JP2016009053A - 光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】２以上の接続部品を介してプリント基板に接続される光部品を、筐体内部にて効率的に実装することができる光モジュールを提供する。
【解決手段】プリント基板１１と、プリント基板１１に２以上の接続部品を介して接続されて、プリント基板１１の第１面上に実装される光部品２２と、光部品が実装されたプリント基板１１を収納する筐体と、を備えた光モジュールであって、２以上の接続部品のうちの少なくとも１つは、フレキシブル基板６１であって、フレキシブル基板６１は、第１面からプリント基板１１の側方を経て、第１面の裏側に至るように折り曲げられて、プリント基板１１の第１面の裏側にて接続される、ことを特徴とする光モジュール。
【選択図】図３

Description

本発明は、光信号を送信及び／または受信する光モジュールに関し、特に小型かつ高速でデータを伝送する光モジュールに関する。

光モジュール内には、高速信号伝送を行う１又は複数の光部品がある。光部品としては、光受信部品（以下、「ＲＯＳＡ：Receiver Optical Sub-Assembly」ともいう。）や光送信部品（以下、「ＴＯＳＡ：Transmitter Optical Sub-Assembly」ともいう。）が知られており、これらの光部品はプリント基板と接続するためのフレキシブル基板を備えることがある。

こうした光モジュールは、複数のメーカー間でのマルチソースアグリーメント（ＭＳＡ）が締結され、電気特性、光学特性、外形寸法等を同一規格での製品化が進んでいる。光モジュールの外形寸法については、例えば、１００Ｇｂｉｔ／ｓ光通信モジュールＣＦＰ（100 Gigabit Form Factor Pluggable）や、１００Ｇｂｉｔ／ｓ光通信モジュールＣＦＰの外形を小さくしたＣＦＰ２、さらに、１０Ｇｂｉｔ／ｓ光通信モジュールＸＦＰ（10 Gigabit Small Form Factor Pluggable）や、１０Ｇｂｉｔ／ｓ光通信モジュールＳＦＰ＋（Small Form-Factor Pluggable Plus）等のような規格があり、光送信用レセプタクル、光受信用レセプタクル、電気インターフェースカードエッジの位置がこれにより定められている。こうした規格化、小型化の流れは今後も続いていくと考えられる。

なお、特許文献１には、強度等の機械的信頼性を損なうことなく、高周波性能に優れ、セラミック基板を一部に具備した光モジュール等を提供する旨が記載されている。

特開２０１２−０４７８２３号公報

ここで光部品において端子数が多い等の場合には、プリント基板に接続するための２以上の接続部品が用いられることがある。

このような場合には、例えば図５において示されるように、プリント基板１１の一部を切り欠いて、この切り欠かれた部分に光部品２２を配置して、光部品２２の上側から出ているフレキシブル基板５１はプリント基板１１の上面に接続し、光部品２２の下側から出ているフレキシブル基板５２はプリント基板１１の裏面に接続する方法をとることが考えられる。

このように、プリント基板１１を切り欠く方法をとる場合、プリント基板１１上の部品の実装面積が減るため、必要なＩＣ（Integrated Circuit）等の部品が実装できなくなる問題がある。

また、必要なＩＣ等の部品を入れるためにプリント基板の外形を大きくした場合には、光モジュールの筐体サイズが大きくなるという問題があり、プリント基板の面積を増やすために、筐体内に別のプリント基板を合わせて収容した場合には、部品コストが上がるという問題があった。

本発明の目的は、上記のような課題に鑑みて、２以上の接続部品を介してプリント基板に接続される光部品を、筐体内部にて効率的に実装することができる光モジュールを提供することを目的とする。

上述の課題を解決するための代表的な光モジュールは以下のとおりである。

（１）本発明に係る光モジュールは、プリント基板と、前記プリント基板に２以上の接続部品を介して接続されて、前記プリント基板の第１面上に実装される光部品と、前記光部品が実装された前記プリント基板を収納する筐体と、を備えた光モジュールであって、前記２以上の接続部品のうちの少なくとも１つは、フレキシブル基板であって、前記フレキシブル基板は、前記第１面から前記プリント基板の側方を経て、前記第１面の裏側に至るように折り曲げられて、前記プリント基板の前記第１面の裏側にて接続される、ことを特徴とする。

（２）（１）に記載の光モジュールにおいて、前記２以上の接続部品は、第１のフレキシブル基板および第２のフレキシブル基板を含み、前記第１のフレキシブル基板は、前記第１面から前記側方を経て前記第１面の裏側に至るように折り曲げられて前記プリント基板の前記第１面の裏側にて接続され、前記第２のフレキシブル基板は、前記第１面において前記プリント基板に接続される、ことを特徴としてもよい。

