光模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的之一在于提供一種光模塊，其能夠確保組裝時(shí)的作業(yè)性，并抑制在光電轉(zhuǎn)換部中產(chǎn)生的熱量的影響。光模塊（1）具有：電路基板（24），其搭載有受光/發(fā)光元件（52）；連接器部件（54），其對(duì)光纖芯線（7）進(jìn)行保持；以及透鏡陣列部件（55），其固定在電路基板（24）上，將電路基板（24）上的受光/發(fā)光元件（52）和光纖芯線（7）光學(xué)連接，電路基板（24）具有：透鏡陣列搭載區(qū)域（A1），在該區(qū)域中固定透鏡陣列部件（55）；以及連接器部件相對(duì)區(qū)域（A2），其與連接器部件（54）相對(duì)，在連接器部件（54）和連接器部件相對(duì)區(qū)域（A2）之間形成有隔熱空間。
【專利說明】光模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有搭載有光元件的電路基板的光模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，關(guān)于在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中使用的光模塊，多通道化、高速化、小型化不斷發(fā)展。作為實(shí)現(xiàn)了多通道化、高速化、小型化的光模塊的一個(gè)例子，存在下述光模塊，其具有:光元件，該光元件設(shè)置在電路基板上，由受光元件和發(fā)光元件構(gòu)成；透鏡組件，其以與該光元件相對(duì)的方式具有透鏡；以及插芯，其與透鏡組件連接，插入有光纖(參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010 - 122312號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在光模塊的內(nèi)部設(shè)置用于將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換部的情況下，必須考慮在光電轉(zhuǎn)換部中產(chǎn)生的熱量而對(duì)模塊整體進(jìn)行設(shè)計(jì)。另一方面，進(jìn)行模塊組裝的組裝工序的作業(yè)性也是一項(xiàng)重要的課題。
[0005]專利文獻(xiàn)I中公開的光模塊，構(gòu)成為在電路基板的端部安裝有透鏡組件，通過將設(shè)在插芯上的凸起部插入至設(shè)在透鏡組件上的孔中而將兩個(gè)部件連接。但是，在該結(jié)構(gòu)中，由于在電路基板上不存在搭載插芯的區(qū)域，因此，無法使插芯沿著電路基板而進(jìn)行插入作業(yè)，導(dǎo)致作業(yè)性降低。另外，在兩個(gè)部件連接后，如果組裝作業(yè)者誤在插芯上施加與連接方向垂直的力，則有可能導(dǎo)致設(shè)在插芯上的凸起部折斷。
[0006]因此，考慮下述結(jié)構(gòu)，即，在專利文獻(xiàn)I的光模塊的基礎(chǔ)上，將電路基板的端部延長(zhǎng)至用于搭載插芯的預(yù)定區(qū)域，使插芯也由電路基板的一部分支撐。然而，在該結(jié)構(gòu)中，在光電轉(zhuǎn)換部中產(chǎn)生的熱量會(huì)聚集在透鏡組件和插芯中。于是，由于透鏡組件和插芯的熱膨脹系數(shù)不同，因此，導(dǎo)致向透鏡組件和插芯上施加不同的熱應(yīng)力。如果向透鏡組件和插芯的接合部分施加不同的熱應(yīng)力，則向兩者的光耦合部施加預(yù)期之外的變動(dòng)，可能導(dǎo)致通信品質(zhì)劣化。
[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種光模塊，其能夠一邊確保組裝時(shí)的作業(yè)性，一邊抑制由光電轉(zhuǎn)換部產(chǎn)生的熱量的影響。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的光模塊具有:電路基板，其搭載有光元件；光纖保持部件，其對(duì)光纖進(jìn)行保持；以及光耦合部件，其固定在所述電路基板上，將所述電路基板上的所述光元件和所述光纖光學(xué)連接，所述電路基板具有:第I區(qū)域，在該第I區(qū)域中固定所述光耦合部件；以及第2區(qū)域，其與所述光纖保持部件相對(duì)，在所述光纖保持部件和所述第2區(qū)域之間形成有隔熱空間。
[0009]另外，在本發(fā)明的光模塊中，優(yōu)選所述光耦合部件通過粘接劑而固定在所述電路基板上，在所述光耦合部件上形成第I連接部，在所述光纖保持部件上形成與所述第I連接部連接的第2連接部、和供所述光纖插入的光纖保持孔，所述光纖通過粘接劑而固定在所述光纖保持孔中，所述光纖保持孔形成在下述位置，即，在所述光耦合部件和所述光纖保持部件通過所述第I連接部和所述第2連接部而連接的狀態(tài)下，與所述第2連接部相比，更靠近構(gòu)成所述光纖保持部件的各表面中的第2表面，其中，構(gòu)成所述光纖保持部件的各表面中的第I表面與所述隔熱空間相對(duì)，該第2表面在與第I表面相反那一側(cè)。
