光コネクタ付き光モジュール、及び、光コネクタ付き光モジュールを有する並列光伝送装置
【課題】接着剤を接着剤溜部から容易に注入して光コネクタが光モジュールに対して固定でき、光コネクタを光モジュール基板に対して簡単にかつ確実に位置決めできる光コネクタ付き光モジュール及び並列光伝送装置を提供する。
【解決手段】光モジュール基板３４と電気素子３３とこれらを覆うカバー３５とを有し、光モジュール３と、光モジュール３に接続される光コネクタ４とを備え、カバー３５は、光コネクタの３のコネクタ部４２を配置するための開口部３９を有し、開口部３９を形成する内縁部には、コネクタ部４２の壁部との間に接着剤を溜める接着剤溜部１３０と、接着剤溜部１３０と連通し前記壁部との間に隙間１４５を生じさせる隙間部とが形成されており、隙間部が形成されている内縁部は下部が切り欠かれている。
【解決手段】光モジュール基板３４と電気素子３３とこれらを覆うカバー３５とを有し、光モジュール３と、光モジュール３に接続される光コネクタ４とを備え、カバー３５は、光コネクタの３のコネクタ部４２を配置するための開口部３９を有し、開口部３９を形成する内縁部には、コネクタ部４２の壁部との間に接着剤を溜める接着剤溜部１３０と、接着剤溜部１３０と連通し前記壁部との間に隙間１４５を生じさせる隙間部とが形成されており、隙間部が形成されている内縁部は下部が切り欠かれている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光コネクタ付き光モジュール及び光コネクタ付き光モジュールを有する並列光伝送装置に関し、特に光コネクタを光モジュールに対して接着剤により位置決めして固定する光コネクタ付き光モジュール及びこの光コネクタ付き光モジュールを有する並列光伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スーパーコンピュータ等のハイエンドなシステム装置においては、複数のＣＰＵ（中央処理装置）の並列動作により情報通信の大容量化と高速化を実現する傾向にあり、このシステム装置内のポートおよびシステム装置間では、大容量で高速高密度な情報信号伝送が要求されている。
【０００３】
情報信号を電気信号で伝送する電気伝送方式だけでは、伝送速度や伝送損失等の観点から限界を迎えつつあるために、光伝送を利用した光インターコネクション方式による信号伝送が実用化されている。光インターコネクション方式は、電気伝送方式に比較してはるかに広帯域な信号伝送を行うことが可能であるとともに、小型かつ低消費電力の光モジュールを使用した信号伝送システムを構築できるという利点がある。
【０００４】
この光インターコネクション方式では、発光素子を有する光モジュールが、電気基板に実装されており、例えば電気基板から入力された電気信号が光モジュールにより光信号に変換されて、光ファイバに出力される。この発光素子としては、例えば面発光レーザ型半導体レーザ素子（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）等がある。
【０００５】
この電気基板には電気プラガブルソケットが配置され、光モジュールは、電気プラガブルソケットに嵌め込んだ後に押さえ部材を用いて電気プラガブルソケット側に押さえて固定するようになっている。光モジュールには、光モジュール基板の上に発光素子の駆動用ＩＣ（集積回路素子）が実装されており、この光モジュール基板とＩＣに対してカバーを装着してＩＣを覆う構造である。このようなＩＣを含む光モジュールには、光コネクタが位置決めして固定され、光コネクタのテープファイバを光モジュール基板に対して位置決めする。
【０００６】
また、光ファイバ束の各光ファイバを光コネクタのＶ溝に沿って整列させて押さえ板により押さえ付けて、各光ファイバを光コネクタに接着する例がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−４８４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、特許文献１の技術のように、光ファイバの各ファイバを光コネクタの各Ｖ溝に沿って整列させて押さえ板により押さえ付けて各光ファイバを光コネクタに接着して固定する作業は煩雑であり、このようなＶ溝を用いた固定技術は上述した光モジュールに対して光コネクタを位置決めして固定するのには適用できない。
【０００９】
そして、光コネクタが光モジュールに対して固定でき、光コネクタのテープファイバを光モジュール基板に対して簡単にかつ確実に位置決めできることが望まれている。
また従来は、コネクタと接着部の隙間を小さくすると一般的に用いられている接着剤では粘度が高く十分に接着剤が行き渡らずに強度が保てない、隙間を広くすると接着剤の固化の際に位置ズレが生じるという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は上記課題を解消するために、接着剤を接着部近傍に設けた接着剤溜部から容易に注入して光コネクタが光モジュールに対して固定でき、光コネクタを光モジュール基板に対して簡単にかつ確実に位置決めできる光コネクタ付き光モジュール及びこの光コネクタ付き光モジュールを有する並列光伝送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解消するために、本発明の光コネクタ付き光モジュールは、光モジュール基板と、電気素子と、前記光モジュール基板と前記電気素子を覆うカバーとを有し、電気信号を光信号に或いは光信号を電気信号に変換する機能を有する光モジュールと、前記光モジュールとの間で前記光信号を伝送するファイバと、前記ファイバを接続するコネクタ部とを有する光コネクタと、を備え、前記カバーは、前記コネクタ部を配置するための開口部を有し、前記開口部を形成する前記カバーの内縁部には、前記コネクタ部の壁部との間に接着剤を溜める接着剤溜部と、前記接着剤溜部と連通し、前記コネクタ部の前記壁部との間に隙間を生じさせる隙間部とが形成されており、前記隙間部が形成されている内縁部は、下部が切り欠かれていることを特徴とする。これにより、接着剤を接着剤溜部から接着剤塗布位置を決めながら容易に注入して光コネクタが光モジュールに対して固定でき、光コネクタのファイバを光モジュール基板に対して簡単にかつ確実に位置決めできる。
【００１２】
本発明の光コネクタ付き光モジュールでは、前記接着剤溜部に前記接着剤が充填されるとともに、前記隙間部の上部と下部の少なくとも一部とに前記接着剤が埋められることが好ましい。
【００１３】
本発明の光コネクタ付き光モジュールでは、前記コネクタ部の前記壁部は、第１壁部と前記第１壁部とは反対側の第２壁部を有し、前記接着剤溜部は、前記コネクタ部の前記第１壁部に対面する複数の第１溜部と、前記コネクタ部の前記第２壁部に対面する複数の第２溜部と、を有してもよい。これにより、コネクタ部の複数の第１壁部と複数の第２壁部は、接着剤溜部から接着剤を注入して光モジュールのカバーに対して確実に固定できる。
【００１４】
本発明の光コネクタ付き光モジュールでは、前記接着剤溜部は、半円形状の凹部であってもよい。これにより、接着剤は、半円形状の凹部である接着剤溜部から接着剤塗布位置を決めながら容易に注入でき、光コネクタを光モジュールのカバーに対して確実に固定できる。
【００１５】
本発明の光コネクタ付き光モジュールでは、前記カバーの前記内縁部の上端は面取りされていてもよい。
【００１６】
本発明の光コネクタ付き光モジュールでは、前記接着剤は、エポキシ樹脂接着剤であってもよい。これにより、コネクタ部と光モジュールのカバーを、エポキシ樹脂接着剤を用いて強力に固定することができる。また、本発明の光コネクタ付き光モジュールでは、前記接着剤は、位置決め用の紫外線硬化樹脂と、保持用の熱硬化性のエポキシ樹脂接着剤とからなっていてもよい。
【００１７】
また、本発明の並列光伝送装置は、複数の電気端子を有する電気基板と、前記電気端子と電気的に接続された上述の光コネクタ付き光モジュールと、を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明の並列光伝送装置では、前記電気基板に固定される電気プラガブルソケットと、前記電気プラガブルソケットに着脱自在に固定される押さえ部材と、をさらに備え、前記光コネクタ付き光モジュールは、前記電気プラガブルソケットを介して前記電気端子と電気的に接続され、前記押え部材は、前記コネクタ付き光モジュールと前記電気プラガブルソケットの上に配置されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、接着剤を接着剤溜部から接着剤塗布位置を決めながら容易に注入して光コネクタが光モジュールに対して固定でき、光コネクタを光モジュール基板に対して簡単にかつ確実に位置決めできる光コネクタ付き光モジュール及びこの光コネクタ付き光モジュールを有する並列光伝送装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の並列光伝送装置の好ましい実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す並列光伝送装置の要素を組み立てた状態を示す斜視図である。