（３）（２）に記載の光モジュールにおいて、前記第１のフレキシブル基板は、前記第１面の裏側に配置された、前記光部品に電源を供給するための電源配線と、前記光部品に制御信号を供給するための制御配線とに接続され、前記第２のフレキシブル基板は、前記第１面に配置された高周波信号配線に接続される、ことを特徴としてもよい。

（４）（３）に記載の光モジュールにおいて、前記第１のフレキシブル基板と前記プリント基板とが接続される箇所は、前記第２のフレキシブル基板と前記プリント基板が接続される箇所との重複を避けて、前記第１面の裏側に配置される、ことを特徴としてもよい。

（５）（４）に記載の光モジュールにおいて、前記光部品は、光送信部品及び／又は光受信部品である、ことを特徴としてもよい。

（６）（１）乃至（５）のいずれかに記載の光モジュールにおいて、前記第１及び／又は前記第２のフレキシブル基板と、前記プリント基板とは、コネクタを介して接続される、ことを特徴としてもよい。

（７）（１）乃至（６）のいずれかに記載の光モジュールにおいて、前記プリント基板の前記第１面の裏側には、前記プリント基板とは異なるプリント基板がさらに配置され、前記第１のフレキシブル基板は、前記異なるプリント基板に接続される、ことを特徴としてもよい。

本発明によれば、２以上の接続部品を介してプリント基板に接続される光部品を、筐体内部にて効率的に実装することができる光モジュールを提供することができる。

本発明の実施例１に係る光モジュールの筐体内部の様子を示す平面図である。 実施例１に係るプリント基板に実装された光部品の様子を側面から説明するための図である。 実施例１に係る光部品を斜めから見た様子を示す図である。 本発明の実施例２に係る光部品を斜めから見た様子を示す図である。 従来の光モジュールの筐体内部において、光部品が実装されている様子を説明するための断面図である。

以下、本発明の各実施例を、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例１における光モジュール１００の筐体内部に収納される部品の様子を概略的に示す図であり、筐体１０の上板（プリント基板１１を基準として光送信部品２１等が実装される側の板状部材）を取り除いた状態を示すものとなっている。なお、本実施例の光モジュール１００はＣＦＰ２の規格に準拠した外形寸法を有しているが、他の規格に準拠した光モジュールや規格に準拠していない独自サイズの光モジュールであっても本発明の範囲内となる。

図１で示されるように、筐体１０の内部においては平板状のプリント基板１１が固定されており、プリント基板１１上には、主要光部品である光送信部品２１（ＴＯＳＡ）と光受信部品２２（ＲＯＳＡ）が実装されており、これらの光部品は、部品用トレイ２５によってプリント基板１１上に固定されている。

光モジュール１００の光レセプタクル４１から入力される光信号は、光ファイバが内部でリング状に束ねられた光ファイバトレイ３０を経て、光受信部品２２で電気信号に変換される。本実施例の光受信部品２２は、２つのフレキシブル基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuits）にてプリント基板１１に接続されており、高周波の電気信号が第２のフレキシブル基板６２を経て、第１面（光受信部品２２が実装される面）側に実装された電気高周波部品９２（ドライバＩＣ）で増幅され、カードエッジコネクタ８１に接続された機器に出力される。

また、光モジュール１００のカードエッジコネクタ８１に接続された機器から入力される電気信号は、電気高周波部品９１（ドライバＩＣ）で増幅され、光送信部品２１で光信号に変換される。光送信部品２１にて変換された光信号は、光ファイバや合波器を経て光レセプタクル４１から出力される。

次に、図２は、プリント基板１１に実装された光受信部品２２の様子を側面から説明するための概略図となっており、図３は、本実施例における光受信部品２２を斜めから見た様子を示す図となっており、図３の光受信部品２２の奥側に配置される光送信部品２１等の表示を省略している。以下においては、これらの図を用いて本実施例における光モジュール１００について説明をする。

図２および図３で示されるように、本実施例の光受信部品２２のスリーブ２３が取り付けられた側面の反対側の側面には、２つのフレキシブル基板が取り付けられる。このうち第１のフレキシブル基板６１は、まず側面に沿って上方に延在して、プリント基板１１に対して平行となるように徐々に折れ曲げられる。そしてプリント基板１１に対して概ね平行状となった部分からは、プリント基板１１の外側の淵に向かって湾曲しつつ延在し、さらに、プリント基板１１の側方を経てプリント基板１１の裏側となる第２面に至るように折り曲げられて、コネクタ部６３に接続される。

