CN1648705A - 光发送接收装置以及光发送接收装置的制造方法 - Google Patents

光发送接收装置以及光发送接收装置的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种光发送接收装置及其制造方法，其使用两块电路基板，能够容易且可靠地安装光发送接收模块。在包括介由光传送线来发送接收光信号的光发送接收模块和连接该光发送接收模块的两块电路基板的光发送接收装置中，光发送接收模块包括：光发送部，其在与连接光传送线的部分相对的方向上设置有输入变换成光信号的电信号的引脚；光接收部，其在与从连接光传送线的部分朝向所述光发送部的方向相交叉的方向上设置有输出变换光信号而得到的电信号的引脚。一个电路基板具有连接引脚的引脚连接用孔部，在另一个电路基板上连接一个引脚，在一个电路基板上使用所述引脚连接用孔部来连接另一个引脚。

Description

光发送接收装置以及光发送接收装置的制造方法
技术领域
本发明涉及一种能够容易并且可靠地连接发送接收光信号的双向光发送接收模块的光发送接收装置以及该光发送接收装置的制造方法。
背景技术
最近，随着通信技术的迅速发展，信号传送速度快的光通信越来越引人注目。当发送接收光信号的光发送接收装置上连接有作为光传送线的光纤时，大多都使用具有光接收部以及光发送部这两部分的双向光发送接收模块。
现有的双向光发送接收装置模块在主体部上具有包括透镜、受光元件、发光元件、前置增幅器以及电容器的电子电路，向主体部的一端连接(插入)安装在作为光传送线的光纤的套管(フエル一ル)。此外，从主体部的另一端延伸出用于输入利用发光元件转变成光信号的电信号的光发送部的引脚(lead pin)，在主体部的中央附近的侧面延伸出用于输出将由受光元件接收的光信号转换后的电信号的光接收部的引脚(参照非专利文献1)。
对于使用上述光发送接收模块的光通信来说，以往，例如在利用电通信的电脑的背板之间的通信、电话交换机之间的通信等中的适用范围扩大，有必要将多数的光发送接收模块配置在一体的电路基板上。此时，重要的课题之一就是提高光发送接收模块的封装密度、使具有光发送接收模块的光发送接收装置紧凑等。
但是，非专利文献1中公开的光发送接收模块因为进行用于提高光结合效率的光轴校准而必须对每个光发送接收模块都进行调整芯片，在所制造的每个光发送接收模块内，光发送部、光接收部以及主体部的相对位置都存在细微差异。因此，从光发送部延伸出的引脚以及从光接收部延伸出的引脚的相对位置也会在每个光发送接收模块中不同，在安装引脚时，因为必须消除其差异来向电路基板上安装，所以安装需要花费一定的时间，安装过程要求熟练度等，这成为制造成本增加的主要原因。
具体地说，例如，利用如图7所示的方法来使用安装有光发送接收模块的光发送接收装置。在图7中，在电路基板71上设置有矩形切口72，在矩形切口72内装入光发送接收模块主体。即，成形加工光发送部73的引脚75、75、…，夹持电路基板71，在里外两面上焊接引脚75、75、…。同样，成形加工光接收部74的引脚76、76、…，夹持电路基板71，在里外两面上焊接引脚76、76、…。
此外，如图8所示，还采用下述光发送接收装置：对光发送接收模块的光发送部83的引脚85、85、…以及光接收部84的引脚86、86、…进行成形加工，以使其前端部垂直于电路基板81，在设置于电路基板81上的引脚连接用的孔部插入引脚85、85、…以及引脚86、86、…，从电路基板81的里面进行焊接。
【非专利文献1】Infineon Tehnologies AG、BIDI Test Board User’sGuide、德国、S23481-A5159-51、2002年3月25日
