JP2008152123A - 光サブアセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】光サブアセンブリにおいて、リードピンを覆うブラケットの組み付けが容易な構造を有するものを提供する。
【解決手段】光サブアセンブリ１は、半導体光素子を搭載したステム１１と、ステム１１に封着されたレンズキャップ１２とを備え、ステム１１にブラケット２０が取り付けられている。ブラケット２０は、互いに対向した一対の脚部２１と、一対の脚部２１を連結する連結部２２とを含む。脚部２１には、連結部２２と一対の脚部２１とで囲まれた空間部に突き出す凸部２１ａが形成されている。ステム１１の外周部に、脚部２１の凸部２１ａと係合する凹部１４ａが形成され、凹部１４ａと凸部２１ａが係合する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光通信などに用いられる光サブアセンブリに関する。

光サブアセンブリ（ＯＳＡ：Optical Sub-Assembly）は、受光素子を備え光ファイバ等によって伝送される光信号を電気信号に変換して出力する受信用光モジュール、または、発光素子を備え電気信号を光信号に変換して光ファイバ等に送出する送信用光モジュールとして構成される。ＯＳＡが用いられる光通信では、近年、１０Ｇｂｐｓを超える伝送速度が求められている。このような高速通信においては、ＯＳＡを高周波で駆動させる必要があるため、外部機器に影響を及ぼす可能性がある電磁波が、ＯＳＡのリードピン等から発生する。

例えば、特許文献１〜３には、ＯＳＡからの電磁波（及びＯＳＡへの電磁波）をシールドするために、ＯＳＡを駆動用の回路基板に固定する際に、当該回路基板の基準接地ラインに電気的に接続される金属製ブラケットを用いる技術が開示されている。このような金属製ブラケットを用いて、ＯＳＡと回路基板の信号ラインとを接続するリードピンを覆うことにより、電磁波による外部機器との相互干渉などを抑制している。
特開２００３−１０７２９７号公報 特開２００３−１０７３００号公報 特開２００３−２０９２９４号公報

電磁波をシールドするためにＯＳＡのリードピンを覆う上記金属製ブラケットは、光データリンク等の機器に用いられる際、この機器内のＯＳＡ本体及びＯＳＡ駆動用回路基板に半田接続され、機器に組み付けられる。このブラケットのＯＳＡ本体等に対する半田接続の容易性について上記特許文献１〜３には開示されていないが、コストの面からも、半田接続が容易に行える構造が望ましい。

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、リードピンを覆うブラケットの組み付けが容易な構造を有する光サブアセンブリを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の光サブアセンブリは、半導体光素子を搭載したステムと、当該ステムに封着されたレンズキャップとを備え、ステムにブラケットを取付けたものであって、ブラケットが、互いに対向した一対の脚部と該一対の脚部を連結する連結部より成り、脚部には連結部と一対の脚部とで囲まれた空間に突き出す凸部が形成されており、ステムの外周部に上記凸部と係合する凹部が形成され、凹部と凸部が係合することを特徴とする。

また、ステムは補助部材を有し、この補助部材にブラケットの凸部と係合する上記凹部が形成されていてもよい。なお、ブラケットの連結部が平坦部を有し、その平坦部が、その平坦部に対応して補助部材に形成された平坦部と半田接続されることも好ましい。また、連結部に、上記空間部に向けて突き出す突片が形成され、当該突片がステム又は補助部材と半田接続されていてもよい。また、一対の脚部のそれぞれに一対のフィンガー部が延設され、その一対のフィンガーの間に、光サブアセンブリを制御する電子回路を搭載した回路基板を挿入／挟持することが可能なことが好適である。

本発明の光サブアセンブリによれば、ステムの外周部に形成された凹部と、ブラケットに形成された凸部とが係合するため、ブラケットの位置を容易に決めることができる。また、半田接続する前にブラケットの位置を設定することができ、ブラケット（すなわち、光サブアセンブリ）を搭載する光データリンク等の機器の組み立て性を向上させることができる。

本発明の実施の形態（以下、本実施形態という）について、図１〜図３を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る光サブアセンブリ（ＯＳＡ）の概略を説明する図で、図１（Ａ）はそのＯＳＡの斜視図、図１（Ｂ）は後面図を示している。図２は、本実施形態に係るＯＳＡを構成する光デバイスを説明する図で、図２（Ａ）はその光デバイスの斜視図、図２（Ｂ）は後面図を示している。図３は、本実施形態に係るＯＳＡを構成するブラケットを説明する図で、図３（Ａ）はそのブラケットの斜視図、図３（Ｂ）は後面図を示している。

