JP2016099467A - Optical module and optical cable - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子又は受光素子を有する光モジュール、及びこの光モジュールを光ファイバの両端部に有する光ケーブルに関する。 The present invention relates to an optical module having a light emitting element or a light receiving element, and an optical cable having the optical module at both ends of an optical fiber.
従来、光ファイバの先端部に装着されたフェルールが嵌合される筒状部材、及び光ファイバと光学的に結合する光素子を備えた光モジュールとして、特許文献1に記載の光ファイバ用ソケットが知られている。
Conventionally, as an optical module including a cylindrical member into which a ferrule attached to the tip of an optical fiber is fitted and an optical element optically coupled to the optical fiber, an optical fiber socket described in
この光ファイバ用ソケットは、配線パターンが形成された回路基板と、回路基板の素子実装面に実装された光素子(光電変換素子)及び電気部品と、スリーブブロックを受容するスリーブブロック受け部材とを有している。スリーブブロック受け部材は、回路基板と一体成形された樹脂製であり、スリーブブロックを嵌挿するための円筒状の凹型空洞が形成されている。スリーブブロックには、光ファイバの先端部に嵌装された円柱状のフェルールが嵌挿入される。 The optical fiber socket includes a circuit board on which a wiring pattern is formed, an optical element (photoelectric conversion element) and an electrical component mounted on an element mounting surface of the circuit board, and a sleeve block receiving member that receives the sleeve block. Have. The sleeve block receiving member is made of a resin integrally formed with the circuit board, and a cylindrical concave cavity for inserting the sleeve block is formed. A cylindrical ferrule fitted on the tip of the optical fiber is fitted and inserted into the sleeve block.
スリーブブロックは、円筒状のスリーブと、集光用のレンズと、スリーブの端面に形成された一対の嵌合突起とを有している。一方、受け部材には、スリーブブロックの一対の嵌合突起がそれぞれ嵌入される2つの嵌合穴が形成されている。そして、スリーブブロックは、スリーブの下部が受け部材の凹型空洞に挿入されると共に、嵌合突起が受け部材の嵌合穴に嵌入されることにより、回路ブロックとの相対的な位置決めがなされる。 The sleeve block includes a cylindrical sleeve, a condensing lens, and a pair of fitting protrusions formed on the end surface of the sleeve. On the other hand, the fitting member is formed with two fitting holes into which the pair of fitting projections of the sleeve block are respectively fitted. The sleeve block is positioned relative to the circuit block by inserting the lower portion of the sleeve into the concave cavity of the receiving member and inserting the fitting protrusion into the fitting hole of the receiving member.
光素子が発光素子である場合、この光素子は、回路基板に実装された電気部品から電流の供給を受け、この電流による電気信号を光信号に変換して放射する。光素子から放射された光は、集光レンズによって集光され、フェルールに保持された光ファイバに入射する。また、光素子が受光素子である場合には、光ファイバから放射された光が集光レンズによって集光され、光素子に入射する。光素子は、この光による光信号を電気信号に変換して回路基板に実装された電気部品に出力し、電気部品は、この電気信号を増幅して外部に出力する。 When the optical element is a light emitting element, the optical element receives a current supplied from an electric component mounted on the circuit board, converts an electric signal generated by the current into an optical signal, and radiates the optical signal. The light emitted from the optical element is collected by the condenser lens and enters the optical fiber held by the ferrule. When the optical element is a light receiving element, the light emitted from the optical fiber is collected by the condenser lens and enters the optical element. The optical element converts an optical signal from the light into an electrical signal and outputs the electrical signal to an electrical component mounted on the circuit board, and the electrical component amplifies the electrical signal and outputs it to the outside.
スリーブブロックの軸方向端面は、特許文献1の図8等に示されるように、回路基板の素子実装面に当接する。そして、光素子及び電気部品は、スリーブブロックの中心部に形成された穴の内部に収容される。 The axial end surface of the sleeve block is in contact with the element mounting surface of the circuit board as shown in FIG. And an optical element and an electrical component are accommodated in the inside of the hole formed in the center part of a sleeve block.
このような光モジュールを用いた光通信は、電気信号による通信に比較して高速伝送性や耐ノイズ性に優れているため、近年では様々な分野に用途が拡大しつつある。しかし、その用途によっては、光モジュールの大幅な小型化が必要になる場合がある。このような用途としては、例えば折り畳み式又はスライド式の携帯電話の操作部(キーボード搭載部)と表示部(ディスプレイ搭載部)との間の通信が挙げられる。 Since optical communication using such an optical module is superior in high-speed transmission and noise resistance compared to communication using electrical signals, its application is expanding in various fields in recent years. However, depending on the application, it may be necessary to significantly reduce the size of the optical module. Examples of such applications include communication between an operation unit (keyboard mounting unit) and a display unit (display mounting unit) of a foldable or slide type mobile phone.
