JPWO2009128413A1 - 光モジュール取付ユニット及び光モジュール - Google Patents

Abstract

電気基板に光モジュールを実装する際に有用で、特に、高速・高密度な信号伝送を実現する光インターコネクションにおいて有用な技術を提供する。光モジュール取付ユニットを用いて、光モジュールを電気基板に実装する。光モジュール取付ユニットは、電気基板と光モジュールを電気的に接続する電気接続部と光モジュールを収容する収容部とを備えたモジュール収容体、電気接続部に光モジュールの電気接続端子が接触した状態を保持するための固定手段（押さえ部材）、を備えて構成される。そして、光モジュールを収容部に収容し、固定手段により着脱自在に固定するとともに、光モジュールを固定した状態において光導波路と光素子との光結合が可能となっている。

Description

本発明は、光モジュール取付ユニット及び光モジュールに関し、特に、光モジュールを電気基板に実装する際に有用な技術に関する。

近年、スーパーコンピュータ等のハイエンドなシステム装置においては、複数ＣＰＵの並列動作により情報通信の大容量化・高速化を実現する傾向にあり、システム装置内のボード間及び装置間における大容量、高速、高密度な信号伝送が要求されている。
そして、電気伝送方式は伝送速度や伝送損失等の観点から限界を迎えつつあるため、光伝送を利用した光インターコネクション方式による信号伝送が実用化されている。光インターコネクション方式は、電気伝送方式に比較して遙かに広帯域な信号伝送を行うことが可能であるとともに、小型かつ低消費電力の光モジュールを使用した信号伝送システムを構築できるという利点がある。

光インターコネクション方式においては、発光素子を備える光モジュールが電気基板に実装され、例えば、電気基板から入力された電気信号がこの光モジュールにより光信号に変換されて、光ファイバ等の光導波路に出力される。
ここで、光モジュールに用いられる発光素子としては、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：垂直共振器面発光レーザ）等がある。

このような光モジュールは、一般に、半田付けや導電性接着剤接続により電気基板にボンディング固定されている。
また例えば、光モジュールを電気基板に実装する技術として、非特許文献１に記載の技術が提案されている。非特許文献１に記載の技術は、ＭＥＧ−Ａｒｒａｙ（登録商標）と呼ばれる高密度コネクタを光モジュール本体及び電気基板の両方に設け、コネクタを嵌合させることにより実装するものである。この場合、光モジュールとコネクタの間、コネクタと電気基板の間が半田付けにより接着される。

SNAP12 MSA Revision 1.1 May 15, 2002 (http://www.physik.unizh.ch/~avollhar/snap12msa_051502.pdf)

上述したように、従来は、光モジュールを電気基板にボンディング固定により実装しているため、光モジュールは電気基板に対して着脱不能となっている。このように、光モジュールの実装は非交換を前提としているため、光モジュール又は光モジュールを実装した電気基板には長期間の信頼性を保証することが要求されている。
しかしながら、光モジュールに極めて高い信頼性を要求すると、光モジュールの生産における歩留まりが著しく低下することとなり、コスト低減が困難になる。

また、光インターコネクションのように高速・高密度の信号伝送を実現する場合、ＣＰＵ周辺の同一電気基板に複数の光モジュールが高密度で実装されることとなるが、一つの光モジュールにボンディング不良や故障が生じると、この光モジュールが実装された電気基板ごと交換することとなる。
また、電気基板の仕様が変更される場合や、グレードアップした光モジュールを使用したい場合も同様に、光モジュールが実装された電気基板ごと交換することとなる。
このように、従来の光モジュールの実装技術では、正常な光モジュールや電気基板等のモジュール資産を有効利用できないため、損害が大きくなる。

