光モジュール
【課題】大幅に小型化され、光接続と電気接続の両方を配線基板面に対して垂直に着脱することができると共に、安定な電気接続を簡易な構造で可能とする光モジュールを提供する。
【解決手段】光ファイバ７等の光伝送体を有する上部構造体５と、光素子４０を搭載した電子部品搭載基板３０とを、嵌合部材５０等の装着体により配線基板７０上に垂直方向へ押圧して固定することにより、電子部品搭載基板３０の光素子４０に対して上部構造体５の光伝送路を光学的に接続すると共に電子部品搭載基板３０の下面電極３４と配線基板７０の接続電極７１とを接触させて電気的に接続する。電子部品搭載基板３０の下面電極３４と配線基板７０の接続電極７１のいずれか一方は、突起状に形成されていることを特徴とする。
【解決手段】光ファイバ７等の光伝送体を有する上部構造体５と、光素子４０を搭載した電子部品搭載基板３０とを、嵌合部材５０等の装着体により配線基板７０上に垂直方向へ押圧して固定することにより、電子部品搭載基板３０の光素子４０に対して上部構造体５の光伝送路を光学的に接続すると共に電子部品搭載基板３０の下面電極３４と配線基板７０の接続電極７１とを接触させて電気的に接続する。電子部品搭載基板３０の下面電極３４と配線基板７０の接続電極７１のいずれか一方は、突起状に形成されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光を情報伝送媒体とする光通信分野においては、光ファイバ等により伝送される光信号を受信または送信するため、光信号と電気信号とを相互に変換する光素子を備えた光モジュールが用いられている。電気信号から光信号への変換には、垂直共振器表面発光レーザ（Vertical cavity surface-emitting Laser：ＶＣＳＥＬ）に代表される面発光素子が用いられ、光信号から電気信号への変換には、ＰＩＮフォトダイオードに代表される面受光素子が用いられており、これらの光素子は基板に対して電気的に接続され、光ファイバ等は光素子に対して光学的に接続される。
【０００３】
このような光モジュールは、配線基板（プリント配線板あるいはボード）上において光ファイバ等の光配線をする際の作業性や、保守交換の容易性などの点から、光ファイバ等の光伝送体がコネクタを介して着脱可能であることが望ましい。
【０００４】
また、光素子に光ファイバ等を着脱する場合、配線基板に対して水平方向に着脱する構造にすると、光素子を搭載した部品の周辺に光ファイバ等を着脱する作業用のスペースを設けざるを得ないことから、そのスペースには他の部品を実装できず、実装密度を上げられないという問題がある。したがって、光ファイバ等の着脱は配線基板に対して垂直方向に行うことができることが望ましい。
【０００５】
従来、このような要求に対応するものとして、光素子をその受発光面が配線基板に対して水平になるように搭載すると共に、光ファイバ等の端面に反射ミラー等を設けて光軸を垂直に変換したコネクタを用いることで、光ファイバ等と光素子とを垂直方向へ着脱自在に光学的に接続する光モジュールが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
しかし、光素子は、たとえばドライバ集積回路装置などを共に搭載した基板あるいはパッケージ等の部品全体として配線基板上に実装され、このような部品を配線基板上のパッドに対して電気的に接続する形態として一般的なものとしてはＢＧＡ（Ball Grid Array）などのはんだボールのリフローによる接続などがあるが、このようなはんだ接続による方法では、多くの他の部品が実装されている配線基板上において光素子を搭載した部品に修理交換が必要となったときに、当該部品の交換が困難であり、あるいは交換作業が煩雑になるという問題があった。
【０００７】
このように、保守交換等の作業性および配線基板上の実装密度の確保の点から、光接続のみならず電気接続も配線基板に対して垂直に着脱でき、しかも容易に着脱できる構造が望まれていた。さらに、実装密度の向上等の点から光モジュール自体のさらなる小型化も望まれており、これらの要求を満足する製品を低コストで製造することも望まれている。
【０００８】
このような課題を解決するものとして、本発明者等は、外部側の光軸と光素子側の光軸とが互いに垂直となる連続した光伝送路を形成する光伝送体および当該光伝送体を保持する保持部材を備えた上部構造体と、光素子を含む電子部品が上面に搭載されると共にスルーホールを通じて電子部品の電極に電気的に接続されたパッドが下面に設けられた電子部品搭載基板と、異方導電性シートとを、配線基板上に設置されたクランプスプリングなどの装着体によって押圧して固定することにより電子部品搭載基板の光素子に対して上部構造体の光伝送路を光学的に接続すると共に電子部品搭載基板の下面のパッドと配線基板の上面のパッドとを異方導電性シートを介して電気的に接続する構造の光モジュールを提案している（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００６−６５３５８号公報
【特許文献２】特願２００７−２１７５７４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の光モジュールによれば、大幅な小型化が可能であると共に、光接続と電気接続の両方を配線基板面に対して垂直に着脱することが可能であるが、電気接続構造の簡素化などにおいて更なる改善の余地があった。
【００１０】
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、大幅に小型化され、光接続と電気接続の両方を配線基板面に対して垂直に着脱することができると共に、安定な電気接続を簡易な構造で可能とする光モジュールを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下のことを特徴としている。
【００１２】
第１に、本発明の光モジュールは、光信号を伝送する光伝送路と、光信号を電気信号に変換し、または電気信号を光信号に変換する光素子とを光学的に接続する光モジュールであって、光伝送体および当該光伝送体を保持する保持部材を備えた上部構造体と、配線パターンおよび接続電極が設けられた配線基板と、配線基板上に配置され、光素子を含む電子部品が上面に搭載されると共に電子部品の電極に電気的に接続される下面電極が下面に設けられた電子部品搭載基板と、上部構造体と電子部品搭載基板とを配線基板上に垂直方向へ押圧して固定することにより、電子部品搭載基板の光素子に対して上部構造体の光伝送路を光学的に接続すると共に電子部品搭載基板の下面電極と配線基板の接続電極とを接触させて電気的に接続する装着体とを備えており、電子部品搭載基板の下面電極と配線基板の接続電極のいずれか一方が突起状に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
第２に、上記第１の光モジュールにおいて、電子部品搭載基板の下面電極は突起状のピン電極であり、配線基板の接続電極はスルーホール電極であり、装着体による垂直方向への押圧によって電子部品搭載基板のピン電極が配線基板のスルーホール電極に挿入されることにより電子部品搭載基板と配線基板とが電気的に接続されることを特徴とする。
