一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

光电转换模块的制作方法

2022-08-28 06:46:56 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及光电转换模块。


背景技术:

2.在将光信号利用于电子设备之间等的信号传输的光传输系统中,使用一种光电转换模块,其用于在设备等进行信号的发送接收时在光信号与电信号之间进行转换(光电转换)。光电转换模块例如包括同时具有电布线和光布线的光电混载基板、安装于该光电混载基板的受发光元件(光接收元件、发光元件)以及受发光元件用的各种驱动元件。关于与光电转换模块相关的技术,例如记载于下述的专利文献1。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1:日本特开2018-97263号公报


技术实现要素:

6.发明要解决的问题
7.在由光电转换模块进行光电转换时,受发光元件和驱动元件发热。驱动元件的发热量大于受发光元件的发热量,在光电转换模块内,驱动元件的发热有时成为受发光元件升温的一个原因。从光电转换模块的小型化等观点出发,在受发光元件和驱动元件在光电混载基板的同一面上接近地配置的情况下,驱动元件的发热尤其容易使受发光元件升温。受发光元件的过度的升温有时导致受发光元件的功能不良,因此,不优选。因此,对于光电转换模块,例如在从小型化的观点出发的尺寸限制下,要求元件的散热对策。
8.另外,在光电转换模块中,受发光元件具有比驱动元件脆弱的倾向而容易损伤。因此,要求在抑制受发光元件的损伤的同时实现受发光元件等发热元件的散热对策。
9.本发明提供一种适合于抑制受发光元件的损伤并且实现良好的元件散热性的光电转换模块。
10.用于解决问题的方案
11.本发明[1]包括一种光电转换模块,其中,该光电转换模块包括:光电混载基板;受发光元件和驱动元件,它们安装于所述光电混载基板的厚度方向一侧的面上;以及散热片,其从与所述光电混载基板相反的一侧与所述受发光元件以及所述驱动元件接触,所述驱动元件在所述光电混载基板上的高度大于所述受发光元件在所述光电混载基板上的高度。
[0012]
在本发明的光电转换模块中,如上述那样,散热片从与光电混载基板相反的一侧与安装于光电混载基板的厚度方向一侧的面上的受发光元件以及驱动元件接触。这样的结构适合于在这些元件发热的情况下,通过散热片将该热向元件外释放,进而经由散热片向光电转换模块外释放。例如,在模块壳体内,以散热片介于光电混载基板上的受发光元件及驱动元件与壳体的预定内壁面之间而成为散热片被按压于各元件的状态的方式,配置本光电转换模块,由此,散热片与受发光元件以及驱动元件接触来发挥散热功能。
[0013]
另外,在本发明的光电转换模块中,如上述那样,驱动元件在光电混载基板上的高度大于受发光元件在光电混载基板上的高度。因此,在模块壳体内以上述的状态被按压于光电混载基板上的受发光元件和驱动元件的散热片中,针对驱动元件而言其按压力相对较强,针对受发光元件而言其按压力相对较弱。这样的结构适合于抑制受发光元件的损伤并且通过散热片实现受发光元件的散热,且通过该散热片在与驱动元件之间实现较高的散热效率。即,本发明的光电转换模块适合于抑制受发光元件的损伤并且实现受发光元件和驱动元件的良好的散热。
[0014]
本发明[2]在上述[1]所述的光电转换模块的基础上,该光电转换模块还包括:第1凸块,其介于所述光电混载基板与所述受发光元件之间,将它们电连接;以及第2凸块,其介于所述光电混载基板与所述驱动元件之间,将它们电连接,所述第2凸块在所述光电混载基板上的高度大于所述第1凸块在所述光电混载基板上的高度。
[0015]
这样的结构适合于不依赖于受发光元件和驱动元件各自的厚度而根据第1凸块和第2凸块各自的高度自由度较高地调整光电混载基板上的受发光元件和驱动元件各自的高度。该结构例如适合于,即使受发光元件的厚度为驱动元件的厚度以上,也在光电混载基板上将驱动元件的高度设为大于受发光元件的高度。
[0016]
本发明[3]在上述[1]或[2]所述的光电转换模块的基础上,所述散热片的asker-c硬度为60以下。
[0017]
具有该程度的软质性的散热片适合于确保相对于光电混载基板上的高度不同的受发光元件以及驱动元件的追随性和紧贴性,因此,适合于同时实现受发光元件的损伤的抑制以及驱动元件的较高的散热效率。
附图说明
[0018]
