JP2008041772A - Optical module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、装置内光インタコネクションに用いられる光モジュールの構造に関する。 The present invention relates to the structure of an optical module used for intra-device optical interconnection.
近年、広帯域なネットワークの拡充により、ネットワークを介して送受される情報量が増大しているとともに、ルータやサーバ等の情報機器内部での情報処理容量を向上させることが求められている。
しかしながら、情報機器内部に用いられている電気基板の伝送速度の限界は、ネットワークのトラヒック増加や信号処理LSI(CPU、スイッチ等)の処理速度の進展に比較して伸びておらず、情報処理容量を向上させる上での障害となっている。
In recent years, with the expansion of broadband networks, the amount of information transmitted and received via the network has increased, and it has been demanded to improve the information processing capacity inside information devices such as routers and servers.
However, the limit of the transmission speed of the electric board used in the information equipment does not increase compared to the increase in network traffic and the progress of the processing speed of the signal processing LSI (CPU, switch, etc.), and the information processing capacity It has become an obstacle to improve.
この障害を打破し、情報機器内部の情報処理容量をさらに向上させるためには、機器内部に収容されるポート間、あるいはボードに搭載されるLSI間を光信号によって相互接続すること、すなわち、「装置内光インタコネクション」が有効である。 In order to overcome this obstacle and further improve the information processing capacity inside the information equipment, the ports accommodated in the equipment or between the LSIs mounted on the board are interconnected by optical signals, that is, “ “Intra-device optical interconnection” is effective.
装置内光インタコネクションを実現するためには、LSIが処理する電気的な信号を光に変換する光モジュールが必要であるが、装置内光インタコネクション用の光モジュールは、従来の通信用光モジュールよりも小型高集積、低コスト、低消費電力が求められる。
このため、装置内光インタコネクション用の光モジュールに使われる発光素子としては、従来の光モジュールで使われてきた端面発光型レーザダイオードに代わり、VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser:垂直共振機面発光レーザ)が有利であり、広範囲に適用されていくと考えられる。
In order to realize in-device optical interconnection, an optical module that converts an electrical signal processed by an LSI into light is required. However, an optical module for in-device optical interconnection is a conventional optical module for communication. More compact, higher integration, lower cost, and lower power consumption are required.
For this reason, the VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) is used as a light emitting element used in an optical module for in-device optical interconnection, instead of the edge-emitting laser diode used in the conventional optical module. Laser) is advantageous and is expected to be widely applied.
VCSELを適用した小型かつ薄型の光モジュールを低コストで組み立てることに関しては、いくつかの実装構造が提案されている。その一つとして、特許文献1に開示される「光電気複合モジュール及びそのモジュールを構成要素とする光入出力装置」がある。
特許文献1に開示される発明は、図5に示すように、光素子72とドライバIC73とをメタルバンプ76を用いて透明プレート74に搭載して、VCSEL72から出射された光を、透明プレート74を透過させた上で不図示の光結合部材(レンズなど)で集光させて光伝送路に結合させるものである。
Several mounting structures have been proposed for assembling a small and thin optical module to which a VCSEL is applied at low cost. One of them is “a photoelectric composite module and an optical input / output device including the module as a constituent element” disclosed in
As shown in FIG. 5, the invention disclosed in
この構造の利点は、低誘電率の材料を用いて高速信号伝送特性の良い線路を形成した透明プレート74に、高周波損失の少ない特徴を持つフリップチップ接合、すなわち素子と基板とをメタルバンプ76によって接合する方式により光素子72とドライバIC73とを搭載することで、光モジュールの高周波特性を良くすることができることである。
The advantage of this structure is that a metal plate 76 connects flip-chip bonding, that is, an element and a substrate, having a characteristic of low high-frequency loss to a
上記の透明プレート74に光素子72とドライバIC73とを搭載した実装構造を含む光モジュールを、回路基板上に搭載し、光を上方に入出射させる場合、VCSELやドライバICをフレキシブル基板の下に接合する態様となるため、フレキシブル基板と回路基板との間に、最低でもVCSEL又はドライバICのチップ厚さ以上の高低差が生じる。この高低差のあるフレキシブル基板と回路基板とを電気的に接続するために、図6に示したような透明フレキシブルシート111に光送受信用IC113や受動部品116をフリップチップ搭載したものを“コ”の字型に折り曲げて不図示の回路基板と接続できるようにした構造が、特許文献2に開示されている。
しかしながら、図6に示す構造では、高速信号の通るフレキシブル基板を2カ所でほぼ直角に折り曲げて“コ”の字型にしているため、折り曲げた部分での伝送損失が生じる懸念がある。そこで、伝送損失を防ぐために、図7のように曲面状にフレキシブル基板を曲げる方法も考えられる。 However, in the structure shown in FIG. 6, since the flexible substrate through which the high-speed signal passes is bent substantially at right angles at two locations to form a “U” shape, there is a concern that transmission loss may occur at the bent portion. Therefore, in order to prevent transmission loss, a method of bending the flexible substrate in a curved shape as shown in FIG. 7 can be considered.
