CN102346283B - 光模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学器件被稳定地固定在支撑部件上的光模块。光模块(10)的光学器件(56)具有与光连接器(70)相对的连接面(62)以及在与光连接器(70)的连接方向正交的方向上相互分离的一对侧面(60、60)。支撑部件(50)具有与光学器件(56)的侧面(60、60)分别相对的一对侧壁(54、54)以及设置在侧壁(54、54)上且朝向光学器件(56)的侧面(60、60)呈凹状或凸状的凹凸部(84、84)。光学器件(56)的侧面(60、60)通过第二粘接部(82、82)固定在支撑部件(50)的侧壁(54、54)上，第二粘接部(82、82)还附着在侧壁(54、54)的凹凸部(84、84)的表面上。

Description

光模块

技术领域

本发明涉及光模块。

背景技术

在数据中心等网络系统中，作为连接服务器与服务器之间或服务器与交换集线器等转接装置之间的传输介质，除了金属线以外还使用光纤。

在使用光纤的情况下，需要将电信号转换成光信号、或者将光信号转换成电信号的光模块。

光模块具有用于将光电转换元件及光学地连接光电转换元件和光纤的端部的透镜块。光电转换元件及透镜块固定在电路板上，在透镜块上连接有安装在光纤的端部的光连接器。

例如，在专利文献1所公开的光模块中，使用粘接剂将透镜块固定在电路板上，在透镜块的附近配置有透镜加固件，该透镜加固件具有承受来自光连接器的按压的受压面。在专利文献1所公开的光模块中，由于用透镜加固件承受光连接器连接时的按压，因此不会在透镜块与电路板的连接部分产生应力。

现有技术文献

专利文献1：日本专利公开公报2008-224954号公报

作为透镜块的固定方法，还考虑了针对固定在电路板上的透镜架，使用粘接剂来固定透镜块的方法。并且，光连接器相对于透镜块直接接触地连接。

在该固定方法中，光连接器连接时的按压力施加到透镜块与透镜架之间的粘接部分。在按压力较大的情况下，有可能产生透镜块与透镜架之间的粘接剥落的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述的情形而提出的方案，其目的在于提供一种光学器件稳定地固定在支撑部件上的光模块。

为了实现上述目的，根据本发明第一方案，提供一种光模块，其特征在于，具备：电路板；安装在电路板上的光电转换元件；用于与安装在光纤的端部的光连接器的连接，并用于光学地连接上述光纤的端部和上述光电转换元件的光学器件；以及固定在上述电路板上且支撑上述光学器件的支撑部件，上述光学器件具有与上述光连接器相对的连接面、以及在与上述光连接器的连接方向正交的方向上相互分离的一对侧面，上述支撑部件具有与上述光学器件的侧面分别相对的一对侧壁、以及设置在上述侧壁上且朝向上述光学器件的侧面呈凹状或凸状的凹凸部，上述光学器件的侧面通过粘接剂分别固定在上述支撑部件的侧壁上，上述粘接剂还附着在上述侧壁的凹凸部的表面上。

本发明的效果如下。

根据本发明，提供一种光学器件稳定地固定在支撑部件上的光模块。

附图说明

图1是表示具备第一实施方式的光模块的光主动式电缆的概略结构的立体图。

图2是放大表示图1的光主动式电缆中的光模块附近的立体图。

图3是分解表示图2的光模块的概略立体图。

图4是与所安装的器件一起概略地表示图2中的第一电路板(第二电路板)的立体图。

图5是图4的分解立体图。

图6是放大并概略地表示图3的透镜块周边的俯视图。

图7是用于说明组装图2的光模块时，透镜块相对于透镜架的安装方法的概略立体图。

图8是放大表示图6中的区域VIII的俯视图。

图9是与所安装的器件一起概略地表示第二实施方式的光模块所应用的第一电路板(第二电路板)的立体图。

图10是放大表示图9中的间隔部件的概略立体图。

图11是第二实施方式的光模块的相当于图8的俯视图。

图中：

10、100-光模块，20-第一电路板，22-第二电路板，36-光纤束，50-透镜架(支撑器件)，52-端壁，54-侧壁，56-透镜块(光学器件)，58-背面，60-侧面，62-连接面，70-MT套管(光连接器)，80-第一粘接部，82-第二粘接部，82a-层状部，82b-切口填充部(凹凸填充部)，82c-槽填充部(凸凹填充部)，84-切口(凹凸部)，86-槽(凸凹部)。