【図３】光モジュールと光コネクタを示す分解斜視図である。
【図４】図３に示す光モジュールと光コネクタを組み立てた状態を示す斜視図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線における光モジュールと光コネクタの断面図である。
【図６】図６（Ａ）は、図５のＣ−Ｃ線における光モジュールの断面図であり、図６（Ｂ）は、図５のＤ−Ｄ線における光モジュールの断面図である。
【図７】図７（Ａ）は、図５のＭ−Ｍ線における光モジュールの断面図であり、図７（Ｂ）は、図５のＮ−Ｎ線における光モジュールの断面図である。
【図８】本発明の並列光伝送装置の別の実施形態を示す斜視図である。
【図９】図８のＫ−Ｋ線における断面図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、図９のＰ−Ｐ線における断面図であり、図１０（Ｂ）は、図９のＱ−Ｑ線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の並列光伝送装置の好ましい実施形態を示す分解斜視図である。図２は、並列光伝送装置の要素を組み立てた状態を示す斜視図である。
【００２２】
図１と図２に示す並列光伝送装置１００は、コンピュータ等のシステム装置の電気基板（ボード）間において、光インターコネクションを実現する際に使用でき、電気基板に光モジュールを着脱自在に実装されている。この並列光伝送装置１００では、システム装置の小型化には、電気基板に対して垂直方向の空間は小さい方が望ましいため、光モジュールに光接続される光ファイバは、電気基板に対して平行に配線される。
【００２３】
図１に示すように、並列光伝送装置１００は、電気基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）５と、光モジュール３と、電気プラガブルソケット１と、押さえ部材２と、光コネクタ４を備えている。
【００２４】
図１に示すように、電気基板５は、電気信号を入出力させるための２次元アレイ状に配列された複数の電気端子５１と、４つのネジ孔５２を有する電気基板であり、電気端子５１は電極パターンに電気的に接続されている。電気基板５の表面および裏面には、複数の電気端子５１（例えば微細な平たい電極を格子状に並べたＬＧＡ（Land Grid Array）端子）と、各電気端子５１と接続された配線パターンと、グランドパターンとがそれぞれ形成されている。
【００２５】
図１に示すように、電気プラガブルソケット１は矩形の部材であり、電気プラガブルソケット１は、格子状に並べた複数の接続端子部１３が配置された底壁部１３Ｃと、光モジュール３を収容するモジュール収容凹部１４を形成する周壁部１４Ｂと、凹部状の光コネクタ収容部２４と、を有する。電気プラガブルソケット１は電気基板５の位置決めピン孔５３により位置決めされ、電気プラガブルソケット１は、ネジ５Ｂを４つの貫通孔１５を介して電気基板５の４つのネジ孔５２にねじ込むことで電気基板５に対して固定される。各接続端子部１３は、電気基板５側の電気端子５１と電気的に接続される第１のコンタクトピンと、光モジュール３のＥＳＡ基板（光モジュール基板）３４側の電気端子と電気的に接続される第２のコンタクトピンとを有するばね状の接続端子であり、押圧力を受けると両コネクタピンが電気的に接続されるようになっている。
【００２６】
電気プラガブルソケット１は、電気基板５に固定された状態では、第１のコンタクトピンが電気基板５側の電気端子５１と電気的に接続される。この状態で、光モジュール３をモジュール収容凹部１４内に収容し、押さえ部材２を電気プラガブルソケット１の周壁部１４Ｂの上面にネジ５Ｃで固定すると、光モジュール３の上面が押さえ部材２によって押圧され、光モジュール３のＥＳＡ基板（光モジュール基板の一例）３４側の各電気端子と電気基板５側の各電気端子５１とが、電気プラガブルソケット１の複数の接続端子部１３を介して電気的に接続される。
【００２７】
図３は、この光モジュール３と光コネクタ４を示す分解斜視図であり、光モジュール３の構造例を示している。
図３に示すように、光モジュール３は、ＥＳＡ基板（光モジュール基板）３４と、このモジュール基板３４の配線パターン上に実装された光素子アレイ（例えばＶＣＳＥＬアレイ）３２と、モジュール基板３４の配線パターン上に実装されて光素子アレイ３２と電気的に接続されたＩＣ（電気素子）３３と、モジュールカバー３５を有する。
【００２８】
モジュールカバー３５は、ほぼ矩形の部材であるが、光コネクタ４を嵌め込んで位置決めするための開口部３９が形成されている。このモジュール基板３４の表面および裏面には、複数の電気端子（ＬＧＡ端子）と、複数の電気端子と電気的に接続された配線パターンと、グランドパターンとがそれぞれ形成されている。
図１と図２に示すように、光モジュール３は、電気プラガブルソケット１のモジュール収容凹部１４内に着脱自在に装着され、光モジュール３は、装着時には電気プラガブルソケット１を介して電気端子と電気的に接続されて電気信号を光信号に或いは光信号を電気信号に変換する機能を有する。
【００２９】
具体的には、モジュール基板３４の一面（表面）上には、２つの差動信号用端子を１組とし、チャンネル数（例えば１２ｃｈ）と同数の複数組の差動信号用端子と、ＩＣ３３へ電源供給するための複数の電源供給用端子と、ＩＣへ制御信号を供給するための複数の制御信号供給用端子と、グランドパターンとが形成されている。その他面には、一面上にある複数組の差動信号用端子、複数の電源供給用端子および複数の制御信号供給用端子とそれぞれ電気的に接続された複数の端子（差動信号用端子、電源供給用端子および制御信号供給用端子）と、一面上にあるグランドパターンと電気的に接続されたグランドパターンとが形成されている。
【００３０】
ＩＣ３３は、モジュール基板３４の一面（表面）上にフリップチップ実装（ＦＣＢ:Flip Chip Bonding）されており、光素子アレイ３２とワイヤディングにより電気的に接続され，ＩＣ３３は光素子アレイ３２を駆動する駆動用ＩＣである。
【００３１】
次に、図１と図３に示す光コネクタ４を説明すると、光コネクタ４は、光モジュール３との間で光信号を並列に伝送するテープファイバ４１とコネクタ部４２とを有する。コネクタ部４２は、押さえ部材２を電気プラガブルソケット１に固定した状態で、押さえ部材２の窓２１内に配置される。テープファイバ４１は、別の光コネクタ４３に接続され、光モジュール３との間で光信号を並列に伝送する。
【００３２】
図１に示す押さえ部材２は、熱伝導性を有するほぼ矩形の部材であり、窓２１とヒートシンク９１を有している。この例では、ヒートシンク９１は押さえ部材２に対して一体的に形成されている。このヒートシンク９１は一例として複数本の棒状部材を有しており、複数本の棒状部材は、放熱面積を増やすために、テープファイバ４１の長手方向Ｔとは直交する方向Ｖに沿って平行に突出して設けられている。この窓２１は、電気プラガブルソケット１の光コネクタ収容部２４に対応した位置に形成されている。
【００３３】
図２に示すように、押さえ部材２は、光モジュール３と電気プラガブルソケット１の上に配置され、押さえ部材２は、押さえ部材２のネジ５Ｃを４つの貫通孔２３と介して電気プラガブルソケット１の４つのネジ孔１７にねじ込むことで、電気プラガブルソケット１に対して着脱自在に固定される。
【００３４】
上述したように、図１に示す電気プラガブルソケット１を用いた構成であるため、光モジュール３に不都合が生じた場合に、押さえ部材２を外して、光モジュール３を電気プラガブルソケット１のモジュール収容凹部１４から取り出して、再度新しい光モジュール３をモジュール収容凹部１４に収容して押さえ部材２を電気プラガブルソケット１に固定する。これにより、本発明の実施形態の並列光伝送装置１００は、光モジュールをＰＣＢ基板に半田付けして固定した場合の光伝送装置よりも、故障時のメンテナンスが容易になり、コストが削減され、信頼性が向上する。
【００３５】
図４は、図１に示す光モジュール３と光コネクタ４の構造例を詳しく示す斜視図である。図５は、図４のＡ−Ａ線における光モジュール３と光コネクタ４の断面図である。図６（Ａ）は、図５のＣ−Ｃ線における光モジュール３の断面図であり、図６（Ｂ）は、図５のＤ−Ｄ線における光モジュール３の断面図である。図７（Ａ）は、図５のＭ−Ｍ線における光モジュールの断面図であり、図７（Ｂ）は、図５のＮ−Ｎ線における光モジュールの断面図である。
【００３６】
図４と図５に示すように、光コネクタ４のコネクタ部４２は、モジュールカバー３５の開口部３９内に位置決め（調芯）されたあと開口部３９内に接着剤Ｗによりモジュールカバー３５に対して固定されている。