本実施形態に係るＯＳＡ１は、例えば、図１に示すように、光デバイス１０と、ブラケット２０とを含む。なお、以下の説明では、ブラケットを備える側を後側とし、その反対側を前側とする。また、前後方向に直交する方向のうち図１のＹ方向を左右方向とし、図１のＺ方向を上下方向とする。

光デバイス１０は、光ファイバ等からの光信号を電気信号に変換して出力、または、電気信号を光信号に変換して光ファイバ等に送出するように構成されるものであって、光電変換機能を有する半導体光素子を備える。ここでは、光デバイス１０が半導体光素子として受光素子（ＰＤ：Photo Detector）を備える例で説明する。図１（Ａ）及び図２（Ａ）に示すように、光デバイス１０は、例えば、ステム１１とレンズキャップ１２とスリーブ１３とで構成される。

ステム１１は、放熱性が高い金属で形成され、図１（Ｂ）及び図２（Ｂ）に示すように、ステム本体部１１ａと、ステム本体部１１ａの外周に半田接続されて取付けられる補助部材１４と、を備える。ステム本体部１１ａは、その前方にＰＤ（図示せず）が搭載されており、このＰＤを封止するようにレンズキャップ１２が取付けられている（図２（Ａ）参照）。光デバイス１０は、ＰＤの他に、トランスインピーダンスアンプ等の回路部品を含んでいても良く、この場合、これら回路部品は、ＰＤと同様にステム本体部１１ａ上に搭載される。

ステム本体部１１ａの後方には、ＰＤや回路部品への電源供給、またはＰＤや回路部品からの信号取り出しなどのためのリードピン１１ｂが複数設けられる。また、補助部材１４は、その両側に凹部（窪み）１４ａが形成されており、その後面１４ｃには、後述するブラケット２０の突片２２ｂと半田接続される。

スリーブ１３は、光ファイバケーブルの端部に取付けられた光コネクタのフェルール（図示せず）を挿入し固定するためのものであり、その前方に当該フェルールを挿入するための開口１３ａを有し、その後方がレンズキャップ１２の前方に抵抗溶接される。スリーブ１３とレンズキャップ１２との接続は、連結部材を介して行っても良い。
レンズキャップ１２は、ステム１１に封着されており、その前端には光ファイバからの光信号をステム本体部１１ａ上のＰＤに集光するレンズが封止されている。また、その後端をステム本体部１１ａ又は補助部材１４と抵抗溶接することにより、当該レンズキャップ１２とステム１１との間にＰＤを封止するものである。

光デバイス１０は、上述のステム１１、レンズキャップ１２、スリーブ１３から成るＣＡＮパッケージを備え、光コネクタをスリーブ１３に挿入することにより、光コネクタの光ファイバからの光信号をレンズキャップ１２のレンズを介してステム１１上のＰＤで受信し、受信した信号を電気信号に変換しリードピン１１ｂを介して出力することができる。

このような光デバイス１０と共にＯＳＡ１を構成するブラケット２０は、金属製のものであって、後述のように接地されているため、光デバイス１０に被せられたとき、光デバイス１０（すなわち、ＯＳＡ１）からの電磁波、及び光デバイス１０（すなわち、ＯＳＡ１）への電磁波をシールドすることができる。また、ブラケット２０は、図１及び図３に示すように、互いに対向した一対の脚部２１と、これらを連結する連結部２２とで略コの字形に形成される。
一対の脚部２１のそれぞれには、連結部２２と一対の脚部２１とで囲まれた空間部側（ステム１１側）に突き出る凸部２１ａが、互いに対向するように形成されている。凸部２１ａは、ステム１１の外周（補助部材１４）に形成された凹部１４ａに適合する形状を有している。

ブラケット２０は、光データリンク等の機器に用いられる際、この機器内のＯＳＡ本体（すなわち光デバイス１０）及びＯＳＡ駆動用回路基板に半田接続される。その半田接続の前に、ブラケット２０は、図１に示すように、一対の脚部２１のそれぞれの凸部２１ａが、ステム１１上の対応する位置に形成された凹部１４ａに係合して、光デバイス１０に取付けられる。

