JP2008090231A - 光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】多機能を有するスペーサにより光モジュールの組み立て作業性を向上し、接続信頼性をアップさせた光モジュールを提供する。
【解決手段】回路基板１１と、その回路基板１１に搭載され、電気信号を光信号に、または光信号を電気信号に変換する複数個の光素子を有すると共に、その各光素子の光信号を波長多重する光合波器、または各光素子に入力される光信号を波長分離する光分波器を有する光アセンブリ１２と、その光アセンブリ１２に接続されて光合波器からの光信号、または光分波器への光信号を伝送する光ファイバ１７とを備えた光モジュール１において、回路基板１１と光アセンブリ１２間に介在され、光アセンブリ１２を載置する構造である光アセンブリ用スペーサ１を備え、回路基板１１の側部にスリット４１を形成し、そのスリット４１上に光アセンブリ用スペーサ１を介して光アセンブリ１２を搭載したものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、ギガビットクラスのイーサネット（登録商標）信号を伝送する光モジュールに関する。

近年、インターネットは、通信インフラとして定着し、データ通信・音声・映像など情報の種類を選ばず、様々な業種・サービスを取り込み、その適用範囲は拡大し続けている。それにあわせて回線容量も増加の一途をたどっている。この中においてイーサネット（登録商標）は、低価格さと簡便な運用性により家庭内ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）においても広く利用されるコア技術として普及している。

この情勢の中、既に１０ギガイーサネット（登録商標）の標準化が完了し、各社から１０ギガ対応のネットワーク機器が開発されており、これに伴い、光モジュールにおいても、中距離ネットワークを中心に１ギガから１０ギガへのアップグレードが始まっている。

このような光モジュールとしては、４個の半導体レーザ（ＬＤ）を用いた４波ＣＷＤＭ（Ｃｏａｒｓｅ−ＷＤＭ：低密度波長分割多重）のＬＸ４光トランシーバ（イーサネット（登録商標）規格の光トランシーバの一種）がある。

図９および図１０に示すように、光モジュール９０は、回路基板９１と、その回路基板９１に搭載される光送信アセンブリ（ＴＯＳＡ）９２とを備えている。回路基板９１には、光モジュール９０が着脱されるネットワーク機器からの電気信号を伝送する４つのレーンが形成される。

光送信アセンブリ９２は、４つのレーンからの電気信号を光信号に変換する４個のＬＤ９３と、各ＬＤ９３の光信号を波長多重する４個の光フィルタ９４とを備えている。光送信アセンブリ９２には、波長多重した光信号を伝送する光ファイバ９５が接続される。

光送信アセンブリ９２は、回路基板９１に各ＬＤ９３のリード９６を半田付けする際の半田ｓのはみ出しによる回路基板９１と各ＬＤ９３の底面との電気的短絡又はＬＤ９３の損傷を防止する目的で、回路基板９１にＬＤ９３ごとに光アセンブリ用スペーサ９７を介して搭載される。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、次のものがある。

特開２００４−１０３７４３号公報

しかしながら、従来の光アセンブリ用スペーサ９７は、サイズが極めて小さく取付け作業がしづらい。その上、光送信アセンブリ９２のＬＤ９３の数に合わせてスペーサ９７を用意しなければならず、部品数が多いという問題がある。

また、光送信アセンブリ９２は動作すると発熱するが、従来のスペーサ９７はサイズが小さいため、放熱効果が十分でないという問題もある。

そこで、本発明の目的は、多機能を有するスペーサにより光モジュールの組み立て作業性を向上し、接続信頼性をアップさせた光モジュールを提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、回路基板と、その回路基板に搭載され、電気信号を光信号に、または光信号を電気信号に変換する複数個の光素子を有すると共に、その各光素子の光信号を波長多重する光合波器、または各光素子に入力される光信号を波長分離する光分波器を有する光アセンブリと、その光アセンブリに接続されて前記光合波器からの光信号、または前記光分波器への光信号を伝送する光ファイバとを備えた光モジュールにおいて、前記回路基板と前記光アセンブリ間に介在され、前記光アセンブリを載置する構造である光アセンブリ用スペーサを備え、前記回路基板の側部にスリットを形成し、そのスリット上に前記光アセンブリ用スペーサを介して前記光アセンブリを搭載した光モジュールである。

