(57)【要約】【課題】光モジュールを効率的に製造することを可能とする光素子及び回路基板の位置決め部材を提供する。【解決手段】本発明に係る位置決め部材は、光素子２１と、この光素子２１を駆動するための回路が形成された回路基板２０と、光素子２１を挿入する挿入口を有すると共に回路基板２０を収容するハウジング３０と、を備える光モジュール１に適用され、光素子２１が挿入口に挿入されると共に回路基板２０がハウジング３０内に収容される位置関係で光素子２１と回路基板２０とを位置決めする。そして、位置決め部材は、位置決めされた光素子２１及び回路基板２０と共にハウジング３０に収容される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光素子と、この光素子を駆動するための回路が形成された回路基板と、前記光素子を挿入する挿入口を有すると共に前記回路基板を収容するハウジングと、を備える光モジュールに適用され、
前記光素子が前記挿入口に挿入されると共に前記回路基板がハウジング内に収容される位置関係で前記光素子と前記回路基板とを位置決めし、位置決めされた前記光素子及び前記回路基板と共に前記ハウジングに収容されることを特徴とする位置決め部材。
【請求項２】
光素子を載置する光素子載置部と、
前記光素子載置部の一端に立設されると共に前記光素子を挿入可能な穴部が形成された光素子位置決め板部と、
前記光素子載置部の他端に設けられると共に前記回路基板を支持する基板支持部と、
前記基板支持部によって支持される面と反対の回路基板の面を押える基板押え部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の位置決め部材。
【請求項３】
前記光素子位置決め板部に対して垂直をなして前記光素子載置部に立設されると共に、挿入される光素子を案内する光素子案内板部をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の位置決め部材。
【請求項４】
前記光素子を前記光素子位置決め板部に押し付けて固定するように前記光素子載置部に装着させる光素子固定部をさらに備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の位置決め部材。
【請求項５】
樹脂によって構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の位置決め部材。
【請求項６】
光素子と、回路基板と、前記光素子及び回路基板を位置決めした請求項１〜５のいずれか１項に記載の位置決め部材と、を収容することを特徴とする光モジュール。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の位置決め部材に光素子及び回路基板をセットする位置決め工程と、
前記位置決め工程において位置決めされた前記光素子及び前記回路基板とを接着する接着工程と、
前記ハウジングの内側から外側に向かって前記光素子が前記挿入口を通るように、前記接着工程において接着された前記光素子及び前記回路基板を前記位置決め部材と共にハウジングに収容する収容工程と、
を備えることを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記位置決め工程において、光素子を位置決め部材にセットする際に、前記光素子載置部に装着させる光素子固定部によって、前記光素子を前記光素子位置決め板部に押し付けて固定することを特徴とする請求項７に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項９】
前記接着工程では、前記光素子と前記回路基板とをハンダによって接着することを特徴とする請求項７又は８に記載の光モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光素子とこの光素子を駆動するための回路が形成された回路基板とを位置決めする位置決め部材、及びこの位置決め部材を含む光モジュールとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、光素子及びその駆動回路基板をハウジングに収容して構成された光モジュールが知られている。ハウジングには、光素子を挿入するための挿入口が形成されており、この挿入口に光素子が挿入された構成によって光素子がハウジング外部に向けられる。そして、挿入口に挿入された光素子とハウジング内部に収容された回路基板とが接続されて光モジュールが構成される。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許６３３５８６９号明細書
