CN103635844A - 光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的之一在于提供一种光模块,其能够确保组装时的作业性,并抑制在光电转换部中产生的热量的影响。光模块(1)具有:电路基板(24),其搭载有受光/发光元件(52);连接器部件(54),其对光纤芯线(7)进行保持;以及透镜阵列部件(55),其固定在电路基板(24)上,将电路基板(24)上的受光/发光元件(52)和光纤芯线(7)光学连接,电路基板(24)具有:透镜阵列搭载区域(A1),在该区域中固定透镜阵列部件(55);以及连接器部件相对区域(A2),其与连接器部件(54)相对,在连接器部件(54)和连接器部件相对区域(A2)之间形成有隔热空间。

Description

光模块
技术领域
本发明涉及一种具有搭载有光元件的电路基板的光模块。
背景技术
近年来,关于在网络设备中使用的光模块,多通道化、高速化、小型化不断发展。作为实现了多通道化、高速化、小型化的光模块的一个例子,存在下述光模块,其具有:光元件,该光元件设置在电路基板上,由受光元件和发光元件构成;透镜组件,其以与该光元件相对的方式具有透镜;以及插芯,其与透镜组件连接,插入有光纤(参照专利文献1)。
专利文献1:日本特开2010-122312号公报
发明内容
在光模块的内部设置用于将电信号转换为光信号的光电转换部的情况下,必须考虑在光电转换部中产生的热量而对模块整体进行设计。另一方面,进行模块组装的组装工序的作业性也是一项重要的课题。
专利文献1中公开的光模块,构成为在电路基板的端部安装有透镜组件,通过将设在插芯上的凸起部插入至设在透镜组件上的孔中而将两个部件连接。但是,在该结构中,由于在电路基板上不存在搭载插芯的区域,因此,无法使插芯沿着电路基板而进行插入作业,导致作业性降低。另外,在两个部件连接后,如果组装作业者误在插芯上施加与连接方向垂直的力,则有可能导致设在插芯上的凸起部折断。
因此,考虑下述结构,即,在专利文献1的光模块的基础上,将电路基板的端部延长至用于搭载插芯的预定区域,使插芯也由电路基板的一部分支撑。然而,在该结构中,在光电转换部中产生的热量会聚集在透镜组件和插芯中。于是,由于透镜组件和插芯的热膨胀系数不同,因此,导致向透镜组件和插芯上施加不同的热应力。如果向透镜组件和插芯的接合部分施加不同的热应力,则向两者的光耦合部施加预期之外的变动,可能导致通信品质劣化。
本发明的目的在于提供一种光模块,其能够一边确保组装时的作业性,一边抑制由光电转换部产生的热量的影响。
为了实现上述目的,本发明的光模块具有:电路基板,其搭载有光元件;光纤保持部件,其对光纤进行保持;以及光耦合部件,其固定在所述电路基板上,将所述电路基板上的所述光元件和所述光纤光学连接,所述电路基板具有:第1区域,在该第1区域中固定所述光耦合部件;以及第2区域,其与所述光纤保持部件相对,在所述光纤保持部件和所述第2区域之间形成有隔热空间。
另外,在本发明的光模块中,优选所述光耦合部件通过粘接剂而固定在所述电路基板上,在所述光耦合部件上形成第1连接部,在所述光纤保持部件上形成与所述第1连接部连接的第2连接部、和供所述光纤插入的光纤保持孔,所述光纤通过粘接剂而固定在所述光纤保持孔中,所述光纤保持孔形成在下述位置,即,在所述光耦合部件和所述光纤保持部件通过所述第1连接部和所述第2连接部而连接的状态下,与所述第2连接部相比,更靠近构成所述光纤保持部件的各表面中的第2表面,其中,构成所述光纤保持部件的各表面中的第1表面与所述隔热空间相对,该第2表面在与第1表面相反那一侧。
另外,在本发明的光模块中,优选对所述光纤保持部件的第1表面中的位于所述光耦合部件侧的端部进行了倒角。
另外,在本发明的光模块中,优选所述电路基板具有:第1搭载面,在其上搭载所述光元件;以及第2搭载面,其在与所述第1搭载面相反那一侧,在所述电路基板的所述第2搭载面上搭载散热部件,所述散热部件具有所述第2搭载面的所述第1区域中的第1散热部分、和所述第2搭载面的所述第2区域中的第2散热部分,所述第1散热部分的面积比所述第2散热部分的面积大。
另外,在本发明的光模块中,所述散热部件可以构成为,形成在所述第2搭载面的所述第1区域,而没有形成在所述第2搭载面的所述第2区域。
另外,在本发明的光模块中,优选所述散热部件设置为,形成在所述第2搭载面的所述第1区域,并延伸至与所述第2区域相反那一侧。
另外,在本发明的光模块中,优选在所述电路基板上,在从所述第1区域观察时位于与所述第2区域相反那一侧的区域中,搭载发热量比所述光元件大的电子部件。
另外,在本发明的光模块中,优选所述电子部件搭载在所述电路基板的所述第2搭载面上。
另外,在本发明的光模块中优选具有夹具部件,该夹具部件使所述光纤保持部件和所述光耦合部件机械连结。
另外,在本发明的光模块中,优选所述夹具部件是热传导率比所述光纤保持部件高的部件,所述夹具部件和所述光纤保持部件的第2表面的至少一部分相接触。
发明的效果
根据本发明的光模块,能够提供一种可确保组装时的作业性且能够抑制在光电转换部中产生的热量的影响的光模块。
