CN112789721B - 光模块、光模块安装基板及容器 - Google Patents

Abstract

光模块具备：至少一个光元件；容器主体，其收容所述至少一个光元件；以及多个引脚，它们设置在所述容器主体的侧壁部，所述多个引脚中的至少一个与所述至少一个光元件电连接，所述多个引脚形成为在所述侧壁部的高度方向上排列的多列，并且设为在俯视时相邻的引脚彼此不重叠的配置。所述至少一个光元件也可以是半导体激光元件、半导体光放大器、光调制器、以及受光元件中的任一个或多个同种类或不同种类的光元件。

Description

光模块、光模块安装基板及容器

技术领域

本发明涉及光模块、光模块安装基板及容器。

背景技术

用于光通信等的光模块具有将半导体激光元件等多个光学元件收容于容器内的结构(例如参照专利文献1～4)。在容器中设置有多个用于将内部的光学元件与外部的控制器等电连接的引脚。这样的光模块安装于电气基板而进行使用。通常，引脚在与容器的安装面垂直的面以形成与安装面平行的面方式排成一列地延伸。在此，安装面是指光模块在安装于电气基板时与电气基板对置的面，通常是光模块的容器的底面。因此，在安装时，各引脚的前端侧被向安装面侧折弯，并通过焊料等而固定在形成于电气基板的布线图案等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-299681号公报

专利文献2：日本特许第4494587号公报

专利文献3：日本特开2001-284697号公报

专利文献4：日本特许第4134564号公报

发明内容

发明要解决的课题

伴随着光通信的大容量化，而强烈要求光模块的小型化。为了使光模块小型化，容器也需要进行小型化。为了在小型化后的容器设置期望数量的引脚，有时必须使引脚的间隔(间距)比以往窄。然而，当容器的小型化进一步进展时，有可能难以设置期望数量的引脚。

为了消除该问题，考虑将引脚在与安装面垂直的方向(高度方向)上设置为两段。然而，在将引脚沿高度方向设置为两段的情况下，当为了将光模块安装于电气基板而将各引脚向安装面侧折弯时，有可能使得引脚彼此干涉。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够使引脚之间的间距变窄并且向电气基板的安装也容易的光模块、安装有这种光模块的光模块安装基板、以及容器。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题而达成目的，本发明的一个方案的光模块的特征在于，所述光模块具备：至少一个光元件；容器主体，其收容所述至少一个光元件；以及在所述容器主体的侧壁部设置的多个引脚，所述多个引脚中的至少一个与所述至少一个光元件电连接，所述多个引脚形成为在所述侧壁部的高度方向上排列的多列，并且设为在俯视时相邻的引脚彼此不重叠的配置。

本发明的一个方案的光模块的特征在于，所述至少一个光元件是半导体激光元件、半导体光放大器、光调制器、以及受光元件中的任一个或多个同种类或不同种类的光元件。

本发明的一个方案的光模块的特征在于，所述多个引脚在俯视时以0.7mm以下的间距排列。

本发明的一个方案的光模块的特征在于，所述多个引脚仅设置于所述侧壁部的一面。

本发明的一个方案的光模块的特征在于，所述引脚的前端侧朝向所述容器的高度方向，并且所述引脚的前端侧的前端排列成大致直线状。

本发明的一个方案的光模块安装基板的特征在于，所述光模块安装基板具备所述光模块和安装有所述光模块的电气基板。

本发明的一个方案的容器的特征在于，所述容器具备：容器主体；以及多个引脚，它们设置在所述容器主体的侧壁部，所述多个引脚形成为在所述侧壁部的高度方向上排列的多列，并且设为在俯视时相邻的引脚彼此不重叠的配置。

本发明的一个方案的容器的特征在于，所述引脚的前端侧朝向所述容器的高度方向，并且所述引脚的前端侧的前端排列成大致直线状。

发明效果

根据本发明，起到能够使引脚之间的间距变窄并且向电气基板的安装也容易的效果。

附图说明

图1A是示出实施方式1的光模块的概要结构的示意图。

图1B是示出实施方式1的光模块的概要结构的示意图。

图1C是示出实施方式1的光模块的概要结构的示意图。

图1D是示出实施方式1的光模块的概要结构的示意图。

图2A是示出将引脚折弯了的状态下的光模块的示意图。

图2B是示出将引脚折弯了的状态下的光模块的示意图。

图2C是示出将引脚折弯了的状态下的光模块的示意图。

图2D是示出将引脚折弯了的状态下的光模块的示意图。

图3是示出实施方式2的光模块安装基板的概要结构的示意图。

图4A是示出实施方式3的光模块的概要结构的示意图。

图4B是示出实施方式4的光模块的概要结构的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。需要说明的是，本发明并不被以下说明的实施方式限定。另外，在附图的记载中，对相同或对应的要素适当标记相同的符号，并适当省略重复说明。另外，需要留意的是，附图是示意性的，各要素的尺寸的关系、各要素的比率等有时与现实不同。而且，在附图的相互之间有时也包括彼此的尺寸的关系、比率不同的部分。