图1表示本发明的光电转换模块的一实施方式。图1a是光电转换模块的俯视图,图1b是拆下了第1罩体的光电转换模块的俯视图,图1c是拆下了第2罩体的光电转换模块的仰视图。
[0019]
图2是图1所示的光电转换模块的侧剖视图。
[0020]
图3是图2的局部放大图。
[0021]
图4表示第1罩体和第2罩体。图4a是第1罩体的仰视图,图4b是第2罩体的俯视图。
[0022]
图5是图1所示的光电转换模块的一变形例的侧剖视图。在本变形例中,在光电混载基板上,驱动元件用的凸块比受发光元件用的凸块高。
[0023]
图6是图1所示的光电转换模块的另一变形例(设有另一凸部的方式)的侧剖视图。
[0024]
图7是图1所示的光电转换模块的另一变形例(设有又一凸部和与其接触的散热层的方式)的侧剖视图。
具体实施方式
[0025]
图1至图3表示作为本发明的光电转换模块的一实施方式的光模块x。在本实施方式中,光模块x包括光电混载基板10、受发光元件20、驱动元件30、散热片40、印刷布线板50、连接器60a以及收纳它们的壳体70。在图1和图2中,光模块x以与光纤缆线100连接的方式表示,该光纤缆线100在前端具有连接器60b。光模块x是与经由光纤缆线100来发送接收信号
的设备所具备的插座连接的要素。在本实施方式中,光模块x构成为同时具有将来自设备的电信号转换为光信号并向光纤缆线100输出的发送功能和将来自光纤缆线100的光信号转换为电信号并向设备输出的接收功能的发送接收模块(即光发送接收器)。
[0026]
如图1和图2所示,光模块x具有在一方向上较长地延伸的大致平板形状,在与其长度方向正交的方向上具有宽度。另外,光模块x在与长度方向以及宽度方向正交的方向上具有厚度。
[0027]
光电混载基板10具有沿着光模块x的长度方向较长地延伸的大致平板形状。光电混载基板10具有光电转换区域r1和光传输区域r2。光电转换区域r1配置于光电混载基板10的长度方向一端部。光电转换区域r1在图1c所示的仰视时具有大致矩形形状(具体为正方形形状)。光传输区域r2从光电转换区域r1的长度方向另一端部朝向长度方向另一侧延伸。光传输区域r2在图1c所示的仰视时具有大致矩形形状。光传输区域r2的宽度方向长度比光电转换区域r1的宽度方向长度短。光传输区域r2的长度方向长度比光电转换区域r1的长度方向长度长。光传输区域r2的长度方向另一端与连接器60a连接。
[0028]
如图3所示,光电混载基板10朝向厚度方向一侧依次包括光波导部10a和电路基板10b。具体而言,光电混载基板10包括光波导部10a和配置于光波导部10a的厚度方向一侧的面的电路基板10b。
[0029]
光波导部10a配置于电路基板10b的厚度方向另一侧的面。光波导部10a具有在长度方向上延伸的大致片形状(光波导部10a遍及光电转换区域r1和光传输区域r2地延伸)。光波导部10a朝向厚度方向另一侧依次包括下包层11、芯层12以及上包层13。
[0030]
下包层11配置于电路基板10b的厚度方向另一侧的面。芯层12配置于下包层11的厚度方向另一侧的面。芯层12针对每个受发光元件20设置。芯层12在其长度方向一端部具有镜面12m。镜面12m相对于在芯层12中传播的光的光轴倾斜45度,光路由镜面12m弯曲90度。上包层13在下包层11的厚度方向另一侧覆盖芯层12。光波导部10a的厚度例如为20μm以上,例如为200μm以下。
[0031]
芯层12的折射率比下包层11以及上包层13的折射率高而形成光传输路径本身。作为下包层11、芯层12以及上包层13的构成材料,能够举出例如环氧树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂等透明且具有挠性的树脂材料,从光信号的传输性的观点来看,优选使用环氧树脂。
[0032]
电路基板10b配置于下包层11的厚度方向一侧的面。电路基板10b具有沿长度方向延伸的大致片形状(电路基板10b遍及光电转换区域r1和光传输区域r2地扩展)。电路基板10b朝向厚度方向一侧依次包括金属支承层14、基底绝缘层15、导体层16以及覆盖绝缘层17。
[0033]
如图3所示,金属支承层14配置于光电转换区域r1。金属支承层14具有金属开口部14a。金属开口部14a在厚度方向上贯通金属支承层14。金属开口部14a在厚度方向投影观察时与镜面12m重叠。金属开口部14a与后述的发光元件21和光接收元件22对应地设有多个。作为金属支承层14的构成材料,能够举出例如不锈钢、42合金(42alloy)、铝、铜-铍、磷青铜、铜、银、镍、铬、钛、钽、铂、金等金属。金属支承层14的厚度例如为3μm以上,优选为10μm以上,另外,例如为100μm以下,优选为50μm以下。
