JP3902746B2 - 光通信モジュールおよびその実装方法および電子機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光通信モジュールおよびその実装方法および電子機器に関し、光ファイバを用いて信号伝送を行うシステム、特に、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers)１３９４やＵＳＢ(ユニバーサル・シリアル・バス）２などの高速伝送が可能なデジタル通信システムに使用される光通信モジュールおよびその実装方法および電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の第１の光通信モジュールとしては、特開２０００−３４７０７４号公報に記載のものがある。この光通信モジュールは、図２１に示すように、受信用フェルールホルダ１０５bと送信用フェルールホルダ１０５cとが一体形成されたフェルールホルダ１０５を備えている。上記受信用フェルールホルダ１０５bは、光プラグ脱着口１０１cに挿入される光プラグ(図示せず)を所定の位置に固定して、発光素子アッセンブリとの光学的接続を行っている。また、上記送信用フェルールホルダ１０５cは、光プラグ脱着口１０１bに挿入される光プラグ(図示せず)を所定の位置に固定して、受光素子アッセンブリとの光学的接続を行う。図２１において、１０７は送信用駆動電気回路および受信用電気回路が実装された電気回路基板であり、１０１はケーシング、１０３は受光素子、１０４は発光素子であり、１０８は電気回路基板１０７に実装された電気回路を外部の電気回路と電気的に接続する手段である電気的接続ピンである。
【０００３】
また、従来の第２の光通信モジュールとしては、ＡＴＭ(Asynchronous Transfer Mod；非同期転送モード)やＩＥＥＥ１３９４ｂを用いた通信システムに用いられるものがある。図２２(a)はこの光通信モジュールの上面図であり、図２２(b)は光通信モジュールの側面図である。図２２(a),(b)において、光プラグ２０１の脱着を可能とする送信用コネクタと受信用コネクタが一体形成されたホルダ２０２に、モールドパッケージされた発光素子２０３および受光素子２０４を配置している。このホルダ２０２を、発光素子駆動用集積回路部２０５と受光素子信号処理用集積回路部２０６が実装された電気回路基板２０７上に配置している。図２２(a),(b)において、２０８は電気回路基板２０７に実装された電気回路を外部の電気回路と電気的に接続する手段である接続端子である。
【０００４】
また、従来の第３の光通信モジュールとしては、特開２００１−１１６９５８号公報に記載されたものがある。この光通信モジュールは、図２３に示すように、光モジュール本体３０３に光コネクタ３０１を着脱できるレセプタクル部３０２を設けている。また、上記光モジュール本体３０３の下側に、実装ボード３０６に対して面実装可能な電気端子３０４を設けている。この電気端子３０４は、実装ボード３０６のランド３０８に対応するように配置されている。さらに、光モジュール本体３０３下側に、スタッド部３０５を設けている。上記実装ボード３０６に、スタッド部３０５が嵌合する固定用穴３０７を形成し、スタッド部３０５により光モジュール本体３０３を実装ボード３０６に位置決めしている。この光通信モジュールの構造では、光モジュール本体３０３のスタッド部３０５を実装ボード３０６の固定用穴３０７に嵌合させた後、電気端子３０４とランド３０８との間の半田を溶融させることにより、光モジュール本体３０３を実装ボード３０６に対してリフロー実装する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記第１,第２の光通信モジュールでは、実装する基板との電気的接続は、光通信モジュールに設けられた入出力用端子を被実装基板に設けられた接続用のスルーホールに挿入し、半田づけまたは半田フローによって行う。また、上記第３の光通信モジュールは、実装ボード３０６に光通信モジュールの電気端子３０４の位置に対応したランド３０８を設け、電気端子３０４とランド３０８との間の半田をリフローによって溶融させることにより、電気的接続を行う。
【０００６】
上記第１〜第３の光通信モジュールのいずれにおいても、電気的接続を半田の溶融により行うため、半田づけ、フロー、リフローの半田溶融のため熱処理工程をともなう。この熱処理は、光通信モジュールにおいて、内部の光素子および光素子用駆動回路,信号処理回路等の電気回路回路に熱的ストレスが加わり、損傷または故障の原因になるという問題がある。また、半田こてによる半田づけ工程においては、半田づけを行う際に静電気による内部の光素子および光素子用駆動回路,信号処理回路等の電気回路の破壊が発生する可能性があり、静電気破壊を起こさないための対策手段が必要となり、容易に電気的接続を行うことが困難となる。
【０００７】
また、上記第２の光通信モジュールは、基板に光通信モジュールを実装するとき、入出力用電気端子および固定用端子としての接続端子２０８を半田づけのみにより機械的接続および電気的接続を行っているため、光プラグ２０１の着脱時のストレスが接続端子２０８に加わるので、半田づけ部分の接触不良による故障が起こることも考えられる。また、上記第１,第３の光通信モジュールにおいても、光プラグの着脱時のストレスが半田づけされている端子に直接加わりやすく、半田づけ部分の接触不良により故障する恐れがある。
【０００８】
さらに近年では、光通信モジュールの内部発光素子にレーザーダイオードを使用していることが多く、光通信モジュールが実装された製品において、レーザーダイオードの寿命のために光通信モジュールが故障することが考えられる。上記従来の第１〜第３の光通信モジュールは、いずれも半田づけによって電気的接続を行っているため、光通信モジュールに故障が発生したとき、光通信モジュールの交換を行うには、半田を再溶融する必要があり、交換が困難である。また、半田再溶融時に周辺回路においても、熱的ストレスが加わり周辺回路の故障が起こることも考えられる。
【０００９】
そこで、この発明の目的は、実装のときに熱的ストレスおよび静電気破壊が生じるのを防止でき、光プラグの着脱時の入出力端子へのストレスを抑制でき、交換が容易な光通信モジュールおよびその実装方法および電子機器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第１の発明の光通信モジュールは、送信信号光を発光する発光素子または受信信号光を受光する受光素子の少なくとも一方を備え、光ファイバを用いて上記送信信号光または上記受信信号光の少なくとも一方による通信を行う光通信モジュールにおいて、光ファイバ端部に設けられた光プラグを着脱可能に保持するホルダ部を有する本体の下側に外部接続基板を配置し、その外部接続基板の下面に、接触圧により電気的接続が可能な電極部を設けて、上記本体の下側に、外部接続基板の下面よりも下方に突出する支持部を設けた構成としている。
【００１１】
上記構成の光通信モジュールによれば、被実装基板上に実装するとき、上記本体の下面に設けられた支持部の下端を被実装基板の実装面に当接させて本体が被実装基板に対して傾かないようにし、上記電極部が設けられた外部接続基板の下面と被実装基板との間に空間が形成される。その空間に、被実装基板に実装された例えば弾性をもった接続端子を備えたコネクタが収納可能となる。そのような被実装基板に実装されたコネクタの接続端子と上記外部接続基板の電極部を接触圧によって電気的接続を行う。そうすることにより、実装時に熱的ストレスおよび静電気破壊が生じないようにでき、光プラグの着脱時に本体のホルダ部に加わる力は、上記本体の下面に設けられた支持部などを介して被実装基板に作用するので、入出力端子(外部接続基板の電極部および被実装基板側のコネクタの接続端子など)に加わるストレスを抑制することができる。たとえ入出力端子に力が加わっても、半田づけと異なり、接触圧による電気的な接続であるため、接触部分で力を逃がすことができ、電気的接続の信頼性を向上できる。また、電気的接続に半田を用いずに接触圧により行っているため、被実装基板への固定を取り外し容易な構造にすることにより交換が容易な光通信モジュールが実現できる。
【００１２】
第２の発明の光通信モジュールは、送信信号光を発光する発光素子または受信信号光を受光する受光素子の少なくとも一方を備え、光ファイバを用いて上記送信信号光または上記受信信号光の少なくとも一方による通信を行う光通信モジュールにおいて、光ファイバ端部に設けられた光プラグを着脱可能に保持するホルダ部を有する本体の下側に外部接続基板を配置し、その外部接続基板の下面側に、接触圧により電気的接続が可能な弾性の接続端子を有するコネクタを設けて、上記本体の下側に、上記外部接続基板の下面よりも下方に突出する支持部を設けた構成としている。
【００１３】
上記構成の光通信モジュールによれば、被実装基板上に実装するとき、上記本体の下面に設けられた支持部の下端を被実装基板の実装面に当接させて本体が被実装基板に対して傾かないようにし、上記外部接続基板の下面と被実装基板との間に空間が形成され、その空間にコネクタが収納可能となる。そのようなコネクタの接続端子と被実装基板に設けられた例えば電極部を接触圧によって電気的接続を行う。そうすることにより、実装時に熱的ストレスおよび静電気破壊が生じないようにでき、光プラグの着脱時に本体のホルダ部に加わる力は、上記本体の下面に設けられた支持部などを介して被実装基板に作用するので、入出力端子(外部接続基板のコネクタの接続端子および被実装基板側の電極部など)に加わるストレスを抑制することができる。たとえ入出力端子に力が加わっても、半田づけと異なり、接触圧による電気的な接続であるため、接触部分で力を逃がすことができ、電気的接続の信頼性を向上できる。また、電気的接続に半田を用いずに接触圧により行っているため、被実装基板への固定を取り外し容易な構造にすることにより交換が容易な光通信モジュールが実現できる。
【００１４】
また、一実施形態の光通信モジュールは、上記発光素子と受光素子の両方を備えており、上記発光素子を駆動する発光素子用電気回路基板と、上記受光素子の受信信号を処理する受光素子用電気回路基板とを備え、上記発光素子用電気回路基板と受光素子用電気回路基板を間隔をあけて上記外部接続基板に対して交差する方向に延びるように配置したことを特徴とする。
【００１５】
上記実施形態の光通信モジュールによれば、両電気回路基板間の距離が大きくとれ、両電気回路基板の電磁的な隔離が可能となり、高Ｓ／Ｎ比を有する光通信モジュールが実現できる。
【００１６】
また、一実施形態の光通信モジュールは、上記発光素子と受光素子の両方を備えており、上記外部接続基板に、上記発光素子を駆動する発光素子用電気回路および受光素子の受信信号を処理する受光素子用電気回路を設けたことを特徴とする。
【００１７】
上記実施形態の光通信モジュールによれば、上記外部接続基板に発光素子用電気回路および受光素子用電気回路を設けた構成においても、実装時に熱的ストレスおよび静電気破壊が生じないようにでき、入出力端子に加わるストレスを抑制することができると共に、交換が容易な光通信モジュールが実現できる。
【００１８】
また、一実施形態の光通信モジュールは、上記第１の発明の光通信モジュールにおいて、上記電極部は接触圧により電気的接続が可能な弾性の接続端子を有するコネクタを介して被実装基板と電気的接続され、上記外部接続基板の下面から上記支持部の下端までの深さを上記コネクタのハウジングの高さ以上にすることを特徴とする。
【００１９】
上記実施形態の光通信モジュールによれば、上記外部接続基板の下面から上記支持部の下端までの深さをコネクタのハウジングの高さ以上にすることによって、上記外部接続基板の下面と被実装基板との間に形成される空間にコネクタが収納可能となるので、本体下側にコネクタが配置されて、実装面積を小さくでき、実装時の高さを低くすることができる。
【００２０】
また、一実施形態の光通信モジュールは、上記第２の発明の光通信モジュールにおいて、上記外部接続基板の下面から上記支持部の下端までの深さを上記コネクタのハウジングの高さ以上にしたことを特徴とする。
【００２１】
上記実施形態の光通信モジュールによれば、上記外部接続基板の下面から上記支持部の下端までの深さをコネクタのハウジングの高さ以上にすることによって、上記電極部が設けられた外部接続基板の下面と被実装基板との間に形成される空間にコネクタが収納可能となるので、本体下側にコネクタが配置されて、実装面積を小さくでき、実装時の高さを低くすることができる。
【００２２】
また、一実施形態の光通信モジュールは、上記第１,第２の発明の光通信モジュールにおいて、上記本体の上記ホルダ部側に、上記本体を被実装基板に固定するための固定手段を設けたことを特徴とする。
【００２３】
