JP6282816B2

JP6282816B2 - 光モジュール

Info

Publication number: JP6282816B2
Application number: JP2013157413A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　秀樹; 秀樹佐藤; 明桑原; 佳史大平
Original assignee: 日本オクラロ株式会社
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2013-07-30
Publication date: 2018-02-21
Anticipated expiration: 2033-07-30
Also published as: JP2015028513A

Description

本発明は、光モジュールに関し、特にカードエッジを有するプラガブルモジュールである光モジュールに関する。

社会インフラの電気通信においては、従来のメタル線による通信に代わり、より大容量で伝送することのできる光通信がより多く用いられるようになってきている。光通信に用いられる光モジュールは、その内部に光送信器（ＴＯＳＡ：Transmitter Optical Sub-Assembly）及び光受信器（ＲＯＳＡ：Receiver Optical Sub-Assembly）のいずれか、又は両方が内蔵されており、さらにこれらを駆動するための駆動ＩＣ（Integrated Circuit）や制御するための制御ＩＣなどが内蔵されている。駆動ＩＣや制御ＩＣなどは、プリント基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）である制御基板に搭載されており、制御基板は筐体に固定されていることが一般的である。制御基板の筐体への固定方法としては、ネジ止めや押さえ部材を用いている。また、ＴＯＳＡ及びＲＯＳＡはフレキシブル基板を用いて、制御基板と接続されている。

特許文献１は、ＴＯＳＡ／ＲＯＳＡと電気信号の授受を行う回路基板が筐体にネジにより取付けられることについて開示している。

特開２００９−０４９３３３号公報

光モジュールのうち特にプラガブルモジュールはＭＳＡ（Multi-Source Agreement）の規定などでＯＳＡ（Optical Sub-Assembly）の光軸位置や、通信制御機器側との通信を行うためのカードエッジの位置、大きさなどが定められている。これにより、ＯＳＡやカードエッジ部はプラガブルモジュールのモジュールケースに位置決め固定される。その際に、ＯＳＡの熱応力による微小な位置ずれや、カードエッジを用いた挿抜の際の応力の吸収のために、ＯＳＡとカードエッジを有する制御基板との接続にフレキシブル基板を用いることは有効である。しかし、フレキシブル基板は高価であるため、プラガブルモジュールの低価格化のために、より安価な接続方法により接続されることが求められている。

本発明は、上述の事情を鑑みてしたものであり、カードエッジを有する光モジュールにおいて、より安価でかつ耐久性のある光モジュールを提供することを目的とする。

本発明の光モジュールは、筐体と、前記筐体内に配置され、光信号を送信又は／及び受信する光通信部と、前記筐体内に配置され、外部の通信制御機器と接続されるカードエッジ、及び一部を切り欠いた形状の切欠き部を有し、前記光通信部と電気的に接続されて前記送信又は／及び受信を制御する制御基板と、前記筐体と一体的に接続されると共に、前記制御基板の切欠き部において前記制御基板の基板面を貫くように伸びる突出部と、前記突出部と前記制御基板とを固定する接着剤と、を備える光モジュールである。

また、本発明の光モジュールにおいて、前記光通信部と前記制御基板とは、互いに電気的に接続するリードピンにより互いに物理的に固定されていてもよい。

また、本発明の光モジュールにおいて、前記光通信部は、光送信器と光受信器との両方を有し、前記切欠き部は、前記光送信器に対する前記制御基板における接続部分と、前記光受信器に対する前記制御基板における接続部分との間の領域に設けられる穴である第１切欠き部を有していてもよく、更に、前記切欠き部は、前記第１切欠き部より前記カードエッジ側に設けられ、前記領域を挟む前記制御基板を両端部から切り欠いた２つの第２切欠き部を有していてもよい。

また、本発明の光モジュールにおいて、前記突出部は、前記筐体から延びる途中において前記制御基板を載置するテラス部を有していてもよい。

また、本発明の光モジュールにおいて、前記穴である第１切欠き部の直径は、前記突出部の直径より大きくてもよく、この場合に、前記突出部の直径より０．１ｍｍ大きくすることができる。

また、本発明の光モジュールにおいて、前記光モジュールは、前記外部の通信制御機器に対し抜差可能なプラガブルモジュールであってもよい。

本発明によれば、カードエッジを有することにより挿抜可能な光モジュールにおいて、より安価でかつ耐久性のある光モジュールを提供することができる。

光モジュールであるプラガブルモジュール及びプラガブルモジュールが取付けられる外部の通信制御機器について説明するための斜視図である。図１のプラガブルモジュールの内部の詳細構造を示す平面図である。図２のＢ−Ｂ線における断面を示す図である。図２と同様の視野により、上述の実施形態の変形例を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面において、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、光モジュールであるプラガブルモジュール１０及び、プラガブルモジュール１０が取付けられる外部の通信制御機器５０について説明するための斜視図である。プラガブルモジュール１０の外形サイズは、例えば、業界標準規格であるＭＳＡ(Multi Source Agreement)の規格で規定されており、ＳＦＰ+（Small Form Factor Pluggable Plus）の外形サイズにおいては、５７Ｗ×１４Ｄ×１２Ｈ（mm）とプラガブルモジュールのなかでも特に小型である。本実施形態においてはこのようなプラガブルモジュールについて述べるが、本発明はこの外形サイズに限られるものではない。

