专利名称：光传输模组的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及高速通信用的光传输模组，涉及散热效率高、因热膨胀而导致的问题少的光传输模组。
背景技术：
如图5所示，光传输模组101在框体106中收放了内装有光学元件(未图示)的光学模组102、安装在该光学模组102的一端并通过来自上述光学元件的光轴的插孔部103、焊接在从光学组件102的相反端突出的导线104上并搭载有上述光学元件的控制电路(未图示)的基板105。已知的有通过把内装有发光用光学元件的光学模组和内装有受光用光学元件的光学模组排列收放在一个框体106中，形成可进行光发送和光接收的被称为光收发器件的光传输模组101。此外，已知的还有把光学元件冷却用的冷却元件收放在收放有光学元件的金属制封装中的光学模组102。
光学模组102和插孔部103通过预先一体化，从而能够使光传输模组101的组装工序简单化。此外，通过焊接光学模组102的导线104和基板105后收放在框体106中，能够使光传输模组101的组装工序简单化。
在光传输模组101的框体106上形成有用于插入成为通信路径的光纤的连接器(未图示)的窗口107，通过在该窗口内使连接器和插孔部103面对面接起来就能够实现光纤和光学模组102光结合。
原来，在把光学模组102、插孔部103以及基板105安装到框体106上时，把插孔部103和基板105固定在框体106上，光学模组102在框体106上为非固定且非接触。即，如图6所示，把框体106分割成框体下部件108和框体上部件109两个部分，在框体下部件108和框体上部件109分别形成成为插孔部保持部110的拱起部111、112，在这些拱起部111、112上形成嵌入插孔部103的凸缘113的槽。插孔部103为圆筒状，凸缘113由于从该插孔部103的外周沿径向向外方突出，所以，通过形成拱起部111、112的槽使凸缘113紧紧地嵌入，插孔部103就在光轴方向以及垂直于光轴的2个方向(框体106的上下方向和宽度方向)被定位，同时被固定。光学模组102在框体106上为非固定的理由是因为不会因光学模组102以及插孔部103在光轴方向的线膨胀率与框体106的线膨胀率的不同而把应力施加到光学模组102或插孔部103上。光学模组102与框体106为非接触的理由是因为，要使插孔部103的光轴C1的高度H1相对于从框体下面到连接器光轴C0的高度H0的误差ΔH为最小限而设定拱起部111、112的尺寸，插孔部103被牢固地保持，假如光学模组102与框体106接触的话，光学模组102就会变形。
另一方面，在框体下部件108上形成有朝向基板105竖起的孔缘用突起114，在该孔缘用突起114的上面设有内螺纹115，在基板105上，在该内螺纹115的位置形成有螺钉通孔116，通过把螺钉117通过该螺钉通孔116而拧紧在内螺纹115上，基板105被固定在框体106上。考虑到基板105的边缘118被插入基板连接器(未图示)，该螺钉的固定位置设在接近边缘118的位置(从光学模组102看来远的位置)。
专利文献1特开2004-103743号公报发明内容高速通信中由于来自光学元件的发热大，希望高效地将热量从光学模组102排向框体106。但是，从把上述插孔部103固定在框体106上，光学模组102在框体106上为非固定且非接触的原理可知，得不到从光学模组102向框体106的热流。光学模组102的热量通过插孔部103，再经由拱起部111、112流向框体106。即，散热效率差。为了对此进行改善，也有在光学模组102和框体106之间夹持具有柔软性的散热片119。由于因散热片119而使得热量易于逸出的同时，散热片119具有柔软性，从而不会使得光学模组102变形，能够平缓地限制光学模组102。但是，通信速度高的话，出现更大的散热在光学模组102，绕过插孔部103的散热和散热片119的散热无法满足要求。