上記実施形態の光通信モジュールによれば、上記固定手段を光プラグの着脱時に力が加わるホルダ部側に設けることによって、機械的強度を高め、それにより入出力端子に加わるストレスをさらに抑制できる。
【００２４】
また、一実施形態の光通信モジュールは、上記第１の発明の光通信モジュールにおいて、上記本体のホルダ部側に設けられ、上記本体を被実装基板に固定するための固定手段を備え、上記本体のホルダ部の挿入穴と反対の側に位置する上記外部接続基板の領域に上記光プラグの挿入方向に対して略直角方向に沿って電極部が複数配列された電極列を少なくとも１つ有することを特徴とする。
【００２５】
上記実施形態の光通信モジュールによれば、上記固定手段が設けられた本体のホルダ部と反対の側にかつ光プラグの挿入方向に対して略直角方向に上記外部接続基板の電極部が複数配列された電極列を少なくとも１つ有するので、固定手段から外部接続基板の各電極部までの距離を短くして、光プラグの装着時にホルダ部に加わる力の各電極部への影響を少なくすることで、電気的な接続の信頼性を向上できる。
【００２６】
また、一実施形態の光通信モジュールは、上記第２の発明の光通信モジュールにおいて、上記本体のホルダ部側に設けられ、上記本体を被実装基板に固定するための固定手段を備え、上記本体のホルダ部の挿入穴と反対の側に位置する上記外部接続基板の領域に上記光プラグの挿入方向に対して略直角方向に沿ってコネクタの接続端子が複数配列された端子列を少なくとも１つ有することを特徴とする。
【００２７】
上記実施形態の光通信モジュールによれば、上記固定手段が設けられた本体のホルダ部と反対の側にかつ光プラグの挿入方向に対して略直角方向に上記コネクタの接続端子が複数配列された端子列を少なくとも１つ有するので、固定手段からコネクタの各接続端子までの距離の短くして、光プラグの装着時にホルダ部に加わる力の各接続端子への影響のばらつきを少なくすることで、電気的な接続の信頼性を向上できる。
【００２８】
また、一実施形態の光通信モジュールは、上記本体の下側に設けられたビス止め用穴を上記固定手段としたことを特徴とする。
【００２９】
また、一実施形態の光通信モジュールは、上記本体の下側に下方に突出するように設けられたビスを上記固定手段としたことを特徴とする。
【００３０】
また、一実施形態の光通信モジュールは、上記本体の下側に設けられた溶着用突起を上記固定手段としたことを特徴とする。
【００３１】
また、一実施形態の光通信モジュールは、上記本体と被実装基板との位置決めをするための位置決め手段を備えたことを特徴とする。
【００３２】
上記実施形態の光通信モジュールによれば、上記外部接続基板と被実装基板との電気的接続を確実に行うことができる。
【００３３】
また、一実施形態の光通信モジュールは、上記位置決め手段は、上記本体の下側に設けられた位置決めピンであることを特徴とする。
【００３４】
上記実施形態の光通信モジュールによれば、例えば、上記位置決めピンが嵌合する穴を被実装基板に設けることによって、簡単な構成で確実な位置決めができる。
【００３５】
また、この発明の光通信モジュールの実装方法は、上記第１の発明の光通信モジュールの上記外部接続基板の下面に設けられた電極部と被実装基板上に実装されたコネクタの接続端子とを接触圧により電気的に接続した構成とする。
【００３６】
上記構成の光通信モジュールの実装方法によれば、実装時に熱的ストレスおよび静電気破壊が生じないようにでき、入出力端子に加わるストレスを抑制することができると共に、半田を用いずに接触圧により電気的接続を行っているために光通信モジュールの交換が容易な光通信モジュールの実装方法を提供することができる。
【００３７】
また、この発明の光通信モジュールの実装方法は、上記第２の発明の光通信モジュールの上記外部接続基板の下面側に設けられたコネクタの接続端子と被実装基板上に設けられた電極部とを接触圧により電気的に接続した構成とする。
【００３８】
上記構成の光通信モジュールの実装方法によれば、実装時に熱的ストレスおよび静電気破壊が生じないようにでき、入出力端子に加わるストレスを抑制することができると共に、半田を用いずに接触圧により電気的接続を行っているために光通信モジュールの交換が容易な光通信モジュールの実装方法を提供することができる。
【００３９】
一実施形態の光通信モジュールの実装方法は、上記光通信モジュールの本体の下側に設けられた固定手段としてのビス止め用穴を用いて、上記光通信モジュールと被実装基板とをビス止めにより固定したことを特徴とする。
【００４０】
上記実施形態の光通信モジュールの実装方法によれば、簡単な構成で上記光通信モジュールと被実装基板とを確実にかつ取り外し容易に固定できる。
【００４１】
加えて、一実施形態の光通信モジュールの実装方法は、上記光通信モジュールの本体の下側に設けられた固定手段としての溶着用突起を上記被実装基板に溶着することによって、上記光通信モジュールと上記被実装基板とを固定した構成とする。
【００４２】
上記実施形態の光通信モジュールの実装方法によれば、簡単な構成で上記光通信モジュールと被実装基板とを確実にかつ取り外し容易に固定できる。
【００４３】
この発明の電子機器は、上記第１または第２の発明の光通信モジュールまたは上記光通信モジュールの実装方法により実装された光通信モジュールを備えたことを特徴とする。
【００４４】
上記構成の電子機器によれば、光通信モジュールの実装時に熱的ストレスおよび静電気破壊が生じないようにでき、入出力端子に加わるストレスを抑制することができると共に、半田を用いずに接触圧により電気的接続を行っているために光通信モジュールの交換が容易にできる電子機器を実現できる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の光通信モジュールおよびその実装方法および電子機器を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００４６】
［第１実施形態］
図１はこの発明の第１実施形態の光通信モジュールの側面図を示している。この光通信モジュール１は、図１に示すように、樹脂等で成型された本体２と、上記本体２を覆って外部からの電磁ノイズの影響を防ぐためのシールド板３とを備えている。上記本体２の下側に、被実装基板に実装するときに位置決めするための位置決めピン４を設けている。また、上記本体２は、光プラグ(図示せず)を着脱可能に保持するホルダ部２aを有し、そのホルダ部２aに光プラグ(図示せず)が挿入される挿入穴５を設けている。
【００４７】
また、図２は上記光通信モジュール１を光プラグ挿入穴５側から見た図を示している。図２に示すように、本体２の下側の位置決めピン４は、光通信モジュール１を被実装基板に実装するときに位置決め精度を向上するために２個設けている。
【００４８】
さらに、図３は上記光通信モジュール１の底面図を示し、図４はその底面側に設けられた外部接続基板の一例としての入出力基板６を示している。図３において、１２,１３は上記入出力基板６の下面よりも下方に突出する支持部である。
【００４９】
図３,図４に示すように、上記光通信モジュール１の底面側に設けた凹部には、入出力基板６が設けられており、入出力基板６の下面側に電極部８を設け、被実装基板(図示せず)に実装されたコネクタの接続端子と接触して電気信号の入出力を行う。上記入出力基板６の電極部８は、光プラグの挿入方向に対して略直角方向に沿って２列で配列されている。上記光通信モジュール１と被実装基板(図示せず)は、本体２の成型のときに固定手段の一例としてのタッピングネジ等で固定可能とするために、本体２の下側かつホルダ部２a側にビス止め用穴７を設けている。
【００５０】
図３に示すように、上記ビス止め用穴７の周辺部９は、タッピングネジ等で被実装基板に確実に固定するため、被実装基板と接触するように光通信モジュール１の取付面(被実装基板の平面に接する面)の高さと同一な構造の支持部となっている。同様に、上記支持部１２,１３の下端も、光通信モジュール１の取付面の高さと同一な構造となっている。また、図４に示すように、上記入出力基板６には、ビス止め用穴７の周辺部９を避けるように穴部１０を設けている。また、上記位置決めピン４(図３に示す)を被実装基板に挿入して位置決めを行うため、入出力基板６には、位置決めピン４を避けるように穴部１１を設けている。
【００５１】
図５は上記光通信モジュール１(図１に示す)が実装される被実装基板２１を上面から見た図であり、図６は上記被実装基板２１を側面から見た図である。
【００５２】
図５,図６に示すように、上記光通信モジュール１(図１に示す)が実装される被実装基板２１には、リフロー等で半田によって、被実装基板２１上の電極部(図示せず)とコネクタ２２のコネクタ用接続端子２４で電気的に接続する。上記コネクタ２２の接続端子２３は、コネクタ２２のハウジング２７の上面よりも突出しており、弾性を有している。上記コネクタ２２の接続端子２３は、光通信モジュール１の入出力基板６(図３に示す)の電極部８に接触して電気的な接続が可能である。上記光コネクタ２２の接続端子２３は、弾性を有するため、入出力基板６の電極部８と接触したときに弾性変形しながら電気接続を行うような配置にすれば、光通信モジュール１と被実装基板２１の高さ方向の実装ずれによる接触不良等の不具合を低減することが可能である。上記被実装基板２１には、光通信モジュール１と被実装基板２１との固定手段の一例としてのタッピングネジ等のためのビス穴２５を設けており、また、光通信モジュール１と被実装基板２１に実装されたコネクタ２２との位置精度を向上させるために、光通信モジュール１に設けた位置決めピン４に対応した大きさの２つの穴２６を設けている。
【００５３】
図７は上記光通信モジュール１を被実装基板２１に実装した状態の断面図を示し、図８は上記光通信モジュール１を被実装基板２１に実装した状態を光プラグ挿入穴方向から見た断面図を示している。
【００５４】
図７,図８に示すように、上記ビス止め用穴７の周辺部９および支持部１２,１３は、光通信モジュール１の取付面(被実装基板の平面に接する面)の高さと同一となっており、本体２が被実装基板２１に対して傾かないようにし、入出力基板６の下面と被実装基板２１との間に空間を形成している。また、コネクタ２２が実装された被実装基板２１に、光通信モジュール１の位置決めピン４に対応した挿入穴２６(図５に示す)が設けられており、光通信モジュール１の位置決めピン４を上記挿入穴２６に挿入し、位置決め固定を行う。
【００５５】
上記光通信モジュール１と被実装基板２１は、光通信モジュール１の位置決めピン４と被実装基板２１の挿入穴２６の加工精度に基づき、高精度な実装が可能であるため、相対的な位置ずれを十分に小さくすることが可能である。また、上記被実装基板２１に実装されたコネクタ２２の底部にも位置決め用突起を設け(図示せず)、その位置決め用突起に対応した挿入穴(図示せず)を挿入穴２６と同時に形成することにより、光通信モジュール１の入出力基板６に設けられた電極部８(図３に示す)とコネクタ２２の接続端子２３との位置ずれも十分小さくすることが可能である。したがって、入出力基板６の電極部８と被実装基板２１に実装されたコネクタ２２とを確実に電気的に接続することが可能である。このように、入出力基板６に設けられた電極部８は、被実装基板２１との電気信号の入出力用として機能する。
【００５６】
この第１実施形態では、光通信モジュール１の位置決めピン４を２個設け、実装時に、回転方向などの位置決め精度を向上できる構造としているため、入出力基板６の電極部８と被実装基板２１に実装されたコネクタ２２との電気的な接続を確実に行うことができる。
【００５７】
さらに、上記被実装基板２１の底面側から挿入されたタッピングネジ等のビス３１により、被実装基板２１と光通信モジュール１を固定する。そのとき、光通信モジュール１の入出力基板６の電極部８(図３に示す)と被実装基板２１に実装されたコネクタ２２の接続端子２３とが接触して電気的接続が行われる。上記光通信モジュール１には、発光素子３２(半導体レーザー)と、受光素子３４(フォトダイオード)と、発光素子用駆動回路３７が実装された発光素子駆動回路基板３９と、受光素子用信号処理回路３８が実装された受光素子信号処理回路基板４０と、挿入された光プラグと光信号の結合分岐を行う光学分岐結合素子３６が内蔵されている。
【００５８】
この光通信モジュール１の構造および実装方法によって、実装時に熱的ストレスおよび静電気破壊が生じない。加えて、被実装基板２１との電気的接続に半田を用いずに接触圧を用いていることと、光通信モジュール１の固定にタッピングネジ等のビス３１を用いることにより、光通信モジュール１の故障のときにビス３１による固定を取り外すだけで光通信モジュール１の交換が容易に実現できるため、交換のときに周辺部への故障の誘発も起こることがほとんどない光通信モジュールおよびその実装方法が実現できる。
【００５９】