(实施方式1)

图1A～1D是示出实施方式1的光模块的概要结构的示意图。在图1A中，为了表示方向，而规定了相互正交的长度方向、宽度方向及高度方向。对于图1B～D也同样地规定了方向。图1A是光模块10的立体图，图1B是从宽度方向左侧观察光模块10得到的图，图1C是从长度方向前侧观察光模块10得到的图，图1D是从高度方向上侧观察光模块10得到的俯视图。

光模块10具备容器1和光元件2。容器1具备底板部1a、侧壁部1b、上盖部1c、光端口1d、以及多个引脚1e。底板部1a是在长度方向及宽度方向上扩展的板状的构件。侧壁部1b是具有在高度方向和长度方向或宽度方向上扩展的4个面的框板状的构件，且各面与底板部1a大致正交。上盖部1c是与底板部1a对置且在长度方向及宽度方向上扩展的板状的构件。光端口1d设置于侧壁部1b的长度方向前侧。光端口1d是用于向外部输出光或者从外部输入光的端口，并与用于光的输入或输出的光纤连接。

底板部1a例如由铜钨(CuW)、铜钼(CuMo)、氧化铝(Al₂O₃)、氮化铝(A1N)、铜(Cu)等热传导率高的材料构成。上盖部1c、光端口1d例如由Fe-Ni-Co合金、氧化铝(Al₂O₃)、氮化铝(AlN)等热膨胀系数低的材料构成。侧壁部1b也主要由如上述那样的热膨胀系数低的材料构成，但侧壁部1b的宽度方向左侧的一部分区域设置有由绝缘性的材质构成的布线区域。在布线区域，由导体构成的布线图案形成为在容器1的内部与外部之间延伸。

在侧壁部1b的布线区域设置有由例如Fe-Ni-Co合金、铜(Cu)等导体构成的多个引脚1e。为了焊接性等，也可以在引脚1e的表面实施镍(Ni)、金(Au)、镍(Ni)与金(Au)的多层电镀。本实施方式中的引脚1e的数量为7根。在后对引脚1e进行详述。

光元件2收容于由底板部1a、侧壁部1b以及上盖部1c构成的容器主体1f。光元件2是通过供给电力、电信号等而进行动作的光元件。光元件2例如是半导体激光元件、半导体光放大器、光调制器、受光元件。需要说明的是，在本实施方式中收容有一个光元件2，但只要光元件2的数量为至少一个即可，也可以收容有多个光元件2。多个光元件2既可以是同种类的光元件，也可以是相互不同种类的光元件。光元件2经由接合线和布线区域的布线图案，进而经由7根引脚1e中的至少一根，而与在光模块10的外部设置的控制器电连接。控制器控制光模块10的动作、主要是控制光元件2的动作，且控制器例如构成为包含IC(Integrated Circuit)。

7根引脚1e以形成为在侧壁部1b的高度方向上排列的多列(在本实施方式中为两列)的方式配置。在本实施方式中，在7根引脚1e中，4根引脚1ea以沿长度方向形成一列的方式配置，3根引脚1eb在4根引脚1ea的高度方向下侧以沿长度方向形成一列的方式配置。

这样，7根引脚1e以形成两列的方式配置，由此，能够使在如图1D所示那样俯视时相邻的引脚1ea、1eb之间的间距P变窄。具体而言，间距P可以比在相同列中相邻的引脚1ea彼此、引脚1eb彼此的间距窄，例如可以为0.7mm以下。在相同列中相邻的引脚1ea彼此、引脚1eb彼此的间距由于为了设置引脚所需的空间、组装公差、引脚的制造公差等而受到制约，但在本实施方式中，能够实现比该制约窄的间距P。

在本实施方式中，7根引脚1e还如图1D所示配置为在俯视时相邻的引脚彼此不重叠。这样的7根引脚1e成为所谓的交错配置。其结果是，即使将各引脚1e的前端侧向容器1的底面侧折弯，引脚1e彼此也不会干涉。