また、非特許文献１に記載の技術を利用した場合、光モジュールは電気基板に対して着脱可能となるので、従来程高い信頼性は必要ないかもしれない。しかしながら、光モジュールに半田付けによりコネクタを接着するため、半田付け工程において光モジュールが熱による悪影響を受ける虞がある。したがって、半田付け工程後の光モジュールの信頼性を保証しようとすると、やはり生産歩留まりが低下することとなり、コスト低減が困難になる。
さらに、非特許文献１に記載の技術では、ＭＥＧ−Ａｒｒａｙコネクタを嵌合することにより電気基板に光モジュールを実装するため、コネクタ部における線路長を短くすることは困難であり（例えば、コネクタ嵌合ピン長は３ｍｍ程度、実装のためのＢＧＡ半田ボールを含めると４ｍｍ程度となる）、伝送損失やクロストーク等の特性を悪化させる要因となる虞がある。また、所定高さのコネクタ部を有するため、光モジュールの小型化を図る上でも不利である。

本発明は、光モジュールが故障したとき等に柔軟に対応すべく、電気基板に光モジュールを実装する際に有用で、特に、高速・高密度な信号伝送を実現する光インターコネクションにおいて有用な技術を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するためになされたもので、
光導波路と光結合する光素子を備えた光モジュールを、電気基板に実装するための光モジュール取付ユニットであって、
前記電気基板と前記光モジュールを電気的に接続する電気接続部と、前記光モジュールを収容する収容部と、を備え、前記電気基板の電気接続端子と前記電気接続部が接続されように前記電気基板に取り付けられるモジュール収容体と、
前記モジュール収容体において、前記電気接続部に前記光モジュールの電気接続端子が接触した状態を保持するための固定手段と、
を備えて構成され、
前記光モジュールを前記収容部に収容し、前記固定手段により着脱自在に固定するとともに、前記光モジュールを固定した状態において前記光導波路と前記光素子との光接合が可能となっていることを特徴とする。

好ましくは、前記モジュール収容体は、前記電気基板に着脱可能に取り付けられることを特徴とする。

好ましくは、前記モジュール収容体は、上面が開放された箱状に形成され、
前記収容部は、底壁及び側壁により形成される空間であり、
前記電気接続部は、前記底壁下面に配置される前記電気基板の電気接続端子と、前記底壁上面に配置される前記光モジュールの前記電気接続端子とを、前記底壁を介して電気的に接続することを特徴とする。

好ましくは、前記収容部は、前記光モジュールを収容位置に案内する案内部を有することを特徴とする。

好ましくは、前記固定手段は、前記モジュール収容体の上面に取り付けられる蓋状の押さえ部材であり、
前記押さえ部材は、前記光モジュールの表面を前記電気基板側に押圧することを特徴とする。

好ましくは、前記押さえ部材は、一部に開口を有することを特徴とする。

好ましくは、前記押さえ部材は、前記光導波路を備えるとともに直角に光路を変換可能な光コネクタを、当該押さえ部材を介して前記光モジュールに装着可能で、前記光コネクタを前記光モジュールに装着したときに、当該押さえ部材の上面と前記光コネクタの上面が略同一面となるように形成されていることを特徴とする。

好ましくは、前記押さえ部材は、熱伝導率が前記光モジュールの筐体部材と同等以上の材料で形成されることを特徴とする。

好ましくは、前記押さえ部材は、放熱手段を載置可能な平面部を有することを特徴とする。

好ましくは、前記電気接続部は、前記底壁の上面から突出し、前記光モジュールの電気接続端子に接触する複数の第１コンタクト部と、該第１コンタクト部に対応して設けられ前記底壁の下面から突出し、前記電気基板の電気接続端子に接触する複数の第２コンタクト部が電気的に接続されてなり、
前記第１コンタクト部と前記第２コンタクト部の間に、前記固定手段により前記光モジュールが前記電気基板側に押圧されたときに、前記光モジュール及び前記モジュール収容体を前記電気基板から離間する方向に付勢する付勢手段を有することを特徴とする。

好ましくは、前記複数の第１コンタクト部及び前記複数の第２コンタクト部は、前記押さえ部材により前記光モジュールが前記電気基板側に押圧されたときに、押圧力が均一に分散されるように配置されることを特徴とする。

好ましくは、前記光モジュールを複数台装着可能であることを特徴とする。

また、本発明に係る光モジュールは、前記光モジュール取付ユニットに光モジュールを装着されてなることを特徴とする。

本発明によれば、光モジュールを電気基板に対して着脱自在に実装できるので、モジュール資産を有効に利用できる。また、光モジュールは過度な信頼性を保証する必要はなく、半田付けにより悪影響を受けることもなく一定の信頼性を確保できるので、生産歩留まりが向上し、コストを低減することができる。

