JP2016218165A - Ｆｏｔ及び光通信モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】メイン回路基板に対して光軸が平行となる光素子を有する場合において、インピーダンス不整合の問題を解消しつつ小型化を図れ、且つ、車載用に適したＦＯＴ及び光通信モジュールを提供する。
【解決手段】樹脂製のパッケージ６と、パッケージ６に対して外方に突出して一体に設けられる複数のリードピン４と、パッケージ６に内装されるサブ回路基板３と、サブ回路基板３に対して設けられた光素子５とを有するＦＯＴ１であって、光素子５は、サブ回路基板３の実装面に対して光軸が直交して配設され、サブ回路基板３は、光素子５の光軸と平行配置されるメイン回路基板２の実装面に対して略垂直に設けられ、複数のリードピン４は、略同一の突出長さでサブ回路基板３と略平行に突出しており、端末部４ａがメイン回路基板２の実装面に接続固定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＦＯＴ（Fiber Optic Transceiver）及び光通信モジュールに関する。

従来、図４に示す光通信モジュールが知られている。図４は、従来の光通信モジュールを示す側面図である。図４に示すように、従来の光通信モジュールは、メイン回路基板１０２と、メイン回路基板１０２上に搭載されたサブ回路基板１０３と、サブ回路基板１０３上に設けられた光素子１０５とから構成されている。ここで、メイン回路基板１０２とサブ回路基板１０３とは平行配置されている。

このような光通信モジュールでは、光素子１０５の光軸がサブ回路基板１０３に対して平行である場合、光素子１０５から突出する複数のリードピン１０４をサブ回路基板１０３に向けて湾曲して折り曲げる必要がある。よって、リードピン１０４それぞれの長さが異なってしまうことがあり、高周波通信においてインピーダンス不整合から波形変形等を招いてしまう。

そこで、特許文献１に示されている光通信モジュールが知られている。図５は、特許文献１に記載の光通信モジュールを示す斜視図である。図５に示すように、特許文献１に記載の光通信モジュールは、上述のサブ回路基板１０３を第１のサブ回路基板１０３ａと、第２のサブ回路基板１０３ｂとの２つに分離した構成となっている。第１のサブ回路基板１０３ａは、第２のサブ回路基板１０３ｂに対して直交状態に連結して電気的に接続された配置となっている。第２のサブ回路基板１０３ｂはメイン回路基板に対して平行に搭載される。光素子１０５は第１のサブ回路基板１０３ａに対して光軸が直交となっており、複数のリードピンを前述のように湾曲して折り曲げる必要がないことからリードピンの長さが不揃いになることがなく、インピーダンス不整合に関する問題の発生を防止することができる。

特開２０１２−３１０８号公報

しかし、特許文献１に開示された光通信モジュールでは、インピーダンス不整合の問題を解消できるものの、サブ回路基板が２つになってしまい光通信モジュールの大型化を招いてしまう。しかも、第２のサブ回路基板の側方に第１のサブ回路基板が設けられ、これらがスロット接続される構造であるため、振動に弱く車載用に適したものとはいえない。

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、メイン回路基板に対して光軸が平行となる光素子を有する場合において、インピーダンス不整合の問題を解消しつつ小型化を図れ、且つ、車載用に適したＦＯＴ及び光通信モジュールを提供することにある。

本発明に係るＦＯＴは、樹脂製のパッケージと、前記パッケージに対して外方に突出して一体に設けられる複数のリードピンと、前記パッケージに内装されるサブ回路基板と、前記サブ回路基板に対して設けられた光素子とを有するＦＯＴであって、前記光素子は、前記サブ回路基板の実装面に対して光軸が直交して配設され、前記サブ回路基板は、前記光素子の光軸と平行配置されるメイン回路基板の実装面に対して略垂直に設けられ、前記複数のリードピンは、略同一の突出長さで前記サブ回路基板と略平行に突出しており、端末部が前記メイン回路基板の実装面に接続固定されることを特徴とする。