図１に示されるように、プラガブルモジュール１０は、通信制御機器５０と電気的に接続されるために通信制御機器５０に取り付けられる。通信制御機器５０は、通信制御基板５２を有し、通信制御基板５２には、プラガブルモジュール１０のカードエッジ１４（図２参照）を接続するためのコネクタ５１が配置されている。このコネクタ５１の周囲には、プラガブルモジュール１０を円滑にコネクタ５１に接続するためのガイドであるケージ５３が設けられている。

図２は、図１のプラガブルモジュール１０の内部の詳細構造を示す平面図であり、筐体であるモジュールケース１１の上側部分が外された状態を示す図である。図３は、図２のＢ−Ｂ線における断面を示す図である。これらの図に示されるように、プラガブルモジュール１０は、主に、筐体であるモジュールケース１１と、通信制御機器５０のコネクタ５１に接続するための、ＭＳＡで規定されるカードエッジ１４を有するプリント基板である制御基板１３と、それぞれＴＯＳＡ及びＲＯＳＡであるＯＳＡ１２と、ＯＳＡ１２及び制御基板１３を電気的に接続するとともに、互いに物理的に固定するリードピン１７と、で構成されている。ここでリードピン１７は、導電性があり、かつ剛性のある材料からなるものである。図では１カ所で折り曲げられているが、折り曲げずに取付けるものであってもよいし、複数箇所で折り曲げられて取付けられるものであってもよい。このようなリードピン１７を用いることにより、高価なフレキシブル基板を用いることなく、より安価にプラガブルモジュールを構成することができる。

また、制御基板１３には、ＯＳＡ１２を駆動させるための駆動ＩＣ２２や通信制御機器５０からの制御情報を処理するための制御ＩＣ２３（図３参照）などが搭載されている。小型化のため、比較的部品サイズの大きい駆動ＩＣ２２や制御ＩＣ２３は、本実施形態のように、制御基板１３の表面と裏面の両面を用いて搭載することができる。

制御基板１３は、制御基板１３上における、ＴＯＳＡに接続されるリードピン１７及びＲＯＳＡに接続されるリードピン１７の間の領域である領域Ａに設けられた穴である第１切欠き部１５と、第１切欠き部１５よりカードエッジ１４側で、領域Ａを挟むように制御基板１３の両端に設けられた２つの半円状の切欠きである第２切欠き部１６と、を有している。

また、第１切欠き部１５に対応する位置には、モジュールケース１１の底面から延び、モジュールケース１１と一体的に形成され、制御基板１３の基板面を貫く高さまで伸びる第１突出部１８が形成され、第２切欠き部１６に対応する位置には、モジュールケース１１の側面に沿ってモジュールケース１１の底面から延び、モジュールケース１１と一体的に形成され、制御基板１３の基板面を貫く高さまで伸びる２つの第２突出部１９が形成されている。ここで、第１突出部１８は、第１切欠き部１５の穴に配置されるが、制御基板１３の位置調整が可能なように第１突出部１８の直径は、第１切欠き部１５の穴の直径より小さく、これらの間にはクリアランスが形成されている。第２突出部１９においても、制御基板１３の位置調整が可能なように第２突出部１９と第２切欠き部１６との間にはクリアランスが形成されている。これらのクリアランスは、例えば０．１ｍｍ程度であることが望ましい。

また、モジュールケース１１の底面から延びる第１突出部１８の途中には、制御基板１３を載置するための第１テラス部２０が設けられ、第２突出部の途中にも、制御基板１３を載置するための第２テラス部２１が設けられている。ここで、第１突出部１８及び第２突出部１９は、モジュールケース１１と一体的に形成されていることとしたが、モジュールケース１１と接続されるように設計された別体であってもよい。制御基板１３は、モジュールケース１１に組み込まれ、位置調整の後、第１突出部１８と第１切欠き部１５との間のクリアランス、及び第２突出部１９と第２切欠き部１６との間のクリアランスに接着剤２４（図３参照）を流し込むことにより、モジュールケース１１に強固に固定される。これにより、制御基板１３がモジュールケース１１に強固に固定されるため、フレキシブル基板を用いなくても、カードエッジ１４を用いて通信制御機器５０のコネクタ５１と挿抜が行われた場合であっても、応力がＯＳＡ１２に伝わることがなく、プラガブルモジュール１０を耐久性のあるものとすることができる。また、第１突出部１８及び第２突出部１９の周囲にそれぞれ第１テラス部２０及び第２テラス部２１が設けられることにより、制御基板１３を安定的に載置できると共に、接着材２４の接着対象となるため、制御基板１３とモジュールケース１１とをより強固に固定することができる。なお、図２においては、分かりやすさのために接着材２４の記載を省略している。