特許文献1に記載の光ファイバ用ソケットは、上記のようにスリーブブロックの中心部に形成された穴の内部に光素子及び電気部品が収容されるが、この穴の内部に光素子及び電気部品を収容するスペースを確保することが、光モジュールの小型化を図る上での障害になる場合があった。
In the optical fiber socket described in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化が可能な光モジュール、及びこの光モジュールを用いた光ケーブルを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical module that can be miniaturized and an optical cable using the optical module.
本発明は、上記課題を解決することを目的として、光を発光又は受光する光素子と、前記光素子と電気的に接続された電子部品と、前記電子部品が実装面に実装された基板とを備え、前記電子部品における前記実装面に対向する下面とは反対側の上面に前記光素子が搭載された光モジュールを提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides an optical element that emits or receives light, an electronic component that is electrically connected to the optical element, and a substrate on which the electronic component is mounted on a mounting surface. And an optical module in which the optical element is mounted on the upper surface opposite to the lower surface facing the mounting surface of the electronic component.
また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、光ファイバ、及び前記光ファイバの両端部に設けられた一対の光モジュールを有し、前記光モジュールは、光を発光又は受光する光素子と、前記光素子と電気的に接続された電子部品と、前記電子部品が実装面に実装された基板とを備え、前記電子部品における前記実装面に対向する下面とは反対側の上面に前記光素子が搭載され、前記一対の光モジュールのうち、一方の光モジュールの前記光素子は発光素子であり、かつ他方の光モジュールの前記光素子は受光素子である、光ケーブルを提供する。 In order to solve the above problems, the present invention has an optical fiber and a pair of optical modules provided at both ends of the optical fiber, and the optical module emits or receives light. An electronic component electrically connected to the optical element; and a substrate on which the electronic component is mounted on a mounting surface; and an upper surface opposite to the lower surface of the electronic component facing the mounting surface. An optical cable is provided in which the optical element is mounted, the optical element of one of the pair of optical modules is a light emitting element, and the optical element of the other optical module is a light receiving element.
本発明によれば、光モジュール及び光ケーブルの小型化を図ることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to reduce the size of the optical module and the optical cable.
[第1の実施の形態]
本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールについて、図1乃至図8を参照して説明する。
[First Embodiment]
An optical module according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、光モジュールの全体を示す斜視図である。図2は、光モジュールの枠体の図示を省略してその内部を示す分解斜視図である。図3は、光モジュールのスリーブを図1及び図2とは異なる方向から見た斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view showing the entire optical module. FIG. 2 is an exploded perspective view showing the inside of the optical module without showing the frame. FIG. 3 is a perspective view of the sleeve of the optical module as seen from a direction different from FIGS. 1 and 2.