本発明に係るＦＯＴによれば、光素子はサブ回路基板の実装面に対して光軸が直交して配設され、サブ回路基板はメイン回路基板の実装面に対して略垂直に設けられるため、メイン回路基板に対して光素子の光軸は平行となる。また、複数のリードピンは、略同一の突出長さでサブ回路基板と略平行に突出しており、端末部がメイン回路基板の実装面に接続固定されるため、従来のようにリードピンを湾曲させる必要が無く、インピーダンス不整合の問題が生じ難い。しかも、サブ回路基板を複数備える必要が無く、小型化が図れる。加えて、スロット構造を備えることなく、リードピンをメイン回路基板の実装面に直接接続固定することにより、耐振動性能を高めることができて車載用に適した構成とすることができる。従って、メイン回路基板に対して光軸が平行となる光素子を有する場合において、インピーダンス不整合の問題を解消しつつ小型化を図れ、且つ、車載用に適したＦＯＴを提供することができる。

また、本発明に係るＦＯＴにおいて、前記複数のリードピンの端末部は、前記メイン回路基板の平面方向と略平行となるように折り曲げられていることが好ましい。

このＦＯＴによれば、複数のリードピンの端末部はメイン回路基板の平面方向と略平行となるように折り曲げられているため、各リードピンの端末部とメイン回路基板の表面との接触面積が大きくなり、メイン回路基板上に半田ペーストを乗せてリフロー方式での半田付けを行う際に半田接続不良が発生してしまう可能性を低減することができる。

また、本発明に係る光通信モジュールは、上記に記載のＦＯＴと、前記ＦＯＴを内装するコネクタハウジングと、を備え、前記コネクタハウジングは、前記メイン回路基板の実装面に自立することを特徴とする。

本発明に係る光通信モジュールによれば、コネクタハウジングがメイン回路基板の実装面に自立するため、ＦＯＴをコネクタハウジングに内装した状態で、コネクタハウジングをメイン回路基板上に載置してリフロー方式での半田付けを行うことができる。

また、本発明に係る光通信モジュールにおいて、前記コネクタハウジングは、前記複数のリードピンの端末部と前記メイン回路基板の実装面との接続部分を上側方に露出する作業用の開窓部を備えていることが好ましい。

この光通信モジュールによれば、リフロー方式の半田付けを行った後に、接続部分が適切に接続されているか否かを容易に確認することができる。

本発明によれば、メイン回路基板に対して光軸が平行となる光素子を有する場合において、インピーダンス不整合の問題を解消しつつ小型化を図れ、且つ、車載用に適したＦＯＴ及び光通信モジュールを提供することができる。

本発明の一実施形態を示す略示的断面説明図である。 本発明の一実施形態を示す略示的斜視図である。 図１に示す一部構成の正面図である。 従来の光通信モジュールを示す側面図である。 特許文献１に記載の光通信モジュールを示す斜視図である。

以下、本発明の一実施形態を図面と共に詳細に説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

図１は、本発明の一実施形態を示す略示的断面説明図であり、図２は、本発明の一実施形態を示す略示的斜視図である。また、図３は、図１に示す一部構成の正面図である。

図１に示す実施形態の光通信モジュールは、ＦＯＴ１と、絶縁性樹脂からなるコネクタハウジング１１と、導光部材１０とから構成されている。このような光通信モジュールは、ＦＯＴ１がコネクタハウジング１１の背面側に内装され、ＦＯＴ１の複数のリードピン４がメイン回路基板２に電気接続される構成のものである。

ＦＯＴ１は、図１及び図３に示すように、絶縁性の樹脂部材を方形の扁平ブロック状に形成したパッケージ６と、パッケージ６に対して外方（下方）に突出して一体に設けられる複数のリードピン４と、パッケージ６に内装されるサブ回路基板３と、サブ回路基板３に対して設けられた光素子５とを有するものである。

光素子５は、サブ回路基板３の実装面に対して光軸が直交して配設される発光素子や受光素子の素子である。パッケージ６は、その前面側に透光孔７が形成されている。この透光孔７は、光素子５と対応する位置に形成されており、光素子５の光軸が透光孔７と一致する。すなわち、透光孔７は、光の通り道となる。