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の光モジュールにおいては、ハウジングは光素子や回路基板を収容して保護する機能を有するほか、光素子と回路基板との位置決めを行う機能を兼ね備えていた。図１０は従来の光モジュール６０の一例を示す分解斜視図であるが、同図に示されるように、ハウジング６１の挿入口に光素子６２を挿入し、さらに回路基板６３をハウジング６１内に収容した後に、光素子６２と回路基板６３とをハンダによって接着するという工程で製造されていた。
【０００５】
しかしながら、コンパクトなハウジング６１に光素子６２と回路基板６３とを別々に入れて、ハウジング６１内において接着する方法は、作業スペースが小さいことなどから、接着作業の効率が良くなかった。
【０００６】
そこで、本発明は上記課題を解決し、光モジュールを効率的に製造するための、位置決め部材、及びその位置決め部材を有する光モジュールと、その光モジュールの製造方法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】
本発明に係る位置決め部材は、光素子と、この光素子を駆動するための回路が形成された回路基板と、光素子を挿入する挿入口を有すると共に回路基板を収容するハウジングと、を備える光モジュールに適用され、光素子が挿入口に挿入されると共に回路基板がハウジング内に収容される位置関係で光素子と回路基板とを位置決めし、位置決めされた光素子及び回路基板と共にハウジングに収容されることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る位置決め部材によれば、ハウジングに収容する前の段階で、光素子がハウジングの挿入口に挿入されると共に回路基板がハウジング内に収容されるような位置関係で、光素子と回路基板を位置決めすることができるので、ハウジング外において光素子と回路基板とを容易に接着させることができる。なお、光素子が複数ある場合には、位置決め部材は、複数の挿入口のそれぞれに光素子が挿入されるように位置決めできる。さらに、本発明に係る位置決め部材は、光素子と回路基板と共にハウジング内に収容することが可能なので、決められた位置関係を確実に保持しつつ、光素子及び回路基板を円滑にハウジングに収容することができる。
【０００９】
上記位置決め部材は、光素子を載置する光素子載置部と、光素子載置部の一端に立設されると共に光素子を挿入可能な穴部が形成された光素子位置決め板部と、光素子載置部の他端に設けられると共に回路基板を支持する基板支持部と、基板支持部によって支持される面と反対の回路基板の面を押える基板押え部と、を備えることを特徴としても良い。
【００１０】
このような構成を採用すれば、光素子載置部に載置された光素子を、光素子位置決め板部の穴部に挿入することで光素子の位置を決定する一方で、基板支持部及び基板押え部によって基板の位置を決定することにより、光素子と回路基板との位置関係を決定することができる。
【００１１】
上記位置決め部材は、光素子位置決め板部に対して垂直をなして光素子載置部に立設されると共に、挿入される光素子を案内する光素子案内板部をさらに備えることを特徴としても良い。
【００１２】
光素子位置決め板部に対して垂直をなして立設された光素子案内板部を備えることにより、光素子のぐらつきを押え、その方向を一意に決定することができるので、位置決めの精度を高めることができる。
【００１３】
上記位置決め部材は、光素子を光素子位置決め板部に押し付けて固定するように光素子載置部に装着させる光素子固定部をさらに備えることを特徴としても良い。
【００１４】
光素子固定部をさらに備え、光素子を光素子位置決め板部に押し付けて固定することにより、光素子と回路基板との接着の際に、その位置関係を確実に保つことができる。
【００１５】
上記位置決め部材は、樹脂によって構成されていることを特徴としても良い。
【００１６】
