JP2008263122A - 光モジュール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光通信用等の光モジュールとプリント基板とを可撓性のフレキシブル基板により電気的に接続した光モジュール装置において、フレキシブル基板の折れ曲がり箇所において、このフレキシブル基板上に形成された電気信号路の切断を防止する。
【解決手段】フレキシブル基板１１０のリード固定部１１１に形成され、カバーレイ１１７で保護された接続固定用のスルーホール１１５−３，１１５−４に樹脂等の接着材を注入して、フレキシブル基板１１０と光モジュール７０を接着固定する構成にしている。そのため、フレキシブル基板１１０をプリント基板１２０側に曲げた時に、スルーホール１１５−３，１１５−４の外側近傍の折り曲げ箇所１１１Ａに応力が集中し、この折り曲げ箇所１１１Ａで折れ曲がる。この折り曲げ箇所１１１Ａでは、電気信号路１１６がカバーレイ１１７で保護されているため、簡単な構造で且つ的確に断線を防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光通信用等の光モジュールとプリント基板とを可撓性のフレキシブル基板により電気的に接続した光モジュール装置、特に、光モジュール用フレキシブル基板構造に関するものである。

従来、光通信用等の光モジュールとプリント基板とを可撓性のフレキシブル基板により電気的に接続した光モジュール装置に関する技術としては、例えば、次のような文献等に記載されるものがあった。

特開２００６−３３２６４８号公報 特開２００７−４３４９６号公報

特許文献１には、フレキシブル基板を用いた多ピン同軸モジュールと回路基板の結線構造の技術が記載されている。又、特許文献２には、フレキシブル基板を用いた光トランシーバの技術が記載されている。

図７（ａ）、（ｂ）は、特許文献２等に記載された従来の光モジュール装置の一例を示す概略の構成図であり、同図（ａ）は一部を切断した光モジュール装置全体の正面図、及び、同図（ｂ）は同図（ａ）中のフレキシブル基板の模擬的な平面図である。図８（ａ）、（ｂ）は、図７中の第１、第２の光モジュールを示す概略の構成図であり、同図（ａ）は第１、第２の光モジュールの正面図、及び、同図（ｂ）は第１の光モジュールの左側面図である。図９（ａ）、（ｂ）は、図８の第１の光モジュールにフレキシブル基板を接続したときの概略の構成図であり、同図（ａ）は正面図、及び、同図（ｂ）は同図（ａ）の左側面図である。又、図１０（ａ）、（ｂ）は、図９の概略の拡大断面図であり、同図（ａ）は図９（ｂ）のＡ１−Ａ２線拡大断面図、及び、同図（ｂ）は図９（ｂ）のＢ１−Ｂ２線拡大断面図である。

従来の光モジュール装置は、図８等に示すように、第１の端部１１及び第２の端部１２を有する光送信又は光受信用の第１の光モジュール１０と、前記第１の端部１１に対して着脱自在に光結合される第３の端部２１、及び光ファイバ３０が接続される第４の端部２２を有する第２の光モジュール２０とを有している。第２の光モジュール２０の第３の端部２１側は、筐体４０等に取り付けられている。第１の光モジュール１０の第２の端部１２には、折り曲げられたフレキシブル基板５０を介して、電子部品６１等を搭載した平板状のプリント基板６０に接続されている。

第１の光モジュール１０は、光通信用の第１の端部１１と、この第１の端部１１とは反対側の第２の端部１２とを有し、この第２の端部１２側において、周辺付近には、複数の電気信号用のリード１３−１〜１３−４が突設されると共に、ほぼ中心付近にグランド（接地）用のリード１４が突設されている。

第１の光モジュール１０の第２の端部１２に接続されるフレキシブル基板５０は、図９等に示すように、リード固定部５１と、このリード固定部５１に延設された連結部５２と、この連結部５２に延設された端子部５３とにより構成されている。リード固定部５１には、複数の電気信号用のリード１３−１〜１３−４に対応した複数の電気信号用のスルーホール５４−１〜５４−４と、グランド用のリード１４に対応したグランド用のスルーホール５５とが形成されている。複数のスルーホール５４−１〜５４−４，５５に、第１の光モジュール１０側のリード１３−１〜１３−４，１４がそれぞれ挿入されて半田５８にて接続されると共に、リード余剰部分が切断され、フレキシブル基板５０が第１の光モジュール１０の第２の端部１２に固定される。電気信号用のスルーホール５４−１，５４−４は、連結部５２の表面に形成された電気信号路５６を介して、端子部５３に接続されている。リード固定部５１の表面におけるスルーホール５４−１〜５４−４，５５の周辺と、連結部５２の表面に形成された電気信号路５６を含む全面とは、カバーレイ５７により被覆されて保護されている。