具体实施方式

(第一实施方式)

以下参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。

图1是概略地表示具备第一实施方式的光模块10的光主动式电缆12的结构的立体图。光主动式电缆12由一根光缆14和安装在光缆14的两端的两个光模块10构成。光主动式电缆12例如是用于10千兆位×12信道的并行通信，应用于服务器与服务器之间或服务器与交换集线器等转接装置之间的连接。因此，光模块10是光无线电收发两用机。

图2是放大表示光缆14的一部分及光模块10的立体图。

光模块10具有例如金属制的壳体16，壳体16具有带台阶的箱形状。光缆14仅在壳体16的长度方向通过密封部件18从壳体16的一端伸出。另一方面，仅在壳体16的长度方向，在壳体16的另一端形成有开口。

例如两张电路板即第一电路板20及第二电路板22的端部位于壳体16的开口内。第一电路板20及第二电路板22的端部可以插入设置于转接装置上的切槽中。壳体16由可以相互分离的第一外壳24及第二外壳26构成。第一外壳24及第二外壳26使用例如两根螺钉28相互固定。

图3是分解光模块10来概略地表示的立体图。

在第一电路板20和第二电路板22之间配置有衬垫30。由衬垫30规定第一电路板20与第二电路板22的间隔，并且规定第一电路板20及第二电路板22在壳体16内的位置。

在第一外壳24的端壁32及第二外壳26的端壁34上分别设有切口，这些切口在壳体16的端壁上相合形成一个开口。在该开口中嵌合有空心的密封部件18的一端。光缆14例如由两根光纤束36、36和覆盖光纤36、36的被覆38构成。各光纤束36、36包含多个光纤，通过密封部件18延伸到壳体16的内部。

图4是与所安装的器件一起放大表示了第一电路板20的立体图。还有，第一电路板20还包含所安装的器件，具有与第二电路板22大致相同的结构。因此，图4也是与所安装的器件一起放大表示了第二电路板22的立体图。并且，图5是图4的分解立体图。

如图4及图5所示，第一电路板20及第二电路板22分别具有例如环氧玻璃制的基板主体40，在基板主体40上形成有四边形的切口。并且，以紧靠切口的方式在基板主体40上安装有金属制的底板42。也就是，第一电路板20及第二电路板22各自由基板主体40及底板42构成，整体具有长方形的外形形状。

在底板42上配置有例如由多个光电转换元件构成的光电转换元件阵列44。光电转换元件是面发光激光器等发光元件或光电二极管等受光元件。

另外，在底板42上安装有与光电转换元件阵列44电连接的集成电路46。集成电路46与光电转换元件阵列44通过例如引线接合等电连接。

具体地说，集成电路46在光电转换元件为发光元件的情况下，是驱动发光元件的驱动电路，在光电转换元件为受光元件的情况下，是放大来自受光元件的电信号的放大电路。

在第一电路板20及第二电路板22的端部排列有多个电极端子48，在第一电路20及第二电路22的基板主体40上，尽管未图示，但形成有从各电极端子48延伸到底板42的附近的多个配线图形。并且，配线图形的端部和集成电路46之间也通过例如引线接合而电连接。因此，电极端子48与集成电路46电连接。

再有，在底板42上通过例如激光焊接等固定透镜架(支撑部件)50。透镜架50是金属制，在平面观察时具有コ字形状或有棱角的U字形状。因此，透镜架50具有：相当于コ字纵杆的一个端壁52；以及相当于コ字横杆且与端壁52的两端一体相连的两个侧壁54、54。

透镜架50以包围透镜块(光学器件)56的三方的方式支撑。透镜块56由一体成形的树脂构成，包含透镜单元和反射镜单元。透镜块56具有大致长方体的外形形状，且具有：与透镜架50相对的背面58；以及与透镜架50的侧壁54、54相对的两个侧面60、60。

