JP2012222212A - Optical data link - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光信号を送信及び/または受信する光データリンク関する。 The present invention relates to an optical data link for transmitting and / or receiving optical signals.
光通信に用いられる光データリンクは、光信号を送信する送信用光サブアセンブリ(TOSA:Transmitting Optical Sub-Assembly)や、光信号を受信する受信用光サブアセンブリ(ROSA:Receiving Optical Sub-Assembly)等の光サブアセンブリ(OSA: Optical Sub-Assembly)を、多数の電子部品を実装した回路基板と共に筺体内に搭載して構成される。このような光データリンクのうち、送受信の双方の機能を備えるものは、一般に光トランシーバとも言われている。 The optical data link used for optical communication includes a transmitting optical sub-assembly (TOSA) that transmits optical signals and a receiving optical sub-assembly (ROSA) that receives optical signals. An optical sub-assembly (OSA: Optical Sub-Assembly) is mounted in a housing together with a circuit board on which a large number of electronic components are mounted. Of these optical data links, one having both transmission and reception functions is generally called an optical transceiver.
図8は、光トランシーバに用いられるOSAの一例を示す図であり、図中、101はTOSAを示す。TOSA101は、レーザダイオード(LD:Laser Diode)が実装される光モジュール102と、光ファイバとの接続のためのスリーブ部103とからなる。光モジュール102は、円筒状のパッケージであるCANパッケージ102aを有し、該パッケージ102aの底部には、光トランシーバ内の回路基板(以下、外部回路基板という)への配線のためのリード端子102bが設けられている。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an OSA used in an optical transceiver, in which 101 indicates TOSA. The TOSA 101 includes an
10Gbit/s以上の高速伝送の光通信に用いられる場合、信号路のインピーダンスマッチングのため、リード端子102bにフレキシブル回路基板(FPC:Flexible Printed Circuit board)110を取付け、該FPC110を介して外部回路基板とOSA101とを電気接続する(例えば特許文献1参照)。
When used for high-speed transmission optical communication of 10 Gbit / s or more, a flexible printed circuit board (FPC) 110 is attached to a
近年、光モジュールのパッケージに、上述のCANパッケージより小さく安価な矩形状のセラミック枠を積層して成るセラミックパッケージを用いた光モジュールの開発が進められている。
図9は、セラミックパッケージを用いた光モジュールを有するOSAの一例を示す図であり、図中、201はTOSAを示す。TOSA201は、図に示すように、LDを内蔵するセラミックパッケージ202a(以下、PKG202aという)を有する光モジュール202と、光ファイバとの接続のためのスリーブ部203とからなる。TOSA201も、図8のTOSA101と同様、回路基板との電気接続にはFPCが用いられる。
In recent years, development of an optical module using a ceramic package formed by laminating a rectangular ceramic frame that is smaller and less expensive than the above-mentioned CAN package has been advanced.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an OSA having an optical module using a ceramic package, in which 201 indicates TOSA. As shown in the drawing, the TOSA 201 includes an
図10は、図9のTOSA201にFPC210を取り付ける方法の一例を説明する図で、図10(A)はFPC210を取り付けた状態のTOSA201の斜視図、図10(B)は同側面図である。
FPC210は、図10(A)に示すように、PKG202aの底面202bに接するようにセットされた状態で、PKG202aと半田付けされる。この際、半田は、PKG202aとFPC210の界面に広がると同時に、PKG202aの側部のキャスタレーション部202c(図9参照)においてフィレットとなる。
10A and 10B are diagrams for explaining an example of a method for attaching the FPC 210 to the TOSA 201 in FIG. 9, FIG. 10A is a perspective view of the TOSA 201 with the FPC 210 attached, and FIG. 10B is a side view thereof.