但是，前者的光发送接收装置存在下述缺点：必须逐个改变加工成形后的引脚75、75、…以及引脚76、76、…的形状，导致安装时的工作烦杂。此外，还存在下述缺点：因为用于固定光发送接收模块的部件只有引脚75、75、…以及引脚76、76、…，所以，在结构上的防震性较差，需要用于固定主体部的增强用配件。
此外，后者的光发送接收装置存在下述缺点：因为在安装使用中需要成形加工光发送部的引脚85、85、…，所以要求其具有相当的长度，但是，当光发送部的引脚85、85、…增长时，会导致电信号的发送特性的恶化，从而难以良好地维持发送特性并难以安装在电路基板上。
发明内容
本发明鉴于上述问题而开发的，其目的在于提供一种光发送接收装置以及光发送接收装置的制造方法，通过使用两块电路基板来连接光发送接收模块，从而能够容易并且可靠地向电路基板的安装。
此外，本发明的另一目的在于提供一种光发送接收装置以及光发送接收装置的制造方法，其通过使用两块电路基板而易于成形加工光发送接收模块的引脚，同时，可以不需要固定主体部的增强用部件而安装在电路基板上。
为了实现上述目的，本发明第一方面的光发送接受装置包括介由光传送线来发送接收光信号的光发送接收模块和连接该光发送接收模块的两块电路基板，其中，所述光发送接收模块包括：光发送部，其在与连接所述光传送线的部分相对的方向上设置有输入变换成光信号的电信号的引脚；光接收部，其在与从连接所述光传送线的部分朝向所述光发送部的方向相交叉的方向上设置有输出变换光信号而得到的电信号的引脚，一个电路基板具有连接引脚的引脚连接用孔部，在另一个电路基板上连接光发送部的引脚，在一个电路基板上使用上述引脚连接用孔部来连接光接收部的引脚。
由此，易于对光发送部的引脚进行成形加工，通过将光接收部的引脚插入一个电路基板的引脚连接用孔部，不必左右调整每个光发送接收模块相差的引脚位置的差异，能够将光发送接收模块稳固地固定安装在电路基板上。
此外，本发明第二方面的光发送接收装置包括介由光传送线来发送接收光信号的光发送接收模块和连接该光发送接收模块的两块电路基板，其中，所述光发送接收模块包括：光接收部，其在与连接所述光传送线的部分相对的方向上设置有输出变换光信号而得到的电信号的引脚；光发送部，其在与从连接所述光传送线的部分朝向所述光接收部的方向相交叉的方向上设置有输入变换成光信号的电信号的引脚，
一个电路基板具有连接引脚的引脚连接用孔部，在另一个电路基板上连接光接收部的引脚，在一个电路基板上使用上述引脚连接用孔部来连接光发送部的引脚。
由此，易于对光发送部的引脚进行成形加工，通过将光接收部的引脚插入一个电路基板的引脚连接用孔部，不必左右调整每个光发送接收模块相差的引脚位置的差异，能够将光发送接收模块稳固地固定安装在电路基板上。
另外，图3的本发明第三方面的光发送接收装置，在本发明第一或者第二方面中，在引脚的纵向上与一个电路基板大致平行来设置另一个电路基板。
由此，易于对光发送部或者光接收部的引脚进行成形加工，同时能够可靠地将光发送接收模块主体固定安装在电路基板上，能够不需要固定主体部的增强用部件而将光发送接收模块安装在电路基板上。
另外，图5的本发明第四方面的光发送接收装置，在本发明第一或者第二方面中，与一个电路基板交叉来设置另一个电路基板，另一个电路基板具有连接引脚的引脚连接用孔部。
由此，不对光发送部或者光接收部的引脚成形加工也能可靠地固定安装在另一电路基板上，能够不需要固定主体部的增强用部件而将光发送接收模块安装在电路基板上。
另外，本发明第五方面的光发送接收装置的制造方法，所述光发送接收装置包括介由光传送线来发送接收光信号的光发送接收模块和连接该光发送接收模块的两块电路基板，所述光发送接收模块包括：光发送部，其在与连接所述光传送线的部分相对的方向上设置有输入变换成光信号的电信号的引脚；光接收部，其在与从连接所述光传送线的部分朝向所述光发送部的方向上相交叉的方向设置有输出变换光信号而得到的电信号的引脚，其中，一个电路基板具有连接引脚的引脚连接用孔部，将光发送部的引脚连接到另一个电路基板上后，在一个电路基板上使用所述引脚连接用孔部来连接光接收部的引脚。
