光学块增强件和光学块以及使用它们的光模块的制作方法

专利名称：光学块增强件和光学块以及使用它们的光模块的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及用于发送和接收传输速度为吉位级的以太网(注册商标)信号的 光信号的光模块，用于增强与光连接器连接的光学块的光学块增强件及用于缓和光连接器 连接时的挤压力的光学块以及使用了光学块增强件和光学块的光模块。
背景技术：
近年来，通过以太网探索出线路容量增加的一个途径，尤其是以太网(注册商 标)，由于其价格低廉和应用简便，作为广泛应用的核心技术在家庭内LAN、WAN中也正在普 及。 现在，IO吉位以太网(注册商标)的标准化已完成，与之相伴，即使在光模块中， 以中距离网格为中心传输速度也开始从1G比特/s升级到10G比特/s。另外，传输速度超 过10G比特/s的40-100G比特/s级的以太网(注册商标)的开发、研究也已开始。作为 这样的光模块有使用了多个半导体激光器(LD)或多个光电二极管(PD)的光收发器。
作为一个例子，图19所示的光模块141使用由刚性柔性衬底(柔性刚性印制布线 板)构成的电路板142(例如，参照专利文献1-美国专利申请公开第2006/0153506号说明 书)。 电路板142由辅板142s和主板142m及连接它们的柔性部142f构成。在辅板142s 上装有光元件143并以覆盖该光学元件143的方式设置平面透镜144，并将该平面透镜144 固定在金属支撑架(MSF-Metal Su卯ort Frame)内而使其与架前面接触。主板142m在另 一端部具有直接插入式连接器146并固定在MSF145的内部的底面上。光模块141将电路 板142的直接插入式连接器146 —侧插入到交换式集线器等网络设备具备的主机电路板的 阴连接器上使用。 如该光模块141那样，如果在平面透镜144和主板142m之间设有柔性部142f ，在 将电路板142插入主机电路板的阴连接器时，由于在MSF145和电路板142上即使产生一些 变形，也能由柔性部142f吸收。因而，在平面透镜144和辅板142s的连接固定部分也不会 产生应力。 另外同样地在光模块141中，虽然在将连接了光纤147的连接器148连接到平面 透镜144上时，对平面透镜施加有挤压力F，但由于被柔性部142f吸收，因而，也不会在平面 透镜144和辅板142s的连接固定部分产生应力。但是，在专利文献1中，具有柔性部142f 那样的柔性部分是必要条件。 除此而外，在专利文献2_日本特开2000-249883号公报中也公开了一种使用了刚 性柔性衬底的光模块。 然而，在光模块141中使用的电路板142是刚性柔性衬底，其价格比通常的刚性衬
4底更高。 因此，与光模块141的成本上升相关联，存在作为以太网(注册商标)的特征之一 的是不能维持低价格这类问题。 另外，目前的状况是尚未开发出作为电路板既使用廉价的刚性衬底，而在透镜和 电路板的连接固定部分又不会产生应力的可靠性高的光模块。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种使用由刚性衬底构成的电路板，可以降低在光 学块和电路板的连接固定部分所产生的应力的光学块增强件及光学块，以及使用了它们的 光模块。 为了实现上述发明目的，本发明提出的有创造性的方案如下。 本发明第一方案的光学块增强件是，在电路板上设有用于与光连接器连接的光学 块，是用于增强该光学块的光学块增强件，其特征是，具有安装设置在上述光学块上，用于 覆盖上述光学块的上盖和覆盖相对上述光连接器的宽度方向垂直的上述光学块的两侧面 的两侧壁。 本发明第二方案的光学块增强件是，在电路板上设有用于与光连接器连接的光学 块，是用于增强该光学块的光学块增强件，其特征是，与上述光学块独立地设于上述电路板 上，同时具有安装设置在上述光学块上、在连接上述光学块和上述光连接器时承受来自上 述光连接器的挤压力的受压面。 本发明第三方案的光学块增强件是，在电路板上搭载光元件的同时，设有与该光
元件光学耦合的光学块，是在将连接了光纤的光连接器连接在该光学块上时承受挤压力的