樹脂によって位置決め部材を構成することとすれば、ハウジングが金属で構成されている場合にも、光素子のシグナルグランドと、ハウジングのフレームグランドとを分離することができる。
【００１７】
本発明に係る光モジュールは、光素子と、回路基板と、光素子及び回路基板を位置決めした上記位置決め部材と、を収容することを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る光モジュールは、上記した位置決め部材を備えているので、光素子と回路基板とをハウジングに収容する前の段階で位置決めして接着した後に、位置決め部材と共に光素子と回路基板とをハウジングに収容することができるので、効率良く製造することができる。また、このような構成によれば、一旦組み立てた光モジュールを分解する場合にも、接着された光素子及び回路基板を一のアセンブリとして取り外すことができるので保守の面からも好ましい。
【００１９】
本発明に係る光モジュールの製造方法は、上記位置決め部材に光素子及び回路基板をセットする位置決め工程と、位置決め工程において位置決めされた光素子及び回路基板とを接着する接着工程と、ハウジングの内側から外側に向かって光素子が挿入口を通るように、接着工程において接着された光素子及び回路基板を位置決め部材と共にハウジングに収容する収容工程と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る光モジュールの製造方法によれば、上記した位置決め部材に光素子と回路基板とをセットして位置決めし、接着工程において光素子と回路基板とを接着するので、光素子と回路基板との接着作業を効率良く行うことができる。そして、接着工程で接着されて一体化された光素子、回路基板、及び位置決め部材を、挿入口に光素子が通るようにハウジングに収容することにより、容易に光モジュールを組み立てることができる。
【００２１】
上記光モジュールの製造方法は、位置決め工程において、光素子を位置決め部材にセットする際に、光素子載置部に装着させる光素子固定部によって、光素子を光素子位置決め板部に押し付けて固定することを特徴としても良い。
【００２２】
このように光素子載置部に装着させる光素子固定部によって光素子を固定することによって、接着工程において接着する際に光素子と回路基板との位置関係を確実に保持し、光素子と回路基板とを効率良く接着させることができる。
【００２３】
上記光モジュールの製造方法において、接着工程では、光素子と回路基板とをハンダによって接着することが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明に係る位置決め部材及び光モジュールの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２５】
図１は実施形態に係る光モジュール１の分解斜視図、図２は光モジュール１の斜視図である。図２は、レセハウジング３１の内部が見えるように、レセハウジング３１の一部を切り欠いて描いている。図１に示されるように、光モジュール１は、発光素子２１ａ及び受光素子２１ｂ（総称して「光素子２１」という）と、光素子２１を駆動するための回路が形成された回路基板２０と、光素子２１及び回路基板２０を収容するハウジングとを有する。光素子２１と回路基板２０とはリードによって接続される。ハウジング３０は、光素子２１や回路基板２０を受け入れるレセハウジング３１とレセハウジング３１を覆うハウジングカバー３２と、から構成される。発光素子２１ａ及び受光素子２１ｂがレセハウジング３１に形成された挿入口に挿入されると共に、レセハウジング３１に収容された回路基板２０が基板止め３６によって止められることにより、光素子２１及び回路基板２０はレセハウジング３１に固定される。回路基板２０は、第１の基板２０ａと第２の基板２０ｂとを有し、第１の基板２０ａと第２の基板２０ｂとはフレックス基板２０ｃによって接続されている。回路基板２０は、ハウジング３０に収容される際には、第１の基板２０ａと第２の基板２０ｂとが対向するようにフレックス基板２０ｃが折り曲げられる。これにより、図２に示されるような２階建て基板構造の光モジュール１を実現することができる。
【００２６】
