(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極が突出した光素子と、
前記複数の電極の各々とそれぞれ接続するための複数の電気配線が、それぞれ異なる半径を有する略同心円状に形成された配線基板とを備え、
前記複数の電極の各先端をそれぞれ前記複数の電気配線の各々に接続した光モジュール。
【請求項２】
前記複数の電気配線の１つが前記略同心円の略中心に形成されている請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記複数の電極の各先端が直線状になるようにそれぞれ前記複数の電気配線の各々に接続した請求項１又は２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記複数の電気配線の各々は、各１つに前記複数の電極の各先端を挿入して半田付けするために円周方向に沿って形成された複数のスルーホールを有する請求項１から３のいずれか１つに記載の光モジュール。
【請求項５】
前記配線基板は、前記複数の電気配線の各々毎に階段状に形成され、段部の側面には、前記複数の電極の各先端を接続するための電気配線が形成されている請求項１から３のいずれか１つに記載の光モジュール。
【請求項６】
前記配線基板は、各層がスルーホールを介して接続される複数の層で構成されている請求項１から３のいずれか１つに記載の光モジュール。
【請求項７】
前記配線基板の表面に設けられた絶縁層と、
前記配線基板の裏面に形成された複数の電気配線と、
前記電気配線に対応するように前記絶縁層及び前記配線基板に円周方向に１以上のスルーホールを有し、
前記光素子の電極突出面と前記配線基板により前記絶縁層を挟むように前記複数の電極の各先端を前記スルーホールを介して前記電気配線に接続した請求項１から３のいずれか１つに記載の光モジュール。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１つに記載の光モジュールを光送受信に用いる構成の光送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信の分野における光モジュール及び光モジュールを光送受信に用いる構成の光送受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の光モジュールでは、送信光が光ファイバの先端面により反射されて発光素子に戻って発光素子の発振が不安定になることを防止するために光ファイバの先端面を斜めに研磨している。また、一般的に、光ファイバの研磨面を円周方向に回転させると、発光素子との結合効率は回転角度によって変化するため、必要な結合効率を得るために発光素子の円周方向の角度が最適になるように調整する必要性が有る。
【０００３】
しかしながら、上記従来例においては、モジュール毎に発光素子の光ファイバ円周方向の角度が異なる場合、発光素子の電極と配線基板を接続する際の実装の自由度が非常に低く、そのために実装時の精度、工数、設備費用が大きくなるという問題点がある。
【０００４】
ここで、図１９、図２０は下記の特許文献１に記載された他の従来例を示し、ＬＤなどの光素子２１が基板２０上に実装される。基板２０には電気配線２２と、光導波路２３と、Ｖ溝２４とマーカ２５が形成され、マーカ２５は光素子２１のマーカ２６と位置合わせするために用いられる。不図示の光ファイバはＶ溝２４の端部に突き当てて無調心で固定し、光素子２１を光ファイバに対してマーカ２５、２６により位置合わせする。しかしながら、このような実装方法及び構造では、電極が形成されている平面における回転方向のずれに素子実装が対応できない。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−３３４６５５号公報（図６、段落０００７〜００１０）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来例の課題を解決するもので、光素子の光ファイバ円周方向の角度に影響を受けることなく、光素子の電極を配線基板に実装する際の自由度を高めることができる光モジュール、及びかかる光モジュールを光送受信に用いる構成の光送受信装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は上記目的を達成するために、
複数の電極が突出した光素子と、
前記複数の電極の各々とそれぞれ接続するための複数の電気配線が、それぞれ異なる半径を有する略同心円状に形成された配線基板とを備え、
前記複数の電極の各先端をそれぞれ前記複数の電気配線の各々に接続するように構成した。
以上の構成により、光素子の電極と電気配線との相対角度にかかわらず電気的に導通することが可能になり、光素子の電極と基板の実装時に要求される実装精度を下げられるため、歩留まりの向上、生産性の向上、設備費用の低減が可能となる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光モジュールにおいて、