また、上記光通信モジュール１の固定手段として、タッピングネジ等のビス止め固定を行っているため、被実装基板２１と確実に固定することが可能であり、光通信モジュール１の入出力基板６の電極部８と被実装基板２１に実装されたコネクタ２２の接続端子２３との良好な電気的接続が可能である。さらに、光プラグの着脱時に入出力端子(電極部８とコネクタ２２の接続端子２３)に加わるストレスを抑制することが可能である。また、光通信モジュール１の入出力端子(電極部８コネクタ２２の接続端子２３)は接触圧にて電気的接続を行っているため、半田づけ等によって被実装基板と電気的接続を行う方法と比べて光プラグの着脱時に入出力端子に加わるストレスを抑制することができる。
【００６０】
したがって、１つのタッピングネジ等のビス止め固定手段を設けることによって、確実な入出力端子(電極部８コネクタ２２の接続端子２３)の電気的接続と確実な機械的接続が実現できる。
【００６１】
この第１実施形態では、図８に示すように、発光素子駆動回路基板３９と受光素子信号処理回路基板４０を、光通信モジュール１内に入出力基板６に対して垂直方向に立てて配置し、入出力基板６との接続部４１,４２において電気的接続を行った構造としている。さらに、両基板(３９,４９)の間に光プラグ挿入穴５が挟まれた構造としている。このように、発光素子駆動回路基板３９と受光素子信号処理回路基板４０との間に光プラグ挿入穴５を配置することにより、発光素子駆動回路基板３９と受光素子信号処理回路基板４０の距離を大きくとることが可能であるため、発光素子用駆動回路３７が実装された発光素子駆動回路基板３９と受光素子用信号処理回路３８が実装された受光素子信号処理回路基板４０との電磁的な隔離が容易に行え、電磁結合ノイズの影響を低減することができる。したがって、送信感度および受信感度を低下することなく、高Ｓ／Ｎ比を有する光通信モジュールが実現できる。
【００６２】
この第１実施形態では、入出力基板６と発光素子駆動回路基板３９と受光素子信号処理回路基板４０の電気的接続を半田づけによって行う構造としたが、図９に示すように、入出力基板６と両基板３９,４０をフレキシブル基板４３やワイヤー線で接続した構造をとってもよい。
【００６３】
この第１実施形態において、図６に示す被実装基板２１に実装されたコネクタ２２のハウジング２７の高さh1と、このハウジング２７の高さh1に入出力基板６と接触する前の状態(弾性変形していない無応力状態)でのコネクタ接続端子２３を含めたコネクタ２２の高さh2と、図７に示す光通信モジュール１の底面部の凹部の深さｈ3の高さ方向の位置関係を、
ｈ1 ≦ ｈ3 ≦ ｈ2
とすることにより、光通信モジュール１と被実装基板２１の高さ方向の実装ずれによる接触不良等の不具合を低減することが可能である。
【００６４】
この第１実施形態では、被実装基板２１のコネクタ２２のハウジングの高さｈ1が１ｍｍであり、入出力基板６と接触する前の状態でのコネクタ２２の接続端子２３を含めた高さｈ2が１.７ｍｍのコネクタを使用したため、光通信モジュール１の底面部の凹部の深さｈ3を１.３ｍｍとした。このことにより、入出力基板６の電極部８と接触したときにコネクタ２２の接続端子２３は、弾性変形しながら電気的に接続されるため、光通信モジュール１と被実装基板２１の高さ方向の実装ずれによる接触不良等の不具合を低減することが可能である。
【００６５】
また、上記光通信モジュール１の凹部に、被実装基板２１のコネクタ２２が収納される構造となるため、実装した場合に実装面積を小さく、また、高さを低くすることが可能である。
【００６６】
また、図３に示すように、図７に示す本体２のホルダ部２aの挿入穴５と反対の側の入出力基板６の領域にかつ光プラグの挿入方向に対して略直角方向に入出力基板６の電極部８が複数配列された電極列を２つ有するので、固定手段の一例としてのビス止め用穴７から入出力基板６の各電極部８までの距離を短くして、光プラグの装着時にホルダ部２aに加わる力の各電極部８への影響を少なくすることで、電気的な接続の信頼性を向上できる。
【００６７】
また、上記本体２の下側に設けられたビス止め用穴７を固定手段とすることによって、簡単な構成でこの光通信モジュールを被実装基板に固定することができる。
【００６８】
また、上記本体２の下側に設けられた位置決め手段の一例としての位置決めピン４が被実装基板２１の挿入穴２６に挿入することによって、簡単な構成で確実な位置決めができる。
【００６９】
上記第１実施形態では、発光素子３２、受光素子３４、発光素子用駆動回路３７、受光素子用信号処理回路３８を備えた光通信モジュール１について説明したが、送受信のどちらか一方を備えた光通信モジュールにこの発明を適用してもよい。また、この第１実施形態では、発光素子の一例として半導体レーザーを用いたが、ＬＥＤを使用してもよい。
【００７０】
また、固定手段の一例としてのビス止め用穴７および位置決め手段の一例としての位置決めピン４は、本体２の成形時に一体成形で作成したが、本体２の成形後にそれぞれ挿入して形成する構造としてもよい。また、固定手段の一例としてタッピングネジによるビス止めを用いたが、固定手段はこれに限らず、接着,溶着またはフック等の嵌合により被実装基板に固定する構造としてもよい。
【００７１】
また、この第１実施形態では、挿入される光プラグが単頭プラグに対応した光通信モジュールであったが、光プラグの形状はこれに限らず、Ｆ０５型(角型コネクタ)、２芯Ｆ０７型、２芯ＰＮ型、ＳＣ型、ＦＣ型等のコネクタやその他特殊コネクタに対応した光通信モジュールであってもよい。
【００７２】
［第２実施形態］
図１０はこの発明の第２実施形態の光通信モジュールの底面図であり、図１１は上記光通信モジュールの外部接続基板の一例としての入出力基板の裏面図であり、図１２は上記入出力基板５２の側面図である。この第２実施形態の光通信モジュールが第１実施形態と異なる点は、光通信モジュール５１の下側に配置された入出力基板５２に、被実装基板の電極部と接触して電気信号の入出力を行う弾性の接続端子５４を設けたコネクタ５３を実装し、被実装基板にコネクタ５３の接続端子５４と対応した位置に電極部を設けた点である。その他については、上記第１実施形態と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【００７３】
図１０に示すように、上記光通信モジュール５１の底面に設けた凹部に、入出力基板５２を設けており、入出力基板５２にリフロー等によってコネクタ５３を実装している。上記コネクタ５３の接続端子５４は、弾性を有しており、その接続端子５４と対応した位置に設けられた被実装基板の電極部(図示せず)とコネクタ５３の接続端子５４を接触させて電気信号の入出力を行う。その他については、上記第１実施形態と同様のものである。
【００７４】
図１３はこの第２実施形態の光通信モジュール５１(図１０に示す)が実装される被実装基板６１を上側から見た平面図である。図１３に示すように、光通信モジュール５１が実装される被実装基板６１に、図１０〜図１２に示す入出力基板５２に実装されたコネクタ５３の弾性を有する接続端子５４に対応する位置に電極部６２を設けており、コネクタ５３の接続端子５４と接触して電気的接続が可能である。その他については、上記第１実施形態と同様である。
【００７５】
また、図１４はこの第２実施形態の光通信モジュール５１を被実装基板６１に実装した状態を示す断面図である。図１４に示すように、第１実施形態と同様に実装することが可能である。
【００７６】
また、図１２に示すように、コネクタ５３のハウジング５５の高さｈ1と、コネクタ５３の高さｈ2と、光通信モジュール５１の底面部の凹部の深さｈ3の高さ方向の位置関係についても、上記第１実施形態のように寸法をとれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００７７】
また、図１０に示すように、本体２のホルダ部２aの挿入穴５と反対の側の領域にかつ光プラグの挿入方向に対して略直角方向にコネクタ５３の接続端子５４が複数配列された端子列を２つ有するので、固定手段の一例としてのビス止め用穴７からコネクタ５３の各接続端子５４までの距離を短くして、光プラグの装着時にホルダ部２aに加わる力の各接続端子５４への影響を少なくすることで、電気的な接続の信頼性を向上できる。
【００７８】
また、その他の効果についても第１実施形態と同様に実現できる。
【００７９】
［第３実施形態］
図１５はこの発明の第３実施形態の光通信モジュールを被実装基板に実装したときの断面図であり、図１６は光通信モジュールを上面から見た断面図である。この第３実施形態の光通信モジュールが第１実施形態と異なる点は、光通信モジュール７１の下側に配置された外部接続基板の一例としての入出力基板７２に、発光素子用駆動回路および受光素子用信号処理回路を設けた点である。すなわち、発光素子用駆動回路基板および受光素子用信号処理回路基板を設けない構造である。その他については、上記第１実施形態と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【００８０】
この第３実施形態において、光通信モジュール７１の底面に設けた凹部に、入出力基板７２を設けており、上記入出力基板７２の裏面に、第１実施形態と同様に、被実装基板７３に実装されたコネクタ７４の接続端子７５に対応した位置に電極部(図示せず)を設けている。光通信モジュール７１は、位置決めピン４とタッピングネジ等のビス３１によって位置決め固定され、被実装基板７３に実装されたコネクタ７４の弾性を有する接続端子７５と光通信モジュール７１の入出力基板７２に設けた電極部(図示せず)とが接触することによって、電気的接続を行うことが可能である。上記入出力基板７２の上面には、発光素子３２を駆動する発光素子用駆動回路３７と、受光素子３４の信号を処理する受光素子用信号処理回路３８が実装されている。
【００８１】
この第３実施形態の光通信モジュール７１の構造においても、第１実施形態と同様に実装することが可能である。
【００８２】
また、この第３実施形態において、発光素子駆動回路基板と受光素子信号処理回路基板を、光通信モジュール内に入出力基板に対して垂直方向に立てて配置した効果を除いて、第１実施形態と同様な効果が実現できる。
【００８３】
この第３実施形態では、第１実施形態と同様に、光通信モジュールの入出力基板に電極部を設けたが、第２実施形態と同様に、光通信モジュールの入出力基板側にコネクタを実装した構造であってもよい。
【００８４】
［第４実施形態］
図１７はこの発明の第４実施形態の光通信モジュールの断面図であり、図１８は上記光通信モジュールを被実装基板に実装したときの断面図である。この第４実施形態の光通信モジュールが第１実施形態と異なる点は、第１実施形態の光通信モジュールは、底面に固定手段の一例としてビス穴を設けた構造であり、被実装基板との固定をタッピングネジで行ったが、この第４実施形態における光通信モジュール８１は、本体８４にビス８２を設けた構造とし、被実装基板２１との固定をナット８３で行う点である。その他については、上記第１実施形態と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【００８５】
この第４実施形態の光通信モジュール８１において、ホルダ部８４aを有する本体８４の成形時に固定手段の一例としてのビス８２を挿入して一体成形した構造とし、光通信モジュール８１より基板実装時に固定できる長さ分を突出させた構造である。
【００８６】
上記第１実施形態と同様に、図１８に示すように、光通信モジュール８１を被実装基板２１に実装し、この第４実施形態においては、ビス８２に対応したナット８３を用いて光通信モジュール８１を被実装基板２１に固定する。
【００８７】
この第４実施形態の実装においても、光通信モジュール８１と被実装基板２１の固定が確実に実現できるため、効果についても第１実施形態と同様な効果が実現できる。
【００８８】
この第４実施形態では、ビス８２を本体８４の成形時に一体成形したが、本体８４の成形後にビスを圧入した構造でもよい。また、ホルダ成形時に樹脂製のビスを一体成形した構造でもよい。
【００８９】
［第５実施形態］
図１９はこの発明の第５実施形態の光通信モジュールの断面図であり、図２０は上記光通信モジュールの被実装基板に実装したときの断面図である。この第５実施形態の光通信モジュールが第１実施形態と異なる点は、第１実施形態の光通信モジュールは、本体に固定手段の一例としてビス穴を設けた構造であり、被実装基板との固定をタッピングネジで行ったが、この第５実施形態における光通信モジュール９１は、本体９４の下側かつホルダ部９４a側に溶着用突起９２を設けた構造とし、被実装基板２１との固定を、溶着用突起を溶着することによって行う点である。その他については、上記第１実施形態と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【００９０】