附图说明
图1是表示第1实施方式所涉及的光模块的斜视图。
图2是表示拆下树脂壳体后的状态的斜视图。
图3是表示拆下金属壳体后的状态的斜视图。
图4(a)是从上方观察图3所示的基板的图,图4(b)是横向观察图3所示的基板的图。
图5是横向观察图3所示的电路基板及固定部件的图。
图6是图1所示的光模块的剖视图。
图7是表示图6中示出的散热片的变形例的图。
图8是表示具有夹具部件的变形例的斜视图。
图9是横向观察图8中示出的电路基板及电路基板上的电子部件的图。
图10是表示在第2实施方式所涉及的光模块中使用的连接器部件的斜视图。
图11是横向观察第2实施方式所涉及的光模块的基板的图。
图12是横向观察第2实施方式所涉及的光模块的基板的图。
具体实施方式
下面,参照附图,对本发明的优选实施方式进行详细说明。此外,在附图的说明中,对相同或相当的要素标注相同的标号,省略重复说明。
(第1实施方式)
首先,对第1实施方式所涉及的光模块进行说明。
图1中示出的光模块1是在光通信技术等中用于信号(数据)传送的光模块,用于与作为连接对象的个人计算机等电子设备电连接,将输入/输出的电信号转换为光信号而传送光信号。
如图1所示,光模块1具有光缆3和连接器模块5。在光模块1中构成为,单芯或多芯的光缆3的末端安装在连接器模块5上。
如图1至图3所示,光缆3具有:多根(在此为4根)光纤芯线(光纤)7;树脂制的外皮9,其对该光纤芯线7进行包覆;极细径的抗拉纤维(凯夫拉;Kevlar)11,其夹在光纤芯线7和外皮9之间;以及金属编织体13,其夹在外皮9和抗拉纤维11之间。即,在光缆3中,从其中心朝向径向外侧依次配置有光纤芯线7、抗拉纤维11、金属编织体13及外皮9。
光纤芯线7能够使用纤芯和包层为石英玻璃的光纤(AGF:AllGlass Fiber)、包层由硬质塑料形成的光纤(HPCF:Hard Plastic CladFiber)等。如果使用玻璃纤芯直径为80μm的细径HPCF,则即使光纤芯线7以小直径弯曲也难以断裂。外皮9由无卤素阻燃性树脂例如PVC(polyvinylchloride)形成。外皮9的外径为4.2mm左右,外皮9的热传导率例如为0.17W/m·k。抗拉纤维11例如为芳族聚酰胺纤维,以集束为束状的状态内置于光缆3中。
金属编织体13由例如镀锡导线形成,编织密度为大于或等于70%,编织角度为45°至60°。金属编织体13的外径为0.05mm左右。金属编织体13的热传导率例如为400W/m·k。金属编织体13为了确保良好的热传导而优选高密度配置,作为一个例子,优选由扁平的镀锡导线构成。
连接器模块5具有:壳体20;电连接器22,其设置在壳体20的前端(顶端)侧;以及电路基板24,其收容在壳体20中。
壳体20由金属壳体(第1壳体)26和树脂壳体(第2壳体)28构成。金属壳体26由收容部件30和固定部件32构成,该固定部件32与收容部件30的后端部连结,对光缆3进行固定。金属壳体26由钢(Fe类)、马口铁(镀锡铜)、不锈钢、铜、黄铜、铝等热传导率高(优选大于或等于100W/m·k)的金属材料形成。金属壳体26构成热传导体。
收容部件30是截面呈大致矩形形状的筒状中空部件。收容部件30划分出收容电路基板24等的收容空间S。在收容部件30的前端侧设有电连接器22,在收容部件30的后端侧连结固定部件32。
固定部件32具有:板状的基部34;筒部36;一对第1伸出片38,它们从基部34的两侧向前方伸出;以及一对第2伸出片40,它们从基部34的两侧向后方伸出。一对第1伸出片38分别从收容部件30的后部插入,与收容部件30抵接而连结。一对第2伸出片40与后述的树脂壳体28的保护罩46连结。此外,关于固定部件32,利用金属板一体形成基部34、筒部36、第1伸出片38及第2伸出片40。
筒部36形成大致圆筒状,以从基部34向后方凸出的方式设置。筒部36通过与加箍环42的协同动作而对光缆3进行保持。具体来说,在将外皮9剥去后,使光缆3的光纤芯线7插入至筒部36的内部,并且,将抗拉纤维11沿筒部36的外周面配置。并且,在配置于筒部36外周面的抗拉纤维11上配置加箍环42,并对加箍环42进行加箍加工。由此,抗拉纤维11被夹持固定在筒部36和加箍环42之间,将光缆3保持固定在固定部件32中。
在基部34上通过焊料而接合光缆3的金属编织体13的端部。具体来说,金属编织体13以在固定部件32上覆盖加箍环42(筒部36)的外周的方式配置,其端部延伸至基部34的一个表面(后表面),并通过焊料接合。由此,固定部件32与金属编织体13热连接。并且,通过收容部件30的后端部与固定部件32结合,收容部件30与固定部件32物理且热连接。即,收容部件30与光缆3的金属编织体13热连接。
树脂壳体28例如由聚碳酸酯等树脂材料形成,对金属壳体26进行包覆。树脂壳体28具有外装壳体44和与外装壳体44连结的保护罩46。外装壳体44设置为包覆收容部件30的外表面。保护罩46与外装壳体44的后端部连结,并对金属壳体26的固定部件32进行包覆。保护罩46的后端部与光缆3的外皮9通过粘接剂(未图示)粘接。
