壳体，设有具有与发光元件电连接的第一焊盘的第一区域和配置于比第一区域低的位置并且具有与受光元件电连接的第二焊盘的第二区域。
27.在该光发送器中，在搭载多个发光元件和多个受光元件的壳体上搭载有布线基板。布线基板具有：第一区域，具有与多个发光元件的每一个电连接的第一焊盘；以及第二区域，具有与多个受光元件的每一个电连接的第二焊盘。与受光元件电连接的第二焊盘和与发光元件电连接的第一焊盘均设于布线基板上，因此能在壳体上设置电气布线。即使壳体是金属制的，也能在从壳体伸出的布线基板上设置电气布线，因此能不需要配置设有布线图案的载体等。其结果是，能抑制成本的增加。与受光元件电连接的第二焊盘配置于比与发光元件电连接的第一焊盘低的位置。因此，能使从受光元件向第二焊盘延伸的布线不易与输出光重叠，因此能使该布线不成为输出光的光路的阻碍。其结果是，能更可靠地在受光元件处监测输出光。
28.也可以是，多个发光元件被配置为沿着第一方向排列，多个受光元件被配置为沿着第一方向排列。也可以是，布线基板具有将第一区域与第二区域彼此连接的连接区域。也可以是，连接区域在第一方向上的宽度比第一区域在第一方向上的宽度和第二区域在第一方向上的宽度的每一个窄。在该情况下，通过将第一区域与第二区域彼此连接的连接区域的宽度窄，能抑制布线基板的面积的增加。因此，能实现部件的紧凑的配置。
29.也可以是，连接区域从第一区域在第一方向上的端部起延伸至第二区域在第一方向上的端部。在该情况下，能进一步缩窄连接区域在第一方向上的宽度。
30.也可以是，第一区域中的布线基板的厚度与第二区域中的布线基板的厚度彼此相同，连接区域具有高低差部或倾斜部。在该情况下，通过第一区域中的布线基板的厚度与第二区域中的布线基板的厚度相同，能简化布线基板的构成。
31.也可以是，前述的光发送器还具备间隔件，该间隔件设于布线基板的第一区域与壳体之间。在该情况下，间隔件夹置于比第二区域高的布线基板的第一区域与壳体之间。因此，能通过间隔件以更稳定的状态保持第一区域。
32.也可以是，前述的光发送器还具备罩，该罩覆盖壳体，壳体具有确定罩相对于壳体的位置的引导销。也可以是，布线基板具有在连接区域的延长线上并且从第二区域起沿着与第一方向交叉的第二方向延伸的延长区域，在延长区域形成有供引导销插入的孔。在该情况下，能将布线基板的从连接区域延长地延伸的延长区域作为形成供壳体的引导销插入的孔的区域来有效利用。
33.也可以是，布线基板的第二区域的第二焊盘设于偏离来自发光元件的输出光的光轴的位置。在该情况下，能进一步降低从第二焊盘延伸的布线干扰输出光的可能性。
34.也可以是，第二焊盘设于布线基板的第二区域中的光轴的壳体的第一方向上的外侧。在该情况下，通过第二焊盘设于第一方向上的外侧，能更可靠地抑制从第二焊盘向受光元件延伸的布线对输出光的干扰。
35.也可以是，前述的光发送器还具备：合成器，对来自多个发光元件的每一个的输出光进行合成；以及插座，在从合成器观察时配置于壳体的光输出侧。也可以是，从插座通过的光的光轴与由合成器合成出的光的光轴相同，并且位于比壳体在第一方向上的中央靠端部侧。也可以是，连接区域位于比壳体在第一方向上的中央靠端部侧并且位于与插座相同的一侧。在该情况下，能使连接区域在第一方向上的位置位于与插座相同的一侧。
36.也可以是，受光元件是表面入射型的受光元件，搭载受光元件的载体的搭载面是倾斜的，受光元件的受光面相对于输出光的光轴倾斜地配置。也可以是，第二区域在从载体观察时位于发光元件的相反侧。在该情况下，通过受光面相对于光轴倾斜地配置，能在表面入射型的受光元件处更高精度地监测输出光的一部分。
37.以下，参照附图对本公开的光发送器的具体例进行说明。需要说明的是，本发明并不限定于下述的示例，而是由权利要求书示出，意图在于包括与权利要求书等同的范围内的所有变更。在附图的说明中，对相同或相当的要素标注相同的附图标记，并适当省略重复的说明。对于附图，为了容易理解，有时会简化或夸张地描绘一部分，尺寸比率等不限定于附图所记载的内容。
