WO2022153354A1 - 光モジュールの実装構造および光実装ボード - Google Patents

光モジュールの実装構造および光実装ボード Download PDF

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WO2022153354A1
WO2022153354A1 PCT/JP2021/000647 JP2021000647W WO2022153354A1 WO 2022153354 A1 WO2022153354 A1 WO 2022153354A1 JP 2021000647 W JP2021000647 W JP 2021000647W WO 2022153354 A1 WO2022153354 A1 WO 2022153354A1
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optical
magnetic
component
optical module
magnetic component
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PCT/JP2021/000647
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光太 鹿間
昇男 佐藤
健 坂本
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日本電信電話株式会社
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    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/43Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections

Definitions

  • the present invention relates to a mounting structure of an optical module mounted on an optical mounting board and an optical mounting board.
  • optical interconnection In the realization form of optical interconnection, a method using a pluggable optical transceiver such as an SFP (Small Form Factor Pluggable) is common, but in recent years, in order to meet the needs for further expansion of transmission capacity, electronic components on a board (board) are used.
  • SFP Small Form Factor Pluggable
  • a mounting form of an optical module called CPO Co-packed optics in which a large number of optical modules are directly mounted in the vicinity of components has been proposed.
  • the optical modules are connected to a plurality of optical fibers or polymer waveguides, and the optical fiber / optical waveguide is used as a transmission path for optical light. It is conceivable to connect via a connector.
  • a connector for example, as an optical transmission / reception module suitable for CPO, a multi-channel single-mode optical integrated circuit made of silicon photonics, a compound semiconductor, or the like is known, and the optical module and a plurality of optical fibers are optically connected, and further described above.
  • the plurality of optical fibers are provided with an MT connector, an MPO connector, etc., which are multi-core optical connectors, at one end, and the optical connectors are connected to each other. In such an application, since it is necessary to mount a plurality of optical modules at a higher density in the board, a space-saving optical mounting form including the optical connector is required.
  • an MT connector or an MPO connector based on the MT connector is used as the multi-core optical connector used in the CPO form.
  • a resin-molded MT ferrule having a plurality of microholes for accommodating an optical fiber and two guide holes for accommodating / inserting a guide pin is used.
  • a plurality of fibers are adhered and fixed to the ferrule, and the guide pins provided on one ferrule are fitted to the other ferrule to connect the optical fibers to each other.
  • high-precision positioning between a plurality of optical fibers is collectively realized by the high hole diameter accuracy of each of the optical fiber accommodating hole and the guide pin hole and the high positioning accuracy of the hole.
  • the multi-core optical connector of this structure uses spring parts such as clips and coil springs and a mechanical fastening structure for constantly applying the pressing force of these spring parts to the connection end face, it contributes to the above-mentioned CPO application. , There is a limit to miniaturization while maintaining connection workability.
  • an MT connector using a clip has a compact configuration consisting of an MT ferrule and a clip, but the width of the clip component is often larger than that of the MT ferrule, which hinders miniaturization.
  • connection of the MT connector requires a work space for inserting the clip parts so as to sandwich the two ferrules, and a work space larger than the connector width is required at the time of insertion and removal, and a connection jig is required if necessary. Etc. need to be used. Therefore, when a plurality of optical modules and a plurality of MT connectors are arranged in an array as in the CPO form, the clip width and the space width for inserting and removing the clip are required, so that the plurality of MT connectors are densely arranged. It was not possible to do so, and it was necessary to arrange them sparsely in consideration of the space. The same applies to the use of spring parts such as claws having the same effect as the clip.
  • the MPO connector that uses a coil spring instead of the clip can realize a manual push-pull connection by a large number of housing parts around the coil spring and can generate a stable pressing force, while the counter of the coil spring. It is necessary to use a plurality of housing parts and additional adapter parts to hold the pressed state against the force, and the size of these parts is large, and as a result, the size of the MPO connector becomes very large.
  • the space for connecting the multi-core optical connector itself and the multi-core optical connector is provided on the substrate. It occupies the upper space, and as a result, there is a problem in mounting the optical module on the board (board) at high density.
  • a form in which a polymer waveguide having an optical connector at the end is used instead of the plurality of optical fibers and mounted with an optical module is also being studied.
  • the PMT (Polymer Waveguide Connected with MT connector) connector housed in the MT ferrule is applied to the optical connector for the polymer waveguide, and the connection mechanism thereof is the same as that of the MT connector. Therefore, even when the waveguide is used as the transmission line, there is a problem in mounting the optical module on the board (board) at high density due to the space of the connector connection portion as well.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and a plurality of short optical fibers are arranged on a board in a state of being optically connected to a plurality of short optical fibers having an optical connector or a short optical waveguide having an optical connector. It is an object of the present invention to provide a high-density mounting form of the optical module by saving space required for connecting the optical connector in the mounting form of the optical module.
  • the mounting structure of the optical module according to the present invention is, in order, a plurality of optical modules, a first optical waveguide component, a first optical connector, and a second optical connector.
  • the first optical connector has a first magnetic component and houses the first optical waveguide component optically connected to the optical module.
  • the second optical connector has a second magnetic component, contains the second optical waveguide component, and at least one of the first magnetic component and the second magnetic component contains a hard magnetic material.
  • FIG. 1A is a perspective schematic view of an optical mounting board including a mounting structure (before connection) of an optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a schematic perspective view showing a mounting structure (after connection) of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a schematic perspective view showing an optical connector (before connection) in the mounting structure of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2B is a schematic perspective view showing an optical connector (after connection) in the mounting structure of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3A is a top sectional view showing an optical connector (before connection) in the mounting structure of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3B is a top sectional view showing an optical connector (after connection) in the mounting structure of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a schematic perspective view showing a mounting structure (after connection) of an optical module according to a modified example of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a schematic perspective view showing an optical connector (after connection) in the mounting structure of the optical module according to the modified example of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5A is a front sectional view showing an example of an optical connector in the mounting structure of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5B is a front sectional view showing an example of an optical connector in the mounting structure of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5C is a front sectional view showing an example of an optical connector in the mounting structure of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5D is a front sectional view showing an example of an optical connector in the mounting structure of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5E is a front sectional view showing an example of an optical connector in the mounting structure of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5F is a front sectional view showing an example of an optical connector in the mounting structure of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5G is a front sectional view showing an example of an optical connector in the mounting structure of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5H is a front sectional view showing an example of an optical connector in the mounting structure of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5I is a front sectional view showing an example of an optical connector in the mounting structure of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5J is a front sectional view showing an example of an optical connector in the mounting structure of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5K is a front sectional view showing an example of an optical connector in the mounting structure of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view showing an example of an optical module mounting structure (before connection) according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A is a side sectional view showing an example of an optical connector in the mounting structure of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7B is a side sectional view showing an example of an optical connector in the mounting structure of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7C is a side sectional view showing an example of an optical connector in the mounting structure of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7D is a side sectional view showing an example of an optical connector in the mounting structure of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7E is a side sectional view showing an example of an optical connector in the mounting structure of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7F is a side sectional view showing an example of an optical connector in the mounting structure of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A is a schematic perspective view showing an example of an optical connector in the mounting structure of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8B is a schematic perspective view showing an example of an optical connector in the mounting structure of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic perspective view showing an example of an optical connector in the mounting structure of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10A is a schematic perspective view showing a mounting structure (before connection) of the optical module according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10B is a schematic perspective view showing a mounting structure (after connection) of the optical module according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11A is a schematic perspective view showing a mounting structure (before connection) of the optical module according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11B is a schematic perspective view showing a mounting structure (after connection) of the optical module according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12A is a schematic perspective view showing a mounting structure (before connection) of the optical module according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12B is a schematic perspective view showing a mounting structure (after connection) of the optical module according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13A is a schematic perspective view showing a mounting structure (before connection) of an optical module according to a modified example of the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13B is a schematic perspective view showing a mounting structure (after connection) of an optical module according to a modified example of the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14A is a schematic perspective view showing a mounting structure (before connection) of an optical module according to a modified example of the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14B is a schematic perspective view showing a mounting structure (after connection) of an optical module according to a modified example of the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15A is a schematic perspective view showing a mounting structure (before connection) of the optical module according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15B is a side sectional view showing the mounting structure (after connection) of the optical module according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16A is a side sectional view showing a mounting structure (after connection) of an optical module according to a modified example of the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16B is a front sectional view of an example of a ferrule in the mounting structure of the optical module according to the modified example of the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16C is a front sectional view of an example of a ferrule in the mounting structure of the optical module according to the modified example of the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17A is a schematic perspective view showing a mounting structure (before connection) of the optical module according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17B is a schematic perspective view showing a mounting structure (after connection) of the optical module according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a schematic perspective view showing an example of an optical module mounting structure (before connection) according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 19A is a schematic perspective view showing a mounting structure (before connection) of the optical module according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 19B is a schematic perspective view showing a mounting structure (before connection) of the optical module according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 20A is a schematic perspective view showing an example of an optical module mounting structure (before connection) according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 20B is a schematic perspective view showing an example of the mounting structure (after connection) of the optical module according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 21A is a schematic perspective view showing a mounting structure (before connection) of the optical module according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 21B is a schematic perspective view showing a mounting structure (after connection) of the optical module according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 22A is a schematic perspective view showing an example of an optical module mounting structure (before connection) according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 22B is a schematic perspective view showing an example of the mounting structure (after connection) of the optical module according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 23A is a schematic perspective view showing an example of an optical module mounting structure according to a ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 23B is a schematic perspective view showing an example of an optical module mounting structure according to a ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 24A is a schematic perspective view showing a mounting structure (after connection) of the optical module according to the tenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 24B is a schematic perspective view showing an optical connector (after connection) in the mounting structure of the optical module according to the tenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 25A is a schematic perspective view showing a mounting structure (after connection) of an optical module according to a modified example of the tenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 25B is a schematic perspective view showing an optical connector (after connection) in the mounting structure of the optical module according to the modified example of the tenth embodiment of the present invention.
  • the optical module mounting structure (hereinafter, referred to as “mounting structure”) according to the present embodiment is used for mounting the optical module on the optical mounting board 1 as shown in FIG. 1A.
  • the optical mounting board 1 includes a mounting structure 10, a board 2, and an integrated circuit 3 according to the present embodiment.
  • an integrated circuit 3 is mounted near the center of the board 2, and a plurality of optical modules 14 are mounted on the same board 2 around the integrated circuit 3.
  • the optical mounting board 1 is a first optical waveguide component and an optical module 14 in the mounting structure 10 before the connection between the first optical connector 11 and the second optical connector 12. It has 1 optical fiber 13 and 1st optical connector 11.
  • FIG. 1B shows only a part of one side and two sides of FIG. 1A, and the other sides are omitted. The same applies to the following figure.
  • the mounting structure 10 includes the optical module 14, the first optical fiber 13, the first optical connector 11, the second optical connector 12, and the second optical fiber 13_2. And. Further, hereinafter, the direction of the optical fiber housed in the optical connector according to the present invention is referred to as "longitudinal direction of the optical fiber".
  • the first optical fiber 13 and the second optical fiber 13_2 may be a plurality of optical fibers (hereinafter, also referred to as an optical fiber group) or an optical waveguide. ..
  • the optical fiber and the optical fiber group are shown as an example of the optical waveguide component.
  • Other optical waveguide components include optical waveguides and optical elements.
  • FIGS. 1A and 1B various basic components of the present invention will be described in detail.
  • the integrated circuit 3 is, for example, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) switch, and also various processors (collectively referred to as xPU) such as a CPU (Central Processing Unit) and a GPU (Graphics Process Unit). It is appropriately used depending on the application of optical interconnection or computing such as Signal Processor) or FPGA (Field-Programgable gate Array).
  • xPU Application Specific Integrated Circuit
  • CPU Central Processing Unit
  • GPU Graphics Process Unit
  • the substrate 2 is, for example, a known printed circuit board, a BU (Billed-up) substrate, an electric substrate provided with high-frequency electrical wiring such as a ceramic substrate, and although omitted in the drawing, a capacitor, a coil, a resistor, an electric connector, and electricity Multiple various electrical parts such as contacts are integrated.
  • a BU board or the like it may be separately mounted on a second parent board such as a printed circuit board.
  • the optical module 14 is composed of an aggregate of various optical elements constituting an optical transmitter / receiver and various electric elements for photoelectric conversion.
  • Optical elements are, for example, optical circuits, light emitting elements, light receiving elements, light modulation elements, and optical functional elements.
  • the light emitting element is a known DFB (Distributed Feedback) laser array, DBR (Distributed Bragg Reflector) laser array, VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) array, etc., and the light receiving element is a PD. be.
  • DFB Distributed Feedback
  • DBR Distributed Bragg Reflector
  • VCSEL Very Cavity Surface Emitting Laser
  • the light modulation element is, for example, one that is directly modulated on the light emitting element, one that integrates an EA (Electro-Absortion) modulator, or an external modulation element consisting of a Machzenda interference circuit or a ring modulator circuit. It is composed.
  • EA Electro-Absortion
  • Optical functional elements include splitters, wavelength duplexers, optical switches, polarization control elements, optical filters, etc. Any of these can be used as an optical element, and an optical transmitter / receiver is configured by combining the various elements with a Si waveguide or the like which is a base of an optical circuit.
  • a circuit in which the various light emitting elements, light receiving elements, light modulation elements, optical functional elements, etc. are monolithically integrated or hybridly integrated in a Si waveguide is also called an optical integrated circuit (PIC).
  • the Si waveguide is an optical circuit in which a Si thin wire formed on a BOX layer of a known SOI substrate is used as a core, and a clad portion made of SiO2, SiOx, SiN, SiON, etc. is provided around the core.
  • optical circuit in addition to the Si waveguide, an optical circuit made of a compound semiconductor such as InP may be used.
  • a glass-based waveguide such as a quartz-based planar light wave circuit, a polymer waveguide, an LN, or the like may be used.
  • a strong dielectric waveguide or the like may be used, or a PIC based on these may be used.
  • the optical transmitter / receiver has a plurality of channels and is arranged in an array, so that the transmission capacity can be further increased.
  • An electric element for driving and controlling various optical elements is arranged in the vicinity of the optical transmitter / receiver and is electrically connected to the optical transmitter / receiver.
  • the electric element is, for example, a driver circuit for driving an LD or an external modulator, or a transimpedance amplifier circuit for amplifying an electric input to a PD. Further, circuits such as a power supply circuit, a retimer circuit, and a clock circuit may be further added.
  • the electrical connection between the optical transmitter / receiver and the electrical element may be any known electrical connection technique such as wire bonding, flip chip bonding, or via electrical wiring of another package substrate.
  • the optical element or PIC is provided with an optical input / output unit for inputting / outputting light to the outside corresponding to a plurality of channels of the optical transmitter / receiver, and this can be combined with a plurality of optical fibers or a polymer optical waveguide. Light can be input and output to the outside by connecting optically.
  • Edge Couplig there is a method in which an optical fiber or an optical waveguide is arranged on a connection end surface having the optical input / output unit and connected so that the optical axes of the respective waveguide cores match.
  • the Edge Couple is combined with a spot size converter unit, a spatial optical system provided with lens components, and the like so that the respective mode field diameters match.
  • a grating coupler may be integrated in a PIC or the like, and light may be input / output from the upper part or the lower part of the PIC.
  • an optical path conversion unit may be provided on the connecting end faces of a plurality of optical fibers or optical waveguides.
  • an optical fiber array component in which a bent fiber is built in and fixed, or a mirror for optical path conversion may be integrated.
  • the PIC and the cores of the optical fiber or the optical waveguide may be brought close to each other to adiabatically transfer light.
  • a minute polymer wiring may be formed between the connection targets and optically connected by using a stereolithography technique or the like.
  • the optical module is composed of an optical transmitter / receiver optically connected to the optical fiber or the optical waveguide and an aggregate of various electric elements electrically connected to the optical transmitter / receiver, and these are further integrated circuits. It is electrically connected to the integrated circuit via an electric wiring and an electric contact provided on the mounted substrate, or another electric wiring component provided on the substrate and an electric contact.
  • any known mounting form may be used as long as it can be electrically connected.
  • an optical transmitter / receiver or an electric element in an optical module can be directly mounted on the substrate, and electrical connection can be performed by wire bonding, flip chip connection, or the like.
  • an optical transmitter / receiver or an electric element may be mounted on another package substrate to form an optical module with a package, and the package may be mounted so as to be electrically connected to the substrate.
  • the method of electrical connection is, for example, in addition to wire bonding or flip chip connection, solder connection such as BGA (Ball Grid Array) or LGA (Land Grid Array), solder part such as PGA (Pin Grid Array), or metal.
  • solder connection such as BGA (Ball Grid Array) or LGA (Land Grid Array), solder part such as PGA (Pin Grid Array), or metal.
  • a connection via a pillar or the like may be used.
  • a pressing structure may be separately provided in addition to the electric terminal to connect as a so-called electric socket as an electric connector.
  • the substrate and the optical module can be attached and detached.
  • the package includes a Si interposer in which a polyimide having an electric wiring built therein is formed on Si, a similar glass interposer, a ceramic substrate such as alumina or LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics), or another glass epoxy.
  • a printed circuit board such as a substrate, a metal substrate, or the like may be used.
  • it may be an interposer made of a thin film resin having electrical wiring inside the thin film polyimide.
  • the electric element, PIC, or the like may be molded to protect the electric element.
  • lid parts may be placed on the upper part and the outer peripheral part of the package.
  • the lid component is made of, for example, a metal component and has a role of protecting the electric element and the optical transmitter / receiver.
  • the electric element, the optical transmitter / receiver, or the package may be thermally connected via a heat transfer unit to have a function of transferring or radiating heat generated by each element constituting the optical module to the outside.
  • the optical fiber to be connected will be described. Any known type and material of optical fiber and type and material of ferrule can be applied.
  • the optical fiber may be either a known quartz optical fiber or a plastic fiber.
  • the optical fiber can be any of single mode fiber, multimode fiber, polarization holding fiber, photonic crystal fiber, multicore fiber and the like.
  • the periphery of the optical fiber is coated, but in the portion other than the inside of the ferrule microhole, a known resin coating (for example, acrylic, epoxy, silicone, polyimide, etc.) and the periphery thereof are formed around the optical fiber.
  • a known resin coating for example, acrylic, epoxy, silicone, polyimide, etc.
  • a silicone tube, a nylon coating, or the like may be provided in two or more layers.
  • the optical fiber can be handled more easily by using a known tape fiber that is taped and bundled.
  • an optical waveguide having a core and a cladding corresponding to a plurality of channels of the optical transmitter / receiver in the PIC may be used.
  • the optical waveguide is made of, for example, a polymer resin, for example, a resin having an adjusted refractive index of the core clad.
  • any known waveguide material may be used as the polymer waveguide material.