しかし、曲面状に曲げるとしても、曲げ部分の曲率が小さいと、伝送損失低減の効果は小さく、また側面部分への部品搭載が困難となる。従って、伝送損失の低減や、曲げ部分への部品搭載のためには、ある程度以上曲率を大きく取らなければならない。そうすると、フレキシブル基板の、VCSELやドライバの搭載された面と、回路基板と接合する面との高低差が大きくなり、光モジュールの厚さ寸法が大きくなってしまう。 However, even if it is bent into a curved surface, if the curvature of the bent part is small, the effect of reducing transmission loss is small, and it becomes difficult to mount components on the side part. Therefore, in order to reduce transmission loss and mount components on the bent portion, it is necessary to make the curvature large to some extent. As a result, the height difference between the surface of the flexible substrate on which the VCSEL or the driver is mounted and the surface to be joined to the circuit substrate increases, and the thickness dimension of the optical module increases.
すなわち、フレキシブル基板にVCSEL等の面発光受光素子を搭載し、フレキシブル基板を曲げて回路基板と接合する構造の光モジュールにおいて、モジュール内部での高周波電気信号の伝送損失を防ぐことと、モジュールの小型化・薄型化とを両立させることは困難であった。 That is, in an optical module having a structure in which a VCSEL or other surface emitting light-receiving element is mounted on a flexible substrate and the flexible substrate is bent and joined to a circuit board, transmission loss of high-frequency electrical signals inside the module is prevented, and the module is compact. It has been difficult to achieve both reduction in thickness and thickness.
本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、面発光及び面受光素子の少なくとも一方を備え、モジュール内部での高周波電気信号の伝送損失を低減し、小型化・薄型化が可能な光インタコネクションモジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and includes an optical interface that includes at least one of a surface light emitting element and a surface light receiving element, reduces transmission loss of a high-frequency electric signal inside the module, and can be reduced in size and thickness. The purpose is to provide a connection module.
上記目的を達成するため、本発明は、第1の態様として、表面発光素子及び表面受光素子の少なくとも一方と、表面発光素子及び表面受光素子の少なくとも一方と回路基板との電気的な接続をなすフレキシブル基板とを有する光モジュールであって、フレキシブル基板は、表面発光素子及び表面受光素子の少なくとも一方が搭載されるとともに、所定値よりも大きい曲率で曲げられており、フレキシブル基板の曲げ部分の直径は、該フレキシブル基板の表面発光素子及び表面受光素子の少なくとも一方が搭載された部分の面と、回路基板との電気的接続をなす部分とがなす面の高低差よりも大きく、フレキシブル基板の曲げ部分は、最も回路基板に近接した部分と回路基板との電気的接続をなす面との高低差よりも、最も回路基板から遠い部分と表面発光素子及び表面受光素子の少なくとも一方を搭載した部分の面との高低差の方が大きいことを特徴とする光モジュールを提供するものである。 In order to achieve the above object, according to the present invention, as a first aspect, at least one of a surface light emitting element and a surface light receiving element, and at least one of the surface light emitting element and the surface light receiving element are electrically connected to a circuit board. An optical module having a flexible substrate, wherein the flexible substrate is mounted with at least one of a surface light emitting element and a surface light receiving element, and is bent with a curvature larger than a predetermined value, and a diameter of a bent portion of the flexible substrate Is larger than the difference in height between the surface of the portion of the flexible substrate on which at least one of the surface light emitting element and the surface light receiving device is mounted and the portion that makes electrical connection with the circuit board, The part is the part farthest from the circuit board than the difference in height between the part closest to the circuit board and the surface that makes electrical connection with the circuit board. There is provided an optical module characterized in that the larger height difference between the at least one by the mounting portion of the surface of the surface light-emitting device and the surface light-receiving device and.