As shown in FIG. 10A, the FPC 210 is soldered to the PKG 202a in a state where it is set in contact with the
また、外部回路基板のFPC210との接続面は、PKG202aの底面202bに対して垂直方向に延在しており、FPC210は、図10(B)に示すように、該外部回路基板と電気接続可能なようにPKG202aの外側方向に向けて張り出すように折り曲げられる(例えば特許文献2参照)。
Further, the connection surface of the external circuit board with the FPC 210 extends in a direction perpendicular to the
上述のように折り曲げることによって半田フィレットFに大きな応力が加わらないように、ポリイミド製の補強板220がFPC210の半田接続面とは反対側に取り付けられる。また、補強板220の先が折り曲げ部211となるが、FPC210の屈曲性の観点から断線しない曲げ半径を維持する必要があるので曲げ半径0.5mm以上で曲げられている。FPC210は、PKG202aに対して曲げ半径分とフィレットFの大きさを合わせた分だけ、すなわち1.5mm程度飛び出す。
The
しかしながら、上述のFPC210の飛び出しは、小型の光トランシーバではFPC210の飛出し部分が該光トランシーバの筺体と干渉・接触してしまう恐れがあり、小型化の妨げとなる。
以上のような課題については、特許文献1には開示も示唆もされていない。
However, the jumping out of the FPC 210 described above may interfere with or come into contact with the housing of the optical transceiver in a small optical transceiver, which hinders downsizing.
The above problems are neither disclosed nor suggested in Patent Document 1.
本発明は、上述のような実情に鑑み、セラミックパッケージを有するOSAと回路基板とが筺体内においてFPCを介して電気接続されてなる、小型化可能な光データリンクを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an optical data link that can be reduced in size, in which an OSA having a ceramic package and a circuit board are electrically connected via an FPC in a housing. .
本発明の光データリンクは、矩形状のセラミック枠を積層して成るセラミックパッケージ内に光電変換素子が実装された光モジュールと、電気信号の授受を行う電子部品群が実装されている回路基板とが筺体内においてフレキシブルプリント回路基板を介して電気接続されて成るものであって、フレキシブルプリント回路基板が、回路基板の電極パッドが形成された面と平行なセラミックパッケージの一辺の側面に沿うよう配され、一辺の側面に形成された電極に対して折り曲げることなく半田付けにより電気接続されることを特徴とする。 The optical data link of the present invention includes an optical module in which a photoelectric conversion element is mounted in a ceramic package formed by stacking rectangular ceramic frames, and a circuit board on which an electronic component group that transmits and receives electrical signals is mounted. Is electrically connected through a flexible printed circuit board in the casing, and the flexible printed circuit board is arranged along the side surface of one side of the ceramic package parallel to the surface on which the electrode pads of the circuit board are formed. In addition, the electrode formed on the side surface of one side is electrically connected by soldering without being bent.
また、フレキシブルプリント回路基板が、セラミックパッケージの他辺の側面に沿うよう配され、該他辺の側面に形成された電極と半田付けにより電気接続されるとよい。 Further, the flexible printed circuit board may be arranged along the side surface of the other side of the ceramic package, and electrically connected to the electrode formed on the side surface of the other side by soldering.
本発明によれば、フレキシブルプリント回路基板が、回路基板の電極パッドが形成された面と平行なセラミックパッケージの一辺の側面に沿うよう配され該一辺の側面に形成された電極と半田付けにより電気接続されるため、フレキシブルプリント回路基板が筺体と接触することがないので光データリンクの筺体を小型化することができる。 According to the present invention, the flexible printed circuit board is disposed along the side surface of one side of the ceramic package parallel to the surface on which the electrode pads of the circuit board are formed, and is electrically connected to the electrode formed on the side surface of the one side by soldering. Since the flexible printed circuit board does not come into contact with the housing because it is connected, the housing of the optical data link can be reduced in size.