【００３７】
図５に示すように、チップコンデンサ２９と光素子アレイ３２とＩＣ３３は、モジュール基板３４の一面（表面）上に実装されている。テープファイバ４１の複数本の光ファイバ４１Ｆは、Ｔ方向からＶ方向にほぼ９０度折り曲げられて、光ファイバ４１Ｆの先端部は光素子アレイ３２に対面している。
【００３８】
図５に示すモジュールカバー３５は、モジュール基板３４とＩＣ（電気素子）３３を覆うための熱伝導性を有する板状のカバーであり、すでに説明した開口部３９と、凹状の内部空間部５０と、段差部５１を有している。モジュールカバー３５は、段差部５１によりモジュール基板３４の端部に嵌め込まれることで、モジュールカバー３５はモジュール基板３４に対してＴ方向とＶ方向に関して位置決めされている。図６に示す内部空間部５０の高さＨ２は、ＩＣ３３の高さＨ１よりも大きく、内部空間部５０の幅Ｗ２は、ＩＣ３３の幅Ｗ１よりも大きい。
【００３９】
図５と図６（Ａ）に示すように、モジュールカバー３５の内面とＩＣ３３の上面との間には、モジュールカバー３５とＩＣ３３の上面との間にできる高さ公差のよる隙間を補償するために、熱伝導性を有する公差補償部材６０が設けられている。この公差補償部材６０は、モジュールカバー３５の寸法が予め定めた設計寸法からばらつき、しかもＩＣ３３の寸法が設計寸法からばらつき、そしてＩＣ３３がモジュール基板３４に搭載された時の高さ寸法が設計寸法からばらつくことの少なくとも１つから発生する隙間を埋めるのに用いられる。つまり、公差補償部材６０は、光モジュール３を組み立てる際に、モジュールカバー３５の内面とＩＣ３３の上面との間における公差（寸法のばらつき）によりできる隙間を補償する板状の部材である。公差補償部材６０は、熱伝導性を有する例えば金属材料である銅板であるが、特に熱伝導性が良好であれば材質には限定されない。
【００４０】
このように公差補償部材６０は、平坦な金属板あるいは凹部を有する好ましくは銅板のような金属板である。凹部を有する金属板を用いることでバネ性を持たせることができる。公差補償部材６０としては、複数種類の厚みのものを用意しておいて、モジュールカバー３５の内面とＩＣ３３の上面との間の隙間の大きさ、すなわち公差のばらつきに応じてこの隙間を埋めるようにする。
【００４１】
図６（Ａ）に示すように、公差補償部材６０の熱伝導を行う面積は、ＩＣ３３の上面の面積よりも大きく設定されている。これにより、ＩＣ３３が動作時に発生する熱は、より熱伝導を良好にするためにより広く確保された熱伝導面積により、モジュールカバー３５側に効率良く伝えることができる。モジュールカバー３５の内面３５ＦとＩＣ３３の上面３３Ｆとの間には、公差補償部材６０が挿入して配置されている。しかも、モジュールカバー３５の内面３５Ｆと公差補償部材６０の上面との間には、例えばＡｇペーストのような熱伝導性を有するペースト６１が配置されている。これにより、ペースト６１がモジュールカバー３５の内面３５Ｆと公差補償部材６０の上面とを熱的に密着して固定でき、モジュールカバー３５の内面３５Ｆと公差補償部材６０の上面との間の熱伝導性を向上できる。
【００４２】
さらに、公差補償部材６０の下面とＩＣ３３の上面３３Ｆとの間には、放熱材６２が塗布することにより配置されている。放熱材６２としては、例えばシリコーングリース、シリコーンゴム、あるいはＡｇペーストを採用できる。これにより、放熱材６２は、公差補償部材６０の下面とＩＣ３３の上面３３Ｆとを熱的に密着でき、公差補償部材６０の下面とＩＣ３３の上面３３Ｆとの間の熱伝導性を向上できる。
なお、図６（Ｂ）に示すように、モジュールカバー３５の内面３５Ｄとモジュール基板３４の表面３４Ｆとは、エポキシ樹脂とＡｇペーストで熱的に接着されている。
【００４３】
次に、図４と図５と、図７（Ａ）と図７（Ｂ）を参照して、接着剤溜部１３０について説明する。
図４と図５に示すように、光コネクタ４のコネクタ部４２は、ほぼ矩形状の開口部３９内に接着剤Ｗを注入してモジュールカバー３５の開口部３９内に位置決めされ、接着剤Ｗを硬化させることでモジュールカバー３５に対して固定されている。
【００４４】
図４に示すように、モジュールカバー３５は、ほぼＵ字型の内縁部１２１を有している。この内縁部１２１は、光コネクタ４のコネクタ部４２を配置するための長方形状の開口部３９を形成している。コネクタ部４２は第１壁部４１Ｒと第２壁部４１Ｓを有しており、第１壁部４１Ｒと第２壁部４１Ｓとは反対位置にある側面である。この内縁部１２１には、コネクタ部４２の第１壁部４１Ｒと第２壁部４１Ｓとの間に接着剤Ｗを溜めるための接着剤溜部１３０と、接着剤溜部１３０と連通し、コネクタ部４２の第１壁部４１Ｒと第２壁部４１Ｓとの間に隙間１４５を生じさせる隙間部とが形成されている。接着剤溜部１３０は例えば半円形状の凹部である。
【００４５】
図示例では、接着剤溜部１３０は、２つの第１溜部１３０Ｒと２つの第２溜部１３０Ｓを有している。第１溜部１３０Ｒは、互いにＴ方向において離れて形成されており、コネクタ部４２の第１壁部４１Ｒに対面している。また、２つの第２溜部１３０Ｓは、互いにＴ方向において離れて形成されており、コネクタ部４２の第２壁部４１Ｓに対面している。
モジュールカバー３５の内縁部１２１とコネクタ部４２の第１壁部４１Ｒと第２壁部４１Ｓとの間には、それぞれ小さな隙間１４５が形成されている。
【００４６】
図７（Ａ）に示すように、内縁部１２１の上端は、面取りされている。また、隙間部が形成されている内縁部は、図７（Ａ）に示すように、下部が切り欠かれている。
【００４７】
使用される接着剤Ｗとしては、例えばエポキシ樹脂接着剤、アクリル樹脂接着剤、シリコーン樹脂接着剤等が採用できるが、特に好ましいのは強度的にしかも耐熱性の優れたエポキシ樹脂接着剤である。接着剤Ｗが第１溜部１３０Ｒ、１３０Ｒと第２溜部１３０Ｓ、１３０Ｓから例えば注入器具であるニードルにより注入されると、図４と図５と図７（Ａ）と図７（Ｂ）に示すように接着剤Ｗはコネクタ部４２とモジュールカバー３５の間の隙間に充填できる。すなわち、接着剤溜部１３０に接着剤が充填されるとともに、隙間部の上部と下部の少なくとも一部とに接着剤が埋められる。これにより、コネクタ部４２はモジュールカバー３５とモジュール基板３４の表面に対して確実にかつ容易に固定することができる。
【００４８】
光コネクタ４のコネクタ部４２が、光モジュール３に対して位置決めして接着剤Ｗを用いて固定される手順例を説明する。
まず、開口部３９内にコネクタ部４２を配置して、４つの第１溜部１３０Ｒ、１３０Ｒと第２溜部１３０Ｓ、１３０Ｓに深さ方向で１／３までＵＶ（紫外線硬化）硬化樹脂がニードルにより注入され、コネクタ部４２の位置合わせを行った後に、紫外線を照射することで、コネクタ部４２の第１壁部４１Ｒと第２壁部４１Ｓを内縁部１２１に対して仮固定する。これによって続く熱硬化時に位置ズレが起こらない。
【００４９】
次に、４つの接着剤溜部１３０Ｒ、１３０Ｒと接着剤溜部１３０Ｓ、１３０Ｓにおいてニードルを用いて熱硬化性のエポキシ樹脂接着剤をカバー上面近傍まで注入して、エポキシ樹脂接着剤を熱硬化してコネクタ部４２をモジュールカバー３５とモジュール基板３４の表面に対して固定する。その後、必要に応じて、トラボンド（商品名）により表面を覆う。このようにして光コネクタ４と光モジュール３は接着剤Ｗを用いてユニット化することができる。
【００５０】
その後、図１に示す電気プラガブルソケット１が、電気基板５に対して複数のネジ５Ｂにより固定される。光コネクタ４と光モジュール３の組み立てユニットが電気プラガブルソケット１のモジュール収容凹部１４内に収容され、その後押さえ部材２が電気プラガブルソケット１に対ししてネジ５Ｃを用いて固定されることで、並列光伝送装置１００の組み立て作業が終わる。
このようにして、本発明の実施形態では、接着剤を接着剤溜部から容易に注入して光コネクタが光モジュールに対して固定でき、光コネクタを光モジュール基板に対して簡単にかつ確実に位置決めでき、かつ硬化後も位置ずれすることがない。
【００５１】
次に、本発明の別の実施形態を説明する。
図８は、本発明の光モジュールと光コネクタを示す斜視図であり、図９は、図８のＫ−Ｋ線における光モジュールと光コネクタの断面図である。図１０（Ａ）は、図９のＰ−Ｐ線における光モジュールと光コネクタの断面図であり、図１０（Ｂ）は、図９のＱ−Ｑ線における光モジュールと光コネクタの断面図である。なお、図８〜図１０に示す要素が、図４〜図６に示す要素と同様である場合には、同じ符号を記して説明を省略する。
図４と図５に示す光モジュール３では、テープファイバ４１の複数本の光ファイバ４１Ｆは、ほぼ９０度折り曲げられて、光ファイバ４１Ｆの先端部は光素子アレイ３２に対面している。
【００５２】
