(57)【要約】【課題】  １０Ｇｂｐｓ以上の高速信号を伝送する光送受信器の場合、光送信及び光受信モジュールと電子回路基板との接続距離を最短にする配慮が必要であるが、リード端子を最短に接続した場合、リード端子接続部が常に熱応力ストレスにさらされるため、光送受信器の信頼性が著しく低下するという問題があった。【解決手段】  光送信モジュール及び光受信モジュールにねじ穴を有する固定フランジを設け、上記固定フランジと電子回路基板とをねじ止めにより固定し、さらに上記光送信モジュール及び光受信モジュールの高周波リードピンをリードフォーミングすること無くストレート形状にて上記電子回路基板と接続して構成したものである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光半導体素子、当該光半導体素子と電気的に接続されて高周波信号を伝送するリードピン、光ファイバ端末が着脱可能に挿入固定されるレセプタクル、及び固定用フランジとを有した光半導体モジュールと、
上記リードピンが電気的に接続された電子回路基板と、
上記光半導体モジュール及び電子回路基板を収納するケースとを備え、
上記固定用フランジは上記電子回路基板に直接的に固定されるとともに、
上記光半導体モジュールのリードピンは根元部から先端部までストレート形状を成して、その一部分が上記電子回路基板に電気的に接続されたことを特徴とするレセプタクル型光送受信器。
【請求項２】
上記固定用フランジはねじ穴を有するとともに、上記リードピンと上記電子回路基板との接合面と反対側の面に当接して、上記電子回路基板にねじ固定されたことを特徴とする請求項１記載のレセプタクル型光送受信器。
【請求項３】
上記固定用フランジは上記電子回路基板に半田固定されたことを特徴とする請求項１記載のレセプタクル型光送受信器。
【請求項４】
上記光半導体モジュールは上記ケースとの間に放熱材を充填したことを特徴とする請求項１または請求項２記載のレセプタクル型光送受信器。
【請求項５】
上記光半導体モジュールと上記ケースとの間に絶縁材を挟んで、両者を接触固定したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のレセプタクル型光送受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レセプタクル型光送受信器、特に１０Ｇｂｐｓ以上の信号伝送速度を有する高速光送受信器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットの利用拡大に伴なって、高速大容量の信号を伝送可能な光送受信器の需要が増えている。また、光ファイバの取り回しを必要とせず、取り扱いの容易なレセプタクル型光送受信器の需要が増加傾向にある。
【０００３】
従来のレセプタクル型光送受信器では、光送信モジュール及び光受信モジュールのレセプタクル部分を、ケースとカバーとで挟み込んで固定していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−８２２６１号公報（第５頁、第１図）
【０００５】
高速大容量の信号を伝送するためには、光電変換を行う光送信モジュール及び光受信モジュールと、信号処理を行う電子回路基板との接続距離を極力短くする必要がある。しかしながら、従来のレセプタクル型光送受信器では、光送信モジュール及び光受信モジュールの接続端子材質、電子回路基板材質及び光送受信機ケースの材質が異なるため、線膨張係数の差による熱応力ストレスが光送信モジュール及び光受信モジュールと電子回路基板との接続部分に集中する。この時、光送信モジュール及び光受信モジュールと電子回路基板との距離を極力短く接続した場合、熱応力を緩和することができないため、光送信モジュール及び光受信モジュールと電子回路基板との接続部分が破損する懸念がある。
【０００６】
これを防ぐためには、熱応力を緩和できるよう光送信モジュール及び光受信モジュールのリード端子を成型する事が望ましいが、光送信モジュール及び光受信モジュールと電子回路基板との接続距離が長くなるため現実的には難しい。特に、ＸＥＮＰＡＫ規格レセプタクル型光送受信器などのように１０Ｇｂｐｓ以上の高速信号を伝送する光送受信器においては、光送信モジュール及び光受信モジュールと電子回路基板との接続距離を最短にする配慮が必要である。しかし、特許文献１記載の従来技術に代表されるように、光送信モジュール及び光受信モジュールと電子回路基板との接続距離を最短にできるように配慮されたレセプタクル型光送受信器は今までのところ実現化されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のレセプタクル型光送受信器は上記のように構成されているため、光送信モジュール及び光受信モジュールと電子回路基板との接続部分に発生する熱応力ストレスを緩和するためにリード端子の成型が必要となる。リード端子を成型した場合、光送信モジュール及び光受信モジュールと電子回路基板との接続距離が長くなるため、接続距離を最短にする配慮が必要な光送受信器には適用が不向きであった。
