JP4325177B2

JP4325177B2 - Optical transmission module

Info

Publication number: JP4325177B2
Application number: JP2002333484A
Authority: JP
Inventors: 修上野; 昭遠島; 雅夫舟田; 健一小林; 秀則山田; 嘉秀佐藤; 健上村; 純二岡田; 岳洋新津; 信也経塚; 一宏逆井; 一広鈴木; 智夫馬場; 勉浜田; 忍小関; 勝木島; 紀高梨; 昌明三浦
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2022-11-18
Also published as: JP2004172194A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光伝送モジュールに関し、特に、発光素子、受光素子、ＩＣ等の回路部品が外部からの電磁波の影響を受けないようにする光伝送モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子装置の相互間を接続する手段はケーブルであったが、近年、高速及び大容量の伝送が要求されるようになり、光伝送が注目されている。ケーブルによる信号伝送は、外部ノイズの影響を受けやすい、伝送損失が大きいなどの欠点を有している。これに対し、光ファイバを用いた光伝送は、広帯域が可能、高速で大容量の伝送が可能、伝送路の軽量化が可能等の特長を有している。光伝送により電子装置間を接続する場合、光ファイバからの光信号を電気信号に変換したり、電気信号を光信号に変換して光ファイバへ出力する光伝送モジュールが用いられる。
【０００３】
光伝送モジュールは、コネクタ、受光素子、及び電子回路による組み合わせによる受信専用型、コネクタ、発光素子、及び電子回路による組み合わせによる送信専用型、コネクタ、発光素子、受光素子、及び電子回路による組み合わせによる送受信型等があり、１つのユニット（光伝送モジュール）にまとめられている。光伝送モジュールは、或る装置の外付けのアダプタとして用いられ、或いは装置内に回路部品が実装されたプリント基板上に１つの部品として搭載されたり、プリント基板と混在して配置することができる。
【０００４】
光伝送モジュール内の電子回路は、ＬＳＩ等を用いて構成されており、外部や装置内部からの電磁波の影響を受けやすい。電磁波の影響を受けた場合、伝送信号のエラーや伝送不能を招く恐れがある。そこで、ＥＭＣ（Electromagnetic Compatibility ）特性や伝送特性を確保するため、光伝送モジュールにシールド構造を設けている。例えば、プリント基板、及びこのプリント基板に実装された送受信回路部品を金属製のシールドカバーで覆ったり、樹脂成形等による箱型を成し、その全面ベタの導電部が形成された成形回路部品を作成し、プリント基板及び搭載部品の上下面を覆う構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、所定の幅と長さを有する光アレイを備えた光モジュールにあって、その長さ方向を所定の間隔に導電性材料による接地細片を設け、各々の接地細片の少なくとも一端を接地し、前記接地細片によって開口から漏れる電磁妨害を低減する方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２６１２７３号公報（第１頁〜第３頁、図１、図４）
【０００７】
特開２００２−２２３０９３号公報（第６頁〜第９頁、図１、図２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の光伝送モジュールによると、特開平１１−２６１２７３号公報の構成の場合、電磁波に対して光部品の搭載部分が開口部となり、この開口部から電磁波が侵入するため、十分なＥＭＣ性能を得ることができない。特に、伝送速度が高くなったり、多数の光素子をアレイ化した光部品を用いた場合に顕著になる。また、特開２００２−２２３０９３号公報の構成では、開口に導電性材料による接地細片を設けているが、この接地細片を設けることは技術的に難しく、光アレイのコストアップを招くと考えられる。更に、接地細片と周囲との接続が難しいため、十分なＥＭＣ効果を得ることは難しい。
【０００９】
従って、本発明の目的は、装置内部へ電磁波が侵入することを防ぐとともに光部品が電磁波の影響を受けることを防止するようにした光伝送モジュールを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、対向する面の一方に光入出力開口を設け、他方に電気信号入出力開口を設けた導電性及び電磁妨害遮蔽特性を有するケース部と、前記光入出力開口を介して光信号の送信又は受信の少なくとも一方を行う光送受信部と、前記光送受信部と電気的に接続される回路部と、前記回路部に対して電気信号の入出力を行うとともに、前記電気信号入出力開口を介して電気的な接続を行うコネクタと、前記光送受信部が搭載された第１のリジッド部と、前記回路部が搭載された第２のリジッド部と、前記コネクタが搭載された第３のリジッド部と、前記第１及び第２のリジッド部間を電気的に接続する第１のフレキシブル部と、前記第２及び第３のリジッド部間を電気的に接続する第２のフレキシブル部とを有し、前記第１及び第３のリジッド部を垂直に折り曲げてＵ字形にした状態で前記ケース部内に収納された基板部とを備え、前記基板部は、前記第１乃至第３のリジッド部と前記第１及び第２のフレキシブル部全体に渡ってグランド層を備え、前記グランド層の一部が前記ケース部の内面に接触して前記光入出力開口及び前記電気信号入出力開口を電磁的にシールドし、前記ケース部は、前記光入出力開口及び前記電気信号入出力開口に外来ノイズを遮蔽する鍔をそれぞれ設けたことを特徴とする光伝送モジュールを提供する。