このような構成の光モジュール装置の製造方法例を以下説明する。
先ず、図９に示す平らなフレキシブル基板５０のリード固定部５１に形成された複数のスルーホール５４−１〜５４−４，５５に、図８に示す第１の光モジュール１０側のリード１３−１〜１３−４，１４をそれぞれ挿入して半田５８にて接続すると共に、リード余剰部分を切断し、フレキシブル基板５０を第１の光モジュール１０の第２の端部１２に固定する。次に、図７に示すように、第１の光モジュール１０の第２の端部１２に固定されたフレキシブル基板５０のリード固定部５１に対して、端子部５３をほぼ直角方向に曲げれば、リード固定部５１におけるスルーホール５４−１，５５，５４−４の外側近傍の折り曲げ箇所５１Ａにおいて連結部５２がほぼ直角方向に折り曲げられるので、端子部５３を、電子部品６１が搭載されたプリント基板６０の端子部上に載置して半田等にて固定する。そして、筐体４０等に取り付けられた光ファイバ３０付の第２の光モジュール２０の第３の端部２１を、第１の光モジュール１０の第１の端部１１に対して着脱自在に光結合すれば、光モジュール装置の製造が終了する。

この種の光モジュール装置では、例えば、電子部品６１から出力された電気信号により、第１の光モジュール１０の第１の端部１１から光信号が放射される。すると、その光信号が第２の光モジュール２０により受光され、光ファイバ３０へ伝送される。

しかしながら、図７等に示す従来の光モジュール装置では、フレキシブル基板５０を曲げた時、半田接着されているスルーホール５４−１，５５，５４−４近傍の折り曲げ箇所５１Ａに応力が集中し、且つ、この折り曲げ箇所５１Ａがカバーレイ５７で覆われていない部分であるため、電気信号路５６が断線してしまうという課題があった。

本発明の光モジュール装置は、光を出力又は入力する第１の端部と電気を入力又は出力するリードが突設された第２の端部とを有する第１の光モジュールと、フレキシブル基板と、電子部品搭載用のプリント基板とを備えている。

前記フレキシブル基板は、露出した第１のスルーホールが形成されたリード固定部と、前記リード固定部に延設され、前記第１のスルーホールに対して電気的に接続された電気信号路が形成された連結部と、前記連結部に延設され、前記電気信号路に対して電気的に接続された端子部と、前記電気信号路を被覆して保護する保護層と、前記リード固定部において前記連結部寄りの箇所であって前記保護層により保護された前記電気信号路の近傍に形成された第２のスルーホールとを有し、前記第１のスルーホールに前記リードが挿入されて電気的に接続され、且つ、前記第２のスルーホールを通して前記第２のスルーホール箇所が前記第２の端部に固定され、前記リード固定部に対して前記連結部が折り曲げられる基板である。更に、前記プリント基板は、前記フレキシブル基板の端子部に対して電気的に接続されたものである。

本発明によれば、フレキシブル基板のリード固定部に形成され、保護層で保護された接続固定用のスルーホールに樹脂等の接着材を注入して、フレキシブル基板と光モジュールを接着固定する構成にしている。そのため、フレキシブル基板をプリント基板側に曲げた時に、接続固定用のスルーホール付近の折り曲げ箇所に応力が集中し、この折り曲げ箇所で折れ曲がる。この折り曲げ箇所では、電気信号路が保護層で保護されているため、簡単な構造で且つ的確に断線を防止できる。