38.图1是表示本实施方式的光发送器1的立体图。如图1所示，光发送器1具备壳体2、覆盖壳体2的罩3、具备圆筒状的套筒的插座(receptacle)4以及布线基板5。光发送器1沿着长尺寸方向d1延伸，插座4、罩3(壳体2)以及布线基板5按该顺序排列。
39.图2是光发送器1的局部剖视图。如图1和图2所示，壳体2具备：下板2a，沿长尺寸方向d1延伸；以及侧壁2b，从下板2a在长尺寸方向d1上的一端起沿高度方向d2延伸。壳体2例如是金属制的。作为一个例子，壳体2的材料是科瓦铁镍钴合金(kovar)(至少将镍和钴配合于铁中而成的合金)或sus(stainless used steel：不锈钢)。壳体2也可以由铁、铬、铁与铬的合金、铁与镍的合金或塑料构成。
40.从光发送器1的宽度方向d3观察到的壳体2的形状被设为l字形。壳体2也被称为l字基座。在侧壁2b形成有供插座4插入并且作为输出光l(参照图3)的出射端的孔，该孔在长尺寸方向d1上贯通侧壁2b。插座4被形成为圆筒状。插座4具有多个凸缘4c，多个凸缘4c中的一个作为确定插座4的位置的引导件4b发挥功能。就插座4而言，在固定于壳体2的状态下，
diode)。受光元件7通过接受来自发光元件9的输出光l的一部分来监测输出光l的强度。例如，四个受光元件7的每一个经由由包含电介质的材料形成的载体13(第二搭载部)或者设于壳体2的突出部搭载于壳体2的主面2b。
50.受光元件7将来自发光元件9的输出光l的一部分转换为电信号，并将转换后的电信号经由电线(wire)(未图示)输出至布线基板5的焊盘5b(第二焊盘)。受光元件7和从受光元件7延伸的电线设于比发光元件9靠光输出侧(插座4侧)。通过从该受光元件7输出电信号，能对来自发光元件9的输出光l执行apc控制(auto power control：自动功率控制)。
51.布线基板5例如是搭载于壳体2的fpc(flexible printed circuit)。壳体2在长尺寸方向d1上的与侧壁2b相对的端部具备向上方突出的一对突出部2g。一对突出部2g被配置为在宽度方向d3上排列。布线基板5具备：第一区域5a，向光发送器1的外方伸出；第二区域5b，设有焊盘5b；以及连接区域5c，将第一区域5a与第二区域5b彼此连接。在从高度方向d2观察时，第一区域5a、第二区域5b以及连接区域5c被设为
コ
字形(c字形)。
52.第一区域5a在宽度方向d3上的两端的每一个具有凹部5c。第一区域5a具有在宽度方向d3上排列的一对凹部5c，通过壳体2的各突出部2g嵌于各凹部5c从而布线基板5被固定于壳体2。第一区域5a具备与发光元件9电连接的焊盘5d(第一焊盘)。例如，多个发光元件9的每一个经由电线14电连接于焊盘5d。第一区域5a设于比第二区域5b高的位置(比第二区域5b远离壳体2的主面2b的位置)，例如，第一区域5a的高度与搭载发光元件9的载体12的高度一致。由此，能缩短从各发光元件9延伸的电线14的长度。
53.例如，一块布线基板5具备作为上层的第一区域5a和作为下层的第二区域5b，通过粘接固定于壳体2。第二区域5b设于比第一区域5a低的位置，例如与壳体2的主面2b接触。通过这样第二区域5b的位置低，能使从布线基板5或受光元件7延伸的电线不干扰从发光元件9和第一透镜8通过的输出光l。
54.图5是对间隔件10进行了放大的壳体2的纵向剖视图。如图5所示，间隔件10设于第一区域5a与壳体2之间，例如，通过该间隔件10确保了第一区域5a的高度。需要说明的是，也可以在布线基板5的第一区域5a设置由绝缘材料形成的加强板来代替间隔件10。在该情况下，在第一区域5a的下表面也能设置布线图案。