この光モジュール100は、枠体1と、枠体1に一部が収容された基板2と、光素子3と、光素子3に電気的に接続された電子部品4と、光素子3と光結合する光ファイバを保持する保持部材としてのスリーブ5とを備えている。
The
枠体1には、スリーブ5を挿通させる円形の挿通孔1aが形成されている。この挿通孔1aに挿通されたスリーブ5は、その軸方向端面5a(図3に示す)が基板2に突き当てられている。
The
スリーブ5は、その中心部に光ファイバを保持するための保持孔50が形成された円筒状である。スリーブ5の軸方向端面5aには、図3に示すように、保持孔50の中心軸50aと平行に延びる一対の突起51,52が突設されている。スリーブ5は、中心軸50aが基板2と交差するように、基板2の実装面2a側に固定されている。本実施の形態では、保持孔50の中心軸50aが基板2に対して垂直となるように、スリーブ5が枠体1に固定されている。
The
基板2は、例えばPI(ポリイミド)やガラスエポキシ等の電気絶縁性を有する板状の絶縁体からなる基材20の両面に、銅箔等の良導電性の金属からなる配線パターンが形成されている。本実施の形態では、基板2の一方の面側に光素子3及び電子部品4が配置され、その裏側の面には部品が実装されていない。以下、光素子3及び電子部品4が配置された面を実装面2aといい、その裏側の面を非実装面2bという。
A wiring pattern made of a highly conductive metal such as a copper foil is formed on both surfaces of a
基板2は、長方形状であり、その長手方向の一端部がコネクタ部200として形成されている。コネクタ部200における非実装面2bには、配線パターンが基板2の長手方向に沿って櫛状に延びるように形成されている。この非実装面2bにおける配線パターンの詳細については後述する。
The
また、基板2には、図2に示すように、スリーブ5の一対の突起51,52が嵌合する嵌合孔201,202が形成されている。スリーブ5は、一対の突起51,52が嵌合孔201,202に嵌合することにより、基板2に対して位置決めされる。
In addition, as shown in FIG. 2, fitting
光素子3は、光を発光又は受光する素子である。より具体的には、光素子3は、電気信号を光信号に変換して出力する発光素子、又は光信号を電気信号に変換して出力する受光素子である。発光素子としては、例えばVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting LASER(垂直共振器面発光レーザ))を用いることができ、受光素子としては、例えばフォトダイオードを用いることができる。
The
光素子3が発光素子である場合、電子部品4は、コネクタ部200を介して伝送された電気信号に応じた電流を光素子3に供給するドライブ素子である。また、光素子3が受光素子である場合、電子部品4は、光素子3からの電気信号を増幅して出力する増幅素子である。以下の説明では、光素子3がVCSELであり、電子部品4がドライブ素子である場合を例にとって説明する。
When the
電子部品4は、基板2の実装面2aに実装されている。実装面2aに対向する電子部品4の面を下面4bとし、その反対側の面を上面4aとすると、光素子3は、電子部品4の上面4aに搭載されている。つまり、光素子3は、基板2との間に電子部品4を挟み、電子部品4の上に積み重なるように搭載されている。なお、本実施の形態において、「上」又は「下」の語は、説明の明確化のために用いているが、光モジュール100の使用状態等における鉛直方向の上又は下を限定するものではない。
The
光モジュール100をスリーブ5の中心軸方向(保持孔50の中心軸50aの方向)から見た場合、光素子3及び電子部品4は、スリーブ5の周縁部よりも内側に配置されている。換言すれば、光素子3及び電子部品4は、スリーブ5の外周面5bを中心軸50aの方向に沿って基板2の実装面2aに投影した場合の仮想円内に配置されている。
When the
図4は、基板2の実装面2a側を光素子3及び電子部品4と共に示す正面図である。図5は、基板2の非実装面2b側を示す背面図である。図6は、光素子3及び電子部品4を拡大して示す斜視図である。なお、図4では、スリーブ5の外周面5bを中心軸50aの方向に沿って基板2の実装面2aに投影した仮想円5b´を二点鎖線で示している。
FIG. 4 is a front view showing the mounting
光素子3及び電子部品4は、それぞれが直方体状であり、その一つの平面に複数の電極が形成されている。以下、光素子3における電極が形成された平面を電極形成面30とする。同様に、電子部品4における電極が形成された平面を電極形成面40とする。
Each of the
本実施の形態では、図6に示すように、電子部品4の電極形成面40に8つの電極(第1乃至第8の電極41〜48)が形成されている。この8つの電極のうち、第1乃至第4の電極41〜44、及び第5乃至第8の電極45〜48は、電極形成面40の長手方向に沿って二列に並んでいる。すなわち、第1乃至第4の電極41〜44からなる第1電極列40aと、第5乃至第8の電極45〜48からなる第2電極列40bとが、電極形成面40の長手方向に沿って互いに平行に設けられている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, eight electrodes (first to