【００１１】
この構成によれば、ケース部の開口が基板部のグランド層の一部によって電磁的にシールドされるように配置されていることにより、光送受信部の実装部分の隙間を通して外部から電磁ノイズが侵入するのを防止できるようになり、十分なＥＭＣ効果を得ることができる。
【００１２】
また、ケース部は、電磁妨害遮蔽特性を有し、光送受信部の発光面又は受光面を開口に収容していることで、電磁遮蔽性を損なうことなく光送受信部に接続される光伝送部材の着脱性を確保できる。
【００１３】
また、開口は、光信号の送信又は受信を行う光入出力開口と、回路部に対する電気信号の入出力を行う電気信号入出力開口とを有することで、電磁遮蔽性を損なうことなくケース部に対する接続機器の着脱性を確保できる。
【００１４】
また、光入出力開口は、短辺と長辺を有して形成される鍔を備え、その先端面から光送受信部の発光面又は受光面までの距離が、短辺の長さ以上であるように構成することで、開口の内部へ電磁波が侵入することを効果的に防ぐことができる。
【００１５】
また、鍔は、距離が長辺の１／３以上とすることで、上記した電磁波の侵入をより効率的に防ぐことができる。
【００１６】
また、基板部は、可撓性を有する第１及び第２のフレキシブル部と、第１及び第２のフレキシブル部を介して機械的および電気的に接続される第１、第２及び第３のリジッド部からなることで、ケース部への収容性に制約が生じず、グランド層を電磁遮蔽体の一部として用いることを可能にする。
【００１７】
また、光送受信部は、フォトダイオード、レーザーダイオード、又はこの両方を複数配置して設けられていてもよい。
【００１８】
また、グランド層は、開口に接触する部分の形状に応じたグランドパターンで形成されていることで、ケース部の開口をグランド層でシールドすることが可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の光伝送モジュールの断面を示し、図２は図１の外観を示す。
【００２０】
光伝送モジュール１は、両端に角筒状の鍔１０ａ，１０ｂを有する箱形の金属ケース１０と、その内部に収納される多層基板２０と、この多層基板２０に実装された回路部としての駆動回路部品３０と、接続された光ファイバ６０（６１は、光ファイバ６０の端部に取り付けられたコネクタであり、図２では図示を省略している）との間で光通信を行う光送受信部である光部品４０と、駆動回路部品３０に対して電気信号を入出力するコネクタ５０とを備えている。
【００２１】
金属ケース１０は、機械的強度及び電気特性に優れる金属材料を用いて加工する。具体的には、電磁波に対して電磁妨害遮蔽特性（遮蔽又は低減できる特性）を有し、かつ導電性を備える銅、銅合金、鉄、鉄合金等の金属材料を用い、電磁波が十分に遮蔽又は低減される厚みに加工される。そして、金属ケース１０は、外部からケース内に電磁波が侵入しないように、光ファイバやコネクタの接続口を除き、接合面等を密閉構造にするのが望ましい。更に、金属ケース１０は、内蔵部品の収容時の作業性、交換や点検時の作業性等を考慮して、蓋と本体部分、又は上部本体と下部本体のような組み合わせで構成され、２つの部品はネジ止め等により固定する。
【００２２】
多層基板２０は、ポリイミド等の絶縁性樹脂によるシート状の可撓性基板２１と、可撓性基板２１の片面に銅箔によって形成される配線層２２と、他の片面に銅箔によって形成されるグランド層２３と、基板部としてフレキシブル部Ａとフレキシブル部Ｂを介して一体的に設けられる剛体基板である３つのガラスエポキシ基板２４ａ，２４ｂ，２４ｃ（プリント基板）と、グランド層２３上に設けられる剛体基板である３つのガラスエポキシ基板２５ａ，２５ｂ，２５ｃと、ガラスエポキシ基板２４ａ，２４ｂ，２４ｃ上に設けられる銅箔による配線層２６ａ，２６ｂ，２６ｃと、ガラスエポキシ基板２５ａ，２５ｂ，２５ｃ上に設けられる銅箔によるグランド層２７ａ，２７ｂ，２７ｃと、グランド層２７ａ，２７ｂ，２７ｃとグランド層２３とを電気的に接続するスルーホール２８を有する。
【００２３】
光部品４０は、レーザーダイオード等の発光素子およびフォトダイオード等の受光素子によって構成されており、光ファイバ６０の本数に応じた数量で設けられている。
【００２４】
図３は、金属ケース１０に組み付ける前の展開状態における多層基板２０を示す。
【００２５】
図３（ａ）は、多層基板２０の断面を示し、多層基板２０は、フレキシブル部Ａとフレキシブル部Ｂとで折り曲げたときに金属ケース１０内に収納できる長さ及び幅を有し、図１に示した２ヵ所で折り曲げられる。折り曲げを可能にするため、フレキシブル部Ａ及びフレキシブル部Ｂの両側には、硬い部材は搭載されない。なお、銅箔表面は、腐食等を避けるため、表面に金等のメッキが施すのがよい。
【００２６】
図３（ｂ）は、多層基板２０の底面を示し、グランド層２７ａ，２７ｃは「ロ」の字形に形成されており、グランド層２７ａの部分のガラスエポキシ基板２５ａの部分には、図示を省略しているが、光部品４０の端子と配線層２２の配線パターンを接続するためのスルーホールが設けられている。同様に、グランド層２７ｃの部分のガラスエポキシ基板２５ｃの部分には、図示を省略しているが、コネクタ５０の端子数及び端子位置に対応して配線層２２の配線パターンとの間に複数のスルーホールが設けられている。更に、図１に示すように、グランド層２７ｂには、ナット部材７０がハンダ等によって取り付けられ、金属ケース１０の外部からネジ止め固定ができるようにされている。
【００２７】