55.图6是表示壳体2、插座4、布线基板5、合成器6、受光元件7、第一透镜8、发光元件9以及第二透镜11的俯视图。图7是表示壳体2、布线基板5、合成器6、受光元件7、第一透镜8以及发光元件9的纵向剖视图。如图6和图7所示，布线基板5的连接区域5c的宽度(宽度方向d3上的长度)比第一区域5a的宽度和第二区域5b的宽度的每一个窄。
56.连接区域5c例如设于宽度方向d3上的插座4侧(在图6中为下侧)的端部。连接区域5c从第一区域5a在宽度方向d3上的端部起延伸至第二区域5b在宽度方向d3上的端部。由此，能将插座4配置于比宽度方向d3上的端部靠内侧，而不是将插座4配置于宽度方向d3上的端部。第一区域5a中的布线基板5的厚度与第二区域5b中的布线基板5的厚度例如彼此相同。连接区域5c在第一区域5a与第二区域5b之间在长尺寸方向d1上延伸，例如位于壳体2在宽度方向d3上的端部。连接区域5c具有位于第一区域5a与第二区域5b之间的高低差部或倾斜部。在本实施方式中，示出了连接区域5c具有倾斜部5f的例子。
57.图8是示意性地表示受光元件7、第一透镜8以及载体13的侧视图。如图7和图8所示，第二区域5b是具有向受光元件7布线用的焊盘5b的pd布线用fpc，位于受光元件7的光输
出侧(插座4侧)。前述的载体13具有搭载受光元件7的搭载面13b。搭载面13b相对于来自发光元件9的输出光l的光轴(从发光元件9起沿着长尺寸方向d1延伸的光轴)倾斜地配置。
58.受光元件7是表面入射型的受光元件，在表面具有受光面7b。通过搭载面13b相对于输出光l的光轴倾斜地配置，受光元件7的受光面7b也相对于输出光l的光轴倾斜地配置。通过受光元件7被配置为受光面7b相对于输出光l的光轴形成倾斜角度θ，受光元件7接受输出光l的一部分。
59.通过在发光元件9的光输出侧配置受光元件7，能在光输出侧以简易的构成进行输出光l的监测。作为监测pd的受光元件7用的电线等布线设于比受光元件7靠光输出侧。因此，能实现不降低受光元件7的受光灵敏度的与受光元件7的电连接。受光元件7例如直接接线于布线基板5上的焊盘5b，因此无需另行安装载体等。因此，有助于成本的降低。
60.对从本实施方式的光发送器1得到的作用效果详细地进行说明。在光发送器1中，在搭载多个发光元件9和多个受光元件7的壳体2上搭载有布线基板5。布线基板5具有：第一区域5a，具有与多个发光元件9的每一个电连接的焊盘5d；以及第二区域5b，具有与多个受光元件7的每一个电连接的焊盘5b。由此，与受光元件7电连接的焊盘5b和与发光元件9电连接的焊盘5d均设于一块布线基板5上，因此能在壳体2上设置电气布线。
61.即使壳体2是金属制的，也能在从壳体2伸出的布线基板5上设置电气布线，因此能不需要配置设有布线图案的载体等。其结果是，能抑制成本的增加。与受光元件7电连接的焊盘5b配置于比与发光元件9电连接的焊盘5d低的位置。因此，能使从受光元件7向焊盘5b延伸的电线等布线不易与输出光l重叠，因此能使该布线不成为输出光l的光路的阻碍。其结果是，能更可靠地在受光元件7处监测输出光l。
62.也可以是，多个发光元件9被配置为沿着宽度方向d3排列，多个受光元件7被配置为沿着宽度方向d3排列。也可以是，布线基板5具有将第一区域5a与第二区域5b彼此连接的连接区域5c。也可以是，连接区域5c的宽度(宽度方向d3上的长度)比第一区域5a的宽度和第二区域5b的宽度的每一个窄。在该情况下，通过将第一区域5a与第二区域5b彼此连接的连接区域5c的宽度窄，能抑制布线基板5的面积的增加。因此，能实现部件的紧凑的配置。
63.也可以是，连接区域5c从第一区域5a在宽度方向d3上的端部起延伸至第二区域5b在宽度方向d3上的端部。在该情况下，能进一步缩窄连接区域5c在宽度方向d3上的宽度。
64.也可以是，第一区域5a中的布线基板5的厚度与第二区域5b中的布线基板5的厚度彼此相同。也可以是，连接区域5c具有高低差部或倾斜部5f。在该情况下，通过第一区域5a的厚度与第二区域5b中的布线基板5的厚度相同，能简化布线基板5的构成。