  • any of epoxy resin, acrylic resin, silicone resin, polyimide resin, polynorbornene resin, polyoxetane resin, organic-inorganic hybrid resin, etc. may be used, and a halogen substituent obtained by fluorinating, chlorinating, or brominating the resin is used. You may.
  • any derivative such as a derivative whose chemical structure is partially changed based on the resin may be used.
  • a derivative such as a derivative whose chemical structure is partially changed based on the resin
  • a single-mode waveguide or a multi-mode waveguide may be used, and of course, the waveguide core spacing and the number of channels can be arbitrarily applied.
  • a glass-based waveguide having a core in the glass may be used.
  • the waveguide other than the polymer thin film glass is preferable from the viewpoint of flexibility.
  • the waveguide may be formed by changing the refractive index by photoinduction or the like.
  • the plurality of optical fibers or optical waveguides are provided with an optical connector (first optical connector) 11 at one end different from one end connected to the optical module.
  • the optical connector is, for example, a ferrule having a plurality of microholes having an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the optical fiber (for example, about 0.5 to 1.5 ⁇ m), and is, for example, a known MT ferrule.
  • the optical connector has a separate positioning structure, and the positioning structure consists of two guide pins (male side) and guide pin holes (female side) at both ends, as used for connecting the MT connector, for example.
  • the guide pin provided for one ferrule is inserted into the other, so that the optical fibers can be positioned with high accuracy.
  • An optical fiber from which the coating has been removed is housed in the microhole in the optical connector, and the optical fiber and the ferrule are fixed by an adhesive.
  • the adhesive is not shown in the drawings.
  • the connecting end faces of the optical fiber and the ferrule are flat-polished so that they are substantially the same surface.
  • the connecting end face of the optical fiber may be slightly protruded from the ferrule end face and polished so as to have a convex spherical surface.
  • the polishing angle may be a right angle or a known oblique end face angle.
  • the pitch of the optical fibers is, for example, about 250 ⁇ m, and the number of optical fibers is 8 in the figure.
  • the pitch and the number of cores are arbitrary according to the number of channels of the optical module, and any number of cores such as 2 cores, 4 cores, 8 cores, 12 cores, 16 cores, 24 cores, and 32 cores can be applied.
  • a coating is applied around the optical fiber, but a known resin coating (for example, acrylic, epoxy, silicone, polyimide, etc.) is arranged around the portion other than the inside of the microhole of the ferrule. Furthermore, it is grouped as a plurality of tape fibers.
  • a known resin coating for example, acrylic, epoxy, silicone, polyimide, etc.
  • a boot component integrated with the ferrule may be separately provided to protect the fiber.
  • This boot part is a known one used for assembling an MT connector or the like, and this boot part may be omitted if necessary.
  • the guide pin may be fixed by providing a separate part or a joining material on the male ferrule so as to prevent the guide pin from falling off.
  • a tapered shape may be provided in the vicinity of the guide pin hole, the micro hole, and the tip of the guide pin, if necessary, so as to facilitate insertion.
  • the form of the multi-core optical connector is not limited to the MT ferrule, and any known optical connector that realizes multi-core connection of an optical fiber can be applied.
  • a plurality of microholes may be provided in a cylindrical ferrule used for a single-core connector to fix the fiber.
  • a structure known as a fan-in / fan-out structure for a multi-core fiber for example, a structure in which a plurality of optical fibers are filled and arranged in one microhole and fixed may be used.
  • two opposing ferrules When using a cylindrical ferrule, two opposing ferrules may be aligned and held via a split sleeve known for a single-core connector as an adapter. At this time, the optical fiber accommodated in one of the optical connectors may be a multi-core fiber.
  • any of general-purpose plastic, engineering plastic, super engineering plastic, etc., which are often used for MT ferrule, may be used.
  • a processed product having the same structure and based on any material such as glass material, semiconductor material, or ceramic material may be used.
  • a ferrule structure made of a glass material having a positioning structure may be formed by positioning and adhering to both ends at predetermined positions.
  • protrusions and the like are formed or attached to one of the ferrule end faces, such as the fitting of a notch and a groove, whichever one. May be provided with a guide groove or the like that fits the protrusion. Further, fitting of the outer shape may be used, and any fitting structure or the like can be applied as long as the same accuracy can be guaranteed.
  • a waveguide such as a polymer waveguide
  • a rectangular groove or a rectangular hole for accommodating the polymer waveguide is provided in the MT ferrule and the waveguide is provided in the ferrule.
  • the ferrule and the polymer waveguide can be integrated to provide a similar optical connector structure, such as a known PMT connector (Polymer Waveguide Connected with MT connector).
  • Magnetic components (first magnetic component 114, second magnetic component 124) are located around or inside each of the optical connectors (first optical connector 11, second optical connector 12) connected to each other. Is placed and connected to the ferrule.
  • the magnetic component is composed of either a permanent magnet which is a hard magnetic material or a soft magnetic material (for example, a magnetic metal attached to a magnet), or a composite of a hard magnetic material and a soft magnetic material.
  • the opposing magnetic component A magnetic force can be applied between them. If it is not necessary to attach / detach the optical connectors to each other, the magnetic parts may be permanently connected with additional mechanical parts or an adhesive, if necessary. The structure, materials and effects of the magnetic parts will be described later.
  • a plurality of short optical fibers 13 are drawn out from each of the plurality of optical modules 14, and a first optical connector 11 is provided at an end thereof (FIG. 1A).
  • a similar second optical connector 12 is connected to the optical connector so as to face each other (FIG. 1B).
  • FIGS. 3A and 3B show perspective views around the optical connector of the mounting structure 10 before and after connection, respectively. Further, each of FIGS. 3A and 3B shows a schematic top view of the mounting structure 10 before and after the connection, with the plane A in FIG. 2B as a cross section.
  • the first optical connector 11 includes a ferrule 113 in which a plurality of optical fibers (first optical fibers) 13 are housed via boots 112, a first magnetic component 114, and an end face 113_1 of the ferrule. Is provided with a guide pin 115 as a positioning structure.
  • the second optical connector 12 includes a ferrule 123 in which a plurality of optical fibers (second optical fibers) 13_2 are housed via boots 122, a second magnetic component 124, and a first optical connector 11.
  • a guide hole 125 into which the guide pin 115 is inserted (fitted) is provided as a positioning structure on the end surface of the ferrule facing the light.
  • the ferrule 113 is, for example, an MT ferrule.
  • all magnetic parts are made of hard magnetic materials (so-called permanent magnets).
  • permanent magnets any known magnet may be used depending on the magnetic force to be developed.
  • a neodymium magnet can be used as a typical magnet.
  • any known magnet such as ferrite magnet, alnico magnet, samarium-cobalt magnet, KS steel, MK steel, and neodium iron boron magnet can be used.
  • any magnet whose magnetic characteristics are adjusted by slightly changing these compositions can be used in the same manner. These may be appropriately selected in consideration of the required magnetic force, thermal demagnetization at the operating temperature, and the like.
  • first and second magnetic parts 114 and 124 are arranged so as to surround the ferrules 113 and 123 in the first and second optical connectors 11 and 12, respectively, and are integrated with the ferrules, respectively. There is.
  • a guide pin is provided on the end surface of the ferrule 113 of the first optical connector 11 and a guide hole is provided on the end surface of the ferrule 123 of the second optical connector 12, but the end surface of the ferrule 113 of the first optical connector 11 is provided.
  • a guide hole may be provided, and a guide pin may be provided on the end surface of the ferrule 123 of the second optical connector 12.
  • the ferrule 113 of the first optical connector 11 and the ferrule 123 of the second optical connector 12 are positioned by the guide pins.
  • the optical fiber is, for example, a quartz-based single-mode fiber having a clad diameter of 125 ⁇ m and a core diameter of about 10 ⁇ m.
  • the ferrules 113 and 123 and the first and second magnetic parts 114 and 124 are integrated via an adhesive. In addition to bonding, it may be integrated by mechanical fitting or metal joining (solder, etc.), or it may be integrated via another mechanical component for integration, and the magnetic force between the magnetic components may be applied. Any known method may be used as long as the structure is transmitted to the ferrule.
  • the north and south poles of each other are arranged so that a magnetic attraction acts between the opposing magnetic parts.
  • a magnetic attraction acts between the opposing magnetic parts.
  • the south pole side is arranged on the connection end face side of the first magnetic component 114
  • the second magnetic component 124 By arranging the S pole side on the connection end face side of the above, magnetic attraction acts by NS. Due to this magnetic force, an attractive force also acts between the ferrules integrated with the magnetic parts.
  • optical fiber is polished so as to slightly protrude from the ferrule with respect to the longitudinal direction of the optical fiber on the connection end face.
  • connection end face of the magnetic component and the connection end face of the ferrule are positioned so that the same surface or the connection end face of the magnetic component is pulled in from the ferrule connection end face in the longitudinal direction of the optical fiber.
  • a conventional optical module mounting form such as CPO
  • a plurality of optical fibers optically connected to a plurality of optical modules on a substrate are drawn out, and the other is provided via an optical connector provided at one end of the optical fiber.
  • an optical connector By connecting to an optical connector, light is input and output to and from an external optical fiber.
  • connection end faces by magnetic attraction without using the mechanical spring parts as described above, and a leaf spring part or a housing part is used.
  • the connected state can be maintained by magnetic attraction without any problem.
  • connection structure of optical connectors with a significantly higher density than before, and it is possible to mount a plurality of optical modules mounted on a board at a high density.
  • the protrusion of the optical fiber end face from the ferrule end face is appropriately set, and the pressing force by the magnet is applied to all the optical fibers. It is possible to realize a physical contact (PC) connection.
  • PC physical contact
  • connection form between optical connectors is not limited to this.
  • the gap between the optical fibers to be connected may be filled with a resin (refractive index matching material) having an appropriate refractive index to suppress Fresnel reflection.
  • the end face of the optical fiber may be polished diagonally to form a connection form in which the return light due to Fresnel reflection is suppressed.
  • a space coupling system may be constructed and connected by providing a microlens structure or a microlens component in the vicinity of the end face of the optical fiber while providing a gap between the connection end faces.
  • the connection end face of the magnetic component may be arranged so as to protrude from the connection end face of the ferrule.
  • an antireflection coating or the like may be appropriately applied to the end face of the optical fiber connection. Alternatively, it may be more simply configured to prevent return light as an oblique end face while providing a constant air gap.
  • the surfaces of the opposing magnetic components are preferably parallel to each other in order to stabilize the vector of the magnetic attraction in the longitudinal direction of the optical fiber.
  • the parallelism is not perfect, the decrease in optical coupling loss can be ignored unless the abutting angles of the ferrules in the longitudinal direction deviate significantly. That is, good optical characteristics can be achieved even with parallelism that can be ensured with practical machining accuracy.
  • the first magnetic component 114 on the first optical connector 11 side connected to the optical module 14 side is made of a soft magnetic material. Let it be a magnetic metal.
  • the optical module 14 is provided with a metal lid 15.
  • the lid may be arranged so as to surround the optical module, or may be provided only on the upper part.
  • the soft magnetic material a so-called metal attached to a magnet is known, and for example, iron, nickel, cobalt, or a material having magnetism of stainless steel (SUS) which is an iron-based alloy (for example, SUS430) is used. Can be done.
  • SUS stainless steel
  • SUS430 an iron-based alloy
  • the magnetic force generated and the attractive force are larger when all the opposing magnetic parts are magnets.
  • the attractive force is inferior to the above, the other may be a soft magnetic material from the viewpoints of workability, prevention of sticking to other parts, prevention of influence by magnetic force, etc., and these are required attractive force and size of magnetic parts. , Can be selected as appropriate according to the requirements.
  • the magnetic component (first magnetic component 114 or second magnetic component 124) is arranged so as to surround the (ferrule 113 or ferrule 123), but naturally the magnetic force is generated. This is not the case as long as it has a structure capable of expressing.
  • 5A to 5K show arrangement variations of the positional relationship between the magnetic component (first magnetic component 114 or the second magnetic component 124) and the ferrule (ferrule 113 or ferrule 123) as viewed from the connection end face side of the optical connector.
  • FIG. 5A in addition to the structure in which the outer circumference is surrounded by magnetic parts as in FIG. 1, FIG. 5B, of course, a configuration in which only one surface of the outer circumference is a magnetic part may be used. Further, as shown in FIGS. 5C and 5D, it may be arranged on the upper and lower surfaces and the left and right surfaces.
  • the magnetic component does not have to be a single material, and may be a combination of a hard magnetic material and a soft magnetic material.
  • a part of the outer circumference may be a hard magnetic material (magnet) and a part may be a soft magnetic material.
  • FIGS. 5F and G by incorporating or penetrating a magnetic component in the ferrule, it is possible to further reduce the size and improve the mountability.
  • These may be joined mechanically, may have a structure integrated by magnetic force, or may use any joining means such as adhesion or solder.
  • a combination of a plurality of magnetic parts may be used.
  • a magnetic metal component such as a metal leaf similar to SUS430 may be attached to any end surface of FIG.
  • plating treatment may be performed if necessary.
  • a soft magnetic material such as nickel as the plating material, it is possible to minimize the reduction of the magnetic force corresponding to the plating thickness.
  • FIG. 5K a structure in which a plate of a magnetic component made of a soft magnetic material is further provided around the magnetic component may be used.
  • FIG. 6 shows a perspective view of the mounting structure 10_2 of the optical module showing an example of a plurality of combinations having different cross-sectional structures.
  • FIGS. 7A to 7F show the magnetic component (first magnetic component 114 or the second magnetic component 124) and the ferrule (ferrule 113 or ferrule 123) in the side sectional view of the optical fiber when viewed in the longitudinal direction. The arrangement variation of the positional relationship is shown.
  • the magnetic component may be shorter than the ferrule, or as shown in FIG. 7B, of course, it may be longer.
  • the thickness of the magnetic component may be changed along the tape fiber as shown in FIG. 7C.
  • the structure may be such that the magnetic component protrudes from the connection end face rather than the ferrule.
  • any combination of the magnetic parts any combination as shown in FIGS. 5A to 5K and 7A to 7F may be used, and any combination of opposing pairs may be used as the connection structure.
  • any combination other than those shown in FIGS. 5A to 5K and 7A to 7F may be inferred.
  • it may be a magnetic component in which a magnetic metal-permanent magnet-magnetic metal is combined in this order in the longitudinal direction.
  • the other when one is a magnetic component containing a magnet, the other may be composed of only a soft magnetic material. If one is composed of only soft magnetic material, the magnetic force is slightly reduced as compared with the case where both are composed of magnets, but it is not necessary to worry about the combination and arrangement of NS that develops magnetic attraction, so that it is practical. In some cases, it may be preferable and may be appropriately selected.
  • a permanent magnet when used for a magnetic component, it is not always necessary to use a single magnet.
  • a configuration in which a plurality of permanent magnets 1141 and 1142 in the first magnetic component 114 and a plurality of permanent magnets 1241 and 1242 in the second magnetic component 124 are combined and connected may be used. It may be a multi-pole magnet divided into one dimension in the longitudinal direction of the fiber or in the direction orthogonal to the longitudinal direction.
  • a multi-pole magnet can be formed by connecting magnet parts having a pair of pre-magnetized NS using magnetic attraction, and if necessary, fill the gap with adhesive or solder to make an integral part. be able to.
  • another soft magnetic material such as a metal plate that functions as a so-called yoke and exerts a larger magnetic force may be added.
  • a metal plate that functions as a so-called yoke and exerts a larger magnetic force
  • first optical fibers 13 are accommodated in the first optical connector 11
  • a plurality of optical fibers 13 are accommodated.
  • the polymer waveguides 111_2 and 121 may be used instead of the optical fiber of.
  • the present invention is also applied to the connection between polymer waveguides or between a polymer waveguide and an optical fiber by using a polymer waveguide instead of a plurality of optical fibers to form a structure similar to a PMT connector. Can be done.
  • FIGStructure of mounting structure of optical module> 10A and 10B show perspective views of the optical module mounting structure 20 according to the second embodiment of the present invention before and after connection, respectively.
  • the basic configuration is the same as that of the first embodiment.
  • the ferrule 213 uses the MT ferrule as described above, and the positioning structure uses a guide pin.
  • the first magnetic component 214 is arranged and integrated on the upper surface of the ferrule 213. As shown in FIG. 10A, the upper surface portion of the first magnetic component 214 extends to the optical module 14 and is integrated with the lid arranged around the optical module 14. At this time, the first magnetic component 214 on the first optical connector 21 side is made of a magnetic metal iron-based material which is a soft magnetic material.
  • the first optical fiber 13 is arranged below the first magnetic component 214 extending from the first optical connector 21, and the optical module is located below the first magnetic component 214 around the substrate 2. 14 is arranged.
  • the upper surface shape of the first magnetic component 214 an example in which the width is narrow above the first optical fiber 13 is shown, but the upper surface shape may be a rectangle having a constant width. ..
  • the example in which the first magnetic component 214 is arranged only on the upper surface of the ferrule 213 is shown, but it may be arranged on the side surface or the bottom surface of the ferrule 213.
  • the first magnetic component 214 may be arranged, for example, in the form shown in FIGS. 5A to 5K.
  • the second magnetic component 224 is arranged on the upper surface of the ferrule 223.
  • the second magnetic component 224 is composed of a neodymium magnet which is a hard magnetic material.
  • the first optical connector 21 and the second optical connector 22 are connected by magnetically connecting the opposing end faces of the first magnetic component 214 and the second magnetic component 224.
  • the second magnetic component 224 is arranged only on the upper surface of the ferrule 223, but it may be arranged on the side surface or the bottom surface of the ferrule 223.
  • the second magnetic component 224 may be arranged, for example, in the form shown in FIGS. 5A to 5K, and may have a configuration in which a magnetic force acts between the second magnetic component 224 and the first magnetic component 214.
  • the magnetic metal which is the first magnetic component 214, is integrated with the lid arranged around the optical module 14. That is, the lid is also made of magnetic metal.
  • the lid plays a role of protecting the electric element and the optical transmitter / receiver in the optical module 14, and is thermally connected to the electric element and the optical transmitter / receiver or a package portion on which they are mounted and a heat transfer portion. It has a function of transferring or radiating heat generated by each element constituting the optical module 14 to the outside.
  • the same effect as that of the first embodiment can be exhibited. That is, it is possible to apply a pressing force between the optical connectors by magnetic attraction without using mechanical spring parts in the connection of the optical connector, and without using leaf spring parts or housing parts by magnetic attraction. The connection status can be maintained.
  • the number of members required for connecting the optical connector can be reduced, and space saving at the connection part can be realized. Furthermore, the complicated work required for insertion and removal of leaf spring parts and the like can be eliminated, and the mounting space required for attachment and detachment work can be minimized.
  • the total number of parts can be reduced by sharing the first magnetic component 214 with the lid of the optical module 14, and the space of the optical module can be further reduced. Can be realized.
  • the surface area of the lid can be increased to the optical fiber extraction side by this configuration.
  • the lid preferably has a large thermal conductivity, and is preferably iron-based rather than SUS-based.