また、光モジュール１は、光素子２１及び回路基板２０を位置決めするＯＳＡブロック１０と、ＯＳＡブロック１０によって位置決めされる光素子２１を固定するホルダ１９と、を有している。このＯＳＡブロック１０とホルダ１９とは本発明に係る「位置決め部材」を構成し、ホルダ１９は「光素子固定部」に相当する。さらに、光モジュール１は、光素子２１に対するノイズを低減させるためのＴ／Ｒブラケット３３やシールド３４を有する。また、光モジュール１は、ハウジング３０の挿入口側と反対側の端部に取り付けられるテールキャップ３５と、放熱対策のための放熱ブロック３７及び放熱フィン３８と、光モジュール１が挿入されるホストボードとの係合を解除するためのベールアクチュエータ３９と、を有する。
【００２７】
次に、実施形態に係るＯＳＡブロック１０について説明する。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、ＯＳＡブロック１０を異なる方向から見た斜視図である。図３（ａ）に示されるように、ＯＳＡブロック１０は光素子２１を載置するための光素子載置部１１と、光素子載置部１１の一端に立設された光素子位置決め板部１２と、光素子載置部１１の他端に設けられた基板支持部１４及び基板押え部１５と、を有している。なお、ＯＳＡブロック１０はプラスチック製であり、一体成型によって形成されている。
【００２８】
続いて、ＯＳＡブロック１０の各部について詳細に説明する。光素子載置部１１は、発光素子２１ａを載置する第１の領域１１ａと、受光素子２１ｂを載置する第２の領域１１ｂとに分けられる。第１の領域１１ａ及び第２の領域１１ｂのいずれにも接する光素子載置部１１の端部に光素子位置決め板部１２が立設されている。光素子位置決め板部１２には、光素子載置部１１に載置される発光素子２１ａ及び受光素子２１ｂのそれぞれを挿入可能な穴部１２ａ、１２ｂが形成されている。光素子載置部１１の第１の領域１１ａ及び第２の領域１１ｂのそれぞれには、光素子位置決め板部１２が立設された端部付近から他端に向かって延びる切り欠き１１ｃ、１１ｄが形成されている。光素子２１は略円筒形状であるが、光素子載置部１１に切り欠き１１ｃ、１１ｄが形成されていることによって、光素子１１が転動することなく安定して光素子載置部１１に載置される。また、光素子載置部１１の載置面は、光素子２１がフィットするように湾曲されている。光素子案内板部１３は、光素子位置決め板部１２と垂直をなして光素子載置部１１に立設されている。光素子案内板部１３は、第１の領域１１ａを挟む第１の案内板部１３ａ及び第２の案内板部１３ｂと、第２の領域１１ｂを挟む第２の案内板部１３ｂ及び第３の案内板部１３ｃの３枚からなる。第２の案内板部１３ｂの他端側が突出して基板支持部１４が形成されている。この基板支持部１４の上に回路基板２０が位置することとなる。また、第１の案内板部１３ａ及び第３の案内板部１３ｃの他端側が突出して基板押え部１５ａ、１５ｂが形成されている。基板支持部１４上に位置する回路基板２０を基板押え部１５ａ、１５ｂによって押える。すなわち、回路基板２０は一面を基板支持部１４に押えられ、他面を基板押え部１５ａ、１５ｂに押えられて、位置決めされることとなる。図４は、ＯＳＡブロック１０によって位置決めされた光素子２１及び回路基板２０（以下、「光素子アセンブリ」という）がレセハウジング３１に収容された状態を示す側面図である。図４では、折り曲げられた回路基板２０の２階部分は省略している。図４を参照すると、回路基板２０は、基板支持部１４によって下面が支持され、基板押え部１５ａ、１５ｂによって上面が押えられて位置決めされていることがわかる。
【００２９】
次に、実施形態に係る光モジュール１の製造方法について説明する。まず、ＯＳＡブロック１０の光素子位置決め板部１２に形成された穴部１２ａ、１２ｂに発光素子２１ａ及び受光素子２１ｂを挿入し、ホルダ１９によって発光素子２１ａ及び受光素子２１ｂを光素子位置決め板部１２に押し付けて固定する。続いて、ＯＳＡブロック１０の基板支持部１４と基板押え部１５ａ、１５ｂとの間に回路基板２０を挿入する。
【００３０】
次に、ＯＳＡブロック１０によって位置決めされた光素子２１及び回路基板２０を図５（ａ）に示すように組立治具５０にセットし、レバー５１で固定する。その後、図５（ｂ）に示すように組立治具５０をカバー５２で覆い、光素子２１のリードと回路基板２０とをハンダによって接着する。このとき、光素子２１にＴ／Ｒブラケット３３も取り付けられる。この工程によって、ＯＳＡブロック１０によって光素子２１及び回路基板２０が位置決めされた、図６に示すような光素子アセンブリが製造される。なお、図６では、第２の基板２０ｂ及びフレックス基板２０ｃを省略している。