[0034]
基底绝缘层15遍及光电转换区域r1和光传输区域r2地配置。基底绝缘层15配置于金属支承层14的厚度方向一侧的面。此外,基底绝缘层15封闭金属开口部14a的厚度方向一
端。作为基底绝缘层15的构成材料,能够举出例如聚酰亚胺等树脂。另外,基底绝缘层15的构成材料具有透光性。基底绝缘层15的厚度例如为2μm以上,另外,例如为35μm以下。
[0035]
导体层16配置于基底绝缘层15的厚度方向一侧。导体层16配置于光电转换区域r1,包含端子16a、端子16b、端子16c以及未图示的布线。端子16a与受发光元件20的电极(未图示)对应地被图案化。端子16b与驱动元件30的电极(未图示)对应地被图案化。端子16c与印刷布线板50的后述的通路57对应地被图案化。未图示的布线将端子16a、16b、16c之间电连接。作为导体层16的构成材料,能够举出例如铜等导体。导体层16的厚度例如为2μm以上,另外,例如为20μm以下。
[0036]
覆盖绝缘层17以使端子16a、16b、16c暴露并覆盖未图示的布线的方式配置于基底绝缘层15的厚度方向一侧的面。覆盖绝缘层17遍及光电转换区域r1和光传输区域r2地配置。覆盖绝缘层17的构成材料及厚度与基底绝缘层15的构成材料及厚度相同。
[0037]
电路基板10b的厚度例如为15μm以上,另外,例如为200μm以下。金属支承层14的厚度相对于电路基板10b的厚度之比例如为0.2以上,优选为0.5以上,更优选为0.8以上,另外,例如为1.2以下。若上述的比为上述的下限以上,则能够提高电路基板10b的散热性。
[0038]
光电混载基板10的厚度例如为25μm以上,优选为40μm以上,另外,例如为500μm以下,优选为250μm以下。金属支承层14的厚度相对于光电混载基板10的厚度之比例如为0.05以上,优选为0.1以上,更优选为0.15以上,另外,例如为0.4以下。若上述的比高于上述的下限,则能够提高光电混载基板10的散热性。
[0039]
光电混载基板10具有柔软性。具体而言,光电混载基板10在25℃时的拉伸弹性模量例如小于10gpa,优选为5gpa以下,另外,例如为0.1gpa以上。若光电混载基板10的拉伸弹性模量低于上述的上限,则能够柔软地支承受发光元件20和驱动元件30。
[0040]
受发光元件20是用于将电信号转换为光信号的发光元件21、或者用于将光信号转换为电信号的光接收元件22,在光电混载基板10的光电转换区域r1中安装于厚度方向一侧的面(即,电路基板10b的厚度方向一侧的面)上。在本实施方式中,作为受发光元件20,设有至少一个发光元件21和至少一个光接收元件22。受发光元件20(光接收元件21、发光元件22)的电极经由凸块b1(第1凸块)与电路基板10b中的导体层16的端子16a接合而电连接。即,凸块b1介于光电混载基板10与受发光元件20之间并将它们电连接。
[0041]
受发光元件20的厚度d1例如为50μm以上,优选为100μm以上,另外,例如为500μm以下,优选为200μm以下。凸块b1的高度h1例如为3μm以上,优选为5μm以上,另外,例如为100μm以下,优选为50μm以下。厚度d1相对于高度h1之比(d1/h1)例如为0.5以上,优选为2以上,另外,例如为150以下,优选为20以下。
[0042]
发光元件21例如是垂直腔面发射激光器(vcsel)等激光二极管。发光元件21的发光口(未图示)配置于发光元件21的厚度方向另一侧的面。发光元件21的发光口在厚度方向上经由金属开口部14a与镜面12m相对。由此,发光元件21与光波导部10a光学地连接。
[0043]
光接收元件22例如是光电二极管。作为光电二极管,能够举出例如pin(p-intrinsic-n)型光电二极管、msm(metal semiconductor metal)光电二极管以及雪崩光电二极管。光接收元件22的光接收口(未图示)配置于光接收元件22的厚度方向另一侧的面。光接收元件22的光接收口在厚度方向上经由金属开口部14a与镜面12m相对。由此,光接收元件22与光波导部10a光学地连接。
[0044]