另一方面，对把插孔部103固定在框体106上，对于把基板105在接近边缘118的位置固定在框体106上的结构来说，基板105向光轴方向热膨胀的话，应力就容易集中在导线104或焊接导线104的地方的焊锡上。
对此，本发明的目的是解决上述问题，提供散热效率好、因热膨胀导致的问题少的光传输模组。
为了达到上述目的，第1方案是在框体中收放有具有光学元件和成为在把来自上述光学元件的光信号传输给其它器件时的连接部的插孔部的光学模组；和与从上述光学模组的相反一端突出的电连接部电连接并搭载上述光学元件的控制电路的基板，使上述光学模组的规定的面与上述框体的规定的面接触，并且利用固定部件在该接触面上把上述光学模组固定在上述框体上，上述插孔部和上述基板在上述框体上为非固定，使上述插孔部至少在垂直于从上述光学元件出射的光的光轴的方向具有自由度地对位置进行限制，使上述基板至少在上述光轴方向具有自由度地对位置进行限制。
也可以在上述光学模组中内装冷却上述光学元件的冷却元件，使成为该冷却元件的散热侧的上述光学模组的外面与上述框体接触。
也可以在上述框体收放夹住保持上述插孔部来的插孔部按压部件，该插孔部按压部件相对于上述框体的平行于上述光轴的面有间隙。
也可以在上述基板形成位置限制用的孔，在上述框体的平行于上述光轴的面上形成比上述基板的孔的直径小且一直延伸到该孔内的位置限制用的突起。
此外，第2方案是在框体中收放有具有光学元件和成为在把来自上述光学元件的光信号传输给其它器件时的连接部的插孔部的光学模组；和与从上述光学模组的相反一端突出的电连接部电连接并搭载上述光学元件的控制电路的基板，使上述光学模组的规定的面与上述框体的规定的面接触，并且在该接触面上把上述光学模组固定在上述框体上，上述插孔部在上述框体上为非固定，使上述插孔部至少在垂直于上述光轴的方向具有自由度地对位置进行限制，在从在上述框体上固定上述光学模组的地方沿光轴方向离开规定的距离的地方将上述基板固定在上述框体上，即使上述基板沿上述光轴方向热膨胀、在上述电连接的地方所产生的热应力也小于剪切屈服应力地确定该距离。
上述基板和上述光学模组的电连接也可以用可挠性导线。
上述基板也可以被分割成与上述光学模组的电连接部电连接的部分和其它部分，这两部分以可挠性基板相互电连接。
上述基板也可以是由刚性层和可挠性层复合而成的刚挠性基板，并且至少一部分仅由可挠性层形成。
本发明发挥以下优良的效果。
(1)由于使光学模组以面与框体接触，所以散热效率良好。
(2)由于插孔部和基板在框体上为非固定，所以因热膨胀而导致的问题少(第1方案)。
(3)由于把基板在对电连接场所不施加剪切屈服应力的距离的地方固定在框体上，所以因热膨胀而导致的问题少(第2方案)。
图1是表示本发明的一个实施方式的光传输模组的局部侧剖视图。
图2是表示本发明的一个实施方式的光传输模组的局部侧剖视图。
图3是表示用于本发明的光学模组的侧剖视图。
图4是表示本发明的其它实施方式的光传输模组的局部侧剖视图。
图5是表示一般的光传输模组的内部部件配置的图。
图6是表示原有的光传输模组的局部侧剖视图。
图7是表示本发明的其它实施方式的光传输模组的局部立体图。
图8是表示本发明的其它实施方式的光传输模组的局部侧剖视图。
图9是表示本发明的其它实施方式的光传输模组的局部侧剖视图。
图10是本发明的光传输模组的分解立体中1-光传输模组；2-光学模组；3-插孔部；4-导线；5-基板；6-框体；7-内螺纹；9-螺钉具体实施方式
以下基于附图对本发明的一个实施方式进行详细叙述。
如图1以及图2所示，本发明的光传输模组1在框体6中收放有内装有光学元件(参照图3)的光学模组2、安装结合在该光学模组2的一端并成为把来自上述光学元件的光信号传输到其它器件时的连接部的插孔部3、以及通过焊接在从光学模组2的相反一端突出的作为电连接部的导线4而电连接同时装载有上述光学元件的控制电路的基板5，在该光传输模组中，使光学模组2的规定的面S2(底面)直接与框体6的规定的面例如与光轴C1平行的面S6(框体底面的内侧)面接触，同时，在该接触面S6(S2)把光学模组2固定在框体6上，插孔部3和基板5在框体6上为非固定，使插孔部3至少在垂直于从上述光学元件出射的光的光轴(连接器光轴C0以及光学模组光轴C1)的方向(在此为上下方向)具有自由度地进行位置限制，使基板5至少在光轴方向(光前进的方向)具有自由度地地进行位置限制。