  • the thermal conductivity can be increased by adopting a structure in which the lid thickness is increased or the heat transfer coefficient of the surface is decreased.
  • a member having high thermal conductivity may be separately attached on the lid to efficiently transfer heat to the optical connector side.
  • a graphite sheet, a heat pipe, or the like may be further integrated on the lid. The same applies to the following embodiments.
  • one optical module is densely arranged with integrated circuits and other optical modules. Therefore, in order to increase the surface area of the lid, fins are provided, the thickness is increased, or the substrate is used. It was necessary to take an extra area of.
  • the lid can be extended to the optical fiber lead-out side to increase the surface area, and no extra space is taken for heat dissipation of the lid, so that a space-saving optical module mounting form can be realized. ..
  • the optical fiber 13 drawn from the optical module 14 and the first optical connector 21 are prevented from hanging due to gravity. It is possible to prevent the optical fiber 13 from being subjected to extra stress.
  • the optical fiber When heat is applied to the lid, heat is also transferred to the first magnetic component 214 (integrated with the lid) near the first optical connector 21, but the optical fiber is positioned by the MT ferrule and the guide pin. Since it is performed by positioning the optical fibers, the optical characteristics can be maintained without affecting the optical axis deviation between the optical fibers.
  • the lid and the first magnetic component 214 are shown as an integral component as an example, but as separate components, they are connected by any method such as adhesion, soldering, or mechanical fastening after mounting. Can exhibit the same effect.
  • the first magnetic component 214 and the second magnetic component 224 are arranged only on the upper surfaces of the ferrules 213 and 223, respectively. Any of the configurations can be applied so as to cover the above.
  • FIGStructure of mounting structure of optical module> 11A and 11B show perspective views of the optical module mounting structure 30 according to the third embodiment of the present invention before and after connection, respectively.
  • the basic configuration is the same as that of the second embodiment, and the first magnetic component 314 and the first optical connector 31 are arranged around the first optical connector 31 connected to the optical module 14 via the short fiber 13. It is integrated.
  • the upper surface of the first magnetic component 314 extends to the optical module 14 and is integrated with the lid arranged around the optical module 14.
  • the first magnetic component 314_3 on the optical module 14 side is made of nickel, which is a magnetic metal.
  • the first magnetic component 314 on the first optical connector 31 side is composed of a composite of nickel 314_1, which is a magnetic metal which is a soft magnetic material, and samarium-cobalt magnet 314_2, which is a hard magnetic material, and samarium-cobalt, which has a small thermal demagnetization.
  • the magnet 314_2 is connected to the nickel 314___ on the optical module 14 side.
  • the second magnetic component 324 integrated with the second optical connector 32 connected to the first optical connector 31 is composed of a neodymium magnet which is a hard magnetic material.
  • first optical connector 31 and the second optical connector 32 are connected by magnetically connecting the opposing end faces of the first magnetic component 314 and the second magnetic component 324.
  • the magnetic metal contained in the first magnetic component 314 is integrated with the metal lid arranged around the optical module 14.
  • the first magnetic component 314 is a composite, but the vicinity of the connection end face of the first optical connector 31 is made of magnetic metal, and is separated from the connection end face toward the optical module 14 along the longitudinal direction of the optical fiber. A magnet is placed in the place where it is.
  • the magnetic metal 314_1 and the magnet 314_2 in the first magnetic component 314 are connected by a magnetic force.
  • the north and south poles of the magnet 314_2 included in the first magnetic component 314 are magnetized in the longitudinal direction of the optical fiber, and the second magnetic component 324 made of the magnet is similarly magnetized in the longitudinal direction of the optical fiber. It is arranged in the direction opposite to the pole of the magnet 314_2.
  • the magnet portion of the first magnetic component 314 and the magnet portion of the second magnetic component 324 are included in the first magnetic component 314 and integrated with the metal lid along the longitudinal direction of the optical fiber.
  • a magnetic circuit is formed through the magnetic metal portion, and a magnetic attraction is exhibited between the connecting end faces.
  • the heat generated from the optical module 14 is generated through the heat radiation from the lid, but by using this configuration, the surface area of the lid is increased to the optical fiber extraction side. , It is possible to realize a more space-saving optical module mounting form without taking an extra space for heat dissipation of the lid.
  • the optical fiber 13 drawn from the optical module 14 and the first optical connector 31 are prevented from hanging due to gravity. It is possible to prevent the optical fiber 13 from being subjected to extra stress.
  • the magnetic force acting per unit volume can be greatly expressed as compared with the second embodiment.
  • the size of the magnetic component for expressing the required pressing force can be further reduced, and further space saving can be achieved.
  • the outer peripheral size of the short optical fiber portion is wider than the outer peripheral size around the optical connector, a magnet having a larger volume can be arranged along the short optical fiber, so that the magnetic force can be applied without increasing the space. It is also suitable for increasing.
  • any combination described above can be used as long as the dimensions and arrangement of the magnets in the first magnetic component 314 and the positional relationship between the magnetic metal and the magnet are within the range of maintaining the above-mentioned arrangement. You may use it.
  • the magnetic metal is integrated in the vicinity of the lid and the connector connection portion, but a plurality of magnetic metal components and magnets are made of an optical fiber. It may be a combination arranged in the longitudinal direction.
  • a magnetic metal lid provided around an optical module, a permanent magnet, and a magnetic metal in the vicinity of a connector connection portion are arranged in order along the longitudinal direction of the optical fiber, and are connected by a magnetic force or a magnetic force and a bonding material. May be good.
  • optical fibers are shown as an example of the connection target, it can be naturally applied to the connection between the optical waveguides or the optical waveguide and the optical fiber.
  • ⁇ Structure of mounting structure of optical module> 12A and 12B show perspective views of the optical module mounting structure 40 according to the fourth embodiment of the present invention before and after connection, respectively.
  • the basic configuration is the same as that of the second embodiment, and the first magnetic component 414 is connected to the first optical connector 41 around the first optical connector 41 connected to the optical module 14 via the short fiber 13. It is integrated.
  • the first magnetic component 414 on the first optical connector 41 side is composed of a composite of a magnetic metal SUS430 which is a soft magnetic material and a neodymium magnet which is a hard magnetic material.
  • the upper surface of the first magnetic component 414 is made of a magnetic metal, and both side surfaces and the bottom surface are made of a hard magnetic material.
  • the first magnetic component 414 may have, for example, the configuration shown in FIGS. 5A to 5K, and may have a configuration in which the upper surface is made of magnetic metal.
  • the second magnetic component 424 integrated with the second optical connector 42 connected to the first optical connector 41 is composed of a neodymium magnet which is a hard magnetic material.
  • the second magnetic component 424 integrated with the second optical connector 42 connected to the first optical connector 41 may be composed of a composite of a neodymium magnet which is a hard magnetic material and a magnetic metal component. ..
  • the magnetic metal contained in the first magnetic component 414 is integrated with the metal lid arranged around the optical module 14.
  • first magnetic component 414 is a composite
  • both the magnetic metal portion and the permanent magnet portion of the hard magnetic material are arranged in the vicinity of the connection end face of the first optical connector 41. That is, a permanent magnet is arranged around the ferrule 413, and a magnetic metal integrated with the metal lid is provided above the permanent magnet.
  • the permanent magnet included in the first magnetic component 414 and the ferrule 413 of the first optical connector 41 are integrated via an adhesive or the like, and the permanent magnet portion is further connected by magnetic force to the magnetic metal provided on the upper portion thereof. There is.
  • the second magnetic component 424 has a magnet and a magnetic metal arranged so that the cross section of the connecting end face thereof is substantially the same as that of the first magnetic component 414.
  • heat generated from the optical module 14 is generated through heat dissipation from the lid, but with this configuration, the surface area of the lid is set to the optical fiber extraction side.
  • the optical fiber 13 drawn from the optical module 14 and the first optical connector 41 are prevented from hanging due to gravity. It is possible to prevent the optical fiber 13 from being subjected to extra stress.
  • the first magnetic component 414 also contains a magnet and the connection end face also contains a magnet, a magnetic structure that works per unit volume as compared with the second embodiment. The magnetic force between the bodies can be expressed more.
  • the size of the magnetic component for expressing the required pressing force can be further reduced, and the space for mounting the optical module can be further reduced.
  • the first ferrule 413 constituting the first optical connector 41 is integrated with the surrounding magnet by using a bonding material, while being connected to the magnetic metal above it only by magnetic force. Therefore, when connecting the connectors to each other, the magnetic metal and the permanent magnet may be temporarily separated from each other in the lid and the first magnetic component 414, if necessary.
  • the magnet is arranged on the connection end face of the optical connector in the configuration of the second embodiment, but the magnet is arranged on the connection end face of the optical connector in the configuration of the third embodiment.
  • the magnetic force can be further increased.
  • ⁇ Modification 1 of the fourth embodiment> 13A and 13B show perspective views before and after the connection in the optical module mounting structure 40_1 of the modified example of the fourth embodiment.
  • the magnet portion 414_1 and the magnetic metal portions 414_2 and 414_3 are separately arranged in the longitudinal direction of the first magnetic component 414, and the magnetic metal portion 414_3 is integrated with the lid on the optical module 14 side.
  • the first magnetic component is arranged around the ferrule 413, and the first magnetic component includes a magnet including the upper surface (magnet portion 414_1).
  • the end face of the magnetic metal portion (magnetic metal portion) 414_2 arranged above the first optical fiber 13 in the first magnetic component is connected to the end face of the upper surface of the magnet portion 414_1 by magnetic force.
  • the magnet portion 414_1 of the first magnetic component 414 is arranged around the ferrule 413 and is connected to the second magnetic component 424 around the second optical connector 42 by expressing a magnetic force. Even with such a configuration, the same effect as described above can be obtained.
  • ⁇ Modification 2 of the fourth embodiment> 14A and 14B show perspective views before and after the connection in the optical module mounting structure 40_2 of the modified example of the fourth embodiment.
  • the first magnetic component 414 integrated with the lid is made of a permanent magnet made of a hard magnetic material.
  • the first magnetic component 414 is connected to the second magnetic component 424 around the second optical connector 42 by expressing a magnetic force.
  • the volume of the magnets can be significantly increased without increasing the cross-sectional area of the connecting cross section.
  • the magnetic force between the working magnetic structures can be expressed more, and the space for mounting the optical module can be further saved.
  • optical fibers are shown as an example of connection targets, but of course, it can also be applied to optical waveguides or optical waveguides and optical fibers.
  • FIG. 15A shows a perspective view of the first optical connector 51 and the second optical connector 52 before connection in the mounting structure of the optical module according to the present embodiment.
  • FIG. 15B shows a side sectional view of the mounting structure after connection.
  • the basic configuration is almost the same as that of the first modification of the fourth embodiment, the MT ferrule is used as the ferrule as described above, and the guide pin is used as the positioning structure (not shown), and the circumference of the ferrule is used. Magnetic parts are arranged and integrated in.
  • a first magnetic component 514 is integrated with the first optical connector 51 around the first optical connector 51 connected to the optical module 14 via the short fiber 13.
  • the upper surface portion of the first magnetic component 514 extends to the optical module 14, and is integrated with the lid arranged around the optical module 14, so that the magnetic metal portion and the magnet portion are formed in the longitudinal direction of the optical fiber. It is separated and connected.
  • the difference from the modification 1 in the fourth embodiment is that the first magnetic component 514 protrudes from the end face of the ferrule 513 on the side connected to the second optical connector 52, and the light is emitted. It is composed of a composite of a portion 514_1 from the module 14 side to the ferrule 513 and a protruding portion 514_2.
  • the former 514_1 is made of a magnetic metal SUS430, and the latter 514_1 is made of a neodymium magnet which is a hard magnetic material.
  • the second magnetic component 524 integrated with the second optical connector 52 connected to the first optical connector 51 is composed of a neodymium magnet which is a hard magnetic material.
  • connection end faces of the first ferrule 513 in the first optical connector 51 and the plurality of optical fibers (first optical fibers) 13 incorporated in the ferrule 513 are housed in the magnetic metal portion 514_1.
  • a gap is formed between the second optical connector 52 and the connection end face of the optical fiber (second optical fiber) 13_2 incorporated in the second ferrule 523.
  • the magnet portion (protruding portion) 514_2 of the first magnetic component 514 is set to a predetermined length, and a guide pin (not shown) provided at one end of the optical connector and optical fibers 13, 13_2 An opening is provided so as not to interfere with each of the spatial light beams input / output from the first magnetic component 514, and the magnetic metal portion 514_1 of the first magnetic component 514 is connected.
  • microlens array structure 53 as described above is provided in the vicinity of the connection end faces of the respective optical fibers 13 and 13_2 to be connected.
  • An antireflection film is formed on the end face of the microlens to suppress Fresnel reflection with air.
  • a microlens component may be separately arranged in the vicinity of each connection end face.
  • the pressing force required for the connection between the connectors may be smaller than that of the PC connection or the butt coupling via a matching agent or the like. By doing so, it is possible to realize further miniaturization of the magnetic component, and further space saving for mounting the optical module can be achieved.
  • the ferrule may have a structure in which a plurality of optical fibers are fixed by using a cylindrical ferrule used for a single-core connector.
  • positioning between cylindrical ferrules connected to each other is performed by accommodating them in a known split sleeve instead of a guide pin.
  • 16B and 16C show cross-sectional views of the ferrule 513 of the first optical connector 51 and the ferrule 523 of the second optical connector 52, respectively.
  • a cylindrical ferrule made of zirconia or the like is used for the ferrule 513 of the first optical connector 51, and one microhole in the cylindrical ferrule can be filled with a plurality of reduced diameter fibers 131 for positioning.
  • the small-diameter fiber 131 is composed of a core 131a and a clad 131b, and a plurality of small-diameter fibers 131 are fixed with an adhesive 513a.
  • a multi-core fiber 132 composed of a core 132a and a clad 132b is housed in a ferrule 523 of the second optical connector 52, and is fixed in the ferrule 523 with an adhesive 523a.
  • the fan-in / fan-out structure makes it possible to realize a multi-core optical connection by associating each core 131a of the small-diameter fiber 131 with each core 132a of the multi-core fiber 132.
  • the first optical connector 51 in the mounting structure according to this modification is composed of a cylindrical ferrule 513, a split sleep 515, and a first magnetic component 514.
  • the first magnetic component 514 includes a flange 514_4 on the proximal end side (optical fiber 13 side) and a magnet portion 514_3 on the distal end side (connection side with the second optical connector 52).
  • the flange 514_4 is made of SUS430, which is a magnetic metal.
  • the magnet portion 514_3 has a through hole into which the split sleep 515 is inserted.
  • the cylindrical ferrule 513 inserted (fitted) and fixed in the hole (recess) of the flange 514_4 is inserted and fixed in the split sleep 515 in the through hole of the magnet portion 514_3.
  • the second optical connector 52 is composed of a cylindrical ferrule 523 and a second magnetic component 524.
  • the second magnetic component 524 is made of a flange 524_4 of SUS430 which is a magnetic metal, and a cylindrical ferrule 523 is inserted (fitted) into a hole (recess) of the flange 524_4 and fixed.
  • the cylindrical ferrule 523 of the second optical connector 52 is inserted into the split sleep 515 in the through hole of the magnet portion 514_3 in the first magnetic component 514 of the first optical connector 51, and the first optical connector 51 and the second Is connected to the optical connector 52 of.
  • the magnetic portion 514_3 that connects the flange portion 514_4 of the first magnetic component 514 and the optical fiber in the longitudinal direction is used as a permanent magnet.
  • a magnetic force acts between the first magnetic component 514 and the second magnetic component 524.
  • a magnetic force is transmitted between the ferrules, and the pressing force required for PC connection can be applied to the connection end face.
  • connection structures of the first optical connector 51 and the second optical connector 52 By arranging the connection structures of the first optical connector 51 and the second optical connector 52 in an array, a connection structure of a plurality of optical connectors can be realized without using a spring component (not shown). ..
  • the same effect as that of the fourth embodiment can be obtained. Further, as compared with a multi-core ferrule such as an MT ferrule, the ferrule can be miniaturized, and the space for mounting the optical module can be further reduced.
  • optical fibers are shown as an example of connection targets, but of course, it can also be applied to optical waveguides or optical waveguides and optical fibers.
  • FIGStructure of mounting structure of optical module> 17A and 17B show perspective views of the optical module mounting structure 60 according to the sixth embodiment of the present invention before and after connection, respectively.
  • the sixth embodiment can be applied to any of the first to fifth implementations, and relates to an array arrangement and connection of a plurality of optical connector connection structures when the CPO form is taken into consideration.
  • a plurality of first optical connectors 61 drawn out from the plurality of optical modules 14 are arranged side by side on the array around the substrate 2.
  • the first magnetic components 614 around the plurality of first optical connectors 61 are connected and integrated.
  • the first magnetic component 614 is SUS430, which is a magnetic metal.
  • the first magnetic component 614 is connected to the second magnetic component 624 on the upper portion of the second optical connector 62 by expressing a magnetic force.
  • the size of the magnetic component can be further increased, and the magnetic force generated can be increased by enlarging the magnetic circuit. This means that the size of the connecting cross-sectional area of the magnetic component required to develop the required magnetic force can be reduced. As a result of the above, it is possible to further save space for mounting the optical module.
  • the common first magnetic component 614 is also integrated or connected to the metal lid in the vicinity of the optical module 14 has been described, but as described in the first embodiment, if necessary. It may be separated from the lid.
  • the common first magnetic component 614 is all magnetic metal
  • all of them may be composed of magnets as a matter of course.
  • it may be an NS single-pole magnet, but it can also be arranged in an array as a multi-pole magnet as described above.
  • a plurality of first optical connectors 61 drawn from the plurality of optical modules 14 are arranged side by side in an array around the substrate 2, and the first optical connector 61 side of each of the first optical connectors 61 is arranged side by side.
  • the magnetic component 614 is made of a composite of a magnetic metal SUS430 which is a soft magnetic material and a neodymium magnet which is a hard magnetic material
  • a magnetic component 614_2 is added between the plurality of first magnetic components 614, respectively, to form a magnetic component. It may be configured to be connected by applying a magnetic force between them.
  • it may be a combination of an integral magnetic metal common to each optical connector and a magnet provided in each optical connector, and as described above, any magnetic component such as a multi-pole magnet or a combination of a magnet and a magnetic metal can be used. Can be applied.
  • FIGS. 19A and 19B show perspective views of the optical module mounting structure 70 according to the seventh embodiment of the present invention before and after connection, respectively.
  • a seventh embodiment can be applied to any of the first to sixth implementations, and relates to an array arrangement and connection of a plurality of optical connector connection structures in consideration of the CPO form.
  • a plurality of first optical connectors 71 drawn out from the plurality of optical modules 14 are arranged side by side on the array around the substrate 2.