図により、本発明の実施の形態を説明する。本発明による光データリンクは、例えば、図1に一例として示すような形状の光トランシーバ10に適用することができる。この光トランシーバ10は、LD等の光電変換素子が実装されたセラミックパッケージを有するOSAと、電気信号の授受を行う電子部品群が実装された回路基板とを、上部カバー11及び下部カバー12により覆って構成される。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The optical data link according to the present invention can be applied to an
上部カバー11及び下部カバー12は、光トランシーバ10の筺体を兼ね、金属製とすることにより内部に搭載される発熱部品の放熱体としての機能を備える。上下部カバー11,12の前部には、ホスト装置の装着口を塞ぐようにして取り付けるためのフランジ部13を有し、その前方には、光コネクタを装着するレセプタクル部14を備えている。上下部カバー11,12の後部には、回路基板の苦端に形成された電気コネクタ部15aが突き出ていて、ホスト装置との電気接続に供される。
The
図2は、図1の上部カバー11を取り外した状態の図で、光トランシーバ10の内部の様子を示している。下部カバー12には、回路基板15が搭載され、光電変換や電気信号の授受のための電子部品群やIC19等が実装されている。下部カバー12の前部には、光信号を送信するTOSA20と光信号を受信するROSA40が搭載され、フレキシブル回路基板30、50を介して、回路基板15に電気的に接続されている。また、TOSA20には弾性部材17を用いて放熱ブロック16が熱的に密着されており、TOSA20内の発熱部品からの熱が放熱ブロック16を介して上部カバー11に伝わるようになっている。
FIG. 2 is a diagram showing a state in which the
図3及び図4は、TOSA20を説明するための図で、図3はTOSA20の断面図、図4(A),(B)は同斜視図である。TOSA20は、図3に示すように、複数の矩形状のセラミック枠を積層してなるセラミックパッケージ21a(以下、PKG21aという)を有する光モジュール21に、ジョイントスリーブ22を介して、光ファイバとの光結合を形成するためのスリーブ23を結合して構成される。光モジュール21のPKG21aは、複数の矩形状セラミック枠を積層して側壁部21bを形成し、背面に底壁として金属板を用い、放熱面部24としている。側壁部21bの上部には、補助壁21cを介してジョイントスリーブ22と嵌合連結する連結部21dが設けられている。
3 and 4 are views for explaining the TOSA 20, FIG. 3 is a sectional view of the TOSA 20, and FIGS. 4A and 4B are perspective views thereof. As shown in FIG. 3, the TOSA 20 is connected to an
PKG21aの底壁を形成する放熱面部24には、ペルチェ素子等の電子冷却装置(TEC:Thermo-Electric Cooler)25が実装され、発熱電極側が放熱面部24に接合される。TEC25の吸熱電極側には、発熱部品であるLD等が実装され、LDの動作温度が調整制御される。なお、PKG21aの内部には、LDの他にLDの発光状態をモニタするフォトダイオード、LDからの信号光を集光して光ファイバに光結合させるための集光レンズ等が実装されている。
An electronic cooling device (TEC: Thermo-Electric Cooler) 25 such as a Peltier element is mounted on the heat radiating
ジョイントスリーブ22は、光モジュール21とスリーブ23とを調心して連結するためのものである。光モジュール21とは、連結部21fの筒状の嵌合部分において矢印Zで示す軸方向に対する調心が行われる。スリーブ23とは、矢印XY方向の調心で、スリーブ端の面方向の接合位置を調整することにより行われる。
The
スリーブ23は、外部に光信号を送出するための光ファイバを接続するものである。このスリーブ23は、光ファイバの端部に取り付けられたフェルールが挿入されるフェルール挿着孔23aを有し、短尺の光ファイバ23cが収納されたスタブ23bを備えている。そして、光モジュール21のLDから送出された信号光は、短尺光ファイバ23cの入力端に集光され、出力端からフェルール挿着孔23aに挿着された光ファイバに送出されて送信される。
The
PKG21aの背面の底壁を形成する放熱面部24は、図4に示すように、矩形状でPKG21aの背面から多少突出するように形成される。また、PKG21aの側壁部21aには、放熱面部24を避けた2辺のうちの一辺に第1端子部21eが設けられ、他辺に第2端子部21fが設けられている。第1端子部21eは、側壁部21aの下方(図4(B)では上方)の底面に設けられた電極パッド21gと、該電極パッド21gと電気的に連続する同下方の側面に設けられた電極すなわちキャスタレーション部21hとから成り、第2端子部21fは、側壁部21aの側方の底面に設けられた電極パッド21jと、該電極パッド21jと電気的に連続する同側方の側面に設けられた電極すなわちキャスタレーション部21kとから成る。これら第1端子部21eと第2端子部21fには、FPC30(図2参照)が接続され、回路基板15に電気的に接続される。
As shown in FIG. 4, the heat radiating
図5は、TOSA20にFPC30を取り付けた時の様子を模式的に示す図で、図5(A),(B)は斜視図、図5(C)は側方側面図である。
FPC30は、図5(A),(B)に示すように、光モジュール21の第1端子部21eに接続される第1回路端子部31と、第2端子部21fに接続される第2回路端子部32と、回路基板15(図2参照)に接続される基板側回路端子部33と、第1回路端子部31及び第2回路端子部32と基板側回路端子部33とを結線する配線部34とを有する。
FIGS. 5A and 5B are views schematically showing the