驱动元件30是发光元件21用的驱动元件31或光接收元件22用的驱动元件32,在光电混载基板10的光电转换区域r1中安装于厚度方向一侧的面(即,电路基板10b的厚度方向一侧的面)上。在本实施方式中,作为驱动元件30,设有至少一个驱动元件31和至少一个驱动元件32。具体而言,驱动元件31是构成用于驱动发光元件21的驱动电路的元件。具体而言,驱动元件32是用于放大来自光接收元件22的输出电流的跨阻放大器(tia)。驱动元件30(驱动元件31、驱动元件32)的电极经由凸块b2(第2凸块)与电路基板10b中的导体层16的端子16b接合而电连接。即,凸块b2介于光电混载基板10与驱动元件30之间并将它们电连接。另外,驱动元件31经由导体层16与发光元件21电连接。驱动元件32经由导体层16与光接收元件22电连接。
[0045]
驱动元件30的厚度d2例如为50μm以上,优选为100μm以上,另外,例如为500μm以下,优选为200μm以下。凸块b2的高度h2例如为3μm以上,优选为5μm以上,另外,例如为100μm以下,优选为50μm以下。厚度d2相对于高度h2之比(d2/h2)例如为0.5以上,优选为2以上,另外,例如为150以下,优选为20以下。
[0046]
在本实施方式中,驱动元件30的凸块b2的高度h2与受发光元件20的凸块b1的高度h1相同,另一方面,驱动元件30的厚度d2比受发光元件20的厚度d1大。由此,驱动元件30在光电混载基板10上的高度大于受发光元件20在光电混载基板10上的高度。
[0047]
光电混载基板10上的受发光元件20的高度h1(=d1 h1)例如为50μm以上,优选为150μm以上,另外,例如为600μm以下,优选为300μm以下。光电混载基板10上的驱动元件30的高度h2(=d2 h2)只要大于高度h1,则例如为50μm以上,优选为150μm以上,另外,例如为600μm以下,优选为300μm以下。从高度h2减去高度h1而得到的值、即高度之差δh(=h2-h1)例如为3μm以上,优选为5μm以上,另外,例如为500μm以下,优选为200μm以下。另外,高度h2相对于高度h1之比(h2/h1)例如为1.005以上,优选为1.05以上,另外,例如为20以下,优选为4以下。
[0048]
在光电混载基板10上,如以上那样的发光元件21、光接收元件22、驱动元件31以及驱动元件32在面方向上相互隔有间隔地排列配置。
[0049]
散热片40是具有导热性的柔软的片体,从与光电混载基板10相反的一侧与受发光元件20以及驱动元件30接触。散热片40以在沿厚度方向投影时包含受发光元件20和驱动元件30的尺寸、形状以及配置而设置。散热片40介于壳体70的后述的凸部76与受发光元件20及驱动元件30之间,以覆盖受发光元件20及驱动元件30的至少厚度方向一侧的面的方式紧贴。这样的散热片40将在受发光元件20及驱动元件30中产生的热向凸部76侧(即壳体70侧)传导而散热。
[0050]
散热片的构成材料能够举出例如在粘合剂树脂中分散有填料的树脂组合物。粘合剂树脂包含热固性树脂而处于b级或c级的状态,另外,也可以包含热塑性树脂。作为粘合剂树脂,能够举出例如有机硅树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂以及聚氨酯树脂。作为填料,能够举出例如氧化铝(aluminium oxide)、氮化硼、氧化锌、氢氧化铝、熔融二氧化硅、氧化镁以及氮化铝。
[0051]
组装于光模块x之前的散热片40的厚度t(最初的厚度)比受发光元件20与凸部76(壳体70)之间的距离、以及驱动元件30与凸部76(壳体70)之间的距离大,例如为200μm以上,优选为500μm以上,另外,例如为3000μm以下,优选为1500μm以下。另外,上述高度之差δ
h相对于散热片40的厚度t之比(δh/t)例如为0.001以上,优选为0.005以上,另外,例如为1以下,优选为0.05以下。与散热片40的厚度相关的这些结构适合于在散热片40中确保相对于受发光元件20以及驱动元件30的追随性和紧贴性。
[0052]
散热片40的asker-c硬度优选为60以下,更优选为55以下,进一步优选为50以下,另外,例如为3以上。这样的结构适合于在散热片40中确保相对于受发光元件20以及驱动元件30的追随性和紧贴性。asker-c硬度能够依据jis k 7312(1996)来测量。
[0053]
如图2和图3所示,印刷布线板50配置于光电混载基板10的厚度方向一侧。印刷布线板50具有沿着长度方向较长地延伸的大致平板形状。如图1b、图1c以及图3所示,印刷布线板50一体地具有第1部分51、第2部分52以及连结部分53,另外,具有开口部54。