  • the first magnetic component 714 is arranged around the first optical connector 71, but as in the sixth embodiment, the first magnetic component 714 is a plurality of first optical connectors 71. Are arranged so as to be integrated.
  • the first magnetic component 714 is SUS430, which is a magnetic metal.
  • the first magnetic component 714 is also integrated or connected to the metal lid in the vicinity of the optical module 14, and the metal lid is shared so as to be collectively provided around the plurality of optical modules 14. There is.
  • the first magnetic component 714 connecting the lid portion and the optical connector portion is divided on each of the plurality of optical fibers 13.
  • it may be shared on a plurality of optical fibers 13 drawn from the plurality of optical modules 14.
  • the lid is also a magnetic component common among a plurality of optical modules. Therefore, the number of member points can be further reduced.
  • the size of the first magnetic component 714 can be increased, and by enlarging the magnetic circuit, the magnetic force to be expressed can be further increased. This means that the size of the connecting cross-sectional area of the magnetic component required to develop the required magnetic force can be reduced.
  • a structure 76 such as a heat dissipation fin structure may be provided on the magnetic component to increase the surface area as shown in the mounting structure 70_1 shown in FIGS. 20A and 20B, whereby the lid portion is further provided.
  • the surface area of the can be further increased.
  • a member having high thermal conductivity may be separately attached on the lid to efficiently transfer heat to the optical connector side.
  • a graphite sheet, a heat pipe, or the like may be further integrated on the lid.
  • the common first magnetic component 714 shows an example in which all are magnetic metals, of course, all of them may be composed of magnets. In this case, it may be an NS single-pole magnet, but as described above, it may be arranged in an array as a multi-pole magnet. Further, it may be a combination of a magnetic metal and a magnet.
  • the optical fibers are shown as an example of the connection target, but of course, it can also be applied to the connection between the optical waveguides or the optical waveguide and the optical fiber.
  • FIGStructure of mounting structure of optical module> 21A and 21B show perspective views of the mounting structure 80 of the optical module according to the eighth embodiment of the present invention.
  • the components and the connection structure are substantially the same as those in the first embodiment, but the board 2 on which the integrated circuit 3 and the plurality of optical modules 14 are mounted is mounted on a different second board (board) 2_2. , The boards are electrically connected to each other.
  • the first magnetic component 814 provided around the first optical connector 81 is provided in the lower part (board side) of the first optical connector 81, and the first magnetic component 814 is on the second board 2_2. It is installed in.
  • the first magnetic component 814 is connected to the second magnetic component 824 on the lower portion (board side) of the second optical connector 82 by expressing a magnetic force.
  • the first magnetic component 814 may be shared among the optical connectors as shown in FIG. 21A, or may be divided as shown in FIG. 21B.
  • the lower space between the magnetic parts is originally a space and does not impair the high-density mountability.
  • the magnetic force acting per unit cross-sectional area can be expressed more, and the space for mounting the optical module can be further saved.
  • optical fiber drawn from the optical module and the optical connector can be prevented from hanging due to gravity and supported, and extra stress can be prevented from being applied to the optical fiber.
  • a lid and a first magnetic component 814_1 common among the optical connectors are used on the upper part of the first optical connector 81, and yet another first optical connector is used.
  • the magnetic component 814_2 may be provided on the lower portion (board 2 side) of the first optical connector 81 and mounted on the second board 2_2.
  • Another first magnetic component 814_2 is connected to the second magnetic component 824 at the lower part (board side) of the second optical connector 82 by expressing a magnetic force.
  • a part of the first magnetic component 814 may be mounted on the second substrate 2_2 that is electrically connected to the substrate 2.
  • the optical fibers are shown as an example of the connection target, but of course, it can also be applied to the connection between the optical waveguides or the optical waveguide and the optical fiber.
  • FIG. 23A and 23B show perspective views of the mounting structure 90 of the optical module according to the ninth embodiment of the present invention.
  • the mounting structure may be any combination of the first to eighth embodiments.
  • the difference between the present embodiment and the above-described embodiment is that a plurality of optical fibers from the optical module 14 are housed in the 13th optical connector 91.
  • the first optical connector 91 accommodates a plurality of optical fiber groups 13 drawn from two or more optical modules 14.
  • FIG. 23A shows an arrangement example in which two optical fiber groups (a plurality of optical fibers) 13 are housed in one first optical connector 91.
  • the figure on the right in the figure shows the mounting structure 90 before connection, and the two figures in the center of the figure show the mounting structure 90 after connection.
  • the figure on the left in the figure shows a form in which the upper surface of the first magnetic component 914 extends above the optical module 14.
  • the first magnetic component 914 is provided around or part of the periphery (upper part, side portion, etc.) of the first optical connector 91.
  • the first magnetic component 914 is connected to the second magnetic component 924 on the upper portion of the second optical connector 92 by expressing a magnetic force.
  • an example in which it is arranged on the substrate 2 is shown, but it may be arranged using the second substrate.
  • FIG. 23B shows an arrangement example in which four optical fiber groups (a plurality of optical fibers) 13 are housed in one first optical connector 91.
  • a first magnetic component 914_1 is provided on the upper portion of the first optical connector 91
  • another first magnetic component 914_2 is provided on the lower portion (board side) of the first optical connector 91.
  • another first magnetic component 914_2 is mounted on the second substrate 2_2.
  • the first magnetic component 914_1 and 914_2 are connected to the second magnetic component 924 around the second optical connector 92 by expressing a magnetic force.
  • an example of arranging using the substrate 2 and the second substrate 2_2 is shown, but the arrangement may be made using only the substrate 2.
  • the number of optical connectors to be connected can be reduced, and further optical module mounting can be performed. Space can be saved.
  • the longitudinal direction of the optical fiber to be connected may not be orthogonal to the connection end face of the optical module and may be taken out diagonally. This is used when an optical circuit is formed obliquely with respect to a direction orthogonal to the connection end face in the PIC of the optical module and the reflected return light is suppressed. In such a case, as shown in the present embodiment, it is suitable for consolidating a plurality of optical fiber groups into an optical connector, and it has a secondary effect of being excellent in mountability.
  • FIG. 24A shows a perspective view of the mounting structure 100 of the optical module according to the tenth embodiment of the present invention.
  • the mounting structure may be any combination of the first to ninth embodiments.
  • the difference between the present embodiment and the above-described embodiment is that after the first and second optical connectors 101 and 102 are connected, they are arranged so as to be in contact with both the first and second magnetic components 1014 and 1024.
  • the plate component 107 is further provided.
  • FIG. 24B it includes a plate component 107 that surrounds each of a pair of connected first and second magnetic components 1014 and 1024.
  • the plate component 107 is made of a soft magnetic material, such as SUS430 or nickel.
  • FIG. 24B shows an example in which a plate component 107 surrounding a connection structure of a pair of first and second magnetic components 1014 and 1024 (first and second optical connectors 101, 102) is used, but a plurality of first and second magnetic components.
  • a plate component 107 surrounding the connection structure of the first and second optical connectors 101, 102 may be used.
  • the first and second optical connectors 101 and 102 are connected to the first and second optical connectors. It is possible to prevent leakage of the magnetic field lines acting between the first and second magnetic components 1014 and 1024 to the external space and to strengthen the confinement of the magnetic circuit.
  • the plate component 107 does not have to be in contact with the entire circumference of the outer circumference, and may be a plate component that is in contact with at least one surface.
  • preventing leakage of magnetic field lines to the outside leads to reducing the influence of magnetic force on the outside, preventing magnets from sticking to surrounding members and eliminating adverse effects on other electronic components due to magnetic fields. It also has the secondary effect of being able to do it.
  • the shape of the plate component in the present embodiment is arbitrary, and the outer circumference of the magnetic component may be a processed structure or a structure in contact with at least one surface, if necessary.
  • FIG. 25A shows the mounting structure 100_1 of the optical module according to the modified example of this embodiment.
  • a common plate component 107 that collectively surrounds the connection structure of the plurality of first optical connectors 101 and the second optical connector 102 is used.
  • a plate component 107 surrounding the connection structure of the pair of the first optical connector 101 and the second optical connector 102 may be used.
  • a stopper structure 108 is provided which is connected to the second magnetic component 1024 to limit the movement in the direction facing the connector connection end.
  • the stopper structure 108 even when stress is applied to the second optical connector 102 in the direction of disconnection along the longitudinal direction of the optical fiber. It is possible to prevent disconnection due to mechanical interference of the above, and to maintain a stable optical connection.
  • a magnetic structure may also be used for the stopper structure 108 to apply a magnetic repulsive force to the second magnetic component 1024.
  • first magnetic component and the second magnetic component an arrangement example of the first magnetic component and the second magnetic component is shown, but the present invention is not limited to this.
  • the arrangement of the first magnetic component and the second magnetic component any of the arrangements shown in FIGS. 5A to K and 7A to F may be used, and of course, other than those shown in FIGS. 5A to K and 7A to FF.
  • any combination that can be inferred may be used.
  • the first magnetic component is placed around or around a part of the first optical connector (top, bottom, sides, etc.) and the second magnetic component is around or around a part of the second optical connector (top, bottom, sides, etc.). It may be arranged in the upper part, the lower part, the side part, etc.) so as to be connected by expressing a magnetic force between the first magnetic component and the second magnetic component.
  • connection object the connection structure, the connection end face structure, the connector structure, and the magnetism described in the first to tenth embodiments.
  • connection object any combination of component structure, arrangement, connection form, lid structure, material and arrangement of various components can be applied.
  • the present invention relates to a small optical connection component and an optical connection structure, and can be applied to devices and systems such as optical communication.

Landscapes

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Abstract

本発明の光モジュールの実装構造(10)は、順に、複数の光モジュール(14)と、第1の光導波部品(13)と、第1の光コネクタ(11)と、第2の光コネクタ(12)と、第2の光導波部品(13_2)とを備え、第1の光コネクタ(11)は、第1の磁性部品(114)を有し、光モジュール(14)と光学的に接続された第1の光導波部品(13)が収容され、第2の光コネクタ(12)は、第2の磁性部品(124)を有し、第2の光導波部品(13_2)が収容され、第1の磁性部品(114)と第2の磁性部品(124)の少なくとも一方は硬磁性材料を含み、第1の磁性部品(114)と第2の磁性部品(124)との間に磁力を働かせることで、第1の磁性部品(114)と第2の磁性部品(124)との対向する端面間のギャップが小さくなる方向に引力が印加されている。 これにより、本発明は、高密度実装が可能な光モジュールの実装構造を提供できる。

Description

光モジュールの実装構造および光実装ボード
 本発明は、光実装ボードに搭載する光モジュールの実装構造と光実装ボードに関する。
 近年、動画サービスやIoT(Internet of Things)、クラウドサービスなどによるインターネットトラフィックの爆発的増加に伴い、データセンタ内やデータセンタ間の通信容量の大幅な拡大が求められている。通信容量の拡大を実現するために、従来の電気信号を用いた短距離通信方式に代わり、光通信で用いられる光伝送技術などを用いた光インタコネクション技術の導入が進んでいる(非特許文献1)。
 また、ハイパフォーマンスコンピューティングの用途においても信号の高速化に対応するために、光インタコネクションの導入が進んでいる。光インタコネクションの実現形態において、SFP(Small Form Factor Pluggable)などのプラガブル光トランシーバを用いる手法が一般的であるが、近年では、さらなる伝送容量拡大のニーズに応えるべく、ボード(基板)上の電子部品近傍に直接多数の光モジュールを搭載するCPO(Co-packaged optics)と呼ばれる光モジュールの実装形態が提案されている。
 この実装形態において、ボード内あるいはボード間で前記光モジュール間を接続するために、光モジュールを複数本の光ファイバあるいはポリマー導波路などと接続して、同光ファイバ/光導波路を伝送路として光コネクタを介して接続することが考えられる。例えばCPOに適する光送受信モジュールとしては、シリコンフォトニクスや化合物半導体などからなる多chのシングルモード光集積回路が知られており、同光モジュールと複数本の光ファイバが光学的に接続され、さらに前記複数の光ファイバは多心形光コネクタであるMTコネクタやMPOコネクタ等を一端に備えて、光コネクタ同士を接続する形態が考えられる。このような用途においては、ボード内により高密度に複数の光モジュールを搭載する必要があるため、前記光コネクタも含めて省スペースな光実装形態が求められている。
 前記CPO形態において用いられる多心形光コネクタとしては、非特許文献2に記載のように、MTコネクタやMTコネクタをベースとしたMPOコネクタが用いられる。いずれも、光ファイバを収容するための複数のマイクロホールと、ガイドピンを収容/挿入するための2つのガイド孔とを有する樹脂成型のMTフェルールが用いられる。同フェルールに複数のファイバを接着固定し、一方のフェルールに備えたガイドピンが他方のフェルールに嵌合することで光ファイバ同士の接続が行われる。このとき、光ファイバ収容孔とガイドピン孔それぞれの高い穴径精度と高い孔の位置決め精度により、複数の光ファイバ同士の高精度な位置決めが一括で実現される。
"Basic Technologies toward the All-Photonics Network," Tetsuomi Sogawas, NTT Technical Review, vol. 18, No. 3, 2020. "History of Fiber Optic Physical Contact Connector for Low Insertion and High Return Losses," Ryo Nagase, Yoshiteru Abe, Mitsuru Kihara, Proc. IEEE HISTory of ELectrotechnolgy CONference (HISTELCON), 2017.