【００１４】
第３に、上記第１の光モジュールにおいて、配線基板の接続電極は、パッド上に突起状の導電性コイルを有しており、装着体による垂直方向への押圧によって導電性コイルが変形して電子部品搭載基板の下面電極に接触することにより電子部品搭載基板と配線基板とが電気的に接続されることを特徴とする。
【００１５】
第４に、上記第１の光モジュールにおいて、電子部品搭載基板の下面電極は逆円錐状の導電性突起が形成されており、装着体による垂直方向への押圧によって導電性突起が配線基板の接続電極に接触することにより電子部品搭載基板と配線基板とが電気的に接続されることを特徴とする。
【００１６】
第５に、上記第１の光モジュールにおいて、電子部品搭載基板の下面電極と配線基板の接続電極のいずれか一方は、パッド上に導電性を有する突起状の弾性体を有しており、装着体による垂直方向への押圧によって突起状の弾性体が変形して他方の電極に接触することにより電子部品搭載基板と配線基板とが電気的に接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
上記第１〜第５の発明によれば、光接続と電気接続の両方を配線基板面に対して垂直に着脱することができ、保守交換等の際に光学的にも電気的にも切り離しが可能であるため、保守交換等が容易であり、さらに、電子部品搭載基板が配置される周囲に着脱のための作業用のスペースを設ける必要がなく、配線基板上の実装密度を上げることができると共に、高密度に部品が実装されている中で、ユーザが配線基板上に光モジュールを配置する場所の選択性、拡張性を高めることができる。そして、上記の構造とすることで光モジュールを全体として大幅に小型化することができ、低コストで光モジュールを製造することができる。
【００１８】
さらに、電子部品搭載基板の下面電極と配線基板の接続電極のいずれか一方を突起状に形成し、電子部品搭載基板の下面電極と配線基板の接続電極とを異方導電性シートを介在させず直接に接触させて電気的に接続するようにしたので、電気接続構造を簡素化することができ、さらに光モジュールの動作時において安定な電気接続を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本明細書において、「光伝送体」には、ガラス製、樹脂製等の光ファイバ、樹脂製等の光導波路などが含まれる。以下の実施形態では光ファイバを用いた例を説明するが、本発明において適用される光伝送体はこれに限定されるものではなく、光導波路等のように、光伝送路を構成する各種のものを適用することができる。
【００２０】
本明細書において、「光素子」には、単一の受発光面を有するものの他、複数の受発光面がアレイ状等に配置された一体のものが含まれる。光素子の具体例としては、ＶＣＳＥＬなどの面発光素子、ＰＩＮフォトダイオードなどの面受光素子が挙げられるが、これらの面発光素子および／または面受光素子の受発光面がアレイ状に配置された一体のものであってもよい。
【００２１】
また、本発明の光モジュールは、たとえば１０Ｇｂｐｓの大容量通信を行う小型モジュールなどを対象としている。
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１および図２は、本発明の一実施形態における光モジュールを示す斜視図であり、図１は光接続および電気接続を切り離した状態、図２は光接続および電気接続をした状態を示している。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の光モジュール１は、光ファイバ７が保持部材６により保持された上部構造体５と、光素子４０を搭載した電子部品搭載基板３０と、配線基板７０（プリント配線板あるいはボード）と、配線基板７０上に固定された嵌合部材５０とを備えている。
【００２４】
この光モジュール１は、配線基板７０上の嵌合部材５０内の開口部５１に電子部品搭載基板３０を配置し、さらにその上から上部構造体５を垂直に嵌め込んで図２に示すように装着することにより、上部構造体５の光ファイバ７と電子部品搭載基板３０の光素子４０が光学的に接続し、電子部品搭載基板３０と配線基板７０が電気的に接続されるようになっている。図２に示す装着状態の光モジュール１は、全体として、たとえば幅１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ６．４ｍｍのコンパクトなサイズのモジュールを構成している。
【００２５】
上部構造体５は、図３（ａ）および図３（ｂ）にも示すように、樹脂製の保持部材６の背面から、複数本（本実施形態では１２本）の光ファイバ７が並列したテープファイバ８が保持部材６内に水平に入り込み、保持部材６内で光ファイバ７が円弧状に曲げられて光ファイバ７の端面７ａが保持部材６の下面から垂直に露出した構造を有している。
【００２６】
図１に示すように、保持部材６の上面における光ファイバ７と平行な両側周縁部には、当該周縁部に沿ってテーパ面を成す一対の肩部１２が設けられており、図１の嵌合部材５０内に嵌め込んで装着したときに嵌合部材５０の上部に設けられた一対の突条部５２が保持部材６の肩部１２に当接して下方に押圧するようになっている。
【００２７】
また、図１に示すように、保持部材６には２つの位置決め穴１１が設けられており、図１の嵌合部材５０内に嵌め込んで装着したときに、電子部品搭載基板３０に立設された位置決めピン４２が保持部材６の位置決め穴１１に挿入されて上部構造体５と電子部品搭載基板３０とが水平方向に位置決めされるようになっている。
【００２８】
保持部材６は、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように上側部材１０と下側部材２０とから構成されており、上側部材１０と下側部材２０によって光ファイバ７を挟み込んで保持するようになっている。上側部材１０の下面側には光ファイバ７の円弧形状に対応した曲面上に、たとえば断面Ｖ字状などのガイド溝が平行に設けられており、これらのガイド溝のそれぞれに光ファイバ７が１本ずつ配置され案内されるようになっている。一方、下側部材２０の上面側には光ファイバ７の円弧形状に対応した曲面を成す光ファイバ保持面が設けられており、上側部材１０と下側部材２０によって光ファイバ７を挟み込むことにより、上側部材１０のガイド溝と下側部材２０の光ファイバ保持面との間で光ファイバ７を円弧状に曲げられた状態で保持するようになっている。
【００２９】
光ファイバ７の外部側光軸６５ａと光素子側光軸６５ｂとの間の円弧部分の曲率半径Ｒは、好ましくは５ｍｍ以下、より好ましくは１〜３ｍｍである。このように円弧部分の曲率半径は非常に小さく、上部構造体５の上下方向が低背化され、かつ、水平方向も小型化されている。光ファイバ７としては、たとえば直径８０μｍのガラスファイバを用いることができる。
【００３０】
図４は、電子部品搭載基板の上面側斜視図、図５は、上部構造体と電子部品搭載基板とが光接続された状態を示す断面図である。図６および図７は、電子部品搭載基板と配線基板との電気接続構造を示す断面図であり、図６は電気接続前、図７は電気接続後の状態を示している。
【００３１】