サブ回路基板３は、光素子５を機能させるための電子部品が搭載されると共に、各種回路が形成されている。サブ回路基板３上の回路はボンディングワイヤＷにより複数のリードピン４に電気的に接続されている。このようなサブ回路基板３は、図１からも明らかなように、光素子５の光軸と平行配置されるメイン回路基板２の実装面に対して略垂直に設けられている。

複数のリードピン４は、パッケージ６の下端部から同一の突出長さで突出する導電性の金属部材であり、サブ回路基板３の平面方向に延びて形成されている。この複数のリードピン４の端末部４ａはメイン回路基板２の実装面に接続固定されるようになっている。

加えて、各リードピン４の端末部４ａはパッケージ６の背面側に向けて一方向に揃えて略直角に曲折して形成されている。すなわち、各リードピン４の端末部４ａは、メイン回路基板２の平面方向と略平行となるように折り曲げられている。そして、この端末部４ａがメイン回路基板２の実装面に半田付けして接続固定されるようになっている。

このようなＦＯＴ１は、インピーダンス整合されており、サブ回路基板３上の回路の引き回し場所や、パッケージ６の材料、及び複数のリードピン４それぞれの幅などを変更することで、容量や抵抗成分を±１０％程度まで調整することができる。これによっても、高周波通信における波形劣化が抑えられている。特に、上記のＦＯＴ１では、市販のピン（例えばＭＡＣ８社製超小型ソケットピン用オスピン）を使用したときよりもインピーダンス不整合が抑えられており、特許文献１に近い特性を示すことができる。

なお、上記ＦＯＴ１においてサブ回路基板３の厚さは例えば０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ以下となっており、パッケージ６への内蔵に支障ない程度のものとなっている。サブ回路基板３の固定は、例えば導電性樹脂でリードフレーム部と接着することでなされる。また、光素子５の位置はアクティブアライメントにて適正に調整される。

加えて、図１に示す例ではサブ回路基板３の前面にしか部品が実装されていないように図示されているが、これに限らず、両面に部品を実装することが好ましい。

また、図１及び図２に示すように、コネクタハウジング１１は例えば方形のボックス状に形成されており、その形状からメイン回路基板２の実装面に対して自立する構成となっている。また、コネクタハウジング１１には、図２に示すようにリードピン４とメイン回路基板２の実装面との接続部分を該コネクタハウジング１１の上側方に露出する作業用の開窓部１２が形成されている。

導光部材１０は、ＦＯＴ１の前面側に設けられる部材であって、例えば光ファイバが接続されるものである。導光部材１０と光ファイバとの光接続については、公知の光コネクタ等の技術を流用すればよい。

このような光通信モジュールでは、リフロー方式による半田付けが可能となっている。リフロー方式での半田付けにおいては、１）メイン回路基板２に対してＦＯＴ１を内蔵したコネクタハウジング１１が自立すること、２）メイン回路基板２と複数のリードピン４との接続部分が視認可能であること、３）複数のリードピン４のピッチ及びコプラナリティが安定していること、が必要とされる。

ここで、本実施形態に係る光通信モジュールでは、コネクタハウジング１１が方形に形成されており自立することから１）を満たし、コネクタハウジング１１に作業用の開窓部１２が形成されていることから２）についても満たす。さらに、パッケージ６の下方に複数のリードピン４を突出して構成しているため、ピッチ及びコプラナリティを安定させ易い。よって、リフロー方式による半田付けも行うことができる。

このようにして、本実施形態に係るＦＯＴ１によれば、光素子５はサブ回路基板３の実装面に対して光軸が直交して配設され、サブ回路基板３はメイン回路基板２の実装面に対して略垂直に設けられるため、メイン回路基板２に対して光素子５の光軸は平行となる。また、複数のリードピン４は、略同一の突出長さでサブ回路基板３と略平行に突出しており、端末部４ａがメイン回路基板２の実装面に接続固定されるため、従来のようにリードピンを湾曲させる必要が無く、インピーダンス不整合の問題が生じ難い。しかも、サブ回路基板３を複数備える必要が無く、小型化が図れる。加えて、スロット構造を備えることなく、リードピン４をメイン回路基板２の実装面に直接接続固定することにより、耐振動性能を高めることができて車載用に適した構成とすることができる。従って、メイン回路基板２に対して光軸が平行となる光素子５を有する場合において、インピーダンス不整合の問題を解消しつつ小型化を図れ、且つ、車載用に適したＦＯＴ１を提供することができる。