請求項２の発明は、前記光アセンブリ用スペーサは、各光素子をそれぞれ収納したＣａｎパッケージを載置する複数のパッケージ載置部と、前記光アセンブリを載置するアセンブリ載置部とを一体に備えた請求項１記載の光モジュールである。

請求項３の発明は、前記光アセンブリ用スペーサは、その底面に突起部あるいは孔部を設け、前記回路基板と嵌め合う構造を備えた請求項１または２記載の光モジュールである。

請求項４の発明は、前記光アセンブリ用スペーサの側面に、前記光ファイバの余長を抑えて案内するガイド部を設けた請求項１〜３いずれかに記載の光モジュールである。

請求項５の発明は、前記スリットは、各光素子をそれぞれ収納したＣａｎパッケージ間に位置するように、前記回路基板に形成される請求項１〜４いずれかに記載の光モジュールである。

請求項６の発明は、前記スリットは、平面視で略Ｔ字形状である請求項１〜５いずれかに記載の光モジュールである。

本発明によれば、部品数が減り、部品の管理がしやすくなる上、光アセンブリ用スペーサのサイズは人が取り扱うのに適度な大きさとなるので、取り扱いやすく、光モジュールの組み立て工程も簡単になるという優れた効果を発揮する。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面にしたがって説明する。

まず、本実施形態に係る光モジュールの全体構成を図６および図７で説明する。

図６および図７に示すように、本実施形態に係る光モジュール１０は、複数個のＬＤを用いた４波ＣＷＤＭのＬＸ４光トランシーバである。

この光モジュール１０は、リジッド基板からなる回路基板１１と、その回路基板１１に搭載される光送信アセンブリ（ＴＯＳＡ）１２と、光受信アセンブリ（ＲＯＳＡ）１３とを備える。

回路基板１１には、光モジュール１０が接続されるスイッチングハブやメディアコンバータなどのネットワーク機器からの電気信号を伝送する４つの送信用レーン１４が形成される。

光送信アセンブリ１２は、４つの送信用レーン１４からの電気信号を光信号に変換する４個の１３１０ｎｍ帯のＤＦＢ（分布帰還）−ＬＤ１５と、各ＬＤ１５の光信号を波長多重する光合波器１６とを備え、これらを放熱性の高いＡｌ、ＳＵＳなどの金属からなる箱状のＯＳＡ（光学サブアセンブリ）ベース１２ｂ内に収納したものである。各ＬＤ１５は、光素子としてのＬＤ素子をそれぞれＣａｎパッケージに収納したものである。

本実施形態では、ＯＳＡベース１２ｂとして、ＳＵＳ４３０からなり、ヤング率が３〜５×１０¹⁰Ｐａのものを用いた。

各ＬＤ１５の波長は、１２７５、１３００、１３２５、１３５０ｎｍ帯である。光合波器１６としては、所定の波長帯域の光信号を反射し、それ以外の波長帯域の光信号を透過する４個の光フィルタｆ（後述する図３参照）を用いる。光送信アセンブリ１２には、光合波器１６からの波長多重した光信号を伝送するピッグテイル化した送信用光ファイバ（ピッグテイルファイバ）１７が光コネクタを介して接続される。

光受信アセンブリ１３には、ピッグテイル化した受信用光ファイバ１８が光コネクタを介して接続される。光受信アセンブリ１３は、受信用光ファイバ１８からの波長多重光信号を分波する光分波器１９と、分波された光信号を電気信号に変換する４つのＰＤ（フォトダイオード）２０からなる４ｃｈ−ＰＤアレイ２１と、各電気信号を増幅する４つのプリアンプ２２とを備える。光分波器１９としては、４層の誘電体多層フィルタを用いる。

回路基板１１には、光受信アセンブリ１３からの電気信号を伝送する受信用レーン２３も形成される。回路基板１１の他端（後述するＳＣコネクタとは反対端）は、図示しない端子を形成したカードエッジ部であり、ネットワーク機器に備えたカードエッジコネクタに嵌合することで、光モジュール１０の活線挿抜が可能となっている。

回路基板１１は、各ＬＤ１５を駆動する４個のＬＤドライバ２４と、クロック、データリカバリ機能を備え、レーンの位置合わせなどを行う信号処理回路２５と、光送信アセンブリ１２および光受信センブリ１３に接続され、各ＬＤ１５や各ＰＤ２０をモニタするＤＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）回路２６とを備える。光モジュール１０の各種制御およびモニタは、ネットワーク機器において、ＭＤＩＯ（Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｄａｔａ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）／ＭＤＣ（Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｄａｔａ Ｃｌｏｃｋ）インタフェースによりシリアル通信でアクセス可能となっている。