これに対して、図８と図９に示す光コネクタ４Ａでは、テープファイバ４１とコネクタ部４２を有しているが、コネクタ部４２は、テープファイバ４１の複数の光ファイバの先端部４１Ｇと光素子アレイ３２との間に配置されたレンズアレイ８１とを有している。レンズアレイ８１は、光ファイバの先端部４１Ｇに対応して集光レンズ８０と、反射ミラー８２を有する。例えば、光素子アレイ３２からの光は、レンズアレイ８０において９０度反射して光ファイバの先端部４１Ｇに導かれる。
【００５３】
この実施形態における接着剤溜部２３０について説明する。図８と図９に示すように、光コネクタ４Ａのコネクタ部４２は、開口部３９内に接着剤Ｗを注入してモジュールカバー３５の開口部３９内に位置決めされ、接着剤Ｗによりモジュールカバー３５に対して固定されている。
【００５４】
図８に示すように、モジュールカバー３５は、内縁部１２１を有している。この内縁部１２１は、光コネクタ４Ａのコネクタ部４２を配置するための開口部３９を形成している。
この内縁部１２１には、コネクタ部４２の第１壁部４１Ｒと第２壁部４１Ｓとの間に接着剤Ｗを溜めるための接着剤溜部２３０が形成されている。接着剤溜部２３０は例えば半円形状の凹部である。接着剤溜部２３０は、２つの第１溜部２３０Ｒと２つの第２溜部２３０Ｓを有する。
【００５５】
２つの接着剤溜部２３０Ｒは、互いにＴ方向において離れて形成されており、コネクタ部４２の第１壁部４１Ｒに対面している。また、２つの接着剤溜部２３０Ｓは、互いにＴ方向において離れて形成されており、コネクタ部４２の第２壁部４１Ｓに対面している。
【００５６】
接着剤Ｗが接着剤溜部２３０Ｒ、２３０Ｒと接着剤溜部２３０Ｓ、２３０Ｓからニードルにより注入されると、図８と図９と図１０（Ａ）と図１０（Ｂ）に示すようにコネクタ部４２とモジュールカバー３５の間の隙間に充填できるので、コネクタ部４２はモジュールカバー３５とモジュール基板３４の表面に対して固定することができる。
【００５７】
上述した本発明の各実施形態では、接着剤溜部１３０．２３０は、ともに２つの第１溜部と２つの第２溜部を有しており、これらの溜部に対して例えばニードルを用いて接着剤を簡単に確実に注入して塗布することができるので、光モジュールにおける接着剤の塗布量と接着剤の塗布位置の管理が可能になる。コネクタ部４２はモジュールカバー３５とモジュール基板３４は、接着剤Ｗを用いて接着するので、光インターフェース部分である光コネクタ４と光モジュール３のユニットの強度をより高めることができ、光学的な安定性を得ることができる。
【００５８】
接着剤樹脂としては、接着剤樹脂が硬化する際に収縮が小さい高粘度の樹脂を用いることが望ましい。もし低粘度の接着剤樹脂を用いると、接着剤が広がってしまいやすく硬化時に収縮率が大きい。そこで高粘度の接着剤樹脂を使用することが望ましく、このような高粘度の樹脂はニードルを用いて第１溜部と第２溜部に対して容易に確実に注入することができる。
【００５９】
コネクタ部４２をモジュールカバー３５側に位置合わせするために、コネクタ部の左右の壁部と、モジュールカバー３５側の内縁部１２１との間には、微小な隙間が必要である。このような接着剤溜部をモジュールカバー３５に設けることで、コネクタ部４２の壁部とモジュールカバー３５の内縁部１２１の間の隙間が、例えば３００μｍ程度であっても、接着剤溜部を用いて高粘度の接着材を簡単に確実に注入して塗布でき、接着剤塗布作業が容易になり接着剤塗布作業性を上げることができる。
【００６０】
本発明の並列光伝送装置の実施形態では、接着剤を接着剤溜部から接着剤塗布位置を決めながら容易に注入して光コネクタが光モジュールに対して固定でき、光コネクタを光モジュール基板に対して簡単にかつ確実に位置決めできる。
【００６１】
しかも、接着剤溜部は、半円形状の凹部である。これにより、接着剤は、接着剤溜部から容易に注入でき、光コネクタを光モジュールのカバーに対して確実に固定できる。コネクタ部の壁部は、第１壁部と第１壁部とは反対側の第２壁部を有し、接着剤溜部は、コネクタ部の第１壁部に対面する複数の第１溜部と、コネクタ部の第２壁部に対面する複数の第２溜部と、を有する。これにより、コネクタ部の複数の第１壁部と複数の第２壁部は、接着剤溜部から接着剤を注入して光モジュールのカバーに対して確実に固定できる。
【００６２】
カバーの内縁部とコネクタ部の壁部との間には、隙間が形成されている。これにより、コネクタ部は、この隙間を利用して光モジュールのカバーに対して位置決め調整ができる。また、接着剤は、エポキシ樹脂接着剤である。これにより、コネクタ部と光モジュールのカバーを、エポキシ樹脂接着剤を用いて強力に固定することができる。
接着剤は、好ましくは位置決め用の紫外線硬化樹脂と、保持用の熱硬化性のエポキシ樹脂接着剤とからなる。
【００６３】
ところで、本発明は、上記実施形態に限定されず種々の変形例を採用できる。
接着剤溜部１３０，２３０は上から見て例えば半円形状の凹部であるが、例えば三角形、半楕円形の凹部等の他の形状を採用しても良い。接着剤溜部１３０．２３０は、ともに２つの第１溜部と２つの第２溜部を有しているが、第１溜部の設定数と第２溜部の設定数はこれに限らず、１つの第１溜部と１つの第２溜部を設けることや、３つ以上の第１溜部と３つ以上の第２溜部を設けるようにしても良い。また、光モジュール３に含まれるレンズアレイ８１と光コネクタ４Ａの接続部近傍に溜部を設けて接続を補強することもできる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 電気プラガブルソケット
２ 押さえ部材
３ 光モジュール
４ 光コネクタ
５ ＰＣＢ（Printed Circuit Board）基板（電気基板の一例）
１３ 複数の接続端子部
１３Ｃ 底壁部
１４ 収容凹部
１４Ｂ 周壁部
２１ 押さえ部材の窓
２４ 光コネクタ収容部
３２ 光素子アレイ（例えばＶＣＳＥＬアレイ）
３３ ＩＣ（電気素子）
３４ ＥＳＡ基板（光モジュール基板）
３５ モジュールカバー（カバーの一例）
３９ モジュールカバーの開口部
４１ テープファイバ
４２ コネクタ部
５１ 電気端子
１００ 並列光伝送装置
１３０，２３０ 接着剤溜部
１３０Ｒ、２３０Ｒ 第１溜部
１３０Ｓ、２３０Ｓ 第２溜部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光コネクタ付き光モジュール及び光コネクタ付き光モジュールを有する並列光伝送装置に関し、特に光コネクタを光モジュールに対して接着剤により位置決めして固定する光コネクタ付き光モジュール及びこの光コネクタ付き光モジュールを有する並列光伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スーパーコンピュータ等のハイエンドなシステム装置においては、複数のＣＰＵ（中央処理装置）の並列動作により情報通信の大容量化と高速化を実現する傾向にあり、このシステム装置内のポートおよびシステム装置間では、大容量で高速高密度な情報信号伝送が要求されている。
【０００３】
情報信号を電気信号で伝送する電気伝送方式だけでは、伝送速度や伝送損失等の観点から限界を迎えつつあるために、光伝送を利用した光インターコネクション方式による信号伝送が実用化されている。光インターコネクション方式は、電気伝送方式に比較してはるかに広帯域な信号伝送を行うことが可能であるとともに、小型かつ低消費電力の光モジュールを使用した信号伝送システムを構築できるという利点がある。
【０００４】
この光インターコネクション方式では、発光素子を有する光モジュールが、電気基板に実装されており、例えば電気基板から入力された電気信号が光モジュールにより光信号に変換されて、光ファイバに出力される。この発光素子としては、例えば面発光レーザ型半導体レーザ素子（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）等がある。
【０００５】
この電気基板には電気プラガブルソケットが配置され、光モジュールは、電気プラガブルソケットに嵌め込んだ後に押さえ部材を用いて電気プラガブルソケット側に押さえて固定するようになっている。光モジュールには、光モジュール基板の上に発光素子の駆動用ＩＣ（集積回路素子）が実装されており、この光モジュール基板とＩＣに対してカバーを装着してＩＣを覆う構造である。このようなＩＣを含む光モジュールには、光コネクタが位置決めして固定され、光コネクタのテープファイバを光モジュール基板に対して位置決めする。
【０００６】
また、光ファイバ束の各光ファイバを光コネクタのＶ溝に沿って整列させて押さえ板により押さえ付けて、各光ファイバを光コネクタに接着する例がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−４８４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、特許文献１の技術のように、光ファイバの各ファイバを光コネクタの各Ｖ溝に沿って整列させて押さえ板により押さえ付けて各光ファイバを光コネクタに接着して固定する作業は煩雑であり、このようなＶ溝を用いた固定技術は上述した光モジュールに対して光コネクタを位置決めして固定するのには適用できない。