电连接器22是插入至连接对象(个人计算机等)而与连接对象电连接的部分。电连接器22配置在壳体20的前端侧,从壳体20向前方凸出。电连接器22通过接触件22a而与电路基板24电连接。
电路基板24收容在金属壳体26(收容部件30)的收容空间S中。在电路基板24上搭载有控制用半导体50和受光/发光元件52。电路基板24将控制用半导体50和受光/发光元件52电连接。电路基板24在俯视观察时呈大致矩形形状,具有规定的厚度。电路基板24例如是环氧玻璃基板、陶瓷基板等绝缘基板,在其表面或内部,由金(Au)、铝(Al)或铜(Cu)等形成电路配线。控制用半导体50和受光/发光元件52构成光电转换部。
控制用半导体50包括驱动IC(Integrated Circuit)50a、作为波形整形器的CDR(Clock Data Recovery)装置50b等。控制用半导体50在电路基板24上配置在正面24a(第1搭载面的一个例子)的前端侧。控制用半导体50与电连接器22电连接。
如图4(a)、(b)所示,受光/发光元件52包含有多个(在此为2个)发光元件52a和多个(在此为2个)受光元件52b而构成。发光元件52a及受光元件52b在电路基板24上配置在正面24a的后端侧。作为发光元件52a,例如能够使用发光二极管(LED:Light EmittingDiode)、激光二极管(LD:Laser Diode)、面发射激光器(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting LASER)等。作为受光元件52b,例如能够使用光电二极管(PD:Photo Diode)等。
受光/发光元件52与光缆3的光纤芯线7光学连接。具体来说,如图4(b)所示,在电路基板24上,以覆盖受光/发光元件52及驱动IC50a的方式配置有透镜阵列部件55(光耦合部件的一个例子)。在透镜阵列部件55上配置有反射膜55a,其对从发光元件52a射出的光、或从光纤芯线7射出的光进行反射而使其弯折。在光纤芯线7(在图4中省略图示)的末端安装有连接器部件54(光纤保持部件的一个例子),通过将定位销55b嵌合至定位孔54a中,从而将连接器部件54和透镜阵列部件55定位并结合,使光纤芯线7和受光/发光元件52光学连接。
另外,在上述的实施方式中,如图4(b)所示,受光/发光元件52和光纤芯线7具有不同的光轴,通过作为光耦合部件的透镜阵列部件55的反射膜55a而变换光轴方向,以使得两者光耦合。另外,在透镜阵列部件55上形成的定位销55b,以朝向与光纤芯线7的光轴大致平行的方向凸出的方式形成。通过使对光纤芯线7进行保持的连接器部件54在与光纤芯线7的光轴大致平行的方向上移动,从而使透镜阵列部件55的定位销55b嵌合至连接器部件54的定位孔54a中,使光纤芯线7与受光/发光元件52光耦合。定位销55b的凸出方向与电路基板24的面方向大致平行,因此,能够使连接器部件54沿着电路基板24的表面而进行连接,提高组装作业的效率性(作业性)。
优选透镜阵列部件55在光的入射部及出射部具有准直透镜,该准直透镜使入射光形成为平行光,并将平行光聚光而射出。上述透镜阵列部件55能够通过树脂的注塑成型而一体地构成。透镜阵列部件55和连接器部件54由不同的材料形成,具有彼此不同的热膨胀系数。
另外,电路基板24如图4(a)所示,具有:透镜阵列搭载区域A1(第1区域的一个例子),在其上搭载透镜阵列部件55;以及连接器部件相对区域A2(第2区域的一个例子),其与连接器部件54相对。如图4(b)所示,在连接器部件54和连接器部件相对区域A2之间形成有具有规定距离C的隔热空间。如图5所示,即使在连接器部件54和透镜阵列部件55连接后的状态下,仍可确保该隔热空间。
优选透镜阵列部件55由在成型时的尺寸精度良好、且相对于通信光具有高透明度的树脂(例如,聚醚酰亚胺类树脂:线膨胀系数5.6×10-5/K)构成,并且,在设想在高温环境中使用的情况下,由能够承受回流焊等高温处理、且相对于通信光具有高透明度的树脂(例如,电子束辐照交联树脂:线膨胀系数9.0×10-5/K)构成。另外,连接器部件54由在成型时的尺寸精度良好的材料(例如,聚苯硫醚类树脂:线膨胀系数2.6×10-5/K)构成。
如图6所示,在电路基板24和收容部件30(金属壳体26)之间配置有散热片56。散热片56是由具有热传导性及柔软性的材料形成的热传导体。散热片56设置在电路基板24的背面24b(第2搭载面的一个例子,参照图4(b))上,从连接器部件相对区域A2的背面侧中央附近开始,覆盖透镜阵列搭载区域A1的背面侧全体,并且向电连接器22延伸。散热片56如图6所示,具有:连接器部件对应部分,其具有从连接器部件相对区域A2的背面侧中央附近至连接器部件相对区域A2的一端为止的长度L2;以及透镜阵列部件对应部分,其具有从连接器部件相对区域A2的一端开始,越过透镜阵列搭载区域A1的背面侧整体而至CDR装置50b的背面侧前侧附近为止的长度L1。散热片56由于宽度方向的长度固定,因此,以长度L1规定的透镜阵列部件对应部分与电路基板24接触的面积,比以长度L2规定的连接器部件对应部分与电路基板24接触的面积大。
