光模块和光插座的制作方法

本实用新型涉及向保持于光连接器的光纤发送光信号或者接收来自光纤的光信号的光模块和光插座。

背景技术：

伴随近年的数据通信量的增加，实现了能传送40Gbit/s或者100Gbit/s这样的高速信号的光传输系统。作为这种高速的光传输系统的光接口，“CFP(Centumgigabit Form Factor Pluggable)”等小型的光收发器得到标准化。光收发器中采用了TOSA(Transmitter Optical Sub-Assembly)和ROSA(Receiver Optical Sub-Assembly)等光模块。

图1是说明相关技术的光模块的结构的图，光模块由金属箱体11、电气接口12和光插座部13构成。光插座部13由箱体侧金属保持件14、连接器侧金属保持件15、光纤插芯17和凸缘16构成。图1是相关技术的光模块的立体图，图2是侧视图。

图3是相关技术的光模块的光插座部13的剖视图。如图1所示，光模块包括：金属箱体11，封入有半导体激光器(TOSA的情况)和光电二极管(ROSA的情况)等光器件、进行信号处理的IC等；电气接口12，与半导体激光器、光电二极管、IC之间收发电信号；以及光插座部13，连接光连接器。

图3所示的作为光插座发挥功能的光插座部13包括：箱体侧金属保持件14，与箱体连接，保持光纤插芯17；光纤插芯17，在插芯套管17’的中心部具有光波导21，进行被连接的光连接器(未图示)和金属箱体11内的光器件的光连接；连接器侧金属保持件15，与箱体侧金属保持件14隔开间隙设置，保持光纤插芯17。连接器侧金属保持件15包括：插芯保持件18，保持光纤插芯17；陶瓷套管22，插入插芯保持件18和光纤插芯17之间形成的间隙，嵌入有光连接器的套管(未图示)；金属制的套管壳19，将陶瓷套管22包在内部，固定在插芯保持件18上；以及 凸缘16，是设置在套管壳19上的突起部。光纤插芯17的插芯套管17’例如由氧化锆和塑料等具有相应强度的绝缘性的材料形成。

通过将设于连接器侧金属保持件15的套管壳19的凸缘16部分作为基准与光收发器的封装结构100嵌合，光模块被固定于光收发器的封装结构。通过将光连接器所具备的夹持光纤的套管(未图示)插入连接器侧金属保持件15的陶瓷套管22内部，使所述套管的前端与光纤插芯17的一端光学性连接，由此保持于光连接器的光纤(未图示)和金属箱体11内的光器件光学性连接，成为能进行光信号的收发。

从抗电磁干扰和静电放电的对策的观点出发，光模块的箱体为金属或实施了金属化的陶瓷制品，并且为了电稳定性而接地。另一方面，光收发器的封装结构通常不接地而是成为浮动电位。

与所述封装结构嵌合的凸缘16以及连接器侧金属保持件15，除了陶瓷套管22以外由金属性材料构成，因此成为和光收发器的封装结构100相同的电位(浮动电位)。为了使因来自外部的电磁波和静电引起的噪声不影响金属箱体11内的半导体激光器、光电二极管和IC，箱体侧金属保持件14和连接器侧金属保持件15分开，通过绝缘性的光纤插芯17连接并固定它们。

现有技术文献

专利文献1：日本专利公开公报特开2009-103988号

如上所述，光模块通过凸缘16固定在光收发器上。在光收发器内，光模块的电气接口12与光收发器内部的信号处理电路连接，根据安装方式的不同，有时光模块的金属箱体11上受到来自单向的负荷。例如，在图2中，金属箱体11上可能作用朝向图中的下方或者上方的负荷。

在该情况下，在图2和图3中，实用新型人发现了，位于箱体侧金属保持件14和连接器侧金属保持件15之间形成的间隙的光纤插芯17上，产生了集中性的应力。此外，存在下述问题：存在因所述光纤插芯17上产生集中应力而导致光纤插芯17断裂的可能性。