[0010]另外，在本發(fā)明的光模塊中，優(yōu)選對(duì)所述光纖保持部件的第I表面中的位于所述光耦合部件側(cè)的端部進(jìn)行了倒角。
[0011]另外，在本發(fā)明的光模塊中，優(yōu)選所述電路基板具有:第I搭載面，在其上搭載所述光元件；以及第2搭載面，其在與所述第I搭載面相反那一側(cè)，在所述電路基板的所述第2搭載面上搭載散熱部件，所述散熱部件具有所述第2搭載面的所述第I區(qū)域中的第I散熱部分、和所述第2搭載面的所述第2區(qū)域中的第2散熱部分，所述第I散熱部分的面積比所述第2散熱部分的面積大。
[0012]另外，在本發(fā)明的光模塊中，所述散熱部件可以構(gòu)成為，形成在所述第2搭載面的所述第I區(qū)域，而沒有形成在所述第2搭載面的所述第2區(qū)域。
[0013]另外，在本發(fā)明的光模塊中，優(yōu)選所述散熱部件設(shè)置為，形成在所述第2搭載面的所述第I區(qū)域，并延伸至與所述第2區(qū)域相反那一側(cè)。
[0014]另外，在本發(fā)明的光模塊中，優(yōu)選在所述電路基板上，在從所述第I區(qū)域觀察時(shí)位于與所述第2區(qū)域相反那一側(cè)的區(qū)域中，搭載發(fā)熱量比所述光元件大的電子部件。
[0015]另外，在本發(fā)明的光模塊中，優(yōu)選所述電子部件搭載在所述電路基板的所述第2搭載面上。
[0016]另外，在本發(fā)明的光模塊中優(yōu)選具有夾具部件，該夾具部件使所述光纖保持部件和所述光耦合部件機(jī)械連結(jié)。
[0017]另外，在本發(fā)明的光模塊中，優(yōu)選所述夾具部件是熱傳導(dǎo)率比所述光纖保持部件高的部件，所述夾具部件和所述光纖保持部件的第2表面的至少一部分相接觸。
[0018]發(fā)明的效果
[0019]根據(jù)本發(fā)明的光模塊，能夠提供一種可確保組裝時(shí)的作業(yè)性且能夠抑制在光電轉(zhuǎn)換部中產(chǎn)生的熱量的影響的光模塊。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是表示第I實(shí)施方式所涉及的光模塊的斜視圖。
[0021]圖2是表示拆下樹脂殼體后的狀態(tài)的斜視圖。
[0022]圖3是表示拆下金屬殼體后的狀態(tài)的斜視圖。
[0023]圖4 Ca)是從上方觀察圖3所示的基板的圖，圖4 (b)是橫向觀察圖3所示的基板的圖。
[0024]圖5是橫向觀察圖3所示的電路基板及固定部件的圖。
[0025]圖6是圖1所示的光模塊的剖視圖。
[0026]圖7是表示圖6中示出的散熱片的變形例的圖。
[0027]圖8是表不具有夾具部件的變形例的斜視圖。
[0028]圖9是橫向觀察圖8中示出的電路基板及電路基板上的電子部件的圖。
[0029]圖10是表示在第2實(shí)施方式所涉及的光模塊中使用的連接器部件的斜視圖。
[0030]圖11是橫向觀察第2實(shí)施方式所涉及的光模塊的基板的圖。[0031]圖12是橫向觀察第2實(shí)施方式所涉及的光模塊的基板的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。此外，在附圖的說明中，對(duì)相同或相當(dāng)?shù)囊貥?biāo)注相同的標(biāo)號(hào)，省略重復(fù)說明。
[0033](第I實(shí)施方式)
[0034]首先，對(duì)第I實(shí)施方式所涉及的光模塊進(jìn)行說明。
[0035]圖1中示出的光模塊I是在光通信技術(shù)等中用于信號(hào)(數(shù)據(jù))傳送的光模塊，用于與作為連接對(duì)象的個(gè)人計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備電連接，將輸入/輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)而傳送光信號(hào)。
[0036]如圖1所示，光模塊I具有光纜3和連接器模塊5。在光模塊I中構(gòu)成為，單芯或多芯的光纜3的末端安裝在連接器模塊5上。
[0037]如圖1至圖3所示，光纜3具有:多根(在此為4根)光纖芯線(光纖)7 ;樹脂制的外皮9，其對(duì)該光纖芯線7進(jìn)行包覆；極細(xì)徑的抗拉纖維(凱夫拉；KeVlar) 11，其夾在光纖芯線7和外皮9之間；以及金屬編織體13，其夾在外皮9和抗拉纖維11之間。S卩，在光纜3中，從其中心朝向徑向外側(cè)依次配置有光纖芯線7、抗拉纖維11、金屬編織體13及外皮9。
[0038]光纖芯線7能夠使用纖芯和包層為石英玻璃的光纖(AGF:A11 Glass Fiber)、包層由硬質(zhì)塑料形成的光纖(HPCF:Hard Plastic Clad Fiber)等。如果使用玻璃纖芯直徑為80μπι的細(xì)徑HPCF，則即使光纖芯線7以小直徑彎曲也難以斷裂。外皮9由無鹵素阻燃性樹脂例如PVC (polyvinyIchloride)形成。外皮9的外徑為4.2mm左右，外皮9的熱傳導(dǎo)率例如為0.17ff/m *k?？估w維11例如為芳族聚酰胺纖維，以集束為束狀的狀態(tài)內(nèi)置于光纜3中。