図４に示すように、電子部品搭載基板３０は、外周部に沿って壁部３２が立設された箱状のセラミック基板３１を備えており、セラミック基板３１上の前方側の位置には光ファイバ７と同数の受発光面が並んで配置された光素子４０が搭載されている。
【００３２】
電子部品搭載基板３０は、壁部３２に囲まれたキャビティ内に光素子４０、ドライバ集積回路装置４１などの電子部品を搭載している。
【００３３】
光素子４０は、面発光素子のＶＣＳＥＬと面受光素子のＰＩＮフォトダイオードから構成されている。壁部３２の上面３２ａは光学的基準面を構成しており、上部構造体５の下面に当接することにより、図５に示すように光ファイバ７の端面７ａと光素子４０とが垂直方向に位置決めされる。
【００３４】
なお、図４に示すように、セラミック基板３１上における光素子４０の両側の位置には突出高さ２ｍｍ、突出部分の直径０．７ｍｍの一対の位置決めピン４２が立設されており、これらの位置決めピン４２が上部構造体５の位置決め穴１１に挿入されることにより電子部品搭載基板３０と上部構造体５が水平方向に位置決めされるようになっている。
【００３５】
セラミック基板３１上における光素子４０の後方には、光素子４０のドライバ集積回路装置４１が搭載されており、光素子４０とドライバ集積回路装置４１はボンディングワイヤによって接続されている。その他、セラミック基板３１上には他の電子部品が搭載されていると共に、セラミック基板３１上の電子部品の電極は、電子部品の直下あるいはプリント配線３３等を介してセラミック基板３１を貫通する図６のスルーホール３５を通じて、セラミック基板３１の下面に設けられた図６、図７に示す下面電極３４に電気的に接続されている。
【００３６】
下面電極３４は、電子部品搭載基板３０の下面に設けられた導電性のパッド８０上に配置された下方に突出する突起状のピン電極８１を有しており、一方、配線基板７０には、配線パターンと共に、接続電極７１としての内面に導電性めっきが施されたスルーホール電極８６が設けられている。ピン電極８１は、金属ピンをはんだ又は導電性接着剤でパッド８０上に固定したものであり、突起部の長さは、スルーホール電極８６のスルーホールより短いものとされている。
【００３７】
以上の構成を備えた光モジュール１を、図１のように光接続および電気接続が切り離された状態から図２のように光接続および電気接続をした状態に組み立てる際には、まず、図１の配線基板７０上に固定された嵌合部材５０の開口部５１内に電子部品搭載基板３０を配置し、さらにその上から上部構造体５を嵌合部材５０に垂直に嵌め込む。
【００３８】
このとき、電子部品搭載基板３０の位置決めピン４２が上部構造体５の位置決め穴１１に挿入されて、電子部品搭載基板３０に対して上部構造体５が水平方向に所定の精度、たとえば３〜５μｍの精度で位置決めされると共に、保持部材６の側面が嵌合部材５０の側板部５３に規制されて、電子部品搭載基板３０が配線基板７０に対して間接的に水平方向に位置決めされる。これにより図６に示すように配線基板のスルーホール電極８６に対して電子部品搭載基板３０の下面のピン電極８１が位置合わせされる。
【００３９】
そして、嵌合部材５０の弾性により上部構造体５は下方に押圧され、これにより図７に示すように電子部品搭載基板３０のピン電極８１が配線基板７０のスルーホール電極８６に挿入されて接触し、電子部品搭載基板３０と配線基板７０とが電気的に接続され導通状態となる。
【００４０】
また、図１の電子部品搭載基板３０の位置決めピン４２が上部構造体５の位置決め穴１１に挿入されることにより、図５の断面図に示すように光ファイバ７の端面７ａと、光素子４０との水平方向の位置決めがされると共に、保持部材６の下面６ａと光素子搭載基板３０の壁部３２の上面３２ａとが当接することにより、光ファイバ７の端面７ａと、光素子４０との垂直方向の位置決めがされて、これらが光学的に接続される。
【００４１】
以上のようにして、光モジュール１は図２に示す状態で垂直方向へ電気的および光学的に接続され、光ファイバ７を通じて外部との間で伝送される光信号の送受信が可能な状態とされる。
【００４２】
そして、たとえば保守交換時などにおいては、上部構造体５を嵌合部材５０から垂直に抜き出すことで光接続を容易に切り離すことができ、次いで光素子搭載基板３０を垂直に取り出すことで電気接続を容易に切り離すことができる。
【００４３】
図８は、本発明の別の実施形態における電子部品搭載基板と配線基板との電気接続構造を示す断面図、図９は、図８の電子部品搭載基板と配線基板とを電気接続した状態を示す断面図である。なお、本実施形態における光モジュールは同図に示す構造以外の部分は上記した実施形態と同様でありその説明を省略する。
【００４４】
本実施形態では、配線基板７０の接続電極７１として、パッド８５上に突起状の導電性コイル８７を有しており、電子部品搭載基板３０の下面電極３４として平面状のパッド８０が設けられている。導電性コイル８７は、たとえば金属材を螺旋状に加工したものであり、はんだ又は導電性接着剤でパッド８５上に固定されている。
【００４５】
そして、本実施形態の光モジュールを光接続および電気接続をした状態に組み立てる際には、図１および図２の場合と同様に、配線基板７０上に固定された嵌合部材５０の開口部５１内に電子部品搭載基板３０を配置し、さらにその上から上部構造体５を嵌合部材５０に垂直に嵌め込む。
【００４６】
これにより嵌合部材５０の弾性によって上部構造体５と電子部品搭載基板３０は下方に押圧され、図９に示すように配線基板７０の導電性コイル８７が電子部品搭載基板３０のパッド８０に接触して垂直方向に収縮することで電子部品搭載基板３０と配線基板７０とが電気的に接続され導通状態となる。
【００４７】
図１０は、本発明の別の実施形態における電子部品搭載基板と配線基板との電気接続構造を示す断面図、図１１は、図１０の電子部品搭載基板と配線基板とを電気接続した状態を示す断面図である。なお、本実施形態における光モジュールは同図に示す構造以外の部分は上記した実施形態と同様でありその説明を省略する。
【００４８】
本実施形態では、電子部品搭載基板３０の下面電極３４として逆円錐状の導電性突起８２が形成されており、配線基板７０の接続電極７１として平面状のパッド８５が設けられている。導電性突起８２は、当該形状の金属製部材をはんだ又は導電性接着剤で基板に固定するか、あるいは、めっき等で基板上に析出させて形成することができる。
【００４９】
そして、本実施形態の光モジュールを光接続および電気接続をした状態に組み立てる際には、図１および図２の場合と同様に、配線基板７０上に固定された嵌合部材５０の開口部５１内に電子部品搭載基板３０を配置し、さらにその上から上部構造体５を嵌合部材５０に垂直に嵌め込む。
【００５０】
これにより嵌合部材５０の弾性によって上部構造体５と電子部品搭載基板３０は下方に押圧され、図１１に示すように電子部品搭載基板３０の導電性突起８２が配線基板７０のパッド８５に接触することで電子部品搭載基板３０と配線基板７０とが電気的に接続され導通状態となる。
【００５１】
図１２は、本発明の別の実施形態における電子部品搭載基板と配線基板との電気接続構造を示す断面図、図１３は、図１２の電子部品搭載基板と配線基板とを電気接続した状態を示す断面図である。なお、本実施形態における光モジュールは同図に示す構造以外の部分は上記した実施形態と同様でありその説明を省略する。