由此，易于对光发送部的引脚进行成形加工，通过将光接收部的引脚插入第一电路基板的引脚连接用孔部，不必左右调整每个光发送接收模块相差的引脚位置的差异，能够将光发送接收模块稳固地安装在电路基板上。此外，通过先在小的第二电路基板上焊接光发送接收模块而可以例如通过流体焊接而在一个工序中将与第二电路基板一体化的光发送接收模块安装在第一电路基板上，提高制造过程的效率。
另外，本发明第六方面的光发送接收装置的制造方法，上述光发送接收装置包括介由光传送线来发送接收光信号的光发送接收模块和连接该光发送接收模块的两块电路基板，所述光发送接收模块包括：光接收部，其在与连接所述光传送线的部分相对的方向上设置有输出变换光信号而得到的电信号的引脚；光发送部，其在与从连接所述光传送线的部分朝向所述光接收部的方向相交叉的方向上设置有输入变换成光信号的电信号的引脚，其中，一个电路基板具有连接引脚的引脚连接用孔部，将光接收部的引脚连接到另一个电路基板上后，在一个电路基板上使用所述引脚连接用孔部来连接光发送部的引脚。
因此，易于对光发送部的引脚进行成形加工，通过将光接收部的引脚插入第一电路基板的引脚连接用孔部，不必左右调整每个光发送接收模块相差的引脚位置的差异，能够将光发送接收模块稳固地安装在电路基板上。另外，通过先在小的第二电路基板上焊接光发送接收模块而可以例如利用流动焊接在一个工序中将与第二电路基板一体化的光发送接收模块安装在第一电路基板上，提高制造过程的效率。
另外，本发明第七方面的光发送接收装置的制造方法，在本发明第五或者第六方面中，在引脚的纵向上与所述第一电路基板大致平行来设置所述第二电路基板。
由此，易于对光发送部或者光接收部的引脚进行成形加工，同时能够可靠地将光发送接收模块主体可靠地安装固定在电路基板上，能够不需要固定主体部的增强用部件而将光发送接收模块安装在电路基板上。此外，在引脚的纵向上，通过先手工安装小的第二电路基板以后，再向大的第一电路基板安装，可以在很大范围内对连接位置的偏差进行修正，易于进行制造时的处理。
此外，本发明第八方面的光发送接收装置的制造方法，在本发明第五或者第六方面中，与所述第一电路基板交叉来设置所述第二电路基板，所述第二电路基板具有连接引脚的引脚连接用孔部。
因此，不对光发送部或者光接收部的引脚进行成形加工也能够可靠地固定安装在电路基板上，能够不需要固定主体部的增强用部件而将光发送接收模块安装在电路基板上。此外，小的第二电路基板的向第一电路基板的连接销和光接收部的引脚的相对位置，容易调整为与第一电路基板的连接用孔部的位置关系一致，并容易将安装在小的第二电路基板上的光发送接收模块一并安装在大的第一电路基板上。
附图说明
图1(a)是表示安装在本发明第一实施例的光发送接收装置上的光发送接收模块的结构的立体图，图1(b)是正面图，图1(c)是侧面图；
图2是表示本发明的光发送接收模块内的光传送路径的图；
图3是表示在本发明第一实施例的光发送接收装置中的光发送接收模块的安装状态的侧面图；
图4是本发明第一实施例的副电路基板的立体图；
图5是表示在本发明第二实施例的光发送接收装置中的光发送接收模块的安装状态的侧面图；
图6是本发明第二实施例的副电路基板的立体图；
图7是表示在现有技术的光发送接收装置中的光发送接收模块的安装状态的平面图；
图8是在现有技术的光发送接收装置中的光发送接收模块的安装状态的立体图。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施例进行具体说明。
(第一实施例)