技术实现要素：

为了解决所述的问题，本实用新型的目的是通过增强强度来防止光模块的箱体侧金属保持件与连接器侧金属保持件之间形成的间隙导致的断裂的发生。

为了达成所述的目的，本实用新型用绝缘性构件堵住光模块的箱体侧金属保持件和连接器侧金属保持件之间形成的间隙。

具体地说，本实用新型提供一种光模块，其包括内置有光电转换元件的金属箱体和光插座，所述光插座包括：光纤插芯；箱体侧金属保持件，保持所述光纤插芯，安装于所述金属箱体；连接器侧金属保持件，插入有所述光纤插芯，以与所述箱体侧金属保持件不接触且与所述箱体侧金属保持件之间形成间隙的方式保持所述光纤插芯；以及绝缘部，以用绝缘性构件堵住所述间隙的方式形成。

在本实用新型的光模块中，优选的是，所述绝缘部以用热固性树脂或紫外线固化性树脂堵住所述间隙的方式形成。

在本实用新型的光模块中，优选的是，所述绝缘部以用陶瓷堵住所述间隙的方式形成。

在本实用新型的光模块中，优选的是，所述光纤插芯具有预先形成的突起形状的突起部分，所述绝缘部以用所述光纤插芯的所述突起部分堵住所述间隙的方式形成。

在本实用新型的光模块中，优选的是，圆筒状的绝缘性保持件以覆盖的方式封闭所述箱体侧金属保持件和所述连接器侧金属保持件之间形成的所述间隙。

具体地说，本实用新型还提供一种光插座，其包括：光纤插芯；箱体侧金属保持件，保持所述光纤插芯，安装于内置有光电转换元件的金属箱体；连接器侧金属保持件，插入有所述光纤插芯，以与所述箱体侧金属保持件不接触且与所述箱体侧金属保持件之间形成间隙的方式保持所述光纤插芯；以及绝缘部，以用绝缘性构件堵住所述间隙的方式形成。

另外，可以尽可能地组合所述各实用新型。

按照本实用新型，可以通过增强强度来防止光模块的箱体侧金属保 持件和连接器侧金属保持件之间形成的间隙处发生断裂。

附图说明

图1表示相关技术的光模块的立体方向的结构图的一个例子。

图2表示相关技术的光模块的侧面方向的结构图的一个例子。

图3表示相关技术的光模块的光插座部的剖视图的一个例子。

图4表示第一实施方式的光模块的结构图的一个例子。

图5表示第二实施方式的光模块的结构图的一个例子。

图6表示第三实施方式的光模块的结构图的一个例子。

图7表示本实用新型的实施方式的光模块的实验示例的一个例子。

附图标记说明

11，51：金属箱体

12：电气接口

13，23，33，43：光插座部

14，24，34，44，54：箱体侧金属保持件

15，25，35，45，55：连接器侧金属保持件

16，26，36，46，56：凸缘

17，27，37，47：光纤插芯

18，28，38，48：插芯保持件

19，29，39，49：套管壳

20：热固性树脂

21：光波导

22：陶瓷套管

30：绝缘性构件

41：绝缘性保持件

50：固定构件

100：封装结构

具体实施方式

以下，参照附图具体说明本实用新型的实施方式。另外，本实用新型不限于以下所示的实施方式。这些实施方式只不过是示例，本领域技术人员可以对本实用新型实施各种变形、改良。另外，在本说明书和附图中，附图标记相同的结构构件，表示彼此相同的构件。

(第一实施方式)

图4是说明本实用新型的第一实施方式的光模块结构的图，是作为光插座发挥功能的光插座部23的剖视图。与图1～3所示的相关技术的光模块同样地，光模块包括：金属箱体，封入有半导体激光器和光电二极管等光器件、进行信号处理的IC等；电气接口，与半导体激光器、光电二极管、IC之间收发电信号；以及光插座部23，连接光连接器。

光插座部23包括：箱体侧金属保持件24，与金属箱体连接，保持光纤插芯27；光纤插芯27，在插芯套管27’的中心部具有光波导21，进行被连接的光连接器(未图示)与金属箱体内的光器件的光连接；连接器侧金属保持件25，与箱体侧金属保持件24电绝缘，保持光纤插芯27；以及绝缘性构件30，填充在箱体侧金属保持件24与连接器侧金属保持件25之间形成的间隙。连接器侧金属保持件25包括：插芯保持件28，保持光纤插芯27；陶瓷套管22，插入插芯保持件28和光纤插芯27之间形成的间隙，嵌入光连接器的套管(未图示)；金属制的套管壳29，将陶瓷套管22包在内部，固定在插芯保持件28上；以及凸缘26，是设置在套管壳29上的突起部。

