JP2009147245A

JP2009147245A - Ｃａｎタイプ光モジュール

Info

Publication number: JP2009147245A
Application number: JP2007325399A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Chikuma; 直行筑間
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2007-12-18
Filing date: 2007-12-18
Publication date: 2009-07-02
Also published as: WO2009078384A1; EP2234164A1; CN101904012A; EP2234164A4; US20100247032A1

Abstract

【課題】実装位置のばらつきやストレスを抑制できるＣＡＮタイプ光モジュールを提供する。
【解決手段】本発明によるＣＡＮタイプ光モジュールは、光部品１０２が内側の面に実装された絶縁性の第１板状部材２０１ｂと開口部を有し開口部を覆うように第１板状部材２０１ｂが固着された導電性の第２板状部材２０１ａとからなるステム２０１を有する。導電性のＣＡＮ部材１０３は第１板状部材２０１ｂ上の光部品１０２を内包するように第２板状部材２０１ａに固着され、複数のリード端子２０３は光部品１０２からの電気配線がそれぞれ電気的に接続され第１板状部材２０１ｂの外側に固定される。
【選択図】図１

Description

本発明はキャンパッケージ構造を有するＣＡＮタイプ（ＣＡＮ−ＴＹＰ）光モジュールに関する。

超高速光通信システムに用いられる光インタフェースには、光信号と電気信号との間の変換を行う光電気素子が設けられているが、この光素子をＣＡＮ内に気密封止したＣＡＮタイプ光モジュールが広く用いられている。以下、このＣＡＮタイプ光モジュールの構造を簡単に説明する。

図４はＣＡＮタイプ光モジュールにおけるＣＡＮ部の構造を概略的に示す側面断面図である。ＣＡＮ部１１０は、ステム１０１、光部品１０２およびＣＡＮパッケージであるレンズ付ホルダ１０３を有する。ステム１０１には、ガラス封止部１０７を介してリード端子１０５が取り付けられており、ステム１０１の実装部には光素子等からなる光部品１０２が実装されている。

また、レンズ付ホルダ１０３にはボールレンズ１０４がガラス封止により取り付けられ、ボールレンズ１０４は光部品１０２との間で光が光部品１０２に集光する位置関係を維持する。ステム１０１とレンズ付ホルダ１０３とは抵抗溶接部１０６で抵抗溶接により接合されている。このため、ステム１０１に実装されている光部品１０２の信号グランド（以下、シグナルＧＮＤという。）は、抵抗溶接部１０６を介してレンズ付ホルダ１０３と電気的に接続された状態となっている。

図５はＣＡＮタイプ光モジュールの全体構成例を示す側面断面図である。ＣＡＮ部１１０は、サポート部１２０に溶接部１４０で溶接接合される。そして、サポート部１２０も同様に、レセプタクル部１３０に溶接部１４１で溶接接合される。上述したように光部品１０２のシグナルＧＮＤはレンズ付ホルダ１０３と共通となっているので、ＣＡＮタイプ光モジュール１００は、全体のＧＮＤがシグナルＧＮＤとフレームＧＮＤに分離されない状態となっている。

図６はＣＡＮタイプ光モジュールがインタフェース（ＩＮＦ）ケースに搭載された光インタフェースの概略的構成を示す側面断面図である。ＣＡＮ部１１０にサポート部１２０とレセプタクル部１３０とが溶接されて組み立てられた光モジュール１００は、ＩＮＦケース１５０に光モジュール固定部１６０を介して搭載される。

光モジュール固定部１６０には、光モジュール１００との電気的な絶縁を行うために絶縁シートなどの絶縁材が介在している。ＩＮＦケース１５０はフレームグランド（ＧＮＤ）となっているので、ＩＮＦケース１５０（フレームＧＮＤ）と光モジュール１００とを絶縁シートで絶縁することによりフレームＧＮＤとシグナルＧＮＤの分離を図っている。

また、低ノイズで高速信号伝達を図ったＣＡＮタイプ光モジュールが特許文献１に開示されている。この光モジュールは、キャンパッケージのステムに高速信号配線を形成したセラミック基板を貫通させることにより、キャンパッケージ内の受発光素子の近傍に、ドライバＬＳＩ（Large Scale Integration）や増幅ＬＳＩ等の電子部品を搭載可能としたものである。