【０００８】
一方、リード端子を成型せずに接続した場合、仮に光送信モジュール及び光受信モジュールと電子回路基板との接続部に破損が発生しなかったとしても、接続部が常に熱応力ストレスにさらされているため、光送受信器の信頼性が著しく低下するという問題があった。
【０００９】
この発明はかかる課題を解決するために成されたものであり、光送信モジュール及び光受信モジュールと電子回路基板とを最短に接続した場合においても、接続部に発生する熱応力ストレスを緩和することができるレセプタクル型光送受信器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係るレセプタクル型光送受信器は、光半導体素子、当該光半導体素子と電気的に接続されて高周波信号を伝送するリードピン、光ファイバ端末が着脱可能に挿入固定されるレセプタクル、及び固定用フランジとを有した光半導体モジュールと、上記リードピンが電気的に接続された電子回路基板と、上記光半導体モジュール及び電子回路基板を収納するケースとを備える。さらに、上記固定用フランジは上記電子回路基板に直接的に固定されるとともに、上記光半導体モジュールのリードピンは根元部から先端部までストレート形状を成して、その一部分が上記電子回路基板に電気的に接続されたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、光モジュールと電子回路基板との電気的接合部であるリード端子半田付部に発生する熱応力ストレスを最低限に抑える事ができるため、光送信モジュール及び光受信モジュールと電子回路基板とを電気的に最短距離で接合する事が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、図を用いてこの発明に係る実施の形態１について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１を示す構造図であり、図において、光送信モジュール１と光受信モジュール２は、電子回路基板３に接続されて固定されている。また、光送信モジュール１、光受信モジュール２及び電子回路基板３は、光送受信器ケース４に収納され、光送受信器ケース４の開口面を光送受信器カバー５が覆っている。
【００１３】
光送信モジュール１は、光半導体レーザを搭載し、入力される電気信号を光信号に変換する。光受信モジュール２は、受光素子を搭載し、入力される光信号を電気信号に変換する。光送信モジュール１及び光受信モジュール２は、光半導体レーザや受光素子等の光半導体素子を搭載しているので、光半導体モジュールとも呼ばれる。
【００１４】
光送信モジュール１の根元部分の端面にはリードピン９ａが付設されており、リードピン９ａは内部の光半導体レーザに接続されている。リードピン９ａは電子回路基板３から伝送される高周波電気信号を光半導体レーザに入力する。また、光受信モジュール２の根元部分の端面にはリードピン９ｂが付設されており、リードピン９ｂは内部の受光素子に接続されている。リードピン９ｂは受光素子から出力される高周波電気信号を電子回路基板３に伝送する。リードピン９（符号９ａ、９ｂを総称して符号９を用いる）は、差動形式で高周波信号を伝送する２本の差動ピンと、当該２本の差動ピンを間に挟むグランドピンで構成される。リードピン９はリードフォーミングすること無く、根元部から先端部に至るまでストレート形状を成している。
【００１５】
なお、高周波信号ではなく、ＤＣレベルから低周波の制御信号やバイアス信号を伝送するための、図示しない他のリードピンが設けられていても良い。この場合の他のリードピンは、リードフォーミングされてストレート形状を成していてもいいし、リードピン９と同様にリードフォーミングすること無くストレート形状を成していても良い。
【００１６】