電子部品4は、電極形成面40が実装面2aと対向しないように基板2に実装されている。つまり、電子部品4は、電極形成面40が上面4aとなるように、基板2に実装されている。光素子3は、その電極形成面30が電子部品4の電極形成面40と同じ側(基板2とは反対側)を向くように配置されている。
The
光素子3は電子部品4の電極形成面40における第1電極列40aと第2電極列40bとの間に搭載されている。光素子3の電極形成面30には、第1乃至第3の電極31〜33が形成されている。ただし、このうち第3電極33は電気的に接続されないダミー電極である。また、電極形成面30には、光を基板2に垂直な方向に出射するための開口30aが形成されている。
The
光素子3の第1の電極31は、ボンディングワイヤ61によって電子部品4の第1の電極41に電気的に接続されている。また、光素子3の第2の電極32は、ボンディングワイヤ68によって電子部品4の第8の電極48に電気的に接続されている。光素子3は、電子部品4の第1及び第8の電極41,48からボンディングワイヤ61,68を介して駆動電流の供給を受けて発光する。
The
図4及び図5に示すように、基板2の実装面2a側における配線パターンを実装面配線パターン21とし、非実装面2b側における配線パターンを非実装面配線パターン22とすると、実装面配線パターン21は、第1乃至第6の導体部211〜216からなり、非実装面配線パターン22は、第1乃至第6の導体部221〜226からなる。
4 and 5, when the wiring pattern on the mounting
実装面配線パターン21の第1の導体部211と非実装面配線パターン22の第1の導体部221とは、基材20を貫通するバイア23によって電気的に接続されている。以下同様に、実装面配線パターン21の第2乃至第6の導体部212〜216と非実装面配線パターン22の第2乃至第6の導体部226とが、バイア23によってそれぞれ電気的に接続されている。
The
また、図4に示すように、実装面配線パターン21の第1乃至第3の導体部211〜213は、電子部品4の第2乃至第4の電極42〜44に、ボンディングワイヤ62〜64によってそれぞれ電気的に接続されている。同様に、実装面配線パターン21の第4乃至第6の導体部214〜216は、電子部品4の第5乃至第7の電極45〜47に、ボンディングワイヤ65〜67によってそれぞれ電気的に接続されている。なお、図6では、ボンディングワイヤ62〜67の図示を省略している。
Further, as shown in FIG. 4, the first to
非実装面配線パターン22の第1乃至第6の導体部221〜226は、コネクタ部200において、基板2の長手方向に沿って互いに平行に延在している。基板2のコネクタ部200が相手側コネクタに嵌合すると、この相手側コネクタの複数の端子と第1乃至第6の導体部221〜226とがそれぞれ電気的に接続される。そして、相手側コネクタが実装されたマザーボードと光モジュール100との間で、電源及び信号の授受を実行することが可能な状態となる。
The first to
図7は、光モジュール100ならびにスリーブ5の保持孔50に挿入されたフェルール7及び光ファイバ8を、基板2の長手方向に垂直で、かつ保持孔50の中心軸50aを含む断面で切断した断面図である。
FIG. 7 shows a cross section of the
フェルール7は、光ファイバ8の端部に装着された円柱状の部材であり、その軸孔70に光ファイバ8が挿通されている。
The
スリーブ5は、保持孔50にフェルール7が挿入されることで、光ファイバ8を支持する。つまり、スリーブ5は、フェルール7を介して光ファイバ8を支持している。保持孔50は、フェルール7を収容可能な大径部501と、フェルール7の外径よりも小さな内径を有する小径部502からなる。大径部501の内径はフェルール7の外径と実質的に同径であり、この大径部501にフェルール7が挿入されることにより、スリーブ5と光ファイバ8とが同軸上に配置される。なお、フェルール7は、スリーブ5に接着してもよいが、スリーブ5に対して着脱可能であってもよい。
The
スリーブ5の軸方向端面5aに設けられた一対の突起51,52は、基板2の嵌合孔201,202を貫通し、さらに枠体1の背面板10に形成された嵌合孔101,102に嵌挿されている。基板2の非実装面2bにおける非実装面配線パターン22は、枠体1の背面板10に接触している。
A pair of
フェルール7は、大径部501と小径部502との間に形成された段差部503の段差面503aに突き当てられている。つまり、フェルール7は、基板2の実装面2aに対向する軸方向端面7aがスリーブ5の段差面503aに当接して、基板2に対するフェルール7及び光ファイバ8の軸方向の位置が決められている。すなわち、段差部503は、保持孔50に挿入された光ファイバ8の基板2に対する位置を規定する位置決め部として機能する。
The
図7では、この光素子3の発光部300から放射された光の光束を符号300aで図示している。この光束300aは、光ファイバ8のクラッド80に覆われたコア81に入射する。なお、光素子3が受光素子である場合には、光ファイバ8のコア81から放射された光が光素子3の受光部に入射する。このようにして、光素子3は光ファイバ8と光学的に結合する。
In FIG. 7, the light flux emitted from the
図8(a)〜(c)は、光モジュール100の製造工程における光素子3の搭載工程の一例を示す説明図である。
FIGS. 8A to 8C are explanatory views illustrating an example of the mounting process of the