図３の（ａ）において、フレキシブル部Ａから矢印方向に９０°折り曲げると点線図示の位置になり、同様に、フレキシブル部Ｂからも上方向に９０°折り曲げることができ、多層基板２０は図１に示したようにＵ字形又はコの字形になる。以下の説明では、図３のフレキシブル部Ａより左側を第１のリジット部、フレキシブル部Ａ〜Ｂ間を第２のリジット部、フレキシブル部Ｂより右側を第３のリジット部と呼ぶことにする。
【００２８】
図４及び図５は、駆動回路部品３０、光部品４０、及びコネクタ５０が実装済みの多層基板２０をＵ字形又はコの字形に曲げた状態を示す。
【００２９】
第１のリジット部には光部品４０が搭載され、第２のリジット部には駆動回路部品３０が搭載され、第３のリジット部にはコネクタ５０が搭載される。第２のリジット部の配線層２６ｂ上の所定の位置には複数の駆動回路部品３０が搭載され、その各端子は配線層２６ｂの配線パターン（図示せず）にハンダ付けされている。
【００３０】
また、第１のリジット部のガラスエポキシ基板２５ａの所定の位置には光部品４０が搭載され、その各端子はガラスエポキシ基板２５ａ及び可撓性基板２１を貫通する（更には、配線層２６ａに達する）ように形成されたスルーホールに接続され、配線層２２又は配線層２６ａ（或いは両方の配線層）上の配線パターンに接続される。光部品４０のグランド端子は、グランド層２３に接続され、或いは配線層２６ｃ，２２のいずれかのグランドパターンに接続される。
【００３１】
更に、第３のリジット部においては、ガラスエポキシ基板２４ｃ、可撓性基板２１及びガラスエポキシ基板２５ｃの所定の位置にコネクタ５０を構成するピン５１が立設され、スルーホールを通して配線層２６ｃ又は２２に接続されている。但し、ピン５１の内のグランド端子は、グランド層２３に接続するか、配線層２６ｃ又は２２のグランドパターンに接続される。また、第２のリジット部のグランド層２７ｂの所定位置にナット部材７０をハンダ付けする。
【００３２】
このようにして組み立てが完成した多層基板２０は、図１に示すように金属ケース１０内に収納される。多層基板２０は、図４及び図５に示すように、第１，第３のリジット部を垂直に折り曲げてＵ字形にした状態のまま金属ケース１０に入れられる。第１のリジット部の光部品４０を鍔１０ａ内に収容し、更に、第３のリジット部のコネクタ５０を鍔１０ｂ内に収容する。次に、グランド層２７ａの全面を鍔１０ａの付け根部にハンダ付けする。或いは、第１のリジット部を押圧部材で鍔１０ａの付け根部に押しつける構成や、ネジ止めする構成であってもよい。同様にして、第３のリジット部のグランド層２７ｃの全面を鍔１０ｂの付け根部にハンダ付け、押圧部材による押圧、ネジ止め等の手段により接続する。ついで、第２のリジット部のナット部材７０にビス（図示せず）によりネジ止めし、多層基板２０を固定する。
【００３３】
このように、光部品４０は、金属ケース１０と３６０°接続されたグランド面上に搭載されることにより、安定なグランド電位を確保することができるため、電磁波妨害を受けなくなり、低ノイズ化が可能になる。また、駆動回路部品３０が発した熱は金属ケース１０に伝熱されるため、光部品４０は駆動回路部品３０による発熱の影響を受け難くなる。特に、グランド層２３によって駆動回路部品３０と光部品４０が分離されるようにした構造（多層基板２０の両面に駆動回路部品３０と光部品４０が配置されている）が効果を奏している。なお、光部品４０が外来ノイズの影響を受けることが懸念されるが、本発明では鍔１０ａを設けているために外来ノイズは遮蔽され、電磁ノイズを軽減することができる。鍔１０ａを設けた効果は、一般的な導波路減衰と同様に考えることができ、高さ（短辺）をｈ、幅（長辺）をｄとするとき（ｄ＞ｈ）、鍔１０ａの先端から光部品４０までの距離Ｌを短辺ｈ以上、具体的にはｄの１／３以上になっていれば、満足する結果（概ね１０ｄＢ以上）が得られる。
【００３４】
また、金属ケース１０に鍔１０ｂを通して開口にコネクタ５０を配置することにより、面実装型のコネクタを用いることが可能になり、光伝送モジュールの小型化、量産性の向上、ノイズ低減等が可能になる。
【００３５】
図６は、本発明による光伝送モジュール１を電子装置のプリント基板８０に実装した状態を示す。
【００３６】
プリント基板８０には、光伝送モジュール１を搭載するためのグランドパターン（図示せず）が形成されており、このグランドパターンに光伝送モジュール１がハンダ付け、ネジ止め等の固定方法により固定される。更に、プリント基板８０上には、ＩＣ８２，８３、コンデンサ８４、抵抗８５、トランジスタ８６等からなる電子回路部８１が実装されている。このプリント基板８０上には、電子回路部８１のインターフェース部（図示せず）に接続されるコネクタ８７が実装されており、このコネクタ８７には、例えば、フラットケーブル８８が接続され、その端部に設けられたコネクタ８９がコネクタ５０に接続され、光伝送モジュール１と電子回路部８１が接続される。
【００３７】
電子回路部８１から光ファイバ６０へ伝送される電気信号は光伝送モジュール１の駆動回路部品３０において光部品４０を駆動する信号に変換される。ここで、送信側の光部品４０をレーザーダイオードとし、受信側の光部品４０をフォトダイオードとするとき、レーザーダイオードは上記した信号を電光変換することによりレーザ光として光ファイバ６０に出射する。一方、光ファイバ６０から入射するレーザ光は、フォトダイオードで受光されて光電変換され、駆動回路部品３０により電子回路部８１が受け付ける信号形式に変換され、フラットケーブル８８を介して電子回路部８１へ送られる。
【００３８】