 しかしながら、本構造の多心形光コネクタはクリップやコイルバネなどのバネ部品や、このバネ部品の押圧力を常に接続端面に加えるための機械的な締結構造を用いるため、前記CPO用途に資するように、接続作業性を維持しながら小型化を図ることに限界がある。
 例えば、クリップを用いるMTコネクタは、MTフェルールとクリップによる小型な構成であるが、クリップ部品の幅がMTフェルールよりも大きいことが多く、小型化を阻害している。
 さらに、MTコネクタの実際の接続には、クリップ部品を2つのフェルールを挟むように挿入するための作業スペースを必要とし、挿抜時にコネクタ幅以上の作業スペースを要し、必要に応じて接続治具などを用いる必要がある。そのため、CPO形態のように複数の光モジュールと複数のMTコネクタをアレイ配置した場合は、前記クリップ幅およびクリップ挿抜のためのスペース幅を必要とするため、複数のMTコネクタを密に配置することはできず、前記スペースも加味して疎に配置する必要があった。なお、前記クリップと同様の効果を有するツメのようなバネ部品を用いても同様である。
 また、前記クリップに代わり、コイルばねを用いるMPOコネクタは、コイルバネ周囲の多数のハウジング部品によって手作業によるプッシュプル接続を実現でき、安定した押圧力を発現させることができる一方、前記コイルばねの反力に抗って押圧状態を保持するために複数のハウジング部品と追加のアダプタ部品を用いる必要があり、これらの部品のサイズが大きく、結果としてMPOコネクタのサイズは非常に大きくなる。
 以上述べたように、CPO形態において、複数の光モジュールおよび複数の多心形光コネクタを基板上に配置する場合、多心形光コネクタ自体及び多心形光コネクタ接続のためのスペースが、基板上のスペースを占有することになり、結果的にボード(基板)上に高密度に光モジュールを実装することに課題があった。
 なお前記複数の光ファイバに代わり、光コネクタを終端に備えるポリマー導波路を用い、光モジュールと実装した形態も検討されている。この場合、ポリマー導波路用の光コネクタはMTフェルールの中に収容されたPMT(Polymer Waveguide Connected with MT connector)コネクタが適用され、その接続機構はMTコネクタと同様である。そのため、導波路を伝送路として用いた場合でも、同様にコネクタ接続部のスペースが起因して、ボード(基板)上に高密度に光モジュールを実装することに課題があった。
 本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、光コネクタを備える複数本の短尺光ファイバ、あるいは光コネクタを備える短尺光導波路と光学的に接続された状態で、ボード上に複数配置された光モジュールの実装形態において、前記光コネクタ接続に要するスペースを省スペース化することで、前記光モジュールの高密度実装形態を提供することを目的とする。
 上述したような課題を解決するために、本発明に係る光モジュールの実装構造は、順に、複数の光モジュールと、第1の光導波部品と、第1の光コネクタと、第2の光コネクタと、第2の光導波部品とを備え、前記第1の光コネクタは、第1の磁性部品を有し、前記光モジュールと光学的に接続された前記第1の光導波部品が収容され、前記第2の光コネクタは、第2の磁性部品を有し、前記第2の光導波部品が収容され、前記第1の磁性部品と前記第2の磁性部品の少なくとも一方は硬磁性材料を含み、前記第1の磁性部品と前記第2の磁性部品との間に磁力を働かせることで、前記第1の磁性部品と前記第2の磁性部品との対向する端面間のギャップが小さくなる方向に引力が印加されていることを特徴とする。
 本発明によれば、高密度実装が可能な光モジュールの実装構造を提供できる。
図1Aは、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造(接続前)を備える光実装ボードの斜視概略図である。 図1Bは、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造(接続後)を示す斜視概略図である。 図2Aは、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造における光コネクタ(接続前)を示す斜視概略図である。 図2Bは、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造における光コネクタ(接続後)を示す斜視概略図である。 図3Aは、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造における光コネクタ(接続前)を示す上面断面図である。 図3Bは、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造における光コネクタ(接続後)を示す上面断面図である。 図4Aは、本発明の第1の実施の形態の変形例に係る光モジュールの実装構造(接続後)を示す斜視概略図である。 図4Bは、本発明の第1の実施の形態の変形例に係る光モジュールの実装構造における光コネクタ(接続後)を示す斜視概略図である。 図5Aは、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造における光コネクタの一例を示す正面断面図である。 図5Bは、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造における光コネクタの一例を示す正面断面図である。 図5Cは、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造における光コネクタの一例を示す正面断面図である。 図5Dは、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造における光コネクタの一例を示す正面断面図である。 図5Eは、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造における光コネクタの一例を示す正面断面図である。 図5Fは、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造における光コネクタの一例を示す正面断面図である。 図5Gは、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造における光コネクタの一例を示す正面断面図である。 図5Hは、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造における光コネクタの一例を示す正面断面図である。 図5Iは、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造における光コネクタの一例を示す正面断面図である。 図5Jは、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造における光コネクタの一例を示す正面断面図である。 図5Kは、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造における光コネクタの一例を示す正面断面図である。 図6は、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造(接続前)の例を示す斜視概略図である。 図7Aは、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造における光コネクタの一例を示す側面断面図である。 図7Bは、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造における光コネクタの一例を示す側面断面図である。 図7Cは、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造における光コネクタの一例を示す側面断面図である。 図7Dは、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造における光コネクタの一例を示す側面断面図である。 図7Eは、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造における光コネクタの一例を示す側面断面図である。 図7Fは、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造における光コネクタの一例を示す側面断面図である。 図8Aは、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造における光コネクタの一例を示す斜視概略図である。 図8Bは、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造における光コネクタの一例を示す斜視概略図である。 図9は、本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造における光コネクタの一例を示す斜視概略図である。 図10Aは、本発明の第2の実施の形態に係る光モジュールの実装構造(接続前)を示す斜視概略図である。 図10Bは、本発明の第2の実施の形態に係る光モジュールの実装構造(接続後)を示す斜視概略図である。 図11Aは、本発明の第3の実施の形態に係る光モジュールの実装構造(接続前)を示す斜視概略図である。 図11Bは、本発明の第3の実施の形態に係る光モジュールの実装構造(接続後)を示す斜視概略図である。 図12Aは、本発明の第4の実施の形態に係る光モジュールの実装構造(接続前)を示す斜視概略図である。 図12Bは、本発明の第4の実施の形態に係る光モジュールの実装構造(接続後)を示す斜視概略図である。 図13Aは、本発明の第4の実施の形態の変形例に係る光モジュールの実装構造(接続前)を示す斜視概略図である。 図13Bは、本発明の第4の実施の形態の変形例に係る光モジュールの実装構造(接続後)を示す斜視概略図である。 図14Aは、本発明の第4の実施の形態の変形例に係る光モジュールの実装構造(接続前)を示す斜視概略図である。 図14Bは、本発明の第4の実施の形態の変形例に係る光モジュールの実装構造(接続後)を示す斜視概略図である。 図15Aは、本発明の第5の実施の形態に係る光モジュールの実装構造(接続前)を示す斜視概略図である。 図15Bは、本発明の第5の実施の形態に係る光モジュールの実装構造(接続後)を示す側面断面図である。 図16Aは、本発明の第5の実施の形態の変形例に係る光モジュールの実装構造(接続後)を示す側面断面図である。 図16Bは、本発明の第5の実施の形態の変形例に係る光モジュールの実装構造におけるフェルールの一例の正面断面図である。 図16Cは、本発明の第5の実施の形態の変形例に係る光モジュールの実装構造におけるフェルールの一例の正面断面図である。 図17Aは、本発明の第6の実施の形態に係る光モジュールの実装構造(接続前)を示す斜視概略図である。 図17Bは、本発明の第6の実施の形態に係る光モジュールの実装構造(接続後)を示す斜視概略図である。 図18は、本発明の第6の実施の形態に係る光モジュールの実装構造(接続前)の一例を示す斜視概略図である。 図19Aは、本発明の第7の実施の形態に係る光モジュールの実装構造(接続前)を示す斜視概略図である。 図19Bは、本発明の第7の実施の形態に係る光モジュールの実装構造(接続前)を示す斜視概略図である。 図20Aは、本発明の第7の実施の形態に係る光モジュールの実装構造(接続前)の一例を示す斜視概略図である。 図20Bは、本発明の第7の実施の形態に係る光モジュールの実装構造(接続後)の一例を示す斜視概略図である。 図21Aは、本発明の第8の実施の形態に係る光モジュールの実装構造(接続前)を示す斜視概略図である。 図21Bは、本発明の第8の実施の形態に係る光モジュールの実装構造(接続後)を示す斜視概略図である。 図22Aは、本発明の第8の実施の形態に係る光モジュールの実装構造(接続前)の一例を示す斜視概略図である。 図22Bは、本発明の第8の実施の形態に係る光モジュールの実装構造(接続後)の一例を示す斜視概略図である。 図23Aは、本発明の第9の実施の形態に係る光モジュールの実装構造の例を示す斜視概略図である。 図23Bは、本発明の第9の実施の形態に係る光モジュールの実装構造の例を示す斜視概略図である。 図24Aは、本発明の第10の実施の形態に係る光モジュールの実装構造(接続後)を示す斜視概略図である。 図24Bは、本発明の第10の実施の形態に係る光モジュールの実装構造における光コネクタ(接続後)を示す斜視概略図である。 図25Aは、本発明の第10の実施の形態の変形例に係る光モジュールの実装構造(接続後)を示す斜視概略図である。 図25Bは、本発明の第10の実施の形態の変形例に係る光モジュールの実装構造における光コネクタ(接続後)を示す斜視概略図である。
<第1の実施の形態>
 本発明の第1の実施の形態に係る光モジュールの実装構造を、図1A~図9を参照して説明する。
<光モジュールの実装構造の構成>
 本実施の形態に係る光モジュールの実装構造(以下、「実装構造」という。)は、図1Aに示すように、光実装ボード1における光モジュールの実装に用いられる。
 光実装ボード1は、本実施の形態に係る実装構造10と、基板2と、集積回路3とを備える。
 光実装ボード1では、基板2の中央付近に集積回路3が搭載されており、その周囲に複数の光モジュール14が同一基板2上に搭載されている。
 光実装ボード1は、第1の光コネクタ11と第2の光コネクタ12との接続前において、図1Aに示すように、実装構造10における光モジュール14と、第1の光導波部品である第1の光ファイバ13と、第1の光コネクタ11を有する。
 第2の光導波部品である第2の光ファイバ13_2が接続される第2の光コネクタ12は、図1Bに示すように、第1の光コネクタ11に接続される。なお図1Bでは図1Aの1辺と2辺の一部のみを示しており、そのほかの辺は省略している。以下の図でも同様である。
 このように、本実施の形態に係る実装構造10は、光モジュール14と、第1の光ファイバ13と、第1の光コネクタ11と、第2の光コネクタ12と、第2の光ファイバ13_2とを備える。また、以下、本発明に係る光コネクタ内に収納される光ファイバの方向を「光ファイバの長手方向」という。
 ここで、第1の光ファイバ13、第2の光ファイバ13_2は、図1A、Bに示すように、複数本の光ファイバ(以下、光ファイバ群」ともいう。)でもよく、光導波路でもよい。ここで、光ファイバや光ファイバ群は、光導波部品の一例として示される。光導波部品には、他に光導波路や光学素子等がある。
 まず図1A、Bを用いて、本発明の基本的な各種構成要素について詳細に述べる。
 集積回路3は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)スイッチであり、他にもCPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processig Unit)などの各種プロセッサ(総称してxPUとよぶ)、DSP(Digital Signal Processor)あるいはFPGA(Field-Progammable gate Array)など光インタコネクションやコンピューティングを適用する用途に応じて適宜用いられる。
 基板2は、例えば、公知のプリント基板や、BU(Build-up)基板、セラミック基板など高周波の電気配線を備える電気基板であり、図では省略するが、コンデンサ、コイル、抵抗、電気コネクタ、電気接点など各種電気部品が複数集積されている。BU基板などを用いた場合は、別途プリント基板などの第2の親基板上に搭載されることもある。
 光モジュール14は、光送受信器を構成する各種光学素子と光電変換用の各種電気素子の集合体からなる。光学素子は例えば光回路や光発光素子、光受光素子、光変調素子、光機能素子である。
 光発光素子としては、公知のDFB(Distributed Feedback)レーザアレイやDBR(Distributed Bragg Reflector)レーザアレイ、VCSEL(Vertically Cavity Surface Emitting LASER)アレイであり、光受光素子としてはPD(Photo Detecter)アレイなどである。
 光変調素子としては、例えば、前記光発光素子に直接変調したものや、EA(Electro-Absotrion)変調器を集積したもの、あるいはマッハツェンダ干渉回路やリング変調器回路からなる外部変調素子のいずれかから構成される。
 光機能素子としては、スプリッタ、波長合分波器、光スイッチ、偏波制御素子、光フィルタなどである。これらのいずれも光学素子として用いることができ、前記各種素子を光回路のベースであるSi導波路などとの組み合わせから光送受信器が構成されている。
 Si導波路に前記各種光発光素子、光受光素子、光変調素子、光機能素子などがモノリシック集積あるいはハイブリッドに集積された回路は、光集積回路(Photonic Integrated Circuit:PIC)とも呼ばれる。前記Si導波路は公知のSOI基板のBOX層上に形成されたSi細線をコアとして、その周囲にSiO2やSiOx、SiN、SiONなどからなるクラッド部を備えた光回路である。
 光回路としては、前記Si導波路の他に、InPなどの化合物半導体からなる光回路を用いてもよく、他にも石英系平面光波回路などのガラス系導波路やポリマー導波路、LNなどの強誘電体導波路などを用いてもよく、これらをベースとしたPICとしてもよい。光送受信器は複数のチャネルを有してアレイ化することで、より伝送容量を増加させることができる。
 前記光送受信器の近傍には、各種光学素子を駆動、制御するための電気素子が配置され、光送受信器と電気的に接続されている。電気素子は例えばLDや外部変調器を駆動するためのドライバ回路や、PDへの電気入力を増幅するトランスインピーダンスアンプ回路である。また、電源回路、リタイマ回路、クロック回路などの回路をさらに加えてもよい。
 光送受信器との電気素子との電気接続には、ワイヤボンディングやフリップチップボンディング、或いは別のパッケージ基板の電気配線を介するなど、公知の電気接続技術のいずれでもよい。
 また、前記光学素子あるいはPICは光送受信器の複数のチャネルに対応して外部に光を入出力するための光入出力部を備えており、これを複数本の光ファイバ或いはポリマー光導波路などと光学的に接続することで外部へ光を入出力することができる。
 光入出力部の構造としても、公知の光接続技術のいずれも適用手できる。例えば、Edge Coupligと呼ばれるように、前記光入出力部を有する接続端面に光ファイバあるいは光導波路を配置して、各々の導波コアの光軸が一致するように接続する方法がある。Edge Coupligには各々のモードフィールド径が整合するように、スポットサイズコンバータ部や、レンズ部品を備えた空間光学系などが組み合わせられる。
 そのほか、Grating couplingと呼ばれるように、PICなどにグレーティングカプラを集積して、PIC上部または下部から光を入出力させてもよい。この場合、複数本の光ファイバあるいは光導波路の接続端面にも光路変換部を設けてもよい。例えば曲げファイバを内蔵して固定した光ファイバアレイ部品や、光路変換用のミラーを集積するなどとしてもよい。
 他にもAddiabatic couplingと呼ばれるように、PICと光ファイバ或いは光導波路のそれぞれのコア同士を接近させて、断熱的に光を遷移させる光接続形態としてもよい。また、光造形技術などを用いて、微小なポリマー配線を接続対象間に形成して光学的に接続してもよい。
 光モジュールとしては前述のように、前記光ファイバ或いは光導波路と光学的に接続された光送受信器とそれと電気的に接続される各種電気素子の集合体からなるが、これらがさらに前記集積回路が搭載された基板に備える電気配線と電気接点、あるいは基板上に備える別の電気配線部品と電気接点を介して前記集積回路と電気的に接続される。
 基板上に光モジュールを搭載する形態としては、電気的に接続可能な形態であれば公知のいずれの搭載形態でもよい。例えば、光モジュール内の光送受信器や電気素子などを前記基板上に直接搭載し、ワイヤボンディングあるいはフリップチップ接続などで電気接続を実施することができる。
 あるいは、光送受信器や電気素子を別のパッケージ基板上に搭載しておいてパッケージ付きの光モジュールとし、前記パッケージを前記基板に電気的に接続するように搭載してもよい。この場合の電気接続の方法は例えばワイヤボンディングあるいはフリップチップ接続のほかに、BGA(Ball Grid Array)やLGA(Land Grid Array)などのはんだ接続や、PGA(Pin Grid Array)などのはんだ部や金属ピラーなどを介した接続を用いてもよい。
 また、前記電気端子に加えて押圧構造を別途設けて、いわゆる電気ソケットとして電気コネクタとして接続する構成としてもよい。この場合、前記基板と光モジュールは着脱が可能となる。
 また、前記パッケージとしては、Si上に電気配線を内蔵したポリイミドなどを形成したSiインタポーザや同様のガラス製インタポーザ、アルミナやLTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)などのセラミック基板や、別のガラスエポキシ基板などのプリント基板や金属基板などを用いてもよい。
 他にも薄膜ポリイミド内部に電気配線を備えた薄膜樹脂製のインタポーザとしてもよい。この際、前記電気素子やPICなどをモールドして保護してもよい。
 また、後述するように、パッケージの上部および外周部などにリッド部品を被せてもよい。リッド部品は例えば金属部品からなり、前記電気素子や光送受信器を保護する役割を持たせている。また、前記電気素子や光送受信器或いはパッケージと伝熱部を介して熱的に接続され、光モジュールを構成する各素子の発熱を、外部に伝熱あるいは放熱する機能を持たせてもよい。