作为把光学模组2固定到框体6上的具体构件，在此使用的是螺钉固定。即，在光学模组2的面S2上形成内螺纹7，在框体6的面S6上形成贯通孔8，从框体6的外面插入螺钉9并拧紧的话，光学模组2就直接且面接触地并被固定在框体6。
作为使插孔部3的位置在垂直于光轴C0、C1的方向(在此为上下方向)具有自由度地进行限制的构件，在此使用的是插孔部按压部件10。插孔部按压部件10用形成有插孔部3的凸缘部11嵌入的槽的上下两片部件12、13夹住插孔部3进行保持。插孔部按压部件10在收放在框体6中时，也可以在光轴方向和宽度方向由框体6的未图示的突起紧紧地限制，但在作为光学模组2的高度方向的上下方向具有自由度。具体地说就是，插孔部按压部件10与框体6的面S6之间具有间隙。该间隙夹住具有柔软性的散热片14。利用散热片14的柔软性，能够在上下方向具有若干自由度地限制插孔部3的位置。
作为使基板5的位置在光轴方向具有自由度地进行限制的构件，在此是在基板5上形成位置限制用的孔15，在框体6的面S6上形成比基板5的孔15直径更小，一直伸到孔15内的位置限制用的突起16。突起16设在从框体6的面S6竖起的加强肋17的上表面。加强肋17的上表面比基板5的孔15直径更大，因此，通过把基板5放置在加强肋17的上表面，就对基板5的位置向下方的移动进行限制。此外，由于从框体6的上表面向下竖起的加强肋18的下表面仅隔开一点间隙而面对基板5，所以限制了基板5的位置向上方向很大地移动。并且，因基板5的孔15比突起16的直径更小，基板5的位置在光轴方向有若干自由度。
如图3所示，光学模组2在棱柱状的金属制封装31中收放有作为光学元件的LD(激光二极管)32、后方光监测用的PD(光电二极管)33、安装了这些光学元件的陶瓷基板34、和光学元件冷却用的冷却元件35。冷却元件35具有吸热侧和散热侧。吸热侧为了夺取来自LD32的热量而与陶瓷基板34接触。散热侧为了将热量向封装盒31散出而接触或接近封装31的内表面。对此，在本发明的光传输模组1中，使成为散热侧的光学模组2的外面(对图3而言为下面)与框体6接触。
在以上结构中，由于使光学模组2以面S2直接地与框体6的面S6接触，所以散热效率很好。特别地，使用内装散热元件以实现积极散热的光学模组2，使成为光学模组2的散热侧的外面与框体6接触，会使得散热效率更好。
此外，由于在光轴方向具有自由度地限制基板5的位置，所以，即使基板5向光轴方向热膨胀，应力也不会集中到导线4或焊接导线4的地方的焊锡上。
此外，插孔部3的光轴C1的高度H1相对于从框体下表面到连接器光轴C0的高度H0的误差ΔH能够由框体6的面S6(光学模组2的面S2)消除。还有，使连接器光轴C0和插孔部3的光轴C1极端偏离地进行了图示，实际上框体6的尺寸误差和光学模组2的尺寸误差之和只是非常小的偏离。
其次，图4所示的本发明的光传输模组1在框体6中收放有内装了光学元件的光学模组2、安装在该光学模组2的一端通过来自上述光学元件的光轴C1的插孔部3、以及焊接在从光学模组2的相反一端突出的导线4上搭载了上述光学元件的控制电路的基板5，在该光传输模组中，使光学模组2以面S2直接与平行于框体6的光轴C1的面S6接触，同时，以该接触面把模组2固定在框体6上，插孔部3在框体6上为非固定，至少在垂直于光轴C1的方向具有自由度地限制位置，基板5在从在框体6上固定光学模组2的地方X1沿光轴方向离开规定距离1的地方X2固定在框体6上，该距离1设定成即使基板5在光轴方向热膨胀也不会在焊接场所的焊锡上施加剪切屈服应力。
确定距离1的方程式如下。
数学式1