【００５２】
本実施形態では、電子部品搭載基板３０の下面電極３４としてパッド８０上に導電性を有する突起状の弾性体８３を有しており、配線基板７０の接続電極７１として平面状のパッド８５が設けられている。弾性体８３としては、エラストマーなどの弾性材料中に導電性粒子を含有するものを使用することができ、たとえば導電性接着剤でパッド８０上に固定されている。弾性体８３の形状は凸状であり、パッド８５と同程度の直径を有している。
【００５３】
そして、本実施形態の光モジュールを光接続および電気接続をした状態に組み立てる際には、図１および図２の場合と同様に、配線基板７０上に固定された嵌合部材５０の開口部５１内に電子部品搭載基板３０を配置し、さらにその上から上部構造体５を嵌合部材５０に垂直に嵌め込む。
【００５４】
これにより嵌合部材５０の弾性によって上部構造体５と電子部品搭載基板３０は下方に押圧され、図１３に示すように電子部品搭載基板３０の弾性体８３が配線基板７０のパッド８５に接触して垂直方向に圧縮変形することで電子部品搭載基板３０と配線基板７０とが電気的に接続され導通状態となる。
【００５５】
以上に、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において各種の変更が可能である。
【００５６】
たとえば、上記の実施形態では、装着体として嵌合部材５０を用いて上部構造体５を垂直方向へ着脱自在に装着し、電子部品搭載基板３０の光素子４０に対して上部構造体５の光伝送路を光学的に接続するようにしたが、このような機能を有する装着構造として、クランプスプリング、ネジ止め構造、板バネ構造、ラッチ構造、開閉式クランプスプリングなど、各種のものを用いることができる。
【００５７】
光素子４０として、レーザダイオードなどのＶＣＳＥＬ以外の面発光素子を用いてもよく、ＰＩＮフォトダイオード以外の面受光素子を用いるようにしてもよい。
【００５８】
光素子４０およびドライバ集積回路装置４１は、電子部品搭載基板３０にフリップチップ接続するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態における光モジュールを示す斜視図であり、光接続および電気接続を切り離した状態を示す。
【図２】図２は、図１の光モジュールにおける光接続および電気接続をした状態を示す斜視図である。
【図３】図３は、上部構造体の上側部材、光ファイバ、および下側部材の配置状態を示した図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図４】図４は、電子部品搭載基板の上面側斜視図である。
【図５】図５は、上部構造体と電子部品搭載基板とが光接続された状態を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態における電子部品搭載基板と配線基板との電気接続構造を示す断面図である。
【図７】図７は、図６の電子部品搭載基板と配線基板とを電気接続した状態を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の別の実施形態における電子部品搭載基板と配線基板との電気接続構造を示す断面図である。
【図９】図９は、図８の電子部品搭載基板と配線基板とを電気接続した状態を示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の別の実施形態における電子部品搭載基板と配線基板との電気接続構造を示す断面図である。
【図１１】図１１は、図１０の電子部品搭載基板と配線基板とを電気接続した状態を示す断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の別の実施形態における電子部品搭載基板と配線基板との電気接続構造を示す断面図である。
【図１３】図１３は、図１２の電子部品搭載基板と配線基板とを電気接続した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 光モジュール
５ 上部構造体
６ 保持部材
６ａ 下面
７ 光ファイバ
７ａ 端面
８ テープファイバ
１０ 上側部材
１１ 位置決め穴
１２ 肩部
２０ 下側部材
３０ 電子部品搭載基板
３１ セラミック基板
３２ 壁部
３２ａ 上面
３３ プリント配線
３４ 下面電極
３５ スルーホール
４０ 光素子
４１ ドライバ集積回路装置
４２ 位置決めピン
５０ 嵌合部材
５１ 開口部
５２ 突条部
５３ 側板部
６５ａ 外部側光軸
６５ｂ 光素子側光軸
７０ 配線基板
７１ 接続電極
８０ パッド
８１ ピン電極
８２ 突起電極
８３ 弾性体
８５ パッド
８６ スルーホール電極
８７ 導電性コイル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光を情報伝送媒体とする光通信分野においては、光ファイバ等により伝送される光信号を受信または送信するため、光信号と電気信号とを相互に変換する光素子を備えた光モジュールが用いられている。電気信号から光信号への変換には、垂直共振器表面発光レーザ（Vertical cavity surface-emitting Laser：ＶＣＳＥＬ）に代表される面発光素子が用いられ、光信号から電気信号への変換には、ＰＩＮフォトダイオードに代表される面受光素子が用いられており、これらの光素子は基板に対して電気的に接続され、光ファイバ等は光素子に対して光学的に接続される。
【０００３】
このような光モジュールは、配線基板（プリント配線板あるいはボード）上において光ファイバ等の光配線をする際の作業性や、保守交換の容易性などの点から、光ファイバ等の光伝送体がコネクタを介して着脱可能であることが望ましい。
【０００４】
また、光素子に光ファイバ等を着脱する場合、配線基板に対して水平方向に着脱する構造にすると、光素子を搭載した部品の周辺に光ファイバ等を着脱する作業用のスペースを設けざるを得ないことから、そのスペースには他の部品を実装できず、実装密度を上げられないという問題がある。したがって、光ファイバ等の着脱は配線基板に対して垂直方向に行うことができることが望ましい。
【０００５】
従来、このような要求に対応するものとして、光素子をその受発光面が配線基板に対して水平になるように搭載すると共に、光ファイバ等の端面に反射ミラー等を設けて光軸を垂直に変換したコネクタを用いることで、光ファイバ等と光素子とを垂直方向へ着脱自在に光学的に接続する光モジュールが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
しかし、光素子は、たとえばドライバ集積回路装置などを共に搭載した基板あるいはパッケージ等の部品全体として配線基板上に実装され、このような部品を配線基板上のパッドに対して電気的に接続する形態として一般的なものとしてはＢＧＡ（Ball Grid Array）などのはんだボールのリフローによる接続などがあるが、このようなはんだ接続による方法では、多くの他の部品が実装されている配線基板上において光素子を搭載した部品に修理交換が必要となったときに、当該部品の交換が困難であり、あるいは交換作業が煩雑になるという問題があった。
【０００７】