[0054]
第1部分51是印刷布线板50的长度方向一侧的部分。第2部分52与第1部分51的长度方向另一侧隔有间隔地相对配置。第2部分52的宽度比第1部分51的宽度窄。连结部分53连结第1部分51和第2部分52。在本实施方式中,设有两个连结部分53,一个连结部分53将第1部分51的长度方向另一端缘的宽度方向一端部与第2部分52的长度方向一端缘的宽度方向一端部连结。另一个连结部分53将第1部分51的长度方向另一端缘的宽度方向另一端部与第2部分52的长度方向一端缘的宽度方向另一端部连结。
[0055]
由这些第1部分51、第2部分52以及连结部分53分隔出开口部54。开口部54被划分为在厚度方向上贯通印刷布线板50的贯通孔。在本实施方式中,在厚度方向投影观察时,上述的受发光元件20和驱动元件30位于开口部54内。在厚度方向投影观察时,上述的散热片40既可以与开口部54重叠并位于开口部54内,也可以具有伸出到开口部54外的部分(例示出位于开口部54内的情况)。
[0056]
另外,印刷布线板50的开口部54周围的至少一部分在厚度方向上与光电混载基板10相对(在图1b中,为了明确化,对其相对区域标注阴影线)。
[0057]
另外,印刷布线板50包括支承板55和导体电路56。支承板55具有沿长度方向延伸的大致平板形状(俯视时与印刷布线板50大致相同的形状)。作为支承板55的构成材料,能够举出例如玻璃纤维强化环氧树脂等硬质材料。支承板55在25℃时的拉伸弹性模量例如为10gpa以上,优选为15gpa以上,更优选为20gpa以上,另外,例如为1000gpa以下。若支承板55的拉伸弹性模量为上述下限以上,则印刷布线板50的机械强度优异。
[0058]
导体电路56包括通路57(如图3所示)、端子58(如图1b和图1c所示)以及布线59(如图3所示)。
[0059]
通路57在厚度方向上贯通支承板55。通路57的厚度方向另一侧的面从支承板55暴露,作为端子发挥功能。通路57的厚度方向另一侧的面经由凸块b3与上述的端子16c电连接。由此,印刷布线板50与光电混载基板10电连接。
[0060]
端子58配置于印刷布线板50的第1部分51的长度方向一端部。
[0061]
端子58是光模块x中的设备连接用的端子。
[0062]
布线59配置于支承板55的厚度方向一侧的面。布线59将通路57与端子58电连接。
[0063]
印刷布线板50的厚度比光电混载基板10的厚度厚,例如为100μm以上,另外,例如为10000μm以下。
[0064]
如图3所示,印刷布线板50的与光电混载基板10相对的区域的至少一部分和光电混载基板10之间利用粘接剂s接合。由此,光电混载基板10固定于印刷布线板50。
[0065]
对于印刷布线板50与光电混载基板10之间的电连接且是机械连接,也可以使用各向异性导电膜(acf)、各向异性导电糊剂(acp)来代替上述的凸块b3和粘接剂s。
[0066]
连接器60a与光电混载基板10的长度方向另一侧端部连接。连接器60a与光纤缆线100侧的连接器60b连结,将光波导部10a与光纤缆线100的光纤(未图示)光连接。
[0067]
如图1b、图1c以及图2所示,壳体70具有收纳光电混载基板10、受发光元件20、驱动元件30、散热片40、印刷布线板50(除了端子58之外)以及连接器60a的大致箱形状。具体而言,壳体70包括图4a所示的第1罩体70a和图4b所示的第2罩体70b,通过将它们组装而形成为沿长度方向延伸且厚度方向长度比宽度方向长度小的、扁平的大致箱形状。
[0068]
壳体70具有第1壁71、第2壁72、两侧壁73、长度方向一侧壁74、长度方向另一侧壁75以及凸部76。
[0069]
第1壁71具有沿长度方向延伸的大致平板形状。第2壁72与第1壁71在厚度方向上隔有间隔。第2壁72具有与第1壁71相同的形状。两侧壁73中的一者将第1壁71的宽度方向一端部与第2壁72的宽度方向一端部在厚度方向上连结。两侧壁73中的另一者将第1壁71的宽度方向另一端部与第2壁72的宽度方向另一端部在厚度方向上连结。长度方向一侧壁74将第1壁71、第2壁72及两侧壁73的长度方向一端部连结。另外,长度方向一侧壁74具有供端子58配置的孔。长度方向另一侧壁75将第1壁71、第2壁72以及两侧壁73的长度方向另一端部连结。另外,长度方向另一侧壁75具有供连接器60a、60b配置的孔。
[0070]