光学块增强件，其特征是，与上述光学块独立地设于上述电路板上，同时具有安装设置在上
述光学块上，覆盖上述光学块的侧壁和与上述连接器的接合面接触的受压面。 本发明第四方案的光学块增强件是，在上述第一方案中，其特征是，在上述光学块
上形成由在上述光学块的上面形成的上侧卡定部和在上述光学块的两侧面形成的横向侧
面卡定部构成的卡定部，上述光学块增强件安装在上述光学块上的同时，从与上述光连接
器的连接方向相对的方向卡定在上述卡定部上。 本发明第五方案的光学块增强件是，在上述第一至第三的任一方案中，其特征是， 上述光学块在块体的前面具有与上述光连接器的光纤进行光学耦合的第一透镜组，在上述 块体的内部具有改变光信号的传播方向的反射面和在上述块体的下面具有与上述光元件 光学耦合的第二透镜组。 本发明第六或第七方案的光学块增强件是，在上述第二或第三方案中，其特征是， 上述光学块在块体的前面具有与上述光连接器的光纤进行光学耦合的第一透镜组，在上述 块体的内部具有改变光信号的传播方向的反射面和在上述块体的下面具有与上述光元件 光学耦合的第二透镜组；上述光学块增强件以覆盖上述光学块的两侧面和前面的方式形成 大致-字形，并且在其前面具有使来自上述光连接器的光信号或来自上述第一透镜组的光 信号透过的开口部，在该开口部的周围形成上述受压面。 本发明第八方案的光学块增强件是，在上述第一至第七方案的任何一个方案中， 其特征是，上述电路板由刚性衬底构成，在上述光学块增强件的两侧壁的下部形成了插入
5在上述电路板上形成的通孔的突起。 本发明第九方案的光学块增强件是，在上述第一至第七方案的任何一个方案中，
其特征是，上述光学块增强件由金属构成，通过扳金加工或冲压成形一体形成。 本发明第十方案的光学块增强件是，在上述第六或第七方案中，其特征是，上述光
学块增强件的厚度形成为使上述光连接器的接合面处于上述第一透镜组的焦点位置。 本发明第十一方案的光学块增强件是，在上述第二或第三方案中，其特征是在与
上述光连接器连接一侧的上述光学块的面上，形成与上述光学块增强件定位的突起。 本发明第十二方案的光学块是，用于与在电路板上设置的光连接器连接的光学
块，其特征是，其包括凸状突起部和光纤耦合部件；该凸状突起部由与上述光连接器连接用
的导销和在该导销的基端部形成的具有成为与上述光连接器的定位面的支承面的大致柱
状的支承部构成；上述光纤耦合部件与形成在与上述光连接器连接的上述光学块的连接面
一侧并与配置在上述光连接器上的光纤光学耦合；上述支承部的突出量与上述光纤耦合部
件的焦距相等。 本发明第十三方案的光模块，包括电路板，搭载在该电路板上的光元件，用于驱 动该光元件的电子元器件，用于与上述光元件光学耦合并与光连接器连接的光学块，容纳 上述电路板、上述光元件、上述电子元器件及上述光学块的壳体；其特征是，具有用于与 上述光连接器连接的导销，在该导销的基端部形成的具有成为与上述光连接器的定位面的 支承面的大致柱状的支承部，具有由上述导销和上述支承部构成的凸状突起部的上述光学 块，以及安装设置在上述光学块上，且由覆盖上述光学块的上盖和覆盖相对上述光连接器 的宽度方向垂直的上述光学块的两侧面的两侧壁构成的光学块增强件。 本发明第十四方案的光模块是，在上述第十三方案的光模块中，其特征是，上述支
承部的向上述光连接器一侧的突出量与在上述光学块的与上述光连接器的连接面一侧形
成的、并配置在上述光连接器上的光纤进行光学耦合的光纤耦合部件的焦距相等。 本发明第十五方案的光模块是，在上述第十三方案的光模块中，其特征是，在上述
光学块上形成由在上述光学块的上面形成的上侧卡定部和在上述光学块的两侧面形成的
横向侧面卡定部构成的卡定部，上述光学块增强件安装在上述光学块上的同时，从与上述
光连接器的连接方向相对的方向卡定在上述卡定部上。 本发明第十六方案的光模块是，在上述第十三方案的光模块中，其特征是，上述光
元件搭载在设置于上述电路板上且由比该电路板更硬的材料构成的辅板上。 本发明第十七方案的光模块是，在上述第十六方案的光模块中，其特征是，在上述
电路板上形成开口部，以覆盖该开口部的方式搭载上述辅板。 本发明第十八方案的光模块，包括电路板，搭载在该电路板上的光元件，用于驱