另外,关于散热片56,其上表面与电路基板24的背面24b物理且热连接,并且,其下表面与收容部件30的内侧面物理且热连接。通过该散热片56,电路基板24与金属壳体26热连接,电路基板24的热量传递至收容部件30。
此外,散热片也可以如图7所示的散热片57那样,仅形成在透镜阵列搭载区域A1的背面侧。即,可以形成为在连接器部件相对区域A2的背面侧不设置散热片57的结构。
在具有上述结构的光模块1中,从电连接器22输入电信号,经由电路基板24的配线而将电信号输入至控制用半导体50。输入至控制用半导体50的电信号在进行电平调整或通过CDR装置50b进行波形整形等后,从控制用半导体50经由电路基板24的配线输出至受光/发光元件52。在已输入电信号的受光/发光元件52中,将电信号转换为光信号,并将光信号从发光元件52a射出至光纤芯线7。
另外,通过光缆3传送的光信号从受光元件52b射入。在受光/发光元件52中,将所射入的光信号转换为电信号,将该电信号经由电路基板24的配线输出至控制用半导体50。在控制用半导体50中,在对电信号实施规定处理后,将该电信号输出至电连接器22。
下面,参照图6,对光模块1的散热方法进行说明。在搭载于电路基板24上的控制用半导体50及受光/发光元件52中产生的热量,首先传递至电路基板24。传递至电路基板24的热量经由散热片56传递至收容部件30。然后,热量从收容部件30传递至与该收容部件30连结的固定部件32,并传递至与固定部件32连接的光缆3的金属编织体13。随后,传递至金属编织体13的热量经由光缆3的外皮9向外部散热。如上所述,在光模块1中,在作为发热体的控制用半导体50及受光/发光元件52中产生的热量被释放至外部。
如上所述,在本实施方式中,电路基板24具有:透镜阵列搭载区域A1,在其上搭载透镜阵列部件55;以及连接器部件相对区域A2,其与连接器部件54相对。因此,在组装作业时,能够通过电路基板24防止对连接器部件54施加意外的力。另外,在透镜阵列部件55与连接器部件54接合之后,即使施加了意外的力,由于电路基板24与连接器部件54接触而对连接器部件54进行支撑,因此能够防止透镜阵列部件55与连接器部件54的接合部分受到损伤。另外,在将连接器部件54向透镜阵列部件55上连接时,由于能够使连接器部件54沿着电路基板24的连接器部件相对区域A2而进行连接,因此,组装作业的效率性(作业性)提高。
另外,在与透镜阵列部件55连接的连接器部件54、和连接器部件相对区域A2之间,形成有具有规定距离C的隔热空间。由于该隔热空间,连接器部件54以其一部分不与电路基板24抵接而与电路基板24分离规定距离的状态被支撑,从而使得光电转换时从受光/发光元件52产生的热量不会从电路基板24直接传递至连接器部件54。另外,还能够将从受光/发光元件52产生的热量从隔热空间释放。从发挥上述效果,并且确保透镜阵列部件55与连接器部件54的连接作业性、以及抑制外力对定位销55b造成损伤的角度出发,优选隔热空间的规定距离C为50μm至300μm左右,更加优选为50μm至100μm左右。这样,在透镜阵列部件55及连接器部件54发生热膨胀时,能够防止光纤芯线7的端面位置相对于透镜阵列部件55的透镜部发生偏移而导致光学连接状态变动。
即,由于透镜阵列部件55和连接器部件54具有不同的热膨胀系数,因此,如果连接器部件54和电路基板24被固定,则在两个部件变为高温状态的情况下,可能会在两个部件的接合面处产生应力而损伤接合面。但是,在本实施方式中,由于形成为连接器部件54与电路基板24的连接器部件相对区域A2不接触的结构(具有隔热空间的结构),因此,能够防止由连接器部件54的热膨胀产生的应力在接合面上集中。
另外,在本实施方式中,对连接器部件54和透镜阵列部件55通过定位销进行定位并结合的情况进行了说明,但为了可靠地将隔热空间确保为规定距离C,也可以如图8和图9所示设置夹具部件60,其夹持连接器部件54和透镜阵列部件55并对它们进行固定支撑。夹具部件60是将长方形金属片的两端部弯折而形成的部件,其与连接器部件54和透镜阵列部件55的后背部(与正对电路基板的面相反那一侧的面)紧密接触并进行覆盖。根据该结构,即使连接器部件54没有相对于电路基板24固定,也能够可靠地使连接器部件54和透镜阵列部件55保持连接状态。
在本实施方式中,散热片56具有以长度L1规定的透镜阵列部件对应部分(第1散热部分的一个例子)和以长度L2规定的连接器部件对应部分(第2散热部分的一个例子),且透镜阵列部件对应部分和电路基板24接触的面积,比连接器部件对应部分和电路基板24接触的面积大。另外,散热片56以向与连接器部件相对区域A2相反那一侧的方向(远离的方向)延伸的方式形成。因此,在透镜阵列搭载区域A1上由受光/发光元件52产生的热量经由电路基板24,在散热片56的透镜阵列部件对应部分被大量释放,几乎不会传播至连接器部件对应部分,容易使透镜阵列搭载区域A1和连接器部件相对区域A2热分离。