前記複数の電気配線の１つが前記略同心円の中心に形成されているものである。
以上の構成により、光素子の電極と電気配線との相対角度にかかわらず電気的に導通することが可能になり、光素子の電極と配線基板の実装時に要求される実装精度を下げられるため、歩留まりの向上、生産性の向上、設備費用の低減が可能となる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光モジュールにおいて、
前記複数の電極の各先端が直線状になるようにそれぞれ前記複数の電気配線の各々に接続するものである。
以上の構成により、光素子の電極と電気配線との相対角度にかかわらず電気的に導通することが可能になり、光素子の電極と配線基板の実装時に要求される実装精度を下げられるため、歩留まりの向上、生産性の向上、設備費用の低減が可能となる。さらに、電極の形状が複雑に曲がっていないため実装が行い易くなる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１つに記載の光モジュールにおいて、
前記複数の電気配線の各々は、各１つに前記複数の電極の各先端を挿入して半田付けするために円周方向に沿って形成された複数のスルーホールを有するものである。
以上の構成により、電極と基板との電気的な接合が容易になり、歩留まりの向上、生産性の向上が可能になる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１つに記載の光モジュールにおいて、
前記配線基板は、前記複数の電気配線の各々毎に階段状に形成され、段部の側面には、前記複数の電極の各先端を接続するための電気配線が形成されているものである。
以上の構成により、電極の個々の長さが異なっていても配線基板との導通が可能となる。また、接合自体も容易になり、歩留まりの向上、生産性の向上が可能になる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１つに記載の光モジュールにおいて、
前記配線基板は、各層がスルーホールを介して接続される複数の層で構成されているものである。
以上の構成により、基板上に配置する配線のパターンを多様化、多機能化することが可能になる。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１つに記載の光モジュールにおいて、
前記配線基板の表面に設けられた絶縁層と、
前記配線基板の裏面に形成された複数の電気配線と、
前記電気配線に対応するように前記絶縁層及び前記配線基板に円周方向に１以上のスルーホールを有し、
前記光素子の電極突出面と前記配線基板により前記絶縁層を挟むように前記複数の電極の各先端を前記スルーホールを介して前記電気配線に接続したものである。
以上の構成により、電極の長さを短くでき、さらに半田固定後の光素子から基板までの全体の長さを配線基板及び非伝導性の板の厚みで管理できるため、光モジュールを小型化でき、工程管理が容易となる。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれか１つに記載の光モジュールを光送受信に用いる構成の光送受信装置である。
以上の構成により、上記各請求項について示した利点を有する光送受信装置を提供することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明に係る光モジュールの第１の実施の形態を示す概略構成図である。本発明の「光モジュール」は、光送信及び／又は光受信を行う光送信モジュール、光受信モジュール、光送受信モジュールを含むものである。図２は図１で示される光素子５を含む一体構造体の概略を示しており、光モジュールは、金属部品２（フェルール）付きの光ファイバ１、金属部品３（スリーブ）、金属部品４（フランジ）、ＬＤ又はＰＤの光素子５から構成されている。光素子５の複数の電極６（６１、６２、６３、６４）はそれぞれ、ガラスエポキシ基板や、フレキシブル基板や、電気コネクタや半導体基板などの配線基板７上に同心円状に形成された複数の電気配線（単に配線ともいう）１０に接続される。配線基板７上の複数の配線１０はそれぞれ電極６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａに接続され、電極６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａはマザー基板８に接続される。
【００１８】
光ファイバ１の先端は８度前後の斜め角度で研磨又はカットされている。一般的に、光ファイバ１の研磨面を円周方向に角度θ１だけ回転させたとき、光素子５との結合効率は角度θ１によって変化するため、必要な結合効率を得るために  最適な角度θ１を調整する必要性が有る。図１において、光ファイバ１は、円周  方向に角度θ１だけ回転可能であり、光素子５は円周方向に角度θ２だけ回転可能である。光ファイバ１と光素子５が円周方向になす相対的な角度θ１−θ２を調整した後に、上記部品１〜５は、例えば抵抗溶接、ＹＡＧ溶接、圧入、半田溶接などの方法を用いて接合されて一体化される。