如图2所示,凸部76配置于第1壁71的厚度方向另一侧,自第1壁71朝向光电混载基板10突出且局部地进入开口部54(凸部76在沿厚度方向投影时包含于开口部54)。在本实施方式中,凸部76具有厚壁的大致平板形状。在图4a中,为了明确凸部76相对于第1壁71的相对配置以及形状,对凸部76标注阴影线来表示。另外,在本实施方式中,凸部76与第1壁71为一体。凸部76的厚度方向另一侧的面紧贴于散热片40的厚度方向一侧的面,将散热片40朝向受发光元件20以及驱动元件30按压。
[0071]
第1壁71和凸部76包含于第1罩体70a。两侧壁73都包含于第1罩体70a和第2罩体70b这两者。长度方向一侧壁74包含于第1罩体70a和第2罩体70b这两者。长度方向另一侧壁75包含于第1罩体70a和第2罩体70b这两者。
[0072]
壳体70在本实施方式中为金属制。作为壳体70的金属材料,能够举出例如铝、铜、银、锌、镍、铬、钛、钽、铂、金以及它们的合金。壳体70也可以实施镀敷等表面处理。
[0073]
光模块x例如通过如下的方式得到。首先,在光电混载基板10的电路基板10b上安装受发光元件20和驱动元件30。例如,将受发光元件20经由预先形成于其电极上的凸块b1与电路基板10b中的端子16a接合,另外,将驱动元件30经由预先形成于其电极上的凸块b2与电路基板10b中的端子16b接合。接着,借助粘接剂s将光电混载基板10接合于印刷布线板50(受发光元件20和驱动元件30配置于印刷布线板50的开口部54内)。例如,经由在印刷布线板50中的通路57的厚度方向另一侧的面上预先形成的凸块b3将印刷布线板50与光电混载基板10电连接,并且利用涂布成包围凸块b3周围的粘接剂s将光电混载基板10接合于印刷布线板50(由此,印刷布线板50中的布线59经由通路57与光电混载基板10中的导体层16电连接)。接着,将光电混载基板10的光波导部10a与连接器60a连接。接着,将光电混载基板10、印刷布线板50以及连接器60a配置于壳体70的第2罩体70b。接着,在光电混载基板10上的受发光元件20和驱动元件30之上层叠配置散热片40。接着,使第1罩体70a与第2罩体70b
组合而形成壳体70。具体而言,以第1罩体70a中的凸部76的厚度方向另一侧的部分插入于开口部54并且凸部76的厚度方向另一侧的面与散热片40接触的方式,使第1罩体70a与第2罩体70b组合。由此,散热片40在厚度方向上被按压,与受发光元件20以及驱动元件30紧贴。然后,将位于壳体70内的连接器60a与光纤缆线100的连接器60b连接。例如,如上所述,得到光模块x。
[0074]
在使用光模块x时,将光模块x的端子58插入于图外的电子设备的插座。
[0075]
接着,对光模块x中的从电信号向光信号的转换进行说明。电信号从图外的电子设备经由端子58向光模块x输入。该电信号在印刷布线板50的导体电路56中流动,进而经由光电混载基板10中的导体层16向驱动元件31输入。输入了电信号的驱动元件31对发光元件21进行驱动并使其发光。具体而言,发光元件21从其发光口朝向芯层12的镜面12m射出光。该光在光波导部10a中的芯层12的镜面12m改变光路,在芯层12内沿着其延伸方向行进,然后,作为光信号经由连接器60a、60b向光纤线缆100输入。
[0076]
接着,对光模块x中的从光信号向电信号的转换进行说明。光信号从光纤缆线100经由连接器60a、60b进入光波导部10a,在镜面12m改变光路,由光接收元件22经由其光接收口接收,由光接收元件22转换为电信号。另一方面,驱动元件32基于从印刷布线板50供给的电(电力),对由光接收元件22转换后的电信号进行放大。放大后的电信号经由导体层16流经印刷布线板50的导体电路56,经由端子58向附图外的电子设备输入。
[0077]
通过以上那样的电信号与光信号的相互转换,受发光元件20(发光元件21、光接收元件22)和驱动元件30(驱动元件31、驱动元件32)发热。
[0078]
在光模块x中,如上所述,散热片40从与光电混载基板10相反的一侧与安装于光电混载基板10的厚度方向一侧的面上的受发光元件20以及驱动元件30接触。这样的结构适合于使由受发光元件20和驱动元件30产生的热通过散热片40向元件外释放,进而经由散热片40和壳体70向光模块x外释放。而且,在光模块x中,如上所述,在光电混载基板10上,驱动元件30的高度h2大于受发光元件20的高度h1。因此,在壳体70内被按压于受发光元件20和驱动元件30的散热片40中,针对驱动元件30而言其按压力相对较强,针对受发光元件20而言其按压力相对较弱。这样的结构适合于抑制受发光元件20的损伤并且实现由散热片40对受发光元件20进行散热,且通过该散热片40在与驱动元件30之间实现较高的散热效率。即,光模块x适合于抑制受发光元件20的损伤并且实现受发光元件20和驱动元件30的良好的散热。另外,在上述的实施方式中,金属制的金属支承层14也具有散热性,在光模块x运转时,金属支承层14与散热片40协作来发挥散热功能。