本実施形態に係る光モジュールの実装状態を示す外観斜視図である。 図１におけるＡ−Ａ断面図である。 図１の分解斜視図である。 電気基板５の外観斜視図である。 光モジュール３の実装過程の一例を示す説明図である。 光モジュール３の実装過程の一例を示す説明図である。 光モジュール３の実装過程の一例を示す説明図である。 光モジュール３の実装過程の一例を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態では、コンピュータ等のシステム装置の電気基板（ボード）間において光インターコネクションを実現する際に、本発明に係る光モジュール取付ユニットを使用して、電気基板に光モジュールを実装する場合について説明する。この場合、システム装置の小型化には、電気基板に対して垂直方向の空間は小さい方が望ましいため、光モジュールに光接続される光導波路は、電気基板に対して平行に配線されるようにしている。

図１は本実施形態に係る光モジュールの実装状態を示す外観斜視図、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図、図３は図１の分解斜視図である。また、図４は、電気基板５の外観斜視図である。
図１〜３に示すように、本実施形態の光モジュール取付ユニット１００は、ソケット１と押さえ部材２とで構成されており、この光モジュール取付ユニット１００の内部（ソケット１の収容部１４）に光モジュール３が収容されている。
そして、光モジュール３を収容した光モジュール取付ユニット１００が電気基板５に取り付けられることにより、光モジュール３は電気基板５に実装される。また、光モジュール３に立設されたガイドピン６に光コネクタ４が装着されることにより、光モジュール３の光素子３２と光コネクタ４の光ファイバリボン４１は光結合可能となる。

すなわち、光モジュール取付ユニット１００は、電気基板５に光モジュール３を実装するための機能を有するとともに、光モジュール３に光コネクタ４を装着するためのレセプタクルとしての機能を有する。

以下の説明において、電気基板５から入力される電気信号に基づいて、光モジュール３から光コネクタ４に向けて光が出射される、すなわち、光モジュール３は発光素子を備えるものとする。なお、光モジュール４が受光素子を備える場合でも、光モジュール３の実装状態は本実施形態と同様のものとなる。

光モジュール３は、モジュール基板３４に、発光素子３２と、発光素子３２を駆動するドライバＩＣ３３が平面実装され、ケースカバー３５で被覆保護されて構成されている。光モジュール３は、例えば、１０Ｇｂｐｓ×１２ｃｈの高速マルチチャンネルの信号伝送を実現可能な特性を有している。

モジュール基板３４の裏面には、後述するソケット１の電気接続部１３（第１コンタクトピン１３ａ）に対向して電気接続端子（図示略）が設けられている。この電気接続端子は、例えば、微細な平板電極を格子状に配設したＬＧＡ（Land Grid Array）で構成される。

発光素子３２は、例えば、複数のＶＣＳＥＬ（例えば、１２個）が列設されてなり、それぞれのＶＣＳＥＬはドライバＩＣ３３と所定の配線パターンにより電気的に接続されている。
電気接続端子を介してドライバＩＣ３３に電気信号が入力されると、ドライバＩＣ３３から駆動信号（電気信号）が出力され、発光素子３２はこの駆動信号に基づいて発光する。このとき、光の出射方向は電気基板５に対して垂直な方向となる。

発光素子３２の光出射端側（図では上側）には、発光素子３２と対向する光導波路（光ファイバ）３６が挿通されたフェルール３１が配設されており、発光素子３２の光出射面と光導波路３６は突き合わせ（バットジョイント）により光結合する。
ケースカバー３５のフェルール３１に対応する領域には開口部３５ａが形成され、フェルール３１の光出射面はこの開口部３５ａから外部に露出される。また、フェルール３１の光出射面には、ガイドピン６を立設するガイドピン孔３１ａ，３１ａが形成されている。

電気基板５は、光モジュール３を動作させるのに必要な高速伝送、クロストーク良好な特性を有している。電気基板５の裏面には所定の配線パターン（図示略）が形成されており、表面には前記配線パターンに電気的に接続された電気接続端子５１が形成されている（図４参照）。この電気接続端子５１は、例えば、微細な平板電極を格子状に配設したＬＧＡで構成される。図４には、電気基板５に、１１×１１のフルグリッドで電気接続端子５１を形成した場合について示している。ただし、電気接続端子５１のすべてが、配線パターンに接続されているわけではない。