このように、保守交換等の作業性および配線基板上の実装密度の確保の点から、光接続のみならず電気接続も配線基板に対して垂直に着脱でき、しかも容易に着脱できる構造が望まれていた。さらに、実装密度の向上等の点から光モジュール自体のさらなる小型化も望まれており、これらの要求を満足する製品を低コストで製造することも望まれている。
【０００８】
このような課題を解決するものとして、本発明者等は、外部側の光軸と光素子側の光軸とが互いに垂直となる連続した光伝送路を形成する光伝送体および当該光伝送体を保持する保持部材を備えた上部構造体と、光素子を含む電子部品が上面に搭載されると共にスルーホールを通じて電子部品の電極に電気的に接続されたパッドが下面に設けられた電子部品搭載基板と、異方導電性シートとを、配線基板上に設置されたクランプスプリングなどの装着体によって押圧して固定することにより電子部品搭載基板の光素子に対して上部構造体の光伝送路を光学的に接続すると共に電子部品搭載基板の下面のパッドと配線基板の上面のパッドとを異方導電性シートを介して電気的に接続する構造の光モジュールを提案している（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００６−６５３５８号公報
【特許文献２】特願２００７−２１７５７４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の光モジュールによれば、大幅な小型化が可能であると共に、光接続と電気接続の両方を配線基板面に対して垂直に着脱することが可能であるが、電気接続構造の簡素化などにおいて更なる改善の余地があった。
【００１０】
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、大幅に小型化され、光接続と電気接続の両方を配線基板面に対して垂直に着脱することができると共に、安定な電気接続を簡易な構造で可能とする光モジュールを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下のことを特徴としている。
【００１２】
第１に、本発明の光モジュールは、光信号を伝送する光伝送路と、光信号を電気信号に変換し、または電気信号を光信号に変換する光素子とを光学的に接続する光モジュールであって、光伝送体および当該光伝送体を保持する保持部材を備えた上部構造体と、配線パターンおよび接続電極が設けられた配線基板と、配線基板上に配置され、光素子を含む電子部品が上面に搭載されると共に電子部品の電極に電気的に接続される下面電極が下面に設けられた電子部品搭載基板と、上部構造体と電子部品搭載基板とを配線基板上に垂直方向へ押圧して固定することにより、電子部品搭載基板の光素子に対して上部構造体の光伝送路を光学的に接続すると共に電子部品搭載基板の下面電極と配線基板の接続電極とを接触させて電気的に接続する装着体とを備えており、電子部品搭載基板の下面電極と配線基板の接続電極のいずれか一方が突起状に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
第２に、上記第１の光モジュールにおいて、電子部品搭載基板の下面電極は突起状のピン電極であり、配線基板の接続電極はスルーホール電極であり、装着体による垂直方向への押圧によって電子部品搭載基板のピン電極が配線基板のスルーホール電極に挿入されることにより電子部品搭載基板と配線基板とが電気的に接続されることを特徴とする。
【００１４】
第３に、上記第１の光モジュールにおいて、配線基板の接続電極は、パッド上に突起状の導電性コイルを有しており、装着体による垂直方向への押圧によって導電性コイルが変形して電子部品搭載基板の下面電極に接触することにより電子部品搭載基板と配線基板とが電気的に接続されることを特徴とする。
【００１５】
第４に、上記第１の光モジュールにおいて、電子部品搭載基板の下面電極は逆円錐状の導電性突起が形成されており、装着体による垂直方向への押圧によって導電性突起が配線基板の接続電極に接触することにより電子部品搭載基板と配線基板とが電気的に接続されることを特徴とする。
【００１６】
第５に、上記第１の光モジュールにおいて、電子部品搭載基板の下面電極と配線基板の接続電極のいずれか一方は、パッド上に導電性を有する突起状の弾性体を有しており、装着体による垂直方向への押圧によって突起状の弾性体が変形して他方の電極に接触することにより電子部品搭載基板と配線基板とが電気的に接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
上記第１〜第５の発明によれば、光接続と電気接続の両方を配線基板面に対して垂直に着脱することができ、保守交換等の際に光学的にも電気的にも切り離しが可能であるため、保守交換等が容易であり、さらに、電子部品搭載基板が配置される周囲に着脱のための作業用のスペースを設ける必要がなく、配線基板上の実装密度を上げることができると共に、高密度に部品が実装されている中で、ユーザが配線基板上に光モジュールを配置する場所の選択性、拡張性を高めることができる。そして、上記の構造とすることで光モジュールを全体として大幅に小型化することができ、低コストで光モジュールを製造することができる。
【００１８】
さらに、電子部品搭載基板の下面電極と配線基板の接続電極のいずれか一方を突起状に形成し、電子部品搭載基板の下面電極と配線基板の接続電極とを異方導電性シートを介在させず直接に接触させて電気的に接続するようにしたので、電気接続構造を簡素化することができ、さらに光モジュールの動作時において安定な電気接続を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本明細書において、「光伝送体」には、ガラス製、樹脂製等の光ファイバ、樹脂製等の光導波路などが含まれる。以下の実施形態では光ファイバを用いた例を説明するが、本発明において適用される光伝送体はこれに限定されるものではなく、光導波路等のように、光伝送路を構成する各種のものを適用することができる。
【００２０】
本明細書において、「光素子」には、単一の受発光面を有するものの他、複数の受発光面がアレイ状等に配置された一体のものが含まれる。光素子の具体例としては、ＶＣＳＥＬなどの面発光素子、ＰＩＮフォトダイオードなどの面受光素子が挙げられるが、これらの面発光素子および／または面受光素子の受発光面がアレイ状に配置された一体のものであってもよい。
【００２１】
また、本発明の光モジュールは、たとえば１０Ｇｂｐｓの大容量通信を行う小型モジュールなどを対象としている。
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１および図２は、本発明の一実施形態における光モジュールを示す斜視図であり、図１は光接続および電気接続を切り離した状態、図２は光接続および電気接続をした状態を示している。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の光モジュール１は、光ファイバ７が保持部材６により保持された上部構造体５と、光素子４０を搭載した電子部品搭載基板３０と、配線基板７０（プリント配線板あるいはボード）と、配線基板７０上に固定された嵌合部材５０とを備えている。
【００２４】