また、２つのフレキシブル基板のうち第２のフレキシブル基板６２は、まず側面に沿って下方に延在して、プリント基板１１に対して平行となるように徐々に折れ曲げられて、そのまま、光部品が実装された面と同一となる第１面にてはんだ付け接続で固定されるようになっている。

このようにして、光受信部品２２の接続部品のうちの少なくとも１つが、当該光受信部品２２が実装される第１面の裏側にて接続されるようにすることで、光モジュール１００のプリント基板１１において高密度な実装をすることができるようになる（あるいは、光モジュール１００の筐体１０を小型にすることができるようになる）。このように、従来は２枚のフレキシブル基板を接続するために、プリント基板１１を切欠いていたが、本実施例のようなフレキシブル基板の接続方法と採用することで、プリント基板１１を光受信部品２２の下部まで延伸することができ、プリント基板１１のサイズを大きくすることができる。その結果ＩＣ等の部品を実装する領域を広く取ることができるようになるため、小型・高密度実装が可能となる。

また、本実施例の光モジュール１００では、光送信部品２１および光受信部品２２のハウジングが配置されたプリント基板１１の第１面において電気高周波部品９１，９２が実装されて、この第１面では、光送信部品２１と電気高周波部品９１を接続する高周波信号配線と光受信部品２２と電気高周波部品９２を接続する高周波信号配線とがレイアウトされている。また、プリント基板１１の第１面の裏側となる第２面では、光受信部品９２の制御回路や電源回路が配置されて、コネクタ部６３からこれらの回路に至るまでの制御配線や電源配線がレイアウトされている。

このようにしてプリント基板１１では、高周波回路と、制御回路・電源回路とを表側と裏側とで分けて実装されるようにすることで、回路の効率的な配置が実現され、高密度な実装をすることができるようになる。また、第１面における高周波の信号の、第２面にて実装された制御配線・電源配線等への悪影響が抑えられて、クロストーク現象が低減されるようになる。

また本実施例の光モジュール１００では、第２のフレキシブル基板６２のはんだ付けされる箇所と、第１のフレキシブル基板６１およびコネクタ部６３が配置される箇所とが重複しないようになっているため、光モジュール１００の組み立て工程において、はんだ小手の先端が第１のフレキシブル基板６１に干渉せず組み立て作業性が良くなる。またコネクタ部６３が、光受信部品２２のハウジングと重複するように裏側にて配置されているため、第２のフレキシブル基板６２のはんだ接続の後、プリント基板１１を裏返さずに第１のフレキシブル基板６１をコネクタ部６３に接続でき、組み立て作業性がよくなる。

次に、本発明の実施例２の光モジュール１００について説明をする。図４で示されるように、実施例２の光モジュール１００の光受信部品２２では、実施例１の場合と同様に、スリーブ２３が取り付けられた側面の反対側の側面から第１のフレキシブル基板６１と第２のフレキシブル基板６２が取り付けられている。

しかしながら実施例２の光モジュール１００では、第２のフレキシブル基板６２が第１のフレキシブル基板６１の上側に取り付けられており、それぞれが湾曲してプリント基板１１の第１面と、第１面の裏側となる第２面に取り付けられている。具体的には、第２のフレキシブル基板６２は、光受信部品２２の側面からプリント基板１１に対して平行状に延伸し、プリント基板１１に近づくように徐々に湾曲してはんだ付けにより取り付けられる。第１のフレキシブル基板６１は、光受信部品２２の側面からプリント基板１１に対して平行状に延伸し、実施例１の場合と同様に外側の淵に向かって湾曲しつつ折り曲げられて、プリント基板１１の裏側に配置されたコネクタ部６３に接続される。

実施例２の光モジュール１００は、以上のような点で実施例１の光モジュール１００と相違しているが、このような点を除き、実施例２の光モジュール１００は、実施例１の光モジュール１００とほぼ同様となっているため、説明を省略するものとする。

なお、上記の各実施例においては、光受信部品２２が２つの接続部品によってプリント基板１１と電気的に接続されて、そのうちの一方の接続部品がプリント基板１１の裏面のコネクタ部６３で接続されるフレキシブル基板となっているが、光送信部品２２が２つの接続部品によってプリント基板１１に電気的に接続されて、そのうちの一方の接続部品が裏面のコネクタ部６３で接続されるフレキシブル基板となるようにしてもよい。また、光受信部品２２および光送信部品２２の双方が、このような構成を有していてもよいし、光モジュール１００においていずれか一方の光部品のみが実装されて、このような構成を有していてもよい。