【０００９】
そして、光コネクタが光モジュールに対して固定でき、光コネクタのテープファイバを光モジュール基板に対して簡単にかつ確実に位置決めできることが望まれている。
また従来は、コネクタと接着部の隙間を小さくすると一般的に用いられている接着剤では粘度が高く十分に接着剤が行き渡らずに強度が保てない、隙間を広くすると接着剤の固化の際に位置ズレが生じるという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は上記課題を解消するために、接着剤を接着部近傍に設けた接着剤溜部から容易に注入して光コネクタが光モジュールに対して固定でき、光コネクタを光モジュール基板に対して簡単にかつ確実に位置決めできる光コネクタ付き光モジュール及びこの光コネクタ付き光モジュールを有する並列光伝送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解消するために、本発明の光コネクタ付き光モジュールは、光モジュール基板と、電気素子と、前記光モジュール基板と前記電気素子を覆うカバーとを有し、電気信号を光信号に或いは光信号を電気信号に変換する機能を有する光モジュールと、前記光モジュールとの間で前記光信号を伝送するファイバと、前記ファイバを接続するコネクタ部とを有する光コネクタと、を備え、前記カバーは、前記コネクタ部を配置するための開口部を有し、前記開口部を形成する前記カバーの内縁部には、前記コネクタ部の壁部との間に接着剤を溜める接着剤溜部と、前記接着剤溜部と連通し、前記コネクタ部の前記壁部との間に隙間を生じさせる隙間部とが形成されており、前記隙間部が形成されている内縁部は、下部が切り欠かれていることを特徴とする。これにより、接着剤を接着剤溜部から接着剤塗布位置を決めながら容易に注入して光コネクタが光モジュールに対して固定でき、光コネクタのファイバを光モジュール基板に対して簡単にかつ確実に位置決めできる。
【００１２】
本発明の光コネクタ付き光モジュールでは、前記接着剤溜部に前記接着剤が充填されるとともに、前記隙間部の上部と下部の少なくとも一部とに前記接着剤が埋められることが好ましい。
【００１３】
本発明の光コネクタ付き光モジュールでは、前記コネクタ部の前記壁部は、第１壁部と前記第１壁部とは反対側の第２壁部を有し、前記接着剤溜部は、前記コネクタ部の前記第１壁部に対面する複数の第１溜部と、前記コネクタ部の前記第２壁部に対面する複数の第２溜部と、を有してもよい。これにより、コネクタ部の複数の第１壁部と複数の第２壁部は、接着剤溜部から接着剤を注入して光モジュールのカバーに対して確実に固定できる。
【００１４】
本発明の光コネクタ付き光モジュールでは、前記接着剤溜部は、半円形状の凹部であってもよい。これにより、接着剤は、半円形状の凹部である接着剤溜部から接着剤塗布位置を決めながら容易に注入でき、光コネクタを光モジュールのカバーに対して確実に固定できる。
【００１５】
本発明の光コネクタ付き光モジュールでは、前記カバーの前記内縁部の上端は面取りされていてもよい。
【００１６】
本発明の光コネクタ付き光モジュールでは、前記接着剤は、エポキシ樹脂接着剤であってもよい。これにより、コネクタ部と光モジュールのカバーを、エポキシ樹脂接着剤を用いて強力に固定することができる。また、本発明の光コネクタ付き光モジュールでは、前記接着剤は、位置決め用の紫外線硬化樹脂と、保持用の熱硬化性のエポキシ樹脂接着剤とからなっていてもよい。
【００１７】
また、本発明の並列光伝送装置は、複数の電気端子を有する電気基板と、前記電気端子と電気的に接続された上述の光コネクタ付き光モジュールと、を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明の並列光伝送装置では、前記電気基板に固定される電気プラガブルソケットと、前記電気プラガブルソケットに着脱自在に固定される押さえ部材と、をさらに備え、前記光コネクタ付き光モジュールは、前記電気プラガブルソケットを介して前記電気端子と電気的に接続され、前記押え部材は、前記コネクタ付き光モジュールと前記電気プラガブルソケットの上に配置されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、接着剤を接着剤溜部から接着剤塗布位置を決めながら容易に注入して光コネクタが光モジュールに対して固定でき、光コネクタを光モジュール基板に対して簡単にかつ確実に位置決めできる光コネクタ付き光モジュール及びこの光コネクタ付き光モジュールを有する並列光伝送装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の並列光伝送装置の好ましい実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す並列光伝送装置の要素を組み立てた状態を示す斜視図である。
【図３】光モジュールと光コネクタを示す分解斜視図である。
【図４】図３に示す光モジュールと光コネクタを組み立てた状態を示す斜視図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線における光モジュールと光コネクタの断面図である。
【図６】図６（Ａ）は、図５のＣ−Ｃ線における光モジュールの断面図であり、図６（Ｂ）は、図５のＤ−Ｄ線における光モジュールの断面図である。
【図７】図７（Ａ）は、図５のＭ−Ｍ線における光モジュールの断面図であり、図７（Ｂ）は、図５のＮ−Ｎ線における光モジュールの断面図である。
【図８】本発明の並列光伝送装置の別の実施形態を示す斜視図である。
【図９】図８のＫ−Ｋ線における断面図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、図９のＰ−Ｐ線における断面図であり、図１０（Ｂ）は、図９のＱ−Ｑ線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の並列光伝送装置の好ましい実施形態を示す分解斜視図である。図２は、並列光伝送装置の要素を組み立てた状態を示す斜視図である。
【００２２】
図１と図２に示す並列光伝送装置１００は、コンピュータ等のシステム装置の電気基板（ボード）間において、光インターコネクションを実現する際に使用でき、電気基板に光モジュールを着脱自在に実装されている。この並列光伝送装置１００では、システム装置の小型化には、電気基板に対して垂直方向の空間は小さい方が望ましいため、光モジュールに光接続される光ファイバは、電気基板に対して平行に配線される。
【００２３】
図１に示すように、並列光伝送装置１００は、電気基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）５と、光モジュール３と、電気プラガブルソケット１と、押さえ部材２と、光コネクタ４を備えている。
【００２４】
図１に示すように、電気基板５は、電気信号を入出力させるための２次元アレイ状に配列された複数の電気端子５１と、４つのネジ孔５２を有する電気基板であり、電気端子５１は電極パターンに電気的に接続されている。電気基板５の表面および裏面には、複数の電気端子５１（例えば微細な平たい電極を格子状に並べたＬＧＡ（Land Grid Array）端子）と、各電気端子５１と接続された配線パターンと、グランドパターンとがそれぞれ形成されている。
【００２５】
図１に示すように、電気プラガブルソケット１は矩形の部材であり、電気プラガブルソケット１は、格子状に並べた複数の接続端子部１３が配置された底壁部１３Ｃと、光モジュール３を収容するモジュール収容凹部１４を形成する周壁部１４Ｂと、凹部状の光コネクタ収容部２４と、を有する。電気プラガブルソケット１は電気基板５の位置決めピン孔５３により位置決めされ、電気プラガブルソケット１は、ネジ５Ｂを４つの貫通孔１５を介して電気基板５の４つのネジ孔５２にねじ込むことで電気基板５に対して固定される。各接続端子部１３は、電気基板５側の電気端子５１と電気的に接続される第１のコンタクトピンと、光モジュール３のＥＳＡ基板（光モジュール基板）３４側の電気端子と電気的に接続される第２のコンタクトピンとを有するばね状の接続端子であり、押圧力を受けると両コネクタピンが電気的に接続されるようになっている。
【００２６】
電気プラガブルソケット１は、電気基板５に固定された状態では、第１のコンタクトピンが電気基板５側の電気端子５１と電気的に接続される。この状態で、光モジュール３をモジュール収容凹部１４内に収容し、押さえ部材２を電気プラガブルソケット１の周壁部１４Ｂの上面にネジ５Ｃで固定すると、光モジュール３の上面が押さえ部材２によって押圧され、光モジュール３のＥＳＡ基板（光モジュール基板の一例）３４側の各電気端子と電気基板５側の各電気端子５１とが、電気プラガブルソケット１の複数の接続端子部１３を介して電気的に接続される。
【００２７】
