JP4870053B2 - 光モジュール - Google Patents

Description

本発明は、電子部品をシールド部品で覆い回路基板に取り付ける電子部品モジュールに関し、詳しくは、光コネクタやハイブリッドコネクタなどの光モジュール、ピッグテール型の光モジュールに関する。

下記特許文献１に開示されたピッグテール型の光モジュールについて以下、説明をする。図７（ａ）において、ピッグテール型の光モジュール１は、図示しない光コネクタ部と、回路基板２に接続固定される受発光部３と、一端がコネクタ部に接続され他端が受発光部３に接続される中継用の光ファイバ４、４と、この光ファイバ４、４を保持し受発光部３に対して余計な力が加わらないようにするための光ファイバ保持部品５とを備えて構成されている。

図７（ｂ）において、受発光部３は、発光素子を有する発光側ＦＯＴ（Fiber Optic Transceiver ）及び受光素子を有する受光側ＦＯＴ（図中では一つしか図示してないがこれらをＦＯＴ６とする）と、ＦＯＴ６を固定するためのＦＯＴケース７と、ＦＯＴ６及びＦＯＴケース７を覆って電磁ノイズ対策を施すシールドケース８とを備えて構成されている。ＦＯＴ６は、樹脂モールドされたパッケージ部９と、複数のリードフレーム１０とを有している。リードフレーム１０は、特に図示しないが４本あり、横一列に並んだ配置となっている（二つのＦＯＴ６によって、図中では８本横一列に並んでいる）。リードフレーム１０は、各々、回路基板２の接続用の穴に差し込まれて半田付けされ、所望の回路と接続されるようになっている。

ＦＯＴケース７は、ＦＯＴ６のパッケージ部９を固定する固定部１１と、各リードフレーム１０を差し込んで固定するリードフレーム固定部１２とを有している。尚、詳細に図示しないが、ＦＯＴケース７における引用符号１３で示す部分（光ファイバ接続筒部１３）には、光ファイバ４の前記他端が固定されてこの他端がＦＯＴ６の素子に対向するような構造になっている。固定部１１の前面には、凹状の係止部１４が形成されている。リードフレーム固定部１２は、櫛歯状の形状に形成されている。

ＦＯＴ６は、各リードフレーム１０がリードフレーム固定部１２によって固定され、また、ＦＯＴ６は、パッケージ部９の上部及び左右両側が固定部１１の上壁及び側壁、隔壁によって囲まれるような状態で固定されるようになっている。

シールドケース８は、箱状となる形状に形成されている。この箱状となる形状の部分は、上下に開口部を有しており、ＦＯＴ６を固定したＦＯＴケース７を上側開口部から内部に差し込んだ後に蓋部１５で覆うような構造になっている。蓋部１５は、上側開口部の縁部に連成されており、折り曲げを施すと上側開口部を覆うことができるような構造になっている（引用符号１６は蓋部１５の折り曲げ部分を示している。また、引用符号１７は蓋部１５を係止する係止部分を示している）。シールドケース８の内部に差し込まれたＦＯＴケース７は、シールドケース８の小さな板バネ状の係止部１８がＦＯＴケース７の凹状の係止部１４に引っ掛かることにより係止されるようになっている。

前記箱状となる形状の部分には、ピン状の基板接続部１９、２０、２１が形成されている。この基板接続部１９、２０、２１は、下側開口部の縁部に形成されており、ＦＯＴ６の複数のリードフレーム１０と同様、各々、回路基板２に差し込まれて半田付けされ、これにより接続固定されるようになっている。前記箱状となる形状の部分には、ＦＯＴ６のパッケージ部９の背面を押圧してこのＦＯＴ６を保持する押圧部２２、２２が形成されている（一つのみ図示）。
特開２００５−９１４１６号公報