此外,在本实施方式中所说明的散热片56是一个例子,例如,也可以设为不形成在连接器部件相对区域A2的背面侧的形状。另外,也可以如图7所示,成为仅在搭载透镜阵列部件55的透镜阵列搭载区域A1的背面侧形成的散热片57。通过使散热片的结构为不形成在连接器部件相对区域A2的背面侧,从而容易在电路基板24上使透镜阵列搭载区域A1和连接器部件相对区域A2热分离。
另外,在本实施方式中,如图3所示,在电路基板24上,包含有CDR装置50b的控制用半导体50相对于透镜阵列搭载区域A1,搭载在与连接器部件相对区域A2相反那一侧的区域中。CDR装置50b(电子部件的一个例子)是发热量比受光/发光元件52大的部件,其结构为,通过如上所述搭载在与连接器部件相对区域A2相反那一侧,确保CDR装置50b和连接器部件54之间的距离,从而使得在CDR装置50b中产生的热量大量地释放至电连接器22侧。由此,在电路基板24上,容易使得透镜阵列搭载区域A1和连接器部件相对区域A2热分离。
此外,CDR装置50b也可以如图8和图9所示,设置在电路基板24的背面。通过将CDR装置50b设置在电路基板24的背面,从而将在CDR装置50b中产生的热量的大部分释放至电路基板24的背面侧和电连接器22侧。因此,容易使透镜阵列搭载区域A1和连接器部件相对区域A2热分离。
(第2实施方式)
下面,对第2实施方式所涉及的光模块进行说明。
如图10至图12所示,在连接器部件54上形成有用于使光纤芯线7插入的光纤保持孔54b。光纤芯线7(在图11至图12中省略图示)被插入至这些光纤保持孔54b中,并通过粘接剂61而粘接固定在光纤保持孔54b中。
透镜阵列部件55通过粘接剂而固定在电路基板24的正面24a。在该透镜阵列部件55的两侧部附近,形成有向连接器部件54侧凸出的定位销(第1连接部的一个例子)55b。
另外,在连接器部件54的两侧部附近,沿长度方向而形成有定位孔(第2连接部的一个例子)54a。该定位孔54a形成在连接器部件54的厚度方向的大致中央,通过与透镜阵列部件55的定位销55b嵌合而进行连接。
在该连接器部件54中,光纤保持孔54b形成在下述位置,即,在透镜阵列部件55和连接器部件54通过定位销55b和定位孔54a而连接的状态下,与定位孔54a相比,更靠近构成连接器部件54的各表面中的上表面(第2表面的一个例子)54d,其中,构成连接器部件54的各表面中的下表面(第1表面的一个例子)54c与隔热空间相对,上表面54d在与下表面54c相反那一侧。另外,该连接器部件54具有倒角部54e,该倒角部54e通过在宽度方向内对下表面54c中的透镜阵列部件55侧的端部进行倒角而形成。
在此,在具有作为光元件的受光/发光元件52的光模块11中,在对受光/发光元件52进行驱动的电路等中产生的热量,从电路基板24传递至固定在电路基板24上的透镜阵列部件55,热量的一部分进而经由透镜阵列部件55的定位销55b与连接器部件54的定位孔54a的连接部分,传递至连接器部件54。由于该热量,用于将光纤芯线7固定在光纤保持孔54b中的粘接剂61可能会软化或劣化,导致光纤保持孔54b对光纤芯线7进行保持的位置发生偏移(变化)。如果光纤芯线7的位置发生了偏移,则光纤芯线7的端面与在透镜阵列部件55上形成的透镜部分连接的位置偏移,从而造成光学连接损失。
另外,在连接器部件54的下表面54c处,在用于使透镜阵列部件55和电路基板24连接的粘接剂如标号62所示漏出的情况下,该下表面54c可能与该漏出的粘接剂接触。在此情况下,漏出的粘接剂62成为从电路基板24向连接器部件54的下表面54c传递热量的传热路径,可能使得连接器部件54的下表面54c侧变为高温。
与此相对,连接器部件54的上表面54d不会与从透镜阵列部件55和电路基板24之间漏出的粘接剂62接触。另外,由于上表面54d在与电路基板24相反那一侧露出,因此,与连接器部件54的下表面54c侧相比,容易维持温度较低的状态。
在第2实施方式所涉及的光模块11中,光纤保持孔54b与定位孔54a相比,形成在更靠近易于维持为温度较低状态的上表面54d的位置处,因此,能够抑制光纤保持孔54b变为高温。因此,能够防止用于将光纤芯线7固定在光纤保持孔54b中的粘接剂61软化或劣化,能够防止光纤芯线7的端面的位置偏移而发生光学连接损失。
另外,在第2实施方式所涉及的光模块11中,在连接器部件54的下表面54c中的透镜阵列部件55侧的端部处,通过倒角而形成有倒角部54e。这样,通过对连接器部件55的下表面54c中的透镜阵列部件55侧的端部进行倒角,从而即使在用于使透镜阵列部件55和电路基板24连接的粘接剂62漏出的情况下,也能够防止漏出的粘接剂62与下表面54c接触。
另外,可以使用由热传导率高的材料(例如,不锈钢、铜或铝等)形成的夹具部件60夹持连接器部件54和透镜阵列部件55并对它们进行固定支撑(参照图8及图9)。这样,夹具部件60与连接器部件54的上表面54d的至少一部分接触。因此,能够利用夹具部件60的散热效果,容易地将连接器部件54的上表面54d维持为低温,更有效地将光纤保持孔54b维持为温度较低的状态。
以上,参照特定的实施方式对本发明进行了详细说明,但能够在不脱离本发明的主旨和范围的情况下实施多种变更或修改,这对本领域技术人员来说是显而易见的。