この第５実施形態の光通信モジュール９１において、固定手段の一例として、本体９４の成形時に溶着用突起９２を一体成形した構造とし、光通信モジュール９１より実装時に固定できる長さ分を突出させた構造である。
【００９１】
第１実施形態と同様に、図２０に示すように、光通信モジュール９１を被実装基板２１に実装し、溶着用突起９２の溶着を行い、溶着部９３によって光通信モジュール９１を被実装基板２１に固定する。
【００９２】
この第５実施形態の実装においても、光通信モジュール９１と被実装基板２１の固定が確実に実現できるため、効果についても第１実施形態と同様な効果が実現できる。
【００９３】
また、上記本体９４の下側に設けられた溶着用突起９２を固定手段とすることによって、簡単な構成でこの光通信モジュール９１を被実装基板２１に固定することができる。
【００９４】
この発明による光通信モジュールは、デジタルＴＶ(Television)、デジタルＢＳ(Broadcasting Satellite)チューナ、ＣＳ(Communication Satellite)チューナ、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)プレーヤー、スーパーオーディオＣＤ(Compact Disk)プレーヤー、ＡＶ(Audio Visual)アンプ、オーディオ、パーソナルコンピュータ、パーソナルコンピュータ用周辺機器、携帯電話、ＰＤＡ(Personal Digital Assistance)等の電子機器に使用される。
【００９５】
【発明の効果】
以上より明らかなように、第１の発明の光通信モジュールは、送信信号光を発光する発光素子または受信信号光を受光する受光素子の少なくとも一方を備え、光ファイバを用いて上記送信信号光または受信信号光の少なくとも一方による通信を行う光通信モジュールにおいて、光ファイバ端部に設けられた光プラグを着脱可能に保持するホルダ部を有する本体の下側に外部接続基板を配置し、その外部接続基板の下面に、接触圧により電気的接続が可能な電極部を設けて、上記本体の下側に、外部接続基板の下面よりも下方に突出する支持部を設けたものである。
【００９６】
上記第１の発明の光通信モジュールによれば、被実装基板に実装された例えば弾性の接続端子を有するコネクタと外部接続基板の電極部を接触圧によって電気的接続を行うことにより、実装時に熱的ストレスおよび静電気破壊が生じない光通信モジュールが実現できる。また、光プラグの着脱時に本体のホルダ部に加わる力は、支持部などを介して被実装基板に作用するので、入出力端子(外部接続基板の電極部および被実装基板側のコネクタの接続端子など)に加わるストレスを低減することができる。また、半田を用いずに接触圧により電気的接続を行っているため、交換が容易な構造の光通信モジュールが実現することができる。
【００９７】
また、第２の発明の光通信モジュールは、送信信号光を発光する発光素子または受信信号光を受光する受光素子の少なくとも一方を備え、光ファイバを用いて上記送信信号光または受信信号光の少なくとも一方による通信を行う光通信モジュールにおいて、光ファイバ端部に設けられた光プラグを着脱可能に保持するホルダ部を有する本体の下側に外部接続基板を配置し、その外部接続基板の下面側に、接触圧により電気的接続が可能な弾性の接続端子を有するコネクタを設けて、上記本体の下側に、上記外部接続基板の下面よりも下方に突出する支持部を設けたものである。
【００９８】
上記第２の発明の光通信モジュールによれば、外部接続基板の下面側に設けられたコネクタの弾性の接続端子と被実装基板に設けられた例えば電極部を接触圧によって電気的接続を行うことにより、実装時に熱的ストレスおよび静電気破壊が生じない光通信モジュールが実現できる。また、光プラグの着脱時に本体のホルダ部に加わる力は、支持部などを介して被実装基板に作用するので、入出力端子(外部接続基板側のコネクタの接続端子および被実装基板側の電極部など)に加わるストレスを低減することができる。また、半田を用いずに接触圧により電気的接続を行っているため、交換が容易な構造の光通信モジュールが実現することができる。
【００９９】
また、この発明の光通信モジュールの実装方法によれば、上記第１の発明の光通信モジュールの外部接続基板に設けられた電極部と、被実装基板上に実装された例えばコネクタの接続端子を接触圧により電気的接続を行うので、実装時に熱的ストレスおよび静電気破壊が生じない光通信モジュールの実装方法を提供することができる。また、光プラグの着脱時に本体のホルダ部に加わる力は、支持部などを介して被実装基板に作用するので、外部接続基板の電極部などに加わるストレスを低減することができる。また、半田を用いずに接触圧により電気的接続を行っているために交換が容易な光通信モジュールの実装方法を提供することができる。
【０１００】
また、この発明の光通信モジュールの実装方法によれば、上記第２の発明の光通信モジュールの外部接続基板に設けられたコネクタの弾性の接続端子と、被実装基板上に設けられた例えば電極部を接触圧により電気的接続を行うので、実装時に熱的ストレスおよび静電気破壊が生じない光通信モジュールの実装方法を提供することができる。また、光プラグの着脱時に本体のホルダ部に加わる力は、支持部などを介して被実装基板に作用するので、コネクタの接続端子などに加わるストレスを低減することができる。また、半田を用いずに接触圧により電気的接続を行っているために交換が容易な光通信モジュールの実装方法を提供することができる。
【０１０１】
この発明の電子機器によれば、上記第１または第２の発明の光通信モジュールまたは上記光通信モジュールの実装方法により実装された光通信モジュールを備えることにより、光通信モジュールの実装時に熱的ストレスおよび静電気破壊が生じないようにでき、入出力端子に加わるストレスを抑制することができると共に、半田を用いずに接触圧により電気的接続を行っているために光通信モジュールの交換が容易にできる電子機器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はこの発明の第１実施形態の光通信モジュールの側面図である。
【図２】 図２は上記光通信モジュールを光プラグ挿入穴方向から見た図である。
【図３】 図３は上記光通信モジュールの底面図である。
【図４】 図４は上記光通信モジュールの入出力基板の下面側を示す図である。
【図５】 図５は上記光通信モジュールが実装される被実装基板の上面図である。
【図６】 図６は上記被実装基板の側面図である。
【図７】 図７は上記光通信モジュールを被実装基板に実装した状態を示す断面図である。
【図８】 図８は上記光通信モジュールを被実装基板に実装した状態を光プラグ挿入穴方向から見た断面図である。
【図９】 図９はフレキシブル基板により接続した場合における光プラグ挿入穴方向から見た断面図である。
【図１０】 図１０はこの発明の第２実施形態の光通信モジュールの底面図である。
【図１１】 図１１は上記光通信モジュールの入出力基板の裏面図である。
【図１２】 図１２は上記入出力基板の側面図である。
【図１３】 図１３は上記光通信モジュールが実装される被実装基板の上面図である。
【図１４】 図１４は上記光通信モジュールを被実装基板に実装した状態を示す断面図である。
【図１５】 図１５はこの発明の第３実施形態の光通信モジュールを被実装基板に実装した状態を示す断面図である。
【図１６】 図１６は上記光通信モジュールを上側から見た断面図である。
【図１７】 図１７はこの発明の第４実施形態の光通信モジュールの断面図である。
【図１８】 図１８は上記光通信モジュールを被実装基板に実装した状態を示す断面図である。
【図１９】 図１９はこの発明の第５実施形態の光通信モジュールの断面図である。
【図２０】 図２０は上記光通信モジュールを被実装基板に実装した状態を示す断面図である。
【図２１】 図２１は従来の第１の光通信モジュールの斜視図である。
【図２２】 図２２(a)は従来の第２の光通信モジュールの平面図であり、図２２(b)は上記光通信モジュールの側面図である。
【図２３】 図２３は従来の第３の光通信モジュールの斜視図である。
【符号の説明】
１…光通信モジュール、
２…本体、
２a…ホルダ部、
３…シールド板、
４…位置決めピン、
５…挿入穴、
６…入出力基板、
７…ビス止め用穴、
８…電極部、
９…周辺部、
１０…穴部、
１１…穴部、
１２,１３…支持部、
２１…被実装基板、
２２…コネクタ、
２３…接続端子、
２４…コネクタ用接続端子、
２５…ビス穴、
２６…挿入穴、
２７…ハウジング、
３１…ビス、
３２…発光素子、
３４…受光素子、
３６…光学素子、
３７…発光素子用駆動回路、
３８…受光素子用信号処理回路、
３９…発光素子用駆動回路基板、
４０…受光素子用信号処理回路基板、
４１,４２…接続部、
４３…フレキシブル基板、
５１…光通信モジュール、
５２…入出力基板、
５３…コネクタ、
５４…接続端子、
５５…ハウジング、
６１…被実装基板、
６２…電極部、
７１…光通信モジュール、
７２…入出力基板、
７３…被実装基板、
７４…コネクタ、
７５…接続端子、
８１…光通信モジュール、
８２…ビス、
８３…ナット、
８４…本体、
８４a…ホルダ部、
９１…光通信モジュール、
９２…溶着用突起、
９３…溶着部、
９４…本体、
９４a…ホルダ部、
１０１…ケーシング、
１０３…受光素子、
１０４…発光素子、
１０１b,１０１c…光プラグ脱着口、
１０５…フェルールホルダ、
１０５b…受信用フェルールホルダ、
１０５c…送信用フェルールホルダ、
１０７…電気回路基板、
１０８…電気的接続ピン、
２０１…光プラグ、
２０２…ホルダ、
２０３…発光素子、
２０４…受光素子、
２０５…発光素子駆動用集積回路部、
２０６…受光素子信号処理用集積回路部、
２０７…電気回路基板、
２０８…接続端子、
３０１…光コネクタ、
３０２…レセプタクル部、
３０３…光モジュール本体、
３０４…電気端子、
３０５…スタッド部、
３０６…実装ボード、
３０７…固定用穴、
３０８…ランド。
【発明の属する技術分野】
この発明は、光通信モジュールおよびその実装方法および電子機器に関し、光ファイバを用いて信号伝送を行うシステム、特に、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers)１３９４やＵＳＢ(ユニバーサル・シリアル・バス）２などの高速伝送が可能なデジタル通信システムに使用される光通信モジュールおよびその実装方法および電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の第１の光通信モジュールとしては、特開２０００−３４７０７４号公報に記載のものがある。この光通信モジュールは、図２１に示すように、受信用フェルールホルダ１０５bと送信用フェルールホルダ１０５cとが一体形成されたフェルールホルダ１０５を備えている。上記受信用フェルールホルダ１０５bは、光プラグ脱着口１０１cに挿入される光プラグ(図示せず)を所定の位置に固定して、発光素子アッセンブリとの光学的接続を行っている。また、上記送信用フェルールホルダ１０５cは、光プラグ脱着口１０１bに挿入される光プラグ(図示せず)を所定の位置に固定して、受光素子アッセンブリとの光学的接続を行う。図２１において、１０７は送信用駆動電気回路および受信用電気回路が実装された電気回路基板であり、１０１はケーシング、１０３は受光素子、１０４は発光素子であり、１０８は電気回路基板１０７に実装された電気回路を外部の電気回路と電気的に接続する手段である電気的接続ピンである。
【０００３】
また、従来の第２の光通信モジュールとしては、ＡＴＭ(Asynchronous Transfer Mod；非同期転送モード)やＩＥＥＥ１３９４ｂを用いた通信システムに用いられるものがある。図２２(a)はこの光通信モジュールの上面図であり、図２２(b)は光通信モジュールの側面図である。図２２(a),(b)において、光プラグ２０１の脱着を可能とする送信用コネクタと受信用コネクタが一体形成されたホルダ２０２に、モールドパッケージされた発光素子２０３および受光素子２０４を配置している。このホルダ２０２を、発光素子駆動用集積回路部２０５と受光素子信号処理用集積回路部２０６が実装された電気回路基板２０７上に配置している。図２２(a),(b)において、２０８は電気回路基板２０７に実装された電気回路を外部の電気回路と電気的に接続する手段である接続端子である。
【０００４】