図３は、この光モジュール３と光コネクタ４を示す分解斜視図であり、光モジュール３の構造例を示している。
図３に示すように、光モジュール３は、ＥＳＡ基板（光モジュール基板）３４と、このモジュール基板３４の配線パターン上に実装された光素子アレイ（例えばＶＣＳＥＬアレイ）３２と、モジュール基板３４の配線パターン上に実装されて光素子アレイ３２と電気的に接続されたＩＣ（電気素子）３３と、モジュールカバー３５を有する。
【００２８】
モジュールカバー３５は、ほぼ矩形の部材であるが、光コネクタ４を嵌め込んで位置決めするための開口部３９が形成されている。このモジュール基板３４の表面および裏面には、複数の電気端子（ＬＧＡ端子）と、複数の電気端子と電気的に接続された配線パターンと、グランドパターンとがそれぞれ形成されている。
図１と図２に示すように、光モジュール３は、電気プラガブルソケット１のモジュール収容凹部１４内に着脱自在に装着され、光モジュール３は、装着時には電気プラガブルソケット１を介して電気端子と電気的に接続されて電気信号を光信号に或いは光信号を電気信号に変換する機能を有する。
【００２９】
具体的には、モジュール基板３４の一面（表面）上には、２つの差動信号用端子を１組とし、チャンネル数（例えば１２ｃｈ）と同数の複数組の差動信号用端子と、ＩＣ３３へ電源供給するための複数の電源供給用端子と、ＩＣへ制御信号を供給するための複数の制御信号供給用端子と、グランドパターンとが形成されている。その他面には、一面上にある複数組の差動信号用端子、複数の電源供給用端子および複数の制御信号供給用端子とそれぞれ電気的に接続された複数の端子（差動信号用端子、電源供給用端子および制御信号供給用端子）と、一面上にあるグランドパターンと電気的に接続されたグランドパターンとが形成されている。
【００３０】
ＩＣ３３は、モジュール基板３４の一面（表面）上にフリップチップ実装（ＦＣＢ:Flip Chip Bonding）されており、光素子アレイ３２とワイヤディングにより電気的に接続され，ＩＣ３３は光素子アレイ３２を駆動する駆動用ＩＣである。
【００３１】
次に、図１と図３に示す光コネクタ４を説明すると、光コネクタ４は、光モジュール３との間で光信号を並列に伝送するテープファイバ４１とコネクタ部４２とを有する。コネクタ部４２は、押さえ部材２を電気プラガブルソケット１に固定した状態で、押さえ部材２の窓２１内に配置される。テープファイバ４１は、別の光コネクタ４３に接続され、光モジュール３との間で光信号を並列に伝送する。
【００３２】
図１に示す押さえ部材２は、熱伝導性を有するほぼ矩形の部材であり、窓２１とヒートシンク９１を有している。この例では、ヒートシンク９１は押さえ部材２に対して一体的に形成されている。このヒートシンク９１は一例として複数本の棒状部材を有しており、複数本の棒状部材は、放熱面積を増やすために、テープファイバ４１の長手方向Ｔとは直交する方向Ｖに沿って平行に突出して設けられている。この窓２１は、電気プラガブルソケット１の光コネクタ収容部２４に対応した位置に形成されている。
【００３３】
図２に示すように、押さえ部材２は、光モジュール３と電気プラガブルソケット１の上に配置され、押さえ部材２は、押さえ部材２のネジ５Ｃを４つの貫通孔２３と介して電気プラガブルソケット１の４つのネジ孔１７にねじ込むことで、電気プラガブルソケット１に対して着脱自在に固定される。
【００３４】
上述したように、図１に示す電気プラガブルソケット１を用いた構成であるため、光モジュール３に不都合が生じた場合に、押さえ部材２を外して、光モジュール３を電気プラガブルソケット１のモジュール収容凹部１４から取り出して、再度新しい光モジュール３をモジュール収容凹部１４に収容して押さえ部材２を電気プラガブルソケット１に固定する。これにより、本発明の実施形態の並列光伝送装置１００は、光モジュールをＰＣＢ基板に半田付けして固定した場合の光伝送装置よりも、故障時のメンテナンスが容易になり、コストが削減され、信頼性が向上する。
【００３５】
図４は、図１に示す光モジュール３と光コネクタ４の構造例を詳しく示す斜視図である。図５は、図４のＡ−Ａ線における光モジュール３と光コネクタ４の断面図である。図６（Ａ）は、図５のＣ−Ｃ線における光モジュール３の断面図であり、図６（Ｂ）は、図５のＤ−Ｄ線における光モジュール３の断面図である。図７（Ａ）は、図５のＭ−Ｍ線における光モジュールの断面図であり、図７（Ｂ）は、図５のＮ−Ｎ線における光モジュールの断面図である。
【００３６】
図４と図５に示すように、光コネクタ４のコネクタ部４２は、モジュールカバー３５の開口部３９内に位置決め（調芯）されたあと開口部３９内に接着剤Ｗによりモジュールカバー３５に対して固定されている。
【００３７】
図５に示すように、チップコンデンサ２９と光素子アレイ３２とＩＣ３３は、モジュール基板３４の一面（表面）上に実装されている。テープファイバ４１の複数本の光ファイバ４１Ｆは、Ｔ方向からＶ方向にほぼ９０度折り曲げられて、光ファイバ４１Ｆの先端部は光素子アレイ３２に対面している。
【００３８】
図５に示すモジュールカバー３５は、モジュール基板３４とＩＣ（電気素子）３３を覆うための熱伝導性を有する板状のカバーであり、すでに説明した開口部３９と、凹状の内部空間部５０と、段差部５１を有している。モジュールカバー３５は、段差部５１によりモジュール基板３４の端部に嵌め込まれることで、モジュールカバー３５はモジュール基板３４に対してＴ方向とＶ方向に関して位置決めされている。図６に示す内部空間部５０の高さＨ２は、ＩＣ３３の高さＨ１よりも大きく、内部空間部５０の幅Ｗ２は、ＩＣ３３の幅Ｗ１よりも大きい。
【００３９】
図５と図６（Ａ）に示すように、モジュールカバー３５の内面とＩＣ３３の上面との間には、モジュールカバー３５とＩＣ３３の上面との間にできる高さ公差のよる隙間を補償するために、熱伝導性を有する公差補償部材６０が設けられている。この公差補償部材６０は、モジュールカバー３５の寸法が予め定めた設計寸法からばらつき、しかもＩＣ３３の寸法が設計寸法からばらつき、そしてＩＣ３３がモジュール基板３４に搭載された時の高さ寸法が設計寸法からばらつくことの少なくとも１つから発生する隙間を埋めるのに用いられる。つまり、公差補償部材６０は、光モジュール３を組み立てる際に、モジュールカバー３５の内面とＩＣ３３の上面との間における公差（寸法のばらつき）によりできる隙間を補償する板状の部材である。公差補償部材６０は、熱伝導性を有する例えば金属材料である銅板であるが、特に熱伝導性が良好であれば材質には限定されない。
【００４０】
このように公差補償部材６０は、平坦な金属板あるいは凹部を有する好ましくは銅板のような金属板である。凹部を有する金属板を用いることでバネ性を持たせることができる。公差補償部材６０としては、複数種類の厚みのものを用意しておいて、モジュールカバー３５の内面とＩＣ３３の上面との間の隙間の大きさ、すなわち公差のばらつきに応じてこの隙間を埋めるようにする。
【００４１】
図６（Ａ）に示すように、公差補償部材６０の熱伝導を行う面積は、ＩＣ３３の上面の面積よりも大きく設定されている。これにより、ＩＣ３３が動作時に発生する熱は、より熱伝導を良好にするためにより広く確保された熱伝導面積により、モジュールカバー３５側に効率良く伝えることができる。モジュールカバー３５の内面３５ＦとＩＣ３３の上面３３Ｆとの間には、公差補償部材６０が挿入して配置されている。しかも、モジュールカバー３５の内面３５Ｆと公差補償部材６０の上面との間には、例えばＡｇペーストのような熱伝導性を有するペースト６１が配置されている。これにより、ペースト６１がモジュールカバー３５の内面３５Ｆと公差補償部材６０の上面とを熱的に密着して固定でき、モジュールカバー３５の内面３５Ｆと公差補償部材６０の上面との間の熱伝導性を向上できる。
【００４２】
さらに、公差補償部材６０の下面とＩＣ３３の上面３３Ｆとの間には、放熱材６２が塗布することにより配置されている。放熱材６２としては、例えばシリコーングリース、シリコーンゴム、あるいはＡｇペーストを採用できる。これにより、放熱材６２は、公差補償部材６０の下面とＩＣ３３の上面３３Ｆとを熱的に密着でき、公差補償部材６０の下面とＩＣ３３の上面３３Ｆとの間の熱伝導性を向上できる。
なお、図６（Ｂ）に示すように、モジュールカバー３５の内面３５Ｄとモジュール基板３４の表面３４Ｆとは、エポキシ樹脂とＡｇペーストで熱的に接着されている。
【００４３】
次に、図４と図５と、図７（Ａ）と図７（Ｂ）を参照して、接着剤溜部１３０について説明する。
図４と図５に示すように、光コネクタ４のコネクタ部４２は、ほぼ矩形状の開口部３９内に接着剤Ｗを注入してモジュールカバー３５の開口部３９内に位置決めされ、接着剤Ｗを硬化させることでモジュールカバー３５に対して固定されている。
【００４４】