例如,说明了将用于对光耦合部件和光纤保持部件进行定位的定位销设置在光耦合部件侧的例子,但定位销也可以设置在光纤保持部件侧。即,只要针对两者形成定位构造即可,并不限定其具体方式。此时,只要定位构造的安装方向与电路基板的面方向大致平行,就能够使光纤保持部件沿着电路基板而进行连接,因此,如上所述,组装作业的效率性(作业性)提高。
另外,由光耦合部件使具有不同光轴的受光/发光元件和光纤进行光耦合的结构并不限定于上述透镜阵列部件55的方式。即,设置反射膜55a不是必须的,也可以在透镜阵列部件55的与反射膜55a相当的位置处形成具有与该反射膜相同倾斜面的凹陷部,形成利用透镜阵列部件55的材料与空气间的界面处的折射率差实现的反射面。另外,也可以取代反射面而采用下述结构,即,使用可使光纤向受光/发光元件的光轴方向弯曲的具有圆弧状光纤保持孔的光插芯部件,将光纤从光纤保持部件侧插入,使光纤的光轴以与受光/发光元件的光轴一致的方式弯曲(在此情况下,能够防止光纤在两个部件的接合位置处产生局部的弯曲)。即,在光耦合部件上设置反射膜55a并不是必须的。
参照特定的实施方式对本发明进行了详细说明,但能够在不脱离本发明主旨和范围的情况下实施多种变更或修改,这对本领域技术人员来说是显而易见的。
本申请基于2011年12月28日申请的日本专利申请·申请号2011-289052,其内容作为参照而被引入在本说明书中。
标号的说明
1:光模块,3:光缆,5:连接器模块,7:光纤芯线,9:外皮,11:抗拉纤维,13:金属编织体,20:壳体,24:电路基板,A1:透镜阵列搭载区域(第1区域的一个例子),A2:连接器部件相对区域(第2区域的一个例子),26:金属壳体(第1壳体的一个例子),28:树脂壳体(第2壳体的一个例子),30:收容部件,32:固定部件,50:控制用半导体(电子部件的一个例子),52:受光/发光元件(光元件的一个例子),54:连接器部件(光纤保持部件的一个例子),54a:定位孔(第2连接部的一个例子),54b:光纤保持孔,54c:下表面(第1表面的一个例子),54d:上表面(第2表面的一个例子)54e:倒角部,55:透镜阵列部件(光耦合部件的一个例子),55b:定位销(第1连接部的一个例子),56:散热片,60:夹具部件,61:粘接剂,62:粘接剂,S:收容空间

Claims (10)

1.一种光模块,其具有:
电路基板,其搭载有光元件;
光纤保持部件,其对光纤进行保持;以及
光耦合部件,其由线膨胀系数与所述光纤保持部件不同的材料构成,该光耦合部件固定在所述电路基板上,将所述电路基板上的所述光元件和所述光纤光学连接,
所述电路基板具有:第1区域,在该第1区域中固定所述光耦合部件;以及第2区域,其与所述光纤保持部件相对,
在所述光纤保持部件和所述第2区域之间形成有隔热空间。
2.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,
所述光耦合部件通过粘接剂而固定在所述电路基板上,在所述光耦合部件上形成第1连接部,
在所述光纤保持部件上形成与所述第1连接部连接的第2连接部、和供所述光纤插入的光纤保持孔,
所述光纤通过粘接剂而固定在所述光纤保持孔中,
所述光纤保持孔形成在下述位置,即,在所述光耦合部件和所述光纤保持部件通过所述第1连接部和所述第2连接部而连接的状态下,与所述第2连接部相比,更靠近构成所述光纤保持部件的各表面中的第2表面,其中,构成所述光纤保持部件的各表面中的第1表面与所述隔热空间相对,该第2表面在与第1表面相反那一侧。
3.根据权利要求1或2所述的光模块,其特征在于,
对所述光纤保持部件的第1表面中的位于所述光耦合部件侧的端部进行了倒角。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光模块,其中,
所述电路基板具有:第1搭载面,在其上搭载所述光元件;以及第2搭载面,其在与所述第1搭载面相反那一侧,
在所述电路基板的所述第2搭载面上搭载散热部件,
所述散热部件具有所述第2搭载面的所述第1区域中的第1散热部分、和所述第2搭载面的所述第2区域中的第2散热部分,
所述第1散热部分的面积比所述第2散热部分的面积大。
5.根据权利要求4所述的光模块,其中,
所述散热部件形成在所述第2搭载面的所述第1区域,而没有形成在所述第2搭载面的所述第2区域。
6.根据权利要求4或5所述的光模块,其中,
所述散热部件设置为,形成在所述第2搭载面的所述第1区域,并延伸至与所述第2区域相反那一侧。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光模块,其中,
在所述电路基板上,在从所述第1区域观察时位于与所述第2区域相反那一侧的区域中,搭载发热量比所述光元件大的电子部件。
8.根据权利要求7所述的光模块,其中,
所述电子部件搭载在所述电路基板的所述第2搭载面上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的光模块,其中,
该光模块具有夹具部件,该夹具部件使所述光纤保持部件和所述光耦合部件机械连结。