上記実施の形態においては、多層基板２０の固定をナット材７０とビスにより行うものとしたが、例えば、グランド層２７ｂの全面に両面粘着テープを貼り、この両面粘着テープにより金属ケース１０の底面に貼着するようにしてもよい。或いは、金属ケース１０の底面に複数の穴を開けておき、グランド層２７ｂにハンダ付けしてもよい。また、第１，第３のリジット部のグランド層２７ａ，２７ｃと金属ケース１０との接続が保証されるなら、グランド層２７ｂと金属ケース１０の接続は、無くてもよい。
【００３９】
また、上記実施の形態においては、機械的強度、導電性及び電磁妨害遮蔽特性が容易に得られることから金属ケースを用いたが、樹脂ケースの内面全体に銅箔等の導電層を貼着し、又は、金属膜を蒸着した導電性ケースであっても、必要な機械的強度、導電性及び電磁妨害遮蔽特性を確保できさえすれば、金属製に限定されない。
【００４０】
さらに、上記実施の形態においては、コネクタ５０を設け、実装用プリント基板又は他の電子装置に接続する構成としたが、必ずしも、コネクタ５０は必要ではなく、ケーブル付きの光伝送モジュールとしてもよい。例えば、ケーブルの端部の心線を配線層２２や２６ｃに直にハンダ接続する構成にすれば、コネクタ５０は不要であり、鍔１０ｂもケーブルの外形に合ったサイズの小さい開口にすることができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上より明らかなように、本発明の光伝送モジュールによれば、光部品や回路部品を搭載する基板部によって光送受信部の開口を電磁的にシールドする構成にしたので、光送受信部の実装部分の隙間を通して装置内部へ電磁波が侵入することを防止できるようになり、十分なＥＭＣ効果を得ることができる。さらに、光送受信部と回路部品をグランド層に対して分離した配置とすることにより、ノイズの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光伝送モジュールの断面図である。
【図２】図１の外観を示す斜視図である。
【図３】図１の金属ケースに組み付ける前の展開状態における多層基板の構成を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は底面図である。
【図４】駆動回路部品、光部品、及びコネクタを実装済みの多層基板を示す斜視図である。
【図５】駆動回路部品、光部品、及びコネクタを実装済みの多層基板を示す断面図である。
【図６】本発明による光伝送モジュールを電子装置のプリント基板に実装した状態を示す正面図である。
【符号の説明】
１光伝送モジュール
１０金属ケース
１０ａ，１０ｂ鍔
２０多層基板
２１可撓性基板
２２配線層
２３グランド層
２４ａ，２４ｂ，２４ｃガラスエポキシ基板
２５ａ，２５ｂ，２５ｃガラスエポキシ基板
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ配線層
２７ａ，２７ｂ，２７ｃグランド層
２８，２９スルーホール
３０駆動回路部品
４０光部品
５０コネクタ
５１ピン
６０光ファイバ
６１コネクタ
７０ナット部材
８０プリント基板
８１電子回路部
８２，８３ＩＣ
８４コンデンサ
８５抵抗
８６トランジスタ
８７コネクタ
８８フラットケーブル
８９コネクタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical transmission module, and more particularly to an optical transmission module that prevents circuit components such as a light emitting element, a light receiving element, and an IC from being affected by external electromagnetic waves.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a means for connecting electronic devices to each other has been a cable, but in recent years, high-speed and large-capacity transmission has been required, and optical transmission has attracted attention. Signal transmission by cable has drawbacks such as being easily affected by external noise and a large transmission loss. On the other hand, optical transmission using an optical fiber has features such as a wide bandwidth, high-speed and large-capacity transmission, and a light transmission path. When connecting between electronic devices by optical transmission, an optical transmission module that converts an optical signal from an optical fiber into an electrical signal, or converts an electrical signal into an optical signal and outputs the optical signal to the optical fiber is used.