光モジュール装置は、第１の端部とリードが突設された第２の端部とを有する第１の光モジュールと、フレキシブル基板と、電子部品搭載用のプリント基板とを備えている。前記フレキシブル基板は、露出した第１のスルーホールが形成されたリード固定部と、前記リード固定部に延設され、前記第１のスルーホールに対して電気的に接続された電気信号路が形成された連結部と、前記連結部に延設され、前記電気信号路に対して電気的に接続された端子部と、前記電気信号路を被覆して保護する保護層と、前記リード固定部において前記連結部寄りの箇所であって前記保護層により保護された前記電気信号路の近傍に形成された第２のスルーホールとを有し、前記第１のスルーホールに前記リードが挿入されて接続され、且つ、前記第２のスルーホールを通して前記第２のスルーホール箇所が前記第２の端部に固定され、前記リード固定部に対して前記連結部が折り曲げられる。そして、前記プリント基板は、前記フレキシブル基板の端子部に対して電気的に接続されている。

（実施例１の構成）
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例１を示す光モジュール装置の一例を示す概略の構成図であり、同図（ａ）は一部を切断した光モジュール装置全体の正面図、及び、同図（ｂ）は同図（ａ）中のフレキシブル基板の模擬的な平面図である。図２（ａ）、（ｂ）は、図１中の第１、第２の光モジュールを示す概略の構成図であり、同図（ａ）は第１、第２の光モジュールの正面図、及び、同図（ｂ）は同図（ａ）の左側面図である。図３（ａ）、（ｂ）は、図２の第１の光モジュールにフレキシブル基板を接続したときの概略の構成図であり、同図（ａ）は正面図、及び、同図（ｂ）は同図（ａ）の左側面図である。図４（ａ）、（ｂ）は、図３の概略の拡大断面図であり、同図（ａ）は図３（ｂ）のＣ１−Ｃ２線拡大断面図、及び、同図（ｂ）は図３（ｂ）のＤ１−Ｄ２線拡大断面図である。又、図５（ａ）、（ｂ）は、図３のフレキシブル基板の曲がり状態を示す図であり、同図（ａ）は光モジュールにフレキシブル基板を固定した時の正面図、及び、同図（ｂ）は同図（ａ）中のフレキシブル基板の模擬的な平面図である。

本実施例１の光モジュール装置は、図１（ａ）に示すように、第１の端部７１及び第２の端部２２を有する光通信用（例えば、半導体レーザ又は受光素子）等の第１の光モジュール７０と、前記第１の端部７１に対して光結合される第３の端部８１、及び光ファイバ９０が接続される第４の端部８２を有する光通信用（例えば、受光素子又は集光レンズ）等の第２の光モジュール８０とを有している。第２の光モジュール８０の第３の端部８１側は、筐体１００等に取り付けられている。第１の光モジュール７０の第２の端部７２には、可撓性の絶縁フィルム等で構成された折り曲げ可能な電気信号伝送用のフレキシブル基板１１０を介して、電子部品１２１等を搭載した絶縁板等で構成された平板状のプリント基板１２０が接続されている。

第１の光モジュール７０は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、光通信等を行うほぼ円形の第１の端部７１と、この第１の端部７１とは反対側のほぼ円形の第２の端部７２とを有している。第２の端部７２側において、周辺付近には、電気を入力又は出力するための複数の電気信号用のリード７３−１〜７３−４が突設されると共に、ほぼ中心付近にグランド用のリード７４が突設されている。

第１の光モジュール７０の第２の端部７２に接続されるフレキシブル基板１１０は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ほぼ円形のリード固定部１１１と、このリード固定部１１１に延設されたほぼ長方形の連結部１１２と、この連結部１１２に延設された端子部１１３とにより構成されている。リード固定部１１１には、複数の電気信号用のリード７３−１〜７３−４に対応した複数の電気信号用の第１のスルーホール１１４−１〜１１４−４と、グランド用のリード７４に対応したグランド用の第１のスルーホール１１５−１と、連結部１１２寄りに複数のグランド用の第１のスルーホール１１５−２及び接着固定用の第２のスルーホール１１５−３，１１５−４が形成されている。複数の第１のスルーホール１１４−１〜１１４−４，１１５−１に、第１の光モジュール７０側のリード７３−１〜７３−４，７４がそれぞれ挿入されて半田１１８にて接続されると共に、リード余剰部分が切断されている。電気信号用の第１のスルーホール１１４−１，１１４−４は、連結部１１２の表面に形成された銅箔等の電気信号路１１６を介して、端子部１１３に接続されている。リード固定部１１１の表面における第１のスルーホール１１４−１〜１１４−４，１１５−１，１１５−２の周辺と、連結部１１２の表面に形成された電気信号路１１６を含む全面とは、保護層（例えば、カバーレイ）１１７により被覆されて保護されている。カバーレイ１１７により保護された第２のスルーホール１１５−３，１１５−４は、樹脂等の接着材が注入され、リード固定部１１１を第１の光モジュール７２の第２の端部７２に接着固定ために用いられる。