65.也可以是，光发送器1还具备间隔件10，该间隔件10设于布线基板5的第一区域5a与壳体2之间。在该情况下，间隔件10夹置于比第二区域5b高的布线基板5的第一区域5a与壳体2之间。因此，能通过间隔件10以更稳定的状态保持第一区域5a。
66.也可以是，光发送器1还具备：合成器6，对来自多个发光元件9的每一个的输出光l进行合成；以及插座4，在从合成器6观察时配置于壳体2的光输出侧。也可以是，从插座4通过的光的光轴与由合成器6合成出的光的光轴相同，并且位于比壳体2在宽度方向d3上的中央靠端部侧。也可以是，连接区域5c位于比壳体2在宽度方向d3上的中央靠端部侧并且位于与插座4相同的一侧。在该情况下，能将连接区域5c在宽度方向d3上的位置配置为偏向与插座4相同的一侧。
67.也可以是，受光元件7是表面入射型的受光元件，搭载受光元件7的载体13的搭载面13b是倾斜的。也可以是，受光元件7的受光面7b相对于输出光l的光轴倾斜地配置，第二区域5b在从载体13观察时配置于发光元件9的相反侧。在该情况下，通过受光面7b相对于输出光l的光轴倾斜地配置，能在表面入射型的受光元件7处更高精度地监测输出光l的一部分。
68.壳体2可以通过mim(金属粉末注射成型：metal powder injection molding)来制造。在该情况下，能抑制壳体2的制造所花费的成本。在壳体2中，装配插座4的侧壁2b和安装部件的下板2a成为一体，因此能形成为能不易产生部件公差并且高刚性的壳体2。壳体2在长尺寸方向d1上的与侧壁2b相对的端部具备向上方突出的一对突出部2g。由此，例如即使错误地将已搭载部件的壳体2上下颠倒地配置，由于侧壁2b和突出部2g会碰到底板等，因此也能避免已搭载的部件与底板等发生干扰。
69.参照图9、图10以及图11对第一变形例的光发送器21进行说明。图9是表示第一变形例的光发送器21的布线基板25的俯视图。图10是表示光发送器21的壳体2、插座4、布线基板25、合成器6、受光元件7、发光元件9以及间隔件10的立体图。图11是表示光发送器21的壳体2、插座4、布线基板25、合成器6、受光元件7以及发光元件9的俯视图。光发送器21的一部分构成与前述的光发送器1的一部分构成相同，因此适当省略与光发送器1的构成重复的光发送器21的构成的说明。对光发送器21的与光发送器1相同的构成要素标注相同的附图标记来进行说明。
70.布线基板25除了前述的第一区域5a、第二区域5b以及连接区域5c之外，还具有从连接区域5c起进一步沿长尺寸方向d1延伸的延长区域25a。延长区域25a例如从第二区域5b起向连接区域5c的相反侧突出。在延长区域25a形成有供壳体2的引导销2d插入的孔25c，孔25c在高度方向d2上贯通。
71.布线基板25与前述的布线基板5同样地包括第一区域5a和第二区域5b。在第二区域5b设有连接来自受光元件7的电线7d的焊盘25b(第二焊盘)。针对每一个受光元件7，例如设有两根电线7d和两个焊盘25b。两根电线7d和两个焊盘25b设于避开输出光l的光轴的位置。例如，在从高度方向d2观察时，电线7d和焊盘25b设于不与输出光l的光轴重叠的位置。
72.第一变形例的光发送器21与光发送器1同样地具备覆盖壳体2的罩3，壳体2具有确定罩3相对于壳体2的位置的引导销2d。布线基板25具有在连接区域5c的延长线上并且从第二区域5b起沿着与宽度方向d3交叉的长尺寸方向d1(第二方向)延伸的延长区域25a，在延长区域25a形成有供引导销2d插入的孔25c。由此，能将布线基板25的从连接区域5c延长地延伸的延长区域25a作为供壳体2的引导销2d插入的区域来有效利用。
73.布线基板25的第二区域5b的焊盘25b设于偏离来自发光元件9的输出光l的光轴的位置。因此，能进一步降低从焊盘25b延伸的电线7d干扰输出光l的可能性。
