JPH0659164A - 光モジュールの搭載構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板に実装する光モジュールの搭載構造に関
し、強制通風タイプの冷却方式に適用して、入出力端子
が損傷する恐れがなく、また基板との電気的接続の信頼
度が高いことを目的とする。 【構成】 モジュール本体51の底面に突出した入出力端
子９を基板３に接続することで、基板３に搭載される光
モジュール50において、モジュール本体51の側壁の下部
に、光ファイバ10の導入部55を設けた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板に実装する光モジ
ュールの搭載構造に関する。近年の通信機器には、図３
に図示したような光ファイバ・光素子アセンブリがが広
く使用されている。

【０００２】図４において、100 は、光半導体アセンブ
リとレンズアセンブリと光ファイバアセンブリとを、一
体に組み合わせた光ファイバ・光素子アセンブリであ
る。光半導体アセンブリは、ほぼ円板状のステム本体の
外周部にフランジ15を設けて、ステム本体の端面にキャ
リア21を固着し、このキャリア21上に受光素子或いは発
光素子等の光半導体素子20を搭載している。

【０００３】そして、この光半導体素子20の光軸をステ
ムの中心軸に一致させている。また、光半導体素子20の
リード５をフランジ15の中心孔を通して外部に引き出し
ている。

【０００４】レンズアセンブリは、有底円筒形のレンズ
ホルダ23、レンズホルダ23の底端面の軸心孔に挿着され
たレンズ22とで構成されている。11は、円柱形のフェル
ールであって、その軸心の細孔に光ファイバ10の端末を
挿入し、光ファイバ10の外周を接着剤で細孔の内壁に固
着している。

【０００５】12は、レンズホルダ23の外径寸法に等しい
外径のフランジを有する円筒形のフェルールホルダ12で
ある。フェルールホルダ12の中空孔にフェルール11を挿
着して光ファイバアセンブリが構成されている。

【０００６】なお光ファイバアセンブリは、フェルール
ホルダ12のフランジとは反対側にゴムブッシュ13を被せ
ることで、光ファイバ10の導出部分を保護している。上
述の光半導体モジュール100 は、レンズアセンブリを光
半導体アセンブリに固着し、次に光ファイバアセンブリ
をレンズアセンブリに固着して、一体化されている。

【０００７】フランジ15をケース側壁1Bの外側面に当接
して、小ねじ６を用いてケース側板1Bに固着すること
で、光半導体モジュール100 を金属ケース１に固着して
いる。そして、リード５を金属ケース１内に引込み、図
示省略した回路基板に接続している。

【０００８】

【従来の技術】図５は従来例の図で、(A) は光モジュー
ルの背面視の斜視図、(B) は基板に実装した状態を示す
断面図である。

【０００９】図５において、１は、鋼等の金属材より上
部が開口した浅い箱形の金属ケースである。なお、金属
ケース１は蓋を嵌着することで封止されるものである。
２は、駆動回路又は増幅回路等が形成された、ケース底
板1Aに平行に収容し固定した回路基板である。

【００１０】入出力端子９の頭部を回路基板２の所望の
パターンに繋がるスルーホールに挿入し半田付けし、入
出力端子９の中間部をケース底板1Aの孔にハーメチック
シール８して固着し貫通させている。

【００１１】一方、フランジ15をケース側壁1Bの外側面
に当接し、小ねじ６を用いてフランジ15をケース側板1B
に固着することで、光ファイバ・光素子アセンブリ100
を金属ケース１に固定するとともに、光半導体素子のリ
ードを金属ケース１内に引込み、回路基板２の所望のパ
ターンに接続することで、光モジュール500 が構成され
ている。

【００１２】上述のように構成された光モジュール500
は、ケース底板1Aを貫通し下方に突出した入出力端子９
の下部を、基板３の対応するスルーホールにそれぞれ挿
入し半田付けすることで、基板３に搭載されている。

【００１３】このようにケース底板1Aを基板３の実装面
に密着させず、金属ケース１が基板３から浮き上がった
状態で、光モジュール500 を基板３に搭載しているの
で、基板３のパターンの形成領域が実質的に広いという
利点がある。

【００１４】なお、金属ケース側にレセプタクル側光コ
ネクタを取付け、このレセプタクル側光コネクタに外部
側光コネクタをプラグインする構造の光モジュールも使
用されている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、基板及び光
モジュールを強制通風手段により冷却することがしばし
ばある。

