光模块.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201180073505.5

申请日:

2011.09.29

公开号:

CN103814313A

公开日:

2014.05.21

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G02B 6/122申请日:20110929|||公开

IPC分类号:

G02B6/122

主分类号:

G02B6/122

申请人:

富士通株式会社

发明人:

八木泽孝俊; 白石崇

地址:

日本神奈川县川崎市

优先权:

专利代理机构:

北京三友知识产权代理有限公司 11127

代理人:

李辉;黄纶伟

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内容摘要

光模块具备:第1电路基板,其安装有接线插座;光收发模块,其利用接线插座与第1电路基板电连接;散热器;以及放热片。光收发模块具有:第2电路基板,在该第2电路基板上,面朝下地安装有电/光转换元件、驱动电/光转换元件的驱动电路、光/电转换元件、将光/电转换元件的输出电流转换为电压信号的电流/电压转换电路;以及光导波路,其将由电/光转换元件生成的光信号引导到光收发模块的输出端,并将向光收发模块输入的光信号向光/电转换元件引导。将散热器配置为,与电/光转换元件、驱动电路、光/电转换元件、电流/电压转换电路中的至少1个进行热耦合,并且夹着放热片,将光收发模块压在第1电路基板上。

权利要求书

1.一种光模块,其特征在于,具备:
第1电路基板,其安装有接线插座;
至少1个光收发模块,其利用所述接线插座与所述第1电路基板电连接;
散热器;以及
放热片,
所述光收发模块具有:
第2电路基板,在该第2电路基板上,面朝下地安装有电/光转换元件、驱动所
述电/光转换元件的驱动电路、光/电转换元件、将所述光/电转换元件的输出电流转换
为电压信号的电流/电压转换电路;以及
光导波路,其将由所述电/光转换元件生成的光信号引导到所述光收发模块的输
出端,并将向所述光收发模块输入的光信号向所述光/电转换元件引导,
所述散热器被配置为,与所述电/光转换元件、所述驱动电路、所述光/电转换元
件、所述电流/电压转换电路中的至少1个进行热耦合,并且夹着所述放热片,将所
述光收发模块压在所述第1电路基板上。
2.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,
所述第2电路基板的1个端部被安装在所述第1电路基板上的接线插座保持,
所述第2电路基板的一部分区域被所述光导波路以及粘结剂保持在所述第1电路
基板上。
3.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,
所述第2电路基板的1个端部被安装在所述第1电路基板上的接线插座保持,
所述第2电路基板的一部分区域被所述光导波路、透镜以及粘结剂保持在所述第
1电路基板上,所述透镜使所述光导波路与所述电/光转换元件及所述光/电转换元件
进行光耦合。
4.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,
所述光收发模块与所述第1电路基板的两个面分别电连接。
5.根据权利要求4所述的光模块,其特征在于,
所述散热器包含第1散热器以及第2散热器,
所述第1电路基板被所述第1散热器以及所述第2散热器夹着,使得所述光收发
模块分别被压在所述第1电路基板的两个面上。
6.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,
在所述第1电路基板上安装有控制所述驱动电路以及所述电流/电压转换电路的
控制电路。
7.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,
所述电/光转换元件、所述驱动电路、所述光/电转换元件、所述电流/电压转换电
路以面朝下的方式与所述第2电路基板的一个面连接,
在所述第2电路基板的另一个面上粘贴有所述光导波路。
8.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,
所述第1电路基板具有与垂直连接型边缘接线插座对应的边缘连接器。
9.根据权利要求1~8中的任意一项所述的光模块,其特征在于,
所述第2电路基板是挠性电路基板。
10.一种刀片服务器,其具有多个刀片,其特征在于,
各个刀片具有1个或多个权利要求1~9中的任意一项所述的光模块,在所述光
模块之间传送光信号。

说明书

光模块

技术领域

本发明涉及发送和接收光信号的光模块。

背景技术

近年来,利用并列进行动作的多个处理器来处理信息的系统得到普及。例如,刀
片服务器是具有多个刀片的信息处理系统。各刀片包含CPU和存储器,可以作为计
算机进行动作。然后,多个刀片被收容在规定的形状的壳体内。

各刀片可以在与其它刀片之间发送和接收数据。即,刀片间通过传送路连接。在
1个实施方式中,刀片间通过同轴电缆等传送电信号的金属电缆连接。在该情况下,
在刀片间传送例如以PCI(Peripheral Components Interconnect:外围部件互联)为基准
的信号。

然而,要求信息处理的进一步高速化,产生在刀片间传送的信号也进一步高速化
的需要。例如,有时要求在刀片间传送超过10Gb/s的高速信号。因此,正在研究通
过光接口来使刀片间连接的结构,以取代上述那样的电接口。

在实现利用光接口使刀片间连接的光互联的情况下,各刀片具有用于发送和接收
光信号的光模块。光模块包含光发送模块和光接收模块。光发送模块具有1个或多个
电/光转换器(E/O转换器)以及驱动各个E/O转换器的驱动电路。光接收模块具有1个
或多个光/电转换器(O/E转换器)以及放大各个O/E转换器的输出的放大器。因此,当
光模块的高密度化取得进展时,该光模块的功耗增大,从而需要有效的放热构造。

另外,作为关联技术,提出了以下的光导波路基板。该光导波路基板包含基材、
薄膜、光学元件、光路转换部。薄膜形成有包含成为光信号传播的光路的芯和包围该
芯的包层在内的光导波路,并与基材的主面接合。光学元件安装在基材和薄膜中的至
少任一方上,与光导波路光学连接。光路转换部将光信号传播的光路变更为期望的方
向。(例如,日本专利文献1)

并且,作为另一关联技术,提出了一种光模块,该光模块包括:光元件,其倒装
地安装在基板上;光导波路,其形成在上述基板上并与上述光元件光学连接;底部填
料树脂,其填充在上述基板和光元件之间并覆盖上述光元件和光导波路之间的光学连
接部。(例如,日本专利文献2)

而且,作为另一关联技术,提出了一种光模块,该光模块具有:挠性基板,其倒
装地安装有光元件(E/O、O/E);和光导波路,其安装在挠性基板上。在光导波路上,
以与E/O的发光面和O/E的受光面光学耦合的方式形成有45度反射镜。(例如,非专
利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2004-258065号公报

专利文献2:美国专利6661939号

非专利文献

非专利文献1:Cost-effective On-board Optical Interconnection using Waveguide 
Sheet with Flexible Printed Circuit Optical Engine,Takashi Shiraishi,et.al.,OFC/NFOEC
2011,OTuQ5

发明内容

发明所要解决的问题

但是,当将非专利文献1等所记载的光模块搭载在板(例如,刀片)上时,作为1
个形态,在刀片上安装光模块,使得光模块的基板与刀片平行配置。在此情况下,光
模块相对于刀片的占有面积变大。

为了缩小光模块的搭载空间,考虑了例如在相对于刀片垂直安装的基板上搭载多
个光模块的结构。但是,在这样的结构中,将多个光模块空间效率良好地搭载在基板
上且有效地释放在光模块中产生的热是不容易的。

本发明的目的是提供在与刀片等垂直连接的基板上空间效率以及热效率良好地
搭载有发送以及接收光信号的多个光模块的构造。

解决问题的手段

本发明1个方式的光模块具备:第1电路基板,其安装有接线插座;至少1个光
收发模块,其利用上述接线插座与上述第1电路基板电连接;散热器;以及放热片。
上述光收发模块具有:第2电路基板,在该第2电路基板上,面朝下地安装有电/光
转换元件、驱动上述电/光转换元件的驱动电路、光/电转换元件、将上述光/电转换元
件的输出电流转换为电压信号的电流/电压转换电路;以及光导波路,将由上述电/光
转换元件生成的光信号引导到上述光收发模块的输出端,并将向上述光收发模块输入
的光信号向上述光/电转换元件引导。将上述散热器配置为,与上述电/光转换元件、
上述驱动电路、上述光/电转换元件、上述电流/电压转换电路中的至少1个进行热耦
合,并且夹着上述放热片,将上述光收发模块压在上述第1电路基板上。

发明效果

根据上述方式,可在与刀片等垂直连接的基板上空间效率以及热效率良好地搭载
发送以及接收光信号的多个光模块。

附图说明

图1是说明使用实施方式的光模块的刀片服务器的图。

图2是从上方观察光模块所包含的光收发模块的图。

图3是从侧方观察图2所示的光收发模块的图。

图4是示出安装有光收发模块的光模块电路基板的结构的图。

图5是示出光模块的结构的图。

图6是放大地示出图5所示的光模块的一部分的图。

图7是示出在板上搭载光模块的实施例的图。

图8是示出在板上搭载光模块的其它实施例的图。

图9是示出光收发模块的其它实施例的图。

具体实施方式

以下,参照附图说明实施方式的光模块。实施方式的光模块不受特别限定,但以
下,在刀片服务器中被使用。即,实施方式的光模块在以下的例子中,搭载在刀片服
务器的刀片上。