这样，按照第一实施方式的光模块，由于在箱体侧金属保持件24和连接器侧金属保持件25之间填充连接有绝缘性构件30，因此两金属保持件的一体性得到提高，能够避免应力集中在光纤插芯27上。此外，依然能够确保箱体侧金属保持件24和连接器侧金属保持件25之间的绝缘性。

作为在第一实施方式中使用的绝缘性构件30，可以使用各种材料和结构的构件。例如，作为绝缘性构件30，可以使用热固性的绝缘性树脂。以下，说明采用热固性树脂作为绝缘性构件30情况下的光模块的制造方法。

首先，制造图1和图2所示的箱体侧金属保持件24和连接器侧金属 保持件25之间设有间隙的光模块。接着，把热固性树脂放入注射器，使用分配器(dispenser)把热固性树脂吐出到间隙附近。

热固性树脂利用毛细管现象被吸进注入到间隙中。这样，用热固性树脂填充间隙后，通过以适当的温度和时间对光模块进行加热处理使热固性树脂固化，由此完成第一实施方式的光模块。另外，作为绝缘性构件30，也可以采用紫外线固化性绝缘性树脂。在该情况下，在间隙中填充紫外线固化性绝缘性树脂后，对所述间隙仅照射适当时间的紫外线使绝缘性树脂固化即可。

可以在光插座部23单体的状态下进行所述安装，使用间隙中填充了绝缘性构件30的光插座部23完成光模块。作为绝缘性构件30，除了所述的例子以外，还可以使用例如预先加工为适当尺寸的、环状的陶瓷环。

“适当尺寸”例如是指，与设于箱体侧金属保持件24和连接器侧金属保持件25之间的间隙基本相同程度的厚度，此外绝缘性构件30的内径与光纤插芯27的外径大致相同，外径与箱体侧金属保持件24或者连接器侧金属保持件25的外径相同，形成外观为甜甜圈形状的环。

可以如下所述地制造使用这种陶瓷环作为绝缘性构件30的光模块。首先，在箱体侧金属保持件24的内部插入并固定光纤插芯27。向箱体侧金属保持件24的开放端安装陶瓷环后，将突出的光纤插芯27插入插芯保持件28。将陶瓷套管22插入插芯保持件28和光纤插芯27之间形成的间隙，最后插入并固定套管壳29。

通过这样做，完成使用了陶瓷环作为绝缘性构件30的、第一实施方式的光插座部23。将所述光插座部23与内置有半导体激光器、光电二极管、IC的金属箱体光连接，通过YAG焊接等点焊把光插座部23和金属箱体连接，完成光模块。

从图4可知，第一实施方式的光模块与相关技术的光模块在外观上没有太大区别，相比于相关技术的光模块，不会损害安装上的互换性。此外，通过追加少量构件或工序，能够大幅缓和将光模块安装到光收发器时产生的、对光纤插芯27的应力集中，由此能够防止光纤插芯27的断裂。

(第二实施方式)

图5是说明本实用新型的第二实施方式的光模块结构的图，是光插座部33的剖视图。本实用新型的实施方式的光模块，在设置在光纤插芯37上的突起部填充箱体侧金属保持件34和连接器侧金属保持件35之间形成的间隙这一点上，与第一实施方式公开的光模块不同。除此以外与第一实施方式相同，省略具体的说明。

在本实施方式的光模块中，取代相关技术的光纤插芯17，采用外周设有圆盘状的突起部的光纤插芯37。所述圆盘状的突起部例如只要厚度与设置在箱体侧金属保持件34和连接器侧金属保持件35之间的间隙大致相同、并且外径与箱体侧金属保持件34或者连接器侧金属保持件35的外径相同即可。

此外，所述圆盘状的突起部只要设置在图4所示的光纤插芯27的外周并且位于当光纤插芯27插入箱体侧金属保持件24时能够到达箱体侧金属保持件24的开放端的位置即可。这样，在第二实施方式的光模块中，设置在光纤插芯37上的突起部配置并连接在箱体侧金属保持件34和连接器侧金属保持件35之间。