【００１６】この場合、光モジュールから引き出した光
ファイバが基板の表面に沿って配線されているので、冷
却空気がこの光ファイバに吹き当たり、光ファイバが揺
れ動く。また、金属ケースにも冷却空気が吹きあたる。

【００１７】その結果、金属ケースに外力が付加され
て、入出力端子と基板との電気的接続部に損傷して、接
続の信頼度が低下したり、或いは入出力端子と金属ケー
スとの固着部が損傷するという問題点があった。

【００１８】また、光ファイバに引張力が働くとその力
が金属ケースが動き入出力端子が屈曲等するという問題
点があった。本発明はこのような点に鑑みて創作された
もので、強制通風タイプの冷却方式に適用して、入出力
端子が損傷する恐れがなく、また基板との電気的接続の
信頼度が高いことを目的とする。

【００１９】また他の目的は、光ファイバが引っ張られ
ることがあっても入出力端子が損傷する恐れがないこと
にある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、図１に例示したように、モジュール本体
51の底面に突出した入出力端子９を基板３に接続するこ
とで、基板３に搭載される光モジュール50において、モ
ジュール本体51の側壁の下部に、光ファイバ10の導入部
55を設けた構成とする。

【００２１】また、図２に例示したように、光ファイバ
10と光半導体素子とからなる光ファイバ・光素子アセン
ブリ100 を、回路基板２を収容した金属ケース１のケー
ス側板1Bに固着する光モジュールにおいて、ケース底板
1Aの下方に突出した光モジュール500 の入出力端子９
を、基板３のスルーホールに挿入半田付けするととも
に、光ファイバ・光素子アセンブリ100のフランジ150
を、垂直板部151 と水平板部152 とからなる側面視Ｌ形
にし、垂直板部151 をケース側板1Bにねじ止め固着し、
垂直板部151 を基板３に絶縁シート155 を介してねじ止
め固着した構成とする。

【００２２】あるいはまた、図３に例示したように、回
路基板２と光半導体素子20とを金属ケース１に収容し、
アダプタ40をケース側板1Bの外側に装着し、アダプタ40
の内側に内部光ファイバ34を介して光半導体素子20に接
続するレセプタクル側光コネクタ30を挿着し、外側から
外部側光コネクタ300 をアダプタ40に挿着して光結合す
るよう構成した光モジュールにおいて、両端の外周部に
ねじ山を螺刻した筒体をからなるアダプタ40を、垂直板
部41と水平板部42とからなる側面視Ｌ形の支持台を備え
たものとし、垂直板部41をケース側板1Bにねじ止め固着
し、水平板部42を基板３に絶縁シート45を介してねじ止
め固着するとともに、ケース底板1Aの下方に突出した光
モジュール550 の入出力端子９を、基板３のスルーホー
ルに挿入半田付けする構成とする。

【００２３】

【作用】上述のように本発明は、光ファイバがモジュー
ル本体の下部から導出され、基板の表面を這うように配
線されている。一方、光モジュールを冷却するための強
制冷却風の風力は、基板の表面では弱いものである。こ
のことにより、光ファイバはこの冷却風により殆ど揺れ
動くことがない。

【００２４】したがて、入出力端子が屈曲等して損傷す
る恐れがない。また、請求項２，３の発明において、光
ファイバに金属ケースのケース側板に密着して固着され
るフランジ又はアダプタが、水平板部が基板に着座し、
ねじ手段によって基板に固定されている。

【００２５】したがって、光ファイバが引っ張られた
り、或いは冷却風の風力により揺れ動くことがあって
も、金属ケースは揺れ動くことがない。よって、入出力
端子が屈曲等して損傷する恐れがない。また、入出力端
子と基板との電気的接続の信頼度が高く、且つ入出力端
子の固着部が損傷する恐れがない。

【００２６】

【実施例】以下図１乃至図３を参照しながら、本発明を
具体的に説明する。なお、全図を通じて同一符号は同一
対象物を示す。

【００２７】図１は本発明の実施例の斜視図、図２は本
発明の他の実施例の図で、(A) は光ファイバ・光素子ア
センブリの斜視図、(B) は光モジュールの断面図、図３
は本発明のさらに他の実施例の断面図である。