图1是对使用实施方式的光模块的刀片服务器100进行说明的图。如图1的(a)
所示,刀片服务器100具有壳体101和多个刀片102(102-1~102-n)。各刀片102例如
如图1的(b)所示,是薄的大致长方体形状。另外,图1的(b)所示的刀片102相当于
插入在图1的(a)所示的刀片服务器100的壳体101内的多个刀片中的一个。

刀片服务器100具有用于在刀片102之间传送光信号的光链路。光链路例如由光
导波路和光纤实现。另外,在光链路上可以设置光开关或光交叉连接。然后,各刀片
102可以利用上述光链路,在与1个或多个其它刀片102之间发送和接收数据。

各刀片102具有图1的(c)所示的刀片主板110。在刀片主板110上安装有1个或
多个CPU111。并且,尽管未特别图示,然而在刀片主板110上还安装有存储器IC。
并且,存储器可以内置于CPU111中。然后,各刀片102可以作为1台计算机进行动
作。

各刀片102具有光模块。如图1的(c)所示,光模块1安装在刀片主板110上。在
该实施例中,在刀片主板110上安装有未图示的垂直连接型边缘接线插座。然后,光
模块1利用该垂直连接型边缘接线插座来安装在刀片主板110上。因此,光模块1以
相对于刀片主板110的1个面在垂直方向上突出的方式,安装在刀片主板110上。

光模块1具有光发送器和光接收器。光发送器和光接收器的电路与形成在刀片主
板110上的电路电连接。然后,光模块1可以将在刀片主板110中生成的电信号转换
成光信号并发送到其它刀片。并且,光模块1可以将从其它刀片接收的光信号转换成
电信号并引导到刀片主板110。

另外,在图1所示的例子中,刀片服务器100由收容在1个壳体101内的多个刀
片102实现。在该情况下,设置在某刀片内的光模块1在与收容在壳体101内的其它
刀片之间发送和接收光信号。不过,刀片服务器100可以使用收容在多个壳体内的多
个刀片来实现。在该情况下,设置在某刀片内的光模块1可以在与收容在相同壳体内
的其它刀片之间发送和接收光信号,并在与收容在其它壳体内的刀片之间发送和接收
光信号。另外,在某刀片内设置的光模块1与相同的刀片内的其它光模块之间可发送
以及接收光信号。

图2是从上方观察光模块1内包含的光收发模块的图。光收发模块2具有挠性基
板3和光导波路4。

挠性基板(FPC:Flexible Printed Circuit)2是具有挠性的薄的印刷基板。挠性基板
3的厚度不作特别限定,例如是20~50μm。并且,挠性基板3的材质不作特别限定,
例如是聚酰亚胺树脂。在挠性基板3上例如通过倒装等面朝下地安装有电/光转换元
件5、驱动器IC6、光/电转换元件7、跨阻抗放大器(TIA)8。另外,在面朝下安装中,
器件的面(例如,E/O元件的发光面、O/E元件的受光面、形成有电路元件的IC焊盘
的面)朝向下侧(即,基板侧)来搭载。

电/光转换元件(E/O:Electrical/Optical Converter)4由驱动器IC6驱动,生成与数
据信号对应的光信号。即,E/O元件5将输入电信号转换成光信号。E/O元件5例如
由激光二极管实现。激光二极管不作特别限定,例如是面发光激光器(VCSEL:
Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)。E/O元件5可以构成为将多个电信号分别转换
成对应的光信号。在该情况下,E/O元件5具有多个激光二极管。

驱动器IC6是根据数据信号驱动E/O元件5的驱动电路。即,驱动器IC6以与数
据信号对应的电流驱动E/O元件5。由此,E/O元件5生成与数据信号对应的光信号。
另外,数据信号在图1的(c)所示的刀片主板110中被生成,经由边缘连接器9的对应
端子和形成在挠性基板3内的电路被引导到驱动器IC6。

电/光转换元件(O/E:Optical/Electrical Converter)7将经由光导波路4接收的光信
号转换成电信号。该电信号是表示光信号的电流信号。由O/E元件7生成的电信号被
引导到TIA8。O/E元件7例如由光电二极管实现。另外,O/E元件7可以构成为将
多个光信号分别转换成对应的电信号。在该情况下,O/E元件7具有多个光电二极管。

TIA8将由O/E元件7生成的电流信号转换成电压信号。即,TIA8作为电流/电
压转换电路进行动作。此时,TIA8可以输出差动电压信号。然后,TIA8的输出信号
经由形成在挠性基板3内的电路和边缘连接器9的对应端子被引导到图1的(c)所示的
刀片主板110。另外,光收发模块2可以取代TIA8而使用其它电流/电压转换电路。

边缘连接器9形成在挠性基板3的一边的边缘区域内。该边缘连接器9的各端子
与安装在后述的光模块电路基板上的接线插座的对应的端子电连接。驱动器IC6以及
边缘连接器9的对应的端子利用形成在挠性基板3上的电路进行电连接。另外,TIA8
以及边缘连接器9的对应的端子也利用形成在挠性基板3上的电路进行电连接。

在该实施例中,光导波路4由传播光的芯和形成有围绕芯的包层的薄膜实现。芯
的厚度不作特别限定,例如是40~60μm。并且,该薄膜不作特别限定,例如由聚合
物材料实现。此外,光导波路4包含1个或多个发送光导波路信道以及1个或多个接
收光导波路信道。发送光导波路信道将由E/O元件5生成的光信号引导到光收发模块
2的输出端。并且,接收光导波路信道将输入到光收发模块2的光信号引导到O/E元
件7。

光连接器10与光导波路4的端部光学耦合。光连接器10例如是PMT连接器。
PMT连接器是高分子光导波路用的多芯光连接器。即,在光连接器10上可连接多个
光纤。

图3是从侧方观察图2所示的光收发模块2的图。这里,图3示出通过在图2
中由箭头A表示的视线得到的光收发模块2。不过,图3示出光收发模块2的一部分。
并且,图3为了说明光收发模块2的结构而示意性地示出挠性基板3和光导波路4。

在挠性基板3的上表面和下表面选择性地形成有导体11。这里,上表面表示挠
性基板3的2个面中、安装有E/O元件5和O/E元件7等的面。下表面表示挠性基
板3的2个面中的另一个面。

导体11形成电路。该电路包含E/O元件5与驱动器IC6之间的电路、O/E元件
7与TIA8之间的电路、驱动器IC6与边缘连接器9之间的电路、TIA8与边缘连接器
9之间的电路、接地区域。另外,该电路包含传播数据信号的数据信号线、传播控制
信号的控制信号线、E/O元件5、驱动器IC6、O/E元件7、用于对TIA8供电的电源
线。

在挠性基板3的上表面安装有E/O元件5、驱动器IC6、O/E元件7、TIA8。在
此例中,在形成于挠性基板3的上表面的导体11上,面朝下地连接有(或面朝下地安
装)E/O元件5、驱动器IC6、O/E元件7、TIA8。作为一例,将E/O元件5、驱动器
IC6、O/E元件7、TIA8倒装地安装在挠性基板3的上表面。在此情况下,E/O元件
5、驱动器IC6、O/E元件7、TIA8分别利用凸点12与导体11进行电连接。

E/O元件5的发光面以及O/E元件7的受光面在挠性基板3上相对。并且,挠性
基板3在安装有E/O元件5以及O/E元件7的区域中,具有贯通孔13。此外,在挠
性基板3相对于光信号的光波长透明时,不需要在挠性基板3上形成贯通孔13。

光导波路4具有传播光的芯4a以及包围芯4a的包层4b。芯4a以及包层4b的折
射率相互不同。并且,光导波路4与挠性基板3的下表面接合。在此实施例中,利用
粘结剂将光导波路4粘贴在挠性基板3的下表面。

此外,为了提高光导波路4与光元件(E/O元件5以及O/E元件7)之间的光耦合
效率,可在挠性基板3与光导波路4之间设置透镜。在此情况下,可使用100μm左
右的厚度的片状的透镜。

光导波路4具有反射光信号的反射镜14。反射镜14形成为使光导波路4相对于
传播光的方向具有45度的角度。另外,配置反射镜14,使其位于E/O元件5以及
O/E元件7的正下方。即,将光导波路4与挠性基板3的下表面接合,以使反射镜14
位于E/O元件5以及O/E元件7的正下方。

