CN110226270A - 光模块及can封装件 - Google Patents

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Abstract

具备：CAN封装件(2)，其具有轴杆(22)和从该轴杆(22)突出的引脚(23a、23b)；以及基板(3)，其具有引脚连接用垫(33a、33b)，CAN封装件(2)具有槽(222)，槽(222)设置于轴杆(22)中的引脚(23a、23b)突出的面，基板(3)的一端插入槽(222)，引脚连接用垫(33a、33b)与引脚(23a、23b)电连接。

Description

光模块及CAN封装件
技术领域
本发明涉及一种光模块及其CAN封装件，所述光模块具备：CAN封装件，其具有轴杆及引脚；和基板，其具有与引脚连接的电极。
背景技术
在光通信中，收发光信号的光模块担负重要的作用。光模块由CAN型光封装件(以下为CAN封装件)及柔性基板构成。在CAN封装件中，将安装了激光器(光发射元件)及光电二极管(光接收元件)等LD芯片(光电转换元件)的基板包封于镜头壳体中。此外，柔性基板相当于光模块的安装基板。该光模块时常在与几百Mbps～10Gbps左右的传输速度对应的光收发器内使用。
CAN封装件与柔性基板连接，而且，柔性基板与搭载有驱动IC的其他印刷基板连接。
此处，在连接CAN封装件与柔性基板的情况下，例如如图14所示，用户首先使从CAN封装件102的背面突出的引脚1023通过预先设置于柔性基板103的贯通孔1031。然后，用户通过对贯通孔1031进行焊接等，将引脚1023固定于柔性基板103。另外，引脚1023一般而言多是接地用、电源用或电信号用的端子。在上述连接方法中，引脚1023插入柔性基板103的贯通孔1031，因此连接牢固，对于温度及湿度的变化引起的应力和机械性压力的耐受性强，作为产品的可靠性高。另外在图14中，标号101表示光模块，标号1021表示镜头壳体，标号1022表示轴杆。
另外，在上述的连接方法中，已知CAN封装件与柔性基板的连接部分中必然产生阻抗的失配。以下，对该阻抗的失配进行说明。
光模块一般而言是由用户针对各厂商提供的CAN封装件连接柔性基板来使用的。因而，基本上，CAN封装件的引脚设为具有一定富余的长度，以使得用户容易进行连接作业。因此，用户将CAN封装件的引脚插入柔性基板的贯通孔，之后，通过手工作业切断从贯通孔冒出的引脚。此时，必定产生引脚的切削残余，其成为使高频特性劣化的残端(stub)。该残端所影响的频带取决于引脚的切削残余的长度，这意味着光模块的特性受用户的技术力左右。因而，根据用户的不同，有可能对光模块本身的可靠性产生损害。
此外，CAN封装件的轴杆与柔性基板以面对置。因此，若不使轴杆和柔性基板具有的接地导体整面地连接，则在与其间隙对应的频带内会发生平行平板共振，使高频传输特性显著下降。产生该问题的频带在光模块的事业领域中在今后预想的25～100Gbps传输中成为弊端的可能性高。
另一方面，已知用于消除上述那样的阻抗的失配的结构(例如参照专利文献1)。在专利文献1所公开的结构中，通过使柔性基板相对于引脚平行地接触，抑制了特性阻抗的变动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-207259号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在专利文献1所公开的结构中，柔性基板与轴杆接合而被固定。因此，CAN封装件与柔性基板的连接弱，对于温度及湿度的变化引起的应力和机械性压力的耐受性弱，存在作为产品的可靠性降低的问题。
本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，目的在于提供一种光模块，其作为产品的可靠性高，能够消除CAN封装件与基板的连接部分中的阻抗的失配。
用于解决课题的手段
本发明的光模块的特征在于，其具备：CAN封装件，其具有轴杆和从该轴杆突出的引脚；以及基板，其具有电极，CAN封装件具有槽，该槽设置于轴杆中的引脚突出的面，基板的一端插入槽，电极与引脚电连接。