【００２８】図１において、51は、金属ケース或いは樹
脂ケース内に、発光素子と駆動回路或いは受光素子と増
幅回路等を収容したモジュール本体である。９は、モジ
ュール本体51の底面に突出した入出力端子である。

【００２９】モジュール本体51の選択した側壁の下部に
導入部55を設けて、光モジュール50が構成されている。
なお、この導入部55は、例えば雌側光コネクタ56であ
る。３は、印刷配線板或いはセラミック基板等の基板で
ある。

【００３０】光モジュール50は、入出力端子９を基板３
のスルーホールに挿入半田付けするか、或いは基板３の
バッドに半田付けすることで基板３に搭載されている。
一方、光ファイバ10の端末に雄側光コネクタ57を装着し
ている。そして、雄側光コネクタ57のハウジングの上部
に設けた突起部を、雌側光コネクタ56のハウジングのガ
イド溝58に嵌入して雄側光コネクタ57と雌側光コネクタ
56とを光学的に接続し、さらにねじ59を雌側光コネクタ
56のねじ孔に螺着して、雄側光コネクタ57を雌側光コネ
クタ56に固着している。

【００３１】本発明は上述のように、光ファイバ10が基
板３の表面を這うよう配線されているので、光モジュー
ル50を冷却するための強制冷却風は、弱い風力で光ファ
イバ10に吹きつけるだけである。

【００３２】即ち、強制冷却風の横風が光ファイバ10に
吹きつけても光ファイバ10に付加される力が小さい。よ
って、光ファイバ10がモジュール本体51に与える曲げモ
ーメントが小さいので、入出力端子が屈曲等して損傷す
る恐れがない。

【００３３】なお、光ファイバ10が基板３の表面に添っ
て配線されているので、より多くの風量が光モジュール
50にあたる。したがって、光モジュール50の冷却効果が
向上する。

【００３４】図２に図示したように、光ファイバ・光素
子アセンブリ100 は、光半導体アセンブリとレンズアセ
ンブリと光ファイバアセンブリとを、一体に組み合わせ
たものである。

【００３５】光半導体アセンブリは、ほぼ円板状のステ
ム本体の外周部にフランジ150 を設けるとともに、ステ
ム本体の反対側の端面に設けたキャリア上に、受光素子
或いは発光素子等の光半導体素子を搭載したものであ
る。

【００３６】レンズアセンブリは、有底円筒形のレンズ
ホルダ、レンズホルダの底端面の軸心孔に挿着されたレ
ンズとで構成されている。光ファイバアセンブリは、レ
ンズアセンブリのレンズホルダの外径寸法に等しい外径
のフランジを有する円筒形のフェルールホルダの中空孔
に、フェルールを挿着して構成されている。

【００３７】光ファイバ・光素子アセンブリ100 のフラ
ンジ150 は、金属ケース１のケース側板1Bに密着する垂
直板部151 と基板３の表面に着座させる水平板部152 と
からなる側面視Ｌ形である。

【００３８】垂直板部151 には、ケース側板1Bに螺着す
る小ねじ６の首部を嵌入する孔153を２つ設け、また水
平板部152 には、基板３にねじ止めする小ねじ７のねじ
部を差し込む孔154 を２つ設けている。

【００３９】図２の(B) に図示したように、駆動回路又
は増幅回路等が形成された回路基板２を、ケース底板1A
に平行するよう金属ケース１に収容し、蓋を被せて金属
ケース１を封止している。

【００４０】入出力端子９の頭部を回路基板２の所望の
パターンに繋がるスルーホールに挿入し半田付けし、入
出力端子９の中間部をケース底板1Aの孔にハーメチック
シール８して固着し貫通させている。

【００４１】一方、フランジ150 の垂直板部151 をケー
ス側板1Bに密接し、小ねじ６を用いて光ファイバ・光素
子アセンブリ100 を金属ケース１に固着している。そし
て、光半導体素子のリードを金属ケース１内に引込み、
回路基板２の所望のパターンに接続して、光モジュール
500 が構成されている。

【００４２】上述のように構成された光モジュール500
は、ケース底板1Aを貫通し下方に突出した入出力端子９
の下部を、基板３の対応するスルーホールにそれぞれ挿
入し半田付けしている。