[0039]金屬編織體13由例如鍍錫導(dǎo)線形成，編織密度為大于或等于70%，編織角度為45°至60°。金屬編織體13的外徑為0.05mm左右。金屬編織體13的熱傳導(dǎo)率例如為400W/m*k。金屬編織體13為了確保良好的熱傳導(dǎo)而優(yōu)選高密度配置，作為一個(gè)例子，優(yōu)選由扁平的鍍錫導(dǎo)線構(gòu)成。
[0040]連接器模塊5具有:殼體20 ；電連接器22，其設(shè)置在殼體20的前端(頂端)側(cè)；以及電路基板24，其收容在殼體20中。
[0041]殼體20由金屬殼體(第I殼體)26和樹脂殼體(第2殼體)28構(gòu)成。金屬殼體26由收容部件30和固定部件32構(gòu)成，該固定部件32與收容部件30的后端部連結(jié)，對(duì)光纜3進(jìn)行固定。金屬殼體26由鋼(Fe類)、馬口鐵(鍍錫銅)、不銹鋼、銅、黃銅、鋁等熱傳導(dǎo)率高(優(yōu)選大于或等于100W/m.k)的金屬材料形成。金屬殼體26構(gòu)成熱傳導(dǎo)體。
[0042]收容部件30是截面呈大致矩形形狀的筒狀中空部件。收容部件30劃分出收容電路基板24等的收容空間S。在收容部件30的前端側(cè)設(shè)有電連接器22，在收容部件30的后端側(cè)連結(jié)固定部件32。
[0043]固定部件32具有:板狀的基部34 ;筒部36 ;—對(duì)第I伸出片38，它們從基部34的兩側(cè)向前方伸出；以及一對(duì)第2伸出片40,它們從基部34的兩側(cè)向后方伸出。一對(duì)第I伸出片38分別從收容部件30的后部插入，與收容部件30抵接而連結(jié)。一對(duì)第2伸出片40與后述的樹脂殼體28的保護(hù)罩46連結(jié)。此外，關(guān)于固定部件32，利用金屬板一體形成基部34、筒部36、第I伸出片38及第2伸出片40。
[0044]筒部36形成大致圓筒狀，以從基部34向后方凸出的方式設(shè)置。筒部36通過與加箍環(huán)42的協(xié)同動(dòng)作而對(duì)光纜3進(jìn)行保持。具體來說，在將外皮9剝?nèi)ズ?，使光纜3的光纖芯線7插入至筒部36的內(nèi)部，并且，將抗拉纖維11沿筒部36的外周面配置。并且，在配置于筒部36外周面的抗拉纖維11上配置加箍環(huán)42，并對(duì)加箍環(huán)42進(jìn)行加箍加工。由此，抗拉纖維11被夾持固定在筒部36和加箍環(huán)42之間，將光纜3保持固定在固定部件32中。
[0045]在基部34上通過焊料而接合光纜3的金屬編織體13的端部。具體來說，金屬編織體13以在固定部件32上覆蓋加箍環(huán)42 (筒部36)的外周的方式配置，其端部延伸至基部34的一個(gè)表面(后表面)，并通過焊料接合。由此，固定部件32與金屬編織體13熱連接。并且,通過收容部件30的后端部與固定部件32結(jié)合，收容部件30與固定部件32物理且熱連接。S卩，收容部件30與光纜3的金屬編織體13熱連接。
[0046]樹脂殼體28例如由聚碳酸酯等樹脂材料形成，對(duì)金屬殼體26進(jìn)行包覆。樹脂殼體28具有外裝殼體44和與外裝殼體44連結(jié)的保護(hù)罩46。外裝殼體44設(shè)置為包覆收容部件30的外表面。保護(hù)罩46與外裝殼體44的后端部連結(jié)，并對(duì)金屬殼體26的固定部件32進(jìn)行包覆。保護(hù)罩46的后端部與光纜3的外皮9通過粘接劑(未圖示)粘接。
[0047]電連接器22是插入至連接對(duì)象(個(gè)人計(jì)算機(jī)等)而與連接對(duì)象電連接的部分。電連接器22配置在殼體20的前端側(cè)，從殼體20向前方凸出。電連接器22通過接觸件22a而與電路基板24電連接。
[0048]電路基板24收容在金屬殼體26 (收容部件30)的收容空間S中。在電路基板24上搭載有控制用半導(dǎo)體50和受光/發(fā)光元件52。電路基板24將控制用半導(dǎo)體50和受光/發(fā)光元件52電連接。電路基板24在俯視觀察時(shí)呈大致矩形形狀，具有規(guī)定的厚度。電路基板24例如是環(huán)氧玻璃基板、陶瓷基板等絕緣基板，在其表面或內(nèi)部，由金(Au)、鋁(Al)或銅(Cu)等形成電路配線?？刂朴冒雽?dǎo)體50和受光/發(fā)光元件52構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換部。
[0049]控制用半導(dǎo)體50包括驅(qū)動(dòng)IC (Integrated Circuit)50a、作為波形整形器的Q)R(Clock Data Recovery)裝置50b等?？刂朴冒雽?dǎo)體50在電路基板24上配置在正面24a(第I搭載面的一個(gè)例子)的前端側(cè)?？刂朴冒雽?dǎo)體50與電連接器22電連接。