 次に、接続される光ファイバについて述べる。光ファイバの種類や材質、フェルールの種類や材質は公知のいずれでも適用できる。例えば、光ファイバは公知の石英系光ファイバやプラスチックファイバいずれでもよい。また、光ファイバはシングルモードファイバやマルチモードファイバ、偏波保持ファイバ、フォトニック結晶ファイバ、マルチコアファイバなどいずれでも適用できる。
 加えて光ファイバの周囲には被覆が施されているが、フェルールのマイクロホール内以外の部分においては、その周囲に公知の樹脂被覆(例えばアクリル、エポキシ、シリコーン、ポリイミドなど)や、さらにその周囲にシリコーンチューブやナイロン被覆などを2重以上に設けてもよい。当然多心ファイバの場合は、テープ化して束ねた公知のテープファイバとすることでより簡便に光ファイバを取り扱うことができる。
 同様に複数本の光ファイバの代わりに前記PIC内の光送受信器の複数チャネルと対応する、コアおよびクラッドを有する光導波路を用いてもよい。光導波路は例えばポリマー樹脂からなり、例えばコアクラッドの屈折率を調整した樹脂からなる。
 ポリマー導波路の材料としては、公知のいずれの導波路材料を用いてもよい。例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリノルボルネン樹脂、ポリオキセタン樹脂、有機無機ハイブリッド樹脂などいずれでもよく、また、前記樹脂をフッ素化、塩素化、臭素化したハロゲン置換体を用いてもよい。
 また、前記樹脂をベースにして一部化学構造を変更した誘導体などいずれを用いてもよい。当然、シングルモード導波路あるいはマルチモード導波路いずれでもよく、当然導波路コア間隔やチャンネル数についても任意に適用できる。
 ポリマー導波路の他にも、ガラス内にコアを有するガラス系導波路を用いてもよい。ポリマー以外の導波路としては屈曲性の観点から薄膜ガラスが好ましく、この場合は例えば光誘起などで屈折率を変化させることで導波路などを形成すればよい。
 前記複数本の光ファイバまたは光導波路は、光モジュールと接続される一端と異なる逆側の一端において光コネクタ(第1の光コネクタ)11を備えている。
 光コネクタは例えば、前記光ファイバ外径よりわずかに大きい(例えば0.5~1.5μm程度)の内径を有するマイクロホールを複数備えたフェルールであり、例えば公知のMTフェルールである。
 光コネクタは別途位置決め構造を有しており、位置決め構造は例えば、同MTコネクタの接続で用いられるような、両端に2つのガイドピン(オス側)およびガイドピン孔(メス側)からなる。光コネクタの接続時に、一方のフェルールに備えるガイドピンを他方に挿入することで光ファイバ同士の高精度な位置決めが実現される。
 前記光コネクタ内のマイクロホールには、被覆を除去した光ファイバが収容され、光ファイバとフェルールは接着剤によって固定されている。なお、図面上では接着剤の図示は省略している。
 また、光ファイバ及びフェルールの接続端面は、略同一面になるよう平面研磨加工されている。光ファイバの接続端面はわずかにフェルール端面よりも突き出て、凸球面となるように研磨してもよい。研磨角度は直角でも良いし、公知の斜め端面角度としてもよい。
 光ファイバのピッチは例えばおよそ250μmピッチで配置され、光ファイバ本数は図において8芯である。当然上記ピッチおよび心数は光モジュールのチャネル数に対応して任意であり、2芯、4芯、8芯、12芯、16芯、24芯、32芯などいずれの心数でも適用できる。
 前記光ファイバの周囲には被覆が施されているが、フェルールのマイクロホール内以外の部分においては、その周囲に公知の樹脂被覆(例えばアクリル、エポキシ、シリコーン、ポリイミドなど)が配置されており、さらに複数本のテープファイバとしてまとめられている。
 また、フェルールと一体化するブーツ部品を別途設けて前記ファイバを保護してもよい。このブーツ部はMTコネクタなどの組み立てに用いられる公知のものであり、このブーツ部を必要に応じて省いてもよい。
 また、必要に応じて前記ガイドピンの脱落を防止するように、雄側のフェルールに別部品や接合材料などを設けてガイドピンを固定してもよい。また、図面上は省略するが、ガイドピン用孔やマイクロホールおよびガイドピンの先端付近には必要に応じて挿入を容易にするようなテーパ形状を施してもよい。
 なお後述するように、多心形光コネクタの形態はMTフェルールに限るものではなく、光ファイバの多心接続を実現する公知の光コネクタのいずれでも適用できる。例えば、単心形コネクタに用いられる円筒フェルールに複数のマイクロホールを設けてファイバを固定してもよい。また、マルチコアファイバ用のファンイン・ファンアウト構造として知られる構造、例えば1つのマイクロホール内に複数の光ファイバを充填配置して固定する構造としてもよい。
 円筒フェルールを用いる場合は、単心形コネクタで公知の割りスリーブなどをアダプタとして介して、対向する2つのフェルールを整列、保持すればよい。このとき一方の光コネクタに収容される光ファイバをマルチコアファイバとしてもよい。
 また、多心フェルールの材質はMTフェルールによく用いられる汎用プラスチック、エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチックなどいずれを用いてもよい。
 また、同様の構造で、ガラス材や半導体材料、セラミック材料などいずれの材料をベースにした加工品を用いてもよい。
 例えば、公知の光ファイバアレイのように、ガラスV溝に光ファイバを収容し、その上からリッド部品をかぶせて接着剤で固定した構造を応用してこの周囲に前記同様2つのガイドピンなどを両端に所定位置に位置決めして接着することで位置決め構造を備えたガラス材料からなるフェルール構造としてもよい。
 同様に、位置合わせ構造としては、MTフェルールなどで用いられるガイドピンによる位置合わせ構造以外でも、ノッチと溝の嵌めあいのように、突起等をいずれか一方のフェルール端面に形成あるいは取り付け、いずれか一方にその突起に適合するガイド溝などを設けてもよい。また、外形の嵌め合いなどを用いてもよく、同様の精度を担保できるものであれば、の他にもいずれの嵌合構造なども適用できる。
 また、前記複数本の光ファイバの代わりにポリマー導波路などの導波路を用いた場合でも同様に、MTフェルール内に同ポリマー導波路を収容する矩形溝あるいは矩形孔を設けてフェルール内に導波路を固定することで、公知のPMTコネクタ(Polymer Waveguide Connected with MT connector)のように、前記フェルールとポリマー導波路が一体化させて同様の光コネクタ構造を備えることができる。
 対向して接続される各々の光コネクタ(第1の光コネクタ11、第2の光コネクタ12)の周囲または内部には、それぞれ磁性部品(第1の磁性部品114、第2の磁性部品124)が配置されており、フェルールと連結されている。磁性部品は、硬磁性材料である永久磁石あるいは軟磁性材料(例えば磁石につく磁性金属)のいずれか、または硬磁性材料と軟磁性材料との複合体からなる。
 第1の光コネクタ11と第2の光コネクタ12において対向する第1の磁性部品114と第2の磁性部品124の少なくとも一方を、硬磁性材料である永久磁石とすることで、対向する磁性部品間に磁力を働かせることができる。なお光コネクタ同士の脱着を不要とする場合は、必要に応じて、追加の機械部品や、接着剤などで磁性部品間を永久接続してもよい。なお、磁性部品の構造、材料および効果については、後述する。
 以下、本実施の形態に係る実装構造10の詳細を説明する。実装構造10において、複数の光モジュール14のそれぞれから複数の短尺光ファイバ13が引き出されており、その端部に第1の光コネクタ11が備えられている(図1A)。この光コネクタに同様の第2の光コネクタ12が対向して接続される(図1B)。
 図2A、Bそれぞれに、接続前と接続後の実装構造10の光コネクタ周辺の斜視図を示す。また、図3A、Bそれぞれに、図2B中の平面Aを断面とする、接続前と接続後の実装構造10の上面模式図を示す。
 実装構造10において、第1の光コネクタ11は、ブーツ112を介して複数の光ファイバ(第1の光ファイバ)13が収容されるフェルール113と、第1の磁性部品114と、フェルールの端面113_1に位置決め構造としてガイドピン115を備える。
 また、第2の光コネクタ12には、ブーツ122を介して複数の光ファイバ(第2の光ファイバ)13_2が収容されるフェルール123と、第2の磁性部品124と、第1の光コネクタ11と対向するフェルールの端面に位置決め構造としてガイドピン115が挿入(嵌合)するガイド孔125を備える。
 ここで、フェルール113は、例えばMTフェルールである。
 また、磁性部品は、いずれも硬磁性材料(いわゆる永久磁石)からなる。永久磁石の材料としては、発現させたい磁力に応じて公知の磁石のいずれを用いてもよい。代表的な磁石としてはネオジム磁石を用いることができる。ほかにも、フェライト磁石、アルニコ磁石、サマリウムコバルト磁石、KS鋼、MK鋼、ネオジウム鉄ボロン磁石などいずれの公知の磁石を用いることができる。また、これらの組成をわずかに変えて磁気特性を調整したいずれの磁石でも当然同様に用いることができる。これらを必要な磁力や使用温度での熱減磁などを考慮して適宜選択すればよい。
 また、第1および第2の光コネクタ11、12におけるフェルール113、123の周囲を囲むように、それぞれ第1および第2の磁性部品114、124が配置されており、フェルールと各々一体化されている。
 また、第1の光コネクタ11のフェルール113の端面にガイドピン、第2の光コネクタ12のフェルール123の端面にガイド孔を備える例を示したが、第1の光コネクタ11のフェルール113の端面にガイド孔、第2の光コネクタ12のフェルール123の端面にガイドピンを備えてもよい。
 第1の光コネクタ11のフェルール113と第2の光コネクタ12のフェルール123とは、ガイドピンによりに位置決めされる。
 ここで、光ファイバは例えばクラッド径125μm、コア径およそ10μmの石英系シングルモードファイバである。
 前記フェルール113、123と第1および第2の磁性部品114、124は接着剤を介して一体化されている。なお、接着の他に、機械的な嵌合や金属による接合(はんだなど)で一体化してもよく、また、一体化のための別の機構部品を介してもよく、磁性部品間の磁力がフェルールに伝わる構造であれば公知のいずれの手法で一体化してもよい。
 ここで、磁石からなる磁性部品は、対向する磁性部品間に磁気引力が働くようにお互いのN極S極が配置されている。例えば、光ファイバの長手方向に沿ってN極とS極が磁化させた磁石を用いる場合に、第1の磁性部品114の接続端面側にN極側を配置した場合、第2の磁性部品124の接続端面側にはS極側を配置することでN-Sにより磁気引力が働く。この磁力により、磁性部品と一体化したフェルール間にも引力が働くことになる。
 また、接続端面の光ファイバの長手方向に対して、光ファイバはわずかに前記フェルールよりも突き出るように研磨されている。
 また、磁性部品の接続端面とフェルールの接続端面は同一面または磁性部品の接続端面の方が光ファイバの長手方向において、フェルール接続端面から引き込むように位置決めされている。この位置関係とすることで対向する光ファイバ端面の接触を阻害することなく、磁性部品である永久磁石間のギャップを極力小さくして磁力を大きく発現させている。
 このような構造による効果を以下に説明する。従来のCPOのような光モジュールの実装形態において、基板上の複数の光モジュールと光学的に接続された複数の光ファイバが引き出され、この光ファイバの一端に備える光コネクタを介して、他方の光コネクタと接続することで外部の光ファイバとの光の入出力がなされる。
 ここで、前記光コネクタを接続した際に、接続端面に一定の押圧力を加えつつ、接続状態を保持する必要があるが、従来の光コネクタの接続構造では、押圧を加えるためにクリップやツメなどの板バネ部品あるいは、コイルバネなどのバネ部品を用いた光コネクタを用いる必要があった。また、接続状態を維持するために機械的な締結構造を用いる必要があった。
 しかし、従来の接続構造では、板バネやコイルバネなどのバネ部品のサイズおよび、それらを保持する追加のハウジング部品がコネクタ接続構造の小型化を律速していた。
 また、板バネ部品などを用いて挿抜を行うためには、バネ部品を変形させる必要があるため、実際の接続作業を行うためのスペースや、接続治具などを挿入するための余分なスペースを必要とした。この作業スペースは、複数の光コネクタを多数接続する際に、それらの光コネクタ間の間隙を一定以上必要とすることにつながり、複数の光コネクタを高密度に配置する上での制限要因となっていた。その結果、基板上に高密度に光モジュールを実装することを制限するという課題があった。
 本発明の構造とすることで、前述のような機械的なバネ部品を用いることなく、磁気引力によって前記接続端面間に押圧力を加えることが可能となり、かつ、板バネ部品やハウジング部品を用いることなく磁気引力によって接続状態を保持することができる。
 これにより光コネクタの接続に要する部材点数を少なくし、接続部の省スペース化を実現できる。さらに板バネ部品などで要していた挿抜の際の複雑な作業も排することができ、着脱作業のために必要な実装スペースも最小化することができる。これらにより、従来よりも大幅に高密度化した光コネクタの接続構造を実現することが可能となり、ボード上に複数搭載された光モジュールの高密度実装が可能になる。
 なお、光コネクタ内の光ファイバ間の接続については、本実施の形態のように、光ファイバ端面のフェルール端面からの突出しを適切に設定し、磁石による押圧力を加えることで、全ての光ファイバでフィジカルコンタクト(PC)接続を実現させることができる。
 当然光コネクタ間の接続形態はこれに限定するものではない。例えば、接続する光ファイバ間のギャップに適切な屈折率を有する樹脂(屈折率整合材)などを充填して、フレネル反射を抑制する接続形態としてもよい。また、光ファイバ端面を斜めに研磨加工することでも、フレネル反射に伴う戻り光を抑制した接続形態としてもよい。また接続端面間にギャップを設けつつ、マイクロレンズ構造やマイクロレンズ部品などを光ファイバ端面近傍に設けて空間結合系を構築して接続した形態としてもよい。空間結合系の場合は例えば磁性部品の接続端面は、フェルールの接続端面よりも突き出して配置してもよい。また、適宜光ファイバ接続端面に反射防止コートなどを施してもよい。あるいは、より簡便に、一定の空気ギャップを設けつつ斜め端面として戻り光を防止するような構成としてもよい。
 次に、磁性部品の公差について述べる。対向する磁性部品の面同士は、磁気引力のベクトルを光ファイバの長手方向に安定させるために、平行であることが好ましい。しかしながら、平行性が完全ではなくてもフェルール同士の長手方向の突合せ角度は大幅にずれなければ、光学的な結合損失の低下は無視できる。すなわち、実用的な機械加工精度で担保できる平行度でも良好な光学特性は達成できる。
 なお、対向するフェルールの1対を双方とも前記硬磁性材料(永久磁石)とせずに、一方のみ永久磁石とし、他方の磁性部品を軟磁性材料としても、磁性部品間に磁力が働くため同様に適用することができる。
<第1の実施の形態の変形例>
 第1の実施の形態の変形例に係る実装構造10_1は、図4A、Bに示すように、光モジュール14側と接続する第1の光コネクタ11側の第1の磁性部品114を軟磁性材料である磁性金属とする。
 実装構造10_1において、光モジュール14には金属製のリッド15が設けられている。リッドは光モジュールの周囲を囲うように配置してもよいし、上部のみに設けてもよい。
 ここで、軟磁性材料はいわゆる磁石につく金属などが知られ、例えば、鉄、ニッケル、コバルト、或いは、鉄系の合金であるステンレス(SUS)の磁性を有するもの(例えばSUS430)などを用いることができる。
 対向する磁性部品をいずれも磁石とした方が当然発現する磁力が大きく、引力が大きい。一方で、引力は前記よりも劣るものの、加工性やほかの部品とのくっつき防止、磁力による影響防止、などの観点で他方を軟磁性材料としてもよく、これらは必要な引力、磁性部品のサイズ、要求条件などに応じて適宜選択できる。
 また、図2A~図4Bに示した構造において、磁性部品(第1の磁性部品114または第2の磁性部品124)は(フェルール113またはフェルール123)の周囲を取り囲むように配置したが、当然磁力を発現させることができる構造であればこの限りではない。図5A~Kに、光コネクタの接続端面側からみた、磁性部品(第1の磁性部品114または第2の磁性部品124)とフェルール(フェルール113またはフェルール123)の位置関係の配置バリエーションを示す。
 図5Aに示すように、図1と同様に外周を磁性部品で囲うような構造の他にも、図5B当然外周の一面のみを磁性部品とする構成でも良い。また、図5C、Dに示すように、上下面、左右面に配置する形でもよい。
 また、磁性部品は単一の材料でなくてもよく、硬磁性材料と軟磁性材料の組み合わせでもよい。例えば図5Eに示すように、外周の一部を硬磁性材料(磁石)として、一部を軟磁性材料としてもよい。
 また、図5F、Gに示すように、フェルールに磁性部品を内蔵または貫入することで、さらなる小型化かつ実装性を高めることもできる。これらは機械的に接合してもよいし、磁力により一体化した構造でもよいし、接着あるいは半田などいずれの接合手段を用いてもよい。
 同様に図5H~Jに示すように、複数の磁性部品の組み合わせを用いてもよい。また、図5のいずれの端面にSUS430などかならう金属箔などの磁性金属部品を貼り付けた構成としてもよい。また、磁石や金属の錆を防ぐために、必要に応じてメッキ処理を施してもよい。メッキ材料をニッケルなどの軟磁性材料とすることでメッキ厚さ分の磁力低減を最小化することが出来る。
 他の実施の形態で後述するように、磁性部品の周囲にさらに軟磁性材料からなる磁性部品のプレートを設ける構造(図5K)としてもよい。
 当然、図5A~Kに限ったものでなく類推されるものはいずれでもよい。また、接続するペアは図5A~Kのいずれの組み合わせを用いてもよい。図6に、断面構造の異なる複数の組み合わせでの例を示す光モジュールの実装構造10_2の斜視図を示す。
 また、図7A~Fに、光ファイバの長手方向で見た際の側面断面図における、磁性部品(第1の磁性部品114または第2の磁性部品124)とフェルール(フェルール113またはフェルール123)の位置関係の配置バリエーションを示す。
 図7Aに示すように、磁性部品がフェルールより短くてもよいし、図7Bに示すように、当然長くてもよい。この場合、例えばテープファイバ部の方がフェルールよりも当然厚み方向が小さいため、図7Cに示すように、テープファイバに沿うように磁性部品の厚みを変更させてもよい。
 また、光ファイバの長手方向に対しても磁性部品は単一の材料でなくてもよく、硬磁性材料と軟磁性材料の組み合わせでもよい。図7D、Eに示すように、図7Cと類似の構成で一部を硬磁性材料、一部を軟磁性材料である金属で構成してもよい。この構成により、磁石の使用量を抑えつつ、磁力を増強させることでき、また、光ファイバ等を保護するブーツ機能などを同時に機能させることもできる。
 図7Fに示すように、フェルールよりも磁性部品が接続端面より突き出る構造としてもよい。
 図5A~K、図7A~Fのいずれも複数の磁性部品を組み合わせる場合は、機械的に接合してもよいし、磁力により一体化した構造でもよいし、接着あるいは半田などいずれの接合手段を用いてもよい。また、前述と同様に磁性部品の組み合わせは、図5A~K、図7A~Fに示すようないずれの組み合わせを用いてもよく、接続構造として対向するペアもいずれの組み合わせを用いてもよい。当然、図5A~K、図7A~Fに図示した以外でも類推できるいずれの組み合わせでもよい。例えば長手方向に磁性金属-永久磁石-磁性金属の順で組み合わせた磁性部品などとしてもよい。
 また、前述のように、一方を磁石を含む磁性部品とした場合は、他方は軟磁性材料のみで構成してもよい。一方を軟磁性材料のみで構成すると、双方を磁石で構成した場合に比べて磁力がわずかに減少するものの磁気引力を発現させるN-Sの組み合わせ及び配置を気にする必要がなくなるため、実用上好ましい場合もあり適宜選択すればよい。
 前記のようなバリエーションを用いることで、更なる小型化に向けた磁力の増加のほか、作製上の加工性向上のほか、後述の通り、部品の共用による更なる省スペース化の効果を奏することができる。
 また、磁性部品に永久磁石を用いる場合、必ずしも単一の磁石を用いなくてもよい。図8Aに示すように、第1の磁性部品114における複数の永久磁石1141、1142と第2の磁性部品124における複数の永久磁石1241、1242とを組み合わせて連結したような構成としてもよく、光ファイバの長手方向あるいは長手方向と直交する方向に1次元に分割した多極磁石としてもよい。
 また、図8Bに示すように、第1の磁性部品114における複数の永久磁石1141、1142と第2の磁性部品124における複数の永久磁石1241、1242とを組み合わせた2次元の多極磁石アレイとしてもよい。多極磁石はあらかじめ磁化されたN-Sのペアを有する磁石部品を磁気引力を利用して連結することで形成でき、必要に応じてギャップに接着剤やはんだなどを充填させて一体部品とすることができる。
 また、いわゆるヨークとして機能し磁力をより大きく発現させる金属プレートなどの他の軟磁性材料を加えるなどしてもよい。多極化やヨークの追加により、単位体積当たりの磁力を増加させることができ、より省スペース化を実現することが可能である。
 本実施の形態および変形例に係る実装構造では、第1の光コネクタ11に複数の光ファイバ(第1の光ファイバ)13が収容される例を示したが、図9に示すように、複数の光ファイバの代わりにポリマー導波路111_2、121を用いてもよい。このように、複数本の光ファイバの代わりにポリマー導波路を用いてPMTコネクタに類似の構造とすることで本発明はポリマー導波路同士あるいはポリマー導波路と光ファイバとの接続にも適用することができる。