この光モジュール１は、配線基板７０上の嵌合部材５０内の開口部５１に電子部品搭載基板３０を配置し、さらにその上から上部構造体５を垂直に嵌め込んで図２に示すように装着することにより、上部構造体５の光ファイバ７と電子部品搭載基板３０の光素子４０が光学的に接続し、電子部品搭載基板３０と配線基板７０が電気的に接続されるようになっている。図２に示す装着状態の光モジュール１は、全体として、たとえば幅１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ６．４ｍｍのコンパクトなサイズのモジュールを構成している。
【００２５】
上部構造体５は、図３（ａ）および図３（ｂ）にも示すように、樹脂製の保持部材６の背面から、複数本（本実施形態では１２本）の光ファイバ７が並列したテープファイバ８が保持部材６内に水平に入り込み、保持部材６内で光ファイバ７が円弧状に曲げられて光ファイバ７の端面７ａが保持部材６の下面から垂直に露出した構造を有している。
【００２６】
図１に示すように、保持部材６の上面における光ファイバ７と平行な両側周縁部には、当該周縁部に沿ってテーパ面を成す一対の肩部１２が設けられており、図１の嵌合部材５０内に嵌め込んで装着したときに嵌合部材５０の上部に設けられた一対の突条部５２が保持部材６の肩部１２に当接して下方に押圧するようになっている。
【００２７】
また、図１に示すように、保持部材６には２つの位置決め穴１１が設けられており、図１の嵌合部材５０内に嵌め込んで装着したときに、電子部品搭載基板３０に立設された位置決めピン４２が保持部材６の位置決め穴１１に挿入されて上部構造体５と電子部品搭載基板３０とが水平方向に位置決めされるようになっている。
【００２８】
保持部材６は、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように上側部材１０と下側部材２０とから構成されており、上側部材１０と下側部材２０によって光ファイバ７を挟み込んで保持するようになっている。上側部材１０の下面側には光ファイバ７の円弧形状に対応した曲面上に、たとえば断面Ｖ字状などのガイド溝が平行に設けられており、これらのガイド溝のそれぞれに光ファイバ７が１本ずつ配置され案内されるようになっている。一方、下側部材２０の上面側には光ファイバ７の円弧形状に対応した曲面を成す光ファイバ保持面が設けられており、上側部材１０と下側部材２０によって光ファイバ７を挟み込むことにより、上側部材１０のガイド溝と下側部材２０の光ファイバ保持面との間で光ファイバ７を円弧状に曲げられた状態で保持するようになっている。
【００２９】
光ファイバ７の外部側光軸６５ａと光素子側光軸６５ｂとの間の円弧部分の曲率半径Ｒは、好ましくは５ｍｍ以下、より好ましくは１〜３ｍｍである。このように円弧部分の曲率半径は非常に小さく、上部構造体５の上下方向が低背化され、かつ、水平方向も小型化されている。光ファイバ７としては、たとえば直径８０μｍのガラスファイバを用いることができる。
【００３０】
図４は、電子部品搭載基板の上面側斜視図、図５は、上部構造体と電子部品搭載基板とが光接続された状態を示す断面図である。図６および図７は、電子部品搭載基板と配線基板との電気接続構造を示す断面図であり、図６は電気接続前、図７は電気接続後の状態を示している。
【００３１】
図４に示すように、電子部品搭載基板３０は、外周部に沿って壁部３２が立設された箱状のセラミック基板３１を備えており、セラミック基板３１上の前方側の位置には光ファイバ７と同数の受発光面が並んで配置された光素子４０が搭載されている。
【００３２】
電子部品搭載基板３０は、壁部３２に囲まれたキャビティ内に光素子４０、ドライバ集積回路装置４１などの電子部品を搭載している。
【００３３】
光素子４０は、面発光素子のＶＣＳＥＬと面受光素子のＰＩＮフォトダイオードから構成されている。壁部３２の上面３２ａは光学的基準面を構成しており、上部構造体５の下面に当接することにより、図５に示すように光ファイバ７の端面７ａと光素子４０とが垂直方向に位置決めされる。
【００３４】
なお、図４に示すように、セラミック基板３１上における光素子４０の両側の位置には突出高さ２ｍｍ、突出部分の直径０．７ｍｍの一対の位置決めピン４２が立設されており、これらの位置決めピン４２が上部構造体５の位置決め穴１１に挿入されることにより電子部品搭載基板３０と上部構造体５が水平方向に位置決めされるようになっている。
【００３５】
セラミック基板３１上における光素子４０の後方には、光素子４０のドライバ集積回路装置４１が搭載されており、光素子４０とドライバ集積回路装置４１はボンディングワイヤによって接続されている。その他、セラミック基板３１上には他の電子部品が搭載されていると共に、セラミック基板３１上の電子部品の電極は、電子部品の直下あるいはプリント配線３３等を介してセラミック基板３１を貫通する図６のスルーホール３５を通じて、セラミック基板３１の下面に設けられた図６、図７に示す下面電極３４に電気的に接続されている。
【００３６】
下面電極３４は、電子部品搭載基板３０の下面に設けられた導電性のパッド８０上に配置された下方に突出する突起状のピン電極８１を有しており、一方、配線基板７０には、配線パターンと共に、接続電極７１としての内面に導電性めっきが施されたスルーホール電極８６が設けられている。ピン電極８１は、金属ピンをはんだ又は導電性接着剤でパッド８０上に固定したものであり、突起部の長さは、スルーホール電極８６のスルーホールより短いものとされている。
【００３７】
以上の構成を備えた光モジュール１を、図１のように光接続および電気接続が切り離された状態から図２のように光接続および電気接続をした状態に組み立てる際には、まず、図１の配線基板７０上に固定された嵌合部材５０の開口部５１内に電子部品搭載基板３０を配置し、さらにその上から上部構造体５を嵌合部材５０に垂直に嵌め込む。
【００３８】
このとき、電子部品搭載基板３０の位置決めピン４２が上部構造体５の位置決め穴１１に挿入されて、電子部品搭載基板３０に対して上部構造体５が水平方向に所定の精度、たとえば３〜５μｍの精度で位置決めされると共に、保持部材６の側面が嵌合部材５０の側板部５３に規制されて、電子部品搭載基板３０が配線基板７０に対して間接的に水平方向に位置決めされる。これにより図６に示すように配線基板のスルーホール電極８６に対して電子部品搭載基板３０の下面のピン電極８１が位置合わせされる。
【００３９】
そして、嵌合部材５０の弾性により上部構造体５は下方に押圧され、これにより図７に示すように電子部品搭載基板３０のピン電極８１が配線基板７０のスルーホール電極８６に挿入されて接触し、電子部品搭載基板３０と配線基板７０とが電気的に接続され導通状態となる。
【００４０】
また、図１の電子部品搭載基板３０の位置決めピン４２が上部構造体５の位置決め穴１１に挿入されることにより、図５の断面図に示すように光ファイバ７の端面７ａと、光素子４０との水平方向の位置決めがされると共に、保持部材６の下面６ａと光素子搭載基板３０の壁部３２の上面３２ａとが当接することにより、光ファイバ７の端面７ａと、光素子４０との垂直方向の位置決めがされて、これらが光学的に接続される。
【００４１】