74.参照图12、图13以及图14对第二变形例的光发送器31进行说明。图12是表示光发送器31的插座4、布线基板35、合成器6、受光元件7以及发光元件9的壳体2的纵向剖视图。图13是表示布线基板35、受光元件7、第一透镜8以及发光元件9的俯视图。图14是表示图13的布线基板35的第二变形例的又一变形例的俯视图。
75.如图13所示，在第二变形例的光发送器31中，与前述的布线基板5不同的形状的布线基板35和从受光元件7延伸的电线37d的形态与前述的例子不同。布线基板35与前述的布
线基板25同样地具备第一区域5a、第二区域5b以及连接区域35c。也可以是，布线基板35还具备延长区域35d。在从高度方向d2观察时，第一区域5a、第二区域5b以及连接区域35c被设为
コ
字形。
76.然而，由第一区域5a、第二区域5b以及连接区域35c形成的
コ
字形的朝向与前述的由第一区域5a、第二区域5b以及连接区域5c形成的
コ
字形的朝向相反。即，连接区域35c和延长区域35d在宽度方向d3上的位置与连接区域5c和延长区域25a在宽度方向d3上的位置不同。与之相伴地，在光发送器31中，插座的从宽度方向d3上的中央的偏离与前述的插座4的偏离成为相反侧。即，光发送器31的插座4从宽度方向d3上的中央偏向与连接区域35c和延长区域35d相同的一侧(在图13和图14中为上侧)。
77.如图14所示，在布线基板35的第二区域5b设有连接来自受光元件7的电线37d的焊盘35b(第二焊盘)。两根电线37d和两个焊盘35b设于避开输出光l的光轴的位置。即，与前述的光发送器21同样地，在从高度方向d2观察时，电线37d和焊盘35b设于不与输出光l的光轴重叠的位置。从受光元件7伸出的电线37d从宽度方向d3上的中央朝向壳体2的宽度方向d3上的外侧倾斜地伸出。
78.在第二变形例和第二变形例的又一变形例的光发送器31中，焊盘35b设于布线基板35的第二区域5b中的输出光l的光轴的宽度方向d3上的外侧。因此，通过焊盘35b设于宽度方向d3上的外侧，能更可靠地抑制从焊盘35b向受光元件7延伸的电线37d对输出光l的干扰。
79.以上，对本公开的光发送器的实施方式进行了说明。然而，本发明不限定于前述的实施方式。即，本领域技术人员容易认识到本发明在不变更权利要求书所记载的主旨的范围内可以进行各种变形和变更。例如，光发送器的各部件的形状、大小、数量、材料以及配置方案不限于前述的内容而可以适当变更。例如，在前述中，作为实施方式的光发送器，对光发送器1、光发送器21以及光发送器31进行了说明。然而，也可以是这些光发送器1、光发送器21以及光发送器31的一部分构成彼此组合而成的光发送器。
80.附图标记说明
81.1、21、31：光发送器
82.2：壳体
83.2a：下板
84.2b：侧壁
85.2b：主面
86.2c：搭载面
87.2d：引导销
88.2f：外表面
89.2g：突出部
90.3：罩
91.3b：外表面
92.3c：内表面
93.3d：凸部
94.3f：孔部
95.4：插座
96.4b：引导件
97.4c：凸缘
98.5、25、35：布线基板
99.5a：第一区域
100.5b、25b、35b：焊盘(第二焊盘)
101.5b：第二区域
102.5c、35c：连接区域
103.5c：凹部
104.5d：焊盘(第一焊盘)
105.5f：倾斜部
106.6：合成器
107.7：受光元件
108.7b：受光面
109.7d、37d：电线
110.8：第一透镜
111.9：发光元件
112.10：间隔件
113.11：第二透镜
114.12、13：载体
115.13b：搭载面
116.14：电线
117.25a、35d：延长区域
118.25c：孔
119.d1：长尺寸方向(第二方向)
120.d2：高度方向
121.d3：宽度方向(第一方向)
122.l：输出光。