ＦＯＴ６は、シールドケース８で覆われて電磁ノイズ対策が施されているが、ノイズ性能を向上させるため改善の余地があると本願発明者は考えている。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、ノイズ性能の向上を図ることが可能な光モジュールを提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の本発明の光モジュールは、発光素子及び複数のピン状のリードフレームを有する発光側ＦＯＴ（Fiber Optic Transceiver ）、並びに、受光素子及び複数のピン状のリードフレームを有する受光側ＦＯＴを、導電性を有する金属板によって、ハウジングシールド部とＦＯＴシールド部とを構成してなり、前記ＦＯＴシールド部の後壁の下端にグランドピンを有するシールドケースで覆ったときに、前記シールドケースのＦＯＴシールド部に形成されるグランドピンが、前記発光側および受光側のＦＯＴを装着した側から見て前記発光側ＦＯＴおよび受光側ＦＯＴのそれぞれの複数のリードフレームのうちグランドピンとして機能するリードフレームの直前又は直後に位置するように配置形成してなることを特徴としている。

このような特徴を有する本発明によれば、リードフレームのグランドピンとシールドケースのグランドピンとの位置を合わせて磁界の打ち消しを生じさせる。

請求項１に記載された本発明によれば、磁界の打ち消しを生じさせることができる。従って、従来よりもノイズ性能を向上させることができるという効果を奏する。

以下、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の光モジュールの一実施の形態を示す光コネクタの分解斜視図である。また、図２は光コネクタの斜視図、図３はＦＯＴをＦＯＴケースに取り付けた状態を示す図、図４はシールドケースの背面図、図５はＦＯＴのグランドピントシールドケースのグランドピンの位置を示す図、図６はノイズ性能の向上を示すグラフである。

図１及び図２において、引用符号３１はＯＡ、ＦＡ、車載機器等の光通信に用いられる光コネクタ（光モジュール）を示している。光コネクタ３１は、レセプタクルタイプのものであって、コネクタハウジング３２と、一対のスリーブ３３と、一対の導光部材３４と、発光側ＦＯＴ（Fiber Optic Transceiver ）３５と、受光側ＦＯＴ３６と、シールドケース３７とを備えて構成されてる。光コネクタ３１は、後述するが、グランドピンの位置に特徴を持たせることによって、従来よりもノイズ性能を向上させることができるようになっている。以下、図１ないし図５を参照しながら上記各構成部材について説明し、この後にノイズ性能の向上に関して説明する。

図１ないし図３において、コネクタハウジング３２は、絶縁性を有する合成樹脂材料により成形される箱状の部材であって、コネクタ嵌合部３８とＦＯＴ収容部３９とを有している。コネクタ嵌合部３８は、プラグタイプの光コネクタ（図示省略）が差し込まれると、これを嵌合することができるように形成されている。コネクタ嵌合部３８は、コネクタハウジング３２の前面側に配置形成されている。コネクタ嵌合部３８には、上記プラグタイプの光コネクタ（図示省略）が差し込まれる嵌合空間４０が形成されている。

コネクタ嵌合部３８とＦＯＴ収容部３９との間には、隔壁が形成されている。この隔壁には、一対の段付き貫通孔４１が形成されている。一対の段付き貫通孔４１は、プラグタイプの光コネクタ（図示省略）に装着される一対のフェルール（図示省略）の配置に合わせて貫通形成されている。

コネクタハウジング３２の下壁４２には、回路基板（図示省略）に対して実装する際に用いられる位置決め突起４３が二つ形成されている。

ＦＯＴ収容部３９は、コネクタハウジング３２の後面側に配置形成されている。ＦＯＴ収容部３９は、この上壁４４がコネクタ嵌合部３８の上壁４５よりも下がった状態に形成されている。ＦＯＴ収容部３９には、この内部に発光側ＦＯＴ３５及び受光側ＦＯＴ３６を収容するための一対のＦＯＴ収容室４６、４７が形成されている。ＦＯＴ収容室４６、４７は、発光側ＦＯＴ３５及び受光側ＦＯＴ３６を横に並べた状態に配置して収容することができるように形成されている。

各ＦＯＴ収容室４６、４７には、それぞれ段付き貫通孔４１が連成されている。各ＦＯＴ収容室４６、４７と嵌合空間４０は、段付き貫通孔４１を介して連通するように形成されている。このような各ＦＯＴ収容室４６、４７には、ＦＯＴ固定突起４８とＦＯＴ支持突起４９とが複数形成されている。また、各ＦＯＴ収容室４６、４７には、リードフレーム導出口５０も複数形成されている。