图3所示的箭头15表示光信号。即,由E/O元件5生成的光信号被反射镜14
反射,并经由芯4a向光连接器10进行传播。另外,输入光信号经由芯4a进行传播,
利用反射镜14引导到O/E元件7。

图4是示出安装有光收发模块2的光模块电路基板的结构。在光模块电路基板
21的表面安装有接线插座22以及CPU23。另外,在光模块电路基板21的1个边的
边缘区域上形成有边缘连接器24。

光模块电路基板21在表面上具有电路。另外,光模块电路基板21可以是多层基
板。在此情况下,光模块电路基板21在其内部也具有电路。并且,通过印刷的导体
来实现在光模块电路基板21上形成的电路。例如,该电路包含CPU23与边缘连接器
24之间的控制信号线25、CPU23与接线插座22之间的控制信号线26、接线插座22
与边缘连接器24之间的数据信号线27。另外,该电路可包含实现信号线的已印刷的
导体以外的电路元件。此外,对光模块电路基板21的材质没有特别限定,例如是树
脂、陶瓷、金属。

接线插座22的各端子与形成在光模块电路基板21上的电路电连接。并且,接线
插座22收容参照图2~图3说明的光收发模块2的挠性基板3。此时,在挠性基板3
上形成的边缘连接器9的各端子分别与接线插座22的对应的端子电连接。因此,光
收发模块2通过接线插座22与形成在光模块电路基板21上的电路电连接。

CPU23控制光收发模块2的驱动器IC6以及TIA8。例如,CPU23控制驱动器IC6,
使E/O元件5以适合的特性进行动作。此外,E/O元件5的特性例如可根据温度进行
变化。另外,CPU23在未从刀片主板110输入数据信号时,为了抑制功耗,而停止
驱动器IC6。同样,CPU23在未经由光导波路4输入光信号时,停止TIA8。此外,
CPU23在检测到光收发模块2的错误时,可向刀片主板110通知该错误。

边缘连接器24形成为与在刀片主板110上安装的接线插座的对应的端子电连接。
此外,光模块电路基板21以及边缘连接器24的形状没有特别限定。

此外,在光模块电路基板21上形成贯通孔28。在图4所示的例子中,形成两个
贯通孔28。关于贯通孔28,将在后面进行说明,为了在光模块电路基板21上固定散
热器而使用贯通孔28。但是,对在光模块电路基板21上固定散热器的方法没有特别
限定。即,散热器可不利用贯通孔28固定在光模块电路基板21上。在此情况下,不
需要在光模块电路基板21上形成贯通孔28。

图5示出光模块1的结构。在图5中示意性地描绘从侧方观察光模块1时的结构。
此外,在图5中,为了容易观看附图,而对一部分部件省略了符号。具体地说,对光
收发模块2a、2b的各个要素省略了符号。图6放大地示出图5所示的光模块1的一
部分。在图6中描绘了在光模块电路基板上固定光收发模块的构造。

在图5~图6所示的实施例中,光收发模块2与光模块电路基板21的两个面分
别电连接。即,在光模块电路基板21的一个面上设置光收发模块2a,在光模块电路
基板21的另一个面上设置光收发模块2b。此外,在以下的说明中,将设置有光收发
模块2a的光模块电路基板21的一个面称为“上表面”,将设置有光收发模块2b的光
模块电路基板21的另一个面称为“下表面”。

光收发模块2a、2b相当于参照图4说明的光收发模块2。因此,光收发模块2a
具有挠性基板3a、光导波路4a、E/O元件5a、驱动器IC6a、O/E元件7a、TIA8a。
同样,光收发模块2b具有挠性基板3b、光导波路4b、E/O元件5b、驱动器IC6b、
O/E元件7b、TIA8b。

在光模块电路基板21的上表面以及下表面分别安装有接线插座22a、22b。接线
插座22a、22b相当于参照图4说明的接线插座22。

在此实施例中,将CPU23安装在光模块电路基板21的下表面。在此结构中,
CPU23控制光收发模块2a、2b双方。即,CPU23控制驱动器IC6a、6b、TIA8a、8b。

在光模块电路基板21的上表面中,光收发模块2a利用接线插座22a与光模块电
路基板21电连接。此时,光收发模块2a的挠性基板3a以及光导波路4a与光模块电
路基板21大致平行或者实质上平行地进行配置。另外,在接线插座22a上插入挠性
基板3a的端部,以使在挠性基板3a上形成的边缘连接器9的各个端子与接线插座
22a的对应的端子电连接。

优选接线插座22a的高度较低。另外,让挠性基板3a插入的接线插座22a的插
入口优选配置在距离光模块电路基板21的上表面0.5mm以下的位置。即,作为接线
插座22a,优选使用这样的形状的接线插座。在图6所示的例子中,高度h是0.5mm
以下。这里,使挠性基板3a以及光导波路4a合并的厚度是约100μm。另外,在挠性
基板3a与光导波路4a之间设置的透镜的厚度也是约100μm。此外,粘结剂层的厚度
分别是约30μm。即,如图6所示,当在光模块电路基板21的上表面搭载光收发模块
2a时,将挠性基板3a配置在距离光模块电路基板21的上表面200~300μm的高度位
置。因此,当高度h是0.5mm以下时,将挠性基板3a的1个端部插入接线插座22a,
在挠性基板3a的一部分区域通过光导波路4a、透镜、粘结剂(根据情况,仅通过光导
波路4a以及粘结剂)保持在光模块电路基板21上时,对挠性基板3a施加的应力小。

同样,在光模块电路基板21的下表面中,光收发模块2b利用接线插座22b与光
模块电路基板21电连接。此时,光收发模块2b的挠性基板3b以及光导波路4b与光
模块电路基板21大致平行或者实质上平行地进行配置。另外,将挠性基板3b的端部
插入接线插座22b,使在挠性基板3b上形成的边缘连接器9的各个端子与接线插座
22b的对应的端子电连接。

此外,光收发模块2b以及接线插座22b的形状与光收发模块2a以及b接线插座
22a实质上相同。由此,即使在光模块电路基板21的下表面中,对挠性基板3b施加
的应力也小。

配置散热器31a、31b,使它们夹着安装有光收发模块2a、2b的光模块电路基板
21。虽然对散热器31a、31b的材质没有特别限定,但例如是铝或铝合金。

在散热器31a与E/O元件5a、驱动器IC6a,O/E元件7a、TIA8a之间,分别设
置有放热片32。根据此结构,在E/O元件5a、驱动器IC6a、O/E元件7a、TIA8a中
产生的热经由放热片32向散热器31a传导。此外,放热片32可通过热传导良好的材
料来实现。另外,放热片32可通过具有弹性的材料或者能以凝胶状变形的材料来实
现。以下,放热片32可通过热传导良好且具有弹性的材料来实现。

同样,在散热器31b与E/O元件5b、驱动器IC6b、O/E元件7b、TIA8b之间也
分别设置有放热片32。根据此结构,在E/O元件5b、驱动器IC6b、O/E元件7b、TIA8b
中产生的热经由放热片32向散热器31b进行传导。

此外,在散热器31b与CPU23之间也可以设置放热片32。根据此结构,在CPU23
中产生的热经由放热片32向散热器31b进行传导。

推针33将散热器31a、31b固定在光模块电路基板21上。在该实施例中,如图
5所示,利用垫片34来确保散热器31a、31b与光模块电路基板21之间的空间。此
外,在图5所示的例子中,在光模块电路基板21的上表面侧以及下表面侧设置的垫
片34为相互相同的形状。但是,在光模块电路基板21上固定散热器31a、31b的方
法不仅限于推针,还可以通过例如螺钉等进行固定。

如上所述地配置散热器31a、31b,使它们夹着搭载有光收发模块2a、2b的光模
块电路基板21。此时,在光模块电路基板21的上表面侧,将在散热器31a与E/O元
件5a、驱动器IC6a、O/E元件7a、TIA8a之间设置的放热片32压到E/O元件5a、驱
动器IC6a、O/E元件7a、TIA8a上。即,这些放热片32被挤压。但是,散热器31a
与光模块电路基板21之间的距离由垫片34来确保。由此,决定垫片34的高度,使
得在E/O元件5a、驱动器IC6a、O/E元件7a、TIA8a上设置的放热片32被挤压。此
外,垫片34的高度高于接线插座23a的高度,在该实施例中,散热器31a与接线插
座23a不接触。

