CN101581815A - 光电转换模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可实现小型化、低成本化的连接器一体型的光电转换模块。该光电转换模块具备：基板(7)；设置于基板(7)上并与光纤(2)光结合的光路转换机构(8)；设置于光路转换机构(8)上并与电线(3)电连接的挠性基板(9)；设置于基板(7)上并用于支撑挠性基板(9)的支撑板；通过光路转换机构(8)与光纤(2)的芯光结合的光元件(10)；以及与挠性基板(9)电连接，并与外部电气设备(5)的插座(6)电连接的电连接器(11)，挠性基板(9)向基板(7)和支撑板的前端部端面方向延伸并以包入前端部的方式形成，并与基板(7)的背面接合，基板(7)、支撑板和挠性基板(9)插入连接于电连接器(11)。

Description

光电转换模块
技术领域
本发明涉及用于将内置有光纤和电线的光电复合线连接于外部电气设备的光电转换模块。
背景技术
为了对应伴随着互联网或多媒体的快速普及而产生的信息量的增大，正开展着在处理装置的器件之间的信号传输上使用光信号的光互连技术的开发，要求小型且低成本的光电转换模块。
作为现有的光电转换模块，例如有如下模块：在连接器端部将光元件横向排成一列，在这些光元件上连接光纤，并且输出来自各光元件的电信号(例如参照专利文献1)。
然而，即使在使用光互连的情况下，并不是仅利用光来传输信号，还残留有低速信号或电源供给、接地等电连接，使用复合了电气配线和光纤的光电复合线。
在将这种光电复合线连接于外部电气设备时，一直以来，如图5所示，准备在表面形成有电气配线的玻璃环氧基板52，以与安装于该玻璃环氧基板52上的光元件53相对的方式配置光电复合线58的光纤54，并且，在电气配线的输入端子Pi上电连接光电复合线58的电线55。而且，在该玻璃环氧基板52的输出端子Po上通过电缆56电连接连接器57。
来自光纤54的光信号用光元件53或光元件53和驱动用元件转换为电信号，并通过与输出端子Po电连接的电缆56输出至连接器57。同样，输入至输入端子Pi的来自电线55的电信号通过与输出端子Po电连接的电缆56输出至连接器57。
在光电转换模块51中，通过将该连接器57电连接于外部电气设备，将光电复合线58连接于外部电气设备。在图5中，由于图的简化，说明了光纤54为1根、电线55为1根的情况，但光纤54和电线55为多根的情况也同样。
专利文献1：日本特开2003-149512号公报
然而，在现有的光电转换模块51中，玻璃环氧基板52与连接器57分体形成，需要用电缆56连接设置于玻璃环氧基板52上的输出端子Po和连接器57，因此，在封装时光电转换模块51整体的大小变大。而且，若光纤54和电线55的根数增加，则存在玻璃环氧基板52大型化的问题。
另外，在光电转换模块51中，由于用电缆56电连接设置于玻璃环氧基板52上的输出端子Po和连接器57，因此，若光纤54和电线55的根数增加，则配线变得繁杂，进而需要使用形成有电气配线的玻璃环氧基板52，因此存在花费成本的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于解决上述问题，并提供一种实现了小型化、低成本化的连接器一体型的光电转换模块。
本发明是为了实现上述目的而提出的，本发明的光电转换模块用于将内置有光纤和电线的光电复合线连接于外部电气设备的插座，并且具备：基板；设置于该基板上并与上述光纤光结合的光路转换机构；设置于该光路转换机构上并与上述电线电连接的挠性基板；设置于上述基板上并用于支撑上述挠性基板的支撑板；设置于上述挠性基板上并通过上述光路转换机构与上述光纤的芯进行光结合的光元件；以及与上述挠性基板电连接，并且与上述外部电气设备的上述插座电连接的电连接器，上述挠性基板向上述基板和上述支撑板的前端部端面方向延伸并以包入上述前端部的方式形成，并且与上述基板的背面接合，上述基板、上述光路转换机构和上述挠性基板插入连接于上述电连接器。