10.根据权利要求9所述的光模块,其中,
所述夹具部件是热传导率比所述光纤保持部件高的部件,所述夹具部件和所述光纤保持部件的第2表面的至少一部分相接触。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105022128A (zh) * 2014-04-17 2015-11-04 思科技术公司 紧凑型多通道光学接收机组件封装
CN108919437A (zh) * 2018-08-17 2018-11-30 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块
CN109031547A (zh) * 2018-08-17 2018-12-18 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块
WO2020088011A1 (zh) * 2018-11-02 2020-05-07 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 光接收次模块及光模块
US10754090B2 (en) 2015-03-18 2020-08-25 Japan Aviation Electronics Industry, Limited Optical fiber cable assembly and measurement device
CN114721098A (zh) * 2022-02-22 2022-07-08 中国电子科技集团公司第十三研究所 光电耦合器件及其制造方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI565998B (zh) * 2012-11-28 2017-01-11 鴻海精密工業股份有限公司 光電轉換裝置
JP2015161940A (ja) * 2014-02-28 2015-09-07 日立金属株式会社 光モジュール付きケーブル
JP6379539B2 (ja) * 2014-03-13 2018-08-29 住友電気工業株式会社 光モジュール
JP6459615B2 (ja) * 2015-02-24 2019-01-30 住友電気工業株式会社 光データリンク
JPWO2017099056A1 (ja) * 2015-12-07 2018-09-20 古河電気工業株式会社 光ファイバ引出部構造、光モジュール
JP2018091888A (ja) * 2016-11-30 2018-06-14 株式会社エンプラス 光レセプタクル、光モジュールおよび光モジュールの製造方法
US10845552B2 (en) * 2017-04-28 2020-11-24 Intel Corporation Coreless package architecture for multi-chip opto-electronics

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040120654A1 (en) * 2001-04-06 2004-06-24 Kevern James David Multifiber ferrule
US20050265671A1 (en) * 2004-05-31 2005-12-01 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Optical module, optical module substrate and optical coupling structure
CN1820215A (zh) * 2003-07-10 2006-08-16 欧姆龙株式会社 光路转换型光学耦合元件
CN101995621A (zh) * 2009-08-07 2011-03-30 日立电线株式会社 光电转换模块

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004246279A (ja) * 2003-02-17 2004-09-02 Seiko Epson Corp 光モジュール及びその製造方法、光通信装置、光電気混載集積回路、回路基板、電子機器
US7454105B2 (en) * 2004-11-22 2008-11-18 Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. Passive alignment using elastic averaging in optoelectronics applications
JP2007019411A (ja) 2005-07-11 2007-01-25 Murata Mfg Co Ltd 光−電気変換装置
JP2008257094A (ja) * 2007-04-09 2008-10-23 Hitachi Cable Ltd 光伝送モジュール及び光パッチケーブル