另外，透镜块56具有位于与背面58相反的一侧的连接面62。连接面62位于由透镜架50的侧壁54、54规定的开口侧，在连接面62上安装有朝向开口突出的两根导向销64、64。

另一方面，在位于壳体16的内部的各光纤束36、36的前端即多个光纤的前端，作为光连接器而安装有MT(MechanicallyTransferable)套管70。MT套管70通过透镜架50的开口与透镜块56连接。

此时，MT套管70被导向销64、64引导并与之连接，因此连接方向与透镜块56的连接面62和背面58的分离方向平行，与透镜架50的侧壁54、54彼此的分离方向垂直。

为了防止MT套管70的脱落，在第一电路板20及第二电路板22上固定有套管架72。套管架72在平面观察时具有コ字形状或有棱角的U字形状，配置成与透镜架50相对。即、透镜架50及金属箍架72相互配置成使自身的开口朝向对方。

在套管架72和MT套管70之间配置有压缩螺旋弹簧74，MT套管70以通过压缩螺旋弹簧74对透镜块56加力的状态连接。

(透镜块支撑结构)

以下对由透镜架50形成的透镜块56的支撑结构进行说明。

图6是放大表示透镜块56的周边的概略俯视图。

如图6所示，透镜架50的端壁52和透镜块56的背面58通过由施加在它们之间并固化了的粘接剂构成的第一粘接部80相互固定。由于透镜架50的端壁52及透镜块56的背面58均是平坦的，并大致平行，因此第一粘接部80构成为层状。

另一方面，透镜架50的侧壁54、54和透镜块56的侧面60、60之间通过由施加在它们之间并固化了的粘接剂构成的第二粘接部82、82相互固定。

在此，若同时参照图4及图5，则在透镜架50的侧壁54、54上，在与透镜块56的侧面60、60相对的区域形成有切口84。切口84在厚度方向贯通侧壁54，在侧壁54的内面及外面开口。

而且，切口84在第一电路板20及第二电路板22的厚度方向延伸，在位于与第一电路板20及第二电路板22相反侧的侧壁54、54的边缘开口。

另一方面，在透镜块56的侧面60、60上，形成有在第一电路板20及第二电路板22的厚度方向延伸的半圆筒形状的槽86、86。

因此，如图6所示，第二粘接部82、82包括：侧壁54与侧面60之间的层状部分(层状部)82a、82a；填充在切口84、84的内部的部分(切口填充部)82b、82b；以及填充在槽86、86的内部的部分(槽填充部)82c、82c。层状部82a、切口填充部82b以及槽填充部82c构成为一体。

以下对组装第一实施方式的光模块10时的、透镜架50及透镜块56相对于第一电路板20的优选安装方法进行说明。此外，不言而喻，该安装方法也可以适用于第二电路板22。

首先，在安装了光电转换元件阵列44及集成电路46的第一电路板20的底板42上激光焊接透镜架50。

接着，如图7所示，将连接有MT套管70的状态的透镜块56配置在透镜架50内。在该状态下，使光电转换元件阵列44工作的同时，对透镜块56的位置进行微调(调心)，以使光纤束36中的光纤与光电转换元件阵列44之间的光学连接效率成为最大。

此外，在调心时，需要使透镜块56相对于透镜架50在某种程度的范围内位移。因此，必须在透镜架50的端壁52及侧壁54与透镜块56的背面58及侧面60之间确保规定尺寸的间隙。

并且，在连接效率最大的位置，在透镜架50的端壁52与透镜块56的背面58之间、以及透镜架50的侧壁54与透镜块56的侧面60之间注入紫外线固化型的粘接剂。并且对所注入的粘接剂照射紫外线使其固化，形成第一粘接部80及第二粘接部82、82。

由此，透镜架50及透镜块56相对于第一电路板20的安装结束。

还有，在形成第一粘接部80及第二粘接部82、82之后，套管架72以包围MT套管70的方式固定在第一电路板20上。此时，在套管架72与MT套管70之间配置压缩螺旋弹簧74。

根据上述的第一实施方式的光模块10，透镜架50在侧壁54上具有切口84，在切口84的内部也填充有粘接剂。基于压缩螺旋弹簧74的加力，作用于透镜块56的力相对于透镜架50的侧壁54及透镜块56的侧面60是平行的。