λs=(WS-Wf)lAG=τhlG]]>(式1)τh>τ=Gϵcl]]>(式2)εc＝εa-(εe+εp)(式3)其中，λs焊锡的伸长量WS剪切力Wf因端子的形成等而缓和的力τ剪切应力εc线膨胀量的差εe基板的线膨胀量εa框体的线膨胀量A剪切面的面积p光学模组的线膨胀量G焊锡的横向弹性系数l从X1至X2的距离τh焊锡的剪切屈服应力该方程式利用从在框体6上固定光学模组2的地方X1到在框体6上固定基板5的地方X2的距离1来表示施加在焊锡上的剪切应力如何变化。剪切应力τ不超过剪切屈服应力τh地确定距离1的话，就不会产生因基板5的热膨胀而导致的问题。
对此，在图4的光传输模组中，在场所X2的地方形成朝向基板5向上竖起的孔缘用突起，在该孔缘用突起的上面设置内螺纹，在基板5上，在该内螺纹的位置形成螺钉穿通孔，通过把螺钉通过该螺钉穿通孔拧紧在内螺纹上，从而基板就被固定在框体上。此外，在接近边缘的位置，与图2的方式同样，在从框体6的面S6向上竖起的加强肋17的上面设置位置限制用的突起16，在基板5上形成位置限制用的孔15。
其次，对本发明的其它实施方式进行说明。到此为止，关于光学模组2，内装有发光用的光学元件的光学模组和内装有受光用的光学元件的光学模组没有差异。但是，实际上，发光用的光学模组和受光用的光学模组存在着尺寸上的差异，特别是光轴方向上长度的差异。并且，一般来说，为了用一个光传输模组1担当双向通信而把发光用的光学模组和受光用的光学模组一个个地排列放在框体中。此外，关于基板5，对其细部未做说明。因此，图7所示的是一个个地搭载发光用的光学模组和受光用的光学模组，并且在基板上也具有特征的光传输模组。还有，图示中省略了框体。
如图所示，发光用的光学模组71和受光用的光学模组72外形都为棱柱状，从光轴C方向的长度来看的话，发光用光学模组71更长。各光学模组71、72的插孔部73、74由作为对这些插孔部73、74的位置在垂直于光轴C的方向具有自由度地进行限制的构件的插孔部按压部件75来保持。
在光学模组71、72上设有用于固定在未图示的框体上的螺钉孔76。光学模组71、72固定在框体上的状态以及插孔部73、74在框体上为非固定的状态如图1说明的那样。
基板77为了分别缩短与长度各异的光学模组71、72的距离而形成台阶差(缺口)。基板77在螺钉固定场所70被固定在框体上。
光学模组71、72具有作为用于与基板77的电连接的电连接部的可挠性导线78、79。可挠性导线78、79相对于图2的导线4为金属的圆棒、柱状棒或板，是在具有可挠性的绝缘薄膜中附加了导体。通过采用基板77和光学模组71、72电连接的可挠性导线78、79，即使基板77沿光轴方向热膨胀，或因其它因素而在光轴方向或其它方向稍微变位，也由于可通过可挠性导线78、79使应力得到缓和，所产生的热应力不会达到剪切屈服应力，从而不会影响到光学模组71、72。
在图8所示的方式中，与光学模组81连接的基板82被分割成以焊接等与作为光学模组81的电连接部的导线83电连接的部分84和搭载了未图示的控制电路等的其它部分85，这两部分84、85以可挠性基板86相互电连接。还有，也可以用可挠性导线代替导线83。通过这种结构，即使其它部分85沿光轴方向热膨胀，因其它因素而在光轴方向或其它方向稍微变位，也由于可挠性基板86使应力得到缓和，从而其影响不会波及与光学模组81连接的部分84，此外，即使该部分84沿光轴方向热膨胀，由于膨胀量小，从而所产生的热应力不会达到剪切屈服应力，对光学模组81或导线83的影响少。
在图9所示的方式中，与光学模组91连接的基板92是刚性层93和可挠性层94复合而成的刚挠性基板，至少一部分仅由可挠性层94形成。也就是，利用焊接等而与作为光学模组91的电连接部的导线95电连接的部分96是由2片刚性层93夹住可挠性层94而形成的，搭载了未图示的控制电路等的其它部分97也是由2片刚性层93夹住可挠性层94而形成的。在部分96和部分97之间仅由可挠性层94形成。还有，也可以用可挠性导线代替导线95。通过利用通孔等导通附加在刚性层93上的导体和附加在可挠性层94上的导体，实现部分96和部分97导通。
采用该结构，即使部分97沿光轴方向热膨胀，或因其它因素而在光轴方向或其它方向稍微变位，也由于因仅有可挠性层94的部分具有可挠性而使得应力得到缓和，所以其影响不会波及与光学模组91连接的部分96，或者，即使该部分96沿光轴方向热膨胀，也由于膨胀量小，从而对光学模组91或导线95的影响少。