ＦＯＴ収容室４６、４７の間には、ＦＯＴ隔壁５１が形成されている。ＦＯＴ隔壁５１は、クロストークを防止するための壁であって、各ＦＯＴ収容室４６、４７に収容された発光側ＦＯＴ３５、受光側ＦＯＴ３６の間を横切って突出するように形成されている。

図１において、スリーブ３３は、金属製の円筒であって、この一端にはストッパとして機能するフランジ５２が形成されている。スリーブ３３の本体は、コネクタハウジング３２の段付き貫通孔４１（図３参照）に差し込まれるように形成されている。スリーブ３３は、コネクタハウジング３２の各ＦＯＴ収容室４６、４７側から段付き貫通孔４１に差し込まれるようになっている。段付き貫通孔４１に差し込まれたスリーブ３３は、この他端側から中間までがコネクタハウジング３２の嵌合空間４０内に突出するようになっている。

図１において、導光部材３４は、光透過性を有する透明な合成樹脂材料により成形されている。導光部材３４は、内部に主導光部が形成された差込保持部５３を有している。主導光部は、この一端が凸レンズ機能を有するように形成されている。また、主導光部は、一端から他端に向けて次第に直径が縮径するような、いわゆる円錐台形状に形成されている。発光側ＦＯＴ３５に対して用いられる導光部材３４は、主導光部によって、発光側ＦＯＴ３５からの光がフェルール（図示省略）の端部に集光するようになっている。一方、受光側ＦＯＴ３６に対して用いられる導光部材３４は、主導光部によって、上記フェルール（図示省略）の端部からの光が受光側ＦＯＴ３６に集光するようになっている。

差込保持部５３は、主導光部を取り巻くような略筒状に形成されている。差込保持部５３は、スリーブ３３に差し込まれるように形成されている。差込保持部５３の中間には、ストッパとして機能するフランジ５４が形成されている。フランジ５４は、コネクタハウジング３２の段付き貫通孔４１（図３参照）の段部に当接するように形成されている。

図１及び図３において、発光側ＦＯＴ３５は、回路基板（図示省略）の回路に電気的に接続される複数のリードフレーム５５と、発光素子（光素子であり例えばＬＤやＬＥＤ。図示省略）と、樹脂モールドしてなるパッケージ部５６とを有している。発光素子は、複数のリードフレーム５５のうちの一つにマウントされている。発光素子と残りのリードフレーム５５は、電気的に接続されている。一番外側（図３の場合、一番右側）のリードフレーム５５には、固定用穴５７が複数形成されている。

パッケージ部５６は、光透過性の合成樹脂材料を用いて成形されている。パッケージ部５６は、発光素子と電気的な接続部分とを保護する機能を有している。このようなパッケージ部５６には、発光素子を臨む窓５８が形成されている。

発光側ＦＯＴ３５は、ＦＯＴ収容室４６に収容されると、固定用穴５７にＦＯＴ固定突起４８が圧入されてＦＯＴ収容室４６からの脱落が阻止されるようになっている。また、発光側ＦＯＴ３５は、窓５８に導光部材３４が差し込まれると、発光素子と導光部材３４の主導光部とが対向するようになっている。

受光側ＦＯＴ３６は、回路基板（図示省略）の回路に電気的に接続される複数のリードフレーム５５と、受光素子（光素子であり例えばＰＤ。図示省略）と、樹脂モールドしてなるパッケージ部５６とを有している。受光素子は、複数のリードフレーム５５のうちの一つにマウントされている。受光素子と残りのリードフレーム５５は、電気的に接続されている。一番外側（図３の場合、一番左側）のリードフレーム５５には、固定用穴５７が複数形成されている。発光素子と電気的な接続部分は、パッケージ部５６によって保護されている。