本実施形態では、回路基板１１として、耐熱性ガラス基材エポキシ樹脂積層板（ＦＲ４（米国の標準化団体であるＮＥＭＡが規定したＣｕを張った積層板材料の耐熱性に関する規格の１つ）に準拠）からなり、ヤング率が１．９３×１０¹¹Ｐａのものを用いた。

送信用光ファイバ１７および受信用光ファイバ１８は、それぞれ光コネクタを介して上下２分割のスリーブ２７ｕ，２７ｄに収納されたＳＣ光アダプタ２８の他端側に接続される。このＳＣ光アダプタ２８の一端側に、２連ＳＣ光プラグが接続された伝送用光ファイバが接続される。これらＳＣ光アダプタ２８と２連ＳＣ光プラグとで２連ＳＣ光コネクタ２９が構成される。

光モジュール１０の動作を簡単に説明すると、ネットワーク機器からの３．１２５Ｇｂｉｔ／ｓの４つの送信用電気信号（ＸＡＵＩ（１０ Ｇｉｇａｂｉｔ Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ） Ｔｘ Ｄａｔａ）は、各ＬＤ１５で４つの光信号に変換され、これら光信号が光合波器１６で合波されて波長多重光信号として伝送用光ファイバに送信される。他方、伝送用光ファイバからの波長多重光信号は、光分波器１９で４つの光信号に分波され、各ＰＤ２０で４つの電気信号に変換され、４つの受信用電気信号（ＸＡＵＩ Ｒｘ Ｄａｔａ）としてネットワーク機器に伝送される。

この光モジュール１０の寸法は、全長が約８０ｍｍ、幅が約４０ｍｍ、回路基板１１の長さが５０〜６０ｍｍである。

さて、図１は、本発明の好適な実施形態である光モジュールの主要部を示す斜視図、図２（ａ）は本実施形態に係る光モジュールに用いられる光アセンブリ用スペーサの一例を示す図、図２（ｂ）は図２（ａ）をガイド部側から見た斜視図、図２（ｃ）は図２（ａ）を底面から見た斜視図、図３は図１の縦断面図である。

図１〜図３に示すように、本実施形態に係る光モジュール１０は、回路基板１１と光送信アセンブリ１２間に介在され、光アセンブリ１２を載置する構造である光アセンブリ用スペーサ１を備える。

光アセンブリ用スペーサ１は、光送信アセンブリ１２の各ＬＤ１５（図７参照）をそれぞれ収容したＣａｎパッケージ１５ｃを回路基板１１上に載置し、かつ回路基板１１に各ＬＤ１５のリード２を半田付けするためのものであり、複数のパッケージ載置部３と、アセンブリ載置部４とを備えた一体構造であることを特徴とする。

スペーサ１は、回路基板１１上に接して設けられる平板部１ａと、その平板部１ａから起立する側板部１ｂと、その側板部１ｂから側方に延出形成されたガイド部７とからなり、横断面が略ｈ字状に形成される。このスペーサ１は、回路基板１１上の一端側の側部に設けられる。

より詳細には、スペーサ１は、平板部１ａに、光送信アセンブリ１２の底面から露出したＣａｎパッケージ１５ｃの側面の一部と嵌合してＣａｎパッケージ１５ｃを載置する４つのパッケージ載置部３と、光送信アセンブリ１２の底部を載置するアセンブリ載置部４とが一体に形成される。図２（ａ）〜図２（ｃ）では、アセンブリ載置部４として、前面、後面、一側面の３面が側壁で囲まれている例を示した。

Ｃａｎパッケージ１５ｃの底面と回路基板１１の間に高さｔ１が設けられるように、アセンブリ載置部４と回路基板１１の間は一体型光アセンブリ用スペーサ１により高さｔ２を設ける。すなわち、アセンブリ載置部４は、光送信アセンブリ１２を載置したとき、Ｃａｎパッケージ１５ｃの底面と回路基板１１間に高さ（図１０の従来のスペーサ９７の厚さと同等の厚さ）ｔ１のすき間ｓが区画形成されるように形成される。本実施形態では、ｔ１＝０．２ｍｍ、ｔ２＝１．２ｍｍとしたが、０．０５ｍｍ≦ｔ１≦０．４ｍｍ、１．０ｍｍ≦ｔ２≦３．０ｍｍであるのが好ましい。