因此,E/O元件5a、驱动器IC6a、O/E元件7a、TIA8a与散热器31a进行热耦合。
此时,将光收发模块2a(即,挠性基板3a以及光导波路4a)压到光模块电路基板21
上。换言之,散热器31a与E/O元件5a、驱动器IC6a、O/E元件7a、TIA8a进行热
耦合,并且将光收发模块2a固定到光模块电路基板21。此时,如上所述,将接线插
座23a的插入口设置在相对于光模块电路基板21的上表面充分低的位置处,所以即
使将光收发模块2a压到光模块电路基板21上,对挠性基板3a施加的应力也小。

同样,将在散热器31b与E/O元件5b、驱动器IC6b、O/E元件7b、TIA8b之间
设置的放热片32压到E/O元件5b、驱动器IC6b、O/E元件7b、TIA8b上。即,这
些放热片32也被挤压。这里,散热器31b与光模块电路基板21之间的距离也由垫片
34来确保。另外,垫片34的高度高于接线插座23b的高度,在此实施例中,散热器
31b与接线插座23b不接触。

因此,E/O元件5b、驱动器IC6b、O/E元件7b、TIA8b与散热器31b进行热耦
合。此时,将光收发模块2b(即,挠性基板3b以及光导波路4b)压到光模块电路基板
21上。换言之,散热器31b与E/O元件5b、驱动器IC6b、O/E元件7b、TIA8b进行
热耦合,并且将光收发模块2b固定在光模块电路基板21上。另外,与挠性基板3a
相同,即使将光收发模块2b压到光模块电路基板21上,对挠性基板3b施加的应力
也小。

这样,在实施方式的光模块1中,散热器担负将光收发模块固定在光模块电路基
板上的作用以及使E/O元件、驱动器IC、O/E元件、TIA放热的作用。由此,根据
实施方式的结构,既能够实现光模块的小型化,又能够高效地释放在E/O元件、驱动
器IC、O/E元件、TIA中产生的热。

另外,在实施方式的光模块1中,光收发模块2(2a、2b)相对于光模块电路基板
21可拆装。因此,在将光收发模块2安装到光模块电路基板21上之前,可对各个光
收发模块2分别实施光轴的检查等。因此,针对制造偏差,可抑制合格率的降低。此
外,在上述日本专利文献1或2记载的结构中,使光模块的基板、光导波路、光元件
一体化。因此,在例如由于制造偏差等而引起光模块的光轴偏差时,难以修正该偏差。
因此,在具有多个E/O以及O/E的光模块中,对于光轴偏差等制造错误,存在有合
格率降低的担忧。

尤其,在对1个基板搭载多个光收发模块2的情况下,与在上述日本专利文献1
或2中记载的结构相比,实施方式的结构是有利的。即,在专利文献1或2所记载的
结构中,假设当搭载于基板上的多个光收发模块中的1个不合格时,需要更换其整个
基板。与此相对,因为实施方式的光收发模块2相对于光模块电路基板21可拆装,
所以当搭载于基板上的多个光收发模块2中的1个不合格时,只要仅更换不合格的光
收发模块2既可。因此,根据实施方式的结构,作为整体,改善了成品率。

图7示出在板上搭载实施方式的光模块1的实施例。在图7所示的例子中,在刀
片主板110上搭载实施方式的光模块1。

在刀片主板110上安装垂直连接型边缘接线插座112。光模块1如参照图5~图
6进行说明的那样,具有光模块电路基板21、光收发模块2a、2b、散热器31a、31b。
由散热器31a、31b夹着光模块电路基板21。在光模块电路基板21的两个面上分别
安装光收发模块2a、2b。这里,光收发模块2a、2b被散热器31a、31b压到光模块电
路基板21上。另外,在光收发模块2a、2b中产生的热被传导至散热器31a、31b,
从而进行放热。

将光模块电路基板21的端部插入垂直连接型边缘接线插座112,使得在光模块
电路基板21上形成的边缘连接器与垂直连接型边缘接线插座112的对应的端子电连
接。由此,在刀片主板110上搭载光模块1,使其相对于刀片主板110向垂直方向突
出。

图8示出在板上搭载实施方式的光模块1的其它实施例。在图8所示的例子中,
在刀片主板110上搭载多个光模块1。

在图8所示的例子中,在刀片主板110上安装CPU111-1、111-2以及垂直连接型
边缘接线插座112-1~112-4。然后,光模块1-1~1-4利用对应的垂直连接型边缘接线
插座112-1~112-4与形成在刀片主板110上的电路电连接。光模块1-1~1-4分别相
当于图5~图6所示的实施方式的光模块1。此外,在图8中,为了容易观看附图,
而省略光模块1-1~1-4所具有的散热器的图示。

在上述结构中,CPU111-1、111-2可经由光模块1-1~1-4向其它刀片发送数据。
另外,CPU111-1、111-2可经由光模块1-1~1-4从其它刀片接收数据。

这样,在图8所示的例子中,在刀片主板110上搭载多个光模块1-1~1-4,使其
相对于刀片主板110向垂直方向突出。因此,在刀片主板110上,光模块所占有的面
积变小。换言之,可实现光发送机以及光接收机的高密度化。

此外,在上述的实施例中,在挠性基板3上安装有E/O元件5、驱动器IC6、O/E
元件7、TIA8,但本发明不仅限于此结构。即,E/O元件5、驱动器IC6、O/E元件7、
TIA8可安装在没有挠性的电路基板。但是,为了减小E/O元件5与光导波路4的芯
4a之间以及光导波路4的芯4a与O/E元件7之间的光损失,而优选该电路基板形成
为薄型。因此,作为用于安装E/O元件5、驱动器IC6、O/E元件7、TIA8的电路基
板,挠性基板3是适合的实施例。

另外,在上述实施例中,散热器与E/O元件5、驱动器IC6、O/E元件7、TIA8
进行热耦合,但本发明不仅限于此结构。即,散热器可构成为与E/O元件5、驱动器
IC6、O/E元件7、TIA8中的一部分元件或芯片进行热耦合。换言之,散热器与E/O
元件5、驱动器IC6、O/E元件7、TIA8中的至少1个进行热耦合。

此外,在上述实施例中,虽然在光模块电路基板21的1个面上设置1个光收发
引擎,但本发明不仅限于此结构。这里,光引擎表示包含E/O元件5、驱动器IC6、
O/E元件7、TIA8的光/电复合电路。

例如,在图9所示的例子中,在光模块电路基板21的1个面上设置两个光收发
引擎。在此情况下,光收发模块具有挠性基板3-1、3-2以及光导波路4。在各挠性基
板3-1、3-2上分别安装有光引擎(即,E/O元件5、驱动器IC6、O/E元件7、TIA8)。
另外,光导波路4包含与挠性基板3-1进行光耦合的光导波路4-1以及与挠性基板3-2
进行光耦合的光导波路4-2。并且,挠性基板3-1、3-2分别与在光模块电路基板21
上安装的接线插座22-1、22-2耦合。

这样,在实施方式的光模块中,包含光引擎的光收发模块利用在光模块电路基板
21上安装的接线插座与光模块电路基板21电连接。因此,在1个光模块电路基板21
上能够容易地搭载多个光收发模块。

而且,作为一例,光模块1用于在刀片服务器100的刀片间发送和接收数据,然
而本发明不限定于此。即,实施方式的光模块1能够用于在任意的装置间发送和接收
光信号。

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1、(10)申请公布号 CN 103814313 A (43)申请公布日 2014.05.21 CN 103814313 A (21)申请号 201180073505.5 (22)申请日 2011.09.29 G02B 6/122(2006.01) (71)申请人 富士通株式会社 地址 日本神奈川县川崎市 (72)发明人 八木泽孝俊 白石崇 (74)专利代理机构 北京三友知识产权代理有限 公司 11127 代理人 李辉 黄纶伟 (54) 发明名称 光模块 (57) 摘要 光模块具备 : 第 1 电路基板, 其安装有接线插 座 ; 光收发模块, 其利用接线插座与第 1 电路基板 电连接 ; 散热器 。

2、; 以及放热片。光收发模块具有 : 第 2 电路基板, 在该第 2 电路基板上, 面朝下地安 装有电/光转换元件、 驱动电/光转换元件的驱动 电路、 光 / 电转换元件、 将光 / 电转换元件的输出 电流转换为电压信号的电流 / 电压转换电路 ; 以 及光导波路, 其将由电 / 光转换元件生成的光信 号引导到光收发模块的输出端, 并将向光收发模 块输入的光信号向光 / 电转换元件引导。将散热 器配置为, 与电/光转换元件、 驱动电路、 光/电转 换元件、 电流/电压转换电路中的至少1个进行热 耦合, 并且夹着放热片, 将光收发模块压在第 1 电 路基板上。 (85)PCT国际申请进入国家阶段日。