従来の構造では、半田接続の際に半田ゴテ等によりブラケットの位置がずれるなどするおそれがあったが、本発明においては、脚部の凸部とステムの凹部の係合により、ブラケットの半田接続前にブラケットの位置がずれることがないので、ＯＳＡ及びＯＳＡ駆動用回路基板への組み付けが容易となる。

また、図３に示すように、ブラケット２０の連結部２２には、後述のスリット２２ｃが形成ており、また、平坦に形成された平坦部２２ａを有している。そして、平坦部２２ａに対向する位置にあるステム１１の外周（補助部材１４）の上部には、図２に示すように、平坦部２２ａに対応して平坦に形成された平坦部１４ｂが形成されている。ＯＳＡ１においては、図１に示すように、これら平坦部２２ａ，１４ｂが接触する。平坦な部分同士を接触させることにより、光デバイス１０（補助部材１４）とブラケット２０の接触面積を大きくすることができるため、ブラケット２０と補助部材１４との間の熱抵抗を少なくすることができる。

なお、ブラケット２０は、光データリンク等の機器に用いられる際、その機器の金属製の筐体に、直接または放熱シートを介して接触するようになっている。そのため、上述のように、ブラケットの平坦部と補助部材の平坦部とを接触させる形態とすることにより、機器の筐体を介して光デバイスで発生した熱を効率的に放熱することができる。
また、この形態を採用することにより、補助部材１４を光デバイス１０に取付けても、光デバイス１０の厚みｄ（すなわち、ＯＳＡ１の厚み）を抑えることができるので、ＯＳＡ１を適用する機器の筐体の大型化を避けることができる。

また、図３に示すように、ブラケット２０の連結部２２の平坦部２２ａに、一対の脚部２１が対向する空間２３に向けて突き出す突片２２ｂが形成されており、この突片２２ｂは、一対の脚部２１及び平坦部２２ａのそれぞれと直交する面上に形成されている。この突片２２ｂにより、連結部２２の強度を確保することができ、脚部２１に弾性力を付与することができる。

さらに、突片２２ｂと、ステム１１の後面（図１の例では、補助部材１４の後面１４ｃ）とを半田接続することにより、光デバイス１０とブラケット２０を電気的に接続することができる。なお、光デバイス１０とブラケット２０との電気的接続は、図３に示すように、ブラケット２０にスリット２２ｃを設けておき、ブラケット２０の連結部２２と補助部材１４の平坦部１４ｂとを当該スリットから半田接続することにより行うようにしてもよい。

なお、ブラケット２０は、図３に示すように、その一対の脚部２１のそれぞれに一対のフィンガー部２１ｂが後方に延設するように形成されている。フィンガー部２１ｂは、ブラケット２０が光デバイス１０に取付けられたとき、図１に示すように、光デバイス１０のリードピン１１ｂを覆うように形成されている。

また、ＯＳＡ１においては、図１に示すように、それぞれの一対のフィンガー部２１ｂの間であって、光デバイス１０の複数のリードピン１１ｂの間に、ＯＳＡを制御する電子回路（図示せず）を搭載した回路基板３０を挿入／挟持することができる。回路基板３０を挿入／挟持した状態で、フィンガー部２１ｂはそれぞれ回路基板３０の基準電源ラインと半田接続される。このように基準電源ラインと電気的に接続されるフィンガー部２１ｂを有するブラケット２０を用いてリードピン１１ｂを覆うことで、ＯＳＡ１のシールド性を高めることができる。

以上の説明では、ブラケット２０の位置決め用の凹部１４ａと、ブラケット２０が接触する平坦部１４ｂと、が形成された補助部材１４を、ステム１１の外周に取付ける形態とした。この形態を採用することにより、既存の光デバイスを本発明に適用することができるが、上述のステムと補助部材を一体とした形態、すなわち、ステム自体に上述の凹部及び平坦部を加工する形態であってもよい。また、上述の補助部材を、ステム以外のパッケージ部分（例えば、レンズキャップ）に取付ける形態であってもよい。

次に、本発明の他の実施例について説明する。ただし、前述の実施例の構成要素と同一のものに対しては、同一の参照番号を用いることにより、その説明は省略する。
本発明に適用可能な光デバイスとして、図２に示したものの他に、例えば、ステム等からなるＣＡＮパッケージの後端面に、ＣＡＮパッケージの光軸周りの回転方向を認識するための１ｍｍ幅程度のキータブを有し、当該キータブがステムから１ｍｍ程度と突出しているものがある。