以上のようにして、光モジュール１は図２に示す状態で垂直方向へ電気的および光学的に接続され、光ファイバ７を通じて外部との間で伝送される光信号の送受信が可能な状態とされる。
【００４２】
そして、たとえば保守交換時などにおいては、上部構造体５を嵌合部材５０から垂直に抜き出すことで光接続を容易に切り離すことができ、次いで光素子搭載基板３０を垂直に取り出すことで電気接続を容易に切り離すことができる。
【００４３】
図８は、本発明の別の実施形態における電子部品搭載基板と配線基板との電気接続構造を示す断面図、図９は、図８の電子部品搭載基板と配線基板とを電気接続した状態を示す断面図である。なお、本実施形態における光モジュールは同図に示す構造以外の部分は上記した実施形態と同様でありその説明を省略する。
【００４４】
本実施形態では、配線基板７０の接続電極７１として、パッド８５上に突起状の導電性コイル８７を有しており、電子部品搭載基板３０の下面電極３４として平面状のパッド８０が設けられている。導電性コイル８７は、たとえば金属材を螺旋状に加工したものであり、はんだ又は導電性接着剤でパッド８５上に固定されている。
【００４５】
そして、本実施形態の光モジュールを光接続および電気接続をした状態に組み立てる際には、図１および図２の場合と同様に、配線基板７０上に固定された嵌合部材５０の開口部５１内に電子部品搭載基板３０を配置し、さらにその上から上部構造体５を嵌合部材５０に垂直に嵌め込む。
【００４６】
これにより嵌合部材５０の弾性によって上部構造体５と電子部品搭載基板３０は下方に押圧され、図９に示すように配線基板７０の導電性コイル８７が電子部品搭載基板３０のパッド８０に接触して垂直方向に収縮することで電子部品搭載基板３０と配線基板７０とが電気的に接続され導通状態となる。
【００４７】
図１０は、本発明の別の実施形態における電子部品搭載基板と配線基板との電気接続構造を示す断面図、図１１は、図１０の電子部品搭載基板と配線基板とを電気接続した状態を示す断面図である。なお、本実施形態における光モジュールは同図に示す構造以外の部分は上記した実施形態と同様でありその説明を省略する。
【００４８】
本実施形態では、電子部品搭載基板３０の下面電極３４として逆円錐状の導電性突起８２が形成されており、配線基板７０の接続電極７１として平面状のパッド８５が設けられている。導電性突起８２は、当該形状の金属製部材をはんだ又は導電性接着剤で基板に固定するか、あるいは、めっき等で基板上に析出させて形成することができる。
【００４９】
そして、本実施形態の光モジュールを光接続および電気接続をした状態に組み立てる際には、図１および図２の場合と同様に、配線基板７０上に固定された嵌合部材５０の開口部５１内に電子部品搭載基板３０を配置し、さらにその上から上部構造体５を嵌合部材５０に垂直に嵌め込む。
【００５０】
これにより嵌合部材５０の弾性によって上部構造体５と電子部品搭載基板３０は下方に押圧され、図１１に示すように電子部品搭載基板３０の導電性突起８２が配線基板７０のパッド８５に接触することで電子部品搭載基板３０と配線基板７０とが電気的に接続され導通状態となる。
【００５１】
図１２は、本発明の別の実施形態における電子部品搭載基板と配線基板との電気接続構造を示す断面図、図１３は、図１２の電子部品搭載基板と配線基板とを電気接続した状態を示す断面図である。なお、本実施形態における光モジュールは同図に示す構造以外の部分は上記した実施形態と同様でありその説明を省略する。
【００５２】
本実施形態では、電子部品搭載基板３０の下面電極３４としてパッド８０上に導電性を有する突起状の弾性体８３を有しており、配線基板７０の接続電極７１として平面状のパッド８５が設けられている。弾性体８３としては、エラストマーなどの弾性材料中に導電性粒子を含有するものを使用することができ、たとえば導電性接着剤でパッド８０上に固定されている。弾性体８３の形状は凸状であり、パッド８５と同程度の直径を有している。
【００５３】
そして、本実施形態の光モジュールを光接続および電気接続をした状態に組み立てる際には、図１および図２の場合と同様に、配線基板７０上に固定された嵌合部材５０の開口部５１内に電子部品搭載基板３０を配置し、さらにその上から上部構造体５を嵌合部材５０に垂直に嵌め込む。
【００５４】
これにより嵌合部材５０の弾性によって上部構造体５と電子部品搭載基板３０は下方に押圧され、図１３に示すように電子部品搭載基板３０の弾性体８３が配線基板７０のパッド８５に接触して垂直方向に圧縮変形することで電子部品搭載基板３０と配線基板７０とが電気的に接続され導通状態となる。
【００５５】
以上に、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において各種の変更が可能である。
【００５６】
たとえば、上記の実施形態では、装着体として嵌合部材５０を用いて上部構造体５を垂直方向へ着脱自在に装着し、電子部品搭載基板３０の光素子４０に対して上部構造体５の光伝送路を光学的に接続するようにしたが、このような機能を有する装着構造として、クランプスプリング、ネジ止め構造、板バネ構造、ラッチ構造、開閉式クランプスプリングなど、各種のものを用いることができる。
【００５７】
光素子４０として、レーザダイオードなどのＶＣＳＥＬ以外の面発光素子を用いてもよく、ＰＩＮフォトダイオード以外の面受光素子を用いるようにしてもよい。
【００５８】
光素子４０およびドライバ集積回路装置４１は、電子部品搭載基板３０にフリップチップ接続するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態における光モジュールを示す斜視図であり、光接続および電気接続を切り離した状態を示す。
【図２】図２は、図１の光モジュールにおける光接続および電気接続をした状態を示す斜視図である。
【図３】図３は、上部構造体の上側部材、光ファイバ、および下側部材の配置状態を示した図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図４】図４は、電子部品搭載基板の上面側斜視図である。
【図５】図５は、上部構造体と電子部品搭載基板とが光接続された状態を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態における電子部品搭載基板と配線基板との電気接続構造を示す断面図である。
【図７】図７は、図６の電子部品搭載基板と配線基板とを電気接続した状態を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の別の実施形態における電子部品搭載基板と配線基板との電気接続構造を示す断面図である。
【図９】図９は、図８の電子部品搭載基板と配線基板とを電気接続した状態を示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の別の実施形態における電子部品搭載基板と配線基板との電気接続構造を示す断面図である。
【図１１】図１１は、図１０の電子部品搭載基板と配線基板とを電気接続した状態を示す断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の別の実施形態における電子部品搭載基板と配線基板との電気接続構造を示す断面図である。