電気接続端子５１の四隅近傍には、ソケット１を固定するためのネジを挿通する貫通孔５２が形成されている。また、電気接続端子５１の対角二隅の近傍には、ソケット１の取付位置を合わせるための位置決めピン孔５３が形成されている。
なお、貫通孔５２の周縁には、電気基板５のメタルランドパターン５４が形成されており、電気接続端子５１のランドパターンと同じ高さとなっている。これにより、後述するソケット１のコンタクトピンの長さを短くできるので、インダクタンスを小さくでき、高周波動作特性には好ましい。

光コネクタ４は、光ファイバリボン４１が光導波路取付部品４３に収納された状態で、フェルール４２に取り付けられて構成される。光導波路取付部品４３は、例えば、接着剤によりフェルール４２に固着される。
本実施形態では、図２に示すように、光ファイバリボン４１として、曲げ部４１ａを有する９０度曲げファイバを利用している。なお、９０度曲げファイバではなく、反射ミラーを用いて、光モジュール３から出射された光の光路を直角に変換し、電気基板５と平行に配設された光ファイバリボン４１に光を導く構造としてもよい。

光ファイバリボン４１は、例えば、１２本の光導波路（光ファイバ）が平行に並べられて被覆材により被覆されることにより一本の光ファイバリボンとされている。また、光ファイバリボン４１の一端（光モジュール３に装着される側）は、先端部分の被覆材が除去され、光導波路が露出している。
光導波路取付部品４３に光ファイバリボン４１を収納することで、光ファイバリボン４１が保護されるとともに、光ファイバリボン４１の曲げ角度（９０度）が保持される。

フェルール４２には、ガイドピン６を挿嵌するためのガイドピン孔４２ａ，４２ａが形成されている。光モジュール３のフェルール３１に立設されたガイドピン６、６に、フェルール４２のガイドピン孔４２ａ，４２ａを挿嵌することにより、光モジュール３と光コネクタ４とが位置合わせされた状態で固定される。

ソケット１は、底壁１１と底壁１１の周縁に載設される矩形枠状の側壁１２で構成され、全体として上面が開放された箱状体をなす。そして、底壁１１と側壁１２により形成された空間が、光モジュール３を収容する収容部１４となる。

底壁１１は、その内部に電気接続部１３を配設するための空間を有している。なお、本実施形態では、電気接続部１３の配設を容易にするために、上板１１ａと下板１１ｂがラミネートにより接合されて底板１１を構成するようにしている。また、前記空間は外部と連通しており、この空間に配設される電気接続部１３の一端は上板１１ａから上方に突出し、他端は下板１１ｂから下方に突出する。

なお、側壁１２と上板１１ａは一体的に形成することもできる。すなわち、ソケット１は、箱状体に形成された側壁１２を下板１１ｂに載置した構造とすることができる。

電気接続部１３は、電気基板５と同様に、光モジュール３を動作させるのに必要な高速伝送、クロストーク良好な特性を有している。そして、電気接続部１３は、下板１１ｂの下面に配置される電気基板５の電気接続端子５１と、上板１１ａの上面に配置される光モジュール３の電気接続端子（図示略）とを、電気的に接続する。

具体的には、電気接続部１３は、上板１１ａの上面から突出する第１コンタクトピン１３ａと、下板１１ｂの下面から突出する第２コンタクトピン（図示略）が、付勢部材（図示略）で接続されて構成されている。例えば、第１コンタクトピン１３ａ、第２コンタクトピン、付勢部材を一体的に形成したものを利用できる。図２に示す状態では、付勢部材は、光モジュール３及びソケット１を電気基板５から離間する方向に付勢する。

ここで、付勢部材は、光モジュール３の電気接続端子面や電気基板面の高さバラツキを吸収できるようなストローク幅を持つバネ状の弾性体とするのが望ましい。また、電気接続部１３の長さ（第１コンタクトピン１３ａ＋第２コンタクトピン＋付勢部材）は、伝送特性を向上するために極力短いものとするのが望ましい。