JP2009134262A (ja) * 2007-10-29 2009-06-18 Fujikura Ltd 光コネクタ
JP5090261B2 (ja) 2008-06-12 2012-12-05 日本特殊陶業株式会社 光モジュール
JP2010122312A (ja) 2008-11-17 2010-06-03 Hitachi Cable Ltd 送受信レンズブロック及びそれを用いた光モジュール
JP5387240B2 (ja) 2009-08-31 2014-01-15 凸版印刷株式会社 光基板およびその製造方法
US8376634B2 (en) * 2009-10-29 2013-02-19 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Pluggable optical transceiver and method for manufacturing the same
JP4935936B2 (ja) 2011-03-25 2012-05-23 日立電線株式会社 光電気配線部材

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040120654A1 (en) * 2001-04-06 2004-06-24 Kevern James David Multifiber ferrule
CN1820215A (zh) * 2003-07-10 2006-08-16 欧姆龙株式会社 光路转换型光学耦合元件
US20050265671A1 (en) * 2004-05-31 2005-12-01 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Optical module, optical module substrate and optical coupling structure
CN101995621A (zh) * 2009-08-07 2011-03-30 日立电线株式会社 光电转换模块

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105022128A (zh) * 2014-04-17 2015-11-04 思科技术公司 紧凑型多通道光学接收机组件封装
US9417413B2 (en) 2014-04-17 2016-08-16 Cisco Technology, Inc. Compact multiple channel optical receiver assembly package
US10754090B2 (en) 2015-03-18 2020-08-25 Japan Aviation Electronics Industry, Limited Optical fiber cable assembly and measurement device
CN108919437A (zh) * 2018-08-17 2018-11-30 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块
CN109031547A (zh) * 2018-08-17 2018-12-18 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块
CN108919437B (zh) * 2018-08-17 2020-02-14 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块
WO2020035074A1 (zh) * 2018-08-17 2020-02-20 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块
US10942319B2 (en) 2018-08-17 2021-03-09 Hisense Broadband Multimedia Technologies Co., Ltd. Optical module
WO2020088011A1 (zh) * 2018-11-02 2020-05-07 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 光接收次模块及光模块
CN114721098A (zh) * 2022-02-22 2022-07-08 中国电子科技集团公司第十三研究所 光电耦合器件及其制造方法
CN114721098B (zh) * 2022-02-22 2024-01-30 中国电子科技集团公司第十三研究所 光电耦合器件及其制造方法

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US20150016772A1 (en) 2015-01-15
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