<第2の実施の形態>
 本発明の第2の実施の形態に係る光モジュールの実装構造を、図10A~図10Bを参照して説明する。
<光モジュールの実装構造の構成>
 図10A、Bは、それぞれ本発明の第2の実施の形態に係る光モジュールの実装構造20の接続前と接続後の斜視図を示す。基本構成は第1の実施の形態と同じであり、第1の光コネクタ21において、フェルール213としては前述と同様にMTフェルールを用い、位置決め構造としてはガイドピンを用いている。
 第1の光コネクタ21において、フェルール213の上面に第1の磁性部品214が配置されて一体化されている。図10Aに示すように、第1の磁性部品214における上面部が光モジュール14まで延伸しており、光モジュール14の周囲に配置されたリッドと一体化している。このとき第1の光コネクタ21側の第1の磁性部品214は軟磁性材料である磁性金属の鉄系材料からなる。
 詳細な構成としては、第1の光コネクタ21から延伸する第1の磁性部品214の下方に第1の光ファイバ13が配置され、基板2周辺では第1の磁性部品214の下方に、光モジュール14が配置される。
 本実施の形態では、第1の磁性部品214の上面形状として、第1の光ファイバ13の上方で幅が狭い例を示したが、これに限らず、上面形状は幅が一定の矩形でもよい。
 本実施の形態では、フェルール213の上面にのみ第1の磁性部品214が配置される例を示したが、フェルール213の側面や底面に配置されてもよい。第1の磁性部品214は、例えば、図5A~Kに示す形態で配置されればよい。
 一方、第2の光コネクタ22において、フェルール223上面に第2の磁性部品224が配置される。ここで、第2の磁性部品224は硬磁性材料であるネオジム磁石から構成されている。その結果、第1の磁性部品214と第2の磁性部品224において対向する端面が磁力により接続されることにより、第1の光コネクタ21と第2の光コネクタ22が接続される。
 本実施の形態では、フェルール223の上面にのみ第2の磁性部品224が配置される例を示したが、フェルール223の側面や底面に配置されてもよい。第2の磁性部品224は、例えば、図5A~Kに示す形態で配置されればよく、第1の磁性部品214との間に磁力が働く構成であればよい。
 上述の通り、第1の磁性部品214である磁性金属は、光モジュール14の周囲に配置されたリッドと一体化している。すなわち、リッドも磁性金属から構成されている。リッドは、光モジュール14内の前記電気素子や光送受信器を保護する役割を担うほか、前記電気素子や光送受信器或いはそれらが搭載されたパッケージ部と伝熱部を介して熱的に接続され、光モジュール14を構成する各素子の発熱を、外部に伝熱あるいは放熱する機能を有している。
 このような構成とすることで、第1の実施の形態と同様の効果を発現することができる。すなわち光コネクタの接続において機械的なバネ部品を用いることなく、磁気引力によって前記光コネクタ間に押圧力を加えることが可能となり、かつ、磁気引力によって板バネ部品やハウジング部品などを用いることなく、接続状態を保持することができる。
 これにより光コネクタの接続に要する部材点数を少なくし、接続部の省スペース化を実現できる。さらに板バネ部品などで要していた挿抜の際の複雑な作業も排することができ、着脱作業のために必要な実装スペースも最小化することができる。
 これらにより、従来よりも大幅に高密度化した光コネクタの接続構造を実現することが可能となり、ボード上に複数搭載された光モジュールの高密度実装が可能になる。
 さらに前記効果に加えて、本実施の形態とすることで、第1の磁性部品214を光モジュール14のリッドと共用することで、全体部品点数を減らすことができ、光モジュールのさらなる省スペース化を実現することができる。
 また、光モジュール14からの発熱はリッドからの放熱を介して行われているが、本構成とすることでリッドの表面積を光ファイバ引き出し側に増やすことができる。この際、リッドは熱伝導率が大きいものが好ましく、SUS系よりも鉄系の方が好ましい。また、リッド厚を増やすあるいは表面の熱伝達率を下げる構造とすることで熱伝導率を挙げることができる。加えて図示は略すが、リッド上に高い熱伝導率を有する部材を別途貼り付けて、効率的に光コネクタ側に熱を伝えてもよい。例えば、グラファイトシートやヒートパイプなどをリッド上にさらに一体化してもよい。以下の実施形態でも同様である。
 従来の構成では1つの光モジュールの周囲には、集積回路やほかの光モジュールとも密に配置されているため、リッドの表面積を増加させるためにはフィンを設けるか、厚みを増やすか、あるいは基板の面積を余分にとる必要があった。
 本構成であれば、光ファイバ引き出し側にリッドを延長して表面積を増やすことが出来、リッドの放熱のための余分なスペースをとることがないため、さらなる省スペースな光モジュール実装形態が実現できる。
 さらに、同構造とすることで、第1の光コネクタ21は第1の磁性部品214と連結されるため、光モジュール14から引き出される光ファイバ13および第1の光コネクタ21の重力による垂れ下がりを防いで支持し、光ファイバ13に余分な応力がかかることを防止することができる。
 これにより、光モジュールと接続する短尺光ファイバを物理的に保護する効果も副次的に奏することができる。
 なお、リッドに熱が加わった際は第1の光コネクタ21近傍の第1の磁性部品214(リッドと一体化)にも伝熱することになるが、光ファイバの位置決めはMTフェルールとガイドピンの位置決めで行われるため、光ファイバ同士の光軸ずれには影響せず光学特性は損なうことなく維持できる。
 また、本実施の形態では、リッドと第1の磁性部品214は一体部品を例に示したが、別部品として実装後に接着やはんだ、機械的締結などいずれかの方法で連結するような構成としても同様の効果を発現することができる。
 本実施の形態では、第1の磁性部品214と第2の磁性部品224は、それぞれフェルール213、223上面のみに配置された例を示したが、当然周囲を覆うような構成としても、3辺を覆うような構成としてもいずれでも適用できる。
<第3の実施の形態>
 本発明の第3の実施の形態に係る光モジュールの実装構造を、図11A~図11Bを参照して説明する。
<光モジュールの実装構造の構成>
 図11A,Bは、それぞれ本発明の第3の実施の形態に係る光モジュールの実装構造30の接続前と接続後の斜視図を示す。基本構成は第2の実施の形態と同じであり、光モジュール14と短尺ファイバ13を介して接続する第1の光コネクタ31の周囲には第1の磁性部品314が第1の光コネクタ31と一体化している。第1の磁性部品314における上面部が光モジュール14まで延伸しており、光モジュール14の周囲に配置されたリッドと一体化している。
 本実施の形態に係る実装構造30では、図11Aに示すように、光モジュール14側の第1の磁性部品314_3が磁性金属のニッケルからなる。一方、第1の光コネクタ31側の第1の磁性部品314は軟磁性材料である磁性金属のニッケル314_1と硬磁性材料であるサマリウムコバルト磁石314_2の複合体からなり、熱減磁の小さいサマリウムコバルト磁石314_2が光モジュール14側のニッケル314_3と接続する。
 一方、第1の光コネクタ31と接続する第2の光コネクタ32と一体化された第2の磁性部品324は硬磁性材料であるネオジム磁石から構成されている。
 この構成において、第1の磁性部品314と第2の磁性部品324において対向する端面が磁力により接続されることにより、第1の光コネクタ31と第2の光コネクタ32が接続される。
 このとき、第1の磁性部品314に含む磁性金属は、光モジュール14の周囲に配置された金属リッドと一体化している。
 上述の通り、第1の磁性部品314は複合体であるが、第1の光コネクタ31の接続端面近傍は磁性金属からなり、接続端面から光ファイバの長手方向に沿って光モジュール14側に離れた箇所に磁石が配置されている。第1の磁性部品314内の前記磁性金属314_1と前記磁石314_2は磁力によって連結されている。
 また、第1の磁性部品314に含む磁石314_2のN極S極は前記光ファイバの長手方向に磁化されており、前記磁石からなる第2の磁性部品324は同様に光ファイバの長手方向に磁化されており、前記磁石314_2の極と逆向きに配置されている。
 これにより、光ファイバの長手方向に沿って、第1の磁性部品314の磁石部と第2の磁性部品324の磁石部が、第1の磁性部品314に含まれて前記金属リッドと一体化された磁性金属部を介して磁気回路が形成され、接続端面間に磁気引力が発現している。
 このような構造とすることで、第1および第2の実施の形態で述べた効果と同様に、機械的な押圧部品や、接続状態の保持のための板バネ部品やハウジング部品を用いることなく、光コネクタの接続に要する部材点数を少なくし、接続部の省スペース化を実現できる。
 さらに板バネ部品などで要していた挿抜の際の複雑な作業も排することができ、着脱作業のために必要な実装スペースも最小化することができる。
 また、第2の実施の形態と同様に、光モジュール14からの発熱はリッドからの放熱を介して行われているが、本構成とすることでリッドの表面積を光ファイバ引き出し側に増やすことで、リッドの放熱のための余分なスペースをとることがなく、さらなる省スペースな光モジュール実装形態が実現できる。
 さらに、同構造とすることで、第1の光コネクタ31は第1の磁性部品314と連結されるため、光モジュール14から引き出される光ファイバ13および第1の光コネクタ31の重力による垂れ下がりを防いで支持し、光ファイバ13に余分な応力がかかることを防止することができる。
 これにより、光モジュールと接続する短尺光ファイバを物理的に保護する効果も副次的に奏することができる。
 これらに加えて、第3の実施の形態では、第1の磁性部品314にも磁石を含むため、第2の実施の形態に比べて単位体積当たりに働く磁力を大きく発現させることができる。
 そのため、必要な押圧力を発現するための磁性部品のサイズをより小型化することが出来、さらなる省スペース化を奏することができる。
 また、この場合短尺光ファイバ部の外周サイズは前記光コネクタ周囲の外周サイズよりも広いため、より体積が大きい磁石を短尺光ファイバに沿って配置することができるため、スペースを増やすことなく磁力を増加させるうえでも好適である。
 なお当然であるが、第1の磁性部品314においける磁石の寸法や配置、磁性金属と磁石の位置 関係は前記述べた配置を維持する範囲であれば、これまでに記載のいずれの組み合わせを用いてもよい。
 本実施の形態では、例えば第1の磁性部品314において、磁性金属がリッドとコネクタ接続部の近傍で一体化した部品を用いた例を示したが、複数の磁性金属部品と磁石を光ファイバの長手方向に配置した組み合わせとしてもよい。
 例えば、光ファイバの長手方向に沿って、光モジュール周囲に備える磁性金属のリッドと永久磁石およびコネクタ接続部近傍の磁性金属が順に配置されて、磁力あるいは磁力と接合材料などによって連結された構造としてもよい。
 また、接続対象として光ファイバ同士を例に示したが、当然光導波路同士あるいは光導波路と光ファイバの接続にも適用できる。
<第4の実施の形態>
 本発明の第4の実施の形態に係る光モジュールの実装構造を、図12A~図14Bを参照して説明する。
<光モジュールの実装構造の構成>
 図12A、Bは、それぞれ本発明の第4の実施の形態に係る光モジュールの実装構造40の接続前と接続後の斜視図を示す。基本構成は第2の実施の形態と同じであり、光モジュール14と短尺ファイバ13を介して接続する第1の光コネクタ41の周囲には第1の磁性部品414が第1の光コネクタ41と一体化している。
 このとき第1の光コネクタ41側の第1の磁性部品414は軟磁性材料である磁性金属のSUS430と硬磁性材料であるネオジム磁石の複合体からなる。ここで、第1の磁性部品414は、上面が磁性金属からなり、両側面と底面が硬磁性材料からなる。または、第1の磁性部品414は、例えば、図5A~Kに示す構成であって、上面が磁性金属からなる構成であればよい。
 一方、第1の光コネクタ41と接続する第2の光コネクタ42と一体化された第2の磁性部品424は硬磁性材料であるネオジム磁石から構成されている。または、第1の光コネクタ41と接続する第2の光コネクタ42と一体化された第2の磁性部品424は硬磁性材料であるネオジム磁石と磁性金属部品の複合体から構成されていてもよい。
 このとき、第1の磁性部品414に含む磁性金属は、光モジュール14の周囲に配置された金属リッドと一体化している。
 また、第1の磁性部品414は複合体であるが、第1の光コネクタ41の接続端面近傍は磁性金属部と硬磁性材料の永久磁石部の双方が配置されている。すなわち、フェルール413の周囲には永久磁石が配置されており、さらにその上部に前記金属リッドと一体化した磁性金属を備える構成である。第1の磁性部品414に含む永久磁石と第1の光コネクタ41のフェルール413は接着剤などを介して一体化されており、さらに永久磁石部はその上部に備える磁性金属と磁力によって連結している。
 第2の磁性部品424は第1の磁性部品414と同様に、その接続端面の断面がほぼ第1の磁性部品414と同一となるように、磁石と磁性金属が配置されている。
 このような構造とすることで、第1から第3の実施の形態で述べた効果と同様に、機械的な押圧部品や、接続状態の保持のための板バネ部品やハウジング部品を用いることなく、光コネクタの接続に要する部材点数を少なくし、接続部の省スペース化を実現できる。
 さらに板バネ部品などで要していた挿抜の際の複雑な作業も排することができ、着脱作業のために必要な実装スペースも最小化することができる。
 また、第2、第3の実施の形態と同様に、光モジュール14からの発熱はリッドからの放熱を介して行われているが、本構成とすることでリッドの表面積を光ファイバ引き出し側に増やすことで、リッドの放熱のための余分なスペースをとることがなく、さらなる省スペースな光モジュール実装形態が実現できる。
 さらに、同構造とすることで、第1の光コネクタ41は第1の磁性部品414と連結されるため、光モジュール14から引き出される光ファイバ13および第1の光コネクタ41の重力による垂れ下がりを防いで支持し、光ファイバ13に余分な応力がかかることを防止することができる。
 これにより、光モジュールと接続する短尺光ファイバを物理的に保護する効果も副次的に奏することができる。
 これらに加えて、第4の実施の形態では、第1の磁性部品414にも磁石を含みさらに接続端面にも磁石を含むため、第2の実施の形態に比べて単位体積当たりに働く磁性構造体間の磁力をより大きく発現させることができる。
 また、この場合、第1の実施の形態で述べた磁石同士の接続に比べても、周囲に磁性金属が配置されたことになるため、磁気の空間への漏れを抑制し、磁力を更に高めることができる。
 そのため、必要な押圧力を発現するための磁性部品のサイズをより小型化することが出来、さらなる光モジュール実装の省スペース化を奏することができる。
 また、第1の光コネクタ41を構成する第1のフェルール413は周囲の磁石と接合材料を用いて一体化されている一方、その上部の磁性金属とは磁力のみで連結されている。そのため、コネクタ同士の接続を行う際は必要に応じてリッドと第1の磁性部品414において、磁性金属と永久磁石間を一時的に離間させてもよい。
 本実施の形態では、第2の実施の形態の構成における光コネクタの接続端面に磁石を配置する例を示したが、第3の実施の形態の構成における光コネクタの接続端面に磁石を配置すれば、さらに磁力を増強できる。
<第4の実施の形態の変形例1>
 図13A、Bそれぞれに、第4の実施の形態の変形例の光モジュールの実装構造40_1における接続前と接続後の斜視図を示す。図13Aでは、第1の磁性部品414の長手方向において磁石部414_1と磁性金属部414_2、414_3を分けて配置しており、前記磁性金属部414_3は光モジュール14側のリッドと一体化している。
 詳細には、第1の光コネクタ41においてフェルール413の周囲に第1の磁性部品が配置され、第1の磁性部品は上面を含めて磁石からなる(磁石部414_1)。この磁石部414_1の上面の端面に、第1の磁性部品において第1の光ファイバ13の上方に配置される磁性金属からなる部分(磁性金属部)414_2の端面が磁力により接続される。
 このように、第1の磁性部品414の磁石部414_1はフェルール413周囲に配置されており、第2の光コネクタ42の周囲の第2の磁性部品424と磁力を発現させて接続されている。このような構成としても前述と同様の効果を奏することができる。
<第4の実施の形態の変形例2>
 図14A、Bそれぞれに、第4の実施の形態の変形例の光モジュールの実装構造40_2における接続前と接続後の斜視図を示す。本変形例では、前記リッドと一体化する第1の磁性部品414がすべて硬磁性材料の永久磁石から構成されている。第1の磁性部品414は、第2の光コネクタ42の周囲の第2の磁性部品424と磁力を発現させて接続されている。
 これにより前述と同様の効果を奏することができる。特に、永久磁石を長手方向に長く配置することで、接続断面の断面積を増やすことなく磁石の体積を大幅に増加させることができるため、上述の実施の形態と比較しても単位体積当たりに働く磁性構造体間の磁力をより大きく発現させることが出来、さらなる光モジュール実装の省スペース化を奏することができる。
 なお本実施の形態では接続対象として光ファイバ同士を例に示したが、当然光導波路同士あるいは光導波路と光ファイバの接続にも適用できる。
<第5の実施の形態>
 本発明の第5の実施の形態に係る光モジュールの実装構造を、図15A~図17Bを参照して説明する。
<光モジュールの実装構造の構成>
 図15Aに、本実施の形態に係る光モジュールの実装構造における第1の光コネクタ51と第2の光コネクタ52の接続前の斜視図を示す。図15Bに、接続後の実装構造における側面断面図を示す。基本構成は第4の実施の形態の変形例1とほぼ同じであり、フェルールとしては前述と同様にMTフェルールを用い、位置決め構造としてはガイドピンを用いており(図示せず)、フェルールの周囲に磁性部品が配置されて一体化されている。
 光モジュール14と短尺ファイバ13を介して接続する第1の光コネクタ51の周囲には第1の磁性部品514が第1の光コネクタ51と一体化している。
 また、第1の磁性部品514における上面部が光モジュール14まで延伸しており、光モジュール14の周囲に配置されたリッドと一体化しており、光ファイバの長手方向に磁性金属部と磁石部が分かれて連結されている。
 本実施の形態において、第4の実施の形態における変形例1と異なる点として、第1の磁性部品514は、第2の光コネクタ52と接続する側のフェルール513の端面から突出しており、光モジュール14側からフェルール513までの部分514_1と突出部分514_2との複合体からなる。前者514_1は磁性金属のSUS430からなり、後者514_2が硬磁性材料であるネオジム磁石からなる。
 一方、第1の光コネクタ51と接続する第2の光コネクタ52と一体化された第2の磁性部品524は硬磁性材料であるネオジム磁石から構成されている。
 上述の構成により、第1の光コネクタ51における第1のフェルール513およびフェルール513に内蔵する複数の光ファイバ(第1の光ファイバ)13の接続端面は、磁性金属部514_1に収容されており、第2の光コネクタ52における第2のフェルール523に内蔵される光ファイバ(第2の光ファイバ)13_2の接続端面との間に空隙が生じている。
 また、第1の磁性部品514の磁石部(突出部)514_2は所定の長さに設定されており、前記光コネクタの一端に設けられたガイドピン(図示せず)および、光ファイバ13、13_2から入出力される空間光ビームのそれぞれと干渉しないように開口が設けられた構成をして、前記第1の磁性部品514の磁性金属部514_1と連結している。
 また、接続する各々の光ファイバ13、13_2の接続端面近傍には、前述のようなマイクロレンズアレイ構造53が設けられている。マイクロレンズ端面には反射防止膜が形成されており、空気とのフレネル反射が抑制されている。なお、各々の接続端面近傍にマイクロレンズ部品を別途配置してもよい。
 このような構成とすることで、第4の実施の形態で述べた効果と同様の各種効果を奏することができる。
 加えて、本実施の形態では空間光学系による光接続がなされるため、PC接続や整合剤などを介したバットカップリングに比べて、コネクタ間の接続に必要な押圧力は小さくてよい。このようにすることで、磁性部品の更なる小型化を実現することができ、さらなる光モジュール実装の省スペース化を図ることができる。
<第5の実施の形態の変形例1>
 また、図16Aに示すように、フェルールを単心形コネクタに用いられる円筒フェルールを用いて複数の光ファイバを固定する構造としてもよい。
 円筒フェルールを用いる場合、対向して接続する円筒フェルール間の位置決めは、ガイドピンではなく、公知の割スリーブ内に収容することで行われる。
 本変形例では、マルチコアファイバ用のファンイン・ファンアウト構造を用いる例を示す。図16B、Cそれぞれに、第1の光コネクタ51のフェルール513、第2の光コネクタ52のフェルール523の断面図を示す。
 第1の光コネクタ51のフェルール513にジルコニアなどからなる円筒フェルールを用い、円筒フェルール内の1つのマイクロホールに複数の細径化したファイバ131を充填して位置決めすることができる。細径ファイバ131は、コア131aとクラッド131bからなり、複数の細径ファイバ131が接着剤513aで固定される。
 第2の光コネクタ52のフェルール523に、コア132aとクラッド132bからなりマルチコアファイバ132が収容され、フェルール523内で接着剤523aで固定される。
 この構成において、ファンイン・ファンアウト構造により、細径ファイバ131の各コア131aとマルチコアファイバ132の各コア132aとを対応させることで多心光接続を実現することができる。