また、上記目的を達成するため、本発明は、第2の態様として、表面発光素子及び表面受光素子の少なくとも一方と、表面発光素子及び表面受光素子の少なくとも一方と回路基板との電気的な接続をなす接点を備えたフレキシブル基板と、側面の少なくとも一部に曲面を有する板状の支持部材とを有する光モジュールであって、フレキシブル基板は、表面発光素子及び表面受光素子の少なくとも一方が電気的に接続されるとともに、支持部材の側面に沿って曲げられて支持部材に固定されており、その曲げ部分の直径は、フレキシブル基板と、表面発光素子及び表面受光素子の少なくとも一方が搭載された面と、回路基板との電気的接続をなす部分とがなす面の高低差よりも大きく、フレキシブル基板の曲げ部分は、最も回路基板に接近した部分と回路基板との電気的接続をなす部分との高低差よりも、最も回路基板から遠い部分と表面発光素子及び表面受光素子の少なくとも一方を搭載した部分の面との高低差の方が大きいことを特徴とする光モジュールを提供するものである。 In order to achieve the above object, as a second aspect, the present invention provides an electrical connection between at least one of the surface light emitting element and the surface light receiving element, at least one of the surface light emitting element and the surface light receiving element, and the circuit board. An optical module having a flexible substrate having a contact point and a plate-like support member having a curved surface on at least a part of a side surface, wherein at least one of the surface light emitting element and the surface light receiving element is electrically And is bent along the side surface of the support member and fixed to the support member. The diameter of the bent portion is a surface on which at least one of the flexible substrate, the surface light emitting element, and the surface light receiving element is mounted. Greater than the difference in height between the surface and the part that makes electrical connection with the circuit board, and the bent part of the flexible board is closest to the circuit board The difference in height between the part farthest from the circuit board and the surface of the part on which at least one of the surface light emitting element and the surface light receiving element is mounted is larger than the difference in height between the part and the part that electrically connects the circuit board. An optical module characterized by the above is provided.
本発明の第2の態様においては、支持部材は金属材料で形成されており、表面発光素子及び表面受光素子の少なくとも一方は、支持部材と接していることが好ましい。又は、支持部材は誘電体材料で形成されていることが好ましい。又は、支持部材は、フレキシブル基板を沿わせる部分が誘電体材料、表面発光素子及び表面受光素子の少なくとも一方が接する部分は金属材料によって形成されていることが好ましい。 In the second aspect of the present invention, the support member is preferably made of a metal material, and at least one of the surface light emitting element and the surface light receiving element is preferably in contact with the support member. Alternatively, the support member is preferably made of a dielectric material. Alternatively, in the support member, it is preferable that a portion along the flexible substrate is formed of a dielectric material, and a portion where at least one of the surface light emitting element and the surface light receiving element is in contact with a metal material.
本発明の第1及び第2の態様の上記のいずれの構成においても、フレキシブル基板を曲げることによって、回路基板との電気的接続をなす部分と最も回路基板から遠い部分との間に形成された側面部分に電子部品が搭載されることが好ましい。 In any of the above-described configurations of the first and second aspects of the present invention, the flexible substrate is bent so that it is formed between a portion that is electrically connected to the circuit board and a portion that is farthest from the circuit board. It is preferable that an electronic component is mounted on the side portion.
本発明の第1又は第2の態様では、表面発光素子又は表面受光素子を搭載したフレキシブル基板を、曲面状に略180度曲げ、回路基板と接合することにより、表面発光素子又は表面受光素子から回路基板に至る間の高速電気配線を低い損失で達成できる。
これに加えて、フレキシブル基板の曲げ部分の直径を、フレキシブル基板の、表面発光素子又は表面受光素子を搭載した部分の面と回路基板との電気的接続をなす面との高低差よりも大きくとることにより、曲げ部分の曲率を大きく、かつ表面発光素子又は表面受光素子を搭載した部分を薄くできる。そのため、表面発光素子又は表面受光素子を搭載した部分の上にレンズや光コネクタレセプタクル等の部品を搭載して光モジュール全体の高さを低く抑えられる。さらに、曲げ部分の曲率を大きくすることで、曲げによって現れた側面部分への部品搭載が容易となる。
In the first or second aspect of the present invention, the flexible substrate on which the surface light-emitting element or the surface light-receiving element is mounted is bent by approximately 180 degrees into a curved surface and joined to the circuit board to thereby remove the surface light-emitting element or the surface light-receiving element. High-speed electrical wiring between circuit boards can be achieved with low loss.