図４に示すように、モジュールカバー３５は、ほぼＵ字型の内縁部１２１を有している。この内縁部１２１は、光コネクタ４のコネクタ部４２を配置するための長方形状の開口部３９を形成している。コネクタ部４２は第１壁部４１Ｒと第２壁部４１Ｓを有しており、第１壁部４１Ｒと第２壁部４１Ｓとは反対位置にある側面である。この内縁部１２１には、コネクタ部４２の第１壁部４１Ｒと第２壁部４１Ｓとの間に接着剤Ｗを溜めるための接着剤溜部１３０と、接着剤溜部１３０と連通し、コネクタ部４２の第１壁部４１Ｒと第２壁部４１Ｓとの間に隙間１４５を生じさせる隙間部とが形成されている。接着剤溜部１３０は例えば半円形状の凹部である。
【００４５】
図示例では、接着剤溜部１３０は、２つの第１溜部１３０Ｒと２つの第２溜部１３０Ｓを有している。第１溜部１３０Ｒは、互いにＴ方向において離れて形成されており、コネクタ部４２の第１壁部４１Ｒに対面している。また、２つの第２溜部１３０Ｓは、互いにＴ方向において離れて形成されており、コネクタ部４２の第２壁部４１Ｓに対面している。
モジュールカバー３５の内縁部１２１とコネクタ部４２の第１壁部４１Ｒと第２壁部４１Ｓとの間には、それぞれ小さな隙間１４５が形成されている。
【００４６】
図７（Ａ）に示すように、内縁部１２１の上端は、面取りされている。また、隙間部が形成されている内縁部は、図７（Ａ）に示すように、下部が切り欠かれている。
【００４７】
使用される接着剤Ｗとしては、例えばエポキシ樹脂接着剤、アクリル樹脂接着剤、シリコーン樹脂接着剤等が採用できるが、特に好ましいのは強度的にしかも耐熱性の優れたエポキシ樹脂接着剤である。接着剤Ｗが第１溜部１３０Ｒ、１３０Ｒと第２溜部１３０Ｓ、１３０Ｓから例えば注入器具であるニードルにより注入されると、図４と図５と図７（Ａ）と図７（Ｂ）に示すように接着剤Ｗはコネクタ部４２とモジュールカバー３５の間の隙間に充填できる。すなわち、接着剤溜部１３０に接着剤が充填されるとともに、隙間部の上部と下部の少なくとも一部とに接着剤が埋められる。これにより、コネクタ部４２はモジュールカバー３５とモジュール基板３４の表面に対して確実にかつ容易に固定することができる。
【００４８】
光コネクタ４のコネクタ部４２が、光モジュール３に対して位置決めして接着剤Ｗを用いて固定される手順例を説明する。
まず、開口部３９内にコネクタ部４２を配置して、４つの第１溜部１３０Ｒ、１３０Ｒと第２溜部１３０Ｓ、１３０Ｓに深さ方向で１／３までＵＶ（紫外線硬化）硬化樹脂がニードルにより注入され、コネクタ部４２の位置合わせを行った後に、紫外線を照射することで、コネクタ部４２の第１壁部４１Ｒと第２壁部４１Ｓを内縁部１２１に対して仮固定する。これによって続く熱硬化時に位置ズレが起こらない。
【００４９】
次に、４つの接着剤溜部１３０Ｒ、１３０Ｒと接着剤溜部１３０Ｓ、１３０Ｓにおいてニードルを用いて熱硬化性のエポキシ樹脂接着剤をカバー上面近傍まで注入して、エポキシ樹脂接着剤を熱硬化してコネクタ部４２をモジュールカバー３５とモジュール基板３４の表面に対して固定する。その後、必要に応じて、トラボンド（商品名）により表面を覆う。このようにして光コネクタ４と光モジュール３は接着剤Ｗを用いてユニット化することができる。
【００５０】
その後、図１に示す電気プラガブルソケット１が、電気基板５に対して複数のネジ５Ｂにより固定される。光コネクタ４と光モジュール３の組み立てユニットが電気プラガブルソケット１のモジュール収容凹部１４内に収容され、その後押さえ部材２が電気プラガブルソケット１に対ししてネジ５Ｃを用いて固定されることで、並列光伝送装置１００の組み立て作業が終わる。
このようにして、本発明の実施形態では、接着剤を接着剤溜部から容易に注入して光コネクタが光モジュールに対して固定でき、光コネクタを光モジュール基板に対して簡単にかつ確実に位置決めでき、かつ硬化後も位置ずれすることがない。
【００５１】
次に、本発明の別の実施形態を説明する。
図８は、本発明の光モジュールと光コネクタを示す斜視図であり、図９は、図８のＫ−Ｋ線における光モジュールと光コネクタの断面図である。図１０（Ａ）は、図９のＰ−Ｐ線における光モジュールと光コネクタの断面図であり、図１０（Ｂ）は、図９のＱ−Ｑ線における光モジュールと光コネクタの断面図である。なお、図８〜図１０に示す要素が、図４〜図６に示す要素と同様である場合には、同じ符号を記して説明を省略する。
図４と図５に示す光モジュール３では、テープファイバ４１の複数本の光ファイバ４１Ｆは、ほぼ９０度折り曲げられて、光ファイバ４１Ｆの先端部は光素子アレイ３２に対面している。
【００５２】
これに対して、図８と図９に示す光コネクタ４Ａでは、テープファイバ４１とコネクタ部４２を有しているが、コネクタ部４２は、テープファイバ４１の複数の光ファイバの先端部４１Ｇと光素子アレイ３２との間に配置されたレンズアレイ８１とを有している。レンズアレイ８１は、光ファイバの先端部４１Ｇに対応して集光レンズ８０と、反射ミラー８２を有する。例えば、光素子アレイ３２からの光は、レンズアレイ８０において９０度反射して光ファイバの先端部４１Ｇに導かれる。
【００５３】
この実施形態における接着剤溜部２３０について説明する。図８と図９に示すように、光コネクタ４Ａのコネクタ部４２は、開口部３９内に接着剤Ｗを注入してモジュールカバー３５の開口部３９内に位置決めされ、接着剤Ｗによりモジュールカバー３５に対して固定されている。
【００５４】
図８に示すように、モジュールカバー３５は、内縁部１２１を有している。この内縁部１２１は、光コネクタ４Ａのコネクタ部４２を配置するための開口部３９を形成している。
この内縁部１２１には、コネクタ部４２の第１壁部４１Ｒと第２壁部４１Ｓとの間に接着剤Ｗを溜めるための接着剤溜部２３０が形成されている。接着剤溜部２３０は例えば半円形状の凹部である。接着剤溜部２３０は、２つの第１溜部２３０Ｒと２つの第２溜部２３０Ｓを有する。
【００５５】
２つの接着剤溜部２３０Ｒは、互いにＴ方向において離れて形成されており、コネクタ部４２の第１壁部４１Ｒに対面している。また、２つの接着剤溜部２３０Ｓは、互いにＴ方向において離れて形成されており、コネクタ部４２の第２壁部４１Ｓに対面している。
【００５６】
接着剤Ｗが接着剤溜部２３０Ｒ、２３０Ｒと接着剤溜部２３０Ｓ、２３０Ｓからニードルにより注入されると、図８と図９と図１０（Ａ）と図１０（Ｂ）に示すようにコネクタ部４２とモジュールカバー３５の間の隙間に充填できるので、コネクタ部４２はモジュールカバー３５とモジュール基板３４の表面に対して固定することができる。
【００５７】
上述した本発明の各実施形態では、接着剤溜部１３０．２３０は、ともに２つの第１溜部と２つの第２溜部を有しており、これらの溜部に対して例えばニードルを用いて接着剤を簡単に確実に注入して塗布することができるので、光モジュールにおける接着剤の塗布量と接着剤の塗布位置の管理が可能になる。コネクタ部４２はモジュールカバー３５とモジュール基板３４は、接着剤Ｗを用いて接着するので、光インターフェース部分である光コネクタ４と光モジュール３のユニットの強度をより高めることができ、光学的な安定性を得ることができる。
【００５８】
接着剤樹脂としては、接着剤樹脂が硬化する際に収縮が小さい高粘度の樹脂を用いることが望ましい。もし低粘度の接着剤樹脂を用いると、接着剤が広がってしまいやすく硬化時に収縮率が大きい。そこで高粘度の接着剤樹脂を使用することが望ましく、このような高粘度の樹脂はニードルを用いて第１溜部と第２溜部に対して容易に確実に注入することができる。
【００５９】
コネクタ部４２をモジュールカバー３５側に位置合わせするために、コネクタ部の左右の壁部と、モジュールカバー３５側の内縁部１２１との間には、微小な隙間が必要である。このような接着剤溜部をモジュールカバー３５に設けることで、コネクタ部４２の壁部とモジュールカバー３５の内縁部１２１の間の隙間が、例えば３００μｍ程度であっても、接着剤溜部を用いて高粘度の接着材を簡単に確実に注入して塗布でき、接着剤塗布作業が容易になり接着剤塗布作業性を上げることができる。
【００６０】
本発明の並列光伝送装置の実施形態では、接着剤を接着剤溜部から接着剤塗布位置を決めながら容易に注入して光コネクタが光モジュールに対して固定でき、光コネクタを光モジュール基板に対して簡単にかつ確実に位置決めできる。
【００６１】
しかも、接着剤溜部は、半円形状の凹部である。これにより、接着剤は、接着剤溜部から容易に注入でき、光コネクタを光モジュールのカバーに対して確実に固定できる。コネクタ部の壁部は、第１壁部と第１壁部とは反対側の第２壁部を有し、接着剤溜部は、コネクタ部の第１壁部に対面する複数の第１溜部と、コネクタ部の第２壁部に対面する複数の第２溜部と、を有する。これにより、コネクタ部の複数の第１壁部と複数の第２壁部は、接着剤溜部から接着剤を注入して光モジュールのカバーに対して確実に固定できる。
【００６２】
カバーの内縁部とコネクタ部の壁部との間には、隙間が形成されている。これにより、コネクタ部は、この隙間を利用して光モジュールのカバーに対して位置決め調整ができる。また、接着剤は、エポキシ樹脂接着剤である。これにより、コネクタ部と光モジュールのカバーを、エポキシ樹脂接着剤を用いて強力に固定することができる。