[0079]
光模块x中的散热片40的asker-c硬度优选为60以下,更优选为55以下,进一步优选为50以下。具有该程度的软质性的散热片40适合于确保相对于在光电混载基板10上的高度不同的受发光元件20以及驱动元件30的追随性和紧贴性,因此,适合于同时实现受发光元件20的损伤的抑制以及驱动元件30的较高的散热效率。
[0080]
以下,对变形例进行说明。在各变形例中,对与上述的实施方式相同的构件标注相同的附图标记,并省略其详细的说明。另外,各变形例除了特别记载的事项以外,能够起到与上述实施方式同样的作用效果。另外,上述实施方式及其变形例能够适当组合。
[0081]
在图5所示的变形例中,在光电混载基板10上,驱动元件30的凸块b2比受发光元件20的凸块b1高。即,介于光电混载基板10与驱动元件30之间的凸块b2的在光电混载基板10
上的高度大于介于光电混载基板10与受发光元件20之间的凸块b1的在光电混载基板10上的高度。
[0082]
在本变形例中,受发光元件20的厚度d1与驱动元件30的厚度d2例如相同,另一方面,凸块b2的高度h2比凸块b1的高度h1大。由此,驱动元件30在光电混载基板10上的高度大于受发光元件20在光电混载基板10上的高度。
[0083]
从凸块b2的高度h2减去凸块b1的高度h1得到的值、即高度之差δh(=h2-h1)例如为3μm以上,优选为5μm以上,另外,例如为100μm以下,优选为50μm以下。另外,高度h2相对于高度h1之比(h2/h1)例如为1.01以上,优选为1.03以上,另外,例如为30以下,优选为3以下。
[0084]
本变形例的结构适合于不依赖于受发光元件20和驱动元件30的厚度d1、d2而根据凸块b1、b2的高度h1、h2自由度较高地调整光电混载基板10上的受发光元件20和驱动元件30的高度h1、h2。该结构例如适合于,即使受发光元件20的厚度d1为驱动元件30的厚度d2以上,也在光电混载基板10上将驱动元件30的高度h2设为大于受发光元件20的高度h1。
[0085]
在上述的实施方式和变形例中,凸部76与第1壁71为一体,但凸部76与第1壁71也可以彼此独立。与第1壁71彼此独立的凸部76例如借助粘接剂固定于第1壁71的厚度方向另一侧的面。作为这样的凸部76的构成材料,优选将壳体70作为构成材料而使用上述的金属材料。作为凸部76的构成材料,也可以使用导热性树脂组合物。
[0086]
与本变形例相比,优选凸部76与第1壁71为一体的方式。在本变形例中,由于粘接剂的导热率比第1壁71及凸部76的导热率低,因此从凸部76向第1壁71散热的散热性较低。另一方面,在凸部76与第1壁71为一体的方式中,由于凸部76与第1壁71为一体,因此无需配置所述粘接剂,从凸部76向第1壁71散热的散热性优异。另外,从减少部件数量和简化结构的观点出发,优选凸部76与第1壁71为一体且没有所述粘接剂的方式。
[0087]
在图6所示的变形例中,光模块x还包括与光电混载基板10的厚度方向另一侧的面(与受发光元件20以及驱动元件30相反的一侧的面)接触的凸部77。凸部77配置于第2壁72的厚度方向一侧,自第2壁72朝向光电混载基板10突出。凸部77与第2壁72为一体。凸部77的厚度方向一侧的面与光电混载基板10的厚度方向另一侧的面接触并支承该光电混载基板10。第2壁72相对于凸部77在厚度方向上配置于与光电混载基板10相反的一侧。
[0088]
在本变形例中,由受发光元件20和驱动元件30产生的热除了能够经由散热片40和凸部76向第1壁71侧散热之外,还能够经由凸块b1、b2、光电混载基板10以及凸部77向第2壁72侧散热。
[0089]
另一方面,凸部77也可以与第2壁72彼此独立,对此未图示。与第2壁72彼此独立的凸部77借助未图示的粘接剂固定于第2壁72的厚度方向一侧的面。作为这样的凸部77的构成材料,优选将壳体70作为构成材料而使用上述的金属材料。作为凸部77的构成材料,也可以使用导热性树脂组合物。
[0090]