发明效果
根据本发明，如上所述构成，因此作为产品的可靠性高，能够消除CAN封装件与基板的连接部分中的阻抗的失配。
附图说明
图1A、图1B是示出本发明的实施方式1的光模块的结构例的图，图1A是上方立体图，图1B是下方立体图。
图2A、图2B是示出本发明的实施方式1的CAN封装件的结构例的图，图2A是主视图，图2B是侧视图。
图3A～图3C是示出本发明的实施方式1的基板的结构例的图，图3A是侧视图，图3B是正面图，图3C是背面图。
图4A、图4B是示出本发明的实施方式1的CAN封装件与基板的连接例的图，图4A是正面图，图4B是背面图。
图5是示出本发明的实施方式1的光模块及以往的光模块中的通过特性的一例的曲线图。
图6是示出本发明的实施方式1的基板的其他结构例的正面图。
图7是示出本发明的实施方式1的光模块的其他结构例的下方立体图。
图8是示出本发明的实施方式2的CAN封装件的结构例的侧视图。
图9是示出本发明的实施方式2的CAN封装件的结构例的侧视图。
图10是示出本发明的实施方式2的CAN封装件的结构例的侧视图。
图11是示出本发明的实施方式3的光模块的结构例的上方立体图。
图12是示出本发明的实施方式3的CAN封装件的结构例的主视图。
图13A、图13B是示出本发明的实施方式3的CAN封装件与基板的连接例的图，图13A是侧视图，图13B是正面图。
图14是示出以往的光模块的结构例的侧视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
实施方式1.
图1是示出本发明的实施方式1的光模块1的结构例的图。
光模块1收发光信号。如图1所示，该光模块1具备CAN封装件2及基板3。
如图2所示，CAN封装件2具有镜头壳体21、轴杆22及引脚23a、23b。
镜头壳体21包封搭载有LD芯片的基板(未图示)等。
轴杆22是对镜头壳体21的热进行散热的散热部件。此外，轴杆22还作为CAN封装件2的接地导体发挥功能。在该轴杆22沿着轴向设置有贯通孔221。在图2的例子中，设置有3个贯通孔221。
引脚(第1引脚)23a是传输电信号的引脚，其一端通过轴杆22的贯通孔221而与包封于镜头壳体21中的基板电连接，另一端从轴杆22突出。在图1中，示出采用差动传输方式作为电信号的传输方式的情况，作为引脚23a，设置有2根引脚23a-1、23a-2，对引脚23a-1、23a-2分别输入输出设置了180°的相位差的数字信号。
引脚(第2引脚)23b是传输电力的引脚，其一端通过轴杆22的贯通孔221而与包封于镜头壳体21中的基板电连接，另一端从轴杆22突出。
这些引脚23a、23b从设置于轴杆22的贯通孔221向包封于镜头壳体21中的基板进入。之后，贯通孔221被玻璃等树脂封闭，引脚23a、23b被固定。
此外，在实施方式1的CAN封装件2中，在轴杆22中的引脚23a、23b突出的面设置有槽222。该槽222的侧截面形状例如构成为矩形或U字状。
基板3相当于光模块1的安装基板，是由树脂31构成的一般的电路基板。另外，基板3也可以是柔性基板，还可以是其他的印刷基板。如图3所示，该基板3具有信号布线32a、电源用布线32b、引脚连接用垫33a、33b、其他基板连接用垫34a、34b及接地导体35a、35b。另外在图3中，示出基板3由4层的多层结构构成的情况。
信号布线32a设置于基板3的正面层。在图3中，作为信号布线32a，设置有差动信号布线32a-1、32a-2。
电源用布线32b设置于基板3的背面层。
引脚连接用垫(第1引脚连接用垫)33a是设置于信号布线32a的一端的电极。该引脚连接用垫33a与CAN封装件2具有的引脚23a电连接。在图3中，在差动信号布线32a-1的一端设置有引脚连接用垫33a-1，在差动信号布线32a-2的一端设置有引脚连接用垫33a-2。
引脚连接用垫(第2引脚连接用垫)33b是设置于电源用布线32b的一端的电极。该引脚连接用垫33b与CAN封装件2具有的引脚23b电连接。