因此，作用于透镜块56的力在第二粘接部82的层状部82a和切口填充部(凹凸填充部)82b的边界作为与边界平行的剪切力起作用。并且，此时，如图8中箭头所示，切口填充部82b通过轴性的力F1被支撑，该轴性的力F1来自与剪切力方向垂直的切口84的壁面。因此，透镜块56的侧面60通过切口填充部82b并利用透镜架50的侧壁54的刚性被牢固地支撑。

由此，透镜架50的端壁52与透镜块56的背面58之间的第一粘接部80的压缩被抑制，可抑制第一粘接部80的变形。其结果，根据该光模块10，透镜块56由透镜架50长期稳定地被固定。

另外，根据上述的第一实施方式的光模块10，作为优选方式，切口84贯通透镜架50的侧壁54，因此能够通过切口84对侧壁54与侧面60之间的粘接剂照射紫外线。其结果，该光模块的组装容易。

此外，切口84通过冲压成形等容易地形成。因此，该光模块10的生产性很高。

根据上述的第一实施方式的光模块10，作为优选方式，透镜块56在侧面具有槽86。在槽86内也填充有粘接剂。基于压缩螺旋弹簧74的加力而作用于透镜块56的力从透镜块56的侧面60作用于透镜架50的侧壁54，并在层状部82a与槽填充部(凸凹填充部)82c的边界作为与边界平行的剪切力起作用。

并且，此时，如图8的箭头所示，槽86的壁面不与剪切力方向平行，槽填充部82c由来自槽86的壁面的轴性的力F2按压。因此，作用于透镜块56的力通过槽填充部82c有效且可靠地分散到透镜架50的侧壁60。

由此，作用于透镜架50的端壁52与透镜块56的背面58之间的第一粘接部80的力被降低，可进一步抑制第一粘接部80的压缩。其结果，根据该光模块10，透镜块56可由透镜架50长期稳定地被固定。

(第二实施方式)

以下参照附图对第二实施方式的光模块100进行说明。第二实施方式的光模块100的外观与第一实施方式的光模块10的外观相同，因此，图2也表示第二实施方式的光模块100。还有，对于与第一实施方式相同的结构附注同一符号并省略说明。

如图9所示，第二实施方式的光模块100在具备衬垫部件102这方面与第一实施方式的光模块10不同。

更详细地说，如图10所示，衬垫部件102具有例如由金属构成的主体部102a，该主体部102a具有四边形的平板形状。

并且，作为优选方式，衬垫部件102在主体部102a的一边具有例如以直角相连的平板形状的配合部102b。因此衬垫部件102具有L字形状的剖面形状。

如图11所示，衬垫部件102的主体部102a配置在透镜架50的端壁52与透镜块56的背面58之间。

以下对组装第二实施方式的光模块100时的、透镜架50及透镜块56相对于第一电路板20的优选安装方法进行说明。

这种情况下，与第一实施方式的情况同样地进行调心之后，在连接效率最大位置上，在透镜架50的端壁52与透镜块56的背面58之间插入衬垫部件102的主体部102a。

然后，在透镜架50的端壁52与透镜块56的背面58之间、以及透镜架50的侧壁54与透镜块56的侧面60之间注入紫外线固化型的粘接剂。并且对所注入的粘接剂照射紫外线使其固化，形成第一粘接部80及第二粘接部82、82。

上述的第二实施方式的光模块100具有与第一实施方式的光模块10相同的效果，并且还具有以下的效果。

首先，根据上述的第二实施方式的光模块100，通过在透镜架50的端壁52与透镜块56的背面58之间配置衬垫部件102的主体部102a，从而存在于端壁52与背面58之间的第一粘接部80变薄。

若端壁52与背面58之间的第一粘接部80变薄，则基于压缩螺旋弹簧74的作用力在透镜块56上作用了力时，由于第一粘接部80的变形量减少，因此第一粘接部80的耐久性变高。

其结果，根据该光模块100，透镜块56可由透镜架50长期地更加稳定地被固定。

另外，根据上述的第二实施方式的光模块100，在插入衬垫部件102的主体部102a时，配合部102抵接在透镜架50的端壁52的边缘上，从而衬垫部件102在插入方向的位置被决定。因此，不存在主体部102a碰撞在底板42上的集成电路46上的不良情况，可容易地组装光模块100。