上述したように、第１突出部１８及び第１切欠き部１５の間のクリアランスと、第２突出部１９及び第２切欠き部１６の間のクリアランスとがあることにより、部品公差を吸収でき、部品搭載の位置ずれによる微小な位置を調整できる。また、これらのクリアランスに接着材が流れ込こむことで接着面積を増やし、より確実に固定することができる。本実施形態においては、第１突出部１８及び第２突出部１９が、モジュールケース１１に一体的に形成されることとしたが、第１突出部１８及び第２突出部１９はモジュールケース１１とは別体として形成され、組立て時に一体化されるものであってもよい。また、本実施形態では、第１突出部１８及び２つの第２突出部１９の計３つの突出部を用いることとしたが、１つ所以上の突出部を有していればよい。

本実施形態のような小型のプラガブルモジュール１０では、制御基板１３の表面だけでなく、裏面にも部品を搭載することから、モジュールケース１１と制御基板１３の全体を接着剤で固定することは難しい。しかしながら、第１突出部１８及び第１切欠き部１５の間のクリアランス、及び第２突出部１９及び第２切欠き部１６の間のクリアランスを用いることにより、制御基板１３のモジュールケース１１に対する位置決めを行うことができると共に、接着剤２４によりモジュールケース１１に強固に固定することができる。

制御基板１３のモジュールケース１１への固定の仕方としては、他にねじ止めや制御基板１３の両端を挟むようにして固定する押さえ部材を用いることが考えられる。しかしながら、このようなネジを配置するためのスペースは、本実施形態における切欠き部と突出部の組合せにより固定する場合と比較すると大きく、特に小型化されたプラガブルモジュール１０においてネジを用いて固定するスペースを確保することは難しい。また、押さえ部材は高価であるため、低価格化が望まれるプラガブルモジュール１０に採用することは難しい。

したがって、本構造よれば、ねじ止めや押さえ部材を用いずに、サイズを大きくすることなく、安価にかつ強固に基板をケースに固定することができる。このため、フレキシブル基板を用いることなく、制御基板に設けられたカードエッジの挿抜の際の応力を吸収することができ、耐久性のあるプラガブルモジュールを構成することができる。

図４は、図２と同様の視野により、上述の実施形態の変形例を示す平面図である。この変形例においては、第１切欠き部が穴ではなく、端部から延びる切欠きで形成される第１切欠き部３５である点で上述の実施形態と異なっている。このように第１切欠き部が穴ではなく、端部から延びる切欠きであっても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

１０プラガブルモジュール、１１モジュールケース、１２ＯＳＡ、１３制御基板、１４カードエッジ、１５第１切欠き部、１６第２切欠き部、１７リードピン、１８第１突出部、１９第２突出部、２０第１テラス部、２１第２テラス部、２２駆動ＩＣ、２３制御ＩＣ、２４接着剤、３５第１切欠き部、５０通信制御機器、５１コネクタ、５２通信制御基板、５３ケージ。

Claims

筐体と、
前記筐体内に配置され、光信号を送信するとともに送信用リードピンを有する光送信器と、光信号を受信するとともに受信用リードピンを有する光受信器と、を有する、光通信部と、
前記筐体内に配置され、外部の通信制御機器と接続されるカードエッジ、及び一部を切り欠いた形状の切欠き部を有し、前記光通信部と電気的に接続されて送信及び受信を制御する制御基板と、
前記筐体と一体的に接続されると共に、前記制御基板の切欠き部において前記制御基板の基板面を貫くように伸びる突出部と、
前記突出部と前記制御基板とを固定する接着剤と、を備え、前記外部の通信制御機器に対し抜差可能なプラガブルモジュールである、光モジュールであって、
前記光通信部の前記光送信器は、前記制御基板と、互いに電気的に接続する前記送信用リードピンにより互いに物理的に固定されており、
前記光通信部の前記光受信器は、前記制御基板と、互いに電気的に接続する前記受信用リードピンにより互いに物理的に固定されており、
前記切欠き部は、前記制御基板のうち、前記光送信器の前記送信用リードピンと重畳する第１接続部分と、前記光受信器の前記受信用リードピンと重畳する第２接続部分と、の間の領域であって、前記第１接続部分の先端及び前記第２接続部分の先端より前記光通信部側にある領域に、少なくとも一部が含まれる穴である第１切欠き部を有する、ことを特徴とする光モジュール。
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
前記切欠き部は、前記第１切欠き部より前記カードエッジ側に設けられ、前記領域を挟む前記制御基板を両端部から切り欠いた２つの第２切欠き部を更に有する、ことを特徴とする光モジュール。
請求項１又は２に記載の光モジュールにおいて、
前記突出部は、前記筐体から延びる途中において前記制御基板を載置するテラス部を有する、ことを特徴とする光モジュール。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光モジュールにおいて、
前記穴である第１切欠き部の直径は、前記突出部の直径より大きい、ことを特徴とする光モジュール。
請求項４に記載の光モジュールにおいて、
前記穴である第１切欠き部の直径は、前記突出部の直径より０．１ｍｍ大きい、ことを特徴とする光モジュール。