动该光元件的电子元器件，用于与上述光元件光学耦合并与光连接器连接的光学块，容纳
上述电路板、上述光元件、上述电子元器件及上述光学块的壳体；其特征是，使用了第一方
案至第十一方案中任何一项所述的用于增强上述光学块的光学块增强件。 本发明第十九方案的光模块是，在上述第十八方案的光模块中，其特征是，在由陶
瓷构构成的辅板上搭载上述光元件，将搭载了该光元件的辅板设在上述光学块增强件和上
述电路板之间。 本发明的效果如下。
采用本发明，可以利用做成大致-字形的光学块增强件将光学块向电路板一侧挤 压并固定。因此，即使在连接光连接器时对光学块施加挤压力，也可以降低在光学块和电路 板的连接部分产生的应力。因此，也能廉价地实现可靠性高的光模块。


图1是表示使用了本发明的优选实施方式的光学块增强件及光学块的第一实施 方式的光模块的主要部分的一例的分解立体图。 图2是在图1的光模块中，在电路板上装有光学块和光学块增强件的立体图。
图3是在图2中安装了光连接器的适配器的立体图。 图4(a)是图1所示的光模块的侧视中央纵剖视图，图4(b)是表示光信号的传输 状况的示意图。 图5是光学块和光学块增强件的放大立体图。
图6是从下方看到的图4的立体图。
图7是光学块的立体图。 图8是将连接了光纤的光连接器的套圈安装在图2中的立体图。 图9(a)-图9(d)是说明图1所示的光模块的制造方法的简图。 图10是表示使用了本发明的优选实施方式的光学块增强件及光学块的第二实施
方式的光模块的主要部分的一例的分解立体图。 图11是光学块和光学块增强件的放大立体图。 图12是从下方观察到的图11的立体图。 图13是光学块的立体图。 图14是表示使用了图1所示的光学块增强件及光学块的第三实施方式的光模块 的主要部分的分解立体图。 图15是在图14的光模块中，在电路板上装有光学块及光学块增强件的立体图。
图16是在图15中安装了光连接器的适配器的立体图。
图17是光学块和光学块增强件及辅板的放大立体图。 图18是表示使用了图1所示的光学块增强件及光学块的第四实施方式的光模块 的主要部分的分解立体图。 图19是表示现有的光模块的一例的纵剖视图。 其中1-光学块，2-卡定部，11-光模块，12-电路板，16-光学块增强件，16s-侧 壁，16u-上盖。
具体实施例方式
现在，网络设备(交换式集线器或路由器等)或服务器，为提高处理能力而利用聚 类连接进行分散处理。即，最近，不是提高一台装置的性能，而是通过将任务分散到多台装 置进行处理来实现处理能力的提高。这种被分散的装置之间的连接通过用本实施方式的光 模块进行的并行光通信来实现。 过去，为了用金属配线连接被分散的装置之间，网络设备和服务器间的配线变得 很复杂，需要宽阔的设置空间。但是，伴随着要求线路容量的大容量化，金属配线的数量、重
7量都达到极限，在一部分高端机种中开始使用并行光传输模块。 本发明就是鉴于这种状况而提出的，主要是通过采用较短距离的并行光通信而将 分散的装置的机架间、装置间连接起来。通过连接而将分散的装置变成像一个装置那样。
首先，用图1-图3说明使用了本实施方式的光学块增强件的光模块的一例。
图1是表示使用了本发明的优选实施方式的光学块增强件及光学块的第一实施 方式的光模块的主要部分的一例的分解立体图；图2是在图1的光模块中，在电路板上装有 光学块和光学块增强件的立体图；图3是在图2中安装了光连接器的适配器的立体图。
如图1-图3所示，第一实施方式的光模块11是可以在交换式集线器或媒体转换 器等的网络设备(信息系统设备)上进行装拆的可插的多通道光收发器。
在以下的说明中，以传输按SNAP12(12ch的并行传输用光模块)标准使用的12ch 型，每lch3G比特/s的信号的发送用光收发器(光发送器)的例子进行说明。光模块ll 将来自网络设备的多个电信号转换成光信号后并行地发送到作为传输通道的多条发送用 光纤。 光模块11具备由1个刚性衬底构成的长方形的电路板12，以及装在该电路板12 上的光发送部(T0SA)13。作为电路板12，本实施方式使用了耐热性玻璃基体材料与环氧树 脂叠层板(FR4)。 在作为电路板12的网络设备一侧的另一端部的下面，设有用于连接在主机电路 板上的电连接器(在本实施方式中为100个头的电连接器)14，通过使该电连接器14与主 机电路板上的阴型连接器嵌合而使光模块11与主机电路板电连接。在电路板12的作为光 纤侧的一端部形成多个(图1中为4个)后述的光学块1的对位用的通孔5。