【００１９】
このとき、光素子５の電極６は円周方向の任意の位置に来る。図３（１）は図１を底面から見た場合の光素子５とその電極６（６１、６２、６３、６４）の配列を示し、各電極６は中心点９に対して同じ半径位置において円周方向に９０°の等間隔で配置されている。これが上記θの値によってはマザー基板８に対して、図３（２）に示すように反時計回りに回転した位置関係にある場合もあれば、図３（３）に示すように時計回りに回転した位置関係にある場合もある。ここでは電極６の数が４個の場合を示したが電極数によらず本発明は適用可能である。
【００２０】
そこで、図３（１）の位置関係にあった電極６の先端を曲げるなどして図４に示す状態にし、かつ、配線基板７上に形成される配線１０の形状を、例えば図１で示すように同心円状に形成することにより、マザー基板８と光素子５の電極６の位置関係がいかなる状態であっても容易に電気的結合を図ることができる。
【００２１】
図５（１）〜（４）は光素子５がその中心点９を回転中心として回転した場合にも各電極６が配線１０と電気的結合が図れていることを示している。配線基板７上の配線１０のパターンとしては、同心円の代わりに図６のような同心楕円形状や、図７のような同心多角形形状でもよい。
【００２２】
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態では、図８に示すように複数の電極６の内の１つの電極６４が配線基板７上の中心の配線１０に接続されている。以上の構成により、電極６と電気配線１０との相対角度にかかわらず電気的に導通することが可能になり、電極６と配線基板７の実装時に要求される実装精度を下げられるため、歩留まりの向上、生産性の向上、設備費用の低減が可能となる。
【００２３】
＜第３、第４の実施の形態＞
第３の実施の形態では、図９に示すように複数の電極６１〜６４の各先端が直線状になるようにそれぞれ複数の電気配線１０の各々に接続されている。また、第４の実施の形態では、図１０に示すように複数の電極６１〜６４の各先端が直線状になるように、かつ電極６４が配線基板７上の中心の配線１０に接続されている。以上の構成により、電極６と電気配線１０との相対角度にかかわらず電気的に導通することが可能になり、電極６と配線基板７の実装時に要求される実装精度を下げられるため、歩留まりの向上、生産性の向上、設備費用の低減が可能となる。さらに、電極６の形状が複雑に曲がっていないため実装が行い易くなる。
【００２４】
＜第５の実施の形態＞
第５の実施の形態では、図１１に示すように複数の電気配線１０の各々に、円周方向に長手状の貫通孔１３が形成され、各貫通孔１３に対して複数の電極６の各先端を接続する。以上の構成により、電極６と接続部１２を有する配線基板７との電気的な接合が容易になり、歩留まりの向上、生産性の向上が可能になる。
【００２５】
＜第６の実施の形態＞
第６の実施の形態では、図１２に示すように複数の電気配線１０の各々に複数のスルーホール１４（及び接続部１２）が円周方向に沿って形成され、複数のスルーホール１４の各１つに複数の電極６の各先端を挿入し、配線基板７の裏面の接続部１２で半田付けする。以上の構成により、電極又はピンと基板との電気的な接合が容易になり、歩留まりの向上、生産性の向上が可能になる。
【００２６】
＜第７の実施の形態＞
第７の実施の形態では、図１３に示すように配線基板７が複数の電気配線１０の各々毎に階段状に形成されて各電気配線１０が段部１５の側面に形成され、側面に形成された各電気配線１０に対して複数の電極６の各先端を接続する。また、配線基板７はスルーホール１４を介して最も下の層に接続される。以上の構成により、電極６の個々の長さが異なっていても配線基板７との導通が可能となる。また、接合自体も容易になり、歩留まりの向上、生産性の向上が可能になる。
【００２７】
＜第８の実施の形態＞
第８の実施の形態では、図１４に示すように配線基板７が複数の層で構成され、各層がスルーホール１４を介して接続されている。以上の構成により、配線基板７上に配置する配線１０のパターンを多様化、多機能化することが可能になる。
【００２８】
＜第９の実施の形態＞
第９の実施の形態では、図１５、図１６に示すように複数の電気配線１０の各々は、半径方向に２重の配線で形成され、２重の配線の間に対して複数の電極６の各先端を半田１８により接続する。なお、配線１０の表面１７には非導電性の膜を形成しない。以上の構成により、配線１０を配線基板７の片面だけに形成すれば良くなるため安価に電気配線を作ることが可能となる。
【００２９】
＜第１０の実施の形態＞