【００３１】
次に、光素子アセンブリをレセハウジング３１に収容する。ここで、レセハウジング３１について図７を用いて説明する。図７に示されるように、レセハウジング３１の下面には、ＯＳＡブロック１０の基板支持部１４に対応して凸部３１ｅが形成されている。凸部３１ｅと基板支持部１４の下部の段差とが係合することにより、ＯＳＡブロック１０はレセハウジング３１に対して正確に位置決めされて収容される。ＯＳＡブロック１０が正確に位置決めされていることにより、ＯＳＡブロック１０に固定された光素子２１及び回路基板２０は、レセハウジング３１に対して正確に位置決めされる。図４を参照すると、凸部３１ｅと基板支持部１４の下部とが係合して、光素子アセンブリが挿入口側に確実に保持されることがわかる。
【００３２】
図８（ａ）〜図８（ｃ）は、光素子アセンブリを挿入するステップを示す図である。なお、図８では、第２の基板２０ｂ及びフレックス基板２０ｃを省略している。まず、図８（ａ）に示されるように、レセハウジング３１の挿入口に内側から光素子２１が挿入されるように、光素子アセンブリを斜めにしてレセハウジング３１に挿入する。光素子２１が挿入口に挿入されたら、図８（ｂ）に示されるように光素子アセンブリの回路基板２０がレセハウジング３１の下面と平行となるように、挿入方向と反対側の端部をレセハウジング３１の下面に向けて移動させる。その後、前述したレセハウジング３１の凸部３１ｅとＯＳＡブロック１０の基板支持部１４の下部とを係合させて光素子アセンブリの位置決めをし、光素子アセンブリをレセハウジング３１に固定する（図８（ｃ）参照）。なお、図３（ｂ）に示されるように、ＯＳＡブロック１０には、ＯＳＡブロック１０をレセハウジング３１に隙間なく当接させるための当接面１６ａ〜１６ｄが形成されている。第１の当接面１６ａは、光素子位置決め板部１２の２個の穴部１２ａ、１２ｂの間に形成された他より突出した突出面によって構成される。第２の当接面１６ｂは、光素子位置決め板部１２に形成され、光素子位置決め板部１２の側方に向けて突出する突出部によって構成される。第３の当接面１６ｃは、光素子位置決め板部１２に形成され、光素子位置決め板部１２の下方に向けて突出する突出部によって構成される。第４の当接面１６ｄは、第１の案内板部１３ａ及び第３の案内板部１３ｃそれぞれの他端側端部の下部に形成された突出部によって構成される。光素子アセンブリがレセハウジング３１に収容されたとき、第１の当接面１６ａが２つの挿入口の仕切部分３１ａ（図７参照）に当接し、第２の当接面１６ｂ及び第３の当接面１６ｃがレセハウジング３１の挿入口付近の側面３１ｂ及び底面３１ｃのそれぞれ当接し、第４の当接面１６ｄがレセハウジング３１の下面縁部３１ｄに当接することにより、ＯＳＡブロック１０がレセハウジング３１に安定して保持される。
【００３３】
次に、光素子アセンブリが収容されたレセハウジング３１に対して、放熱ブロック３７を被せる。ここで、放熱ブロック３７について図９を用いて説明する。なお、放熱ブロック３７は、光モジュール１内の光を逃がすための部材であり、図１に示されるようにレセハウジング３１とハウジングカバー３２との間に介在される金属製の部材である。図９に示されるように、挿入口側に位置することになる放熱ブロック３７の端部には、端部側より中央側の方が高い段差部３７ａが形成されており、その段差部３７ａによってＯＳＡブロック１０の光素子位置決め板部１２を上方から押えることにより、光素子アセンブリをハウジングカバー３２側で位置決めする機能を有する。放熱ブロック３７が被せられた後に、ハウジングカバー３２でレセハウジング３１を覆って光モジュール１が製造される。
【００３４】
次に、本実施形態に係る位置決め部材、光モジュール１及びその製造方法の効果について説明する。
【００３５】
本実施形態に係るＯＳＡブロック１０は、光素子２１と回路基板２０とを位置決めすることができるので、ハウジング３０の外において光素子２１と回路基板２０とをハンダなどによって効率良く接着することができる。さらに、ＯＳＡブロック１０は、光素子２１と回路基板２０とを位置決めした状態で光素子２１及び回路基板２０と共にＯＳＡブロック１０自体をレセハウジング３１に収容することができるので、光モジュール１を容易に組み立てることができる。
【００３６】