受光側ＦＯＴ３６は、ＦＯＴ収容室４７に収容されると、固定用穴５７にＦＯＴ固定突起４８が圧入されてＦＯＴ収容室４７からの脱落が阻止されるようになっている。また、受光側ＦＯＴ３６は、窓５８に導光部材３４が差し込まれると、受光素子と導光部材３４の主導光部とが対向するようになっている。

図３において、発光側ＦＯＴ３５及び受光側ＦＯＴ３６の複数のリードフレーム５５に関し、引用符号５５ａは信号端子ピンとして機能するリードフレーム、５５ｂはグランドピンとして機能するリードフレームを指しているものとする。信号端子ピンとして機能するリードフレーム５５ａは三本、グランドピンとして機能するリードフレーム５５ｂは一本である。ここでは、発光側ＦＯＴ３５のグランドピンとして機能するリードフレーム５５ｂは、右から二番目に配置されているものとする。また、受光側ＦＯＴ３６のグランドピンとして機能するリードフレーム５５ｂは、左から三番目に配置されているものとする（一例であるものとする）。

図１ないし図４において、シールドケース３７は、導電性を有する金属薄板をプレス加工することにより形成されている。シールドケース３７は、ハウジングシールド部５９とＦＯＴシールド部６０とを有している。ハウジングシールド部５９とＦＯＴシールド部６０は、一体に形成されている。ハウジングシールド部５９は、コネクタハウジング３２のコネクタ嵌合部３８を覆って、このコネクタ嵌合部３８に電磁ノイズ対策を施すことができるように形成されている。

ハウジングシールド部５９の両側壁６１には、弾性係止片６２とグランドピン６３とが形成されている。弾性係止片６２は、シールドケース３７を固定するために形成されている。グランドピン６３は、回路基板（図示省略）の固定穴に差し込まれてアースをするために形成されている。

ＦＯＴシールド部６０は、ＦＯＴ収容室４６、４７に収容された発光側ＦＯＴ３５、受光側ＦＯＴ３６を覆って、これらに電磁ノイズ対策を施すことができるように形成されている。ＦＯＴシールド部６０は、上壁６４と両側壁６５と後壁６６とを有している。上壁６４は、平坦に形成されている。側壁６５には、ハウジングシールド部５９と同様の弾性係止片６７及びグランドピン６８が形成されている。後壁６６は、発光側ＦＯＴ３５及び受光側ＦＯＴ３６の背面に対向する壁であって、ＦＯＴ隔壁５１の先端が差し込まれる一対の凸部６９と、発光側ＦＯＴ５及び受光側ＦＯＴ６の背面を押圧するための一対のＦＯＴ押さえバネ７０とが形成されている。

このような後壁６６の下端には、二つのグランドピン７１が突出するように形成されている。後壁６６の二つのグランドピン７１は、それぞれ回路基板（図示省略）の固定穴に差し込まれてアースをするために形成されている。

図５において、後壁６６の二つのグランドピン７１は、発光側ＦＯＴ３５のグランドピンとして機能するリードフレーム５５ｂの位置に合わせて配置形成されている。また、受光側ＦＯＴ３６のグランドピンとして機能するリードフレーム５５ｂの位置に合わせて配置形成されている。グランドピン７１は、それぞれリードフレーム５５ｂの直後（真後ろ）に位置するように配置形成されている。グランドピン７１は、リードフレーム５５ｂよりも若干幅広に形成されている。

上記構成において、所定の順序で組み立てられた光コネクタ３１が回路基板（図示省略）に固定され、さらに、電気的に接続されると、発光側ＦＯＴ３５のグランドピンとして機能するリードフレーム５５ｂの直後、及び、受光側ＦＯＴ３６のグランドピンとして機能するリードフレーム５５ｂの直後に、シールドケース３７のＦＯＴシールド部６０に形成されたグランドピン７１がそれぞれ位置する。

本発明は、発光側ＦＯＴ３５及び受光側ＦＯＴ３６のグランドピンとして機能するリードフレーム５５ｂと、シールドケース３７のグランドピン７１との位置を合わせることにより、磁界の打ち消しを生じさせている。