在将后述的光学块增强件16的突起6插入到各通孔5中之后，通过注入粘结剂并 使其固化而将电路板12和光学块1固定。 光发送部13主要由作为将来自电路板12的多个电信号分别转换成光信号的发光 元件的LD阵列元件15，以及用于使从LD阵列元件15传播到上方的光信号向前方(图1-图 3中为左斜下方)弯曲并与光连接器连接的光学块(直角光程透镜)l构成。
作为LD阵列元件15使用将12个发光部呈阵列状地并列成左右一列的VCSEL(面 发光激光器)阵列。该LD阵列元件15以光信号的出射方向为上方向地搭载在电路板12 上。除LD阵列元件15夕卜，驱动LD阵列元件15的驱动器IC17和电容器18等发送用电子 元器件也搭载在电路板12上。 在光学块l的前面，如图8所示，连接有连接了光纤81的可机械地转换的 (MT-Mechanically Transferable)套圈(7工A — A )82。作为光纤81使用12芯带式光 纤。 带式光纤将多条单芯光纤左右并列地排列，将并排了的单芯光纤汇集成带状。在 本实施方式中，作为单芯光纤使用适于在数十米的短距离内传输光信号，且连接简单的多 模光纤(MMF)。 在MT套圈82的外周设有如图1和图3所示的适配器19。用该适配器19、 MT套 圈82(参照图8)构成MPO(使用了MT型光连接器的套圈的多芯汇总连接)光连接器。
这里，详细说明第一实施方式的光学块1。 光学块1如图7所示，在形成了大致长方体形的块状体71的前面(光学块面)71 f的中央部具有左右一列配置了 12个作为分别与光连接器的各单芯光纤光学耦合的光纤耦 合部件的透镜(微透镜)构成的第一透镜组72。 在块状体71的前面71f上，在第一透镜组72的两侧分别形成为大致圆柱状的两 个导销73、73，该导销73用于与MT套圈82 (参照图8)的导孔嵌合并将MT套圈82和光学 块l进行光学耦合。各导销73、73做成使其从块状体71的前面71f向连接器一侧突出(立 起)。本实施方式中，将各导销73的直径小定为0. 7mm。 通过将这些导销73分别嵌合到光连接器具有的MT套圈82 (参照图8)的导孔中 而实现MT套圈82和光学块1的光学耦合。 在块状体71的下部形成用于覆盖LD阵列元件15及发送用电子元器件并简易地 进行气密式密封的凹部75。通过调整凹部75的凹下深度，使得LD阵列元件15位于第二透 镜组76的焦距的位置。在该凹部75的内部上面形成左右一列配置12个分别与LD阵列元 件15的各发光部光学耦合的由透镜构成的第二透镜组76。 另外，在块状体71内部如图1所示，形成作为改变光信号的传播方向的全反射面 的45°反射镜51。 如图1和图2、图5-图7所示，光学块1具有用于在光连接器连接时与MT套圈 82(参照图8)连接，并决定第一透镜组72的焦距的支承面R。该支承面R与块状体71设 置成一体。当将光学块1和MT套圈82嵌合，并将光连接器连接到光学块1上时，支承面R 与MT套圈82的接合面接触。 再有，光学块1具有与用于增强光模块11具备的光学块1的光学块增强件16的 形状相吻合，用于与该光学块增强件16卡定的卡定部2。 卡定部2在将光学块增强件16装在电路板12上时，由于将光学块1卡住在光学 块增强件16上，因而也称为卡挂部。该卡定部2的前面是块状体71的前面71f 。定部2的 厚度t7(参照图7)，做成比后述的光学块增强件16的厚度t5厚一些(例如0. 3-lmm)。