【図１３】図１３は、図１２の電子部品搭載基板と配線基板とを電気接続した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 光モジュール
５ 上部構造体
６ 保持部材
６ａ 下面
７ 光ファイバ
７ａ 端面
８ テープファイバ
１０ 上側部材
１１ 位置決め穴
１２ 肩部
２０ 下側部材
３０ 電子部品搭載基板
３１ セラミック基板
３２ 壁部
３２ａ 上面
３３ プリント配線
３４ 下面電極
３５ スルーホール
４０ 光素子
４１ ドライバ集積回路装置
４２ 位置決めピン
５０ 嵌合部材
５１ 開口部
５２ 突条部
５３ 側板部
６５ａ 外部側光軸
６５ｂ 光素子側光軸
７０ 配線基板
７１ 接続電極
８０ パッド
８１ ピン電極
８２ 突起電極
８３ 弾性体
８５ パッド
８６ スルーホール電極
８７ 導電性コイル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を伝送する光伝送路と、光信号を電気信号に変換し、または電気信号を光信号に変換する光素子とを光学的に接続する光モジュールであって、光伝送体および当該光伝送体を保持する保持部材を備えた上部構造体と、配線パターンおよび接続電極が設けられた配線基板と、配線基板上に配置され、光素子を含む電子部品が上面に搭載されると共に電子部品の電極に電気的に接続される下面電極が下面に設けられた電子部品搭載基板と、上部構造体と電子部品搭載基板とを配線基板上に垂直方向へ押圧して固定することにより、電子部品搭載基板の光素子に対して上部構造体の光伝送路を光学的に接続すると共に電子部品搭載基板の下面電極と配線基板の接続電極とを接触させて電気的に接続する装着体とを備えており、電子部品搭載基板の下面電極と配線基板の接続電極のいずれか一方が突起状に形成されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
電子部品搭載基板の下面電極は突起状のピン電極であり、配線基板の接続電極はスルーホール電極であり、装着体による垂直方向への押圧によって電子部品搭載基板のピン電極が配線基板のスルーホール電極に挿入されることにより電子部品搭載基板と配線基板とが電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
配線基板の接続電極は、パッド上に突起状の導電性コイルを有しており、装着体による垂直方向への押圧によって導電性コイルが変形して電子部品搭載基板の下面電極に接触することにより電子部品搭載基板と配線基板とが電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項４】
電子部品搭載基板の下面電極は逆円錐状の導電性突起が形成されており、装着体による垂直方向への押圧によって導電性突起が配線基板の接続電極に接触することにより電子部品搭載基板と配線基板とが電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項５】
電子部品搭載基板の下面電極と配線基板の接続電極のいずれか一方は、パッド上に導電性を有する突起状の弾性体を有しており、装着体による垂直方向への押圧によって突起状の弾性体が変形して他方の電極に接触することにより電子部品搭載基板と配線基板とが電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項１】
光信号を伝送する光伝送路と、光信号を電気信号に変換し、または電気信号を光信号に変換する光素子とを光学的に接続する光モジュールであって、光伝送体および当該光伝送体を保持する保持部材を備えた上部構造体と、配線パターンおよび接続電極が設けられた配線基板と、配線基板上に配置され、光素子を含む電子部品が上面に搭載されると共に電子部品の電極に電気的に接続される下面電極が下面に設けられた電子部品搭載基板と、上部構造体と電子部品搭載基板とを配線基板上に垂直方向へ押圧して固定することにより、電子部品搭載基板の光素子に対して上部構造体の光伝送路を光学的に接続すると共に電子部品搭載基板の下面電極と配線基板の接続電極とを接触させて電気的に接続する装着体とを備えており、電子部品搭載基板の下面電極と配線基板の接続電極のいずれか一方が突起状に形成されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
電子部品搭載基板の下面電極は突起状のピン電極であり、配線基板の接続電極はスルーホール電極であり、装着体による垂直方向への押圧によって電子部品搭載基板のピン電極が配線基板のスルーホール電極に挿入されることにより電子部品搭載基板と配線基板とが電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
配線基板の接続電極は、パッド上に突起状の導電性コイルを有しており、装着体による垂直方向への押圧によって導電性コイルが変形して電子部品搭載基板の下面電極に接触することにより電子部品搭載基板と配線基板とが電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項４】
電子部品搭載基板の下面電極は逆円錐状の導電性突起が形成されており、装着体による垂直方向への押圧によって導電性突起が配線基板の接続電極に接触することにより電子部品搭載基板と配線基板とが電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項５】
電子部品搭載基板の下面電極と配線基板の接続電極のいずれか一方は、パッド上に導電性を有する突起状の弾性体を有しており、装着体による垂直方向への押圧によって突起状の弾性体が変形して他方の電極に接触することにより電子部品搭載基板と配線基板とが電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−１９８９２１（Ｐ２００９−１９８９２１Ａ）
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４２２０１（Ｐ２００８−４２２０１）
【出願日】平成２０年２月２２日（２００８．２．２２）
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【出願人】（００００００１５８）イビデン株式会社 (856)
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【出願人】（３９０００５０４９）ヒロセ電機株式会社 (383)
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２２日（２００８．２．２２）
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【出願人】（００００００１５８）イビデン株式会社 (856)
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【出願人】（３９０００５０４９）ヒロセ電機株式会社 (383)
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]