在本发明的光电转换模块中，上述挠性基板形成为从上述基板和上述支撑板的前端部沿轴向延伸，形成于上述挠性基板上的表面侧电气配线和表背面电气配线交替配置。
在本发明的光电转换模块中，上述挠性基板形成为从上述基板和上述支撑板的前端部沿宽度方向延伸，形成于上述挠性基板上的表面侧电气配线和表背面电气配线在宽度方向左右对称地配置。
在本发明的光电转换模块中，上述光路转换机构由光波导构成，上述基板具有用于安装上述光纤并光结合上述光纤的芯与上述光波导的芯的槽。
在本发明的光电转换模块中，由上述基板、上述支撑板和以包入它们的前端部的方式形成的挠性基板构成的前端部的厚度，形成为与形成于上述电连接器的上下的金属端子之间嵌合的厚度。
在本发明的光电转换模块中，在上述基板的表面侧光结合上述光路转换机构和上述光纤，在上述基板的背面侧电连接上述挠性基板和上述电线。
本发明的光电转换模块用于将内置有光纤和电线的光电复合线连接于外部电气设备的插座，并具备：基板；设置于该基板上并在上述外部电气设备侧形成有光路转换部的上述光纤；设置于该光路转换部上并与上述电线电连接的挠性基板；设置于该挠性基板上并通过上述光路转换部与上述光纤的芯进行光结合的光元件；设置于上述基板上并用于支撑上述挠性基板的支撑板；以及与上述挠性基板电连接，并且与上述外部电气设备的上述插座电连接的电连接器，上述挠性基板向上述基板和上述支撑板的前端部端面方向延伸并以包入上述前端部的方式形成，并且与上述基板的背面接合，上述基板、上述支撑板和上述挠性基板插入连接于上述电连接器。
本发明具有以下效果。
根据本发明，以用挠性基板包入基板前端部的方式形成，并将其插入连接于电连接器的金属端子之间，由此能将形成于挠性基板的电气配线直接连接于电连接器的金属端子，因此不需要FPC连接器和形成有电气配线的基板，能抑制成本，可以实现小型化。
附图说明
图1是本发明的光电转换模块的纵剖面图。
图2是图1的主要部分放大图。
图3是用于本发明的光电转换模块的挠性基板的俯视图。
图4是用于本发明另一实施方式的光电转换模块的挠性基板的俯视图。
图5是现有的光电转换模块的俯视图。
图6是本发明的变形例的光电转换模块的主要部分放大纵剖面图。
图7是本发明的变形例的光电转换模块的主要部分放大纵剖面图。
图8是本发明的变形例的光电转换模块的主要部分放大纵剖面图。
图中：
1-光电转换模块；2-光纤；3-电线；4-光电复合线；5-外部电气设备；6-插座；7-基板；8-光波导(光路变换机构)；9-挠性基板；10-光元件；11-电连接器。
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明优选的实施方式。
图1是本实施方式的光电转换模块的纵剖面图。
光电转换模块1用于将内置有光纤2和电线3的光电复合线4连接于外部电气设备5，并将来自外部电气设备5的电信号转换为光信号输出至光纤2，或者将来自光纤2的光信号转换为电信号输出至外部电气设备5。
光电转换模块1主要具备：由玻璃板、金属板或刚性基板等具有强度的材料构成的基板7；设置于该基板7上，并与光电复合线4的光纤2光结合的光波导8；设置于该光波导8上的挠性基板9；装载于该挠性基板9上，并将来自光波导8的光信号转换为电信号，或者将来自挠性基板9的电信号转换为光信号的光元件10；控制光元件10的IC12；以及与设置于外部电气设备5的插座6嵌合的电连接器11。基板7与光波导8之间及光波导8与挠性基板9之间分别利用粘接剂接合。
在位于光波导8的后端部(在图1中为右侧)的基板7上安装光纤2，并且形成用于光结合光纤2的芯与光波导8的芯的槽(未图示)。光纤2安装于该槽内，并与光波导8光学连接。在光纤2的上方设置防止光纤2脱落的光纤支撑板19。
在光波导8上设置具有挠性的挠性基板9。挠性基板9形成为从基板7和光波导8的前端部(在图1中为左侧)沿轴向延伸，其延伸部25以包入前端面24的方式形成，用粘接剂等接合于基板7的背面。延伸部25以挠性基板9和设置于其上的电气配线不破损的程度的弯曲半径被弯曲。