更详细地说，在各导销73的基端部的外周分别形成从卡定部2向光连接器一侧突 出的前端面成为支承面R的大致柱状的支承部3。由该支承部3和导销73构成凸状突起部 4。 支承部3的突出量D做成等于第一透镜组72的焦距(=从光学块1的前面到由 第一透镜组出射的光耦合的距离)。因此，光连接器的MT套圈82(参照图8)的接合面处于 第一透镜组72的焦点位置，可以得到良好的光耦合。 再有，光学块增强件16设计成，从与光连接器的连接方向相反的方向(连接方向 的反方向)卡定在后述的卡定部2上，并安装在设置于电路板12上的光学块1上。光学块 增强件16由覆盖光学块1两侧面的侧壁16s、16s和覆盖光学块1上面的上盖16u构成，并 形成大致-字形以覆盖光学块1的侧面和上面。 S卩，光学块增强件16用粘结剂安装并固定在光学块1上，以便从相对光连接器连 接时的挤压方向(图1中从左斜下方右斜上方的方向)正交的方向(图1中的上方)覆盖 光学块l。 在光学块增强件16的各侧壁16S、16S的下部，形成分别插入到在电路板12上形 成的多个(图中为4个)通孔5中的多个(本实施例中，在各侧壁16S、16S的前后各2个， 总共4个)突起(腿部)6。
光学块增强件16由SUS、弹簧钢、磷青铜等金属构成，由例如通过扳金加工或冲压成形而折弯整体地成形(制作)。 在通过扳金加工或冲压成形形成光学块增强件16的场合，光学块增强件16的厚度(板厚)t5(参照图5)以0.3-0.5mm为宜。 扳金加工件或冲压成形件的圆角(曲率半径)r与板厚基本相同，若加大板厚则制品变得结实，但圆角r增大而难于加工。因此，需要将装进扳金加工件或冲压成形件内侧中的零部件(本实施方式中为光学块)的圆角r做得非常小，其制作则很困难。
因此，本实施方式中，将光学块增强件16的板厚t5和圆角rl(参照图1)都定为0. 3-0. 5mm。 卡定部2具备形成于光学块1的前部上面的上侧卡定部2u和形成于光学块1的前部两侧面的横向侧面卡定部2S (参照图5和图6)，上侧卡定部2u的高度与光学块增强件16的上盖16u的板厚相等或更高，而且横向侧面卡定部2s的宽度与光学块增强件16的侧壁16s、16s的板厚相等或更宽。 S卩，卡定部2做成在将光学块增强件16安装在光学块1上时，与光学块增强件16的上盖16u相等或者高一段，而且与侧壁16s、16s的表面相等或突出于侧边，整体做成平板状。即，只要将上侧卡定部2u的高度和横向侧面卡定部2s的宽度做成将光学块增强件16卡定在光学块1的卡定部2上即可。 以上说明的光学块1用树脂与第一透镜组72、第二透镜组76、导销73、支承部3和45°反射镜51—起形成。 这里，参照图9(a)-图9(d)简单说明光模块ll的组装方法(制造方法)。
首先，用钎焊将电子零部件固定搭载在电路板12上，用钎焊将电连接器14固定搭载在电路板12的下面(参照图9(a))，然后，再用导电性粘结剂将LD阵列元件15和驱动器IC17固定搭载在电路板12上(参照图9(b))。 随后，将粘结剂涂覆在光学块1的上面和两侧面，以覆盖光学块1的两侧面和上面的方式粘结固定光学块增强件16。这时，光学块增强件16(图9中省略)的大致-字形的前面与光学块1的卡定部2的后面上部抵接。 其后，将UV(紫外线)固化类的粘结剂涂覆在光学块增强件16和光学块1的下面的整个边缘上，在将光学块增强件16的突起6插入到电路板12的通孔5中之后，使用前端带有半反射镜202的调心部件201，采用公知的方法对准第二透镜组76和LD阵列元件15的口径(开口部或者发光区域)的位置，进行光学块l的调心；或者利用设在光学块l上的标记进行自动调心。(参照图9(c))。 然后，对光学块增强件16和光学块1与电路板12的边界部分(UV固化类粘结剂的涂覆部分)照射UV，使UV固化类粘结剂固化，一旦临时固定就在该时刻进行定位。然后，对该临时固定部分进行加热使其固定(固化)。进而，在光学块增强件16的突起6和电路板12的通孔5之间的间隙中充填含有填料等的硬(固化后固结得比较硬)的粘结剂，从而将光学块增强件16和光学块1粘结固定并搭载在电路板12上(图2)。这时，若从电路板12的背面向通孔5充填硬的粘结剂，作业更容易进行。 最后，在用Zn或A1等散热性高的材料形成、且下面开口 了的壳体(SNAP12标准的框体)83上安装适配器19之后(图9 (d)、图4 (a))，当在壳体83内容纳搭载了含有光学块增强件16的各零部件的电路板12时，则完成了光模块11。
下面，说明本实施方式的作用。