[0050]如圖4 (a)、(b)所示，受光/發(fā)光元件52包含有多個(gè)(在此為2個(gè))發(fā)光元件52a和多個(gè)(在此為2個(gè))受光元件52b而構(gòu)成。發(fā)光元件52a及受光元件52b在電路基板24上配置在正面24a的后端側(cè)。作為發(fā)光元件52a，例如能夠使用發(fā)光二極管(LED =LightEmitting Diode)、激光二極管(LD:Laser Diode)、面發(fā)射激光器(VCSEL:Vertical CavitySurface Emitting LASER)等。作為受光元件52b,例如能夠使用光電二極管(PD:PhotoDiode)等。
[0051]受光/發(fā)光元件52與光纜3的光纖芯線7光學(xué)連接。具體來說，如圖4(b)所示，在電路基板24上，以覆蓋受光/發(fā)光元件52及驅(qū)動(dòng)IC50a的方式配置有透鏡陣列部件55(光耦合部件的一個(gè)例子)。在透鏡陣列部件55上配置有反射膜55a，其對(duì)從發(fā)光元件52a射出的光、或從光纖芯線7射出的光進(jìn)行反射而使其彎折。在光纖芯線7(在圖4中省略圖示)的末端安裝有連接器部件54 (光纖保持部件的一個(gè)例子)，通過將定位銷55b嵌合至定位孔54a中，從而將連接器部件54和透鏡陣列部件55定位并結(jié)合，使光纖芯線7和受光/發(fā)光元件52光學(xué)連接。[0052]另外，在上述的實(shí)施方式中，如圖4 (b)所示，受光/發(fā)光元件52和光纖芯線7具有不同的光軸，通過作為光耦合部件的透鏡陣列部件55的反射膜55a而變換光軸方向，以使得兩者光耦合。另外，在透鏡陣列部件55上形成的定位銷55b，以朝向與光纖芯線7的光軸大致平行的方向凸出的方式形成。通過使對(duì)光纖芯線7進(jìn)行保持的連接器部件54在與光纖芯線7的光軸大致平行的方向上移動(dòng)，從而使透鏡陣列部件55的定位銷55b嵌合至連接器部件54的定位孔54a中，使光纖芯線7與受光/發(fā)光兀件52光稱合。定位銷55b的凸出方向與電路基板24的面方向大致平行，因此，能夠使連接器部件54沿著電路基板24的表面而進(jìn)行連接，提高組裝作業(yè)的效率性(作業(yè)性)。
[0053]優(yōu)選透鏡陣列部件55在光的入射部及出射部具有準(zhǔn)直透鏡，該準(zhǔn)直透鏡使入射光形成為平行光，并將平行光聚光而射出。上述透鏡陣列部件55能夠通過樹脂的注塑成型而一體地構(gòu)成。透鏡陣列部件55和連接器部件54由不同的材料形成，具有彼此不同的熱膨脹系數(shù)。
[0054]另外，電路基板24如圖4 (a)所示，具有:透鏡陣列搭載區(qū)域Al (第I區(qū)域的一個(gè)例子)，在其上搭載透鏡陣列部件55 ;以及連接器部件相對(duì)區(qū)域A2 (第2區(qū)域的一個(gè)例子)，其與連接器部件54相對(duì)。如圖4 (b)所示，在連接器部件54和連接器部件相對(duì)區(qū)域A2之間形成有具有規(guī)定距離C的隔熱空間。如圖5所示，即使在連接器部件54和透鏡陣列部件55連接后的狀態(tài)下，仍可確保該隔熱空間。
[0055]優(yōu)選透鏡陣列部件55由在成型時(shí)的尺寸精度良好、且相對(duì)于通信光具有高透明度的樹脂(例如，聚醚酰亞胺類樹脂:線膨脹系數(shù)5.6X10 —5/K)構(gòu)成，并且，在設(shè)想在高溫環(huán)境中使用的情況下，由能夠承受回流焊等高溫處理、且相對(duì)于通信光具有高透明度的樹月旨(例如，電子束輻照交聯(lián)樹脂:線膨脹系數(shù)9.0X 10 —5/Κ)構(gòu)成。另外，連接器部件54由在成型時(shí)的尺寸精度良好的材料(例如，聚苯硫醚類樹脂:線膨脹系數(shù)2.6Χ 10 —5/Κ)構(gòu)成。
[0056]如圖6所示，在電路基板24和收容部件30 (金屬殼體26)之間配置有散熱片56。散熱片56是由具有熱傳導(dǎo)性及柔軟性的材料形成的熱傳導(dǎo)體。散熱片56設(shè)置在電路基板24的背面24b (第2搭載面的一個(gè)例子，參照?qǐng)D4 (b))上，從連接器部件相對(duì)區(qū)域A2的背面?zhèn)戎醒敫浇_始，覆蓋透鏡陣列搭載區(qū)域Al的背面?zhèn)热w，并且向電連接器22延伸。散熱片56如圖6所示，具有:連接器部件對(duì)應(yīng)部分，其具有從連接器部件相對(duì)區(qū)域A2的背面?zhèn)戎醒敫浇吝B接器部件相對(duì)區(qū)域A2的一端為止的長(zhǎng)度L2 ;以及透鏡陣列部件對(duì)應(yīng)部分，其具有從連接器部件相對(duì)區(qū)域A2的一端開始，越過透鏡陣列搭載區(qū)域Al的背面?zhèn)日w而至CDR裝置50b的背面?zhèn)惹皞?cè)附近為止的長(zhǎng)度LI。散熱片56由于寬度方向的長(zhǎng)度固定，因此，以長(zhǎng)度LI規(guī)定的透鏡陣列部件對(duì)應(yīng)部分與電路基板24接觸的面積，比以長(zhǎng)度L2規(guī)定的連接器部件對(duì)應(yīng)部分與電路基板24接觸的面積大。
[0057]另外，關(guān)于散熱片56，其上表面與電路基板24的背面24b物理且熱連接，并且，其下表面與收容部件30的內(nèi)側(cè)面物理且熱連接。通過該散熱片56，電路基板24與金屬殼體26熱連接，電路基板24的熱量傳遞至收容部件30。