In addition to this, the diameter of the bent portion of the flexible substrate is set to be larger than the height difference between the surface of the flexible substrate where the surface light emitting element or the surface light receiving element is mounted and the surface where the circuit board is electrically connected. Accordingly, the curvature of the bent portion can be increased and the portion on which the surface light emitting element or the surface light receiving element is mounted can be thinned. For this reason, components such as a lens and an optical connector receptacle are mounted on the portion on which the surface light emitting element or the surface light receiving element is mounted, so that the height of the entire optical module can be kept low. Furthermore, by increasing the curvature of the bent portion, it becomes easy to mount components on the side portion that appears by bending.
また、上記第2の態様のように、側面部に曲面を有する板状の支持部材の曲面に沿わせてフレキシブル基板を曲面状に曲げることにより、フレキシブル基板の形状を安定化させられる。また、支持部材を金属材料によってなるものとし、表面発光素子又は表面受光素子が支持部材に接している構造とすることで、表面発光素子又は表面受光素子からの熱を支持部材を通じて放熱できる。 In addition, as in the second aspect, the shape of the flexible substrate can be stabilized by bending the flexible substrate into a curved shape along the curved surface of the plate-like support member having a curved surface at the side surface portion. In addition, the support member is made of a metal material and the surface light emitting element or the surface light receiving element is in contact with the support member, so that heat from the surface light emitting element or the surface light receiving element can be radiated through the support member.
なお、支持部材が金属製であった場合、フレキシブル基板上の高速信号伝送線路の伝送特性を安定的に保つためには伝送線路と支持部材との間隔を高精度に制御し、ストリップ線路を形成した状態でフレキシブル基板を支持部材の曲面に沿って曲げる必要があり、困難な場合が想定される。これに対して、本発明の第2の態様のように、支持部材を誘電体材料によってなるものとすれば、高速信号伝送線路を金属支持部材とのストリップ線路構造ではなく、例えばコプレーナ線路を形成することにより、支持部材が金属である場合よりも容易に安定した信号伝送特性が得られる。 In addition, when the support member is made of metal, in order to stably maintain the transmission characteristics of the high-speed signal transmission line on the flexible substrate, the distance between the transmission line and the support member is controlled with high accuracy to form a strip line. In this state, it is necessary to bend the flexible substrate along the curved surface of the support member, and a difficult case is assumed. On the other hand, if the support member is made of a dielectric material as in the second aspect of the present invention, the high-speed signal transmission line is not a strip line structure with a metal support member, for example, a coplanar line is formed. As a result, stable signal transmission characteristics can be obtained more easily than when the support member is made of metal.
しかしながら、支持部材全てを誘電体材料によってなるものとすると、誘電体材料の多くは一般的には熱伝導率が低いため、発光素子からの放熱特性は悪くなる。これに対して、支持部材の材料を、フレキシブル基板の高速信号伝送線路を沿わせる部分のみ誘電体とし、表面発光素子の接する部分においては金属製とすることにより、高周波特性の安定した高速伝送線路の形成と発光素子からの放熱とを両立できる。また、フレキシブル基板の曲げ半径を大きくとることで、フレキシブル基板を曲げることによって現れた側面部分に電子部品を搭載できる。これにより、モジュールの小型化を図れる。 However, if all of the support members are made of a dielectric material, most of the dielectric materials generally have low thermal conductivity, so that the heat dissipation characteristics from the light emitting element are deteriorated. On the other hand, the material of the support member is made of a dielectric only in the portion of the flexible substrate along the high-speed signal transmission line, and made of metal in the portion in contact with the surface light emitting element, so that the high-speed transmission line having stable high-frequency characteristics. And the heat dissipation from the light emitting element can be achieved. In addition, by increasing the bending radius of the flexible substrate, it is possible to mount electronic components on the side surface that appears by bending the flexible substrate. Thereby, size reduction of a module can be achieved.