【００４３】また、フランジ150 の水平板部152 をゴム
板等の絶縁シート155 を介して基板３の実装面に着座さ
せ、小ねじ7 とナットとで基板３と水平板部152 とを締
めつけて、フランジ150 を基板３に固着している。

【００４４】上述のように、ケース底板1Aを基板３の実
装面に密着させず、金属ケース１が基板３から浮き上が
った状態で、光モジュール500 を基板３に搭載するとと
もに、フランジ150 の水平板部152 と基板３の実装面と
の間に絶縁シート155 を介在させている。

【００４５】したがって、基板３のパターンの形成領域
が狭小化されることがない。また、光ファイバ10が引っ
張られたり、或いは冷却風の風力により光ファイバ10が
揺れ動くことがあっても、金属ケース１は揺れ動くこと
がない。

【００４６】即ち、入出力端子９が屈曲等して損傷する
恐れがない。また入出力端子９と基板３のスルーホール
とを半田付けしている部分に亀裂等が入ることによる接
触不良が発生しない。

【００４７】また、入出力端子９と金属ケース１とを機
械的に固定しているハーメチックシール８部分が損傷す
ることもない。図３において、550 は、回路基板２と光
半導体素子20とを金属ケース１内に収容して、金属ケー
ス１に蓋をかぶせて封止した光モジュールである。

【００４８】詳述すると、駆動回路又は増幅回路等が形
成された回路基板２を、ケース底板1Aに平行するよう金
属ケース１に収容するとともに、ケース底板1A状にベー
ス25を取付け、このベース25に光半導体素子20とファイ
バ整列台35とを対向して密接して搭載し、内部光ファイ
バ34と光半導体素子20とを光結合させている。

【００４９】そして、光半導体素子20のリードを回路基
板２の所望のパターンに接続している。また、入出力端
子９の頭部を回路基板２の所望のパターンに繋がるスル
ーホールに挿入し半田付けし、入出力端子９の中間部を
ケース底板1Aの孔にハーメチックシール８して固着し貫
通させている。

【００５０】なお、蓋を被せて金属ケース１を封止して
いる。40は、両端の外周部にそれぞれふくろナットが螺
着するねじ山を有し、軸心孔の両側からそれぞれフェル
ールが挿入される筒体と、支持台とが、一体に製作され
たアダプタである。

【００５１】このアダプタ40の支持台は、筒体が水平に
貫通するう垂直板部41と基板３の実装面に着座する水平
板部42とからなる側面視Ｌ形である。筒体の一方の端部
をケース側板1Bの孔に嵌入し、ケース側板1Bの外側面に
垂直板部41を密接し小ねじ６を用いて、垂直板部41をケ
ース側板1Bに固着することで、アダプタ40を金属ケース
１に固着している。

【００５２】30は、軸心微細孔に内部光ファイバ34の端
末を挿着したフエルール31と、アダプタ40のねじ山に螺
着するふくろナット32と、からなるレセプタクル側光コ
ネクタである。

【００５３】300 は、軸心微細孔に光ファイバ10の端末
を挿着したフエルール331 と、アダプタ40のねじ山に螺
着するふくろナット332 と、からなる外部側光コネクタ
である。

【００５４】レセプタクル側光コネクタ30を金属ケース
１内に収容し、フエルール31をアダプタ40の軸心孔に挿
入し、ふくろナット32をアダプタ40に螺着して、レセプ
タクル側光コネクタ30をアダプタ40に挿着している。

【００５５】なお、金属ケース１に蓋を被せて金属ケー
ス１を封止している。上述のような光モジュール550
は、水平板部42を基板３の実装面に絶縁シート45を介し
て着座させ、小ねじ7 とナットを用いて水平板部42と基
板３とを固着している。

【００５６】一方、ケース底板1Aの下方に突出した光モ
ジュール550 の入出力端子９を、基板３のスルーホール
に挿入半田付けしている。このように光モジュール550
を基板３に搭載した後に、外部側光コネクタ300のフエ
ルール331 をアダプタ40の軸心孔に挿入し、ふくろナッ
ト332 をアダプタ40に螺着して、レセプタクル側光コネ
クタ30のフエルール31の端面と外部側光コネクタ300 の
フエルール331 の端面を当接させて、光ファイバ10と内
部光ファイバ34とを光結合させている。