接着剤は、好ましくは位置決め用の紫外線硬化樹脂と、保持用の熱硬化性のエポキシ樹脂接着剤とからなる。
【００６３】
ところで、本発明は、上記実施形態に限定されず種々の変形例を採用できる。
接着剤溜部１３０，２３０は上から見て例えば半円形状の凹部であるが、例えば三角形、半楕円形の凹部等の他の形状を採用しても良い。接着剤溜部１３０．２３０は、ともに２つの第１溜部と２つの第２溜部を有しているが、第１溜部の設定数と第２溜部の設定数はこれに限らず、１つの第１溜部と１つの第２溜部を設けることや、３つ以上の第１溜部と３つ以上の第２溜部を設けるようにしても良い。また、光モジュール３に含まれるレンズアレイ８１と光コネクタ４Ａの接続部近傍に溜部を設けて接続を補強することもできる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 電気プラガブルソケット
２ 押さえ部材
３ 光モジュール
４ 光コネクタ
５ ＰＣＢ（Printed Circuit Board）基板（電気基板の一例）
１３ 複数の接続端子部
１３Ｃ 底壁部
１４ 収容凹部
１４Ｂ 周壁部
２１ 押さえ部材の窓
２４ 光コネクタ収容部
３２ 光素子アレイ（例えばＶＣＳＥＬアレイ）
３３ ＩＣ（電気素子）
３４ ＥＳＡ基板（光モジュール基板）
３５ モジュールカバー（カバーの一例）
３９ モジュールカバーの開口部
４１ テープファイバ
４２ コネクタ部
５１ 電気端子
１００ 並列光伝送装置
１３０，２３０ 接着剤溜部
１３０Ｒ、２３０Ｒ 第１溜部
１３０Ｓ、２３０Ｓ 第２溜部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光モジュール基板と、電気素子と、前記光モジュール基板と前記電気素子を覆うカバーとを有し、電気信号を光信号に或いは光信号を電気信号に変換する機能を有する光モジュールと、
前記光モジュールとの間で前記光信号を伝送するファイバと、前記ファイバを接続するコネクタ部とを有する光コネクタと、を備え、
前記カバーは、前記コネクタ部を配置するための開口部を有し、
前記開口部を形成する前記カバーの内縁部には、
前記コネクタ部の壁部との間に接着剤を溜める接着剤溜部と、前記接着剤溜部と連通し、前記コネクタ部の前記壁部との間に隙間を生じさせる隙間部とが形成されており、
前記隙間部が形成されている内縁部は、下部が切り欠かれていることを特徴とする光コネクタ付き光モジュール。
【請求項２】
前記接着剤溜部に前記接着剤が充填されるとともに、前記隙間部の上部と下部の少なくとも一部とに前記接着剤が埋められることを特徴とする請求項１に記載の光コネクタ付き光モジュール。
【請求項３】
前記コネクタ部の前記壁部は、第１壁部と前記第１壁部とは反対側の第２壁部を有し、
前記接着剤溜部は、前記コネクタ部の前記第１壁部に対面する複数の第１溜部と、前記コネクタ部の前記第２壁部に対面する複数の第２溜部と、を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光コネクタ付き光モジュール。
【請求項４】
前記接着剤溜部は、半円形状の凹部であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の光コネクタ付き光モジュール。
【請求項５】
前記カバーの前記内縁部の上端は面取りされていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の光コネクタ付き光モジュール。
【請求項６】
前記接着剤は、エポキシ樹脂接着剤であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の光コネクタ付き光モジュール。
【請求項７】
前記接着剤は、位置決め用の紫外線硬化樹脂と、保持用の熱硬化性のエポキシ樹脂接着剤とからなることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の光コネクタ付き光モジュール。
【請求項８】
複数の電気端子を有する電気基板と、
前記電気端子と電気的に接続された請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の光コネクタ付き光モジュールと、
を有することを特徴とする並列光伝送装置。
【請求項９】
前記電気基板に固定される電気プラガブルソケットと、
前記電気プラガブルソケットに着脱自在に固定される押さえ部材と、をさらに備え、
前記光コネクタ付き光モジュールは、前記電気プラガブルソケットを介して前記電気端子と電気的に接続され、
前記押え部材は、前記コネクタ付き光モジュールと前記電気プラガブルソケットの上に配置されることを特徴とする請求項８に記載の並列光伝送装置。
【請求項１】
光モジュール基板と、電気素子と、前記光モジュール基板と前記電気素子を覆うカバーとを有し、電気信号を光信号に或いは光信号を電気信号に変換する機能を有する光モジュールと、
前記光モジュールとの間で前記光信号を伝送するファイバと、前記ファイバを接続するコネクタ部とを有する光コネクタと、を備え、
前記カバーは、前記コネクタ部を配置するための開口部を有し、
前記開口部を形成する前記カバーの内縁部には、
前記コネクタ部の壁部との間に接着剤を溜める接着剤溜部と、前記接着剤溜部と連通し、前記コネクタ部の前記壁部との間に隙間を生じさせる隙間部とが形成されており、
前記隙間部が形成されている内縁部は、下部が切り欠かれていることを特徴とする光コネクタ付き光モジュール。
【請求項２】
前記接着剤溜部に前記接着剤が充填されるとともに、前記隙間部の上部と下部の少なくとも一部とに前記接着剤が埋められることを特徴とする請求項１に記載の光コネクタ付き光モジュール。
【請求項３】
前記コネクタ部の前記壁部は、第１壁部と前記第１壁部とは反対側の第２壁部を有し、
前記接着剤溜部は、前記コネクタ部の前記第１壁部に対面する複数の第１溜部と、前記コネクタ部の前記第２壁部に対面する複数の第２溜部と、を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光コネクタ付き光モジュール。
【請求項４】
前記接着剤溜部は、半円形状の凹部であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の光コネクタ付き光モジュール。
【請求項５】
前記カバーの前記内縁部の上端は面取りされていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の光コネクタ付き光モジュール。
【請求項６】
前記接着剤は、エポキシ樹脂接着剤であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の光コネクタ付き光モジュール。
【請求項７】
前記接着剤は、位置決め用の紫外線硬化樹脂と、保持用の熱硬化性のエポキシ樹脂接着剤とからなることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の光コネクタ付き光モジュール。
【請求項８】
複数の電気端子を有する電気基板と、
前記電気端子と電気的に接続された請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の光コネクタ付き光モジュールと、
を有することを特徴とする並列光伝送装置。
【請求項９】
前記電気基板に固定される電気プラガブルソケットと、
前記電気プラガブルソケットに着脱自在に固定される押さえ部材と、をさらに備え、
前記光コネクタ付き光モジュールは、前記電気プラガブルソケットを介して前記電気端子と電気的に接続され、
前記押え部材は、前記コネクタ付き光モジュールと前記電気プラガブルソケットの上に配置されることを特徴とする請求項８に記載の並列光伝送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１６８５６３（Ｐ２０１２−１６８５６３Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１３１７９４（Ｐ２０１２−１３１７９４）
【出願日】平成２４年６月１１日（２０１２．６．１１）
【分割の表示】特願２００９−１９７６２（Ｐ２００９−１９７６２）の分割
【原出願日】平成２１年１月３０日（２００９．１．３０）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年６月１１日（２０１２．６．１１）
【分割の表示】特願２００９−１９７６２（Ｐ２００９−１９７６２）の分割
【原出願日】平成２１年１月３０日（２００９．１．３０）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
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