本発明によれば、面発光及び面受光素子の少なくとも一方を備え、モジュール内部での高周波電気信号の伝送損失を低減し、小型化・薄型化が可能な光インタコネクションモジュールを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical interconnection module that includes at least one of a surface light emitting element and a surface light receiving element, reduces transmission loss of a high-frequency electric signal inside the module, and can be reduced in size and thickness.
〔第1の実施形態〕
本発明を好適に実施した第1の実施形態について説明する。
図1に、本実施形態にかかる光モジュールの斜視図を示す。光モジュール1の上面には、光入出射部51が設けられており、光入出射部51の両脇にはガイドピン52が配置されている。ガイドピン52を光コネクタ13側に設けたガイド穴53に挿入・嵌合させることにより、光モジュール1と光コネクタ13とが光学的に接続される。
[First Embodiment]
A first embodiment in which the present invention is suitably implemented will be described.
FIG. 1 is a perspective view of an optical module according to the present embodiment. A light incident / exit portion 51 is provided on the upper surface of the
情報処理装置に実装される回路基板は、複数スタックさせて実装されるため、搭載される部品の高さに制限が設けられることが多い。そのため、装置内光インタコネクションを実現するためには、回路基板に搭載される光モジュールへのファイバの取り出し方向は、回路基板に対して平行な方向であることが望ましい。
また、光モジュールの周囲にコネクタ抜き差しのためのデッドスペースを確保することは、回路基板に高密度で部品を搭載する場合は不利である。そのため、光コネクタ13の挿抜方法は、回路基板に対して垂直な方向であることが望ましい。
これらの要求に応えるために、光コネクタ13は直角光路変換部を備えている。
Since circuit boards mounted on an information processing apparatus are mounted in a stack, there are many restrictions on the height of components to be mounted. Therefore, in order to realize in-device optical interconnection, it is desirable that the fiber take-out direction to the optical module mounted on the circuit board is parallel to the circuit board.
Further, securing a dead space for inserting and removing a connector around the optical module is disadvantageous when components are mounted on the circuit board at a high density. Therefore, it is desirable that the
In order to meet these requirements, the
図2に本実施形態に係る光モジュールの断面を示す。図示する面は、光モジュール1と光コネクタ13とを接続した状態での、図1でのA−A’線に沿った断面である。
FIG. 2 shows a cross section of the optical module according to the present embodiment. The illustrated surface is a cross section taken along line A-A ′ in FIG. 1 in a state where the
光モジュール1において、ポリマー系材料からなるフレキシブル基板2の下面にはVCSEL3、ドライバIC5及びチップコンデンサ7が搭載されている。VCSEL3やドライバIC5とフレキシブル基板2との接合は、例えば、金スタッドバンプとフレキシブル基板2上のパッド上に塗布したはんだ若しくは導電性ペーストとを接合することによって実現可能である。
In the
VCSEL3及びドライバIC5をフレキシブル基板2に搭載する部分において、これらの素子とフレキシブル基板2との隙間にはアンダーフィル6を介在させている。アンダーフィル6は、接着性を有し、これらの素子とフレキシブル基板2との接合強度を補強する働きをする。アンダーフィル6の材料としては、エポキシ系樹脂などが一般的に用いられる。
In a portion where the
フレキシブル基板2には、また、回路基板19と接合するためのはんだバンプ8が形成されている。はんだバンプ8の材料は、スズ、金、銀、鉛、ビスマスなどから複数選択される金属材料からなる合金が用いられる。なお、回路基板19と接する領域は、はんだバンプ8を形成する所定の位置以外の部分にソルダレジスト9が塗布されており、不要な部分へのはんだの付着は防止されている。