特開２００３−２２９６２９号公報

しかしながら、図４に示すＣＡＮ部を有する光モジュール１００では、ＩＮＦケース１５０に組み入れる際、光モジュール固定部１６０に絶縁テープを巻くなどしてＧＮＤの分離を行う必要がある。この方法ではテープなどを巻いたことにより実装が不安定になるために、光コネクタの一種であるレセプタクル部１３０が要求する高精度な位置決めが困難となり、光モジュール１００へのストレスや実装位置のばらつきの要因となっていた。

また、特許文献１に開示された光モジュールは、高速信号配線を形成したセラミック基板をステムに貫通させることにより、各種電子部品を受発光素子の近傍に搭載できるようにしたものであり、セラミック基板はステムとしての機能を有していない。このために、別個の金属ステムをセラミック基板に固着させ、光素子の光軸の精度を担保する必要があり構成が複雑化するという難点がある。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、実装位置のばらつきやストレスを抑制できるＣＡＮタイプ光モジュールを提供することにある。

本発明によるＣＡＮタイプ光モジュールは、光電気素子が内側の面に実装された絶縁性の第１板状部材と開口部を有し開口部を覆うように第１板状部材が固着された導電性の第２板状部材とからなるステムと、第１板状部材上の光電気素子を内包するように第２板状部材に固着された導電性のＣＡＮ部材と、光電気素子からの電気配線がそれぞれ電気的に接続され第１板状部材の外側に固定された複数のリード端子と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、絶縁性の第１板状部材と導電性の第２板状部材とからなるステムを設けることで、ＣＡＮタイプ光モジュールに対する特別な絶縁処置をする必要がなく、リード端子から信号グランドを取り出すことができる。これにより、光モジュールへのストレスを解消することができ、また光インタフェースへの実装を精度良く行うことができる。

図１は本発明の一実施形態によるＣＡＮタイプ光モジュールのキャン部（ＣＡＮ部）の概略的構成を示す側面断面図である。なお、図４〜図６で示した光モジュール１００と同一構成要素である部材には同一参照番号を付している。

図１に示すＣＡＮ部２１０において、ステム２０１は、導電性材料からなるドーナツ板形状の導電体ベース２０１ａと絶縁材料からなる円盤形状の絶縁体ベース２０１ｂとが固着された構成となっている。導電体ベース２０１ａは中央に円形の開口部を有し、それを覆うように絶縁体ベース２０１ｂが接合して固定されている。絶縁体ベース２０１ｂの内側の面に設けられた実装部に光電気素子等からなる光部品１０２が実装される。導電体ベース２０１ａはたとえば金属製であり、絶縁体ベース２０１ｂはたとえばセラミック製である。

ドーナツ板状の導電体ベース２０１ａは、円盤状の絶縁体ベース２０１ｂと銀ロウ付部２０２で銀ロウ付けされている。即ち、この例では、絶縁体ベース２０１ｂの直径は、導電体ベース２０１ａの開口部の直径より大きく、絶縁体ベース２０１ｂが導電体ベース２０１ａの開口部を閉じるように、絶縁体ベース２０１ｂの周縁部が銀ロウ付けされる。また、導電体ベース２０１ａの周縁部は、ＣＡＮパッケージとなるレンズ付ホルダ１０３と抵抗溶接部１０６で抵抗溶接されている。レンズ付きホルダ１０３も金属のような導電体で形成されているので、導電体ベース２０１ａとレンズ付きホルダ１０３とは電気的に接続された状態にある。

なお、上述したように、レンズ付ホルダ１０３にはボールレンズ１０４がガラス封止により取り付けられ、ボールレンズ１０４は光部品１０２との間で光が光部品１０２に集光する位置関係を維持する。光部品１０２は、光信号と電気信号との変換を行う光電気素子を含む光学的および電気的回路からなる。

一方、絶縁体ベース２０１ｂの外側の面に複数のリード端子２０３が固定されている。たとえば、リード端子２０３は、絶縁体ベース２０１ｂの外側の面に銀ロウ付けにより取り付けることができる。さらに、絶縁体ベース２０１ｂには、各リード端子２０３に対応して電気的接続用のスルーホール２０４が形成されている。すなわち、内側の実装部に実装された光部品１０２の電気的配線が外部に伸びたリード端子２０３にスルーホール２０４を通して電気的に接続されている。