０．０５ｍｍ≦ｔ１としたのは、回路基板１１に設けられた後述するリード穴８からスペーサ１側に流れ込む半田が、Ｃａｎパッケージ１５ｃ底面に触れないように十分な高さｔ１をとるためである。ｔ１≦０．４ｍｍとしたのは、高さｔ１がこれを超えて高くなると、リード長が長くなりインピーダンス整合に問題が生じるからである。

また、１．０ｍｍ≦ｔ２≦３．０ｍｍとしたのは、高さｔ２がＣａｎパッケージ１５ｃと高さｔ１の関係により決定されるためである。

スペーサ１は、熱伝導性がよく、線膨張係数（熱膨張係数）が小さい樹脂からなる。スペーサ１の材質としては、ウルテム樹脂、ＰＩ（ポリイミド）、ＬＣＰ（Ｔｈｅｒｍｏｔｒｏｐｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ：耐熱性液状結晶ポリエステル）を用いるとよい。

このように、スペーサ１の材質は、強度の高いスーパーエンジニアプラスチック（例えば、上述したウルテム樹脂、ＰＩなど）が適している。しかし、一般のスーパーエンジニアプラスチックの場合は熱伝導率が０．１〜０．５Ｗ／ｍ・Ｋであり、その他の金属部品（例えばＳＵＳでは１６Ｗ／ｍ・Ｋ）に比べて相当小さい。

従来から樹脂にセラミックなどの無機フィラーを混入し、熱伝導率を改善することが行われている。そこで、本発明者らは、スペーサ１に要求される熱伝導率に応じて樹脂に無機フィラーを混入すればよい点に着目した。

すなわち、本実施形態に係るスペーサ１では、上記樹脂をベースにセラミックなどの無機フィラーを混入するにあたり、熱伝導率を１Ｗ／ｍ・Ｋ以上確保するため、無機フィラーを４０％以上混入させることを検討した。しかし、樹脂材料に無機フィラー材を４０％程度を超えて混入させると、物性が変化して樹脂材料としての流動性、成形性が悪くなり、スペーサ１の製造が困難になることが判明した。そこで、強度と熱伝導性を両立させるため、上記樹脂に対し無機フィラーを最大４０％程度混入することとした。

スペーサ１の底面の四隅には、４個の突起５を設けている。突起５に対して回路基板１１上の対応する箇所には、突起５に嵌合する４個の孔部６が形成される。これとは逆に、スペーサ１の底面に４個の孔部を形成し、その孔部に対して回路基板上の対応する箇所にその孔部に嵌合する４個の突起を形成してもよい。

スペーサ１の側面には、送信用光ファイバ１７及び／又は受信用光ファイバ１８（図６参照）の余長を、上方および外側への広がりを抑えて案内するガイド部７が設けられる。

スペーサ１のパッケージ載置部３が並べて設けられる方向をスペーサ１の長手方向とすると、ガイド部７は、スペーサ１の長手方向に沿って側方に突出する下側凸状部７ａと、その下側凸状部７ａの下部に沿って形成される段差部７ｂと、下側凸状部７ａに沿って側方に突出する上側凸状部７ｃとからなる。

段差部７ｂは、回路基板１１に搭載されるチップ部品の搭載スペースを確保するため、スペーサ１の平板部１ａから１段高く形成される。本実施形態では、段差部７ｂを有するガイド部７の例で説明するが、回路基板１１に搭載されるチップ部品の配置によっては、この段差部７ｂを有しないガイド部にしてもよい。

また、回路基板１１には、各ＬＤ１５のリード２を挿通するリード穴８も形成される。

さらに、図４に示すように、光モジュール１０は、光送信アセンブリ１２が配置される回路基板１１の一端側の側部に３つのスリット４１を形成しており、そのスリット４１上にスペーサ１を介して光送信アセンブリ１２を搭載する。各スリット４１はＬＤをそれぞれ収納したＣａｎパッケージ１５ｃ（図３参照）間に位置する（配置される）ように形成される。