Solder bumps 8 for joining to the
チップコンデンサ7が搭載されているパッドとはんだバンプ8とは、信号伝送線路11及びビア17によって接続される。フレキシブルプリント基板2は、図の左右2カ所で曲面状に約180度曲げられており、VCSEL3やドライバIC5を搭載した面とはんだバンプ8を形成した面が所定の高低差を保ってほぼ平行となるように構成されている。
The pad on which the
フレキシブル基板2の、信号伝送線路11が形成された部分が曲面状に曲がる部分では、上蓋10と回路基板19との間隔が広くなっており、曲げ部分の直径は、VCSEL3やドライバIC5を搭載した面とはんだバンプ8を形成した面との高低差に比べて大きくなるように膨らませてある。
つまり、フレキシブル基板2は、VCSEL3やドライバIC5を搭載した面とはんだバンプ8を形成した面との高低差を増すことなく、曲げ曲率が大きく確保されている。
In the portion of the
That is, the
この結果、モジュール1の高さと光コネクタ13との高さを合わせた全体の高さを厚くすることなく、フレキシブル基板2の曲げ曲率を膨らませることができるため、モジュールにコネクタを接続した状態での薄型化と高速信号線の曲げによる損失の防止とを両立できる。
As a result, since the bending curvature of the
フレキシブル基板2の上面には、金属からなる上蓋10に固定された平板マイクロレンズアレイ12のレンズの光軸とVCSEL3の光軸とが合うように位置決めして接着固定する。
平板マイクロレンズアレイ12は、例えば平板状のガラス材料又は樹脂材料に複数の曲面状突起をアレイ状に形成したものを適用できる。光モジュール1の上面には、光コネクタ13が接続され、光モジュール1と光コネクタ13との位置決めは図1に示したガイドピン52によって行われる。光コネクタ13にはVCSEL3からの出射光を直角に光路変向して光ファイバに入射させる45度ミラー14が設けられている。光ファイバ16としては、例えば石英やポリマー材料からなるマルチモードファイバを適用できる。
On the upper surface of the
As the
上蓋10の下縁は、はんだ材18によって回路基板19と接合されている。これによってモジュール1を回路基板19に固定すると同時に信号伝送路からの不要電磁放射を上蓋10の側面によって遮蔽できる。
The lower edge of the
本実施形態にかかる光モジュールの動作について説明する。
回路基板19から光モジュール1にはんだバンプ8を通じて高速電気信号を入力すると、その信号は、フレキシブル基板2上の信号伝送線路11、チップコンデンサ7を通じてドライバIC5に入力される。ドライバIC5に到達した電気信号は、ドライバIC5によって増幅されVCSEL3へ向けて出力される。VCSEL3に到達した電気信号はVCSEL3によって光信号へと変換される。光コネクタ13と光モジュール1とを接続させることにより、VCSEL3から上方向への出射光15が平板マイクロレンズアレイ12によって集光され、集光された光は45度ミラー14によって横方向に光路変更され、光ファイバ16に入射する。なお、VCSEL3の代わりに表面受光素子を用いる場合には、光ファイバ16からの出射光45度ミラー14によって縦方向へ光路変向され表面受光素子に入射する構成となる。
The operation of the optical module according to this embodiment will be described.
When a high-speed electrical signal is input from the
このような構成とすることにより、表面発光素子又は表面受光素子から回路基板に至る間の高速電気信号配線の伝送路損失を低く抑えられる。
また、表面発光素子又は表面受光素子を搭載した部分の上にレンズや光コネクタレセクタブル等の部品を搭載しても光モジュール全体の高さを低く抑えられる。さらに、曲げ部分の曲率を大きくすることで、曲げによって現れた側面部分への部品搭載も容易となる。
With such a configuration, the transmission path loss of the high-speed electric signal wiring between the surface light emitting element or the surface light receiving element and the circuit board can be kept low.
Further, even when a component such as a lens or an optical connector releasable is mounted on the portion on which the surface light emitting element or the surface light receiving element is mounted, the height of the entire optical module can be kept low. Furthermore, by increasing the curvature of the bent portion, it becomes easy to mount components on the side portion that appears by bending.