【００５７】したがって、外部側光コネクタ300 をアダ
プタ40に装着する時、或いは光ファイバ10が引っ張られ
たり、することがあっても、金属ケース１は揺れ動くこ
とがないので、入出力端子９が屈曲等して損傷する恐れ
がない。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、金属ケー
スのケース側板に密着して固着されるフランジ又はアダ
プタが、水平板部が基板に着座しねじ手段によって基板
に固定されている。

【００５９】即ち、光ファイバが引っ張られたり、或い
は冷却風の風力により揺れ動くことがあっても、金属ケ
ースは動くことがないので、入出力端子が屈曲等して損
傷することがないという効果を有する。

【００６０】また、金属ケースが動くことがないので入
出力端子と基板のスルーホールとを半田付けしている半
田に亀裂が発生しない。即ち、光モジュールと基板との
電気的接続の信頼度が高いという効果を有する。

【００６１】また、入出力端子を金属ケースに固定して
いるハーメチックシール部分が損傷しない。さらにま
た、基板のパターンの形成領域が狭小化されることがな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例の斜視図

【図２】 本発明の他の実施例の図で (A) は光ファイバ・光素子アセンブリの斜視図 (B) は光モジュールの断面図

【図３】 本発明のさらに他の実施例の断面図

【図４】 光ファイバ・光素子アセンブリの断面図

【図５】 従来例の図で (A) は光モジュールの背面視の斜視図 (B) は基板に実装した状態を示す断面図

【符号の説明】

１ 金属ケース 1A ケー
ス底板 1B ケース側板 ２ 回路
基板 ３ 基板 6,7 小ね
じ ９ 入出力端子 10 光フ
ァイバ 20 光半導体素子 15,150
フランジ 40 アダプタ 41,151
垂直板部 42,152 水平板部 45,155
絶縁シート 30 レセプタクル側光コネクタ 50,500,550 光モジュール 51 モジュール本体 55 導入部 100 光ファイバ・光素子アセンブリ 300 外部側光コネクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｍ 7514−4Ｍ // Ｈ０１Ｌ 23/467

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モジュール本体(51)の底面に突出した入
   出力端子(9) を基板(3) に接続することで、該基板(3)
   に搭載される光モジュール(50)において、 該モジュール本体(51)の側壁の下部に、光ファイバ(10)
   の導入部(55)を設けたことを特徴とする光モジュールの
   搭載構造。
2. 【請求項２】 光ファイバ(10)と光半導体素子とからな
   る光ファイバ・光素子アセンブリ(100) を、回路基板
   (2) を収容した金属ケース(1) のケース側板(1B)に固着
   する光モジュールにおいて、 ケース底板(1A)の下方に突出した該光モジュール(500)
   の入出力端子(9) を、基板(3) のスルーホールに挿入半
   田付けするとともに、 該光ファイバ・光素子アセンブリ(100) のフランジ(15
   0) を、垂直板部(151)と水平板部(152) とからなる側面
   視Ｌ形にし、 該垂直板部(151) を該ケース側板(1B)にねじ止め固着
   し、該垂直板部(151) を該基板(3) に絶縁シート(155)
   を介してねじ止め固着したことを特徴とする光モジュー
   ルの搭載構造。
3. 【請求項３】 回路基板(2) と光半導体素子(20)とを金
   属ケース(1) に収容し、アダプタ(40)をケース側板(1B)
   の外側に固着し、該アダプタ(40)の内側に内部光ファイ
   バ(34)を介して該光半導体素子(20)に接続するレセプタ
   クル側光コネクタ(30)を挿着し、外側から外部側光コネ
   クタ(300) を該アダプタ(40)に挿着して光結合するよう
   構成した光モジュールにおいて、 両端の外周部にねじ山を螺刻した筒体をからなる該アダ
   プタ(40)を、垂直板部(41)と水平板部(42)とからなる側
   面視Ｌ形の支持台を備えたものとし、該垂直板部(41)を
   該ケース側板(1B)にねじ止め固着し、該水平板部(42)を
   該基板(3) に絶縁シート(45)を介してねじ止め固着する
   とともに、 ケース底板(1A)の下方に突出した該光モジュール(550)
   の入出力端子(9) を、基板(3) のスルーホールに挿入半
   田付けすることを特徴とする光モジュールの搭載構造。