図４は、本発明に適用可能な、キータブを有する光デバイスを説明する図で、図４（Ａ）は、その光デバイスの斜視図、図４（Ｂ）は、後面図である。
図４（Ａ）に示すように光デバイス１０’は、図２に示した光デバイス１０と同様に、レンズキャップ１２とスリーブ１３とを備えているが、その他に図３に示したステム１１とは異なる形状のステム１１’を備えている。ステム１１’には、ステム１１と同様に、ステム１１’の外周に、両側に凹部１４ａが形成された補助部材１４が取付けられ、補助部材１４の上面には平坦に形成された平坦部１４ｂが設けられている。しかし、ステム１１’のステム本体部１１ａ’からは、図４（Ｂ）に示すように、上方に向けてキータブ１１ｃ’が突出している。

このような形状の光デバイスに図２に示すブラケットを取付けることで、本発明の他の実施例による光サブアセンブリ（ＯＳＡ）が構成される。
図５は、本発明の他の実施例によるＯＳＡを説明する図で、図５（Ａ）は、図４の光デバイスに図２のブラケットを取付けたときの様子を示す斜視図、図５（Ｂ）はその後面図である。

ＯＳＡ１’において、図５（Ａ）に示すように、ブラケット２０の連結部２２に形成されたスリット２２ｃにキータブ１１ｃ’を挿通するようにして、光デバイス１０’にブラケット２０を取り付け、図５（Ｂ）に示すように、ブラケット２０の脚部２１の凸部２１ａと補助部材１４の凹部１４ａを係合させることによって、ブラケット２０を半田接続前に固定することができる。
この場合、ブラケット２０のスリット２２ｃから突出しているキータブ１１ｃ’と、ブラケット２０の連結部２２とを半田接続することによって、光デバイス１０’の筐体とブラケット２０とを電気的に接続することができる。

本発明による光サブアセンブリ（ＯＳＡ）の概略を説明する図である。 本発明によるＯＳＡを構成する光デバイスを説明する図である。 本発明によるＯＳＡを構成するブラケットを説明する図である。 本発明に適用可能な、キータブを有する光デバイスを説明する図である。 本発明の他の実施例によるＯＳＡを説明する図である。

符号の説明

１，１’…光サブアセンブリ（ＯＳＡ）、１０，１０’…光デバイス、１１，１１’…ステム、１１ａ…ステム本体部、１１ｂ…リードピン、１１ｃ’…キータブ、１２…レンズキャップ、１３…スリーブ、１３ａ…開口、１４…補助部材、１４ａ…凹部、１４ｂ…平坦部、１４ｃ…後面、２０…ブラケット、２１…脚部、２１ａ…凸部、２１ｂ…フィンガー部、２２…連結部、２２ａ…平坦部、２２ｂ…突片、２２ｃ…スリット、２３…空間、３０…回路基板。

Claims (5)

1. 半導体光素子を搭載したステムと、該ステムに封着されたレンズキャップとを備え、前記ステムにブラケットを取り付けた光サブアセンブリであって、
   前記ブラケットは、互いに対向した一対の脚部と該一対の脚部を連結する連結部より成り、前記脚部には前記連結部と前記一対の脚部とで囲まれた空間部に突き出す凸部が形成されており、
   前記ステムの外周部に前記凸部と係合する凹部が形成されており、前記凹部と前記凸部が係合することを特徴とする光サブアセンブリ。
2. 前記ステムは補助部材を有し、該補助部材に前記ブラケットの凸部と係合する前記凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光サブアセンブリ。
3. 前記ブラケットの前記連結部は平坦部を有し、該平坦部は、当該平坦部に対応して前記補助部材に形成された平坦部と半田接続されることを特徴とする請求項２に記載の光サブアセンブリ。
4. 前記連結部に、前記空間部に向けて突き出す突片が形成され、該突片が前記ステムまたは前記補助部材と半田接続されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光サブアセンブリ。
5. 前記一対の脚部のそれぞれに一対のフィンガー部が延設され、該一対のフィンガーの間に、前記光サブアセンブリを制御する電子回路を搭載した回路基板を挿入／挟持することが可能なことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光サブアセンブリ。

Images