光素子3の搭載工程では、図8(a)及び(b)に示すように、予め基板2に電極形成面40を上面4aとして実装された電子部品4の第1電極列40aと第2電極列40bとの間に、光素子3の固定のための接着剤Gを盛り付ける。この接着剤Gは、光素子3を搭載した際に押し広げられて電子部品4の第1電極列40a又は第2電極列40bに被さることなく、かつ光素子3を固定するために十分な量がノズル91から吐出される。
In the mounting process of the
次に、図8(c)に示すように、実装機の実装ヘッド92によって光素子3を把持し、その電極形成面30の反対側の面が電子部品4の上面4a(電極形成面40)と向かい合うように、光素子3を電子部品4上に搭載する。なお、実装機の実装ヘッド92は、光素子3を保持して部品供給部から電子部品4上に移動できるものであれば、光素子3を把持するものに限らず、例えば光素子3を吸着するものであってもよい。
Next, as shown in FIG. 8C, the
そして、接着剤Gが固化して光素子3が電子部品4の上面4aに固定された後、ボンディングワイヤ61,68によって光素子3の第1及び第2の電極31,32と電子部品4の第1及び第8の電極41,48とを接続する。また、電子部品4の第2乃至第4の電極42〜44と実装面配線パターン21の第1乃至第3の導体部211〜213、及び電子部品4の第5乃至第7の電極45〜47と実装面配線パターン21の第4乃至第6の導体部214〜216を、ボンディングワイヤ62〜67によってそれぞれ接続する。その後さらに基板2を枠体1に組み付け、スリーブ5を枠体1に固定して、光モジュール100が得られる。
After the adhesive G is solidified and the
(第1の実施の形態の作用及び効果)
以上説明した本発明の第1の実施の形態によれば、以下に述べる作用及び効果が得られる。
(Operation and effect of the first embodiment)
According to the first embodiment of the present invention described above, the following operations and effects can be obtained.
(1)光素子3は、電子部品4の上面4aに搭載されるので、基板2の実装面2aに光素子3を配置するためのスペースが不要である。これにより、基板2を小型化することができ、ひいては光モジュール100を小型化することが可能となる。
(1) Since the
(2)電子部品4は、電極形成面40を上面4aとして基板2に実装されるので、電子部品4の第1及び第8の電極41,48と光素子3の第1及び第2の電極31,32とをボンディングワイヤ61,68によって直接的に接続することができる。
(2) Since the
(3)スリーブ5は、基板2の実装面2a側に配置され、光素子3及び電子部品4は、スリーブ5の中心軸50aの方向から見た場合に、スリーブ5の周縁部よりも内側に配置されている。つまり、スリーブ5の外周面5bを中心軸50aの方向に沿って基板2の実装面2aに投影した仮想円5b´(図4に示す)の内側に光素子3及び電子部品4が配置されているので、スリーブ5の配置領域の外部に光素子3及び電子部品4の配置スペースを確保する必要がなく、光モジュール100の小型化が容易となる。
(3) The
(4)スリーブ5には、大径部501と小径部502との間に段差部503が形成され、この段差部503によって光ファイバ8の基板2に対する位置が規定されるので、光素子3と光ファイバ8の端部との距離を適切な距離に保つことができ、光素子3と光ファイバ8とを確実に光学的に結合させることができる。
(4) In the
(5)光素子3及び電子部品4は、共に基板2の実装面2a側に実装され、基板2の非実装面2bには部品が実装されない。すなわち、基板2の両面に部品を実装する必要がないので、例えば部品実装工程において基板2を裏返す必要がなく、部品実装が容易となる。また、基板2の非実装面2bを枠体1の背面板10に接触させて組み付けることができ、枠体1の厚みを薄くすることができる。これにより、光モジュール100をさらに小型化することが可能となる。
(5) Both the
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について、図9を参照して説明する。図9は、第2の実施の形態に係る光素子3及び電子部品4を示す斜視図である。なお、本実施の形態に係る光モジュールは、光素子3及び電子部品4ならびにその周辺部の配線パターンの構成が異なる他は、第1の実施の形態に係る光モジュール100と共通であるので、この共通部分については図示及び説明を省略する。また、図9では、光素子3及び電子部品4に隠れた部分の電極等を破線で示している。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a perspective view showing the
第1の実施の形態では、電子部品4が電極形成面40を上面4aとして基板2に実装された場合について説明したが、第2の実施の形態では、電子部品4が電極形成面40を下面4bとして基板2に実装されている。すなわち、第2の実施の形態では、電極形成面40が基板2の実装面2aと対向し、電極形成面40の反対側の平面400が上面4aとなり、この上面4aに光素子3が搭載されている。
In the first embodiment, the case where the
また、第1の実施の形態では、電子部品4の第2乃至第7の電極42〜47が基板2の実装面配線パターン21における第1乃至第6の導体部211〜216に、ボンディングワイヤ62〜67によって接続されていたが、本実施の形態では、実装面配線パターン21が第1乃至第8の導体部211〜218を有し、電子部品4の第1乃至第8の電極41〜48が第1乃至第8の導体部211〜218にボンディングワイヤを介することなく直接的に接続されている。すなわち、電子部品4が基板2にフリップチップ実装されている。