3、 2014.03.17 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2011/072486 2011.09.29 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/046416 JA 2013.04.04 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 9 页 附图 7 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书9页 附图7页 (10)申请公布号 CN 103814313 A CN 103814313 A 1/2 页 2 1. 一种光模块, 其特征在于, 具备 : 第 1 电路基板, 其安装有接线插座 ; 至少 1 个光收发模块, 其利用所述接线。

4、插座与所述第 1 电路基板电连接 ; 散热器 ; 以及 放热片, 所述光收发模块具有 : 第 2 电路基板, 在该第 2 电路基板上, 面朝下地安装有电 / 光转换元件、 驱动所述电 / 光转换元件的驱动电路、 光/电转换元件、 将所述光/电转换元件的输出电流转换为电压信 号的电流 / 电压转换电路 ; 以及 光导波路, 其将由所述电 / 光转换元件生成的光信号引导到所述光收发模块的输出 端, 并将向所述光收发模块输入的光信号向所述光 / 电转换元件引导, 所述散热器被配置为, 与所述电/光转换元件、 所述驱动电路、 所述光/电转换元件、 所 述电流/电压转换电路中的至少1个进行热耦合, 并且。

5、夹着所述放热片, 将所述光收发模块 压在所述第 1 电路基板上。 2. 根据权利要求 1 所述的光模块, 其特征在于, 所述第 2 电路基板的 1 个端部被安装在所述第 1 电路基板上的接线插座保持, 所述第2电路基板的一部分区域被所述光导波路以及粘结剂保持在所述第1电路基板 上。 3. 根据权利要求 1 所述的光模块, 其特征在于, 所述第 2 电路基板的 1 个端部被安装在所述第 1 电路基板上的接线插座保持, 所述第 2 电路基板的一部分区域被所述光导波路、 透镜以及粘结剂保持在所述第 1 电 路基板上, 所述透镜使所述光导波路与所述电 / 光转换元件及所述光 / 电转换元件进行光 耦合。

6、。 4. 根据权利要求 1 所述的光模块, 其特征在于, 所述光收发模块与所述第 1 电路基板的两个面分别电连接。 5. 根据权利要求 4 所述的光模块, 其特征在于, 所述散热器包含第 1 散热器以及第 2 散热器, 所述第 1 电路基板被所述第 1 散热器以及所述第 2 散热器夹着, 使得所述光收发模块 分别被压在所述第 1 电路基板的两个面上。 6. 根据权利要求 1 所述的光模块, 其特征在于, 在所述第1电路基板上安装有控制所述驱动电路以及所述电流/电压转换电路的控制 电路。 7. 根据权利要求 1 所述的光模块, 其特征在于, 所述电 / 光转换元件、 所述驱动电路、 所述光 / 。

7、电转换元件、 所述电流 / 电压转换电路 以面朝下的方式与所述第 2 电路基板的一个面连接, 在所述第 2 电路基板的另一个面上粘贴有所述光导波路。 8. 根据权利要求 1 所述的光模块, 其特征在于, 所述第 1 电路基板具有与垂直连接型边缘接线插座对应的边缘连接器。 9. 根据权利要求 1 8 中的任意一项所述的光模块, 其特征在于, 权 利 要 求 书 CN 103814313 A 2 2/2 页 3 所述第 2 电路基板是挠性电路基板。 10. 一种刀片服务器, 其具有多个刀片, 其特征在于, 各个刀片具有 1 个或多个权利要求 1 9 中的任意一项所述的光模块, 在所述光模块 之间传。

8、送光信号。 权 利 要 求 书 CN 103814313 A 3 1/9 页 4 光模块 技术领域 0001 本发明涉及发送和接收光信号的光模块。 背景技术 0002 近年来, 利用并列进行动作的多个处理器来处理信息的系统得到普及。 例如, 刀片 服务器是具有多个刀片的信息处理系统。各刀片包含 CPU 和存储器, 可以作为计算机进行 动作。然后, 多个刀片被收容在规定的形状的壳体内。 0003 各刀片可以在与其它刀片之间发送和接收数据。 即, 刀片间通过传送路连接。 在1 个实施方式中, 刀片间通过同轴电缆等传送电信号的金属电缆连接。 在该情况下, 在刀片间 传送例如以 PCI(Periphe。

9、ral Components Interconnect : 外围部件互联 ) 为基准的信号。 0004 然而, 要求信息处理的进一步高速化, 产生在刀片间传送的信号也进一步高速化 的需要。例如, 有时要求在刀片间传送超过 10Gb/s 的高速信号。因此, 正在研究通过光接 口来使刀片间连接的结构, 以取代上述那样的电接口。 0005 在实现利用光接口使刀片间连接的光互联的情况下, 各刀片具有用于发送和接收 光信号的光模块。光模块包含光发送模块和光接收模块。光发送模块具有 1 个或多个电 / 光转换器 (E/O 转换器 ) 以及驱动各个 E/O 转换器的驱动电路。光接收模块具有 1 个或多 个光。

10、 / 电转换器 (O/E 转换器 ) 以及放大各个 O/E 转换器的输出的放大器。因此, 当光模块 的高密度化取得进展时, 该光模块的功耗增大, 从而需要有效的放热构造。 0006 另外, 作为关联技术, 提出了以下的光导波路基板。该光导波路基板包含基材、 薄 膜、 光学元件、 光路转换部。 薄膜形成有包含成为光信号传播的光路的芯和包围该芯的包层 在内的光导波路, 并与基材的主面接合。 光学元件安装在基材和薄膜中的至少任一方上, 与 光导波路光学连接。 光路转换部将光信号传播的光路变更为期望的方向。 (例如, 日本专利 文献 1) 0007 并且, 作为另一关联技术, 提出了一种光模块, 该光。

11、模块包括 : 光元件, 其倒装地安 装在基板上 ; 光导波路, 其形成在上述基板上并与上述光元件光学连接 ; 底部填料树脂, 其 填充在上述基板和光元件之间并覆盖上述光元件和光导波路之间的光学连接部。 (例如, 日 本专利文献 2) 0008 而且, 作为另一关联技术, 提出了一种光模块, 该光模块具有 : 挠性基板, 其倒装地 安装有光元件 (E/O、 O/E) ; 和光导波路, 其安装在挠性基板上。在光导波路上, 以与 E/O 的 发光面和 O/E 的受光面光学耦合的方式形成有 45 度反射镜。( 例如, 非专利文献 1)。 0009 现有技术文献 0010 专利文献 0011 专利文献 。

12、1 : 日本特开 2004-258065 号公报 0012 专利文献 2 : 美国专利 6661939 号 0013 非专利文献 0014 非 专 利 文 献 1 : Cost-effective On-board Optical Interconnection using 说 明 书 CN 103814313 A 4 2/9 页 5 Waveguide Sheet with Flexible Printed Circuit Optical Engine, Takashi Shiraishi, et.al., OFC/NFOEC2011, OTuQ5 发明内容 0015 发明所要解决的问题 0。

13、016 但是, 当将非专利文献 1 等所记载的光模块搭载在板 ( 例如, 刀片 ) 上时, 作为 1 个形态, 在刀片上安装光模块, 使得光模块的基板与刀片平行配置。在此情况下, 光模块相 对于刀片的占有面积变大。 0017 为了缩小光模块的搭载空间, 考虑了例如在相对于刀片垂直安装的基板上搭载多 个光模块的结构。 但是, 在这样的结构中, 将多个光模块空间效率良好地搭载在基板上且有 效地释放在光模块中产生的热是不容易的。 0018 本发明的目的是提供在与刀片等垂直连接的基板上空间效率以及热效率良好地 搭载有发送以及接收光信号的多个光模块的构造。 0019 解决问题的手段 0020 本发明 1。

14、 个方式的光模块具备 : 第 1 电路基板, 其安装有接线插座 ; 至少 1 个光收 发模块, 其利用上述接线插座与上述第 1 电路基板电连接 ; 散热器 ; 以及放热片。上述光收 发模块具有 : 第2电路基板, 在该第2电路基板上, 面朝下地安装有电/光转换元件、 驱动上 述电 / 光转换元件的驱动电路、 光 / 电转换元件、 将上述光 / 电转换元件的输出电流转换为 电压信号的电流/电压转换电路 ; 以及光导波路, 将由上述电/光转换元件生成的光信号引 导到上述光收发模块的输出端, 并将向上述光收发模块输入的光信号向上述光 / 电转换元 件引导。将上述散热器配置为, 与上述电 / 光转换元。