优选的是,凸部77与第2壁72为一体。在凸部77与第2壁72为一体的方式中,由于凸部77与第2壁72为一体,因此无需配置用于将它们接合的粘接剂,从凸部77向第2壁72散热的散热性优异。另外,从减少部件数量和简化结构的观点出发,优选凸部77与第2壁72为一体且没有所述粘接剂的方式。
[0091]
在图7所示的变形例中,光模块x还包括介于上述的凸部77与光电混载基板10之间
的散热层41。
[0092]
散热层41配置于凸部77的厚度方向一侧的面的整个面。散热层41与光电混载基板10的光电转换区域r1的厚度方向另一侧的面以及凸部77的厚度方向一侧的面接触。散热层41例如是散热片、散热油脂、散热板等。在散热层41为散热片的情况下,其构成材料作为散热片40的构成材料,能够举出上述的构成材料。
[0093]
由于本变形例还包括散热层41,因此,由受发光元件20和驱动元件30产生的热除了能够经由散热片40和凸部76向第1壁71侧散热之外,还能够经由凸块b1、b2、光电混载基板10、散热层41以及凸部77向第2壁72侧高效地散热。
[0094]
在如以上那样的光模块x中,在受发光元件20的厚度d1与驱动元件30的厚度d2相同的情况下(即,例如如图5所示,d1=d2的情况下),通过将驱动元件30的凸块b2的高度h2设为大于受发光元件20的凸块b1的高度h1,由此,驱动元件30的高度h2大于受发光元件20的高度h1。例如从容易供应存在元件尺寸标准化且厚度统一化的情况的受发光元件20和驱动元件30的观点出发,优选使用厚度相同的受发光元件20和驱动元件30的结构。
[0095]
在光模块x中,在驱动元件30的厚度d2比受发光元件20的厚度d1大的情况下(即,d1<d2的情况下),通过设置满足从凸块b1的高度h1减去凸块b2的高度h2得到的值即高度之差δh’(=h1-h2)小于驱动元件30与受发光元件20的厚度之差δd(=d2-d1)这样的条件的凸块b1、b2(包含满足h1=h2的图3所示的凸块b1、b2、以及满足h2>h1的凸块b1、b2),由此,驱动元件30的高度h2大于受发光元件20的高度h1。厚度d1比厚度d2小且高度h2比高度h1大这样的结构适合于如下的情形,即,即使处于比驱动元件30脆弱的倾向而容易损伤的受发光元件20比驱动元件30薄,也会抑制该受发光元件20的损伤并且实现良好的元件散热性。
[0096]
另外,在光模块x中,在驱动元件30的厚度d2比受发光元件20的厚度d1小的情况下(即,d1>d2的情况下),通过设置满足凸块b1、b2的上述高度之差δh(=h2-h1)大于驱动元件30与受发光元件20的厚度之差δd’(=d1-d2)这样的条件的凸块b1、b2,由此,驱动元件30的高度h2大于受发光元件20的高度h1。厚度d1比厚度d2大且高度h2比高度h1大这样的结构适合于如下的情形,即,抑制处于比驱动元件30脆弱的倾向而容易损伤的受发光元件20的损伤,并且实现良好的元件散热性。
[0097]
如上所述,图1至图3所示的光模块x构成为兼具将来自设备的电信号转换为光信号并向光纤缆线100输出的发送功能、和将来自光纤缆线100的光信号转换为电信号并向设备输出的接收功能的发送接收模块(即光发送接收器)。光模块x也可以包括不具有接收功能而具有发送功能的结构来代替这样的结构。在这样的光模块x中,作为受发光元件20,发光元件21安装于光电混载基板10,且作为驱动元件30,发光元件21用的驱动元件31安装于光电混载基板10。或者,光模块x也可以包括不具有发送功能而具有接收功能的结构。在这样的光模块x中,作为受发光元件20,光接收元件22安装于光电混载基板10,且作为驱动元件30,光接收元件22用的驱动元件32安装于光电混载基板10。
[0098]
产业上的可利用性
[0099]
本发明的光电转换模块例如能够应用于光传输系统中的光发送接收器、光发送模块或光接收模块。
[0100]
附图标记说明
[0101]
x、光模块(光电转换模块);10、光电混载基板;10a、光波导部;11、下包层;12、芯层;13、上包层;10b、电路基板;14、金属支承层;20、受发光元件;21、发光元件;22、光接收元件;30、31、32、驱动元件;b1、b2、凸块;40、散热片;41、散热层;50、印刷布线板;60a、60b、连接器;70、壳体;70a、第1罩体;70b、第2罩体;76、77、凸部。
再多了解一些

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