As shown in FIGS. 5A and 5B, the
このFPC30は、PKG21aの側面側の第1端子部21eに対し第1回路端子部31が折り曲げられることなく接し、底面側の第2端子部21fと第2回路端子部32とが接するようにセットされた状態で、PKG21aと半田付けされる。
この半田付けの際、回路基板15(図2参照)のFPC30との接続面と、FPC30の第1回路端子部31に接続されるPKG21aの第1端子部21eの側面とが平行なため、FPC30の第1回路端子部31側は、図5(C)に示すように、折り曲げる必要がない。したがって、下部カバー12(図2参照)と近接するFPC30の第1回路端子部31側のPKG21aに対する飛出し量をFPC30の厚み程度に抑えることができ、下部カバー12すなわち光トランシーバ10の筺体とFPC30とが干渉・接触することがないので、光トランシーバ10の筐体を小型化することができる。
The
At the time of this soldering, the connection surface of the circuit board 15 (see FIG. 2) with the
また、FPC30を折り曲げていないので、FPC30の長さが短くすることができるため、電気的特性を改善することができ、さらに、耐久性を向上させることができる。
なお、FPC30の第2回路端子部32の形成部分はPKG21aとの半田付けのためにセットする際に折り曲げられるが、FPC30に事前に曲げ癖を付けておくことが好ましい。
Further, since the
In addition, although the formation part of the 2nd
図6は、FPC30の具体例を示す展開図である。
図示するように、FPC30は、第1回路端子部31や、第2回路端子部32、基板側回路端子部33に電極パッド31a,32a,33aが形成されている。また、FPC30は、配線パターン(不図示)が形成されており、該配線パターンにより、第1回路端子部31の電極パッド31aと基板側回路端子部33の電極パッド33aとが電気接続され、第2回路端子部32の電極パッド32aと基板側回路端子部33の電極パッド33aとが電気接続されている。さらに、平面状態のFPC30は、第1回路端子部31と第2回路端子部32との間に切れ込み35が形成されている。仮にこの切れ込み35が無いとすると、FPC30の第2回路端子部32の形成部分の曲げ半径が小さくなり、屈曲性の観点から好ましくないが、この切れ込み35により、上記曲げ半径を大きくすることができるので屈曲性に関する問題もない。
FIG. 6 is a development view showing a specific example of the
As shown in the figure, the
図7は、本発明に関わるFPCの他の例を示す斜視図であり、図6のものと同様な部分については、同じ参照符号を付すことにより、その説明を省略する。
図7のFPC30’では、図6のFPC30と異なり、PKG21aの側面側の第2端子部21fと第2回路端子部32’とが接するようにセットされた状態で、PKG21aと半田付けされる。そのため、FPC30’の第2回路端子部32側のPKG21aに対する飛出し量をFPC30’の厚み程度に抑えることができ、光トランシーバ10の筺体の側部とFPC30とが干渉・接触することがないので、光トランシーバ10の筐体の厚み方向でなく幅方向の小型化もできる。
FIG. 7 is a perspective view showing another example of the FPC according to the present invention, and parts similar to those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
In the
10…光トランシーバ、20…TOSA、21…光モジュール、21a…セラミックパッケージ,21e…第1端子部、21f…第2回路端子部、22…ジョイントスリーブ、23…スリーブ、30,50…FPC、31…第1回路端子部、32…第2回路端子部、33…基板側回路端子部、34…配線部、40…ROSA。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記フレキシブルプリント回路基板は、前記回路基板の電極パッドが形成された面と平行な前記セラミックパッケージの一辺の側面に沿うよう配され、前記一辺の側面に形成された電極に対して折り曲げることなく半田付けにより電気接続されることを特徴とする光データリンク。 An optical module in which photoelectric conversion elements are mounted in a ceramic package formed by stacking rectangular ceramic frames, and a circuit board on which an electronic component group for transmitting and receiving electrical signals is mounted is a flexible printed circuit board. An optical data link electrically connected via
The flexible printed circuit board is disposed along a side surface of one side of the ceramic package parallel to a surface on which the electrode pads of the circuit board are formed, and is soldered without being bent with respect to the electrode formed on the side surface of the one side. An optical data link characterized by being electrically connected by attachment.
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