また、従来の第３の光通信モジュールとしては、特開２００１−１１６９５８号公報に記載されたものがある。この光通信モジュールは、図２３に示すように、光モジュール本体３０３に光コネクタ３０１を着脱できるレセプタクル部３０２を設けている。また、上記光モジュール本体３０３の下側に、実装ボード３０６に対して面実装可能な電気端子３０４を設けている。この電気端子３０４は、実装ボード３０６のランド３０８に対応するように配置されている。さらに、光モジュール本体３０３下側に、スタッド部３０５を設けている。上記実装ボード３０６に、スタッド部３０５が嵌合する固定用穴３０７を形成し、スタッド部３０５により光モジュール本体３０３を実装ボード３０６に位置決めしている。この光通信モジュールの構造では、光モジュール本体３０３のスタッド部３０５を実装ボード３０６の固定用穴３０７に嵌合させた後、電気端子３０４とランド３０８との間の半田を溶融させることにより、光モジュール本体３０３を実装ボード３０６に対してリフロー実装する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記第１,第２の光通信モジュールでは、実装する基板との電気的接続は、光通信モジュールに設けられた入出力用端子を被実装基板に設けられた接続用のスルーホールに挿入し、半田づけまたは半田フローによって行う。また、上記第３の光通信モジュールは、実装ボード３０６に光通信モジュールの電気端子３０４の位置に対応したランド３０８を設け、電気端子３０４とランド３０８との間の半田をリフローによって溶融させることにより、電気的接続を行う。
【０００６】
上記第１〜第３の光通信モジュールのいずれにおいても、電気的接続を半田の溶融により行うため、半田づけ、フロー、リフローの半田溶融のため熱処理工程をともなう。この熱処理は、光通信モジュールにおいて、内部の光素子および光素子用駆動回路,信号処理回路等の電気回路回路に熱的ストレスが加わり、損傷または故障の原因になるという問題がある。また、半田こてによる半田づけ工程においては、半田づけを行う際に静電気による内部の光素子および光素子用駆動回路,信号処理回路等の電気回路の破壊が発生する可能性があり、静電気破壊を起こさないための対策手段が必要となり、容易に電気的接続を行うことが困難となる。
【０００７】
また、上記第２の光通信モジュールは、基板に光通信モジュールを実装するとき、入出力用電気端子および固定用端子としての接続端子２０８を半田づけのみにより機械的接続および電気的接続を行っているため、光プラグ２０１の着脱時のストレスが接続端子２０８に加わるので、半田づけ部分の接触不良による故障が起こることも考えられる。また、上記第１,第３の光通信モジュールにおいても、光プラグの着脱時のストレスが半田づけされている端子に直接加わりやすく、半田づけ部分の接触不良により故障する恐れがある。
【０００８】
さらに近年では、光通信モジュールの内部発光素子にレーザーダイオードを使用していることが多く、光通信モジュールが実装された製品において、レーザーダイオードの寿命のために光通信モジュールが故障することが考えられる。上記従来の第１〜第３の光通信モジュールは、いずれも半田づけによって電気的接続を行っているため、光通信モジュールに故障が発生したとき、光通信モジュールの交換を行うには、半田を再溶融する必要があり、交換が困難である。また、半田再溶融時に周辺回路においても、熱的ストレスが加わり周辺回路の故障が起こることも考えられる。
【０００９】
そこで、この発明の目的は、実装のときに熱的ストレスおよび静電気破壊が生じるのを防止でき、光プラグの着脱時の入出力端子へのストレスを抑制でき、交換が容易な光通信モジュールおよびその実装方法および電子機器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第１の発明の光通信モジュールは、送信信号光を発光する発光素子または受信信号光を受光する受光素子の少なくとも一方を備え、光ファイバを用いて上記送信信号光または上記受信信号光の少なくとも一方による通信を行う光通信モジュールにおいて、光ファイバ端部に設けられた光プラグを着脱可能に保持するホルダ部を有する本体の下側に外部接続基板を配置し、その外部接続基板の下面に、接触圧により電気的接続が可能な電極部を設けて、上記本体の下側に、外部接続基板の下面よりも下方に突出する支持部を設けた構成としている。
【００１１】
上記構成の光通信モジュールによれば、被実装基板上に実装するとき、上記本体の下面に設けられた支持部の下端を被実装基板の実装面に当接させて本体が被実装基板に対して傾かないようにし、上記電極部が設けられた外部接続基板の下面と被実装基板との間に空間が形成される。その空間に、被実装基板に実装された例えば弾性をもった接続端子を備えたコネクタが収納可能となる。そのような被実装基板に実装されたコネクタの接続端子と上記外部接続基板の電極部を接触圧によって電気的接続を行う。そうすることにより、実装時に熱的ストレスおよび静電気破壊が生じないようにでき、光プラグの着脱時に本体のホルダ部に加わる力は、上記本体の下面に設けられた支持部などを介して被実装基板に作用するので、入出力端子(外部接続基板の電極部および被実装基板側のコネクタの接続端子など)に加わるストレスを抑制することができる。たとえ入出力端子に力が加わっても、半田づけと異なり、接触圧による電気的な接続であるため、接触部分で力を逃がすことができ、電気的接続の信頼性を向上できる。また、電気的接続に半田を用いずに接触圧により行っているため、被実装基板への固定を取り外し容易な構造にすることにより交換が容易な光通信モジュールが実現できる。
【００１２】
第２の発明の光通信モジュールは、送信信号光を発光する発光素子または受信信号光を受光する受光素子の少なくとも一方を備え、光ファイバを用いて上記送信信号光または上記受信信号光の少なくとも一方による通信を行う光通信モジュールにおいて、光ファイバ端部に設けられた光プラグを着脱可能に保持するホルダ部を有する本体の下側に外部接続基板を配置し、その外部接続基板の下面側に、接触圧により電気的接続が可能な弾性の接続端子を有するコネクタを設けて、上記本体の下側に、上記外部接続基板の下面よりも下方に突出する支持部を設けた構成としている。
【００１３】
上記構成の光通信モジュールによれば、被実装基板上に実装するとき、上記本体の下面に設けられた支持部の下端を被実装基板の実装面に当接させて本体が被実装基板に対して傾かないようにし、上記外部接続基板の下面と被実装基板との間に空間が形成され、その空間にコネクタが収納可能となる。そのようなコネクタの接続端子と被実装基板に設けられた例えば電極部を接触圧によって電気的接続を行う。そうすることにより、実装時に熱的ストレスおよび静電気破壊が生じないようにでき、光プラグの着脱時に本体のホルダ部に加わる力は、上記本体の下面に設けられた支持部などを介して被実装基板に作用するので、入出力端子(外部接続基板のコネクタの接続端子および被実装基板側の電極部など)に加わるストレスを抑制することができる。たとえ入出力端子に力が加わっても、半田づけと異なり、接触圧による電気的な接続であるため、接触部分で力を逃がすことができ、電気的接続の信頼性を向上できる。また、電気的接続に半田を用いずに接触圧により行っているため、被実装基板への固定を取り外し容易な構造にすることにより交換が容易な光通信モジュールが実現できる。
【００１４】
また、一実施形態の光通信モジュールは、上記発光素子と受光素子の両方を備えており、上記発光素子を駆動する発光素子用電気回路基板と、上記受光素子の受信信号を処理する受光素子用電気回路基板とを備え、上記発光素子用電気回路基板と受光素子用電気回路基板を間隔をあけて上記外部接続基板に対して交差する方向に延びるように配置したことを特徴とする。
【００１５】
上記実施形態の光通信モジュールによれば、両電気回路基板間の距離が大きくとれ、両電気回路基板の電磁的な隔離が可能となり、高Ｓ／Ｎ比を有する光通信モジュールが実現できる。
【００１６】
また、一実施形態の光通信モジュールは、上記発光素子と受光素子の両方を備えており、上記外部接続基板に、上記発光素子を駆動する発光素子用電気回路および受光素子の受信信号を処理する受光素子用電気回路を設けたことを特徴とする。
【００１７】
上記実施形態の光通信モジュールによれば、上記外部接続基板に発光素子用電気回路および受光素子用電気回路を設けた構成においても、実装時に熱的ストレスおよび静電気破壊が生じないようにでき、入出力端子に加わるストレスを抑制することができると共に、交換が容易な光通信モジュールが実現できる。
【００１８】
また、一実施形態の光通信モジュールは、上記第１の発明の光通信モジュールにおいて、上記電極部は接触圧により電気的接続が可能な弾性の接続端子を有するコネクタを介して被実装基板と電気的接続され、上記外部接続基板の下面から上記支持部の下端までの深さを上記コネクタのハウジングの高さ以上にすることを特徴とする。
【００１９】
上記実施形態の光通信モジュールによれば、上記外部接続基板の下面から上記支持部の下端までの深さをコネクタのハウジングの高さ以上にすることによって、上記外部接続基板の下面と被実装基板との間に形成される空間にコネクタが収納可能となるので、本体下側にコネクタが配置されて、実装面積を小さくでき、実装時の高さを低くすることができる。
【００２０】
また、一実施形態の光通信モジュールは、上記第２の発明の光通信モジュールにおいて、上記外部接続基板の下面から上記支持部の下端までの深さを上記コネクタのハウジングの高さ以上にしたことを特徴とする。
【００２１】
上記実施形態の光通信モジュールによれば、上記外部接続基板の下面から上記支持部の下端までの深さをコネクタのハウジングの高さ以上にすることによって、上記電極部が設けられた外部接続基板の下面と被実装基板との間に形成される空間にコネクタが収納可能となるので、本体下側にコネクタが配置されて、実装面積を小さくでき、実装時の高さを低くすることができる。
【００２２】
また、一実施形態の光通信モジュールは、上記第１,第２の発明の光通信モジュールにおいて、上記本体の上記ホルダ部側に、上記本体を被実装基板に固定するための固定手段を設けたことを特徴とする。
【００２３】
上記実施形態の光通信モジュールによれば、上記固定手段を光プラグの着脱時に力が加わるホルダ部側に設けることによって、機械的強度を高め、それにより入出力端子に加わるストレスをさらに抑制できる。
【００２４】
また、一実施形態の光通信モジュールは、上記第１の発明の光通信モジュールにおいて、上記本体のホルダ部側に設けられ、上記本体を被実装基板に固定するための固定手段を備え、上記本体のホルダ部の挿入穴と反対の側に位置する上記外部接続基板の領域に上記光プラグの挿入方向に対して略直角方向に沿って電極部が複数配列された電極列を少なくとも１つ有することを特徴とする。
【００２５】
上記実施形態の光通信モジュールによれば、上記固定手段が設けられた本体のホルダ部と反対の側にかつ光プラグの挿入方向に対して略直角方向に上記外部接続基板の電極部が複数配列された電極列を少なくとも１つ有するので、固定手段から外部接続基板の各電極部までの距離を短くして、光プラグの装着時にホルダ部に加わる力の各電極部への影響を少なくすることで、電気的な接続の信頼性を向上できる。
【００２６】
また、一実施形態の光通信モジュールは、上記第２の発明の光通信モジュールにおいて、上記本体のホルダ部側に設けられ、上記本体を被実装基板に固定するための固定手段を備え、上記本体のホルダ部の挿入穴と反対の側に位置する上記外部接続基板の領域に上記光プラグの挿入方向に対して略直角方向に沿ってコネクタの接続端子が複数配列された端子列を少なくとも１つ有することを特徴とする。
【００２７】
上記実施形態の光通信モジュールによれば、上記固定手段が設けられた本体のホルダ部と反対の側にかつ光プラグの挿入方向に対して略直角方向に上記コネクタの接続端子が複数配列された端子列を少なくとも１つ有するので、固定手段からコネクタの各接続端子までの距離の短くして、光プラグの装着時にホルダ部に加わる力の各接続端子への影響のばらつきを少なくすることで、電気的な接続の信頼性を向上できる。
【００２８】
また、一実施形態の光通信モジュールは、上記本体の下側に設けられたビス止め用穴を上記固定手段としたことを特徴とする。
【００２９】
また、一実施形態の光通信モジュールは、上記本体の下側に下方に突出するように設けられたビスを上記固定手段としたことを特徴とする。
【００３０】
また、一実施形態の光通信モジュールは、上記本体の下側に設けられた溶着用突起を上記固定手段としたことを特徴とする。
【００３１】
また、一実施形態の光通信モジュールは、上記本体と被実装基板との位置決めをするための位置決め手段を備えたことを特徴とする。
【００３２】
上記実施形態の光通信モジュールによれば、上記外部接続基板と被実装基板との電気的接続を確実に行うことができる。
【００３３】
また、一実施形態の光通信モジュールは、上記位置決め手段は、上記本体の下側に設けられた位置決めピンであることを特徴とする。
【００３４】
上記実施形態の光通信モジュールによれば、例えば、上記位置決めピンが嵌合する穴を被実装基板に設けることによって、簡単な構成で確実な位置決めができる。