首先，简单说明光模块11的动作。 使用光模块11时，再如图8所示，将连接了光纤81的MT套圈82对光学块1进行光学耦合。这时，光学块1的支承部3的支承面R与MT套圈82的接合面接触。
来自网络设备的12个发送用电信号如图4所示由LD阵列元件15转换成12个光信号，这些光信号透过光学块1时，利用形成于光学块1上的45°反射镜51将其方向从上方变换成向前方并分别入射到光纤81中。 光学块1和光连接器连接时的挤压力F在光学块1的前面竟达到6. 8-12. 8N这样强的压力。 该光连接器连接时的挤压力F可以通过设于光学块l前面71f上的支承面R和卡定在卡定部2的光学块增强件16 (尤其是通过卡定部2的背面和图1中大致-字形的接触面16a接触)而分散所施加的负荷。这是因为，在由成为连接器(MT套圈82)定位面的支承面R承受挤压力的同时，可以利用光学块增强件16防止将光学块1向电路板12 —侧压入而从电路板12乖离。因此，由于可以防止光学块1歪斜或变形而能得到良好的光耦合。
因此，利用光学块增强件16，使用由刚性衬底构成的电路板2就能实现具有可以降低在光学块1和电路板12的连接固定部分产生的应力的构造的光模块11。而且，能廉价地制成可靠性高的光模块ll。 与光学块1 一体设置的支承部3的突出量根据第一透镜组72的焦距制作。
另外，由于利用光学块增强件16的上盖16u来覆盖光学块1的上面，因而可以预期对改变光信号的传播方向的全反射面即45。反射镜51的防尘效果，可实现良好的光耦合。 光学块增强件16由于是与光学块1独立地设置在电路板12上，因而，几乎不用变更设计，也可以使用在现有的光模块上。 尤其是如光学块增强件16那样，若以覆盖光学块1的上面的上盖16u和覆盖光学块1的侧面的侧壁16s、16s构成，则重量轻厚度薄的光学块增强件16本身就具有足够的强度，对光学块1的安装也变得很简单。 再有，光学块增强件16由于具有可以插入到电路板12的通孔5中，并用粘结剂进行固定的突起6，因而，也可以将光连接器连接时的挤压力F分散施加到突起6和电路板12上，可以实现可靠性更高的模块11。并且，光学块增强件16和光学块1对电路板12的搭载也变得很简单。 光学块增强件16由于由金属构成，可通过扳金加工或冲压成形一体制成，制作也很简单。 下面，参照图10-图13说明使用了光学块增强件16'及光学块l'的第二实施方式的光模块181。 图10是使用了本发明的优选实施方式的光学块增强件16'及光学块l'的第二实施方式的光模块181的主要部分的一例的分解立体图，图11是光学块1'和光学块增强件16'的放大立体图，图12是从下方观察到的图11的立体图，图13是光学块1'的立体图。
如图13和图7所示，本实施方式的光学块1'和第一实施方式的光学块1除以下
不同点之外，其余部分均相同。
(1)没有卡定部2; (2)虽有导销73，但没有与导销73相关联地设置的支承部3和相应的凸状突起部4 ; (3)可以在与光连接器连接一侧的光学块l'的面(图13中，为光学块1'的前面71f)上形成多个(图13中为3个)用于与光学块增强件16'定位的定位突起74 ;
利用该定位突起74可以唯一地决定光学块增强件16'的支承面R(参照图IO)与光学块l'的前面71f上设置的第一透镜组72的对位(保证平行)，可得到良好的光耦合。此外，为了进行支承面R的对位，由于两个定位突起74难以保证平行，优选三个以上。
(4)本实施方式的支承面R设置在光学块增强件16'上，具体设置方法如下所述。
如图10-11所示，本实施方式的光学块增强件16'和光学块l'独立地设置在电路板12上的同时，还装在光学块1'上，具有在光学块l'和光连接器连接时，承受来自光连接器的结合面(或连接面)的挤压力的支承面R。 更详细地说，光学块增强件16'由覆盖光学块l'的两侧面的侧壁16s、16s和局部覆盖光学块l'的前面的的支承壁(前壁)7构成，做成覆盖光学块1'的两侧面和前面的大致-字形。 在支承壁7的中央部位形成透过来自第一透镜组72的(在代替光发送部13使用光接收部(ROSA)的场合，为来自光连接器的)光信号的开口部8，在该开口部8的前面一侧的周围形成支承面R，在该开口部8的两端部的中央形成各导销73分别穿过的通孔85。