在基板7背面侧的挠性基板9上电连接光电复合线4的电线3。电线3和挠性基板9的电气配线用软钎焊等电连接。
在挠性基板9上设有光元件10和控制光元件10的IC12。光元件10由PD(光电二极管)等的受光元件或LD(激光二极管)等的发光元件构成。光元件10和IC12分别电连接于挠性基板9的电气配线。
以包入基板7和光波导8的前端部的方式形成的挠性基板9插入连接于电连接器11，并与其电连接。
电连接器11具备连接器罩13和从其后端突出的一对金属端子14。金属端子14上下配置，在这些金属端子14之间插入以包入基板7和光波导8的前端部的方式形成的挠性基板9。金属端子14和挠性基板9的电气配线用软钎焊等电连接。
此时，由基板7和光波导8及包入光波导8前端部的挠性基板9构成的前端部的厚度，做成与金属端子14之间嵌合的厚度即可。该前端部的厚度通过调整基板7的厚度来进行调节即可。
另外，在本实施方式中，金属端子14的上下之间的距离为1mm，作为挠性基板9的材料使用了聚酰亚胺(弹性模量2GPa)。
在电连接器11的前端形成有用于插入在外部电气设备5的插座6上所形成的凸部15的凹部16。金属端子14以其前端与连接器罩13的前端一致的方式向凹部16内延伸。
另外，以覆盖电连接器11的后端部至光电复合线4的前端部的方式设置保护罩20。
设置于外部电气设备5的插座6由收容连接器罩13的前端部的电连接器插入孔17和与电连接器11的凹部16嵌合的凸部15构成。在凸部15的上下面上，分别设置在与凹部16嵌合时与金属端子14接触并电连接的连接端子18。
在这里，使用图2详细说明光波导8。
如图2所示，光波导8由芯21和包层22构成。该光波导8是光路转换机构，在芯21上形成用于光学地连接光波导8和装载于挠性基板9上的光元件10的镜23。
镜23倾斜设置成相对经芯21传播的光的光轴成45度，将从光纤2侧经芯21中传播来的光向光元件10侧反射，并且将来自光元件10的光向光纤2中的芯21侧反射。
另外，位于比镜23靠左侧的光波导8起到用于支撑挠性基板9的支撑板的作用。这是由于若在该部分没有光波导8，则挠性基板9具有弯曲部，需要设计成在该弯曲部不存在IC。这样，也可以兼用作为光路转换机构的光波导8和支撑板。
接着，根据图3说明用于光电转换模块1的挠性基板9的电气配线的一例。
在图3中，虚线A表示与光波导8(基板7的表面侧)的前端一致的位置，虚线B表示与基板7背面的前端一致的位置。即，在图3中比虚线A靠上侧的表面部9a配置于光波导8上，比虚线B靠下侧的背面部9b配置于基板7的背面侧。虚线A、B之间的弯曲部9c配置于基板7与光波导8的前端面24，成为延伸部25。
在挠性基板9的表面部9a上形成电连接上侧的金属端子14和光元件10或IC12的多个(在图3中为3个)表面侧电气配线31。在各表面侧电气配线31的前端部(虚线A侧)分别形成用于与金属端子14电连接的宽度宽的端子部31a。
另外，形成从挠性基板9的表面部9a通过虚线A、B之间的弯曲部9c，并延伸至背面部9b的前端部的多个(在图3中为2个)表背面电气配线32。该表背面电气配线32用于电连接光元件10或IC12与下侧的金属端子14。在表背面电气配线32的背面部9b侧的前端部，分别形成用于与下侧的金属端子14电连接的宽度宽的端子部32a。
这些表面侧电气配线31与表背面电气配线32交替配置为好。由此，能使宽度宽的端子部31a、32a上下错开，能增加挠性基板9的取数。
在挠性基板9的背面部9b，形成用于电连接光电复合线4的电线3与下侧的金属端子14的多个(在图3中为2个)背面侧电气配线33。在背面侧电气配线33的前端部(虚线B侧)形成用于与下侧的金属端子14电连接的端子部33a，在其后端部分别形成用于与电线3电连接的电线连接用端子部33b。