【００３５】
また、この発明の光通信モジュールの実装方法は、上記第１の発明の光通信モジュールの上記外部接続基板の下面に設けられた電極部と被実装基板上に実装されたコネクタの接続端子とを接触圧により電気的に接続した構成とする。
【００３６】
上記構成の光通信モジュールの実装方法によれば、実装時に熱的ストレスおよび静電気破壊が生じないようにでき、入出力端子に加わるストレスを抑制することができると共に、半田を用いずに接触圧により電気的接続を行っているために光通信モジュールの交換が容易な光通信モジュールの実装方法を提供することができる。
【００３７】
また、この発明の光通信モジュールの実装方法は、上記第２の発明の光通信モジュールの上記外部接続基板の下面側に設けられたコネクタの接続端子と被実装基板上に設けられた電極部とを接触圧により電気的に接続した構成とする。
【００３８】
上記構成の光通信モジュールの実装方法によれば、実装時に熱的ストレスおよび静電気破壊が生じないようにでき、入出力端子に加わるストレスを抑制することができると共に、半田を用いずに接触圧により電気的接続を行っているために光通信モジュールの交換が容易な光通信モジュールの実装方法を提供することができる。
【００３９】
一実施形態の光通信モジュールの実装方法は、上記光通信モジュールの本体の下側に設けられた固定手段としてのビス止め用穴を用いて、上記光通信モジュールと被実装基板とをビス止めにより固定したことを特徴とする。
【００４０】
上記実施形態の光通信モジュールの実装方法によれば、簡単な構成で上記光通信モジュールと被実装基板とを確実にかつ取り外し容易に固定できる。
【００４１】
加えて、一実施形態の光通信モジュールの実装方法は、上記光通信モジュールの本体の下側に設けられた固定手段としての溶着用突起を上記被実装基板に溶着することによって、上記光通信モジュールと上記被実装基板とを固定した構成とする。
【００４２】
上記実施形態の光通信モジュールの実装方法によれば、簡単な構成で上記光通信モジュールと被実装基板とを確実にかつ取り外し容易に固定できる。
【００４３】
この発明の電子機器は、上記第１または第２の発明の光通信モジュールまたは上記光通信モジュールの実装方法により実装された光通信モジュールを備えたことを特徴とする。
【００４４】
上記構成の電子機器によれば、光通信モジュールの実装時に熱的ストレスおよび静電気破壊が生じないようにでき、入出力端子に加わるストレスを抑制することができると共に、半田を用いずに接触圧により電気的接続を行っているために光通信モジュールの交換が容易にできる電子機器を実現できる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の光通信モジュールおよびその実装方法および電子機器を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００４６】
［第１実施形態］
図１はこの発明の第１実施形態の光通信モジュールの側面図を示している。この光通信モジュール１は、図１に示すように、樹脂等で成型された本体２と、上記本体２を覆って外部からの電磁ノイズの影響を防ぐためのシールド板３とを備えている。上記本体２の下側に、被実装基板に実装するときに位置決めするための位置決めピン４を設けている。また、上記本体２は、光プラグ(図示せず)を着脱可能に保持するホルダ部２aを有し、そのホルダ部２aに光プラグ(図示せず)が挿入される挿入穴５を設けている。
【００４７】
また、図２は上記光通信モジュール１を光プラグ挿入穴５側から見た図を示している。図２に示すように、本体２の下側の位置決めピン４は、光通信モジュール１を被実装基板に実装するときに位置決め精度を向上するために２個設けている。
【００４８】
さらに、図３は上記光通信モジュール１の底面図を示し、図４はその底面側に設けられた外部接続基板の一例としての入出力基板６を示している。図３において、１２,１３は上記入出力基板６の下面よりも下方に突出する支持部である。
【００４９】
図３,図４に示すように、上記光通信モジュール１の底面側に設けた凹部には、入出力基板６が設けられており、入出力基板６の下面側に電極部８を設け、被実装基板(図示せず)に実装されたコネクタの接続端子と接触して電気信号の入出力を行う。上記入出力基板６の電極部８は、光プラグの挿入方向に対して略直角方向に沿って２列で配列されている。上記光通信モジュール１と被実装基板(図示せず)は、本体２の成型のときに固定手段の一例としてのタッピングネジ等で固定可能とするために、本体２の下側かつホルダ部２a側にビス止め用穴７を設けている。
【００５０】
図３に示すように、上記ビス止め用穴７の周辺部９は、タッピングネジ等で被実装基板に確実に固定するため、被実装基板と接触するように光通信モジュール１の取付面(被実装基板の平面に接する面)の高さと同一な構造の支持部となっている。同様に、上記支持部１２,１３の下端も、光通信モジュール１の取付面の高さと同一な構造となっている。また、図４に示すように、上記入出力基板６には、ビス止め用穴７の周辺部９を避けるように穴部１０を設けている。また、上記位置決めピン４(図３に示す)を被実装基板に挿入して位置決めを行うため、入出力基板６には、位置決めピン４を避けるように穴部１１を設けている。
【００５１】
図５は上記光通信モジュール１(図１に示す)が実装される被実装基板２１を上面から見た図であり、図６は上記被実装基板２１を側面から見た図である。
【００５２】
図５,図６に示すように、上記光通信モジュール１(図１に示す)が実装される被実装基板２１には、リフロー等で半田によって、被実装基板２１上の電極部(図示せず)とコネクタ２２のコネクタ用接続端子２４で電気的に接続する。上記コネクタ２２の接続端子２３は、コネクタ２２のハウジング２７の上面よりも突出しており、弾性を有している。上記コネクタ２２の接続端子２３は、光通信モジュール１の入出力基板６(図３に示す)の電極部８に接触して電気的な接続が可能である。上記光コネクタ２２の接続端子２３は、弾性を有するため、入出力基板６の電極部８と接触したときに弾性変形しながら電気接続を行うような配置にすれば、光通信モジュール１と被実装基板２１の高さ方向の実装ずれによる接触不良等の不具合を低減することが可能である。上記被実装基板２１には、光通信モジュール１と被実装基板２１との固定手段の一例としてのタッピングネジ等のためのビス穴２５を設けており、また、光通信モジュール１と被実装基板２１に実装されたコネクタ２２との位置精度を向上させるために、光通信モジュール１に設けた位置決めピン４に対応した大きさの２つの穴２６を設けている。
【００５３】
図７は上記光通信モジュール１を被実装基板２１に実装した状態の断面図を示し、図８は上記光通信モジュール１を被実装基板２１に実装した状態を光プラグ挿入穴方向から見た断面図を示している。
【００５４】
図７,図８に示すように、上記ビス止め用穴７の周辺部９および支持部１２,１３は、光通信モジュール１の取付面(被実装基板の平面に接する面)の高さと同一となっており、本体２が被実装基板２１に対して傾かないようにし、入出力基板６の下面と被実装基板２１との間に空間を形成している。また、コネクタ２２が実装された被実装基板２１に、光通信モジュール１の位置決めピン４に対応した挿入穴２６(図５に示す)が設けられており、光通信モジュール１の位置決めピン４を上記挿入穴２６に挿入し、位置決め固定を行う。
【００５５】
上記光通信モジュール１と被実装基板２１は、光通信モジュール１の位置決めピン４と被実装基板２１の挿入穴２６の加工精度に基づき、高精度な実装が可能であるため、相対的な位置ずれを十分に小さくすることが可能である。また、上記被実装基板２１に実装されたコネクタ２２の底部にも位置決め用突起を設け(図示せず)、その位置決め用突起に対応した挿入穴(図示せず)を挿入穴２６と同時に形成することにより、光通信モジュール１の入出力基板６に設けられた電極部８(図３に示す)とコネクタ２２の接続端子２３との位置ずれも十分小さくすることが可能である。したがって、入出力基板６の電極部８と被実装基板２１に実装されたコネクタ２２とを確実に電気的に接続することが可能である。このように、入出力基板６に設けられた電極部８は、被実装基板２１との電気信号の入出力用として機能する。
【００５６】
この第１実施形態では、光通信モジュール１の位置決めピン４を２個設け、実装時に、回転方向などの位置決め精度を向上できる構造としているため、入出力基板６の電極部８と被実装基板２１に実装されたコネクタ２２との電気的な接続を確実に行うことができる。
【００５７】
さらに、上記被実装基板２１の底面側から挿入されたタッピングネジ等のビス３１により、被実装基板２１と光通信モジュール１を固定する。そのとき、光通信モジュール１の入出力基板６の電極部８(図３に示す)と被実装基板２１に実装されたコネクタ２２の接続端子２３とが接触して電気的接続が行われる。上記光通信モジュール１には、発光素子３２(半導体レーザー)と、受光素子３４(フォトダイオード)と、発光素子用駆動回路３７が実装された発光素子駆動回路基板３９と、受光素子用信号処理回路３８が実装された受光素子信号処理回路基板４０と、挿入された光プラグと光信号の結合分岐を行う光学分岐結合素子３６が内蔵されている。
【００５８】
この光通信モジュール１の構造および実装方法によって、実装時に熱的ストレスおよび静電気破壊が生じない。加えて、被実装基板２１との電気的接続に半田を用いずに接触圧を用いていることと、光通信モジュール１の固定にタッピングネジ等のビス３１を用いることにより、光通信モジュール１の故障のときにビス３１による固定を取り外すだけで光通信モジュール１の交換が容易に実現できるため、交換のときに周辺部への故障の誘発も起こることがほとんどない光通信モジュールおよびその実装方法が実現できる。
【００５９】
また、上記光通信モジュール１の固定手段として、タッピングネジ等のビス止め固定を行っているため、被実装基板２１と確実に固定することが可能であり、光通信モジュール１の入出力基板６の電極部８と被実装基板２１に実装されたコネクタ２２の接続端子２３との良好な電気的接続が可能である。さらに、光プラグの着脱時に入出力端子(電極部８とコネクタ２２の接続端子２３)に加わるストレスを抑制することが可能である。また、光通信モジュール１の入出力端子(電極部８コネクタ２２の接続端子２３)は接触圧にて電気的接続を行っているため、半田づけ等によって被実装基板と電気的接続を行う方法と比べて光プラグの着脱時に入出力端子に加わるストレスを抑制することができる。
【００６０】
したがって、１つのタッピングネジ等のビス止め固定手段を設けることによって、確実な入出力端子(電極部８コネクタ２２の接続端子２３)の電気的接続と確実な機械的接続が実現できる。
【００６１】
この第１実施形態では、図８に示すように、発光素子駆動回路基板３９と受光素子信号処理回路基板４０を、光通信モジュール１内に入出力基板６に対して垂直方向に立てて配置し、入出力基板６との接続部４１,４２において電気的接続を行った構造としている。さらに、両基板(３９,４９)の間に光プラグ挿入穴５が挟まれた構造としている。このように、発光素子駆動回路基板３９と受光素子信号処理回路基板４０との間に光プラグ挿入穴５を配置することにより、発光素子駆動回路基板３９と受光素子信号処理回路基板４０の距離を大きくとることが可能であるため、発光素子用駆動回路３７が実装された発光素子駆動回路基板３９と受光素子用信号処理回路３８が実装された受光素子信号処理回路基板４０との電磁的な隔離が容易に行え、電磁結合ノイズの影響を低減することができる。したがって、送信感度および受信感度を低下することなく、高Ｓ／Ｎ比を有する光通信モジュールが実現できる。
【００６２】
この第１実施形態では、入出力基板６と発光素子駆動回路基板３９と受光素子信号処理回路基板４０の電気的接続を半田づけによって行う構造としたが、図９に示すように、入出力基板６と両基板３９,４０をフレキシブル基板４３やワイヤー線で接続した構造をとってもよい。
【００６３】
この第１実施形態において、図６に示す被実装基板２１に実装されたコネクタ２２のハウジング２７の高さh1と、このハウジング２７の高さh1に入出力基板６と接触する前の状態(弾性変形していない無応力状態)でのコネクタ接続端子２３を含めたコネクタ２２の高さh2と、図７に示す光通信モジュール１の底面部の凹部の深さｈ3の高さ方向の位置関係を、
ｈ1 ≦ ｈ3 ≦ ｈ2
とすることにより、光通信モジュール１と被実装基板２１の高さ方向の実装ずれによる接触不良等の不具合を低減することが可能である。
【００６４】