图1是表示安装在本发明第一实施例的光发送接收装置上的光发送接收模块的结构的立体图(a)、从光发送部一侧看到的正面图(b)以及侧面图(c)。如图1(a)所示，以安装有作为光传送线的光纤1的主体部2为中心，在与连接光纤1的部分相对的方向上设置有光发送部3，在与从连接光纤1的部分朝向光发送部3的方向相交叉的方向上、即在主体部2的侧面一侧设置有光接收部4。如图1(b)所示，光发送部3延伸出四根引脚51、51、…，如图1(c)所示，光接收部4延伸出五根引脚52、52、…。引脚的这些根数只是示例，例如，显然光接收部的引脚为四根等、或者其他根数也可以。另外，光纤1也可以介由连接器与光发送接收模块连接。
图2是表示本发明的光发送接收模块内的光传送路径的图。如图2所示，在形成主体部2的封装内包括：在玻璃块端面上形成有薄膜的分光器21；由产生发送光的激光二极管所构成的发光元件22；由收到接收光的光电二极管、光电晶体管等构成的受光元件23；介由配置在发送接收光的共通光路上的结合透镜24而结合的光纤25。
传送光信号时，由发光元件22发出的发送光通过分光器21并介由光纤25向发送端传送。此外，接收光信号时，从光纤25射入，受光元件23接收由分光器21反射的接收光。
为了可靠地发送接收上述光信号，而必须分别对分光器21、受光元件23、发光元件22以及光纤25等的光轴进行调整，以使在发送光信号时，从发光元件22发出的发送光正确地射入光纤25，在接收光信号时，接收光正确地射入受光元件23。具体地说，通过从发光元件22发出发送光或者从光纤25收到接收光等方法来对各部件进行光轴校准。因此，在光发送接收模块的组装过程中需要一定时间，同时，相对作为成品的光发送接收模块的引脚51、51、…以及引脚52、52、…的主体部2的相对位置，由于光轴的调整情况而使各个产品都存在差异。
本发明对于上述引脚位置的差异，通过使用以下说明的安装方法将光发送接收模块安装在电路基板上而使其消除。图3是表示在本发明第一实施例的光发送接收装置中的光发送接收模块的安装状态的侧面图。在图3中，在主电路基板31上搭载有进行将光信号变换成电信号的接收处理、作为光信号送出的电信号的送信处理等的IC(未图示)。
此外，在主电路基板31上设置有与主电路基板31大致平行的副电路基板32。副电路基板32能够安装在主电路基板31上，其比主电路基板31小。图4是本发明第一实施例的副电路基板32的立体图。在引脚51、51、…的纵向上设置副电路基板32，以能够易于与光发送部3的引脚51、51、…连接，其搭载有激光驱动IC41，该激光驱动IC41确定相对用于将电信号变换成光信号的发光元件的电流量。此外，在副电路基板32的里外以能够焊接光发送部3的引脚51、51、…的方式设置有引脚连接部42、42、…。副电路基板32通过向主电路基板31插入连接销43、43、…而向主电路基板31安装。
当安装光发送接收模块时，应该将光发送部3的引脚51、51、…与引脚连接部42、42、…连接，将引脚51、51、…成形加工成合适的形状，并以从副电路基板32的里外夹持的方式进行焊接。由此，能够易于消除光发送部3的引脚51、51、…的相对位置的差异，同时，因为激光驱动IC41和光发送部3的引脚51、51、…之间的距离短，所以可以减小信号的损失，并能够提高信号的传送效率。
在主电路基板31上，设置有五个与光接收部4的引脚52、52、…相对应的引脚连接用的孔部33、33、…。引脚连接用的孔部33的直径形成为比引脚52、52、…的直径大。
在安装时，在将光发送部3的引脚51、51、…安装在副电路基板32上以后，将光接收部4的引脚52、52、…向引脚连接用孔部33、33、…插入，通过焊接从主电路基板31的里侧安装。由此，光接收部4的引脚52、52、…的相对位置的差异可通过向具有比引脚52、52、…的直径大的直径的引脚连接用的孔部33、33、…插入引脚52、52、…而很容易消除。另外，通过先在小的副电路基板32上焊接光发送接收模块而可以例如利用流体焊接在一个工序中将与副电路基板32一体化的光发送接收模块安装在主电路基板31上，提高制造过程的效率。