[0058]此外，散熱片也可以如圖7所示的散熱片57那樣，僅形成在透鏡陣列搭載區(qū)域Al的背面?zhèn)?。即，可以形成為在連接器部件相對(duì)區(qū)域A2的背面?zhèn)炔辉O(shè)置散熱片57的結(jié)構(gòu)。
[0059]在具有上述結(jié)構(gòu)的光模塊I中，從電連接器22輸入電信號(hào),經(jīng)由電路基板24的配線而將電信號(hào)輸入至控制用半導(dǎo)體50。輸入至控制用半導(dǎo)體50的電信號(hào)在進(jìn)行電平調(diào)整或通過CDR裝置50b進(jìn)行波形整形等后，從控制用半導(dǎo)體50經(jīng)由電路基板24的配線輸出至受光/發(fā)光元件52。在已輸入電信號(hào)的受光/發(fā)光元件52中，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，并將光信號(hào)從發(fā)光元件52a射出至光纖芯線7。
[0060]另外,通過光纜3傳送的光信號(hào)從受光兀件52b射入。在受光/發(fā)光兀件52中，將所射入的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，將該電信號(hào)經(jīng)由電路基板24的配線輸出至控制用半導(dǎo)體50。在控制用半導(dǎo)體50中，在對(duì)電信號(hào)實(shí)施規(guī)定處理后，將該電信號(hào)輸出至電連接器22。
[0061]下面，參照?qǐng)D6，對(duì)光模塊I的散熱方法進(jìn)行說明。在搭載于電路基板24上的控制用半導(dǎo)體50及受光/發(fā)光元件52中產(chǎn)生的熱量，首先傳遞至電路基板24。傳遞至電路基板24的熱量經(jīng)由散熱片56傳遞至收容部件30。然后，熱量從收容部件30傳遞至與該收容部件30連結(jié)的固定部件32，并傳遞至與固定部件32連接的光纜3的金屬編織體13。隨后，傳遞至金屬編織體13的熱量經(jīng)由光纜3的外皮9向外部散熱。如上所述，在光模塊I中，在作為發(fā)熱體的控制用半導(dǎo)體50及受光/發(fā)光元件52中產(chǎn)生的熱量被釋放至外部。
[0062]如上所述，在本實(shí)施方式中，電路基板24具有:透鏡陣列搭載區(qū)域Al，在其上搭載透鏡陣列部件55 ;以及連接器部件相對(duì)區(qū)域A2，其與連接器部件54相對(duì)。因此，在組裝作業(yè)時(shí)，能夠通過電路基板24防止對(duì)連接器部件54施加意外的力。另外，在透鏡陣列部件55與連接器部件54接合之后，S卩使施加了意外的力，由于電路基板24與連接器部件54接觸而對(duì)連接器部件54進(jìn)行支撐，因此能夠防止透鏡陣列部件55與連接器部件54的接合部分受到損傷。另外，在將連接器部件54向透鏡陣列部件55上連接時(shí)，由于能夠使連接器部件54沿著電路基板24的連接器部件相對(duì)區(qū)域A2而進(jìn)行連接，因此，組裝作業(yè)的效率性(作業(yè)性)提聞。
[0063]另外，在與透鏡陣列部件55連接的連接器部件54、和連接器部件相對(duì)區(qū)域A2之間，形成有具有規(guī)定距離C的隔熱空間。由于該隔熱空間，連接器部件54以其一部分不與電路基板24抵接而與電路基板24分離規(guī)定距離的狀態(tài)被支撐，從而使得光電轉(zhuǎn)換時(shí)從受光/發(fā)光元件52產(chǎn)生的熱量不會(huì)從電路基板24直接傳遞至連接器部件54。另外，還能夠?qū)氖芄?發(fā)光元件52產(chǎn)生的熱量從隔熱空間釋放。從發(fā)揮上述效果，并且確保透鏡陣列部件55與連接器部件54的連接作業(yè)性、以及抑制外力對(duì)定位銷55b造成損傷的角度出發(fā)，優(yōu)選隔熱空間的規(guī)定距離C為50 μ m至300 μ m左右，更加優(yōu)選為50 μ m至100 μ m左右。這樣，在透鏡陣列部件55及連接器部件54發(fā)生熱膨脹時(shí)，能夠防止光纖芯線7的端面位置相對(duì)于透鏡陣列部件55的透鏡部發(fā)生偏移而導(dǎo)致光學(xué)連接狀態(tài)變動(dòng)。
[0064]S卩，由于透鏡陣列部件55和連接器部件54具有不同的熱膨脹系數(shù)，因此，如果連接器部件54和電路基板24被固定，則在兩個(gè)部件變?yōu)楦邷貭顟B(tài)的情況下，可能會(huì)在兩個(gè)部件的接合面處產(chǎn)生應(yīng)力而損傷接合面。但是，在本實(shí)施方式中，由于形成為連接器部件54與電路基板24的連接器部件相對(duì)區(qū)域A2不接觸的結(jié)構(gòu)(具有隔熱空間的結(jié)構(gòu))，因此，能夠防止由連接器部件54的熱膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力在接合面上集中。