図６において、（ａ）は本発明に係るグラフ、（ｂ）はグランドピンの位置が合わずに信号端子側にずれた時のグラフであり、この図６からも分かるように、本発明は従来よりもノイズ性能を向上させることができる。

本発明に関し、磁界を打ち消す作用について以下に簡単に原理を説明する。

電気が導体に流れると、必ず、流れる向きに対して右回りに電界が発生する。平行に並べられた導体に同じ向きに電気が流れると、電界は互いに打ち消し合う特性を持つ。ＧＮＤ間、すなわちグランドピン間（リードフレーム５５ｂとグランドピン７１との間）の電界がなくなれば電磁波も出なくなる。従って、ノイズ低減となる。

リードフレーム５５ｂとグランドピン７１は、図５に示す如く、完全にラップさせる配置が好ましい形態であるものとする（完全ラップに限定するものではない。例えばグランドピン７１を左右方向に若干ずらして配置するようにしても多少の効果はある）。

尚、信号端子ピンとして機能するリードフレーム５５ａと、グランドピン７１との間は、電位が異なるために、アンテナとなってしまうことが懸念される。本形態では、グランドピン７１の位置を離すように後方にずらすことでアンテナ効果を薄れさせている。従って、電磁波の発生が少なくなるようになっている。

本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。

上記説明はレセプタクルタイプの光コネクタ３１を例に挙げたが、ピッグテール型の光モジュールに本発明を適用する場合、上記説明と同様に、ＦＯＴのグランドピンとして機能するリードフレームの直後にシールドケースのグランドピンを位置させるのは勿論のこと、ＦＯＴのリードフレームの直前にシールドケースのグランドピンを位置させても良いものとする。

本発明の光モジュールの一実施の形態を示す光コネクタの分解斜視図である。 光コネクタの斜視図である。 ＦＯＴをＦＯＴケースに取り付けた状態を示す図である。 シールドケースの背面図である。 ＦＯＴのグランドピントシールドケースのグランドピンの位置を示す図である。 ノイズ性能の向上を示すグラフであり、（ａ）は本発明に係るグラフ、（ｂ）はグランドピンの位置が合わずに信号端子側にずれた時のグラフである。 従来例の光モジュールの図であり、（ａ）は受発光部の斜視図、（ｂ）は受発光部の断面図である。

符号の説明

３１ 光コネクタ（光モジュール）
３２ コネクタハウジング
３３ スリーブ
３４ 導光部材
３５ 発光側ＦＯＴ
３６ 受光側ＦＯＴ
３７ シールドケース
３８ コネクタ嵌合部
３９ ＦＯＴ収容部
４０ 嵌合空間
４１ 段付き貫通孔
４３ 位置決め突起
４６、４７ ＦＯＴ収容室
４８ ＦＯＴ固定突起
４９ ＦＯＴ支持突起
５０ リードフレーム導出口
５１ ＦＯＴ隔壁
５３ 差込保持部
５５ リードフレーム
５５ａ 信号端子ピンとして機能するリードフレーム
５５ｂ グランドピンとして機能するリードフレーム
５６ パッケージ部
５９ ハウジングシールド部
６０ ＦＯＴシールド部
６６ 後壁
６９ 凸部
７０ ＦＯＴ押さえバネ
７１ グランドピン

Claims (1)

1. 発光素子及び複数のピン状のリードフレームを有する発光側ＦＯＴ（Fiber Optic Transceiver ）、並びに、受光素子及び複数のピン状のリードフレームを有する受光側ＦＯＴを、導電性を有する金属板によって、ハウジングシールド部とＦＯＴシールド部とを構成してなり、前記ＦＯＴシールド部の後壁の下端にグランドピンを有するシールドケースで覆ったときに、前記シールドケースのＦＯＴシールド部に形成されるグランドピンが、前記発光側および受光側のＦＯＴを装着した側から見て前記発光側ＦＯＴおよび受光側ＦＯＴのそれぞれの複数のリードフレームのうちグランドピンとして機能するリードフレームの直前又は直後に位置するように配置形成してなる
   ことを特徴とする光モジュール。

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