図４では、スリット４１の一例として、スペーサ１の長手方向と直交する方向を回路基板１１の幅方向とすると、回路基板１１の一側部から他端部にかけて回路基板１１の幅方向に沿って形成された直線部４１ａと、その直線部４１ａの奥部に連結され、回路基板１１の長手方向に沿って形成された長穴部４１ｂとからなる平面視で略Ｔ字形状のＴ字スリットを示した。

スリット４１とその周辺のより詳細な寸法を図５で説明する。

図５に示すように、スリット４１の幅Ａは０．５ｍｍより広く、（隣り合うリード穴８群の間隔Ｃ）−（リード穴８の径Ｅ）よりは狭い必要がある。本実施の形態では、スリット４１の幅Ａを１．０ｍｍ、（Ｃ−Ｅ）を６．０ｍｍとした。また、スリット４１の長さＢは、回路基板１１の一端から最も離れたリード穴８までの距離Ｄより長いのが望ましい。本実施の形態では、Ｂ＝７．０ｍｍとした。長穴部４１ｂの幅Ｆは０．５〜２．０ｍｍにするとよい。これは、幅Ｆが広いほど半田部に発生する歪みを抑えられるが、広すぎると回路基板１１の実装面積が減少するためである。長穴部４１ｂの直線部の長さＧは０．５ｍｍより長く、（Ｃ−Ｅ）の半分より短いとよい。本実施の形態ではＧ＝０．６ｍｍとした。

また、図３に示すように、光送信アセンブリ１２の両端部に載置された各ＬＤ１５のリード２の距離（光送信アセンブリ１２の両端部に位置するリード穴８同士の間隔）Ｌを２２〜２４ｍｍにした。

上記実施形態では、Ｔ字スリットの例を説明したが、例えば、スリットの幅Ａ＝１．０ｍｍ、スリットの長さＢ＝７．０ｍｍとした直線スリットでもよい。

本実施形態の作用を説明する。

光モジュール１０は、回路基板１１の側部にスリット４１を形成しているため、回路基板１１とＯＳＡベース１２ｂとの熱膨張の差により生じる熱応力を、スリット４１で緩和することができる。従って光モジュール１０と基板１１との接続箇所の信頼性を高められる。

この点についてより詳細に説明する。基板実装表面に対して法線方向をスペーサ１の高さ方向とすると、熱膨張についてはスペーサ１の高さ方向、長手方向ともＬＤ１５のリード２にかかる熱応力を考慮する必要がある。

（１）高さ方向
図３に示すように、高さ方向では、熱応力が発生する原因の１つとして、アセンブリ設置部４と回路基板１１間の高さｔ２の影響が考えられる。上述したように従来のスペーサ９７の高さはｔ１であり、ｔ２＞ｔ１のため、光モジュール１では、従来よりはスペーサ１とリード２との線膨張の違いによる影響が大きくなるが、ｔ２は１〜３ｍｍと小さいため、リード２自体で熱応力を吸収でき、上述した線膨張の影響は軽微である。

（２）長手方向
図３に示すように、長手方向では光送信アセンブリ１２の両端部に載置された各ＬＤ１５のリード２の距離はＬ＝２２〜２４ｍｍと大きい上、回路基板１１のヤング率も大きいため、回路基板１１に半田付けされたＬＤ１５のリード２にかかる熱応力が問題となる。

そこで、光モジュール１０では、回路基板１１の側部にスリット４１を形成することで、長手方向の熱膨張によって発生した熱応力を抑え、半田部に発生する塑性歪みを軽減している。また、スペーサ１は、回路基板１１や光アセンブリ１２に、接着も固着もされずに嵌合して取り付けられているため、上述した線膨張の影響はないと考えてよい。

ここで、スリットによる効果をシミュレーションで検証した。

より詳細には、１）有限要素法を用いたシミュレーションを行った。２）変数は温度であり、その範囲を−１５〜８５℃にした。３）回路基板１１のスリット４１や、半田付け量、回路基板１１に形成したリード穴８の寸法などの条件から１８通りの組み合わせパターンを作り、それぞれ組み合わせ別に半田部にかかる歪みデータの計算を行った。