電気接続部１３は上述した構成を有するので、例えば、ソケット１が一定圧以上で上方から押圧されると、付勢部材のバネ特性に従い、電気基板５の電気接続端子５１と第２コンタクトピンの接触抵抗を小さな値で保持することができる。また、ソケット１に収容された光モジュール３が一定圧以上で上方から押圧されたときも同様に、光モジュールの電気接続端子（図示略）と第１コンタクトピン１３ａの接触抵抗を小さな値で保持することができる。
また、ＭＥＧ−Ａｒｒａｙコネクタを使用した場合の線路長（例えば、３〜４ｍｍ程度）に比較して、電気接続部１３の線路長を短くできる（例えば、１．２ｍｍ以下）。
したがって、ソケット１の電気接続部１３により、伝送損失やクロストークを低減でき、特性改善を図ることができる。

なお、電気接続部１３は、後述する押さえ部材２で光モジュール３が押圧されたときに、ソケット１の底壁１１に均等に押圧力が印加されるような配置（例えば、左右対称な配置）とするのが望ましい。この場合、電気基板５において、フルグリッドで形成された電気接続端子５１のうち、電気接続部１３に対応する電気接続端子５１が、配線パターンに接続されるようにする。

ソケット１の側壁１２は、光モジュール３のモジュール基板３４の大きさとほぼ同じ大きさの開口部１２ａを有し、側壁１２の内壁には段部（案内部）１２ｂが形成されている。望ましくは、底壁１１と側壁１２で形成される収容部１４は、光モジュール３の外形形状と合致する形状とする。この側壁１２に形成された段部１２ｂにより光モジュール３は収容部１４の収容位置に案内されるので、位置合わせが容易となる。そして、光モジュール３をソケット１に載置し押圧すると、モジュール基板３４が底壁１１に圧接され、ケースカバー３５が段部１２ｂに圧接される。
これにより、光モジュール３はソケット１に嵌合された状態で載置されることとなるので、安定した固定状態を容易に保持することができる。

また、底壁１１及び側壁１２の四隅には、押さえ部材２をネジで締着するためのネジ孔１７が形成されるとともに、このネジ孔１７に近接し電気基板５の貫通孔５２に対向する位置に、ソケット１を電気基板５にネジで締着するためのネジ孔１５が形成されている。また、底壁１１（下板１１ｂ）の裏面の対角二隅には、電気基板５の位置決めピン孔５３に係合する位置決めピン（図示略）が設けられている。

押さえ部材２は、ソケット１の上面に取り付けられる蓋状部材であり、光モジュール３のフェルール３１に対向する位置に開口部２１が形成されている。すなわち、この開口部２１は、光モジュール３から出射された光を外部に導いて取り出すための光取り出し部となる。

押さえ部材２の少なくとも光モジュール３との接触面は、熱伝導率が光モジュール３のケースカバー（筐体部材）３５と同等以上の材質で構成される。例えば、導電率が２３８Ｗ／ｍＫのＡｌ、３９３Ｗ／ｍＫのＣｕ、１５０〜２００Ｗ／ｍＫのＡｌ−ＳｉＣを利用できる。なお、Ａｉ−ＳｉＣの導電率については、３０Ａｌ−７０Ｓｉｃのときに１５０Ｗ／ｍＫで、４０Ａｌ−６０ＳｉＣのときに２００Ｗ／ｍＫである。また、熱伝導性フィラが混入されている、０．４Ｗ／ｍＫ以上の樹脂材料を用いるようにしてもよい。これにより、光モジュール３で生じた熱を外部に効率よく放出することができる。
また、押さえ部材２の上面は平面部２２とされ、放熱手段（ヒートシンク）を載置可能となっている。これにより、光モジュール３で生じた熱を、さらに効率よく外部に放出することができる。
なお、押さえ部材２の平面部２２にヒートシンクを載置する代わりに、押さえ部材２の上面を放熱構造（例えば、フィン構造）とすることで、押さえ部材２自身がヒートシンクとなるようにしてもよい。