なお、上記の各実施例においては、プリント基板１１の第１面の裏側となる第２面においてコネクタ部６３が配置されているが、本発明はこのような態様に限定されず、コネクタ部６３としては、プリント基板１１の第１面の裏側に配置されているものであればよい。したがって例えば、プリント基板１１とは異なるプリント基板が第１面の裏側にて固定され、当該異なるプリント基板上にコネクタ部６３が配置されて、第１のフレキシブル基板６１が折れ曲がって接続されるのであってもよい。またプリント基板１１の第２面と第１のフレキシブル基板６１との接続にてコネクタを用いたが、はんだ付けにて接続しても構わない。同様に、プリント基板１１の第１面と第２のフレキシブル基板６２との接続にコネクタを用いても構わない。

なお、上記の各実施例においては、光受信部品２２のハウジングにおける１つの側面にて２つのフレキシブル基板が取り付けられているが、本発明はこのような態様に限定されず、２つの接続部品が異なる側面において取り付けられているものであってもよい。

さらに、上記の各実施例においては、光受信部品２２（もしくは光送信部品２１）とプリント基板１１とをつなぐ接続部品がフレキシブル基板の場合について示したが、２以上の接続部品のうちの少なくとも１つがプリント基板１１の第１面の裏側に至るように折り曲げられて接続されるフレキシブル基板であれば、他の接続部品がリードピンであっても構わない。光受信部品２２が搭載されているプリント基板１１の第１面側で接続される接続部品は、プリント基板１１の裏側に引きまわす必要がないためリードピンでの接続でも構わない。

さらに、上記の各実施例においては、光受信部品２２（もしくは光送信部品２１）とプリント基板１１とをつなぐ接続部品は２つの場合について示したが３つ以上であっても構わない。その場合は、１つのみ、あるいは２つ以上のフレキシブル基板が第１面の裏側に至るように折り曲げられて接続されてもよい。

本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記の実施例で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成、又は、同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。

１０ 筐体、１１ プリント基板、２１ 光送信部品、２２ 光受信部品（光部品）、２３ スリーブ、２５ 部品用トレイ、３０ 光ファイバトレイ、５１，５２ フレキシブル基板、６１ 第１のフレキシブル基板、６２ 第２のフレキシブル基板、６３ コネクタ部、８１ カードエッジコネクタ、９１，９２ 電気高周波部品、１００ 光モジュール。

Claims (7)

1. プリント基板と、
   前記プリント基板に２以上の接続部品を介して接続されて、前記プリント基板の第１面上に実装される光部品と、
   前記光部品が実装された前記プリント基板を収納する筐体と、を備えた光モジュールであって、
   前記２以上の接続部品のうちの少なくとも１つは、フレキシブル基板であって、
   前記フレキシブル基板は、前記第１面から前記プリント基板の側方を経て、前記第１面の裏側に至るように折り曲げられて、前記プリント基板の前記第１面の裏側にて接続される、
   ことを特徴とする光モジュール。
2. 請求項１に記載された光モジュールであって、
   前記２以上の接続部品は、第１のフレキシブル基板および第２のフレキシブル基板を含み、
   前記第１のフレキシブル基板は、前記第１面から前記側方を経て前記第１面の裏側に至るように折り曲げられて前記プリント基板の前記第１面の裏側にて接続され、
   前記第２のフレキシブル基板は、前記第１面において前記プリント基板に接続される、
   ことを特徴とする光モジュール。
3. 請求項２に記載された光モジュールであって、
   前記第１のフレキシブル基板は、前記第１面の裏側に配置された、前記光部品に電源を供給するための電源配線と、前記光部品に制御信号を供給するための制御配線とに接続され、
   前記第２のフレキシブル基板は、前記第１面に配置された高周波信号配線に接続される、
   ことを特徴とする光モジュール。
4. 請求項２に記載された光モジュールであって、
   前記第１のフレキシブル基板と前記プリント基板との接続される箇所は、前記第２のフレキシブル基板と前記プリント基板が接続される箇所との重複を避けて、前記第１面の裏側に配置される、
   ことを特徴とする光モジュール。
5. 請求項１に記載された光モジュールであって、
   前記光部品は、光送信部品及び／又は光受信部品である、
   ことを特徴とする光モジュール。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載された光モジュールであって、
   前記第１及び／又は前記第２のフレキシブル基板と前記プリント基板とは、コネクタを介して接続される、
   ことを特徴とする光モジュール。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載された光モジュールであって、
   前記プリント基板の前記第１面の裏側には、前記プリント基板とは異なるプリント基板がさらに配置され、
   前記第１のフレキシブル基板は、前記異なるプリント基板に接続される、
   ことを特徴とする光モジュール。

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