光学块增强件16'的厚度d做成使得光连接器的结合面成为第一透镜组72的焦距。更详细地说，若使从光学块l'的前面71f到由第一透镜组72出射的光耦合的距离为第一透镜组72的焦距D，在没有定位突起74(参照图13)的场合，则d二D。另一方面，在有定位突起74的场合，则d = D-(定位突起74的突出量)(这里，定位突起74的突出量是从光学块l'的前面71f的突出量)。 本实施方式的光模块181的组装方法除了将粘结剂涂覆在光学块增强件16'的前面和侧面而与光学块1'的前面71f和侧面粘结外，其余与第一实施方式的光模块11相同。 由于光连接器连接时的大的挤压力F由成为光连接器的抵接面的支承面R全部承
受，因而，光学块增强件16'能大幅度地缓和光连接器连接时的大的挤压力F，由于能防止
光学块1'歪斜或变形，因而不会改变透镜的焦点位置，能得到良好的光耦合。 如果在光学块l'的前面71f形成定位突起74，即使光学块增强件16'因来自光
连接器的挤压力F而有些变形，由于定位突起74相应变形，光学块1'整体不会歪斜，可以
由该定位突起74进一步光连接器连接时的大的挤压力F。 除以上说明的作用外，其余与第一实施方式的光模块11相同。 下面，说明使用了光学块增强件16及光学块1的第三实施方式的光模块91。 如图14-图17所示，光模块91除了图1的光模块ll的构成之外，还使用了在电路
板12上设置的辅板92。 S卩，光模块91将LD阵列元件15和电子元器件搭载在辅板92上，
并将其设置在光学块增强件16和电路板12之间。
辅板92用比电路板12还硬的材料(例如，杨氏模量比电路板12更大的氧化铝等陶瓷)制成。这是因为，辅板92若以比电路板12还硬的材料制成，由于即使有力作用到辅板92上也很难变形，因此，能增大防止受到光学块1和光连接器连接时受到挤压力F的效果。辅板92为了能将安装了光学块增强件16的光学块1、光零部件，电元器件全部装在辅板92上而将其做得较大一些。辅板92的两侧面形成有多个(图14中为4个)具有尺寸比电路板12的通孔5大一些的切槽93。 光模块91的组装方法除了预先用导电性粘结剂将辅板92粘结固定搭载在电路板12上之外，可以采用与上述相同的方法。 光模块91由于也能防止将光连接器连接时的挤压力F施加到辅板92上，因而可以进一步抑制光学块1的歪斜和变形。 另外，使用光学块增强件16及光学块1，如图18所示的第四实施方式的光模块131那样，除了图14的光模块91的构成外，也可以在电路板12的成为辅板搭载部的位置形成开口部132，以覆盖该开口部132的方式搭载辅板92。 光模块131由于由搭载在辅板92上的电元器件和光零部件所产生的热可以从辅板92的背面通过开口部132散热，因而可以实现可靠性更高的光模块。
上述实施方式中，虽然在各导销的基端部的外周形成了大致柱状的支承部3，但形成支承部3的位置也可以是光学块块体71的前面71f 。 另外，各导销73的顶点和与各导销最近的第一透镜组72的透镜中心的距离L5(参照图5)由SNAP12的标准决定(本实施方式中，L5 = 0. 925mm)。因此，为了尽可能增大支承面的面积，可以使用具有与支承部3的直径相同长度的短轴的大致椭圆状或半圆柱状的支承部。 另外，在上述实施方式中，虽然以具备带有电连接器14的电路板12，在SNAP12标准中所使用的光模块为例进行了说明，但也可以是另一端部具备带有直接插入式连接器的电路板，在网络设备中设置成可自由插入拨出的XENPAK(与根据IEEE802. 3标准的10Gbps以太网(注册商标)用接口对应地动作的光收发器)，X2(沿袭XENPK的小型的光收发器)、XEP (对应10Gbps采用了串行接口的光收发器)等的光模块。 另外，在上述实施方式中，虽然以发送用光收发器为例进行了说明，但若以PD阵列置换LD阵列元件15，以放大来自PD阵列的信号的前置放大器IC置换驱动器IC17，也可以应用于与发送用光收发器动作变得相反的接收用光收发器(光接收器)。总之，对于发送接收用光收发器都可以同样地应用。 采用上述的光模块11的组装方法，由于能高精度且简单地将光学块增强件16及光学块1搭载在电路板12上，因而以预先将光学块增强件16安装在光学块1上的例子进行了说明。但作为光模块ll的组装方法，也可以在将光学块1安装在电路板12上之后再安装光学块增强件16。