In the first embodiment, the second to
光素子3の第1の電極31は、電子部品4の第1の電極41に接続された第1の導体部211に、ボンディングワイヤ691によって接続されている。また、光素子3の第2の電極32は、電子部品4の第2の電極42に接続された第8の導体部218に、ボンディングワイヤ692によって接続されている。すなわち、本実施の形態では、電子部品4の第1及び第8の電極41,48と光素子3の第1及び第2の電極31,32とが、基板2の実装面配線パターン21及びボンディングワイヤ691,692によって電気的に接続されている。
The
実装面配線パターン21の第2乃至第7の導体部212〜217は、バイア23によって基板2の非実装面2bにおける図略の配線パターンにそれぞれ接続され、電子部品4に電源を供給すると共に、信号の伝送媒体として機能する。
The second to
なお、本実施の形態においても、光素子3は第1の形態と同様の搭載工程によって電子部品4の上面4aに搭載される。光素子3及び電子部品4の動作についても、第1の実施の形態と同様である。
Also in the present embodiment, the
本実施の形態によっても、第1の実施の形態と同様の作用及び効果が得られる。また、電子部品4は基板2にフリップチップ実装されるので、ボンディングワイヤの本数を減らすことが可能となる。
Also according to this embodiment, the same operations and effects as those of the first embodiment can be obtained. Moreover, since the
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について、図10を参照して説明する。図10は、第1の実施の形態に係る光モジュール100が光ファイバの両端部に設けられた光ケーブル101を示す構成図である。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a configuration diagram illustrating the
この光ケーブル101は、第1の実施の形態について説明した光ファイバ8を光ファイバ素線として有する光ファイバ心線9と、フェルール7と、送信用及び受信用の一対の光モジュール100とを有している。以下の説明では、一対の光モジュール100のうち、送信用の光モジュール100を送信用光モジュール100Aとし、受信用の光モジュール100を受信用光モジュール100Bとして説明する。
The
送信用光モジュール100A及び受信用光モジュール100Bは、それぞれ光素子3及び電子部品4を基板2に実装して構成されている。送信用光モジュール100Aは、光素子3が発光素子であり、電子部品4が光素子3に電流を供給するドライブ素子である。受信用光モジュール100Bは、光素子3が受光素子であり、電子部品4が光素子3からの電気信号を増幅して出力する増幅素子である。
The transmission
光ファイバ心線9は、光ファイバ8(図7に示す)を、例えばシリコンからなる緩衝層、及び例えばプラスチックからなる外被で覆って構成されている。
The
光ケーブル101は、例えば情報処理装置間の信号の送受信に用いられる。この場合、一方の情報処理装置のマザーボードに設けられた雌コネクタに送信用光モジュール100Aの基板2のコネクタ部200が嵌合し、他方の情報処理装置のマザーボードに設けられた雌コネクタに受信用光モジュール100Bの光基板2のコネクタ部200が嵌合する。
The
送信用光モジュール100Aの電子部品4は、基板2のコネクタ部200を介して入力された信号に応じて光素子3に電流を供給し、光素子3(発光素子)を発光させる。この光素子3から放射された光は、光ファイバ8を媒体として受信用光モジュール100Bに伝搬し、受信用光モジュール100Bの光素子3(受光素子)に受光される。この光素子3の出力信号は、受信用光モジュール100Bの電子部品4で増幅され、基板2のコネクタ部200から出力される。これにより、光ケーブル101を介した信号伝送がなされる。
The
この光ケーブル101によれば、光ファイバ心線9をマザーボードに対して平行に引き出すことができるため、一方のマザーボードと他方のマザーボードとの間の光ファイバ8に対する曲げを少なくすることができる。これにより、光ファイバ8の曲げによる光の損失を抑制することができる。
According to this
なお、第1の実施の形態に係る光モジュール100に替えて、第2の光モジュールを光ファイバの両端部に設けて光ケーブルを構成してもよい。すなわち、電子部品4は基板2にフリップチップ実装されていてもよい。
Instead of the
(実施の形態のまとめ)
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
(Summary of embodiment)
Next, the technical idea grasped from the embodiment described above will be described with reference to the reference numerals in the embodiment. However, each reference numeral in the following description does not limit the constituent elements in the claims to members or the like specifically shown in the embodiment.