图2A～2D是示出将光模块10的各引脚1e折弯了的状态下的光模块10A的示意图。图2A是光模块10A的立体图，图2B是从宽度方向左侧观察光模块10A得到的图，图2C是从长度方向前侧观察光模块10A得到的图，图2D是从高度方向上侧观察光模块10A得到的俯视图。光模块10A与光模块10的不同点在于，容器1A具有折弯的7根引脚1Ae。在光模块10A中，各引脚1Ae的前端侧朝向容器1A的高度方向的底面侧，并且各引脚1Ae的前端侧的前端沿着与设置有引脚1Ae的侧壁部1b大致平行的直线L排列成大致直线状。具体而言，沿着直线L，引脚1Aea的前端与引脚1Aeb的前端交替排列。

由此，与引脚的前端排成两列的情况相比，能够容易地将光模块10A安装于电气基板，并且在进行了安装的情况下，能够减小引脚1Ae在电气基板上的安装面积。由此，能够提高引脚1Ae在电气基板上的安装密度，并且能够减小作为光模块10A整体的安装面积。

图3是示出实施方式2的光模块安装基板的概要结构的示意图。该光模块安装基板100具备光模块10A和供光模块10A安装的电气基板20。在电气基板20，除了光模块10A之外，还安装有包括电气器件21、22、23、24在内的多个电气器件。另外，在电气基板20设置有用于将上述多个电子器件与光模块10A电连接的布线图案。电气器件21、22、23、24构成对光模块10A所具备的光元件的动作进行控制的控制器。该控制器与未图示的上位装置经由连接器针脚等进行电连接。该控制器例如从上位装置接收指令信号，并基于该指令，来控制光模块10A的动作、主要是控制光元件2的动作。

该光模块安装基板100如上述那样能够减小光模块10A的引脚1Ae在电气基板20上的安装面积。其结果是，能够提高引脚1Ae的安装密度，并且能够减小作为光模块10A整体的安装面积，因此能够实现占地面积更小的电气基板20。

需要说明的是，在上述实施方式中，光模块10A是通过将光模块10的各引脚1e折弯而制作出的，但也可以不通过折弯而使用模具等来将引脚1Ae的形状成型，从而制作出光模块10A。

(其他实施方式)

图4A、4B分别是示出实施方式3、4的光模块的概要结构的示意图。

图4A所示的光模块10B具有在图1A～1D所示的光模块10的结构的基础上，将容器1置换为容器1B而得到的结构。容器1B具有在容器1的结构的基础上，将各引脚1e置换为引脚1Be而得到的结构。

7根引脚1Be设为交错配置。具体而言，7根引脚1Be以形成为在侧壁部1b的高度方向上排列的两列的方式配置。在7根引脚1Be中，4根引脚1Bea以沿长度方向形成一列的方式配置，3根引脚1Beb以在4根引脚1Bea的高度方向下侧沿长度方向形成一列的方式配置。另外，7根引脚1Be设为在俯视时相邻的引脚彼此不重叠的配置。而且，各引脚1Be的前端侧朝向容器1B的高度方向(图的上下方向)的底面侧，并且各引脚1Be的前端侧的前端沿着与设置有引脚1Be的侧壁部1b大致平行的直线L排列成大致直线状。

由此，能够使在俯视时相邻的引脚1Bea、1Beb之间的间距变窄为例如0.7mm以下。另外，能够容易地将光模块10B安装于电气基板，并且在进行了安装的情况下，能够减小引脚1Be在电气基板上的安装面积，从而能够提高引脚的安装密度，并且能够减小作为光模块10B整体的安装面积。

图4B所示的光模块10C具有在图1A～1D所示的光模块10的结构的基础上，将容器1置换为容器1C而得到的结构。容器1C具有在容器1的结构的基础上，将各引脚1e置换为引脚1Ce而得到的结构。

7根引脚1Ce设为交错配置。具体而言，7根引脚1Ce以形成为在侧壁部1b的高度方向上排列的两列的方式配置。在7根引脚1Ce中，4根引脚1Cea以沿长度方向形成一列的方式配置，3根引脚1Ceb以在4根引脚1Cea的高度方向下侧沿长度方向形成一列的方式配置。另外，7根引脚1Ce配置成俯视时相邻的引脚彼此不重叠。另外，各引脚1Ce的前端侧朝向容器1C的高度方向(图的上下方向)的底面侧，并且各引脚1Ce的前端侧的前端沿着与设置有引脚1Ce的侧壁部1b大致平行的直线L排列成大致直线状。

由此，能够使在俯视时相邻的引脚1Cea、1Ceb之间的间距变窄为例如0.7mm以下。另外，能够容易地将光模块10C安装于电气基板，并且在进行了安装的情况下，能够减小引脚1Ce在电气基板上的安装面积，从而能够提高引脚的安装密度，并且能够减小作为光模块10C整体的安装面积。