其他基板连接用垫(第1其他基板连接用垫)34a是设置于信号布线32a的另一端的电极。该其他基板连接用垫34a与搭载有驱动IC的其他印刷基板(未图示)电连接。在图3中，在差动信号布线32a-1的另一端设置有其他基板连接用垫34a-1，在差动信号布线32a-2的另一端设置有其他基板连接用垫34a-2。
其他基板连接用垫(第2其他基板连接用垫)34b是设置于电源用布线32b的另一端的电极。该其他基板连接用垫34b与上述印刷基板电连接。
接地导体(第1接地导体)35a设置于基板3的内层，是在基板3的一端(向轴杆22的槽222插入的插入端)向外部(正面侧)露出的全接地层(ベタグランド層)。该接地导体35a是用作信号布线32a的参照的导体。
接地导体(第2接地导体)35b设置于基板3的内层，是在基板3的一端(向轴杆22的槽222插入的插入端)向外部(背面侧)露出的全接地层。该接地导体35b是用作电源用布线32b的返回的导体。
而且，在连接上述那样构成的CAN封装件2与基板3的情况下，如图4所示，用户首先将基板3的一端(插入端)相对于引脚23a、23b平行(包括大致平行的意思)地插入轴杆22的槽222。之后，用户通过对轴杆22与基板3的接触部分进行焊接等，将基板3固定于轴杆22。此处，轴杆22还作为CAN封装件2的接地导体发挥功能，基板3的一端露出有接地导体35a、35b。因而，轴杆22与接地导体35a、35b电连接。
另外，槽222与基板3的一端的尺寸关系构成为至少满足以下的关系式(1)或关系式(2)。在式(1)、(2)中，T1是槽222的厚度，W1是槽222的宽度。此外，T2是基板3的一端的厚度，W2是基板3的一端的宽度。另外在图中，槽222与基板3的进深设为相同的(D)。
T2≤T1 (1)
W2≤W1 (2)
然后，用户在将基板3相对于引脚23a、23b平行地插入槽222的状态下，借助导体36a连接引脚23a与引脚连接用垫33a，借助导体36b连接引脚23b与引脚连接用垫33b。在图1中，引脚23a-1借助导体36a-1与引脚连接用垫33a-1连接，从而实现与差动信号布线32a-1的电连接。此外，引脚23a-2借助导体36a-2与引脚连接用垫33a-2连接，从而实现与差动信号布线32a-2的电连接。此外，引脚23b借助导体36b与引脚连接用垫33b连接，从而实现与电源用布线32b的电连接。利用该导体36a、36b的连接也可以考虑为利用焊接的连接。
之后，用户将其他基板连接用垫34a、34b与搭载有驱动IC的其他的印刷基板电连接。
在以上那样构成的光模块1中，从搭载有驱动IC的印刷基板经由基板3向镜头壳体21包封的基板供给高速的电信号及电源。
此处，在图14所示的以往的光模块中，必定产生引脚的切削残余，其成为使高频特性劣化的残端。另一方面，在实施方式1的光模块1中，将基板3的一端相对于引脚23a、23b平行地插入轴杆22的槽222，因此不必切削引脚23a、23b，也不会产生上述那样的残端。其结果是，相对于以往的光模块能够改善高频传输特性，而且，也不会产生由用户引起的CAN封装件2与基板3的连接部分中的特性差异。
此外，在实施方式1的光模块1中，将基板3的一端相对于引脚23a、23b平行地插入槽222。因此，不会像以往的光模块那样轴杆22与基板3以面对置，不会产生平行平板共振。
此外，通过将基板3的一端相对于引脚23a、23b平行地插入槽222，对高速的电信号的参照更稳定。
图5中示出实施方式1的光模块1及以往的光模块中的通过特性的一例。在图5中，实线表示实施方式1的光模块1中的通过特性，虚线表示以往的光模块中的通过特性。
如该图5所示，在实施方式1的光模块1中，能够确认完全没有如以往的光模块那样的共振引起的通过特性的劣化。
此外，在实施方式1的光模块1中，将基板3的一端相对于引脚23a、23b平行地插入轴杆22的槽222。因此，相对于专利文献1所公开的光模块，连接变牢固，对于温度及湿度的变化引起的应力和机械性压力的耐受性强，作为产品的可靠性提高。
接下来，图6中示出实施方式1的光模块1的变形例。在图6中，示出了这样的状态：为了示出引脚连接用垫33a与接地导体35a的配置关系，去除了基板3的正面层。