[0003]
The optical transmission module is a reception-only type that is a combination of a connector, a light receiving element, and an electronic circuit, a transmission-only type that is a combination of a connector, a light emitting element, and an electronic circuit, and a transmission / reception that is a combination of a connector, a light emitting element, a light receiving element, and an electronic circuit. There are types, etc., which are grouped into one unit (light transmission module). The optical transmission module can be used as an external adapter of a certain device, or can be mounted as a single component on a printed circuit board on which circuit components are mounted, or can be mixed with the printed circuit board. .
[0004]
An electronic circuit in the optical transmission module is configured using an LSI or the like, and is easily affected by electromagnetic waves from the outside or inside the apparatus. When affected by electromagnetic waves, there is a risk of transmission signal errors and inability to transmit. Therefore, in order to ensure EMC (Electromagnetic Compatibility) characteristics and transmission characteristics, the optical transmission module is provided with a shield structure. For example, a printed circuit board and a transmission / reception circuit component mounted on the printed circuit board are covered with a metal shield cover, or formed into a box shape by resin molding, etc. A structure has been proposed that covers the printed circuit board and the upper and lower surfaces of the mounted component (see, for example, Patent Document 1).
[0005]
Also, in an optical module including an optical array having a predetermined width and length, a ground strip made of a conductive material is provided at a predetermined interval in the length direction, and at least one end of each ground strip is grounded And the method of reducing the electromagnetic interference which leaks from opening by the said grounding strip is also proposed (for example, refer patent document 2).
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-261273 (pages 1 to 3, FIGS. 1 and 4)
[0007]
JP 2002-223093 (pages 6 to 9, FIGS. 1 and 2)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the conventional optical transmission module, in the case of the configuration of Japanese Patent Laid-Open No. 11-261273, the mounting part of the optical component becomes an opening with respect to the electromagnetic wave, and the electromagnetic wave enters from this opening, so that sufficient EMC performance is achieved. Can't get. This is particularly noticeable when the transmission speed is high or an optical component in which a large number of optical elements are arrayed is used. Further, in the configuration of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-223093, a grounding strip made of a conductive material is provided in the opening. However, it is technically difficult to provide this grounding strip, and the cost of the optical array is increased. It is done. Furthermore, since it is difficult to connect the ground strip to the surroundings, it is difficult to obtain a sufficient EMC effect.
[0009]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical transmission module that prevents electromagnetic waves from entering the apparatus and prevents optical components from being affected by the electromagnetic waves.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention for achieving the above object, a case portion having opposed one light output aperture is provided in the surface, conductive and electromagnetic interference shielding characteristics is provided an electrical signal output opening at the other, the light An optical transmission / reception unit that performs at least one of transmission and reception of an optical signal through an input / output opening, a circuit unit that is electrically connected to the optical transmission / reception unit, and an input / output of an electrical signal to the circuit unit And a connector for electrical connection through the electrical signal input / output opening, a first rigid portion on which the optical transceiver is mounted, a second rigid portion on which the circuit portion is mounted, A third rigid portion on which a connector is mounted, a first flexible portion that electrically connects the first and second rigid portions, and an electrical connection between the second and third rigid portions And a second flexible part And a first and a substrate portion which is housed in the case portion in the third state in which the rigid portion and the vertically bent U-shaped, the substrate section, the said first, second and third rigid portion second 1 and includes a ground layer throughout the second flexible part, a portion of the ground layer is electromagnetically shielded the light output opening and said electrical signal output opening in contact with the inner surface of the case portion The case portion provides an optical transmission module characterized in that the optical input / output opening and the electrical signal input / output opening are provided with shields for shielding external noise, respectively .
[0011]
According to this configuration, since the opening of the case part is arranged to be electromagnetically shielded by a part of the ground layer of the board part, electromagnetic noise enters from the outside through the gap of the mounting part of the optical transmission / reception part. Can be prevented, and a sufficient EMC effect can be obtained.
[0012]
In addition, the case portion has an electromagnetic interference shielding characteristic, and the light transmitting member connected to the light transmitting / receiving unit without impairing the electromagnetic shielding property by accommodating the light emitting surface or the light receiving surface of the light transmitting / receiving unit in the opening. Can be secured.
[0013]
Further, the opening has an optical input / output opening for transmitting or receiving an optical signal and an electric signal input / output opening for inputting / outputting an electric signal to / from the circuit unit, so that the electromagnetic wave shielding performance is not impaired. Removability of connected devices can be secured.
[0014]
The light input / output opening includes a ridge formed with a short side and a long side, and the distance from the tip surface to the light emitting surface or the light receiving surface of the light transmitting / receiving unit is equal to or longer than the length of the short side. By comprising in this way, it can prevent effectively that electromagnetic waves penetrate | invade into the inside of opening.
[0015]
Moreover, the saddle can prevent the above-mentioned invasion of electromagnetic waves more efficiently by setting the distance to 1/3 or more of the long side.
[0016]
Further, the substrate portion includes a first and a second flexible portion having flexibility, the first, second and third being mechanically and electrically connected via the first and second flexible portions By comprising the rigid portion , there is no restriction on the accommodation property in the case portion, and the ground layer can be used as a part of the electromagnetic shield.
[0017]
In addition, the optical transceiver may be provided with a plurality of photodiodes, laser diodes, or both.