光送信モジュール１及び光受信モジュール２は、リードピン９と反対側の端部に、いずれも光ファイバ端末（フェルール）が着脱自在に挿入固定されるレセプタクル１００及び２００が設けられている。光ファイバ端末がレセプタクル１００及び２００に挿入固定されると、光ファイバ端末内の光ファイバと、光送信モジュール１及び光受信モジュール２内の光半導体レーザ及び受光素子とが、それぞれ光結合される。光送信モジュール１及び光受信モジュール２は、各々根元部の周囲に固定フランジ６が取付られている。固定フランジ６はリードピン９を挟んで各モジュールの両側から２つの突出部が突出して構成される。固定フランジ６の突出部は取付面を有し、この取付面はリードピン９よりも僅かに下側になるように配置されて、当該取付面を上面として電子回路基板３の下面に当接している。固定フランジ６の２つの突出部には雌ねじが形成されてねじ穴７を構成している。電子回路基板３には、光送信モジュール１及び光受信モジュール２を配置するための切欠と、固定フランジ６のねじ穴７と締結されるボルト穴が適宜設けられている。
【００１７】
以上のように構成されたレセプタクル型光送受信器においては、電子回路基板３の上面から挿入された光モジュール固定用ねじ８が、光送信モジュール１及び光受信モジュール２の固定フランジ６に係合し、電子回路基板３と締結されて固定される。さらに、光送信モジュール１及び光受信モジュール２の高周波リードピン９はリードフォーミングされること無く、ストレート形状のまま上記電子回路基板３上の導体パッド２０に、半田３０で固着されている。
【００１８】
このため、光送信モジュール１及び光受信モジュール２が、電子回路基板３と光モジュール固定用ねじ８で確実に接合されるため、線膨張係数の差により各部材が膨張／収縮しても光送信モジュール１及び光受信モジュール２と電子回路基板３とは同一方向へ膨張／収縮する。すなわち、光送信モジュール１及び光受信モジュール２と電子回路基板３との電気的接合部である高周波リードピン９の半田付部に発生する熱応力ストレスを最小限に抑える事ができるため、光送信モジュール１及び光受信モジュール２と電子回路基板３とを、電気的に最短距離で接合する事が可能となる。
【００１９】
したがって、光送信モジュール１及び光受信モジュール２と電子回路基板３とを電気的に最短距離で接合できるため、高周波伝送特性を劣化させる事なく１０Ｇｂｐｓ以上の高速信号を伝送する高性能なレセプタクル型光送受信器を実現できるという利点がある。また、上記構成により高周波リードピン９の半田付部に発生する熱応力ストレスを最小限に抑えられるため、信頼性の優れたレセプタクル型光送受信器を実現できるという利点もある。例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）規格の高速信号を伝送するＸＥＮＰＡＫ規格のレセプタクル型光送受信器などに適用して好適である。
【００２０】
以上により、本実施の形態１によれば、光半導体素子、当該光半導体素子と電気的に接続されて高周波信号を伝送するリードピン、光ファイバ端末が着脱可能に挿入固定されるレセプタクル、及び固定用フランジとを有した光半導体モジュールと、上記リードピンが電気的に接続された電子回路基板と、上記光半導体モジュール及び電子回路基板を収納するケースとを備えて、上記固定用フランジは上記電子回路基板に直接的に固定されるとともに、上記光半導体モジュールのリードピンは根元部から先端部までストレート形状を成して、その一部分が上記電子回路基板に電気的に接続されている。
さらに、上記固定用フランジがねじ穴を有するとともに、上記リードピンと上記電子回路基板との接合面と反対側の面に当接して、上記電子回路基板にねじ固定し、光送信モジュール及び光受信モジュールと電子回路基板をねじ止めにより確実に接合している。
これによって、光モジュールと電子回路基板との電気的接合部であるリード端子半田付部に発生する熱応力ストレスを最低限に抑える事ができる。このため、光送信モジュール及び光受信モジュールと電子回路基板とを電気的に最短距離で接合する事が可能となる。したがって、１０Ｇｂｐｓ以上の高速信号を伝送する場合においても、信頼性が高く、高性能なレセプタクル型光送受信器を実現できるという効果がある。
【００２１】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態１をさらに改善した実施の形態２を示す構造図である。図において、図１に示した固定フランジ６に代えて、光送信モジュール及び光受信モジュールの根元部分に、ねじ穴を有しない固定フランジ１０が設けられている。他の符号については実施の形態１と同様である。