本发明并不限定于上述的第一及第二实施方式，还包含对上述的第一及第二实施方式加以变更的方式。

例如，在上述的第一及第二实施方式的光模块10、100中，在透镜架50的侧壁54上形成贯通侧壁54的切口84，但也可以取代切口84，朝向侧面60在侧壁54上形成凹状的槽或凹陷部。

或者，也可以取代切口84，在侧壁54上朝向侧面60形成凸状的凸条或突起。另外，也可以取代切口84，通过例如冲压加工，朝向侧面60在侧壁54上形成凹状或凸状的鼓出部。

也就是，在透镜架50的侧壁54上，只要朝向透镜块56的侧面60形成凹状或凸状的凹凸部即可。而且，凹凸部的数量没有特别限定，也可以是多个。

同样，在第一及第二实施方式的光模块10、100中，作为优选方式，在透镜块56的侧面60上形成槽86，但也可以形成槽86以外的点状的凹陷部、突条或突起。也就是，作为优选方式，能够朝向透镜架50的端壁52形成凸状或凹状的凸凹部。而且，凸凹部的数量没有特别限定，也可以是多个。

另外，在上述第一及第二实施方式的光模块10、100中，作为优选方式，使用紫外线固化型的粘接剂，但也可以使用热固化型的粘接剂。

并且，在第二实施方式的光模块100中，作为优选方式，衬垫部件102具有配合部102b，但衬垫部件102只要至少具有主体部102a即可。

此外，在第一及第二实施方式中，通过作为光学器件的透镜块56，光纤束36中的多个光纤端部与光电转换元件阵列44之间光学连接，但是透镜块56的光学上的要素没有特别限定。

另一方面，在第一及第二实施方式中，作为优选方式，第一电路板20及第二电路板22包含底板42，并在底板42上安装有光电转换元件阵列44、集成电路46以及透镜架50，但也可以省略底板42。这种情况下，也可以将光电转换元件阵列44、集成电路46以及透镜架50固定在第一电路板20及第二电路板22的基板主体40上。

最后，本发明也可以应用于可装卸光缆的光无线电收发两用机，而且，并不限定于光无线电收发两用机，可以应用于连接有光纤的光模块。

Claims (6)

1.一种光模块，其特征在于，

具备：电路板；

安装在电路板上的光电转换元件；

用于与安装在光纤的端部的光连接器直接接触地连接，并用于光学地连接上述光纤的端部和上述光电转换元件的光学器件；以及

固定在上述电路板上且支撑上述光学器件的支撑部件，

上述光学器件具有与上述光连接器相对的连接面、在上述光连接器的连接方向上位于与上述连接面相反的一侧的背面、以及在与上述光连接器的连接方向正交的方向上相互分离的一对侧面，

上述支撑部件具有与上述光学器件的上述背面相对的端壁、与上述光学器件的侧面分别相对并与上述端壁的两端一体相连的一对侧壁、以及设置在上述侧壁上且朝向上述光学器件的侧面呈凹状或凸状的凹凸部，

上述支撑部件由上述端壁以及一对上述侧壁构成为在上述电路板的平面观察时呈コ字形状，

上述光学器件的侧面通过粘接剂分别固定在上述支撑部件的侧壁上，上述光学器件与上述支撑部件之间确保规定的间隙，

上述粘接剂还附着在上述侧壁的凹凸部的表面上。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，

上述凹凸部在上述侧壁彼此的分离方向上贯通上述侧壁。

3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，

上述粘接剂为紫外线固化型。

4.根据权利要求1～3任一项所述的光模块，其特征在于，

上述光学器件的侧面朝向上述侧壁具有凸状或凹状的凸凹部，在上述凸凹部的表面上也附着有上述粘接剂。

5.根据权利要求1～3任一项所述的光模块，其特征在于，

上述光学器件的背面通过粘接剂固定在上述支撑部件的上述端壁上，

上述光模块还具备配置在上述光学器件的背面与上述端壁之间的衬垫部件。

6.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，

上述衬垫部件具有与上述端壁配合的配合部。