[0018]
Further, since the ground layer is formed with a ground pattern corresponding to the shape of the portion in contact with the opening, the opening of the case portion can be shielded with the ground layer.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a cross section of the optical transmission module of the present invention, and FIG. 2 shows the appearance of FIG.
[0020]
The optical transmission module 1 includes a box-shaped metal case 10 having square tubular ridges 10a and 10b at both ends, a multilayer substrate 20 housed therein, and a drive as a circuit unit mounted on the multilayer substrate 20. Optical transmission / reception unit that performs optical communication between the circuit component 30 and the connected optical fiber 60 (61 is a connector attached to the end of the optical fiber 60 and is not shown in FIG. 2) And an optical component 40 and a connector 50 for inputting / outputting electric signals to / from the drive circuit component 30.
[0021]
The metal case 10 is processed using a metal material having excellent mechanical strength and electrical characteristics. Specifically, electromagnetic waves are sufficiently shielded by using a metal material such as copper, copper alloy, iron, iron alloy, etc. that has electromagnetic interference shielding characteristics (characteristics that can be shielded or reduced) against electromagnetic waves and that has conductivity. Or it is processed to a reduced thickness. And as for metal case 10, it is desirable to make a joining surface etc. into a sealing structure except for an optical fiber and a connection port of a connector so that electromagnetic waves may not enter into a case from the outside. Furthermore, the metal case 10 is composed of a combination of a lid and a main body part or an upper main body and a lower main body in consideration of workability at the time of housing a built-in component, workability at the time of replacement or inspection, and the like. The parts are fixed with screws.
[0022]
The multilayer substrate 20 is formed of a sheet-like flexible substrate 21 made of an insulating resin such as polyimide, a wiring layer 22 formed of a copper foil on one side of the flexible substrate 21, and a copper foil on the other side. Provided on the ground layer 23, three glass epoxy substrates 24a, 24b, 24c (printed circuit boards) which are rigid substrates integrally provided via the flexible portion A and the flexible portion B as substrate portions, and the ground layer 23. Three glass epoxy substrates 25a, 25b, and 25c, which are rigid substrates, and copper foil wiring layers 26a, 26b, and 26c provided on the glass epoxy substrates 24a, 24b, and 24c, and the glass epoxy substrates 25a, 25b, and 25c. Ground layers 27a, 27b, 27c, ground layers 27a, 27b, 27c and ground layers made of copper foil With 3 and a through hole 28 for electrically connecting the.
[0023]
The optical component 40 includes a light emitting element such as a laser diode and a light receiving element such as a photodiode, and is provided in a quantity corresponding to the number of optical fibers 60.
[0024]
FIG. 3 shows the multilayer substrate 20 in a developed state before being assembled to the metal case 10.
[0025]
3A shows a cross section of the multilayer substrate 20, and the multilayer substrate 20 has a length and a width that can be accommodated in the metal case 10 when the flexible portion A and the flexible portion B are folded. It can be bent at the two locations shown in. In order to enable bending, hard members are not mounted on both sides of the flexible part A and the flexible part B. The copper foil surface is preferably plated with gold or the like in order to avoid corrosion or the like.
[0026]
FIG. 3B shows the bottom surface of the multilayer substrate 20, and the ground layers 27 a and 27 c are formed in a “B” shape, and the illustration of the glass epoxy substrate 25 a portion of the ground layer 27 a is omitted. However, a through hole for connecting the terminal of the optical component 40 and the wiring pattern of the wiring layer 22 is provided. Similarly, although not shown in the portion of the glass epoxy substrate 25c of the ground layer 27c, a plurality of wiring patterns between the wiring layers 22 corresponding to the number of terminals and the terminal positions of the connector 50 are provided. A through hole is provided. Further, as shown in FIG. 1, a nut member 70 is attached to the ground layer 27 b by solder or the like so that it can be fixed by screws from the outside of the metal case 10.
[0027]
In FIG. 3A, when the flexible part A is bent by 90 ° in the direction of the arrow, the position shown by the dotted line is obtained. Similarly, the flexible part B can be bent upward by 90 °, and the multilayer substrate 20 is shown in FIG. It becomes U-shaped or U-shaped as shown in. In the following description, the left side of the flexible part A in FIG. 3 is referred to as a first rigid part, the flexible part A to B is referred to as a second rigid part, and the right side of the flexible part B is referred to as a third rigid part.
[0028]
4 and 5 show a state in which the multilayer substrate 20 on which the drive circuit component 30, the optical component 40, and the connector 50 are already mounted is bent into a U shape or a U shape.
[0029]
The optical component 40 is mounted on the first rigid portion, the drive circuit component 30 is mounted on the second rigid portion, and the connector 50 is mounted on the third rigid portion. A plurality of drive circuit components 30 are mounted at predetermined positions on the wiring layer 26b of the second rigid portion, and each terminal thereof is soldered to a wiring pattern (not shown) of the wiring layer 26b.
[0030]
Further, an optical component 40 is mounted at a predetermined position of the glass epoxy board 25a of the first rigid portion, and each terminal thereof penetrates the glass epoxy board 25a and the flexible board 21 (further, in the wiring layer 26a). To the wiring pattern on the wiring layer 22 or the wiring layer 26a (or both wiring layers). The ground terminal of the optical component 40 is connected to the ground layer 23 or to any one of the ground patterns of the wiring layers 26 c and 22.