图10中表示组装的状态。光学模组2是在棱柱状的金属制封装31中收放光学元件、监测元件、陶瓷基板、冷却元件等(内部参照图3)。组合该光学模组2和基板5来做成局部装配件101。另一方面，框体6具有用于收放局部装配件101的空间，在该空间的底部形成有贯通孔8。在把局部装配件101收放到框体6上时，把螺钉9穿过贯通孔8的话，把螺钉9拧入形成于光学模组2的封装31下面的螺钉孔中。螺钉9是把光学模组2固定在框体6上的固定部件。
权利要求
1.一种光传输模组，在框体中收放有具有光学元件和成为在把来自上述光学元件的光信号传输给其它器件时的连接部的插孔部的光学模组；和与从上述光学模组的相反一端突出的电连接部电连接并搭载上述光学元件的控制电路的基板，其特征在于，使上述光学模组的规定的面与上述框体的规定的面接触，并且利用固定部件在该接触面上把上述光学模组固定在上述框体上，上述插孔部和上述基板在上述框体上为非固定，使上述插孔部至少在垂直于从上述光学元件出射的光的光轴的方向具有自由度地对位置进行限制，使上述基板至少在上述光轴方向具有自由度地对位置进行限制。
2.根据权利要求1所述的光传输模组，其特征在于，在上述光学模组中内装冷却上述光学元件的冷却元件，使成为该冷却元件的散热侧的上述光学模组的外面与上述框体接触。
3.根据权利要求1或2所述的光传输模组，其特征在于，在上述框体中收放有夹住保持上述插孔部的插孔部按压部件，该插孔部按压部件相对于上述框体的平行于上述光轴的面有间隙。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的光传输模组，其特征在于，在上述基板上形成位置限制用的孔，在上述框体的平行于上述光轴的面上形成比上述基板的孔的直径小且一直延伸到该孔内的位置限制用的突起。
5.一种光传输模组，在框体中收放有具有光学元件和成为在把来自上述光学元件的光信号传输给其它器件时的连接部的插孔部的光学模组；和与从上述光学模组的相反一端突出的电连接部电连接并搭载上述光学元件的控制电路的基板，其特征在于，使上述光学模组的规定的面与上述框体的规定的面接触，并且在该接触面上把上述光学模组固定在上述框体上，上述插孔部在上述框体上为非固定，使上述插孔部至少在垂直于上述光轴的方向具有自由度地对位置进行限制，在从在上述框体上固定上述光学模组的地方沿光轴方向离开规定的距离的地方将上述基板固定在上述框体上，即使上述基板沿上述光轴方向热膨胀、在上述电连接的地方所产生的热应力也小于剪切屈服应力地确定该距离。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的光传输模组，其特征在于，上述基板和上述光学模组的电连接采用可挠性导线。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的光传输模组，其特征在于，上述基板被分割成与上述光学模组的电连接部电连接的部分和其它部分，这两部分以可挠性基板相互电连接。
8.根据权利要求1～7中任意一项所述的光传输模组，其特征在于，上述基板是由刚性层和可挠性层复合而成的刚挠性基板，并且至少一部分仅由可挠性层形成。
全文摘要
本发明提供散热效率高、因热膨胀而导致的问题少的光传输模组。使光学模组(2)的面(S2)与框体(6)的面(S6)接触，同时，在该接触面把光学模组(2)固定在框体(6)上，插孔部(3)和基板(5)在框体(6)上为非固定，至少在垂直于光轴(C0)的方向具有自由度地规制插孔部(3)的位置，至少在光轴方向具有自由度地限制基板(5)的位置。
文档编号H04B10/12GK1790079SQ20051009097
公开日2006年6月21日 申请日期2005年8月22日 优先权日2004年12月16日
发明者柳主铉, 山崎欣哉, 川内秀贵, 井上天平, 片山弘树 申请人:日立电线株式会社