この第１実施形態では、被実装基板２１のコネクタ２２のハウジングの高さｈ1が１ｍｍであり、入出力基板６と接触する前の状態でのコネクタ２２の接続端子２３を含めた高さｈ2が１.７ｍｍのコネクタを使用したため、光通信モジュール１の底面部の凹部の深さｈ3を１.３ｍｍとした。このことにより、入出力基板６の電極部８と接触したときにコネクタ２２の接続端子２３は、弾性変形しながら電気的に接続されるため、光通信モジュール１と被実装基板２１の高さ方向の実装ずれによる接触不良等の不具合を低減することが可能である。
【００６５】
また、上記光通信モジュール１の凹部に、被実装基板２１のコネクタ２２が収納される構造となるため、実装した場合に実装面積を小さく、また、高さを低くすることが可能である。
【００６６】
また、図３に示すように、図７に示す本体２のホルダ部２aの挿入穴５と反対の側の入出力基板６の領域にかつ光プラグの挿入方向に対して略直角方向に入出力基板６の電極部８が複数配列された電極列を２つ有するので、固定手段の一例としてのビス止め用穴７から入出力基板６の各電極部８までの距離を短くして、光プラグの装着時にホルダ部２aに加わる力の各電極部８への影響を少なくすることで、電気的な接続の信頼性を向上できる。
【００６７】
また、上記本体２の下側に設けられたビス止め用穴７を固定手段とすることによって、簡単な構成でこの光通信モジュールを被実装基板に固定することができる。
【００６８】
また、上記本体２の下側に設けられた位置決め手段の一例としての位置決めピン４が被実装基板２１の挿入穴２６に挿入することによって、簡単な構成で確実な位置決めができる。
【００６９】
上記第１実施形態では、発光素子３２、受光素子３４、発光素子用駆動回路３７、受光素子用信号処理回路３８を備えた光通信モジュール１について説明したが、送受信のどちらか一方を備えた光通信モジュールにこの発明を適用してもよい。また、この第１実施形態では、発光素子の一例として半導体レーザーを用いたが、ＬＥＤを使用してもよい。
【００７０】
また、固定手段の一例としてのビス止め用穴７および位置決め手段の一例としての位置決めピン４は、本体２の成形時に一体成形で作成したが、本体２の成形後にそれぞれ挿入して形成する構造としてもよい。また、固定手段の一例としてタッピングネジによるビス止めを用いたが、固定手段はこれに限らず、接着,溶着またはフック等の嵌合により被実装基板に固定する構造としてもよい。
【００７１】
また、この第１実施形態では、挿入される光プラグが単頭プラグに対応した光通信モジュールであったが、光プラグの形状はこれに限らず、Ｆ０５型(角型コネクタ)、２芯Ｆ０７型、２芯ＰＮ型、ＳＣ型、ＦＣ型等のコネクタやその他特殊コネクタに対応した光通信モジュールであってもよい。
【００７２】
［第２実施形態］
図１０はこの発明の第２実施形態の光通信モジュールの底面図であり、図１１は上記光通信モジュールの外部接続基板の一例としての入出力基板の裏面図であり、図１２は上記入出力基板５２の側面図である。この第２実施形態の光通信モジュールが第１実施形態と異なる点は、光通信モジュール５１の下側に配置された入出力基板５２に、被実装基板の電極部と接触して電気信号の入出力を行う弾性の接続端子５４を設けたコネクタ５３を実装し、被実装基板にコネクタ５３の接続端子５４と対応した位置に電極部を設けた点である。その他については、上記第１実施形態と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【００７３】
図１０に示すように、上記光通信モジュール５１の底面に設けた凹部に、入出力基板５２を設けており、入出力基板５２にリフロー等によってコネクタ５３を実装している。上記コネクタ５３の接続端子５４は、弾性を有しており、その接続端子５４と対応した位置に設けられた被実装基板の電極部(図示せず)とコネクタ５３の接続端子５４を接触させて電気信号の入出力を行う。その他については、上記第１実施形態と同様のものである。
【００７４】
図１３はこの第２実施形態の光通信モジュール５１(図１０に示す)が実装される被実装基板６１を上側から見た平面図である。図１３に示すように、光通信モジュール５１が実装される被実装基板６１に、図１０〜図１２に示す入出力基板５２に実装されたコネクタ５３の弾性を有する接続端子５４に対応する位置に電極部６２を設けており、コネクタ５３の接続端子５４と接触して電気的接続が可能である。その他については、上記第１実施形態と同様である。
【００７５】
また、図１４はこの第２実施形態の光通信モジュール５１を被実装基板６１に実装した状態を示す断面図である。図１４に示すように、第１実施形態と同様に実装することが可能である。
【００７６】
また、図１２に示すように、コネクタ５３のハウジング５５の高さｈ1と、コネクタ５３の高さｈ2と、光通信モジュール５１の底面部の凹部の深さｈ3の高さ方向の位置関係についても、上記第１実施形態のように寸法をとれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００７７】
また、図１０に示すように、本体２のホルダ部２aの挿入穴５と反対の側の領域にかつ光プラグの挿入方向に対して略直角方向にコネクタ５３の接続端子５４が複数配列された端子列を２つ有するので、固定手段の一例としてのビス止め用穴７からコネクタ５３の各接続端子５４までの距離を短くして、光プラグの装着時にホルダ部２aに加わる力の各接続端子５４への影響を少なくすることで、電気的な接続の信頼性を向上できる。
【００７８】
また、その他の効果についても第１実施形態と同様に実現できる。
【００７９】
［第３実施形態］
図１５はこの発明の第３実施形態の光通信モジュールを被実装基板に実装したときの断面図であり、図１６は光通信モジュールを上面から見た断面図である。この第３実施形態の光通信モジュールが第１実施形態と異なる点は、光通信モジュール７１の下側に配置された外部接続基板の一例としての入出力基板７２に、発光素子用駆動回路および受光素子用信号処理回路を設けた点である。すなわち、発光素子用駆動回路基板および受光素子用信号処理回路基板を設けない構造である。その他については、上記第１実施形態と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【００８０】
この第３実施形態において、光通信モジュール７１の底面に設けた凹部に、入出力基板７２を設けており、上記入出力基板７２の裏面に、第１実施形態と同様に、被実装基板７３に実装されたコネクタ７４の接続端子７５に対応した位置に電極部(図示せず)を設けている。光通信モジュール７１は、位置決めピン４とタッピングネジ等のビス３１によって位置決め固定され、被実装基板７３に実装されたコネクタ７４の弾性を有する接続端子７５と光通信モジュール７１の入出力基板７２に設けた電極部(図示せず)とが接触することによって、電気的接続を行うことが可能である。上記入出力基板７２の上面には、発光素子３２を駆動する発光素子用駆動回路３７と、受光素子３４の信号を処理する受光素子用信号処理回路３８が実装されている。
【００８１】
この第３実施形態の光通信モジュール７１の構造においても、第１実施形態と同様に実装することが可能である。
【００８２】
また、この第３実施形態において、発光素子駆動回路基板と受光素子信号処理回路基板を、光通信モジュール内に入出力基板に対して垂直方向に立てて配置した効果を除いて、第１実施形態と同様な効果が実現できる。
【００８３】
この第３実施形態では、第１実施形態と同様に、光通信モジュールの入出力基板に電極部を設けたが、第２実施形態と同様に、光通信モジュールの入出力基板側にコネクタを実装した構造であってもよい。
【００８４】
［第４実施形態］
図１７はこの発明の第４実施形態の光通信モジュールの断面図であり、図１８は上記光通信モジュールを被実装基板に実装したときの断面図である。この第４実施形態の光通信モジュールが第１実施形態と異なる点は、第１実施形態の光通信モジュールは、底面に固定手段の一例としてビス穴を設けた構造であり、被実装基板との固定をタッピングネジで行ったが、この第４実施形態における光通信モジュール８１は、本体８４にビス８２を設けた構造とし、被実装基板２１との固定をナット８３で行う点である。その他については、上記第１実施形態と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【００８５】
この第４実施形態の光通信モジュール８１において、ホルダ部８４aを有する本体８４の成形時に固定手段の一例としてのビス８２を挿入して一体成形した構造とし、光通信モジュール８１より基板実装時に固定できる長さ分を突出させた構造である。
【００８６】
上記第１実施形態と同様に、図１８に示すように、光通信モジュール８１を被実装基板２１に実装し、この第４実施形態においては、ビス８２に対応したナット８３を用いて光通信モジュール８１を被実装基板２１に固定する。
【００８７】
この第４実施形態の実装においても、光通信モジュール８１と被実装基板２１の固定が確実に実現できるため、効果についても第１実施形態と同様な効果が実現できる。
【００８８】
この第４実施形態では、ビス８２を本体８４の成形時に一体成形したが、本体８４の成形後にビスを圧入した構造でもよい。また、ホルダ成形時に樹脂製のビスを一体成形した構造でもよい。
【００８９】
［第５実施形態］
図１９はこの発明の第５実施形態の光通信モジュールの断面図であり、図２０は上記光通信モジュールの被実装基板に実装したときの断面図である。この第５実施形態の光通信モジュールが第１実施形態と異なる点は、第１実施形態の光通信モジュールは、本体に固定手段の一例としてビス穴を設けた構造であり、被実装基板との固定をタッピングネジで行ったが、この第５実施形態における光通信モジュール９１は、本体９４の下側かつホルダ部９４a側に溶着用突起９２を設けた構造とし、被実装基板２１との固定を、溶着用突起を溶着することによって行う点である。その他については、上記第１実施形態と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【００９０】
この第５実施形態の光通信モジュール９１において、固定手段の一例として、本体９４の成形時に溶着用突起９２を一体成形した構造とし、光通信モジュール９１より実装時に固定できる長さ分を突出させた構造である。
【００９１】
第１実施形態と同様に、図２０に示すように、光通信モジュール９１を被実装基板２１に実装し、溶着用突起９２の溶着を行い、溶着部９３によって光通信モジュール９１を被実装基板２１に固定する。
【００９２】
この第５実施形態の実装においても、光通信モジュール９１と被実装基板２１の固定が確実に実現できるため、効果についても第１実施形態と同様な効果が実現できる。
【００９３】
また、上記本体９４の下側に設けられた溶着用突起９２を固定手段とすることによって、簡単な構成でこの光通信モジュール９１を被実装基板２１に固定することができる。
【００９４】
この発明による光通信モジュールは、デジタルＴＶ(Television)、デジタルＢＳ(Broadcasting Satellite)チューナ、ＣＳ(Communication Satellite)チューナ、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)プレーヤー、スーパーオーディオＣＤ(Compact Disk)プレーヤー、ＡＶ(Audio Visual)アンプ、オーディオ、パーソナルコンピュータ、パーソナルコンピュータ用周辺機器、携帯電話、ＰＤＡ(Personal Digital Assistance)等の電子機器に使用される。
【００９５】
【発明の効果】
以上より明らかなように、第１の発明の光通信モジュールは、送信信号光を発光する発光素子または受信信号光を受光する受光素子の少なくとも一方を備え、光ファイバを用いて上記送信信号光または受信信号光の少なくとも一方による通信を行う光通信モジュールにおいて、光ファイバ端部に設けられた光プラグを着脱可能に保持するホルダ部を有する本体の下側に外部接続基板を配置し、その外部接続基板の下面に、接触圧により電気的接続が可能な電極部を設けて、上記本体の下側に、外部接続基板の下面よりも下方に突出する支持部を設けたものである。
【００９６】
上記第１の発明の光通信モジュールによれば、被実装基板に実装された例えば弾性の接続端子を有するコネクタと外部接続基板の電極部を接触圧によって電気的接続を行うことにより、実装時に熱的ストレスおよび静電気破壊が生じない光通信モジュールが実現できる。また、光プラグの着脱時に本体のホルダ部に加わる力は、支持部などを介して被実装基板に作用するので、入出力端子(外部接続基板の電極部および被実装基板側のコネクタの接続端子など)に加わるストレスを低減することができる。また、半田を用いずに接触圧により電気的接続を行っているため、交換が容易な構造の光通信モジュールが実現することができる。
【００９７】