次に、４）得られた１８通りのシミュレーション結果を用いて、スリット形状の違いによる歪み易さ（歪み難さ）を計算し、スリット形状が幅０．０１ｍｍの直線スリット（比較例）、幅１．０ｍｍの直線スリット（本発明）、Ｔ字スリット４１（本発明）のそれぞれの場合において、半田部にかかる歪みの発生にどう影響するかを求めた。５）４）の計算結果より、図８に示すスリットの条件別による半田部の歪み易さに関する図を得た。ただしシミュレーション上、スリット無しとすることができなかったため、スリットなしとみなせる幅０．０１ｍｍの直線スリットを比較例として採用した。

図８では、比較例の幅０．０１ｍｍの直線スリットを形成した場合の塑性歪み（感度）を▲で示した。図８で感度が１ポイント上下すると、歪みは約１０％増減することがわかっている。これより、■で示す本実施形態に係る幅１．０ｍｍの直線スリットを形成した場合には、半田部で発生する塑性歪みを▲で示す比較例と比べ、約４％低減できることが分かる。さらに、●で示す本実施形態に係る光モジュール１０のようにＴ字スリット４１を形成した場合には、▲で示す比較例と比べ約１０％歪みを低減できることが分かった。

ここでいう感度は、タグチメソッド法から算出される値で、特性値（半田部にかかる歪みの発生量）に対する各要因（スリット形状）毎の影響度を表し、単位は［ｄＢ］となる。感度は、変数（温度）を変化させたときの各条件毎での特性値を求め、この各条件の特性値から各要因毎の平均などを求め、これをタグチメソッド法の感度を求める式に代入して算出した。

また、光モジュール１０では、スペーサ１は一体構造なので、従来のスペーサがＬＤ１５の個数分だけ必要であったのに対し、ＬＤ１５の個数にかかわらず１個で済む。このため、部品数が減り、部品の管理がしやすくなる上、光モジュール１０の製造工程数も削減できる。

また、スペーサ１のサイズが従来に比べて、人が取り扱うのに適度な大きさとなるので、取り扱いやすく、光モジュール１０の組み立ても簡単になる。しかも、光アセンブリ１２とスペーサ１の接触面積が従来に比べて広いので、光アセンブリ１２の耐振性・耐衝撃性が向上する。

したがって、光モジュール１０は、スリット４１と一体型のスペーサ１を用いることで、高接続性、高信頼性およびコスト削減を実現できる。

スペーサ１に複数のパッケージ載置部３とアセンブリ載置部４とを形成しておくことにより、スペーサ１がＣａｎパッケージ１５ｃと光送信アセンブリ１２の接合部との周りを囲むような形状になるため、接合部の保護もできる。

スペーサ１の底面に凸部５あるいは凹部を設け、回路基板１１と嵌め合う構造にすることで、回路基板１１に一体構造であるスペーサ１を固定できるため、衝撃・振動に対しても強くなる。

スペーサ１の側面にガイド部７を設けることで、下側凸状部７ａと上側凸状部７ｃの間に沿って送信用光ファイバ１７及び／又は受信用光ファイバ１８の余長を載置でき、送信用光ファイバ１７及び／又は受信用光ファイバ１８の余長を抑え、送信用光ファイバ１７及び／又は受信用光ファイバ１８を光モジュール１０のケース内で巻き重ねて収納できる。したがって、送信用光ファイバ１７及び／又は受信用光ファイバ１８のバラツキを抑えることが可能となり、送信用光ファイバ１７及び／又は受信用光ファイバ１８のガイドとして利用できる（図６参照）。さらに、このガイド部７により、回路基板１１に搭載した半導体チップなどの電気部品と、送信用光ファイバ１７及び／又は受信用光ファイバ１８の干渉も防止できる。

スペーサ１は、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上で熱伝導性がよく、線膨張係数が小さい樹脂からなり、スペーサ１も放熱に寄与し、スペーサ１を用いた放熱も可能となるので、放熱効果を高めることができる。

回路基板１１にはリード穴８を形成しており、回路基板１１に各ＬＤ１５のリード２を半田付けできるので、電気信号の高周波特性が良い。

つまり、スペーサ１は、光モジュール１０の組み立て作業性を向上し、接続信頼性をアップさせ、従来のスペーサよりも多機能のスペーサである。

この光モジュール１０では、回路基板１１上に、Ｃａｎパッケージ１５ｃ間に配置されるようにスリット４１を形成することで、回路基板１１と光送信アセンブリ１２の線膨張係数の違いで各ＬＤのリード２に負荷がかかっても、回路基板１１と光送信アセンブリ１２の線膨張係数の違いによる熱ストレスを吸収できる。