需要说明的是，对于上述各实施方式的光模块，例如对于光模块10，各引脚1e仅设置于侧壁部1b的宽度方向左侧的一面。这样的结构适于在电气基板上一同安装光模块10和与光模块10成对的其他光模块的情形。例如，在光模块10是光发送模块的情况下，其他模块是光接收模块。另外，若使其他光模块构成为在宽度方向上与光模块10呈镜面对称，则能够将光模块10和其他光模块以使容器主体彼此接近的方式进行安装。

另外，在上述实施方式中，引脚以在侧壁部的高度方向上形成两列的方式配置，但也可以以形成3列以上的方式配置。

另外，在上述实施方式中，引脚的前端侧朝向容器的高度方向的底面侧。其理由是因为在将上述实施方式的光模块安装于基板等时，底面侧与基板等对置。然而，在将光模块安装于基板等时，当上表面侧与基板等对置之际，优选的是，引脚的前端侧朝向容器的高度方向的上表面侧。即优选的是，引脚的前端侧朝向容器的高度方向，并根据其安装方案而朝向底面侧或上表面侧。

另外，本发明并不被上述实施方式限定。将上述各实施方式的构成要素适当组合而构成的结构也包含在本发明内。另外，本领域技术人员能够容易地导出进一步的效果、变形例。因此，本发明的更宽泛的方案不限定于上述实施方式，而可以进行各种变更。

工业上的可利用性

如以上所述，本发明适合应用于光模块。

附图标记说明：

1、1A、1B、1C 容器

1a 底板部

1b 侧壁部

1c 上盖部

1d 光端口

1e、1ea、leb、1Ae、1Aea、1Aeb、1Be、1Bea、1Beb、1Ce、1Cea、1Ceb 引脚

1f 容器主体

2 光元件

10、10A、10B、10C 光模块

20 电气基板

21、22、23、24 电气器件

100 光模块安装基板

P 间距。

Claims (7)

1.一种光模块，其特征在于，

所述光模块具备：

至少一个光元件；

容器主体，其收容所述至少一个光元件，且由底板部、侧壁部和与所述底板部对置的上盖部构成；以及

多个引脚，它们仅设置在所述容器主体的不是所述上盖部的所述侧壁部，

所述多个引脚中的至少一个与所述至少一个光元件电连接，

所述多个引脚从仅一个所述容器主体的所述侧壁部形成为在所述侧壁部的高度方向上排列成两段的列，并且设为在俯视时相邻的引脚彼此不重叠的配置，

所述多个引脚的所有前端侧朝向所述侧壁部的高度方向，并且所述多个引脚的所有前端侧的所有前端排列在同一直线上。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，

所述至少一个光元件是半导体激光元件、半导体光放大器、光调制器、以及受光元件中的任一个或多个同种类或不同种类的光元件。

3.根据权利要求1或2所述的光模块，其特征在于，

所述多个引脚在俯视时以0.7mm以下的间距排列。

4.根据权利要求1或2所述的光模块，其特征在于，

所述多个引脚仅设置于所述侧壁部的一面。

5.一种光模块安装基板，其特征在于，

所述光模块安装基板具备：

权利要求1～4中任一项所述的光模块；以及

安装有所述光模块的电气基板。

6.一种光模块安装基板，其特征在于，

所述光模块安装基板具备：

光模块；以及

安装有所述光模块的电气基板，

所述光模块具备：

至少一个光元件；

容器主体，其收容所述至少一个光元件，且由底板部、侧壁部和与所述底板部对置的上盖部构成；以及

多个引脚，它们仅设置在所述容器主体的不是所述上盖部的所述侧壁部，

所述多个引脚中的至少一个与所述至少一个光元件电连接，

所述多个引脚从仅一个所述容器主体的所述侧壁部形成为在所述侧壁部的高度方向上排列成两段的列，并且设为在俯视时相邻的引脚彼此不重叠的配置，

所述引脚的前端侧朝向所述容器的高度方向，并且所述引脚的前端侧的前端排列成直线状，

通过所述引脚彼此为不重叠的配置且所述引脚的前端侧的前端排列成直线状，由此所述引脚的前端侧的前端以减小安装面积的方式安装于所述电气基板。

7.一种容器，其特征在于，

所述容器具备：

容器主体，其由底板部、侧壁部和与所述底板部对置的上盖部构成；以及

多个引脚，它们仅设置在所述容器主体的不是所述上盖部的所述侧壁部，

所述多个引脚从仅一个所述容器主体的所述侧壁部形成为在所述侧壁部的高度方向上排列成两段的列，并且设为在俯视时相邻的引脚彼此不重叠的配置，

所述多个引脚的所有前端侧朝向所述侧壁部的高度方向，并且所述多个引脚的所有前端侧的所有前端排列在同一直线上。