1权利要求
一种光学块增强件，在电路板上设有用于与光连接器连接的光学块，在用于增强该光学块的光学块增强件中，其特征在于与上述光学块独立地设于上述电路板上，同时具有安装设置在上述光学块上、在连接上述光学块和上述光连接器时承受来自上述光连接器的挤压力的受压面。
2. —种光学块增强件，在电路板上搭载光元件的同时，设有与该光元件光学耦合的光 学块，在将连接了光纤的光连接器连接在该光学块上时承受挤压力的光学块增强件中，其 特征在于与上述光学块独立地设于上述电路板上，同时具有安装设置在上述光学块上，覆盖上 述光学块的侧壁和与上述连接器的接合面接触的受压面。
3. 根据权利要求1或2中任何一项所述的光学块增强件，其特征在于 上述光学块在该光学块的前面具有与上述光连接器的光纤进行光学耦合的第一透镜组，在上述光学块的内部具有改变光信号的传播方向的反射面和在上述光学块的下面具有 与上述光元件光学耦合的第二透镜组。
4. 根据权利要求1所述的光学块增强件，其特征在于上述光学块在该光学块的前面具有与上述光连接器的光纤进行光学耦合的第一透镜 组，在上述光学块的内部具有改变光信号的传播方向的反射面和在上述光学块的下面具有 与上述光元件光学耦合的第二透镜组；上述光学块增强件以覆盖上述光学块的两侧面和前面的方式形成大致-字形，并且在 其前面具有使来自上述光连接器的光信号或来自上述第一透镜组的光信号透过的开口部， 在该开口部的周围形成上述受压面。
5. 根据权利要求2所述的光学块增强件，其特征在于上述光学块在光学块的前面具有与上述光连接器的光纤进行光学耦合的第一透镜组， 在上述光学块的内部具有改变光信号的传播方向的反射面和在上述光学块的下面具有与 上述光元件光学耦合的第二透镜组；上述光学块增强件以覆盖上述光学块的两侧面和前面的方式形成大致-字形，并且在 其前面具有使来自上述光连接器的光信号或来自上述第一透镜组的光信号透过的开口部， 在该开口部的周围形成上述受压面。
6. 根据权利要求1-5中任何一项所述的光学块增强件，其特征在于 上述电路板由刚性衬底构成，在上述光学块增强件的两侧壁的下部形成了插入在上述电路板上形成的通孔的突起。
7. 根据权利要求1-5中任何一项所述的光学块增强件，其特征在于 上述光学块增强件由金属构成，通过扳金加工或冲压成形一体形成。
8. 根据权利要求4或5所述的光学块增强件，其特征在于上述光学块增强件的厚度形成为使上述光连接器的接合面处于上述第一透镜组的焦 点位置。
9. 根据权利要求1或2所述的光学块增强件，其特征在于在与上述光连接器连接一侧的上述光学块的面上，形成与上述光学块增强件定位的突起。
10. —种光模块，包括电路板，搭载在该电路板上的光元件，用于驱动该光元件的电子元器件，用于与上述光元件光学耦合并与光连接器连接的光学块，容纳上述电路板、上述 光元件、上述电子元器件及上述光学块的壳体；其特征在于使用了权利要求1-9项中任何 一项所述的用于增强上述光学块的光学块增强件。
11.根据权利要求10所述的光模块，其特征在于在由陶瓷构构成的辅板上搭载上述 光元件，将搭载了该光元件的辅板设在上述光学块增强件和上述电路板之间。
全文摘要
本发明主要涉及光学块增强件和光学块以及使用它们的光模块。本发明的目的在于提供一种使用由刚性衬底构成的电路板，可以降低在光学块和电路板的连接固定部分所产生的应力的光学块增强件及光学块，以及使用了它们的光模块。本发明的光学块增强件，在电路板(12)上设有用于与光连接器连接的光学块(1)，是用于增强该光学块(1)的光学块增强件(16)，具有安装设置在上述光学块(1)上，用于覆盖上述光学块(1)的上盖(16u)和覆盖相对上述光连接器的宽度方向垂直的上述光学块的两侧面的两侧壁(16s)。
文档编号G02B6/42GK101794005SQ201010128080
公开日2010年8月4日 申请日期2008年3月11日 优先权日2007年3月12日
发明者田村健一, 石神良明 申请人:日立电线株式会社