15、件、 上述驱动电路、 上述光 / 电转换元 件、 上述电流 / 电压转换电路中的至少 1 个进行热耦合, 并且夹着上述放热片, 将上述光收 发模块压在上述第 1 电路基板上。 0021 发明效果 0022 根据上述方式, 可在与刀片等垂直连接的基板上空间效率以及热效率良好地搭载 发送以及接收光信号的多个光模块。 附图说明 0023 图 1 是说明使用实施方式的光模块的刀片服务器的图。 0024 图 2 是从上方观察光模块所包含的光收发模块的图。 0025 图 3 是从侧方观察图 2 所示的光收发模块的图。 0026 图 4 是示出安装有光收发模块的光模块电路基板的结构的图。 0027 图 5 。

16、是示出光模块的结构的图。 0028 图 6 是放大地示出图 5 所示的光模块的一部分的图。 0029 图 7 是示出在板上搭载光模块的实施例的图。 0030 图 8 是示出在板上搭载光模块的其它实施例的图。 0031 图 9 是示出光收发模块的其它实施例的图。 具体实施方式 说 明 书 CN 103814313 A 5 3/9 页 6 0032 以下, 参照附图说明实施方式的光模块。实施方式的光模块不受特别限定, 但以 下, 在刀片服务器中被使用。即, 实施方式的光模块在以下的例子中, 搭载在刀片服务器的 刀片上。 0033 图 1 是对使用实施方式的光模块的刀片服务器 100 进行说明的图。。

17、如图 1 的 (a) 所示, 刀片服务器 100 具有壳体 101 和多个刀片 102(102-1 102-n)。各刀片 102 例如如 图 1 的 (b) 所示, 是薄的大致长方体形状。另外, 图 1 的 (b) 所示的刀片 102 相当于插入在 图 1 的 (a) 所示的刀片服务器 100 的壳体 101 内的多个刀片中的一个。 0034 刀片服务器 100 具有用于在刀片 102 之间传送光信号的光链路。光链路例如由光 导波路和光纤实现。另外, 在光链路上可以设置光开关或光交叉连接。然后, 各刀片 102 可 以利用上述光链路, 在与 1 个或多个其它刀片 102 之间发送和接收数据。 。

18、0035 各刀片 102 具有图 1 的 (c) 所示的刀片主板 110。在刀片主板 110 上安装有 1 个 或多个 CPU111。并且, 尽管未特别图示, 然而在刀片主板 110 上还安装有存储器 IC。并且, 存储器可以内置于 CPU111 中。然后, 各刀片 102 可以作为 1 台计算机进行动作。 0036 各刀片 102 具有光模块。如图 1 的 (c) 所示, 光模块 1 安装在刀片主板 110 上。在 该实施例中, 在刀片主板 110 上安装有未图示的垂直连接型边缘接线插座。然后, 光模块 1 利用该垂直连接型边缘接线插座来安装在刀片主板 110 上。因此, 光模块 1 以相对。

19、于刀片 主板 110 的 1 个面在垂直方向上突出的方式, 安装在刀片主板 110 上。 0037 光模块 1 具有光发送器和光接收器。光发送器和光接收器的电路与形成在刀片主 板 110 上的电路电连接。然后, 光模块 1 可以将在刀片主板 110 中生成的电信号转换成光 信号并发送到其它刀片。并且, 光模块 1 可以将从其它刀片接收的光信号转换成电信号并 引导到刀片主板 110。 0038 另外, 在图 1 所示的例子中, 刀片服务器 100 由收容在 1 个壳体 101 内的多个刀片 102实现。 在该情况下, 设置在某刀片内的光模块1在与收容在壳体101内的其它刀片之间 发送和接收光信号。

20、。不过, 刀片服务器 100 可以使用收容在多个壳体内的多个刀片来实现。 在该情况下, 设置在某刀片内的光模块 1 可以在与收容在相同壳体内的其它刀片之间发送 和接收光信号, 并在与收容在其它壳体内的刀片之间发送和接收光信号。 另外, 在某刀片内 设置的光模块 1 与相同的刀片内的其它光模块之间可发送以及接收光信号。 0039 图 2 是从上方观察光模块 1 内包含的光收发模块的图。光收发模块 2 具有挠性基 板 3 和光导波路 4。 0040 挠性基板(FPC : Flexible Printed Circuit)2是具有挠性的薄的印刷基板。 挠性 基板 3 的厚度不作特别限定, 例如是 2。

21、0 50m。并且, 挠性基板 3 的材质不作特别限定, 例如是聚酰亚胺树脂。在挠性基板 3 上例如通过倒装等面朝下地安装有电 / 光转换元件 5、 驱动器 IC6、 光 / 电转换元件 7、 跨阻抗放大器 (TIA)8。另外, 在面朝下安装中, 器件的面 ( 例如, E/O 元件的发光面、 O/E 元件的受光面、 形成有电路元件的 IC 焊盘的面 ) 朝向下侧 ( 即, 基板侧 ) 来搭载。 0041 电 / 光转换元件 (E/O : Electrical/Optical Converter)4 由驱动器 IC6 驱动, 生成与数据信号对应的光信号。即, E/O 元件 5 将输入电信号转换成光。

22、信号。E/O 元 件 5 例如由激光二极管实现。激光二极管不作特别限定, 例如是面发光激光器 (VCSEL : Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)。 E/O元件5可以构成为将多个电信号分别转 说 明 书 CN 103814313 A 6 4/9 页 7 换成对应的光信号。在该情况下, E/O 元件 5 具有多个激光二极管。 0042 驱动器IC6是根据数据信号驱动E/O元件5的驱动电路。 即, 驱动器IC6以与数据 信号对应的电流驱动 E/O 元件 5。由此, E/O 元件 5 生成与数据信号对应的光信号。另外, 数据信号在图 1 的 (c) 所示的。

23、刀片主板 110 中被生成, 经由边缘连接器 9 的对应端子和形 成在挠性基板 3 内的电路被引导到驱动器 IC6。 0043 电/光转换元件(O/E : Optical/Electrical Converter)7将经由光导波路4接收 的光信号转换成电信号。该电信号是表示光信号的电流信号。由 O/E 元件 7 生成的电信号 被引导到 TIA8。O/E 元件 7 例如由光电二极管实现。另外, O/E 元件 7 可以构成为将多个 光信号分别转换成对应的电信号。在该情况下, O/E 元件 7 具有多个光电二极管。 0044 TIA8 将由 O/E 元件 7 生成的电流信号转换成电压信号。即, TI。

24、A8 作为电流 / 电 压转换电路进行动作。此时, TIA8 可以输出差动电压信号。然后, TIA8 的输出信号经由形 成在挠性基板 3 内的电路和边缘连接器 9 的对应端子被引导到图 1 的 (c) 所示的刀片主板 110。另外, 光收发模块 2 可以取代 TIA8 而使用其它电流 / 电压转换电路。 0045 边缘连接器 9 形成在挠性基板 3 的一边的边缘区域内。该边缘连接器 9 的各端子 与安装在后述的光模块电路基板上的接线插座的对应的端子电连接。驱动器 IC6 以及边缘 连接器 9 的对应的端子利用形成在挠性基板 3 上的电路进行电连接。另外, TIA8 以及边缘 连接器 9 的对应。

25、的端子也利用形成在挠性基板 3 上的电路进行电连接。 0046 在该实施例中, 光导波路 4 由传播光的芯和形成有围绕芯的包层的薄膜实现。芯 的厚度不作特别限定, 例如是 40 60m。并且, 该薄膜不作特别限定, 例如由聚合物材料 实现。此外, 光导波路 4 包含 1 个或多个发送光导波路信道以及 1 个或多个接收光导波路 信道。发送光导波路信道将由 E/O 元件 5 生成的光信号引导到光收发模块 2 的输出端。并 且, 接收光导波路信道将输入到光收发模块 2 的光信号引导到 O/E 元件 7。 0047 光连接器 10 与光导波路 4 的端部光学耦合。光连接器 10 例如是 PMT 连接器。

26、。PMT 连接器是高分子光导波路用的多芯光连接器。即, 在光连接器 10 上可连接多个光纤。 0048 图 3 是从侧方观察图 2 所示的光收发模块 2 的图。这里, 图 3 示出通过在图 2 中 由箭头 A 表示的视线得到的光收发模块 2。不过, 图 3 示出光收发模块 2 的一部分。并且, 图 3 为了说明光收发模块 2 的结构而示意性地示出挠性基板 3 和光导波路 4。 0049 在挠性基板 3 的上表面和下表面选择性地形成有导体 11。这里, 上表面表示挠性 基板 3 的 2 个面中、 安装有 E/O 元件 5 和 O/E 元件 7 等的面。下表面表示挠性基板 3 的 2 个面中的另一。