在使用图3所示的挠性基板9的情况下，电连接器11的金属端子14形成为与端子部31a、32a、33a对应的形状为好，以使其与各电气配线31、32、33的端子部31a、32a、33a电连接。具体而言，例如梳子状地配置与各端子部31a、32a、33a对应的多个金属板而构成金属端子14为好。这种情况下，由于加强了金属端子14，因此也可以设置支撑金属端子14的各金属板的支撑部件。
以下说明本实施方式的作用。
在光电转换模块1中，在基板7上设置光波导8，在该光波导8上设置挠性基板9，以用该挠性基板9包入基板7与光波导8的前端面24的方式形成，将其插入连接在电连接器11的金属端子14之间。
以用挠性基板9包入基板7的方式形成，并将其插入连接于电连接器11的金属端子14之间，由此能将形成于挠性基板9的电气配线的端子部31a、32a、33a直接电连接于金属端子14，因此不需要用于固定挠性基板9的FPC连接器和形成有电气配线的基板，能抑制成本，与现有的光电转换模块比较可以实现小型化。
另外，一般而言在将光纤光学地连接于光波导时，设置用于支撑光纤2的支撑台，但在光电转换模块1中，由于基板7兼作光纤2的支撑台，所以能进一步抑制成本。
而且，通过交替配置挠性基板9的表面侧电气配线31和表背面电气配线32，从而能使宽度宽的端子部31a、32a上下错开，可以节省空间。因而，能增加形成于挠性基板9上的配线数，能增加挠性基板9的取数。
另外，在光电转换模块1中，在基板7的表面侧连接光纤2，在基板7的背面侧连接电线3，因此可以进一步节省空间，实现小型化。
以下说明本发明的其它实施方式。
图4表示用于本发明其它实施方式的光电转换模块的挠性基板41。除了使用挠性基板41以外，与图1的光电转换模块1的结构相同。
挠性基板41形成为从基板7和光波导8的前端部向宽度方向延伸，并以包入基板7和光波导8的两侧面的方式形成。
在图4中，虚线C位于光波导8(基板7的表面侧)的侧面，虚线D位于基板7背面的侧面。即，虚线C、D之间的表面部41a配置于光波导8上，比虚线D靠外侧的背面部41b配置于基板7背面。虚线C、D之间的弯曲部41c配置于光波导8与基板7的两侧面。
在挠性基板41的表面部41a上形成电连接上侧的金属端子14与光元件10或IC12的多个(在图4中为3个)表面侧电气配线42。在各表面侧电气配线42的前端部(在图4中为下侧)分别形成用于与金属端子14电连接的宽度宽的端子部42a。
另外，形成从挠性基板41的表面部41a横切弯曲部41c，并延伸至背面部41b的前端部的多个(在图4中为2个)表背面电气配线43。该表背面电气配线43用于电连接光元件10或IC12与下侧的金属端子14。
表背面电气配线43包括：由表面部41a的后端(在图4中为上侧)沿轴向延伸的表面侧水平部43a；由该表面侧水平部43a横切弯曲部41c沿宽度方向延伸的垂直部43b；以及从该垂直部43b与轴向平行地延伸至背面部41b的前端部的背面侧水平部43c。在背面侧水平部43c的前端部形成用于与下侧的金属端子14电连接的宽度宽的端子部43d。该表背面电气配线43比表面侧电气配线42靠外侧形成。
在挠性基板41的背面部41b上，形成用于电连接光电复合线4的电线3与下侧的金属端子14的多个(在图4中为2个)背面侧电气配线44。在背面侧电气配线44的前端部(在图4中为下侧)形成用于与下侧的金属端子14电连接的端子部44a，在其后端部分别形成用于与电线3电连接的电线连接用端子部44b。
在挠性基板41中，从易于处理的观点出发，左右对称地形成电气配线为好。
在上述实施方式中，在基板7上形成光波导8，在光波导8上形成挠性基板9、41，但也可以首先在挠性基板9、41的背面形成光波导8，以用此包入基板7的方式形成。这种情况下，若横跨挠性基板9、41的全长形成光波导8，则挠性基板9、41的弯曲直径变大，因此仅在基板7表面侧的挠性基板9、41上形成光波导8为好。