図１に示すように、スルーホール２０４もリード端子２０３も絶縁体ベース２０１ｂに形成されているので、いずれも導電体ベース２０１ａとは絶縁されている。したがって、ＣＡＮ部２１０の側面全体をフレームＧＮＤに、リード端子２０３の少なくとも１つをシグナルＧＮＤ端子にすることが可能になる。すなわち、次に説明するように、絶縁体ベース２０１ｂから伸びたリード端子２０３をフレームＧＮＤとは独立したシグナルＧＮＤとして使用することができ、後述するプリント配線板（ＰＷＢ：Printed wiring board）のシグナルＧＮＤに、特別な絶縁処理を施すことなく容易に接続することが可能となる。

図２は、本実施形態によるＣＡＮタイプ光モジュールの全体構成例を示す側面断面図である。本実施形態によるＣＡＮタイプ光モジュール２００は、図１に示すＣＡＮ部２１０を組み込んでいる。ＣＡＮ部２１０はサポート部１２０に溶接部１４０で溶接接合される。サポート部１２０も同様に、レセプタクル部１３０に溶接部１４１で溶接接合される。上述したように、シグナルＧＮＤはリード端子２０３のみによって引き出されるので、サポート部１２０およびレセプタクル部１３０のフレームＧＮＤとは電気的に分離されている。

図３は、本実施形態によるＣＡＮタイプ光モジュールがインタフェース（ＩＮＦ）ケースに搭載された光インタフェースの概略的構成を示す側面断面図である。ＣＡＮ部２１０にサポート部１２０とレセプタクル部１３０とが溶接されて組み立てられた光モジュール２００は、光ＩＮＦケース２５０に光モジュール固定部２６０を介して搭載される。その際、光モジュール２００はリード端子２０３によってシグナルＧＮＤが引き出されるので、特段の絶縁処置をすることなく、リード端子２０３の信号端子とＧＮｄ端子とをプリント配線板２７０に電気的に接続することができる。

このように光モジュール２００の搭載に絶縁処理が不要となるために、高い位置精度での実装が可能となり、実装位置ばらつきを抑制することができる。さらに、絶縁シートを用いた絶縁処理による光モジュール２００へのストレスを抑制することができる。したがって、光通信分野で用いられる光インタフェースの高精度の製造が容易になる。

なお、上記実施の形態の構成及び動作は例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができることは言うまでもない。

本発明は、高い位置精度が要求される光モジュールにおける電気的な絶縁構造に適用可能である。

本発明の一実施形態によるＣＡＮタイプ光モジュールのキャン部（ＣＡＮ部）の概略的構成を示す側面断面図である。本実施形態によるＣＡＮタイプ光モジュールの全体構成例を示す側面断面図である。本実施形態によるＣＡＮタイプ光モジュールがインタフェース（ＩＮＦ）ケースに搭載された光インタフェースの概略的構成を示す側面断面図である。背景技術によるＣＡＮタイプ光モジュールにおけるＣＡＮ部の構造を概略的に示す側面断面図である。背景技術によるＣＡＮタイプ光モジュールの全体構成例を示す側面断面図である。背景技術によるＣＡＮタイプ光モジュールがインタフェース（ＩＮＦ）ケースに搭載された光インタフェースの概略的構成を示す側面断面図である。

符号の説明

１０２光部品
１０３レンズ付ホルダ部
１０４ボールレンズ
１０６抵抗溶接部
１２０サポート部
１３０レセプタクル部
１４０，１４１溶接部
１６０光モジュール固定部
２００光モジュール
２０１ステム
２０２銀ロウ付部
２０３リード端子
２１０ＣＡＮ部
２５０ＩＮＦケース
２６０光モジュール固定部
２７０プリント配線部（ＰＷＢ）

Claims

ＣＡＮタイプ光モジュールであって、
光電気素子が内側の面に実装された絶縁性の第１板状部材と、開口部を有し前記開口部を覆うように前記第１板状部材が固着された導電性の第２板状部材と、からなるステムと、
前記第１板状部材上の光電気素子を内包するように前記第２板状部材に固着された導電性のＣＡＮ部材と、
前記光電気素子からの電気配線がそれぞれ電気的に接続され、前記第１板状部材の外側に固定された複数のリード端子と、
を有することを特徴とするＣＡＮタイプ光モジュール。
前記ＣＡＮ部材には、前記光電気素子と光学的に対応する光学素子が固定されていることを特徴とする請求項１に記載のＣＡＮタイプ光モジュール。
前記複数のリード端子の少なくとも１つは前記光電気素子の信号グランドに対応し、前記ＣＡＮ部材とは電気的に絶縁していることを特徴とする請求項１または２に記載の光モジュール。
請求項１−３のいずれか１項に記載のＣＡＮタイプ光モジュールを含む光インタフェース。