（実施例１の製造例）
本実施例１の光モジュール装置は、例えば、次のようにして製造される。
先ず、図３に示す平らなフレキシブル基板１１０のリード固定部１１１に形成された複数のスルーホール１１４−１〜１１４−４，１１５−１に、図２に示す第１の光モジュール７０側のリード７３−１〜７３−４，７４をそれぞれ挿入して半田１１８にて接続すると共に、リード余剰部分を切断する。リード固定部１１１の連結部１１２寄りにおいて、カバーレイ１１７で保護されたスルーホール１１５−３，１１５−４に接着材を注入し、リード固定部１１１を第１の光モジュール７０の第２の端部７２に接着固定する。

次に、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の光モジュール７０の第２の端部７２に接着固定されたフレキシブル基板１１０のリード固定部１１１に対して、端子部１１３をほぼ直角方向に曲げれば、リード固定部１１１におけるスルーホール１１５−３，１１５−４の外側近傍の折り曲げ箇所１１１Ａにおいて連結部１１２がほぼ直角方向に折り曲げられるので、端子部１１３を、電子部品１２１が搭載された平板状のプリント基板１２０上の銅箔等の端子部に載置して半田等にて固定する。

そして、筐体１００等に取り付けられた光ファイバ９０付の第２の光モジュール８０の第３の端部８１を、第１の光モジュール７０の第１の端部７１に対して着脱自在に光結合すれば、光モジュール装置の製造が終了する。

（実施例１の動作）
本実施例１の光モジュール装置では、例えば、電子部品１２１から出力された電気信号により、第１の光モジュール７０の第１の端部７１から光信号が放射される。すると、その光信号が第２の光モジュール８０により受光され、光ファイバ９０へ伝送される。あるいは、光ファイバ９０から伝送されてきた光信号が、第２の光モジュール８０の第３の端部８１から放射されると、この光信号が第１の光モジュール７０の第１の端部７１にて受光されて電気信号に変換され、この電気信号がフレキシブル基板１１０上の電気信号路１１６を介して、プリント基板１２０上の電子部品１２１へ送られ、所定の電気的な処理が行われる。

（実施例１の効果）
本実施例１によれば、フレキシブル基板１１０のリード固定部１１１に形成され、カバーレイ１１７で保護された接続固定用のスルーホール１１５−３，１１５−４に樹脂等の接着材を注入して、フレキシブル基板１１０と光モジュール７０を接着固定する構成にしている。そのため、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、フレキシブル基板１１０をプリント基板１２０側に曲げた時に、スルーホール１１５−３，１１５−４の外側近傍の折り曲げ箇所１１１Ａに応力が集中し、この折り曲げ箇所１１１Ａで折れ曲がる。この折り曲げ箇所１１１Ａでは、電気信号路１１６がカバーレイ１１７で保護されているため、簡単な構造で且つ的確に断線を防止できる。

図６（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例２における光モジュール装置の要部を示す概略の構成図であり、同図（ａ）は光モジュールにフレキシブル基板を固定した時の正面図、及び、同図（ｂ）は同図（ａ）中のフレキシブル基板の模擬的な平面図である。この図６（ａ）、（ｂ）において、実施例１を示す図５（ａ）、（ｂ）中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。

本実施例２の光モジュール装置では、実施例１の図５に示すリード固定部１１１に形成される接着固定用の第２のスルーホール１１５−３，１１５−４に代えて、グランド用の第２のスルーホール１１５−３Ａ，１１５−４Ａが形成されている。このスルーホール１１５−３Ａ，１１５−４Ａは、導電性部材（例えば、銀ペースト等の導電性樹脂等）が注入され、リード固定部１１１のグランド側を第１の光モジュール７０における第１の端部７２のグランド側に接着固定するために使用される。その他の構成は、実施例１と同様である。