27、个面。 0050 导体 11 形成电路。该电路包含 E/O 元件 5 与驱动器 IC6 之间的电路、 O/E 元件 7 与 TIA8 之间的电路、 驱动器 IC6 与边缘连接器 9 之间的电路、 TIA8 与边缘连接器 9 之间的 电路、 接地区域。另外, 该电路包含传播数据信号的数据信号线、 传播控制信号的控制信号 线、 E/O 元件 5、 驱动器 IC6、 O/E 元件 7、 用于对 TIA8 供电的电源线。 0051 在挠性基板 3 的上表面安装有 E/O 元件 5、 驱动器 IC6、 O/E 元件 7、 TIA8。在此例 中, 在形成于挠性基板 3 的上表面的导体 11 上, 面朝下地。

28、连接有 ( 或面朝下地安装 )E/O 元 件 5、 驱动器 IC6、 O/E 元件 7、 TIA8。作为一例, 将 E/O 元件 5、 驱动器 IC6、 O/E 元件 7、 TIA8 倒装地安装在挠性基板 3 的上表面。在此情况下, E/O 元件 5、 驱动器 IC6、 O/E 元件 7、 TIA8 分别利用凸点 12 与导体 11 进行电连接。 说 明 书 CN 103814313 A 7 5/9 页 8 0052 E/O 元件 5 的发光面以及 O/E 元件 7 的受光面在挠性基板 3 上相对。并且, 挠性 基板 3 在安装有 E/O 元件 5 以及 O/E 元件 7 的区域中, 具有贯通。

29、孔 13。此外, 在挠性基板 3 相对于光信号的光波长透明时, 不需要在挠性基板 3 上形成贯通孔 13。 0053 光导波路 4 具有传播光的芯 4a 以及包围芯 4a 的包层 4b。芯 4a 以及包层 4b 的折 射率相互不同。并且, 光导波路 4 与挠性基板 3 的下表面接合。在此实施例中, 利用粘结剂 将光导波路 4 粘贴在挠性基板 3 的下表面。 0054 此外, 为了提高光导波路 4 与光元件 (E/O 元件 5 以及 O/E 元件 7) 之间的光耦合 效率, 可在挠性基板 3 与光导波路 4 之间设置透镜。在此情况下, 可使用 100m 左右的厚 度的片状的透镜。 0055 光导。

30、波路 4 具有反射光信号的反射镜 14。反射镜 14 形成为使光导波路 4 相对于 传播光的方向具有 45 度的角度。另外, 配置反射镜 14, 使其位于 E/O 元件 5 以及 O/E 元件 7 的正下方。即, 将光导波路 4 与挠性基板 3 的下表面接合, 以使反射镜 14 位于 E/O 元件 5 以及 O/E 元件 7 的正下方。 0056 图 3 所示的箭头 15 表示光信号。即, 由 E/O 元件 5 生成的光信号被反射镜 14 反 射, 并经由芯 4a 向光连接器 10 进行传播。另外, 输入光信号经由芯 4a 进行传播, 利用反射 镜 14 引导到 O/E 元件 7。 0057 。

31、图4是示出安装有光收发模块2的光模块电路基板的结构。 在光模块电路基板21 的表面安装有接线插座 22 以及 CPU23。另外, 在光模块电路基板 21 的 1 个边的边缘区域上 形成有边缘连接器 24。 0058 光模块电路基板 21 在表面上具有电路。另外, 光模块电路基板 21 可以是多层基 板。在此情况下, 光模块电路基板 21 在其内部也具有电路。并且, 通过印刷的导体来实现 在光模块电路基板 21 上形成的电路。例如, 该电路包含 CPU23 与边缘连接器 24 之间的控 制信号线 25、 CPU23 与接线插座 22 之间的控制信号线 26、 接线插座 22 与边缘连接器 24 。

32、之 间的数据信号线 27。另外, 该电路可包含实现信号线的已印刷的导体以外的电路元件。此 外, 对光模块电路基板 21 的材质没有特别限定, 例如是树脂、 陶瓷、 金属。 0059 接线插座 22 的各端子与形成在光模块电路基板 21 上的电路电连接。并且, 接线 插座 22 收容参照图 2 图 3 说明的光收发模块 2 的挠性基板 3。此时, 在挠性基板 3 上形 成的边缘连接器 9 的各端子分别与接线插座 22 的对应的端子电连接。因此, 光收发模块 2 通过接线插座 22 与形成在光模块电路基板 21 上的电路电连接。 0060 CPU23 控制光收发模块 2 的驱动器 IC6 以及 T。

33、IA8。例如, CPU23 控制驱动器 IC6, 使 E/O 元件 5 以适合的特性进行动作。此外, E/O 元件 5 的特性例如可根据温度进行变化。 另外, CPU23 在未从刀片主板 110 输入数据信号时, 为了抑制功耗, 而停止驱动器 IC6。同 样, CPU23 在未经由光导波路 4 输入光信号时, 停止 TIA8。此外, CPU23 在检测到光收发模 块 2 的错误时, 可向刀片主板 110 通知该错误。 0061 边缘连接器24形成为与在刀片主板110上安装的接线插座的对应的端子电连接。 此外, 光模块电路基板 21 以及边缘连接器 24 的形状没有特别限定。 0062 此外, 。

34、在光模块电路基板 21 上形成贯通孔 28。在图 4 所示的例子中, 形成两个贯 通孔 28。关于贯通孔 28, 将在后面进行说明, 为了在光模块电路基板 21 上固定散热器而使 用贯通孔 28。但是, 对在光模块电路基板 21 上固定散热器的方法没有特别限定。即, 散热 说 明 书 CN 103814313 A 8 6/9 页 9 器可不利用贯通孔 28 固定在光模块电路基板 21 上。在此情况下, 不需要在光模块电路基 板 21 上形成贯通孔 28。 0063 图5示出光模块1的结构。 在图5中示意性地描绘从侧方观察光模块1时的结构。 此外, 在图 5 中, 为了容易观看附图, 而对一部分。

35、部件省略了符号。具体地说, 对光收发模块 2a、 2b 的各个要素省略了符号。图 6 放大地示出图 5 所示的光模块 1 的一部分。在图 6 中 描绘了在光模块电路基板上固定光收发模块的构造。 0064 在图 5 图 6 所示的实施例中, 光收发模块 2 与光模块电路基板 21 的两个面分别 电连接。 即, 在光模块电路基板21的一个面上设置光收发模块2a, 在光模块电路基板21的 另一个面上设置光收发模块 2b。此外, 在以下的说明中, 将设置有光收发模块 2a 的光模块 电路基板 21 的一个面称为 “上表面” , 将设置有光收发模块 2b 的光模块电路基板 21 的另一 个面称为 “下表。

36、面” 。 0065 光收发模块 2a、 2b 相当于参照图 4 说明的光收发模块 2。因此, 光收发模块 2a 具 有挠性基板 3a、 光导波路 4a、 E/O 元件 5a、 驱动器 IC6a、 O/E 元件 7a、 TIA8a。同样, 光收发 模块 2b 具有挠性基板 3b、 光导波路 4b、 E/O 元件 5b、 驱动器 IC6b、 O/E 元件 7b、 TIA8b。 0066 在光模块电路基板21的上表面以及下表面分别安装有接线插座22a、 22b。 接线插 座 22a、 22b 相当于参照图 4 说明的接线插座 22。 0067 在此实施例中, 将 CPU23 安装在光模块电路基板 2。

37、1 的下表面。在此结构中, CPU23 控制光收发模块 2a、 2b 双方。即, CPU23 控制驱动器 IC6a、 6b、 TIA8a、 8b。 0068 在光模块电路基板 21 的上表面中, 光收发模块 2a 利用接线插座 22a 与光模块电 路基板 21 电连接。此时, 光收发模块 2a 的挠性基板 3a 以及光导波路 4a 与光模块电路基 板 21 大致平行或者实质上平行地进行配置。另外, 在接线插座 22a 上插入挠性基板 3a 的 端部, 以使在挠性基板 3a 上形成的边缘连接器 9 的各个端子与接线插座 22a 的对应的端子 电连接。 0069 优选接线插座 22a 的高度较低。。

38、另外, 让挠性基板 3a 插入的接线插座 22a 的插入 口优选配置在距离光模块电路基板21的上表面0.5mm以下的位置。 即, 作为接线插座22a, 优选使用这样的形状的接线插座。在图 6 所示的例子中, 高度 h 是 0.5mm 以下。这里, 使挠 性基板 3a 以及光导波路 4a 合并的厚度是约 100m。另外, 在挠性基板 3a 与光导波路 4a 之间设置的透镜的厚度也是约 100m。此外, 粘结剂层的厚度分别是约 30m。即, 如图 6 所示, 当在光模块电路基板 21 的上表面搭载光收发模块 2a 时, 将挠性基板 3a 配置在距离 光模块电路基板 21 的上表面 200 300m。