[0031]
Further, in the third rigid portion, pins 51 constituting the connector 50 are erected at predetermined positions on the glass epoxy board 24c, the flexible board 21 and the glass epoxy board 25c, and the wiring layers 26c or 22 are formed through the through holes. It is connected to the. However, the ground terminal in the pin 51 is connected to the ground layer 23 or to the ground pattern of the wiring layer 26 c or 22. Further, the nut member 70 is soldered to a predetermined position of the ground layer 27b of the second rigid portion.
[0032]
The multilayer substrate 20 thus assembled is housed in the metal case 10 as shown in FIG. As shown in FIGS. 4 and 5, the multilayer substrate 20 is placed in the metal case 10 while the first and third rigid portions are bent vertically to form a U shape. The optical component 40 of the first rigid part is accommodated in the cage 10a, and the connector 50 of the third rigid part is accommodated in the cage 10b. Next, the entire surface of the ground layer 27a is soldered to the base of the ridge 10a. Alternatively, the first rigid portion may be pressed against the base portion of the flange 10a with a pressing member, or may be screwed. Similarly, the entire surface of the ground layer 27c of the third rigid portion is soldered to the base portion of the flange 10b and connected by means such as pressing by a pressing member and screwing. Next, the multi-layer substrate 20 is fixed by screwing the nut member 70 of the second rigid portion with screws (not shown).
[0033]
As described above, since the optical component 40 is mounted on the ground plane connected to the metal case 10 at 360 °, a stable ground potential can be secured, so that the optical component 40 is not affected by electromagnetic interference and the noise is reduced. It becomes possible. Further, since the heat generated by the drive circuit component 30 is transferred to the metal case 10, the optical component 40 is hardly affected by the heat generated by the drive circuit component 30. In particular, the structure in which the drive circuit component 30 and the optical component 40 are separated by the ground layer 23 (the drive circuit component 30 and the optical component 40 are disposed on both surfaces of the multilayer substrate 20) is effective. Although there is a concern that the optical component 40 is affected by external noise, in the present invention, the external noise is shielded and the electromagnetic noise can be reduced because the bag 10a is provided. The effect of providing the flange 10a can be considered in the same way as general waveguide attenuation. When the height (short side) is h and the width (long side) is d (d> h), Satisfactory results (approximately 10 dB or more) can be obtained if the distance L from the tip to the optical component 40 is at least a short side h, specifically, 1/3 or more of d.
[0034]
Further, by arranging the connector 50 in the opening through the flange 10b in the metal case 10, it becomes possible to use a surface mount type connector, and it is possible to reduce the size of the optical transmission module, improve mass productivity, reduce noise, etc. Become.
[0035]
FIG. 6 shows a state where the optical transmission module 1 according to the present invention is mounted on a printed circuit board 80 of an electronic device.
[0036]
A ground pattern (not shown) for mounting the light transmission module 1 is formed on the printed board 80, and the light transmission module 1 is fixed to the ground pattern by a fixing method such as soldering and screwing. . Further, an electronic circuit unit 81 including ICs 82 and 83, a capacitor 84, a resistor 85, a transistor 86, and the like is mounted on the printed board 80. On the printed circuit board 80, a connector 87 connected to an interface unit (not shown) of the electronic circuit unit 81 is mounted. For example, a flat cable 88 is connected to the connector 87, and an end portion thereof. Is connected to the connector 50, and the optical transmission module 1 and the electronic circuit unit 81 are connected.
[0037]
An electrical signal transmitted from the electronic circuit unit 81 to the optical fiber 60 is converted into a signal for driving the optical component 40 in the drive circuit component 30 of the optical transmission module 1. Here, when the optical component 40 on the transmission side is a laser diode and the optical component 40 on the reception side is a photodiode, the laser diode emits the above signal to the optical fiber 60 by electro-optical conversion. On the other hand, the laser light incident from the optical fiber 60 is received by a photodiode and photoelectrically converted, converted into a signal format received by the electronic circuit unit 81 by the drive circuit component 30, and sent to the electronic circuit unit 81 via the flat cable 88. Sent.
[0038]
In the above embodiment, the multi-layer substrate 20 is fixed by the nut material 70 and the screw. For example, a double-sided adhesive tape is applied to the entire surface of the ground layer 27b, and the double-sided adhesive tape is used to attach the bottom surface of the metal case 10 to the bottom surface. You may make it stick. Alternatively, a plurality of holes may be formed in the bottom surface of the metal case 10 and soldered to the ground layer 27b. Further, if the connection between the ground layers 27a and 27c of the first and third rigid portions and the metal case 10 is guaranteed, the connection between the ground layer 27b and the metal case 10 may be omitted.
[0039]
In the above embodiment, a metal case is used because mechanical strength, conductivity, and electromagnetic interference shielding characteristics can be easily obtained. However, a conductive layer such as copper foil is attached to the entire inner surface of the resin case. Or even if it is the electroconductive case which vapor-deposited the metal film, as long as required mechanical strength, electroconductivity, and an electromagnetic interference shielding characteristic can be ensured, it is not limited to metal.