また、押さえ部材２には、開口部２１から光ファイバリボン４１の配設方向にわたって上面から一段凹んで形成された、光コネクタ４のフェルール４２を収容するための光コネクタ収容部２４が形成されている。このコネクタ収容部２４の高さ（上面からの段差）は、光モジュール３に光コネクタ４を装着したときに、光コネクタ４の上面（フェルール４２の上面）と、押さえ部材２の上面が略同一面となるように設計される。
これにより、光コネクタ４を光モジュール３に装着したときに、電気基板５に対して垂直方向に光コネクタ４が突出するのを回避できるので、システム装置の小型化に有効である。

また、押さえ部材２の四隅には、押さえ部材２をソケット１にネジで締着するための貫通孔２３が形成されている。なお、押さえ部材２は、光モジュール３に装着された光コネクタ４を固定する機構（例えば、押さえバネ等）を備えるようにしてもよい。

上述した光モジュール取付ユニット１００（ソケット１、押さえ部材２）、光モジュール３、光コネクタ４は、以下のようにして電気基板５に取り付けられる。
図５〜図８は、光モジュール３の実装過程の一例を示す説明図である。なお、図７，８では、内部状態を視認できるように押さえ部材を透視して表現している。

まず、図５に示すように、電気基板５の位置決めピン孔５３に、ソケット１の位置決めピン（図示略）を係合させることにより、電気基板５の所定の位置にソケット１を載置する。そして、電気基板５の裏面側から貫通孔５２にネジを挿通し、ソケット１のネジ孔１５にネジ留めすることにより、ソケット１を電気基板５に固定する。このように、ソケット１は、電気基板５の電気接続端子５１と電気接続部１３（第２コンタクトピン１２）が接続されるように電気基板５に取り付けられる。
図５に示す状態では、ソケット１の底壁１１の下面から突出する第２コンタクトピンは、電気基板５に配設された所定の電気接続端子５１と接触し、ネジ留めによる押圧力に伴って付勢部材が収縮することにより内部に押し込められている。

次に、図６に示すように、ソケット１の収容部１４に光モジュール３を載置する。収容部１４は、光モジュール３の外形形状と合致する形状となっているので、光モジュール３の下部は、収容部１４にほぼ嵌合するように載置される。また、フェルール３１のガイドピン孔３１ａ，３１ａにはガイドピン６，６が挿嵌され立設される。
図６に示す状態では、ソケット１の底壁１１の上面から突出する第１コンタクトピン１３ａは、光モジュール３の電気接続端子（図示略）と接触している。

次に、図７に示すように、押さえ部材２の開口部２１から光モジュール３のフェルール３１の光出射面が外部に臨むように、光モジュール３の上方から押さえ部材２を載置する。そして、押さえ部材２の上方から貫通孔２３にネジを挿通し、ソケット１のネジ孔１７にネジ留めすることにより、押さえ部材２をソケット１に固定する。
図７に示す状態では、ソケット１に載置されていた光モジュール３はネジ留めによる押圧力を受け、ソケット１側に圧接される。また、ソケット１の第１コンタクトピン１３ａは、ネジ留めによる押圧力に伴って付勢部材が収縮することにより内部に押し込められる。
このように、本実施形態では、押さえ部材２は、ソケット１において、電気接続部１３に光モジュール３の電気接続端子（図示略）が接触した状態を保持するための固定手段として機能する。

次に、図８に示すように、フェルール３１に立設されたガイドピン６に、光コネクタ４のガイドピン孔４２ａ，４２ａを挿嵌させることにより、光コネクタ４を光モジュール３に装着する。
図８に示す状態では、光モジュール３と光コネクタ４とが位置合わせされた状態で固定され、光モジュール３の光素子３２と光コネクタ４の光ファイバリボン４１は光結合可能となっている。したがって、光モジュール３からの出射光は、光コネクタ４の光ファイバリボン４１内を伝播することとなる。

上述したように、本実施形態に係る光モジュール取付ユニット１００を利用して光モジュール３を電気基板５に実装すると、光モジュール３は、ソケット１に載置されて押さえ部材２によって押圧されているだけで、ボンディング固定されていないので、ソケット１及び電気基板５に対して着脱自在となっている。