【００２２】
以上のように構成されたレセプタクル型光送受信器においては、ねじ穴を有しない固定フランジ１０を実施の形態１における電子回路基板３に半田４０の半田付けにて固定した事により、上記実施の形態１と同様の利点があるばかりでなく、半田固定することによりねじの部品点数を削減する事が可能となる。また、光送信モジュール１及び光受信モジュール２の高周波リードピン９を半田３０で半田付すると同時に、光送信モジュール１及び光受信モジュール２のねじ穴を有しない固定フランジ１０を半田付する事によって作業工程を削減する事が可能となるため、安価なレセプタクル型光送受信器を実現できるという利点がある。
【００２３】
実施の形態３．
図３は上記実施の形態１をさらに改善した、実施の形態３を示す構造図である。図において、ケース４及びカバー５と、光送信モジュール１及び光受信モジュール２における固定フランジ６との間には、空間１１が形成されている。本実施の形態３では、この空間１１に放熱材１２が充填されている。他の符号については実施の形態１と同様である。
【００２４】
以上のように構成されたレセプタクル型光送受信器においては、実施の形態１における光送信モジュール１及び光受信モジュール２の高周波リードピン９側本体と光送受信器ケース４及び光送受信器カバー５との間に形成される空間１１に、放熱材１２を充填している。これによって、上記実施の形態１と同様の利点があるばかりでなく、光送信モジュール１及び光受信モジュール２で最も発熱する高周波リードピン９側本体の熱を、放熱材１２を介して光送受信器ケース４及び光送受信器カバー５へ積極的に放熱する事が可能となる。このため、光送信モジュール１及び光受信モジュール２に発生する熱ストレスを最小限に抑える事ができる。つまり、放熱特性に優れたレセプタクル型光送受信器を実現できるという利点があるばかりでなく、広い温度範囲での使用が可能となるため、さらに信頼性の高いレセプタクル型光送受信器を実現できるという利点もある。また、放熱特性に優れていることから部品の小型化が可能となり、使用する電気部品も温度範囲の狭い安価な部品が使用可能となるため、さらに小型で低価格なレセプタクル型光送受信器を実現できるという利点もある。
【００２５】
実施の形態４．
図４は上記実施の形態１をさらに改善した、実施の形態４を示す構造図である。図において、光送信モジュール１及び光受信モジュール２のレセプタクル１００及び２００側にはフランジが設けられている。絶縁材１３は、このフランジとケース４内の当接面とに当接して、両者の間に挟まれて配置されている。他の符号については実施の形態１と同様である。
【００２６】
以上のように構成されたレセプタクル型光送受信器においては、実施の形態１における光送信モジュール１及び光受信モジュール２の光送受信器ケース４及び光送受信器カバー５との接触部分を、絶縁材１３にて構成している。これによって、上記実施の形態１と同様の利点があるばかりでなく、光送受信器外部から印加されるノイズや高電圧を光送信モジュール１及び光受信モジュール２へ印加する事が無くなるため、ＥＭＣ（ＥｌｅｃｔｒｏＭａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）特性の優れたレセプタクル型光送受信器を実現できるという利点がある。さらに、光送受信器内部のノイズも光送信モジュール１及び光受信モジュール２が受ける事が少なくなるため、さらに信頼性が高く、高性能なレセプタクル型光送受信器を実現できるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明による電子機器の実施の形態１を示す構造図である。
【図２】この発明による電子機器の実施の形態２を示す構造図である。
【図３】この発明による電子機器の実施の形態３を示す外観図である。
【図４】この発明による電子機器の実施の形態３を示す構造図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  光送信モジュール、２  光受信モジュール、３  電子回路基板、４  ケース、５  カバー、６  固定フランジ、７  ねじ穴、８  光モジュール固定用ねじ、９  リードピン、１０  固定フランジ、１１  空間、１２  放熱材、１３  絶縁材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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