本実施例２の光モジュール装置によれば、フレキシブル基板１１０のリード固定部１１１に形成されたグランド用のスルーホール１１５−３Ａ，１１５−４Ａに導電性樹脂等の導電性部材を注入して、フレキシブル基板１１０と光モジュール７０とを接着固定する構成にしている。そのため、図６に示すように、フレキシブル基板１１０のリード固定部１１１を光モジュール７０の第１の端部７２に接着固定した状態で、端子部１１３を図示しないプリント基板側に曲げた時に、スルーホール１１５−３Ａ，１１５−４Ａの外側近傍の折り曲げ箇所１１１Ａに応力が集中し、この折り曲げ箇所１１１Ａで折れ曲がる。折り曲げ箇所１１１Ａは、フレキシブル基板１１０上に形成された電気信号路１１６がカバーレイ１１７で保護されているため、簡単な構造で且つ的確に断線を防止できる。しかも、光モジュール７０とフレキシブル基板１１０とのグランドが強化され、例えば、光モジュール７０を半導体レーザで構成し、この半導体レーザの１０Ｇｂ／ｓ駆動時において、良好なアイパターン（Eye pattern）を観測でき、光結合効率を向上できる。

（変形例）
本発明は、上記実施例に限定されず、例えば、光モジュール７０，８０の全体構造や、光モジュール７０及び８０の光結合構造等を図示以外のものに変更する等、種々の利用形態や変形が可能である。

本発明の実施例１を示す光モジュール装置の一例を示す概略の構成図である。 図１中の第１、第２の光モジュールを示す概略の構成図である。 図２の第１の光モジュールにフレキシブル基板を接続したときの概略の構成図である。 図３の拡大断面図である。 図３のフレキシブル基板の曲がり状態を示す図である。 本発明の実施例２における光モジュール装置の要部を示す概略の構成図である。 従来の光モジュール装置の一例を示す概略の構成図である。 図７中の第１、第２の光モジュールを示す概略の構成図である。 図８の第１の光モジュールにフレキシブル基板を接続したときの概略の構成図である。 図９の概略の拡大断面図である。

符号の説明

７０，８０ 第１、第２の光モジュール
７１，７２，８１，８２ 第１、第２、第３、第４の端部
７３−１〜７３−４，７４ リード
１１０ フレキシブル基板
１１１ リード固定部
１１２ 連結部
１１３ 端子部
１１４−１〜１１４−４，１１５−１〜１１５−４，１１５−３Ａ，１１５−４Ａ スルーホール
１１６ 電気信号路
１１７ カバーレイ
１２０ プリント基板

Claims (5)

1. 光を出力又は入力する第１の端部と電気を入力又は出力するリードが突設された第２の端部とを有する第１の光モジュールと、
   露出した第１のスルーホールが形成されたリード固定部と、前記リード固定部に延設され、前記第１のスルーホールに対して電気的に接続された電気信号路が形成された連結部と、前記連結部に延設され、前記電気信号路に対して電気的に接続された端子部と、前記電気信号路を被覆して保護する保護層と、前記リード固定部において前記連結部寄りの箇所であって前記保護層により保護された前記電気信号路の近傍に形成された第２のスルーホールとを有し、前記第１のスルーホールに前記リードが挿入されて電気的に接続され、且つ、前記第２のスルーホールを通して前記第２のスルーホール箇所が前記第２の端部に固定され、前記リード固定部に対して前記連結部が折り曲げられるフレキシブル基板と、
   前記フレキシブル基板の端子部に対して電気的に接続された電子部品搭載用のプリント基板と、
   を備えたことを特徴とする光モジュール装置。
2. 請求項１記載の光モジュール装置には、更に、
   前記第１の端部に対して着脱自在に光結合される第３の端部と、光ファイバが接続された第４の端部と、を有する第２の光モジュールを備えたことを特徴とする光モジュール装置。
3. 前記第２のスルーホール箇所と前記第２の端部とは、前記第２のスルーホールに注入された接着材により接着固定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の光モジュール装置。
4. 前記第２のスルーホール箇所と前記第２の端部とは、前記第２のスルーホールに注入された導電性部材により接着固定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の光モジュール装置。
5. 前記第１のスルーホールと前記リードとは、半田にて接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光モジュール装置。

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