另外，副电路基板32因为介由连接销43、43、…或者连接器而被固定在主电路基板31上，所以即使向副电路基板32连接光发送接收模块时，也没有必要特别向主体部2设置增强用部件。因此，即使是介由副电路基板32来安装光发送接收模块的情况，也能够稳定地固定在主电路基板31上，而没有必要使用另外的加强部件。
根据以上的本发明第一实施例，能够易于成形加工光发送部的引脚，不必左右调整每个光发送接收模块相差的引脚位置的差异，通过将光接收部的引脚插入主电路基板的引脚连接用孔部而能够容易并且可靠地固定安装。
(第二实施例)
图5是表示在本发明第二实施例的光发送接收装置中的光发送接收模块的安装状态的侧面图。在图5中，在主电路基板31上搭载有进行将光信号变换成电信号的接收处理、送出将电信号变换成光信号的电信号的发送处理等的IC(未图示)。
另外，在主电路基板31上设置有与主电路基板31大致正交的副电路基板32。图6是副电路基板32的立体图。在引脚51、51、…的纵向上设置副电路基板32，以能够与光发送部3的引脚51、51、…连接，其搭载有激光驱动IC41，该激光驱动IC41确定相对用于将电信号变换成光信号的发光元件的电流量。另外，在副电路基板32上以能够插入光发送部3的引脚51、51、…的方式设置有引脚连接用的孔部61、61、…。副电路基板32通过向主电路基板31插入连接销43、43、…而向主电路基板31上安装。
在主电路基板31上设置有五个与光接收部4的引脚52、52、…相对应的引脚连接用的孔部33、33、…。与第一实施例相同，引脚连接用的孔部33的直径形成比引脚52、52、…的直径大。
在安装时，将光发送部3的引脚51、51、…向副电路基板32的引脚连接用的孔部61、61、…插入，通过焊接从副电路基板32的里侧安装。然后，将光接收部4的引脚52、52、…向引脚连接用孔部33、33、…插入，通过焊接从主电路基板31的里侧安装。由此，光发送部3的引脚51、51、…以及光接收部4的引脚52、52、…的相对位置的差异通过向具有比引脚51、51、…的直径大的直径的引脚连接用的孔部61、61、…以及具有比引脚52、52、…的直径大的直径的引脚连接用的孔部33、33、…插入引脚51、51、…以及引脚52、52、…而容易消除。另外，因为激光驱动IC41和光发送部3的引脚51、51、…之间的距离短，所以能够提高信号的传送效率。而且，易于调整小的副电路基板32的向主电路基板31的连接销43、43、…和光接收部的引脚52、52、…的相对位置，使其与设置在主电路基板31上的、与其分别连接的连接用孔部的位置关系一致，并易于将安装在小的副电路基板32上的光发送接收模块一并安装在大的主电路基板31上。
另外，副电路基板32因为介由连接销43、43、…或者连接器而被固定在主电路基板31上，所以即使向副电路基板32连接光发送接收模块时，也没有必要特别地向主体部2设置增强用部件。因此，即使是介由副电路基板32来安装光发送接收模块的情况，也能够稳定地固定安装在主电路基板31上，没有必要使用另外的加强部件。
根据以上的本发明第二实施例，没有必要成形加工光发送部的引脚，不必左右调整每个光发送接收模块相差的引脚位置的差异，能够容易并可靠地将光发送接收模块安装在电路基板上。
同时，在上述第一实施例以及第二实施例中，光发送部3和光接收部4的安装方向可以相反。即，将光发送部3的引脚51、51、…插入主电路基板31的引脚连接用的孔部33内，从主电路基板31的里侧焊接。将激光驱动IC41设置在主电路基板31的引脚连接用的孔部33的附近。另外，与第一实施例或者第二实施例的光发送部3的引脚51、51、…的安装方向相同，将光接收部4的引脚52、52、…安装在副电路基板32上。由此，可以得到与第一实施例或者第二实施例相同的效果。