[1]光を発光又は受光する光素子(3)と、前記光素子(3)と電気的に接続された電子部品(4)と、前記電子部品(4)が実装面(2a)に実装された基板(2)とを備え、前記電子部品(4)における前記実装面(2a)に対向する下面(4b)とは反対側の上面(4a)に前記光素子(4)が搭載された光モジュール(100)。 [1] An optical element (3) for emitting or receiving light, an electronic component (4) electrically connected to the optical element (3), and the electronic component (4) mounted on a mounting surface (2a) The optical element (4) is mounted on the upper surface (4a) opposite to the lower surface (4b) facing the mounting surface (2a) of the electronic component (4). Optical module (100).
[2]前記電子部品(4)は、電極(41〜48)が形成された電極形成面(40)が前記上面(4a)となるように前記基板(2)に実装され、前記電子部品(4)の前記電極(41〜48)と前記光素子(3)の電極(31,32)とがボンディングワイヤ(61〜68)によって電気的に接続された、[1]に記載の光モジュール(100)。 [2] The electronic component (4) is mounted on the substrate (2) such that the electrode formation surface (40) on which the electrodes (41 to 48) are formed becomes the upper surface (4a), and the electronic component ( The optical module according to [1], wherein the electrodes (41 to 48) of 4) and the electrodes (31, 32) of the optical element (3) are electrically connected by bonding wires (61 to 68). 100).
[3]前記電子部品(4)は、電極(41〜48)が形成された電極形成面(40)が前記下面(4b)となるように前記基板(3)に実装され、前記電子部品(4)の前記電極(41〜48)と前記光素子(3)の電極(31,32)とが前記基板(3)の配線パターン(21)及びボンディングワイヤ(691,692)によって電気的に接続された、[1]に記載の光モジュール(100)。 [3] The electronic component (4) is mounted on the substrate (3) such that the electrode forming surface (40) on which the electrodes (41 to 48) are formed becomes the lower surface (4b), and the electronic component ( 4) The electrodes (41 to 48) and the electrodes (31, 32) of the optical element (3) are electrically connected by the wiring pattern (21) and bonding wires (691, 692) of the substrate (3). The optical module (100) according to [1].
[4]前記光素子(3)と光学的に結合する光ファイバ(8)を保持するための保持孔(50)が形成された筒状の保持部材(スリーブ5)をさらに備え、前記保持部材(5)は、前記保持孔(50)の中心軸(50a)が前記基板(2)と交差するように、前記基板(2)の前記実装面(2a)側に固定され、前記中心軸(50a)方向から見た場合に、前記光素子(3)及び前記電子部品(4)が前記保持部材(5)の周縁部よりも内側に配置された、[1]乃至[3]3の何れか1つに記載の光モジュール(100)。 [4] The holding member further includes a cylindrical holding member (sleeve 5) in which a holding hole (50) for holding the optical fiber (8) optically coupled to the optical element (3) is formed. (5) is fixed to the mounting surface (2a) side of the substrate (2) so that the central axis (50a) of the holding hole (50) intersects the substrate (2), and the central axis ( 50a) When viewed from the direction, any one of [1] to [3] 3 in which the optical element (3) and the electronic component (4) are arranged on the inner side of the peripheral edge of the holding member (5). The optical module (100) according to any one of the above.
[5]前記保持部材(5)には、前記保持孔(50)に挿入された前記光ファイバ(8)の前記基板(2)に対する位置を規定する位置決め部(503)が形成された、[4]に記載の光モジュール(100)。 [5] The holding member (5) is formed with a positioning portion (503) for defining a position of the optical fiber (8) inserted into the holding hole (50) with respect to the substrate (2). 4] The optical module (100) according to [4].