第１０の実施の形態では、図１７、図１８に示すように配線基板７の表面に非伝導性の板１９が設けられるとともに、配線基板７の裏面に複数の電気配線１０が形成される。また、非伝導性の板１９及び配線基板７に円周方向に長手状の貫通孔又は１以上のスルーホール１１が電気配線に対応するように形成され、光素子５の電極突出面と配線基板７により非伝導性の板１９を挟むように複数の電極６の各先端が貫通孔又はスルーホール１１を介して電気配線１０に半田１８で接続される。以上の構成により、電極６の長さを短くでき、さらに半田固定後の光素子５から配線基板７までの全体の長さを配線基板７及び非伝導性の板１９の厚みで管理できるため、光モジュール装置を小型化でき、工程管理が容易となる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１、２に記載の発明によれば、光素子の電極と電気配線との相対角度にかかわらず電気的に導通することが可能になり、光素子の電極と基板の実装時に要求される実装精度を下げられるため、歩留まりの向上、生産性の向上、設備費用の低減が可能となる。
請求項３に記載の発明によれば、光素子の電極と電気配線との相対角度にかかわらず電気的に導通することが可能になり、光素子の電極と配線基板の実装時に要求される実装精度を下げられるため、歩留まりの向上、生産性の向上、設備費用の低減が可能となる。さらに、電極の形状が複雑に曲がっていないため実装が行い易くなる。
請求項４に記載の発明によれば、電極と基板との電気的な接合が容易になり、歩留まりの向上、生産性の向上が可能になる。
請求項５に記載の発明によれば、電極の個々の長さが異なっていても配線基板との導通が可能となる。また、接合自体も容易になり、歩留まりの向上、生産性の向上が可能になる。
請求項６に記載の発明によれば、基板上に配置する配線のパターンを多様化、多機能化することが可能になる。
請求項７に記載の発明によれば、電極の長さを短くでき、さらに半田固定後の光素子から基板までの全体の長さを配線基板及び非伝導性の板の厚みで管理できるため、光モジュールを小型化でき、工程管理が容易となる。
請求項８に記載の発明によれば、請求項１から７について示した利点を有する光送受信装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光モジュールの第１の実施の形態を示す概略構成図
【図２】図１で示される光素子を含む一体構造体の概略を示す側面断面図
【図３】図１の光モジュールの底面図であって、マザー基板と光素子の相対的な位置を示す説明図（１）非回転状態
（２）反時計回り方向に回転した状態
（３）時計回り方向に回転した状態
【図４】図１の光モジュールの底面図であって、電極と配線を接続した状態を示す説明図
【図５】図１の光モジュールの底面における電極の接続位置を示す説明図
（１）第１の例
（２）第２の例
（３）第３の例
（４）第４の例
【図６】図１の光モジュールの底面における配線の第２の例を示す説明図
【図７】図１の光モジュールの底面における配線の第３の例を示す説明図
【図８】本発明の第２の実施の形態を示す説明図
【図９】本発明の第３の実施の形態を示す説明図
【図１０】本発明の第４の実施の形態を示す説明図
【図１１】本発明の第５の実施の形態を示す構成図
【図１２】本発明の第６の実施の形態を示す構成図
【図１３】本発明の第７の実施の形態を示す構成図
【図１４】本発明の第８の実施の形態を示す構成図
【図１５】本発明の第９の実施の形態を示す構成図
【図１６】本発明の第９の実施の形態を示す側面図
【図１７】本発明の第１０の実施の形態を示す構成図
【図１８】本発明の第１０の実施の形態を示す側面図
【図１９】従来例を示す構成図
【図２０】図１９のアライメントマークとしてのマーカー同士の関係を示す説明図
【符号の説明】
１  光ファイバ
２  金属部品（フェルール）
３  金属部品（スリーブ）
４  金属部品（フランジ）
５、２１  光素子
６、６１〜６４  電極
７  配線基板
８  マザー基板
９  中心点
１０  電気配線
１１、１４、１６  スルーホール
１２  接続部
１３  貫通孔
１５  段部
１７  表面
１８  半田
１９  非伝導性の板
【図１】
0003607696.tif 000002
【図２】
0003607696.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003607696.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003607696.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0003607696.tif 000013
【図１３】
0003607696.tif 000014
【図１４】
0003607696.tif 000015
【図１５】
0003607696.tif 000016
【図１６】
0003607696.tif 000017
【図１７】
0003607696.tif 000018
【図１８】
0003607696.tif 000019
【図１９】
0003607696.tif 000020
【図２０】
0003607696.tif 000021