[0065]另外，在本實(shí)施方式中，對(duì)連接器部件54和透鏡陣列部件55通過定位銷進(jìn)行定位并結(jié)合的情況進(jìn)行了說明，但為了可靠地將隔熱空間確保為規(guī)定距離C，也可以如圖8和圖9所示設(shè)置夾具部件60，其夾持連接器部件54和透鏡陣列部件55并對(duì)它們進(jìn)行固定支撐。夾具部件60是將長(zhǎng)方形金屬片的兩端部彎折而形成的部件，其與連接器部件54和透鏡陣列部件55的后背部(與正對(duì)電路基板的面相反那一側(cè)的面)緊密接觸并進(jìn)行覆蓋。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，即使連接器部件54沒有相對(duì)于電路基板24固定，也能夠可靠地使連接器部件54和透鏡陣列部件55保持連接狀態(tài)。
[0066]在本實(shí)施方式中，散熱片56具有以長(zhǎng)度LI規(guī)定的透鏡陣列部件對(duì)應(yīng)部分(第I散熱部分的一個(gè)例子)和以長(zhǎng)度L2規(guī)定的連接器部件對(duì)應(yīng)部分(第2散熱部分的一個(gè)例子)，且透鏡陣列部件對(duì)應(yīng)部分和電路基板24接觸的面積，比連接器部件對(duì)應(yīng)部分和電路基板24接觸的面積大。另外，散熱片56以向與連接器部件相對(duì)區(qū)域A2相反那一側(cè)的方向(遠(yuǎn)離的方向)延伸的方式形成。因此，在透鏡陣列搭載區(qū)域Al上由受光/發(fā)光元件52產(chǎn)生的熱量經(jīng)由電路基板24，在散熱片56的透鏡陣列部件對(duì)應(yīng)部分被大量釋放，幾乎不會(huì)傳播至連接器部件對(duì)應(yīng)部分，容易使透鏡陣列搭載區(qū)域Al和連接器部件相對(duì)區(qū)域A2熱分離。
[0067]此外，在本實(shí)施方式中所說明的散熱片56是一個(gè)例子，例如，也可以設(shè)為不形成在連接器部件相對(duì)區(qū)域A2的背面?zhèn)鹊男螤睢Ａ硗?，也可以如圖7所示，成為僅在搭載透鏡陣列部件55的透鏡陣列搭載區(qū)域Al的背面?zhèn)刃纬傻纳崞?7。通過使散熱片的結(jié)構(gòu)為不形成在連接器部件相對(duì)區(qū)域A2的背面?zhèn)?，從而容易在電路基?4上使透鏡陣列搭載區(qū)域Al和連接器部件相對(duì)區(qū)域A2熱分離。
[0068]另外，在本實(shí)施方式中，如圖3所示，在電路基板24上，包含有⑶R裝置50b的控制用半導(dǎo)體50相對(duì)于透鏡陣列搭載區(qū)域Al，搭載在與連接器部件相對(duì)區(qū)域A2相反那一側(cè)的區(qū)域中。CDR裝置50b (電子部件的一個(gè)例子)是發(fā)熱量比受光/發(fā)光元件52大的部件，其結(jié)構(gòu)為，通過如上所述搭載在與連接器部件相對(duì)區(qū)域A2相反那一側(cè)，確保⑶R裝置50b和連接器部件54之間的距離，從而使得在CDR裝置50b中產(chǎn)生的熱量大量地釋放至電連接器22側(cè)。由此，在電路基板24上，容易使得透鏡陣列搭載區(qū)域Al和連接器部件相對(duì)區(qū)域A2熱分離。
[0069]此外，⑶R裝置50b也可以如圖8和圖9所示，設(shè)置在電路基板24的背面。通過將⑶R裝置50b設(shè)置在電路基板24的背面，從而將在⑶R裝置50b中產(chǎn)生的熱量的大部分釋放至電路基板24的背面?zhèn)群碗娺B接器22側(cè)。因此，容易使透鏡陣列搭載區(qū)域Al和連接器部件相對(duì)區(qū)域A2熱分離。
[0070](第2實(shí)施方式)
[0071]下面，對(duì)第2實(shí)施方式所涉及的光模塊進(jìn)行說明。
[0072]如圖10至圖12所示，在連接器部件54上形成有用于使光纖芯線7插入的光纖保持孔54b。光纖芯線7 (在圖11至圖12中省略圖示)被插入至這些光纖保持孔54b中，并通過粘接劑61而粘接固定在光纖保持孔54b中。
[0073]透鏡陣列部件55通過粘接劑而固定在電路基板24的正面24a。在該透鏡陣列部件55的兩側(cè)部附近，形成有向連接器部件54側(cè)凸出的定位銷(第I連接部的一個(gè)例子)55b。
[0074]另外，在連接器部件54的兩側(cè)部附近，沿長(zhǎng)度方向而形成有定位孔(第2連接部的一個(gè)例子)54a。該定位孔54a形成在連接器部件54的厚度方向的大致中央,通過與透鏡陣列部件55的定位銷55b嵌合而進(jìn)行連接。
[0075]在該連接器部件54中，光纖保持孔54b形成在下述位置，即，在透鏡陣列部件55和連接器部件54通過定位銷55b和定位孔54a而連接的狀態(tài)下，與定位孔54a相比,更靠近構(gòu)成連接器部件54的各表面中的上表面(第2表面的一個(gè)例子)54d，其中，構(gòu)成連接器部件54的各表面中的下表面(第I表面的一個(gè)例子)54c與隔熱空間相對(duì),上表面54d在與下表面54c相反那一側(cè)。另外，該連接器部件54具有倒角部54e，該倒角部54e通過在寬度方向內(nèi)對(duì)下表面54c中的透鏡陣列部件55側(cè)的端部進(jìn)行倒角而形成。