[0040]
Further, in the above embodiment, the connector 50 is provided and connected to the mounting printed circuit board or other electronic device. However, the connector 50 is not necessarily required, and may be an optical transmission module with a cable. For example, if the core wire at the end of the cable is soldered directly to the wiring layer 22 or 26c, the connector 50 is not necessary, and the flange 10b can also be a small opening that matches the outer shape of the cable. it can.
[0042]
【The invention's effect】
As is clear from the above, according to the optical transmission module of the present invention, the optical transmission / reception unit opening is electromagnetically shielded by the substrate unit on which the optical component or circuit component is mounted. Thus, electromagnetic waves can be prevented from entering the inside of the apparatus through the gap, and a sufficient EMC effect can be obtained. Furthermore, noise can be reduced by arranging the optical transmission / reception unit and the circuit component separately from the ground layer.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical transmission module of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of FIG.
3 shows a configuration of a multilayer substrate in a developed state before being assembled to the metal case of FIG. 1, (a) is a cross-sectional view, and (b) is a bottom view.
FIG. 4 is a perspective view showing a multilayer substrate on which drive circuit components, optical components, and connectors are mounted.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a multilayer substrate on which drive circuit components, optical components, and connectors are mounted.
FIG. 6 is a front view showing a state where the optical transmission module according to the present invention is mounted on a printed circuit board of an electronic device.
[Explanation of symbols]
1 optical transmission module 10 metal case 10a, 10b ケース 20 multilayer substrate 21 flexible substrate 22 wiring layer 23 ground layers 24a, 24b, 24c glass epoxy substrates 25a, 25b, 25c glass epoxy substrates 26a, 26b, 26c wiring layers 27a, 27b, 27c Ground layers 28, 29 Through hole 30 Drive circuit component 40 Optical component 50 Connector 51 Pin 60 Optical fiber 61 Connector 70 Nut member 80 Printed circuit board 81 Electronic circuit section 82, 83 IC
84 Capacitor 85 Resistance 86 Transistor 87 Connector 88 Flat cable 89 Connector

Claims

対向する面の一方に光入出力開口を設け、他方に電気信号入出力開口を設けた導電性及び電磁妨害遮蔽特性を有するケース部と、
前記光入出力開口を介して光信号の送信又は受信の少なくとも一方を行う光送受信部と、
前記光送受信部と電気的に接続される回路部と、
前記回路部に対して電気信号の入出力を行うとともに、前記電気信号入出力開口を介して電気的な接続を行うコネクタと、
前記光送受信部が搭載された第１のリジッド部と、前記回路部が搭載された第２のリジッド部と、前記コネクタが搭載された第３のリジッド部と、前記第１及び第２のリジッド部間を電気的に接続する第１のフレキシブル部と、前記第２及び第３のリジッド部間を電気的に接続する第２のフレキシブル部とを有し、前記第１及び第３のリジッド部を垂直に折り曲げてＵ字形にした状態で前記ケース部内に収納された基板部とを備え、
前記基板部は、前記第１乃至第３のリジッド部と前記第１及び第２のフレキシブル部全体に渡ってグランド層を備え、前記グランド層の一部が前記ケース部の内面に接触して前記光入出力開口及び前記電気信号入出力開口を電磁的にシールドし、
前記ケース部は、前記光入出力開口及び前記電気信号入出力開口に外来ノイズを遮蔽する鍔をそれぞれ設けたことを特徴とする光伝送モジュール。 A case portion having a conductive and electromagnetic interference shielding characteristic in which a light input / output opening is provided on one of the opposing surfaces and an electric signal input / output opening is provided on the other;
An optical transceiver that performs at least one of transmission and reception of an optical signal through the optical input / output opening ;
A circuit unit electrically connected to the optical transceiver unit;
A connector that inputs and outputs electrical signals to and from the circuit unit, and that performs electrical connection through the electrical signal input and output openings,
A first rigid part on which the optical transceiver is mounted; a second rigid part on which the circuit part is mounted; a third rigid part on which the connector is mounted; and the first and second rigids. A first flexible portion that electrically connects between the second portion and a second flexible portion that electrically connects between the second and third rigid portions; and the first and third rigid portions And a substrate part housed in the case part in a state of being bent into a U-shape vertically ,
The substrate part includes a ground layer over the first to third rigid parts and the first and second flexible parts, and a part of the ground layer comes into contact with an inner surface of the case part. Electromagnetically shield the optical input / output opening and the electrical signal input / output opening ,
The optical transmission module according to claim 1, wherein the case portion is provided with a flange for shielding external noise at the optical input / output opening and the electrical signal input / output opening .

前記光入出力開口は、短辺と長辺を有して形成される鍔を備え、その先端面から前記光送受信部の発光面又は受光面までの距離が、前記短辺の長さ以上であることを特徴とする請求項１記載の光伝送モジュール。The light output opening is provided with a flange which is formed with short sides and long sides, the distance from the tip surface to the light emission surface or light receiving surface of the light transmitting and receiving unit, the length of the short side The optical transmission module according to claim 1 , wherein the optical transmission module is equal to or greater than the above.

前記鍔は、前記距離が前記長辺の１／３以上であることを特徴とする請求項２記載の光伝送モジュール。The optical transmission module according to claim 2 , wherein the ridge has a distance of 1/3 or more of the long side.