また、光モジュール１０では、アセンブリ載置部４は、光送信アセンブリ１２を載置したとき、Ｃａｎパッケージ１５ｃの底面と回路基板１１間に高さｔ１のすき間ｓが区画形成されるように形成される。

このすき間ｓを区画形成することで、回路基板１１に各ＬＤのリード２を半田付けする際に、すき間ｓに半田が侵入したとしても、空間があるためにスペーサ１を損傷することがなく、しかも回路基板１１と各Ｃａｎパッケージ１５ｃの底面との電気的短絡を防ぐことができる。

上記実施形態では、４個のＬＤ１５を備えた光送信アセンブリ１２の例で説明したが、これに限定されることは無く、光送信アセンブリ１２は、複数個のＬＤ１５を備えていればよい。

また、上記実施形態では、光アセンブリとして光送信アセンブリの例で説明したが、光アセンブリとしては光受信アセンブリであってもよい。この光受信アセンブリは、図６で説明した光受信アセンブリ１３とは異なるタイプのものである。

この光受信アセンブリは、４波の波長多重光信号を波長の異なる４つの光信号に分波（波長分離）する光分波器として分波特性の異なる４個の光フィルタと、各光フィルタからの光信号をそれぞれ電気信号に変換する４個のＰＤとを備える点では光受信アセンブリ１３と同じである。

ここでいう光受信アセンブリは、各パッケージ載置部３に、光素子としてのＰＤ素子をそれぞれＣａｎパッケージに載置してなる４個のＰＤを載置して得られる。

この場合にも、上述したのと同じ作用効果が得られる。もちろん、光受信アセンブリとしては、４個のＰＤに限定されるものでは無く、複数個のＰＤを備えていればよい。

本発明の好適な実施形態である光モジュールの主要部を示す斜視図である。 図２（ａ）は本実施形態に係る光モジュールに用いられる光アセンブリ用スペーサの一例を示す図、図２（ｂ）は図２（ａ）をガイド部側から見た斜視図、図２（ｃ）は図２（ａ）を底面から見た斜視図である。 図１に示した光モジュールの縦断面図である。 図１を下側から見た斜視図である。 図１に示した回路基板の平面図である。 図１に示した光モジュールの全体構成を示す斜視図である。 図１に示した光モジュールの回路図である。 スリットの形状と半田部の塑性歪みの関係を示す図である。 従来の光モジュールの斜視図である。 図９に示した光モジュールの縦断面図である。

符号の説明

１ 光アセンブリ用スペーサ
１０ 光モジュール
１１ 回路基板
１２ 光送信アセンブリ
１７ 送信用光ファイバ
４１ スリット

Claims (6)

1. 回路基板と、その回路基板に搭載され、電気信号を光信号に、または光信号を電気信号に変換する複数個の光素子を有すると共に、その各光素子の光信号を波長多重する光合波器、または各光素子に入力される光信号を波長分離する光分波器を有する光アセンブリと、その光アセンブリに接続されて前記光合波器からの光信号、または前記光分波器への光信号を伝送する光ファイバとを備えた光モジュールにおいて、前記回路基板と前記光アセンブリ間に介在され、前記光アセンブリを載置する構造である光アセンブリ用スペーサを備え、前記回路基板の側部にスリットを形成し、そのスリット上に前記光アセンブリ用スペーサを介して前記光アセンブリを搭載したことを特徴とする光モジュール。
2. 前記光アセンブリ用スペーサは、各光素子をそれぞれ収納したＣａｎパッケージを載置する複数のパッケージ載置部と、前記光アセンブリを載置するアセンブリ載置部とを一体に備えた請求項１記載の光モジュール。
3. 前記光アセンブリ用スペーサは、その底面に突起部あるいは孔部を設け、前記回路基板と嵌め合う構造を備えた請求項１または２記載の光モジュール。
4. 前記光アセンブリ用スペーサの側面に、前記光ファイバの余長を抑えて案内するガイド部を設けた請求項１〜３いずれかに記載の光モジュール。
5. 前記スリットは、各光素子をそれぞれ収納したＣａｎパッケージ間に位置するように、前記回路基板に形成される請求項１〜４いずれかに記載の光モジュール。
6. 前記スリットは、平面視で略Ｔ字形状である請求項１〜５いずれかに記載の光モジュール。

Images