因此，两金属保持件的一体性得到提高，能够避免应力集中在光纤插芯37上。此外，依然能够确保箱体侧金属保持件34和连接器侧金属保持件35之间的绝缘性。

可以通过与相关技术的光模块同样的工序制造本实施方式的光模块。此外，仅仅是光纤插芯37的形状不同，不改变构成光模块的部件个数。因此，不会增加部件个数和制造工序数，并且能够大幅缓和将光模块安装到光收发器时产生的、对光纤插芯37的应力集中，由此能够防止光纤插芯37的断裂。

(第三实施方式)

图6是说明本实用新型的第三实施方式的光模块结构的图，是光插座部43的剖视图。本实用新型的实施方式的光模块，在用圆筒状的绝缘性保持件41封闭箱体侧金属保持件44与连接器侧金属保持件45之间形成的间隙这一点上，与第一实施方式及第二实施方式公开的光模块不同， 除此以外与其它的实施方式相同，省略具体的说明。

在本实施方式的光模块中，在相关技术的光模块的基础上，以设有间隙的状态连接箱体侧金属保持件44和连接器侧金属保持件45，并用圆筒状的绝缘性保持件41封闭所述间隙。所述圆筒状的绝缘性保持件41的材料是陶瓷等绝缘性材料，其尺寸例如只要比间隙长，内径与箱体侧金属保持件44或者连接器侧金属保持件45的外径相同，并具有能固定在两金属保持件上程度的厚度即可。

可以如下所述地制造使用了所述的圆筒状的绝缘性保持件41的光模块。首先，向箱体侧金属保持件44的内部插入并固定光纤插芯47。在突出的光纤插芯47插入插芯保持件48后，用圆筒状的绝缘性保持件41封闭并固定箱体侧金属保持件44和插芯保持件48之间形成的间隙。

在插芯保持件48和光纤插芯47之间形成的间隙中插入陶瓷套管22，最后插入并固定套管壳49，由此完成光插座部43。通过进行光学对准使所述光插座部43与装载有半导体激光器、光电二极管、IC的金属箱体光连接，通过YAG焊接等点焊连接所述光插座部43与金属箱体。由此，完成第三实施方式的光模块。

这样，在第三实施方式的光模块中，由于用圆筒状的绝缘性保持件41封闭箱体侧金属保持件44和连接器侧金属保持件45之间形成的间隙，所以两金属保持件的一体性得到提高，能够避免应力集中在光纤插芯47上。

此外，依然能够确保箱体侧金属保持件44和连接器侧金属保持件45之间的绝缘性。这样，通过追加少量构件或者工序，就能够大幅缓和将光模块安装到光收发器上时产生的、对光纤插芯47的应力集中，由此能够防止光纤插芯47的断裂。

为了验证所述本实用新型的实施方式的效果，进行了实证实验，在下面对实验结果进行说明。在实证实验中，把图1～3所示的相关技术的光模块与第一实施方式公开的光模块作为比较对象。两者都将凸缘16、56固定到模拟封装结构100的固定构件50上后，对金属箱体施加负荷，观测了在箱体侧金属保持件和连接器侧金属保持件之间的间隙产生断裂 的情况。

用于实证实验的第一实施方式的光模块，使用热固性树脂20作为绝缘性构件30。作为热固性树脂20，使用了Epoxy Technology Inc.制的光纤用双液性热固性树脂353ND。用分配器把热固性树脂20填充到金属保持件之间后，在温度约85度下加热约60分钟使树脂固化。图7是说明用于验证效果的实验系统的图。

如图7所示，用固定构件50固定光模块的凸缘56，针对金属箱体51的一个面，从垂直于该面的方向施加了负荷。相关技术的光模块在施加36.2N(牛顿)的负荷时，箱体侧金属保持件和连接器侧金属保持件之间的间隙断裂了。另一方面，第一实施方式的光模块上即使施加了214N的负荷，箱体侧金属保持件54和连接器侧金属保持件55的间隙也没发生断裂。

另外，在施加所述负荷的时点，由于光模块的其它部位破损，所以未能预测具体在哪种程度的负荷下间隙会断裂，但是验证了，相比于相关技术的光模块，本实用新型的光模块能够确保至少6倍以上的强度。工业实用性

本实用新型可以应用于信息通信工业。