若引脚23a与信号布线32a电连接，则在引脚连接用垫33a与成为参照的接地导体35a之间产生寄生电容。在图1的情况下，在引脚连接用垫33a-1、32a-2与接地导体35a之间产生寄生电容。
因此，可以去除作为全接地层的接地导体35a中的、位于引脚连接用垫33a的正下方的区域(导体去除区域37a)的导体。在图6中，去除接地导体35a中的、位于引脚连接用垫33a-1、32a-2的正下方的区域(导体去除区域37a-1、37a-2)的导体。由此，即使引脚23a与信号布线32a电连接，也能够抑制引脚连接用垫33a中产生的特性阻抗的变动。
接下来，图7中示出实施方式1的光模块1的其他变形例。
引脚23a、23b与引脚连接用垫33a、33b的位置关系由设置于轴杆22的槽222与引脚23a、23b的位置关系决定。因此，根据槽222与引脚23a、23b的位置关系，在将基板3插入槽222时，可能在引脚23a(23b)与引脚连接用垫33a(33b)之间较大地产生间隙。因此，在该情况下，可以使用跨接线38对引脚23a(23b)与引脚连接用垫33a(33b)进行电连接。另外在图7中，表示借助跨接线38对引脚23b与引脚连接用垫33b进行电连接的情况。
如上所述，根据该实施方式1，CAN封装件2具有槽222，槽222设置于轴杆22中的引脚23a、23b突出的面，基板3的一端插入槽222，引脚连接用垫33a、33b与引脚23a、23b电连接，因此作为产品的可靠性高，能够消除CAN封装件2与基板3的连接部分中的阻抗的失配。
此外，在实施方式1的光模块1中，将基板3的一端相对于引脚23a、23b平行地插入轴杆22的槽222，因此向成为光模块1的连接目标的其他印刷基板的进入变容易。即，不必像以往的光模块那样将柔性基板以弯曲的形式与其他的印刷基板连接，基板3不限于柔性基板。
此外，在实施方式1的光模块1中，对CAN封装件2的作为接地导体发挥功能的轴杆22与基板3的接地导体35a、35b进行电连接。因而，能够从CAN封装件2中废除以往的CAN封装件中装载的接地用引脚。其结果是能够削减CAN封装件2的部件成本及制造成本，实现光模块1的低成本化。
实施方式2.
在实施方式1中，示出在将基板3插入槽222后通过焊接等将基板3固定于CAN封装件2的情况。与此相对，在实施方式2中，示出通过将基板3插入槽222并使其嵌合而将基板3固定于CAN封装件2的情况。
此处，槽222与基板3的一端的尺寸关系构成为至少满足以下的关系式(3)或关系式(4)。在式(3)、(4)中，T1’是槽222的至少一部分的厚度，W1’是槽222的至少一部分的宽度。
T1’<T2 (3)
W1’<W2 (4)
通过满足式(3)、(4)，当将基板3插入槽222时，轴杆22铆接基板3，从而能够电连接。以下，图8～10中示出具体例。另外在图8～10中，省略引脚23a、23b及贯通孔221的图示。
在图8中，在轴杆22中，作为槽222，设置有侧截面形状为锥状、插入口的厚度T1’比基板3的一端的厚度T2薄的槽222b。因而，通过在轴杆22的槽222b内插入基板3，轴杆22铆接基板3，从而能够电连接。
在图9中，在轴杆22中，作为槽222，在插入口设置有上下具有突起2221的槽222c。该槽222c的插入口(突起2221间)的厚度T1’构成为比基板3的一端的厚度T2薄。因而，通过在轴杆22的槽222c内插入基板3，轴杆22铆接基板3，从而能够电连接。
在图10中，在轴杆22中，作为槽222，在插入口设置有具有阀2222的槽222d。该槽222d的插入口(阀2222)的厚度T1’构成为比基板3的一端的厚度T2薄。因而，通过在轴杆22的槽222d内插入基板3，轴杆22铆接基板3，从而能够电连接。
另外在图8～10中，示出使槽222的至少一部分的厚度T1’比基板3的一端的厚度T2薄的情况。另一方面，使槽222的至少一部分的宽度W1’比基板3的一端的宽度W2窄的情况也同样如此。
如上所述，根据该实施方式2，构成为使槽222的至少一部分的厚度比基板3的一端的厚度薄、或者使槽222的至少一部分的宽度比基板3的一端的宽度窄，因此，除了实施方式1中的效果，不使用焊接等就能够对轴杆22与基板3进行电连接，能够削减安装工序，能够降低安装成本。
实施方式3.