これにより、光モジュールが故障したときや、光モジュールをグレードアップするときに、光モジュールだけを簡単に交換することができる。光モジュールを複数台同一の電気基板上に実装し、高密度伝送を実現する場合に特に有用である。例えば、複数の光モジュールが高密度で実装されている電気基板において、一つの光モジュールにボンディング不良や故障が生じたときには、当該不良の光モジュールだけを取り外して交換するだけでよい。

また、電気基板の仕様が変更された場合には、光モジュールを取り外して他の電気基板に再利用できるので、モジュール資産を有効利用できる。
さらに、利用者の必要スペック（伝送必要容量）に応じて光モジュールの実装数を容易に増減できるので、部品の共通化とコストダウン化を図ることができる。
このように、本実施形態に係る光モジュール取付ユニット１００によれば、正常な光モジュールや電気基板等のモジュール資産を有効利用することができるので、従来のように電気基板ごと交換することにより多大な損害が生じるのを回避できる。

さらに、光モジュールの交換が可能になると、光モジュールに要求される信頼性は現状よりも低くても許容されるので、光モジュールの生産歩留まりを向上でき、製造コストを低減することができる。

また、本実施形態では、光モジュール取付ユニット１００自身も電気基板５に対して着脱自在となっているので、かかる部品についても資産を有効利用することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
上記実施形態では、押さえ部材２により光モジュール３をソケット１に押圧することで光モジュール３を固定するようにしているが、その他の固定手段により光モジュールを固定するようにしてもよい。例えば、光モジュール３をネジ留めによりソケット１に締着したり、ソケット１に直接押さえバネ等を設けたりしてもよい。
すなわち、本発明の本質は、電気基板５に装着されたソケット１に光モジュール３を固定することにより、光モジュール３を電気基板５に対して着脱自在に実装することであり、光モジュール３のソケット１への固定方法については特に制限されない。

また、上記実施形態では、ソケット１は光モジュール３を一つだけ載置可能としているが、光モジュール３を複数台同時に装着できる構造としてもよい。
また、上記実施形態では、電気基板５にソケット１を固定した後で、ソケット１に光モジュール３を載置し、押さえ部材２で固定するようにしているが、光モジュール取付ユニット１００に光モジュール３を装着して、光モジュール取付ユニット１００と光モジュール３を一体とした後、これを電気基板５に取り付けるようにしてもよい。すなわち、市場に流通する光モジュール製品として、光モジュール３に光モジュール取付ユニット１００を付けた形態が想定される。
また、上記実施形態では、押さえ部材２は光モジュール３の表面をほぼ全面で押圧するように、開口部２１を囲繞する形状となっているが、光コネクタ収容部２４を切り欠いて平面視コ字状に形成するようにしてもよい。押さえ部材２をこのような形状とすれば、光モジュール３に光コネクタ４を取り付けた後で、押さえ部材２を取り付けることができる。

また、電気接続部１３は、他の方法により実現することも可能である。
例えば、導電性の板バネや、導電性の繊維質を圧縮したものを利用できる。また例えば、上板１１ａと下板１１ｂとの間に両面に金属膜を形成した電気基板を介在させ、この電気基板にリソグラフィ技術等を利用してコイルバネを形成したものを利用できる。

すなわち、電気接続部１３は、底壁１１（上板１１ａ）の上面から突出し、光モジュール３の電気接続端子（図示略）に接触する複数の第１コンタクト部（例えば、第１コンタクトピン１３ａの先端）と、該第１コンタクト部に対応して設けられ底壁１１（下板１１ｂ）の下面から突出し、電気基板５の電気接続端子５１に接触する複数の第２コンタクト部（例えば、第２コンタクトピンの先端）が電気的に接続されてなり、第１コンタクト部と第２コンタクト部の間に、押さえ部材２により光モジュール３が電気基板５側に押圧されたときに、光モジュール３及びソケット１を電気基板５から離間する方向に付勢する付勢手段を有するものであればよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ソケット（モジュール収容体）
１１ 底壁
１２ 側壁
１３ 電気接続部
１４ 収容部
１５ ネジ孔（ソケット固定用）
１７ ネジ孔（押さえ部材固定用）
２ 押さえ部材（固定手段）
２１ 開口部
２２ 平面部
２３ 貫通孔
２４ 光コネクタ収容部
３ 光モジュール
３１ フェルール（光出射面）
３２ 発光素子
３３ ドライバＩＣ
３４ モジュール基板
３５ ケースカバー
３６ 光導波路
４ 光コネクタ
４１ 光導波路
４２ フェルール
４３ 光導波路取付部品
５ 電気基板
５１ 電気接続端子
５２ 貫通孔
５３ 位置決めピン孔
６ ガイドピン
１００ 光モジュール取付ユニット