[6]光ファイバ(8)、及び前記光ファイバ(8)の両端部に設けられた一対の光モジュール(100)を有し、前記光モジュール(100)は、光を発光又は受光する光素子(3)と、前記光素子(3)と電気的に接続された電子部品(4)と、前記電子部品(4)が実装面に実装された基板(3)とを備え、前記電子部品(4)における前記実装面(2a)に対向する下面(4b)とは反対側の上面(4a)に前記光素子(3)が搭載され、前記一対の光モジュール(100)のうち、一方の光モジュール(100)の前記光素子(3)は発光素子であり、かつ他方の光モジュールの前記光素子(3)は受光素子である、光ケーブル(101)。 [6] An optical element having an optical fiber (8) and a pair of optical modules (100) provided at both ends of the optical fiber (8), the optical module (100) emitting or receiving light (3), an electronic component (4) electrically connected to the optical element (3), and a substrate (3) on which the electronic component (4) is mounted on a mounting surface. The optical element (3) is mounted on the upper surface (4a) opposite to the lower surface (4b) facing the mounting surface (2a) in 4), and one of the pair of optical modules (100) The optical cable (101), wherein the optical element (3) of the module (100) is a light emitting element and the optical element (3) of the other optical module is a light receiving element.
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。 While the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments described above do not limit the invention according to the claims. In addition, it should be noted that not all the combinations of features described in the embodiments are essential to the means for solving the problems of the invention.
2…基板
2a…実装面
2b…非実装面
3…光素子
31〜33…第1乃至第3の電極
4…電子部品
4a…上面
4b…下面
41〜48…第1乃至第8の電極
5…スリーブ(保持部材)
5a…軸方向端面
50a…中心軸
61〜68,691,692…ボンディングワイヤ
8…光ファイバ
100…光モジュール
101…光ケーブル
DESCRIPTION OF
5a ...
Claims (6)
前記光素子と電気的に接続された電子部品と、
前記電子部品が実装面に実装された基板とを備え、
前記電子部品における前記実装面に対向する下面とは反対側の上面に前記光素子が搭載された
光モジュール。 An optical element that emits or receives light; and
An electronic component electrically connected to the optical element;
A board on which the electronic component is mounted on a mounting surface;
An optical module in which the optical element is mounted on an upper surface opposite to a lower surface facing the mounting surface of the electronic component.
前記電子部品の前記電極と前記光素子の電極とがボンディングワイヤによって電気的に接続された、
請求項1に記載の光モジュール。 The electronic component is mounted on the substrate such that an electrode forming surface on which an electrode is formed is the upper surface,
The electrode of the electronic component and the electrode of the optical element are electrically connected by a bonding wire,
The optical module according to claim 1.
前記電子部品の前記電極と前記光素子の電極とが前記基板の配線パターン及びボンディングワイヤによって電気的に接続された、
請求項1に記載の光モジュール。 The electronic component is mounted on the substrate such that an electrode forming surface on which an electrode is formed becomes the lower surface,
The electrode of the electronic component and the electrode of the optical element are electrically connected by a wiring pattern and a bonding wire of the substrate,
The optical module according to claim 1.
前記保持部材は、前記保持孔の中心軸が前記基板と交差するように、前記基板の前記実装面側に固定され、
前記中心軸方向から見た場合に、前記光素子及び前記電子部品が前記保持部材の周縁部よりも内側に配置された、
請求項1乃至3の何れか1項に記載の光モジュール。 A cylindrical holding member having a holding hole for holding an optical fiber optically coupled to the optical element;
The holding member is fixed to the mounting surface side of the substrate such that a central axis of the holding hole intersects the substrate,
When viewed from the central axis direction, the optical element and the electronic component are arranged on the inner side than the peripheral edge of the holding member,
The optical module according to claim 1.
請求項4に記載の光モジュール。 The holding member is formed with a positioning portion that defines a position of the optical fiber inserted into the holding hole with respect to the substrate.
The optical module according to claim 4.
前記光モジュールは、光を発光又は受光する光素子と、前記光素子と電気的に接続された電子部品と、前記電子部品が実装面に実装された基板とを備え、前記電子部品における前記実装面に対向する下面とは反対側の上面に前記光素子が搭載され、
前記一対の光モジュールのうち、一方の光モジュールの前記光素子は発光素子であり、かつ他方の光モジュールの前記光素子は受光素子である、
光ケーブル。
An optical fiber, and a pair of optical modules provided at both ends of the optical fiber;
The optical module includes an optical element that emits or receives light, an electronic component electrically connected to the optical element, and a substrate on which the electronic component is mounted on a mounting surface, and the mounting in the electronic component The optical element is mounted on the upper surface opposite to the lower surface facing the surface,
Of the pair of optical modules, the optical element of one optical module is a light emitting element, and the optical element of the other optical module is a light receiving element.
Optical cable.
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