また、複数のリードピン４の端末部４ａはメイン回路基板２の平面方向と略平行となるように折り曲げられているため、ため、各リードピン４の端末部４ａとメイン回路基板２の表面との接触面積が大きくなり、メイン回路基板２上に半田ペーストを乗せてリフロー方式での半田付けを行う際に半田接続不良が発生してしまう可能性を低減することができる。

さらに、本実施形態に係る光通信モジュールによれば、コネクタハウジング１１がメイン回路基板２の実装面に自立するため、ＦＯＴ１をコネクタハウジング１１に内装した状態で、コネクタハウジング１１をメイン回路基板２上に載置してリフロー方式での半田付けを行うことができる。

また、コネクタハウジング１１は、リードピン４とメイン回路基板２の実装面との接続部分を該コネクタハウジング１１の上側方に露出する作業用の開窓部１２を備えるため、リフロー方式の半田付けを行った後に、接続部分が適切に接続されているか否かを容易に確認することができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。

例えば、前記実施形態ではリードピン４の端末部４ａをメイン回路基板２の実装面に当接して半田付けするようにしているが、メイン回路基板２にスルーホールを形成してここにリードピン４の端末部４ａを差し込んで半田付けするようにしてもよい。

また、ＦＯＴ１の形状及びサブ回路基板３の内装構造は実施形態に限定されるものではなく、コネクタハウジング１１との組付けの兼ね合い等、モジュール仕様に応じて任意に設計することができる。

更に、このＦＯＴ１に導光部材１０をサブアッセンブリした構造とすることも可能である。

また、上記実施形態においてリードピン４は、１回だけ略直角に折り曲げられて、その端末部４ａがメイン回路基板２と略平行となっているが、これに限らず、複数回折り曲げられた結果、端末部４ａがメイン回路基板２と略平行となるものであってもよい。更に、端末部４ａはメイン回路基板２と平行でなくともよく、端末部４ａがバネ性を有してメイン回路基板２に接触するように、メイン回路基板２に対して角度を有する略平行となっていてもよい。

１…ＦＯＴ
２…メイン回路基板
３…サブ回路基板
４…リードピン
４ａ…端末部
５…光素子
６…パッケージ
７…透光孔
１０…導光部材
１１…コネクタハウジング
１２…作業用の開窓部

Claims (4)

1. 樹脂製のパッケージと、前記パッケージに対して外方に突出して一体に設けられる複数のリードピンと、前記パッケージに内装されるサブ回路基板と、前記サブ回路基板に対して設けられた光素子とを有するＦＯＴであって、
   前記光素子は、前記サブ回路基板の実装面に対して光軸が直交して配設され、
   前記サブ回路基板は、前記光素子の光軸と平行配置されるメイン回路基板の実装面に対して略垂直に設けられ、
   前記複数のリードピンは、略同一の突出長さで前記サブ回路基板と略平行に突出しており、端末部が前記メイン回路基板の実装面に接続固定される
   ことを特徴とするＦＯＴ。
2. 前記複数のリードピンの端末部は、前記メイン回路基板の平面方向に向くように折り曲げられている
   ことを特徴とする請求項１に記載のＦＯＴ。
3. 請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載のＦＯＴと、
   前記ＦＯＴを内装するコネクタハウジングと、を備え、
   前記コネクタハウジングは、前記メイン回路基板の実装面に自立する
   ことを特徴とする光通信モジュール。
4. 前記コネクタハウジングは、前記複数のリードピンの端末部と前記メイン回路基板の実装面との接続部分を上側方に露出する作業用の開窓部を備えている
   ことを特徴とする請求項３に記載の光通信モジュール。

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