〔第2の実施形態〕
本発明を好適に実施した第2の実施形態について説明する。図3に、本実施形態に係る光モジュールの構成を示す。フレキシブル基板2は支持部材20の2カ所の側面に設けた曲面に沿って曲面状に曲げられている。支持部材20は、銅、アルミニウム、銅−タングステン合金、黄銅、ステンレス材などの金属によってなるが、フレキシブル基板2の信号伝送線路11の形成部分を沿わせて曲面状に曲げる箇所はエポキシ樹脂等の誘電体材料21によってなる。
[Second Embodiment]
A second embodiment in which the present invention is suitably implemented will be described. FIG. 3 shows the configuration of the optical module according to this embodiment. The
このような構造上の工夫を施すことによって信号伝送線路11は支持部材20の影響を受けず、損失の少ない高速信号伝送が可能となる。
By applying such a structural device, the signal transmission line 11 is not affected by the
フレキシブル基板2は、支持部材20に設けた曲面に沿って曲面状に曲げた状態で支持部材20にエポキシ系接着剤等によって接着固定するか、又はフレキシブル基板2は接着性を有するものとし、支持部材20に接着固定する。
The
VCSEL3及びドライバIC5の、バンプ4を形成した方と反対の面は、放熱ゲル22を介して支持部材20と接触しており、熱伝導が行われるようになっている。これにより、VCSEL3及びドライバIC5から発せられた熱は、効率よく支持部材20へと逃がされる。放熱ゲル22は、シリコーン系樹脂にアルミニウム酸化物等のフィラーを充填したものなどを適用可能である。
The surfaces of the
その他の構成や動作については第1の実施形態と同様であるため、重複する説明は割愛する。 Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, a redundant description is omitted.
側面部に曲面を有する板状の支持部材20の曲面に沿わせてフレキシブル基板2を曲面状に曲げることにより、フレキシブル基板2の形状を安定化させられる。
The shape of the
支持部材20を金属材料によって形成し、表面発光素子や表面受光素子が(放熱ゲル22を介して)支持部材20に接している構造とすることで、表面発光素子からの熱を支持部材20を通じて放熱させられる。
The
ただし、支持部材20が金属製である場合、フレキシブル基板2上の高速信号伝送線路の伝送特性を安定的に保つためには、伝送線路と支持部材20との間隔を高精度に制御し、ストリップ線路を形成した状態でフレキシブル基板2を支持部材20の曲面に沿って曲げる必要がある。
一方、支持部材20を誘電体材料で形成することで、例えばコプレーナ線路を形成することにより、支持部材20が金属である場合よりも容易に安定した信号伝送特性が得られるが、誘電体材料の多くは熱伝導率が低いため、支持部材20全体を誘電体材料で形成すると、面発光素子や面受光素子からの放熱性が低くなる。
However, when the
On the other hand, by forming the
このため、支持部材20は、フレキシブル基板2の高速信号伝送線路を沿わせる部分のみ誘電体とし、表面発光素子や表面受光素子と接する部分は金属製とすることにより、高周波特性の安定した高速伝送線路の形成と素子からの放熱性とを両立させられる。
For this reason, the
〔第3の実施形態〕
本発明を好適に実施した第3の実施形態について説明する。図4に、本実施形態に係る光モジュールの構成を示す。
本実施形態においては、フレキシブル基板2は曲面状に曲げられているが、曲げることによってできた側面部分には平面状になる部分を設け、その部分にチップコンデンサ7を搭載している。
[Third Embodiment]
A third embodiment in which the present invention is preferably implemented will be described. FIG. 4 shows the configuration of the optical module according to this embodiment.
In the present embodiment, the
その他の構成や動作については第1の実施形態と同様であるため、重複する説明は割愛する。 Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, a redundant description is omitted.
フレキシブル基板2の曲げの曲率を大きくすることにより、フレキシブル基板2を曲げることによって現れた曲面部分に電子部品を搭載できる。これにより、光モジュールの小型化が可能となる。
By increasing the bending curvature of the
なお、上記実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されることはない。
例えば、上記各実施形態においては、VCSELとドライバICとを搭載した光送信モジュールを例に説明したが、VCSELをPD、ドライバICをレシーバICに置き換えることで、光受信モジュールを作成できる。また、一個の光モジュールにVCSEL及びPDの両方、並びにドライバIC及びレシーバICの両方を搭載した光送受信モジュールについても、上記同様にして構成可能である。
このように、本発明は様々な変形が可能である。
In addition, the said embodiment is an example of suitable implementation of this invention, and this invention is not limited to this.
For example, in each of the above embodiments, the optical transmission module including the VCSEL and the driver IC is described as an example. However, the optical reception module can be created by replacing the VCSEL with the PD and the driver IC with the receiver IC. An optical transceiver module in which both a VCSEL and a PD, and both a driver IC and a receiver IC are mounted on a single optical module can be configured in the same manner as described above.
As described above, the present invention can be variously modified.