さらに、本実施形態では、位置決め部材としてホルダ１９を有しており、光素子２１をＯＳＡブロック１０の穴部１２ａ、１２ｂに挿入した後に、光素子２１を固定することができるので、光素子２１を確実に位置決めして、回路基板２０と接着させることができる。
【００３７】
また、ＯＳＡブロック１０はプラスチック製であるため、レセハウジング３１と光素子２１とを絶縁することができ、光素子２１のシグナルグランドと、ハウジングのフレームグランドとを分離することができる。
【００３８】
本実施形態に係る光モジュール１は、ＯＳＡブロック１０を有するので、ハウジング３０の外において光素子２１及び回路基板２０を効率良く接着させることができ、製品の歩留まりを高めることができる。
【００３９】
また、ＯＳＡブロック１０によって光素子２１と回路基板２０とを一体化した光素子アセンブリを収容して構成されているので、光モジュール１を分解するときにも容易に光素子アセンブリを取り外すことができる。
【００４０】
本実施形態に係る光モジュール１の製造方法は、光素子２１と回路基板２０とをＯＳＡブロック１０によって位置決めして接着する接着工程と、接着工程において接着された光素子アセンブリをハウジング３０に収容する収容工程と、を有するので、ハウジング外で光素子２１と回路基板２０とを効率良く接着して光素子アセンブリを製造した後、ハウジング内に収容することができ、光モジュール１を容易に製造することができる。
【００４１】
以上、本発明に係る位置決め部材、光モジュール１及びその製造方法について実施形態を挙げて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００４２】
上記実施形態では、発光素子２１ａと受光素子２１ｂとを有する光トランシーバを例として説明したが、受光素子２１ｂのみを有する光受信器や、発光素子２１ａのみを有する光送信器に適用できる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、ハウジングに収容する前の段階で、光素子がハウジングの挿入口に挿入されると共に回路基板がハウジング内に収容されるような位置関係で、光素子と回路基板とを位置決めすることができるので、ハウジング外において光素子と回路基板とを容易に接着させることができる。そして、位置決め部材は、光素子と回路基板と共にハウジング内に収容することが可能なので、決められた位置関係を確実に保持しつつ、光素子及び回路基板を円滑にハウジングに収容することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る光モジュールを示す分解斜視図である。
【図２】実施形態に係る光モジュールを示す斜視図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、ＯＳＡブロックを示す斜視図である。
【図４】光素子アセンブリがレセハウジングに収容された状態を示す側面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、光素子アセンブリの製造工程を示す図である。
【図６】光素子アセンブリを示す斜視図である。
【図７】レセハウジングを示す部分斜視図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、光素子アセンブリをレセハウジングに挿入する工程を示す図である。
【図９】放熱ブロックを示す部分斜視図である。
【図１０】従来の光モジュールを示す斜視図である。
【符号の説明】
１…光モジュール、１０…ＯＳＡブロック、１１…光素子載置部、１２…光素子位置決め板部、１３…光素子案内板部、１４…基板支持部、１５…基板押え部、１９…ホルダ、２０…回路基板、２１…光素子、３０…ハウジング、３１…レセハウジング、３２…ハウジングカバー、３３…Ｔ／Ｒブラケット、３４…シールド、３５…テールキャップ、３６…基板止め、３７…放熱ブロック、３８…放熱フィン、３９…ベールアクチュエータ。
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図９】
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【図１０】
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