另外，光发送接收模块可以采用与光发送部3和光接收部4的配置位置相反的结构。即，在与连接光纤1的部分相对的方向设置光接收部3，在与从连接光纤1的部分朝向光接收部3的方向相交叉的方向、即在主体部2的侧面一侧设置光发送部4。在这种结构中也可以得到与第一实施例或者第二实施例相同的效果。

Claims (8)

1.一种光发送接收装置，其包括介由光传送线来发送接收光信号的光发送接收模块和连接该光发送接收模块的两块电路基板，其特征在于：
所述光发送接收模块包括：光发送部，其在与连接所述光传送线的部分相对的方向上设置有输入变换成光信号的电信号的引脚；光接收部，其在与从连接所述光传送线的部分朝向所述光发送部的方向相交叉的方向上设置有输出变换光信号而得到的电信号的引脚，
一个电路基板具有连接引脚的引脚连接用孔部，在另一个电路基板上连接光发送部的引脚，在一个电路基板上使用所述引脚连接用孔部来连接光接收部的引脚。
2.一种光发送接收装置，其包括介由光传送线来发送接收光信号的光发送接收模块和连接该光发送接收模块的两块电路基板，其特征在于：
所述光发送接收模块包括：光接收部，其在与连接所述光传送线的部分相对的方向上设置有输出变换光信号而得到的电信号的引脚；光发送部，其在与从连接所述光传送线的部分朝向所述光接收部的方向相交叉的方向上设置有输入变换成光信号的电信号的引脚，
一个电路基板具有连接引脚的引脚连接用孔部，在另一个电路基板上连接光接收部的引脚，在一个电路基板上使用所述引脚连接用孔部来连接光发送部的引脚。
3.如权利要求1、2所述的光发送接收装置，其特征在于，在引脚的纵向上与一个电路基板大致平行来设置另一个电路基板。
4.如权利要求1、2所述的光发送接收装置，其特征在于，与一个电路基板交叉来设置另一个电路基板，另一个电路基板具有连接引脚的引脚连接用孔部。
5.一种光发送接收装置的制造方法，其中，所述光发送接收装置包括介由光传送线来发送接收光信号的光发送接收模块、连接该光发送接收模块的第一电路基板以及比该第一电路基板小的第二电路基板，
所述光发送接收模块包括：光发送部，其在与连接所述光传送线的部分相对的方向上设置有输入变换成光信号的电信号的引脚；光接收部，其在与从连接所述光传送线的部分朝向所述光发送部的方向相交叉的方向上设置有输出变换光信号而得到的电信号的引脚，所述第一电路基板具有连接引脚的引脚连接用孔部，其特征在于：
将光发送部的引脚连接到所述第二电路基板上后，在所述第一电路基板上使用所述引脚连接用孔部来连接光接收部的引脚。
6.一种光发送接收装置的制造方法，其中，所述光发送接收装置包括介由光传送线来发送接收光信号的光发送接收模块、连接该光发送接收模块的第一电路基板以及比该第一电路基板小的第二电路基板，
所述光发送接收模块包括：光接收部，其在与连接所述光传送线的部分相对的方向上设置有输出变换光信号得到的电信号的引脚；光发送部，其在与从连接所述光传送线的部分朝向所述光接收部的方向相交叉的方向上设置有输入变换成光信号的电信号的引脚，所述第一电路基板具有连接引脚的引脚连接用孔部，其特征在于：
将光接收部的引脚连接到所述第二电路基板上后，在所述第一电路基板上使用所述引脚连接用孔部来连接光发送部的引脚。
7.如权利要求5、6所述的光发送接收装置的制造方法，其特征在于，在引脚的纵向上与所述第一电路基板大致平行来设置所述第二电路基板。
8.如权利要求5、6所述的光发送接收装置的制造方法，其特征在于，与所述第一电路基板交叉设置所述第二电路基板，所述第二电路基板具有连接引脚的引脚连接用孔部。
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