1 光モジュール
2 フレキシブル基板
3 VCSEL
4 バンプ
5 ドライバIC
6 アンダーフィル
7 チップコンデンサ
8 はんだバンプ
9 ソルダレジスト
10 上蓋
11 信号伝送線路
12 マイクロレンズアレイ
13 光コネクタ
14 45度ミラー
15 出射光
16 光ファイバ
18 はんだ材
19 回路基板
20 支持部材
21 誘電体材料
22 放熱ゲル
51 光入出射部
52 ガイドピン
53 ガイド穴
1
4
6
Claims (6)
前記表面発光素子及び表面受光素子の少なくとも一方と回路基板との電気的な接続をなすフレキシブル基板とを有する光モジュールであって、
前記フレキシブル基板は、
前記表面発光素子及び表面受光素子の少なくとも一方が搭載されるとともに、所定値よりも大きい曲率で曲げられており、
前記フレキシブル基板の曲げ部分の直径は、該フレキシブル基板の前記表面発光素子及び表面受光素子の少なくとも一方が搭載された部分の面と、前記回路基板との電気的接続をなす部分とがなす面の高低差よりも大きく、
前記フレキシブル基板の曲げ部分は、最も前記回路基板に近接した部分と前記回路基板との電気的接続をなす面との高低差よりも、最も前記回路基板から遠い部分と前記表面発光素子及び表面受光素子の少なくとも一方を搭載した部分の面との高低差の方が大きいことを特徴とする光モジュール。 At least one of a surface light emitting element and a surface light receiving element;
An optical module having a flexible substrate that electrically connects at least one of the surface light emitting element and the surface light receiving element and a circuit board,
The flexible substrate is
At least one of the surface light emitting element and the surface light receiving element is mounted and bent with a curvature larger than a predetermined value,
The diameter of the bent portion of the flexible substrate is a surface formed by a surface of a portion of the flexible substrate on which at least one of the surface light emitting element and the surface light receiving element is mounted and a portion that is electrically connected to the circuit board. Greater than the elevation difference,
The bent portion of the flexible substrate has a portion farthest from the circuit board, the surface light emitting element, and the surface light receiving than a difference in height between a portion that is closest to the circuit board and a surface that electrically connects the circuit board. An optical module characterized in that a difference in height from a surface of a portion on which at least one of the elements is mounted is larger.
前記表面発光素子及び表面受光素子の少なくとも一方と回路基板との電気的な接続をなす接点を備えたフレキシブル基板と、
側面の少なくとも一部に曲面を有する板状の支持部材とを有する光モジュールであって、
前記フレキシブル基板は、
前記表面発光素子及び表面受光素子の少なくとも一方が電気的に接続されるとともに、前記支持部材の側面に沿って曲げられて前記支持部材に固定されており、
その曲げ部分の直径は、前記フレキシブル基板と、前記表面発光素子及び表面受光素子の少なくとも一方が搭載された面と、前記回路基板との電気的接続をなす部分とがなす面の高低差よりも大きく、
前記フレキシブル基板の曲げ部分は、最も前記回路基板に接近した部分と前記回路基板との電気的接続をなす部分との高低差よりも、最も前記回路基板から遠い部分と前記表面発光素子及び表面受光素子の少なくとも一方を搭載した部分の面との高低差の方が大きいことを特徴とする光モジュール。 At least one of a surface light emitting element and a surface light receiving element;
A flexible board provided with a contact for making electrical connection between at least one of the surface light emitting element and the surface light receiving element and a circuit board;
An optical module having a plate-like support member having a curved surface on at least a part of a side surface,
The flexible substrate is
At least one of the surface light emitting element and the surface light receiving element is electrically connected, and is bent along the side surface of the support member and fixed to the support member,
The diameter of the bent portion is higher than the height difference between the surface formed by the flexible substrate, the surface on which at least one of the surface light emitting element and the surface light receiving element is mounted, and the portion that makes electrical connection with the circuit board. big,
The bent portion of the flexible substrate has a portion farthest from the circuit board than the height difference between the portion closest to the circuit board and the portion that makes electrical connection with the circuit board, the surface light emitting element, and the surface light receiving. An optical module characterized in that a difference in height from a surface of a portion on which at least one of the elements is mounted is larger.
前記表面発光素子及び表面受光素子の少なくとも一方は、前記支持部材と接していることを特徴とする請求項2記載の光モジュール。 The support member is made of a metal material,
The optical module according to claim 2, wherein at least one of the surface light emitting element and the surface light receiving element is in contact with the support member.
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