在上述实施方式中，以作为光路转换机构使用光波导8的例子进行了说明，但如图6所示，作为光路转换机构也可以使用在光纤2侧具有45度斜面部62的光学透镜块61。光元件10与光纤2的芯通过形成于该光学透镜块61的45度斜面部62而光结合。另外，也可以取代该光学透镜块61使用在光纤2侧具有45度斜面部的金属块，使光路转换90度而将光元件10与光纤2的芯光结合。
另外，如图7所示，也可以使用具有将外部电气设备侧的光纤2的前端部45度倾斜研磨，并在该研磨部蒸镀铝的光路转换部72的光纤2来将光路转换90度。在光纤2的铝蒸镀部，由于光路转换90度，因此光元件10与光纤2的芯经由该光路转换部72光结合。再者，在这种情况下，设置用于支撑挠性基板9的支撑板71为好。这是由于若没有该支撑板71，则挠性基板9具有弯曲部，需要设计成在该弯曲部不存在IC12。该支撑板71由玻璃板、金属板或刚性基板等的材料构成，也可以与基板7一体形成。
如图8所示，作为光路转换机构也可以仅在光元件10的正下方形成具有镜23的光波导82，并通过该镜23将光纤2的芯与光元件10光结合。再者，在这种情况下，设置用于支撑挠性基板9的支撑板81为好。这是由于若没有该支撑板81，则挠性基板9具有弯曲部，需要设计成在该弯曲部不存在IC12。该支撑板81由玻璃板、金属板或刚性基板等的材料构成，也可以与基板7一体形成。另外，也可以取代光波导82而仅在光元件10的正下方形成在光纤2侧具有45度斜面部的金属块，使光路转换90度而将光元件10与光纤2的芯光结合。

Claims (7)

1.一种光电转换模块，用于将内置有光纤和电线的光电复合线连接于外部电气设备的插座，其特征在于，
具备：基板；
设置于该基板上并与上述光纤光结合的光路转换机构；
设置于该光路转换机构上并与上述电线电连接的挠性基板；
设置于上述基板上并用于支撑上述挠性基板的支撑板；
设置于上述挠性基板上并通过上述光路转换机构与上述光纤的芯进行光结合的光元件；以及，
与上述挠性基板电连接，并且与上述外部电气设备的上述插座电连接的电连接器，
上述挠性基板向上述基板和上述支撑板的前端部端面方向延伸并以包入上述前端部的方式形成，并且与上述基板的背面接合，上述基板、上述支撑板和上述挠性基板插入连接于上述电连接器。
2.根据权利要求1所述的光电转换模块，其特征在于：
上述挠性基板形成为从上述基板和上述支撑板的前端部沿轴向延伸，形成于上述挠性基板上的表面侧电气配线和表背面电气配线交替配置。
3.根据权利要求1所述的光电转换模块，其特征在于：
上述挠性基板形成为从上述基板和上述支撑板的前端部沿宽度方向延伸，形成于上述挠性基板上的表面侧电气配线和表背面电气配线在宽度方向左右对称地配置。
4.根据权利要求1～3中任何一项所述的光电转换模块，其特征在于：
上述光路转换机构由光波导构成，上述基板具有用于安装上述光纤并光结合上述光纤的芯与上述光波导的芯的槽。
5.根据权利要求1～3中任何一项所述的光电转换模块，其特征在于：
由上述基板、上述支撑板和以包入它们的前端部的方式形成的挠性基板构成的前端部的厚度，形成为与形成于上述电连接器的上下的金属端子之间嵌合的厚度。
6.根据权利要求1～3中任何一项所述的光电转换模块，其特征在于：
在上述基板的表面侧光结合上述光路转换机构和上述光纤，在上述基板的背面侧电连接上述挠性基板和上述电线。
7.一种光电转换模块，用于将内置有光纤和电线的光电复合线连接于外部电气设备的插座，其特征在于，
具备：基板；
设置于该基板上并在上述外部电气设备侧形成有光路转换部的上述光纤；
设置于该光路转换部上并与上述电线电连接的挠性基板；
设置于该挠性基板上并通过上述光路转换部与上述光纤的芯进行光结合的光元件；
设置于上述基板上并用于支撑上述挠性基板的支撑板；以及，
与上述挠性基板电连接，并且与上述外部电气设备的上述插座电连接的电连接器，
上述挠性基板向上述基板和上述支撑板的前端部端面方向延伸并以包入上述前端部的方式形成，并且与上述基板的背面接合，上述基板、上述支撑板和上述挠性基板插入连接于上述电连接器。
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