39、 的高度位置。因此, 当高度 h 是 0.5mm 以下时, 将挠性基板 3a 的 1 个端部插入接线插座 22a, 在挠性基板 3a 的一部分区域通过光导波路 4a、 透镜、 粘结剂 ( 根据情况, 仅通过光导波路 4a 以及粘结剂 ) 保持在光模块电路基板 21 上时, 对挠性基板 3a 施加的应力小。 0070 同样, 在光模块电路基板 21 的下表面中, 光收发模块 2b 利用接线插座 22b 与光模 块电路基板 21 电连接。此时, 光收发模块 2b 的挠性基板 3b 以及光导波路 4b 与光模块电 路基板 21 大致平行或者实质上平行地进行配置。另外, 将挠性基板 3b 的端部插入接。

40、线插 座 22b, 使在挠性基板 3b 上形成的边缘连接器 9 的各个端子与接线插座 22b 的对应的端子 电连接。 0071 此外, 光收发模块 2b 以及接线插座 22b 的形状与光收发模块 2a 以及 b 接线插座 说 明 书 CN 103814313 A 9 7/9 页 10 22a 实质上相同。由此, 即使在光模块电路基板 21 的下表面中, 对挠性基板 3b 施加的应力 也小。 0072 配置散热器31a、 31b, 使它们夹着安装有光收发模块2a、 2b的光模块电路基板21。 虽然对散热器 31a、 31b 的材质没有特别限定, 但例如是铝或铝合金。 0073 在散热器 31a 。

41、与 E/O 元件 5a、 驱动器 IC6a, O/E 元件 7a、 TIA8a 之间, 分别设置有 放热片 32。根据此结构, 在 E/O 元件 5a、 驱动器 IC6a、 O/E 元件 7a、 TIA8a 中产生的热经由 放热片 32 向散热器 31a 传导。此外, 放热片 32 可通过热传导良好的材料来实现。另外, 放 热片 32 可通过具有弹性的材料或者能以凝胶状变形的材料来实现。以下, 放热片 32 可通 过热传导良好且具有弹性的材料来实现。 0074 同样, 在散热器 31b 与 E/O 元件 5b、 驱动器 IC6b、 O/E 元件 7b、 TIA8b 之间也分别 设置有放热片 3。

42、2。根据此结构, 在 E/O 元件 5b、 驱动器 IC6b、 O/E 元件 7b、 TIA8b 中产生的 热经由放热片 32 向散热器 31b 进行传导。 0075 此外, 在散热器 31b 与 CPU23 之间也可以设置放热片 32。根据此结构, 在 CPU23 中 产生的热经由放热片 32 向散热器 31b 进行传导。 0076 推针 33 将散热器 31a、 31b 固定在光模块电路基板 21 上。在该实施例中, 如图 5 所示, 利用垫片 34 来确保散热器 31a、 31b 与光模块电路基板 21 之间的空间。此外, 在图 5 所示的例子中, 在光模块电路基板 21 的上表面侧以及。

43、下表面侧设置的垫片 34 为相互相同 的形状。但是, 在光模块电路基板 21 上固定散热器 31a、 31b 的方法不仅限于推针, 还可以 通过例如螺钉等进行固定。 0077 如上所述地配置散热器 31a、 31b, 使它们夹着搭载有光收发模块 2a、 2b 的光模块 电路基板 21。此时, 在光模块电路基板 21 的上表面侧, 将在散热器 31a 与 E/O 元件 5a、 驱 动器 IC6a、 O/E 元件 7a、 TIA8a 之间设置的放热片 32 压到 E/O 元件 5a、 驱动器 IC6a、 O/E 元 件 7a、 TIA8a 上。即, 这些放热片 32 被挤压。但是, 散热器 31a。

44、 与光模块电路基板 21 之间 的距离由垫片 34 来确保。由此, 决定垫片 34 的高度, 使得在 E/O 元件 5a、 驱动器 IC6a、 O/ E 元件 7a、 TIA8a 上设置的放热片 32 被挤压。此外, 垫片 34 的高度高于接线插座 23a 的高 度, 在该实施例中, 散热器 31a 与接线插座 23a 不接触。 0078 因此, E/O 元件 5a、 驱动器 IC6a、 O/E 元件 7a、 TIA8a 与散热器 31a 进行热耦合。此 时, 将光收发模块 2a( 即, 挠性基板 3a 以及光导波路 4a) 压到光模块电路基板 21 上。换言 之, 散热器 31a 与 E/O。

45、 元件 5a、 驱动器 IC6a、 O/E 元件 7a、 TIA8a 进行热耦合, 并且将光收发 模块 2a 固定到光模块电路基板 21。此时, 如上所述, 将接线插座 23a 的插入口设置在相对 于光模块电路基板 21 的上表面充分低的位置处, 所以即使将光收发模块 2a 压到光模块电 路基板 21 上, 对挠性基板 3a 施加的应力也小。 0079 同样, 将在散热器 31b 与 E/O 元件 5b、 驱动器 IC6b、 O/E 元件 7b、 TIA8b 之间设置 的放热片 32 压到 E/O 元件 5b、 驱动器 IC6b、 O/E 元件 7b、 TIA8b 上。即, 这些放热片 32 。

46、也 被挤压。这里, 散热器 31b 与光模块电路基板 21 之间的距离也由垫片 34 来确保。另外, 垫 片 34 的高度高于接线插座 23b 的高度, 在此实施例中, 散热器 31b 与接线插座 23b 不接触。 0080 因此, E/O 元件 5b、 驱动器 IC6b、 O/E 元件 7b、 TIA8b 与散热器 31b 进行热耦合。此 时, 将光收发模块 2b( 即, 挠性基板 3b 以及光导波路 4b) 压到光模块电路基板 21 上。换言 之, 散热器 31b 与 E/O 元件 5b、 驱动器 IC6b、 O/E 元件 7b、 TIA8b 进行热耦合, 并且将光收发 说 明 书 CN 。

47、103814313 A 10 8/9 页 11 模块 2b 固定在光模块电路基板 21 上。另外, 与挠性基板 3a 相同, 即使将光收发模块 2b 压 到光模块电路基板 21 上, 对挠性基板 3b 施加的应力也小。 0081 这样, 在实施方式的光模块 1 中, 散热器担负将光收发模块固定在光模块电路基 板上的作用以及使 E/O 元件、 驱动器 IC、 O/E 元件、 TIA 放热的作用。由此, 根据实施方式的 结构, 既能够实现光模块的小型化, 又能够高效地释放在E/O元件、 驱动器IC、 O/E元件、 TIA 中产生的热。 0082 另外, 在实施方式的光模块 1 中, 光收发模块 2。

48、(2a、 2b) 相对于光模块电路基板 21 可拆装。 因此, 在将光收发模块2安装到光模块电路基板21上之前, 可对各个光收发模块2 分别实施光轴的检查等。因此, 针对制造偏差, 可抑制合格率的降低。此外, 在上述日本专 利文献 1 或 2 记载的结构中, 使光模块的基板、 光导波路、 光元件一体化。因此, 在例如由于 制造偏差等而引起光模块的光轴偏差时, 难以修正该偏差。因此, 在具有多个 E/O 以及 O/E 的光模块中, 对于光轴偏差等制造错误, 存在有合格率降低的担忧。 0083 尤其, 在对 1 个基板搭载多个光收发模块 2 的情况下, 与在上述日本专利文献 1 或 2中记载的结构。

49、相比, 实施方式的结构是有利的。 即, 在专利文献1或2所记载的结构中, 假 设当搭载于基板上的多个光收发模块中的 1 个不合格时, 需要更换其整个基板。与此相对, 因为实施方式的光收发模块2相对于光模块电路基板21可拆装, 所以当搭载于基板上的多 个光收发模块 2 中的 1 个不合格时, 只要仅更换不合格的光收发模块 2 既可。因此, 根据实 施方式的结构, 作为整体, 改善了成品率。 0084 图 7 示出在板上搭载实施方式的光模块 1 的实施例。在图 7 所示的例子中, 在刀 片主板 110 上搭载实施方式的光模块 1。 0085 在刀片主板 110 上安装垂直连接型边缘接线插座 112。光模块 1 如参照图 5 图 6 进行说明的那样, 具有光模块电路基板 21、 光收发模块 2a、 2b、 散热器 31a、 31b。由散热器 31a、 31b 夹着光模块电路基板 21。在光模块电路基板 21 的。

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