[0076]在此,在具有作為光兀件的受光/發(fā)光兀件52的光模塊11中，在對(duì)受光/發(fā)光兀件52進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電路等中產(chǎn)生的熱量，從電路基板24傳遞至固定在電路基板24上的透鏡陣列部件55，熱量的一部分進(jìn)而經(jīng)由透鏡陣列部件55的定位銷55b與連接器部件54的定位孔54a的連接部分，傳遞至連接器部件54。由于該熱量，用于將光纖芯線7固定在光纖保持孔54b中的粘接劑61可能會(huì)軟化或劣化，導(dǎo)致光纖保持孔54b對(duì)光纖芯線7進(jìn)行保持的位置發(fā)生偏移(變化)。如果光纖芯線7的位置發(fā)生了偏移，則光纖芯線7的端面與在透鏡陣列部件55上形成的透鏡部分連接的位置偏移，從而造成光學(xué)連接損失。
[0077]另外，在連接器部件54的下表面54c處，在用于使透鏡陣列部件55和電路基板24連接的粘接劑如標(biāo)號(hào)62所示漏出的情況下，該下表面54c可能與該漏出的粘接劑接觸。在此情況下，漏出的粘接劑62成為從電路基板24向連接器部件54的下表面54c傳遞熱量的傳熱路徑，可能使得連接器部件54的下表面54c側(cè)變?yōu)楦邷亍?br> [0078]與此相對(duì)，連接器部件54的上表面54d不會(huì)與從透鏡陣列部件55和電路基板24之間漏出的粘接劑62接觸。另外，由于上表面54d在與電路基板24相反那一側(cè)露出，因此，與連接器部件54的下表面54c側(cè)相比，容易維持溫度較低的狀態(tài)。
[0079]在第2實(shí)施方式所涉及的光模塊11中，光纖保持孔54b與定位孔54a相比，形成在更靠近易于維持為溫度較低狀態(tài)的上表面54d的位置處，因此，能夠抑制光纖保持孔54b變?yōu)楦邷?。因此，能夠防止用于將光纖芯線7固定在光纖保持孔54b中的粘接劑61軟化或劣化，能夠防止光纖芯線7的端面的位置偏移而發(fā)生光學(xué)連接損失。
[0080]另外，在第2實(shí)施方式所涉及的光模塊11中，在連接器部件54的下表面54c中的透鏡陣列部件55側(cè)的端部處，通過倒角而形成有倒角部54e。這樣，通過對(duì)連接器部件55的下表面54c中的透鏡陣列部件55側(cè)的端部進(jìn)行倒角，從而即使在用于使透鏡陣列部件55和電路基板24連接的粘接劑62漏出的情況下，也能夠防止漏出的粘接劑62與下表面54c接觸。
[0081]另外，可以使用由熱傳導(dǎo)率高的材料(例如，不銹鋼、銅或鋁等)形成的夾具部件60夾持連接器部件54和透鏡陣列部件55并對(duì)它們進(jìn)行固定支撐(參照?qǐng)D8及圖9)。這樣，夾具部件60與連接器部件54的上表面54d的至少一部分接觸。因此，能夠利用夾具部件60的散熱效果，容易地將連接器部件54的上表面54d維持為低溫，更有效地將光纖保持孔54b維持為溫度較低的狀態(tài)。
[0082]以上，參照特定的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，但能夠在不脫離本發(fā)明的主旨和范圍的情況下實(shí)施多種變更或修改，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。
[0083]例如，說明了將用于對(duì)光耦合部件和光纖保持部件進(jìn)行定位的定位銷設(shè)置在光耦合部件側(cè)的例子，但定位銷也可以設(shè)置在光纖保持部件側(cè)。即，只要針對(duì)兩者形成定位構(gòu)造即可，并不限定其具體方式。此時(shí)，只要定位構(gòu)造的安裝方向與電路基板的面方向大致平行，就能夠使光纖保持部件沿著電路基板而進(jìn)行連接，因此，如上所述，組裝作業(yè)的效率性(作業(yè)性)提高。
[0084]另外，由光耦合部件使具有不同光軸的受光/發(fā)光元件和光纖進(jìn)行光耦合的結(jié)構(gòu)并不限定于上述透鏡陣列部件55的方式。即，設(shè)置反射膜55a不是必須的，也可以在透鏡陣列部件55的與反射膜55a相當(dāng)?shù)奈恢锰幮纬删哂信c該反射膜相同傾斜面的凹陷部，形成利用透鏡陣列部件55的材料與空氣間的界面處的折射率差實(shí)現(xiàn)的反射面。另外，也可以取代反射面而采用下述結(jié)構(gòu)，即，使用可使光纖向受光/發(fā)光元件的光軸方向彎曲的具有圓弧狀光纖保持孔的光插芯部件，將光纖從光纖保持部件側(cè)插入，使光纖的光軸以與受光/發(fā)光元件的光軸一致的方式彎曲(在此情況下，能夠防止光纖在兩個(gè)部件的接合位置處產(chǎn)生局部的彎曲)。即，在光耦合部件上設(shè)置反射膜55a并不是必須的。
[0085]參照特定的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，但能夠在不脫離本發(fā)明主旨和范圍的情況下實(shí)施多種變更或修改，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。
[0086]本申請(qǐng)基于2011年12月28日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng).申請(qǐng)?zhí)?011 — 289052，其內(nèi)容作為參照而被引入在本說明書中。