Claims (13)

1. 光導波路と光結合する光素子を備えた光モジュールを、電気基板に実装するための光モジュール取付ユニットであって、
   前記電気基板と前記光モジュールを電気的に接続する電気接続部と、前記光モジュールを収容する収容部と、を備え、前記電気基板の電気接続端子と前記電気接続部が接続されように前記電気基板に取り付けられるモジュール収容体と、
   前記モジュール収容体において、前記電気接続部に前記光モジュールの電気接続端子が接触した状態を保持するための固定手段と、
   を備えて構成され、
   前記光モジュールを前記収容部に収容し、前記固定手段により着脱自在に固定するとともに、前記光モジュールを固定した状態において前記光導波路と前記光素子との光結合が可能となっていることを特徴とする光モジュール取付ユニット。
2. 前記モジュール収容体は、前記電気基板に着脱自在に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール取付ユニット。
3. 前記モジュール収容体は、上面が開放された箱状に形成され、
   前記収容部は、底壁及び側壁により形成される空間であり、
   前記電気接続部は、前記底壁下面に配置される前記電気基板の電気接続端子と、前記底壁上面に配置される前記光モジュールの前記電気接続端子とを、前記底壁を介して電気的に接続することを特徴とする請求項１又は２に記載の光モジュール取付ユニット。
4. 前記収容部は、前記光モジュールを収容位置に案内する案内部を有することを特徴とする請求項３に記載の光モジュール取付ユニット。
5. 前記固定手段は、前記モジュール収容体の上面に取り付けられる蓋状の押さえ部材であり、
   前記押さえ部材は、前記光モジュールの表面を前記電気基板側に押圧することを特徴とする請求項３又は４に記載の光モジュール取付ユニット。
6. 前記押さえ部材は、一部に開口を有することを特徴とする請求項５に記載の光モジュール取付ユニット。
7. 前記押さえ部材は、前記光導波路を備えるとともに直角に光路を変換可能な光コネクタを、当該押さえ部材を介して前記光モジュールに装着可能で、前記光コネクタを前記光モジュールに装着したときに、当該押さえ部材の上面と前記光コネクタの上面が略同一面となるように形成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の光モジュール取付ユニット。
8. 前記押さえ部材は、熱伝導率が前記光モジュールの筐体部材と同等以上の材料で形成されることを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載の光モジュール取付ユニット。
9. 前記押さえ部材は、放熱手段を載置可能な平面部を有することを特徴とする請求項５から８のいずれか一項に記載の光モジュール取付ユニット。
10. 前記電気接続部は、前記底壁の上面から突出し、前記光モジュールの電気接続端子に接触する複数の第１コンタクト部と、該第１コンタクト部に対応して設けられ前記底壁の下面から突出し、前記電気基板の電気接続端子に接触する複数の第２コンタクト部が電気的に接続されてなり、
    前記第１コンタクト部と前記第２コンタクト部の間に、前記固定手段により前記光モジュールが前記電気基板側に押圧されたときに、前記光モジュール及び前記モジュール収容体を前記電気基板から離間する方向に付勢する付勢手段を有することを特徴とする請求項５から９のいずれか一項に記載の光モジュール取付ユニット。
11. 前記複数の第１コンタクト部及び前記複数の第２コンタクト部は、前記押さえ部材により前記光モジュールが前記電気基板側に押圧されたときに、押圧力が均一に分散されるように配置されることを特徴とする請求項１０に記載の光モジュール取付ユニット。
12. 前記光モジュールを複数台装着可能であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の光モジュール取付ユニット。
13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の光モジュール取付ユニットに光モジュールを装着されてなることを特徴とする光モジュール。

Images