また、第２の発明の光通信モジュールは、送信信号光を発光する発光素子または受信信号光を受光する受光素子の少なくとも一方を備え、光ファイバを用いて上記送信信号光または受信信号光の少なくとも一方による通信を行う光通信モジュールにおいて、光ファイバ端部に設けられた光プラグを着脱可能に保持するホルダ部を有する本体の下側に外部接続基板を配置し、その外部接続基板の下面側に、接触圧により電気的接続が可能な弾性の接続端子を有するコネクタを設けて、上記本体の下側に、上記外部接続基板の下面よりも下方に突出する支持部を設けたものである。
【００９８】
上記第２の発明の光通信モジュールによれば、外部接続基板の下面側に設けられたコネクタの弾性の接続端子と被実装基板に設けられた例えば電極部を接触圧によって電気的接続を行うことにより、実装時に熱的ストレスおよび静電気破壊が生じない光通信モジュールが実現できる。また、光プラグの着脱時に本体のホルダ部に加わる力は、支持部などを介して被実装基板に作用するので、入出力端子(外部接続基板側のコネクタの接続端子および被実装基板側の電極部など)に加わるストレスを低減することができる。また、半田を用いずに接触圧により電気的接続を行っているため、交換が容易な構造の光通信モジュールが実現することができる。
【００９９】
また、この発明の光通信モジュールの実装方法によれば、上記第１の発明の光通信モジュールの外部接続基板に設けられた電極部と、被実装基板上に実装された例えばコネクタの接続端子を接触圧により電気的接続を行うので、実装時に熱的ストレスおよび静電気破壊が生じない光通信モジュールの実装方法を提供することができる。また、光プラグの着脱時に本体のホルダ部に加わる力は、支持部などを介して被実装基板に作用するので、外部接続基板の電極部などに加わるストレスを低減することができる。また、半田を用いずに接触圧により電気的接続を行っているために交換が容易な光通信モジュールの実装方法を提供することができる。
【０１００】
また、この発明の光通信モジュールの実装方法によれば、上記第２の発明の光通信モジュールの外部接続基板に設けられたコネクタの弾性の接続端子と、被実装基板上に設けられた例えば電極部を接触圧により電気的接続を行うので、実装時に熱的ストレスおよび静電気破壊が生じない光通信モジュールの実装方法を提供することができる。また、光プラグの着脱時に本体のホルダ部に加わる力は、支持部などを介して被実装基板に作用するので、コネクタの接続端子などに加わるストレスを低減することができる。また、半田を用いずに接触圧により電気的接続を行っているために交換が容易な光通信モジュールの実装方法を提供することができる。
【０１０１】
この発明の電子機器によれば、上記第１または第２の発明の光通信モジュールまたは上記光通信モジュールの実装方法により実装された光通信モジュールを備えることにより、光通信モジュールの実装時に熱的ストレスおよび静電気破壊が生じないようにでき、入出力端子に加わるストレスを抑制することができると共に、半田を用いずに接触圧により電気的接続を行っているために光通信モジュールの交換が容易にできる電子機器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はこの発明の第１実施形態の光通信モジュールの側面図である。
【図２】 図２は上記光通信モジュールを光プラグ挿入穴方向から見た図である。
【図３】 図３は上記光通信モジュールの底面図である。
【図４】 図４は上記光通信モジュールの入出力基板の下面側を示す図である。
【図５】 図５は上記光通信モジュールが実装される被実装基板の上面図である。
【図６】 図６は上記被実装基板の側面図である。
【図７】 図７は上記光通信モジュールを被実装基板に実装した状態を示す断面図である。
【図８】 図８は上記光通信モジュールを被実装基板に実装した状態を光プラグ挿入穴方向から見た断面図である。
【図９】 図９はフレキシブル基板により接続した場合における光プラグ挿入穴方向から見た断面図である。
【図１０】 図１０はこの発明の第２実施形態の光通信モジュールの底面図である。
【図１１】 図１１は上記光通信モジュールの入出力基板の裏面図である。
【図１２】 図１２は上記入出力基板の側面図である。
【図１３】 図１３は上記光通信モジュールが実装される被実装基板の上面図である。
【図１４】 図１４は上記光通信モジュールを被実装基板に実装した状態を示す断面図である。
【図１５】 図１５はこの発明の第３実施形態の光通信モジュールを被実装基板に実装した状態を示す断面図である。
【図１６】 図１６は上記光通信モジュールを上側から見た断面図である。
【図１７】 図１７はこの発明の第４実施形態の光通信モジュールの断面図である。
【図１８】 図１８は上記光通信モジュールを被実装基板に実装した状態を示す断面図である。
【図１９】 図１９はこの発明の第５実施形態の光通信モジュールの断面図である。
【図２０】 図２０は上記光通信モジュールを被実装基板に実装した状態を示す断面図である。
【図２１】 図２１は従来の第１の光通信モジュールの斜視図である。
【図２２】 図２２(a)は従来の第２の光通信モジュールの平面図であり、図２２(b)は上記光通信モジュールの側面図である。
【図２３】 図２３は従来の第３の光通信モジュールの斜視図である。
【符号の説明】
１…光通信モジュール、
２…本体、
２a…ホルダ部、
３…シールド板、
４…位置決めピン、
５…挿入穴、
６…入出力基板、
７…ビス止め用穴、
８…電極部、
９…周辺部、
１０…穴部、
１１…穴部、
１２,１３…支持部、
２１…被実装基板、
２２…コネクタ、
２３…接続端子、
２４…コネクタ用接続端子、
２５…ビス穴、
２６…挿入穴、
２７…ハウジング、
３１…ビス、
３２…発光素子、
３４…受光素子、
３６…光学素子、
３７…発光素子用駆動回路、
３８…受光素子用信号処理回路、
３９…発光素子用駆動回路基板、
４０…受光素子用信号処理回路基板、
４１,４２…接続部、
４３…フレキシブル基板、
５１…光通信モジュール、
５２…入出力基板、
５３…コネクタ、
５４…接続端子、
５５…ハウジング、
６１…被実装基板、
６２…電極部、
７１…光通信モジュール、
７２…入出力基板、
７３…被実装基板、
７４…コネクタ、
７５…接続端子、
８１…光通信モジュール、
８２…ビス、
８３…ナット、
８４…本体、
８４a…ホルダ部、
９１…光通信モジュール、
９２…溶着用突起、
９３…溶着部、
９４…本体、
９４a…ホルダ部、
１０１…ケーシング、
１０３…受光素子、
１０４…発光素子、
１０１b,１０１c…光プラグ脱着口、
１０５…フェルールホルダ、
１０５b…受信用フェルールホルダ、
１０５c…送信用フェルールホルダ、
１０７…電気回路基板、
１０８…電気的接続ピン、
２０１…光プラグ、
２０２…ホルダ、
２０３…発光素子、
２０４…受光素子、
２０５…発光素子駆動用集積回路部、
２０６…受光素子信号処理用集積回路部、
２０７…電気回路基板、
２０８…接続端子、
３０１…光コネクタ、
３０２…レセプタクル部、
３０３…光モジュール本体、
３０４…電気端子、
３０５…スタッド部、
３０６…実装ボード、
３０７…固定用穴、
３０８…ランド。
Claims (19)
- 送信信号光を発光する発光素子または受信信号光を受光する受光素子の少なくとも一方を備え、光ファイバを用いて上記送信信号光または上記受信信号光の少なくとも一方による通信を行う光通信モジュールにおいて、
上記光ファイバ端部に設けられた光プラグを着脱可能に保持するホルダ部を有する本体と、
上記本体の下側に配置された外部接続基板と、
上記外部接続基板の下面に設けられ、接触圧により電気的接続が可能な電極部と、
上記本体の下側に設けられ、上記外部接続基板の下面よりも下方に突出する支持部とを備えたことを特徴とする光通信モジュール。 - 送信信号光を発光する発光素子または受信信号光を受光する受光素子の少なくとも一方を備え、光ファイバを用いて上記送信信号光または上記受信信号光の少なくとも一方による通信を行う光通信モジュールにおいて、
上記光ファイバ端部に設けられた光プラグを着脱可能に保持するホルダ部を有する本体と、
上記本体の下側に配置された外部接続基板と、
上記外部接続基板の下面側に設けられ、接触圧により電気的接続が可能な弾性の接続端子を有するコネクタと、
上記本体の下側に設けられ、上記外部接続基板の下面よりも下方に突出する支持部とを備えたことを特徴とする光通信モジュール。 - 請求項１または２に記載の光通信モジュールにおいて、
上記発光素子と上記受光素子の両方を備えており、
上記発光素子を駆動する発光素子用電気回路基板と、
上記受光素子の受信信号を処理する受光素子用電気回路基板とを備え、
上記発光素子用電気回路基板と上記受光素子用電気回路基板を間隔をあけて上記外部接続基板に対して交差する方向に延びるように配置したことを特徴とする光通信モジュール。 - 請求項１または２に記載の光通信モジュールにおいて、
上記発光素子と上記受光素子の両方を備えており、
上記外部接続基板に、上記発光素子を駆動する発光素子用電気回路および上記受光素子の受信信号を処理する受光素子用電気回路を設けたことを特徴とする光通信モジュール。 - 請求項１に記載の光通信モジュールにおいて、
上記電極部は接触圧により電気的接続が可能な弾性の接続端子を有するコネクタを介して被実装基板と電気的接続され、
上記外部接続基板の下面から上記支持部の下端までの深さを上記コネクタのハウジングの高さ以上にすることを特徴とする光通信モジュール。 - 請求項２に記載の光通信モジュールにおいて、
上記外部接続基板の下面から上記支持部の下端までの深さを上記コネクタのハウジングの高さ以上にすることを特徴とする光通信モジュール。 - 請求項１または２に記載の光通信モジュールにおいて、
上記本体の上記ホルダ部側に設けられ、上記本体を被実装基板に固定するための固定手段を備えたことを特徴とする光通信モジュール。 - 請求項１に記載の光通信モジュールにおいて、
上記本体の上記ホルダ部側に設けられ、上記本体を被実装基板に固定するための固定手段を備え、
上記本体の上記ホルダ部の挿入穴と反対の側に位置する上記外部接続基板の領域に上記光プラグの挿入方向に対して略直角方向に沿って上記電極部が複数配列された電極列を少なくとも１つ有することを特徴とする光通信モジュール。 - 請求項２に記載の光通信モジュールにおいて、
上記本体の上記ホルダ部側に設けられ、上記本体を被実装基板に固定するための固定手段を備え、
上記本体の上記ホルダ部の挿入穴と反対の側に位置する上記外部接続基板の領域に上記光プラグの挿入方向に対して略直角方向に沿って上記コネクタの接続端子が複数配列された端子列を少なくとも１つ有することを特徴とする光通信モジュール。 - 請求項７に記載の光通信モジュールにおいて、
上記固定手段は、上記本体の下側に設けられたビス止め用穴であることを特徴とする光通信モジュール。 - 請求項７に記載の光通信モジュールにおいて、
上記固定手段は、上記本体の下側に下方に突出するように設けられたビスであることを特徴とする光通信モジュール。 - 請求項７に記載の光通信モジュールにおいて、
上記固定手段は、上記本体の下側に設けられた溶着用突起であることを特徴とする光通信モジュール。 - 請求項１または２に記載の光通信モジュールにおいて、
上記本体と被実装基板との位置決めをするための位置決め手段を備えたことを特徴とする光通信モジュール。 - 請求項１３に記載の光通信モジュールにおいて、
上記位置決め手段は、上記本体の下側に設けられた位置決めピンであることを特徴とする光通信モジュール。 - 請求項１に記載の光通信モジュールの上記外部接続基板の下面に設けられた電極部と被実装基板上に実装されたコネクタの接続端子とを接触圧により電気的に接続することを特徴とする光通信モジュールの実装方法。
- 請求項２に記載の光通信モジュールの上記外部接続基板の下面側に設けられたコネクタの接続端子と被実装基板上に設けられた電極部とを接触圧により電気的に接続することを特徴とする光通信モジュールの実装方法。
- 請求項１５または１６に記載の実装方法において、
上記光通信モジュールの本体の下側に設けられた固定手段としてのビス止め用穴を用いて、上記光通信モジュールと上記被実装基板とをビス止めにより固定することを特徴とする光通信モジュールの実装方法。 - 請求項１５または１６に記載の実装方法において、
上記光通信モジュールの本体の下側に設けられた固定手段としての溶着用突起を上記被実装基板に溶着することによって、上記光通信モジュールと上記被実装基板とを固定することを特徴とする光通信モジュールの実装方法。 - 請求項１または２に記載の光通信モジュール、または、請求項１５または１６に記載の光通信モジュールの実装方法により実装された光通信モジュールを備えたことを特徴とする電子機器。
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