 本変形例に係る実装構造における第1の光コネクタ51は、円筒フェルール513と割スリープ515と第1の磁性部品514からなる。第1の磁性部品514は、基端側(光ファイバ13側)のフランジ514_4と先端側(第2の光コネクタ52との接続側)の磁石部514_3からなる。ここで、フランジ514_4は磁性金属であるSUS430からなる。磁石部514_3は、割スリープ515が挿入される貫通孔を有する。
 第1の光コネクタ51において、フランジ514_4の穴部(凹部)に挿入(嵌合)され固定された円筒フェルール513が、磁石部514_3の貫通孔内の割スリープ515に挿入され固定される。
 第2の光コネクタ52は、円筒フェルール523と第2の磁性部品524からなる。第2の磁性部品524は、磁性金属であるSUS430のフランジ524_4からなり、フランジ524_4の穴部(凹部)に円筒フェルール523が挿入(嵌合)され固定される。
 第1の光コネクタ51の第1の磁性部品514における磁石部514_3の貫通孔内の割スリープ515に、第2の光コネクタ52の円筒フェルール523が挿入され、第1の光コネクタ51と第2の光コネクタ52とが接続される。
 さらに、第1の磁性部品514のフランジ部514_4と光ファイバの長手方向に連結する磁性部514_3を永久磁石とする。これにより、第1の磁性部品514と第2の磁性部品間524に磁力が働くことになる。結果として、フェルール間に磁力が伝わり、PC接続に必要な押圧力を接続端面に加えることが可能になる。
 第1の光コネクタ51と第2の光コネクタ52との接続構造をアレイ状に並べることで、複数の光コネクタの接続構造を、バネ部品を用いることなく実現することができる(図示せず)。
 以上のように、第4の実施の形態の効果と同様の効果を奏することができる。さらに、例えばMTフェルールのような多心フェルールに比べて、フェルールの小型化を図ることができ、さらなる光モジュール実装の省スペース化を図ることができる。
 なお本実施の形態では接続対象として光ファイバ同士を例に示したが、当然光導波路同士あるいは光導波路と光ファイバの接続にも適用できる。
<第6の実施の形態>
 本発明の第6の実施の形態に係る光モジュールの実装構造を、図17A~図18を参照して説明する。
<光モジュールの実装構造の構成>
 図17A、Bは、それぞれ本発明の第6の実施の形態に係る光モジュールの実装構造60の接続前と接続後の斜視図を示す。第6の実施の形態は、第1~第5のいずれの実装形態にも適用でき、CPO形態を考慮した際の、複数の光コネクタ接続構造のアレイ配置及び連結に関するものである。
 上述の実施の形態と同様に、本実装構造60においては、複数の光モジュール14から引き出された複数の第1の光コネクタ61が基板2の周囲にアレイ上に並んで配置されている。
 本実施の形態に係る実装構造60では、複数の第1の光コネクタ61の周囲の第1の磁性部品614が連結して一体化されている。例えば、第1の磁性部品614は磁性金属であるSUS430である。第1の磁性部品614は、第2の光コネクタ62の上部の第2の磁性部品624と磁力を発現させて接続されている。
 このような構成とすることで、第1~第5の実施の形態で述べた効果と同様の各種効果を奏することができることに加えて、複数並んだ第1の光コネクタ61の周囲に個別に磁性部品を並べる必要がなくなり、共通の磁性部品とすることで部材点数を少なくすることができ、かつ第1の光コネクタ61間の距離も最小化して配置することができる。
 さらに磁性部品のサイズを大きくとることができ、磁気回路を大きくすることで発現させる磁力をより大きくすることができる。これはすなわち必要な磁力を発現するために必要な磁性部品の接続断面積のサイズを小型化できることを意味する。以上の結果として、さらなる光モジュール実装の省スペース化を図ることができる。
 ここで、共通化された第1の磁性部品614は光モジュール14近傍の金属リッドとも一体化或いは連結している例を述べたが、第1の実施の形態で述べたように、必要に応じてリッドと分断されていてもよい。
 また、共通化された第1の磁性部品614はすべて磁性金属である例を示したが、当然すべてを磁石で構成してもよい。この場合NSの1極の磁石としてもよいが、前述のように多極磁石としてアレイで配置することもできる。
 図18に示すように、複数の光モジュール14から引き出された複数の第1の光コネクタ61が基板2の周囲にアレイ状に並んで配置され、それぞれの第1の光コネクタ61側の第1の磁性部品614が軟磁性材料である磁性金属のSUS430と硬磁性材料であるネオジム磁石の複合体からなる場合に、複数の第1の磁性部品614間にそれぞれ磁性部品614_2を追加し、磁性部品間に磁力を働かせることで連結する構成としてもよい。
 または、各光コネクタに共通化した一体の磁性金属と、各光コネクタにそれぞれ備える磁石の組み合わせとしてもよく、これまで述べたように多極磁石や磁石と磁性金属の組み合わせなどいずれの磁性部品でも適用することができる。
<第7の実施の形態>
 本発明の第7の実施の形態に係る光モジュールの実装構造を、図19A~図20Bを参照して説明する。
<光モジュールの実装構造の構成>
 図19A、Bは、それぞれ本発明の第7の実施の形態に係る光モジュールの実装構造70の接続前と接続後の斜視図を示す。第7の実施の形態は、第1~第6のいずれの実装の形態にも適用でき、CPO形態を考慮した際の複数の光コネクタ接続構造のアレイ配置及び連結に関するものである。
 上述の実施の形態と同様に、本実装構造70においては、複数の光モジュール14から引き出された複数の第1の光コネクタ71が基板2の周囲にアレイ上に並んで配置されている。
 このとき第1の光コネクタ71の周囲には第1の磁性部品714が配置されているが、第6の実施の形態と同様に、第1の磁性部品714が複数の第1の光コネクタ71を一体化するように配置されている。例えば、第1の磁性部品714は、磁性金属であるSUS430である。
 さらに本実施の形態では、第1の磁性部品714は光モジュール14近傍の金属リッドとも一体化または連結されており、かつ、金属リッドは複数の光モジュール14周囲に一括で備えるよう共通化されている。
 図19Aに示すように、リッド部と光コネクタ部を連結する第1の磁性部品714は、各々の複数の光ファイバ13上では分割されている。または、図19Bに示すように、複数の光モジュール14から引き出される複数の光ファイバ13上でも共通化されてもよい。
 このようにすることで、第1~第6の実施の形態で述べた効果と同様の各種効果を奏することができることに加えて、リッドも複数の光モジュール間で共通化した磁性部品とすることで、部材点数をさらに少なくすることができる。
 また、第1の磁性部品714のサイズを大きくとることができ、磁気回路を大きくすることで、発現させる磁力をより大きくすることができる。これはすなわち必要な磁力を発現するために必要な磁性部品の接続断面積のサイズを小型化できることを意味する。
 以上の結果として、さらなる光モジュール実装の省スペース化を図ることができる。
 また、放熱のためのリッド部の表面積をさらに大きくとることができるという副次的な効果も奏する。
 なお放熱性をさらに高めるために図20A、Bに示す実装構造70_1のように、磁性部品に表面積を増加させるような構造76、例えば放熱フィン構造などを設けてもよく、これにより、さらにリッド部の表面積をさらに大きくとることができる。加えて図示は略すが、リッド上に高い熱伝導率を有する部材を別途貼り付けて、効率的に光コネクタ側に熱を伝えてもよい。例えば、グラファイトシートやヒートパイプなどをリッド上にさらに一体化してもよい。
 なお共通化された第1の磁性部品714はすべて磁性金属である例を示したが、当然すべてを磁石で構成してもよい。この場合、NSの1極の磁石としてもよいが、前述のように、多極磁石としてアレイで配置することもできる。また、磁性金属と磁石の組み合わせとしてもよい。
 また、本実施の形態では接続対象として光ファイバ同士を例に示したが、当然光導波路同士あるいは光導波路と光ファイバの接続にも適用できる。
<第8の実施の形態>
 本発明の第8の実施の形態に係る光モジュールの実装構造を、図21A~図22Bを参照して説明する。
<光モジュールの実装構造の構成>
 図21A、Bは本発明の第8の実施の形態に係る光モジュールの実装構造80の斜視図を示す。構成要素および接続構造は第1の実施の形態とほぼ同一であるが、集積回路3および複数の光モジュール14が搭載された基板2が、異なる第2の基板(ボード)2_2に搭載されており、前記基板間の電気的接続がなされている。
 第1の光コネクタ81の周囲に備える第1の磁性部品814が、第1の光コネクタ81の下部(基板側)に備えられており、かつ第1の磁性部品814が第2の基板2_2上に搭載されている。第1の磁性部品814は、第2の光コネクタ82の下部(基板側)の第2の磁性部品824と磁力を発現させて接続されている。ここで、第1の磁性部品814は、図21Aに示すように光コネクタ間で共通化しても、図21Bに示すように分割してもよい。
 このようにすることで、第1の実施の形態で述べた効果と全く同様の各種効果を奏することができる。
 また、第1の光コネクタ81の下部(基板2側)に搭載することで、上部や周囲よりも磁性部品を収容するスペースを大きくとることができる。このとき磁性部品間の下部スペースはもともと空間であり、高密度実装性を損なうものでない。
 これにより、単位断面積あたりに働く磁力をより大きく発現させることができさらなる光モジュール実装の省スペース化を図ることができる。
 また、光モジュールから引き出される光ファイバおよび光コネクタの重力による垂れ下がりを防いで支持し、光ファイバに余分な応力がかかることを防止することができる。
 これにより、光モジュールと接続する短尺光ファイバを物理的に保護する効果も副次的に奏することができる。
 当然第1~第7の実施の形態と組み合わせてもよい。例えば図22A、Bに示す実装構造80_1のように、第1の光コネクタ81の上部にリッドおよび各光コネクタ間で共通化された第1の磁性部品814_1を用いて、さらに別の第1の磁性部品814_2を第1の光コネクタ81の下部(基板2側)に設けて第2の基板2_2上に搭載してもよい。別の第1の磁性部品814_2は、第2の光コネクタ82の下部(基板側)の第2の磁性部品824と磁力を発現させて接続されている。このように、第1の磁性部品814の一部が、基板2と電気的に接続する第2の基板2_2上に搭載されればよい。
 また、本実施の形態では接続対象として光ファイバ同士を例に示したが、当然光導波路同士あるいは光導波路と光ファイバの接続にも適用できる。
<第9の実施の形態>
 本発明の第9の実施の形態に係る光モジュールの実装構造を、図23A~図23Bを参照して説明する。
<光モジュールの実装構造の構成>
 図23A、Bに本発明の第9の実施の形態に係る光モジュールの実装構造90の斜視図を示す。実装構造は第1~第8の実施の形態のいずれの組み合わせでもよい。本実施の形態において上述の実施の形態と異なる点は、光モジュール14から複数本の光ファイバが13第1の光コネクタ91に収容される態様にある。
 図23A、Bに示すように、第1の光コネクタ91には、2以上の光モジュール14から引き出された複数本の光ファイバ群13が収容されている。図23Aに、2つの光ファイバ群(複数本の光ファイバ)13が1つの第1の光コネクタ91に収容される配置例を示す。
 図中右の図が接続前、図中中央の2図が接続後の実装構造90を示す。図中左の図は、第1の磁性部品914の上面が光モジュール14の上方まで延伸する形態を示す。第1の磁性部品914は、第1の光コネクタ91の周囲又は周囲の一部(上部、側部など)に備えられている。第1の磁性部品914は、第2の光コネクタ92の上部の第2の磁性部品924と磁力を発現させて接続されている。この配置例では、基板2の上に配置される例を示したが、第2の基板を用いて配置してもよい。
 図23Bに、4つの光ファイバ群(複数本の光ファイバ)13が1つの第1の光コネクタ91に収容される配置例を示す。この実装構造90_1では、第1の光コネクタ91の上部に第1の磁性部品914_1、さらに第1の光コネクタ91の下部(基板側)に別の第1の磁性部品914_2が備えられており、かつ別の第1の磁性部品914_2が第2の基板2_2上に搭載されている。第1の磁性部品914_1、914_2は、第2の光コネクタ92の周囲の第2の磁性部品924と磁力を発現させて接続されている。この配置例では、基板2と第2の基板2_2を用いて配置する例を示したが、基板2のみを用いて配置してもよい。
 このようにすることで、第1~第8の実施の形態で述べた効果と全く同様の各種効果を奏することができることに加えて、接続する光コネクタ数を減らすことができ、さらなる光モジュール実装の省スペース化を図ることができる。
 また、複数本の光ファイバと光モジュールの接続においては、接続される光ファイバの長手方向が光モジュールの接続端面と直交せずに、斜めに取り出されることがある。これは、光モジュールのPIC内で接続端面と直交する方向に対して斜めに光回路を形成し、反射戻り光を抑制する際に用いられる。このような場合は、本実施の形態で示すように、複数の光ファイバ群を光コネクタに集約する上で好適であり、実装性も優れるという副次的な効果を奏する。
 なお、本実施の形態を含めて上述の実施の形態では、1つの光モジュールから複数本の光ファイバが1組取り出される例を示したが、1つの光モジュールから複数本の光ファイバ群や複数の光導波路が2組以上取り出されるようなケースでも本発明は同様に適用できる。
<第10の実施の形態>
 本発明の第10の実施の形態に係る光モジュールの実装構造を、図24A~図25Bを参照して説明する。
<光モジュールの実装構造の構成>
 図24Aに、本発明の第10の実施の形態に係る光モジュールの実装構造100の斜視図を示す。実装構造は第1~第9の実施の形態のいずれの組み合わせでもよい。本実施の形態において上述の実施の形態と異なる点は、第1および第2の光コネクタ101、102の接続後に、前記第1および第2の磁性部品1014、1024の双方と接するように、配置されたプレート部品107をさらに備えていることにある。
 図24Bに示すように、接続された一対の第1および第2の磁性部品1014、1024の各々の周囲を囲むプレート部品107を備えている。プレート部品107は軟磁性材料からなり、例えばSUS430やニッケルなどからなる。図24Bには、一対の第1および第2の磁性部品1014、1024(第1および第2の光コネクタ101、102)の接続構造を囲むプレート部品107が用いられる例を示すが、複数の第1および第2の光コネクタ101、102の接続構造を囲むプレート部品107が用いられてもよい。
 このような構造とすることで、第1~第9の実施の形態で述べた効果と同様の効果を奏することに加えて、第1および第2の光コネクタ101、102の接続部において、第1及び第2の磁性部品1014、1024間に働く磁力線の外部空間への漏洩を防止し、磁気回路の閉じ込めを強くすることできる。
 これにより同一体積における磁力を高めることが出来、さらなる光モジュール実装の省スペース化を図ることができる。
 なお、プレート部品107は外周の周囲全てと接する必要はなく、少なくとも一面と接するプレート部品としてもよい。また、磁力線の外部への漏洩を防止することは、外部への磁力の影響を低減することにつながり、周囲部材への磁石のくっつき防止や磁場による他の電子部品への悪影響を排することができるという副次的な効果も奏する。
 本実施の形態におけるプレート部品の形状は任意であり、必要に応じて磁性部品の外周を加工構造としてもよいし、あるいは少なくとも一面と接するような構造としてもよい。
 図25Aに、本実施の形態の変形例に係る光モジュールの実装構造100_1を示す。本実施の形態では、複数の第1の光コネクタ101と第2の光コネクタ102の接続構造を一括で囲むような共通のプレート部品107が用いられる。また、図25Bに示すように、1対の第1の光コネクタ101と第2の光コネクタ102の接続構造を囲むプレート部品107が用いられてもよい。
 また、前記第2の光コネクタ102の長手方向において、第2の磁性部品1024と連結して、コネクタ接続端と正対する方向への動きを制限するストッパ構造108を備えている。
 このようにすることで、前述と同様の効果を奏することに加えて、第2の光コネクタ102に、光ファイバの長手方向に沿って接続を解除する方向に応力が加わった際でもストッパ構造108の機械的な干渉によって接続はずれを防止することができ、安定した光接続を保持することができる。なお、ストッパ構造108にも磁性構造体を用いて、第2の磁性部品1024に磁気反発力を加える構成としてもよい。
 本発明の実施の形態で、第1の磁性部品および第2の磁性部品の配置例を示したが、これに限らない。第1の磁性部品および第2の磁性部品の配置は、図5A~K、図7A~Fに示す配置のいずれを用いてもよく、当然、図5A~K、図7A~Fに図示した以外でも類推できるいずれの組み合わせでもよい。第1の磁性部品が第1の光コネクタの周囲又は周囲の一部(上部、下部、側部など)に配置され、第2の磁性部品が第2の光コネクタの周囲又は周囲の一部(上部、下部、側部など)に配置され、第1の磁性部品と第2の磁性部品との間に磁力を発現させて接続されるように配置されればよい。
 以上、第1~第10を例に種々の実施の形態について述べたが、本発明は当然第1~第10の実施の形態で述べた接続対象、接続構造、接続端面構造、コネクタ構造、磁性部品の構造、配置、連結形態、リッド構造、各種構成物の材料や配置などのいずれの組み合わせも適用できる。
 本発明の実施の形態では、光モジュールの構成、製造方法などにおいて、各構成部の構造、寸法、材料等の一例を示したが、これに限らない。光モジュールの機能を発揮し効果を奏するものであればよい。
 本発明は、小型の光接続部品および光接続構造に関するものであり、光通信等の機器・システムに適用することができる。
2 基板
10 光モジュールの接続構造
11 第1の光コネクタ
12 第2の光コネクタ
13 第1の光導波部品
13_2 第2の光導波部品
14 光モジュール
114 第1の磁性部品
124 第2の磁性部品

Claims (12)

  1.  順に、複数の光モジュールと、
     第1の光導波部品と、
     第1の光コネクタと、
     第2の光コネクタと、
     第2の光導波部品とを備え、
     前記第1の光コネクタは、第1の磁性部品を有し、前記光モジュールと光学的に接続された前記第1の光導波部品が収容され、
     前記第2の光コネクタは、第2の磁性部品を有し、前記第2の光導波部品が収容され、
     前記第1の磁性部品と前記第2の磁性部品の少なくとも一方は硬磁性材料を含み、
     前記第1の磁性部品と前記第2の磁性部品との間に磁力を働かせることで、前記第1の磁性部品と前記第2の磁性部品との対向する端面間のギャップが小さくなる方向に引力が印加されていることを特徴とする光モジュールの実装構造。
  2.  前記第1の磁性部品は軟磁性材料の磁性金属部品からなり、
     前記光モジュールの周囲に備えるリッド部品と連結または一体化されていることを特徴とする請求項1に記載の光モジュールの実装構造。
  3.  前記第1の磁性部品は軟磁性材料の磁性金属部品と硬磁性材料の永久磁石部品からなり、
     前記光モジュールの周囲に備えるリッド部品と連結または一体化されていることを特徴とする請求項1に記載の光モジュールの実装構造。
  4.  前記第1の磁性部品は硬磁性材料の永久磁石部品を含み、
     前記光モジュールの周囲に備えるリッド部品と連結または一体化されていることを特徴とする請求項1に記載の光モジュールの実装構造。
  5.  前記リッド部品は複数の前記光モジュールの周囲に備えられ、連結または一体化されていることを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか一項に記載の光モジュールの実装構造。
  6.  前記リッド部品および前記第1の磁性部品の少なくとも一方は、その表面積を増加させた放熱構造を有していることを特徴とする請求項2から請求項5のいずれか一項に記載の光モジュールの実装構造。
  7.  前記第1の磁性部品は、複数の前記第1の光コネクタと連結されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の光モジュールの実装構造。
  8.  前記第1の磁性部品の一部が、前記光モジュールが搭載される基板と電気的に接続する第2の基板上に搭載されることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の光モジュールの実装構造。
  9.  前記第1の光コネクタに収容される複数の前記第1の光導波部品は、2つ以上の前記光モジュールと光学的に接続していることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の光モジュールの実装構造。
  10.  前記第1の磁性部品と前記第2の磁性部品と接するように配置された軟磁性材料からなるプレート部品を備えることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の光モジュールの実装構造。
  11.  前記プレート部品には、接続後の前記第2の光コネクタの長手方向において、接続端と正対する方向への動きを制限するストッパ構造を備えることを特徴とする請求項10に記載の光モジュールの実装構造。
  12.  請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の光モジュールの実装構造と、
     基板と、
     集積回路とを備える光実装ボード。
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