[0087]標(biāo)號(hào)的說明
[0088]1:光模塊,3:光纜,5:連接器模塊,7:光纖芯線,9:外皮,11:抗拉纖維，13:金屬編織體，20:殼體，24:電路基板，Al:透鏡陣列搭載區(qū)域(第I區(qū)域的一個(gè)例子)，A2:連接器部件相對(duì)區(qū)域(第2區(qū)域的一個(gè)例子)，26:金屬殼體(第I殼體的一個(gè)例子)，28:樹脂殼體(第2殼體的一個(gè)例子)，30:收容部件，32:固定部件，50:控制用半導(dǎo)體(電子部件的一個(gè)例子)，52:受光/發(fā)光元件(光元件的一個(gè)例子)，54:連接器部件(光纖保持部件的一個(gè)例子)，54a:定位孔(第2連接部的一個(gè)例子)，54b:光纖保持孔，54c:下表面(第I表面的一個(gè)例子)，54d:上表面(第2表面的一個(gè)例子)54e:倒角部，55:透鏡陣列部件(光耦合部件的一個(gè)例子)，55b:定位銷(第I連接部的一個(gè)例子)，56:散熱片，60:夾具部件，61:粘接劑，62:粘接劑，S:收容空間
【權(quán)利要求】
1.一種光模塊，其具有: 電路基板，其搭載有光元件； 光纖保持部件，其對(duì)光纖進(jìn)行保持；以及 光耦合部件，其由線膨脹系數(shù)與所述光纖保持部件不同的材料構(gòu)成，該光耦合部件固定在所述電路基板上，將所述電路基板上的所述光元件和所述光纖光學(xué)連接， 所述電路基板具有--第I區(qū)域，在該第I區(qū)域中固定所述光耦合部件；以及第2區(qū)域，其與所述光纖保持部件相對(duì)， 在所述光纖保持部件和所述第2區(qū)域之間形成有隔熱空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光模塊，其特征在于， 所述光耦合部件通過粘接劑而固定在所述電路基板上，在所述光耦合部件上形成第I連接部， 在所述光纖保持部件上形成與所述第I連接部連接的第2連接部、和供所述光纖插入的光纖保持孔， 所述光纖通過粘接劑而固定在所述光纖保持孔中， 所述光纖保持孔形成在下述位置，即，在所述光耦合部件和所述光纖保持部件通過所述第I連接部和所述第2連接部而連接的狀態(tài)下，與所述第2連接部相比，更靠近構(gòu)成所述光纖保持部件的各表面中的第2表面，其中，構(gòu)成所述光纖保持部件的各表面中的第I表面與所述隔熱空間相對(duì)，該第2表面在與第I表面相反那一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光模塊，其特征在于， 對(duì)所述光纖保持部件的第I表面中的位于所述光耦合部件側(cè)的端部進(jìn)行了倒角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光模塊，其中， 所述電路基板具有:第I搭載面，在其上搭載所述光元件；以及第2搭載面，其在與所述第I搭載面相反那一側(cè)，在所述電路基板的所述第2搭載面上搭載散熱部件， 所述散熱部件具有所述第2搭載面的所述第I區(qū)域中的第I散熱部分、和所述第2搭載面的所述第2區(qū)域中的第2散熱部分， 所述第1散熱部分的面積比所述第2散熱部分的面積大。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光模塊，其中， 所述散熱部件形成在所述第2搭載面的所述第I區(qū)域，而沒有形成在所述第2搭載面的所述第2區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的光模塊,其中， 所述散熱部件設(shè)置為，形成在所述第2搭載面的所述第I區(qū)域，并延伸至與所述第2區(qū)域相反那一側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的光模塊，其中， 在所述電路基板上，在從所述第I區(qū)域觀察時(shí)位于與所述第2區(qū)域相反那一側(cè)的區(qū)域中，搭載發(fā)熱量比所述光元件大的電子部件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光模塊，其中， 所述電子部件搭載在所述電路基板的所述第2搭載面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的光模塊，其中，該光模塊具有夾具部件，該夾具部件使所述光纖保持部件和所述光耦合部件機(jī)械連結(jié)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光模塊，其中， 所述夾具部件是熱傳導(dǎo)率比所述光纖保持部件高的部件，所述夾具部件和所述光纖保持部件的第2表面的至少一部分相接觸。
【文檔編號(hào)】G02B6/42GK103635844SQ201280032298
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月28日
【發(fā)明者】荒生肇, 橫地壽久, 鈴木厚, 田村充章 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社