在实施方式1中，示出了借助导体36a将引脚23a与引脚连接用垫33a连接的情况。与此相对，在实施方式3中，示出使引脚23a直接接触引脚连接用垫33a来连接的情况。
图11是示出本发明的实施方式3的光模块1的结构例的图。该图11所示的实施方式3的光模块1相对于图1所示的实施方式1的光模块1，变更了槽222的位置，拆除了导体36a。此外，代替导体36b而使用了跨接线38。其他的结构也同样如此，标注相同的标号并省略其说明。
槽222向引脚23a侧偏移，即配置在引脚23a的附近。在图12中，槽222配置在引脚23a-1、23a-2的附近。
由此，当将基板3的一端相对于引脚23a、23b平行地插入槽222时，引脚23a与引脚连接用垫33a直接接触。由此，不使用导体36a就能够对引脚23a与引脚连接用垫33a进行电连接。其结果是，能够抑制使用导体36a对引脚23a与引脚连接用垫33a进行电连接的情况下产生的特性阻抗的变动，能够抑制高频特性的劣化。
另外上述内容中，示出了相对于实施方式1的结构使槽222的位置向引脚23a侧偏移的情况。然而，不限于此，也可以相对于实施方式2的结构使槽222的位置向引脚23a侧偏移。
此外，本申请发明在其发明的范围内，可以进行各实施方式的自由组合、或者各实施方式的任意结构要素的变形，或者在各实施方式中省略任意的结构要素。
产业上的可利用性
本发明的光模块作为产品的可靠性高，能够消除CAN封装件与基板的连接部分中的阻抗的失配，适用于以下这样的光模块等：该光模块具备具有轴杆及引脚的CAN封装件和具有与引脚连接的电极的基板。
标号说明
1：光模块；2：CAN封装件；3：基板；21：镜头壳体；22：轴杆；23a、23a-1、23a-2：引脚；23b：引脚；31：树脂；32a：信号布线；32a-1、32a-2：差动信号布线；32b：电源用布线；33a、33a-1、33a-2、33b：引脚连接用垫；34a、34a-1、34a-2、34b：其他基板连接用垫；35a、35b：接地导体；36a、36a-1、36a-2、36b：导体；37a、37a-1、37a-2：导体去除区域；38：跨接线；221：贯通孔；222、222b～222d：槽；2221：突起；2222：阀。

Claims (7)

1.一种光模块，其特征在于，
所述光模块具备：
CAN封装件，其具有轴杆和从该轴杆突出的引脚；以及
基板，其具有电极，
所述CAN封装件具有槽，所述槽设置于所述轴杆中的所述引脚突出的面，
所述基板的一端插入所述槽，所述电极与所述引脚电连接。
2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，
所述基板相对于所述引脚平行地插入所述槽。
3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，
所述槽的至少一部分的厚度比所述基板的所述一端的厚度薄。
4.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，
所述槽的至少一部分的宽度比所述基板的所述一端的宽度窄。
5.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，
所述轴杆还作为接地导体发挥功能，
所述基板具有在所述一端向外部露出且与所述轴杆电连接的接地导体。
6.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，
所述引脚包括传输电信号的第1引脚，
所述电极与所述第1引脚直接接触。
7.一种CAN封装件，其具有：
轴杆；
引脚，其从所述轴杆突出；以及
槽，其设置于所述轴杆中的所述引脚突出的面，供基板的一端插入，其中该基板具有与该引脚电连接的电极。
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