JP2016011996A - 光モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】効率的に放熱して良好な伝送特性および受信感度を維持することが可能な光モジュールを提供する。
【解決手段】一部60aがモジュール部33における発熱箇所Hに接触され、一部60aに対して面方向に異なる他部60bが金属ハウジング41に接触したグラファイトシートからなる熱伝導シート60と、金属ハウジング41と熱伝導シート60の一部60aとの間に設けられ、弾性力によって熱伝導シート60の一部60aを発熱箇所Hへ押圧する第1の弾性部材61と、モジュール部33と熱伝導シート60の他部60bとの間に設けられ、弾性力によって熱伝導シート60の他部60bを金属ハウジング41へ押圧する第2の弾性部材62と、を備える。
【選択図】図3
【解決手段】一部60aがモジュール部33における発熱箇所Hに接触され、一部60aに対して面方向に異なる他部60bが金属ハウジング41に接触したグラファイトシートからなる熱伝導シート60と、金属ハウジング41と熱伝導シート60の一部60aとの間に設けられ、弾性力によって熱伝導シート60の一部60aを発熱箇所Hへ押圧する第1の弾性部材61と、モジュール部33と熱伝導シート60の他部60bとの間に設けられ、弾性力によって熱伝導シート60の他部60bを金属ハウジング41へ押圧する第2の弾性部材62と、を備える。
【選択図】図3
Description
本発明は、受発光素子を備えた光モジュールに関する。
光ファイバを保持するコネクタ部品にレンズアレイ部品が装着されて、光ファイバと受発光素子とが光学的に接続される光モジュールが知られている。この構成の光モジュールでは、基板上に、受発光素子とともに、この受発光素子を駆動させる駆動用のICチップが実装される。このICチップは、発熱部品であるため、基板におけるICチップの実装箇所とハウジングとの間に放熱シートを設け、ICチップが発する熱を筐体に逃がしている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1で用いられる一般的な放熱シートは、熱伝導率が数W/(m・K)と低いため、放熱性の改善が要求されている。放熱が不十分だと光モジュールの伝送特性および受信感度が低下してしまう場合がある。
本発明は、効率的に放熱して良好な伝送特性および受信感度を維持することが可能な光モジュールを提供することを目的とする。
本発明にかかる光モジュールは、
光ファイバが光学的に接続される光素子と、前記光素子を駆動させて光電変換を行わせる電子部品と、前記光素子および前記電子部品を搭載した基板と、を備えたモジュール部をハウジング内に収容した光モジュールであって、
グラファイトシートからなり、一部が前記モジュール部における発熱箇所に接触され、前記一部に対して面方向に異なる他部が前記ハウジングに接触した熱伝導シートと、
前記ハウジングと前記熱伝導シートの前記一部との間に設けられ、弾性力によって前記熱伝導シートの前記一部を前記発熱箇所へ押圧する第1の弾性部材と、
前記モジュール部と前記熱伝導シートの前記他部との間に設けられ、弾性力によって前記熱伝導シートの前記他部を前記ハウジングへ押圧する第2の弾性部材と、
を備える。
光ファイバが光学的に接続される光素子と、前記光素子を駆動させて光電変換を行わせる電子部品と、前記光素子および前記電子部品を搭載した基板と、を備えたモジュール部をハウジング内に収容した光モジュールであって、
グラファイトシートからなり、一部が前記モジュール部における発熱箇所に接触され、前記一部に対して面方向に異なる他部が前記ハウジングに接触した熱伝導シートと、
前記ハウジングと前記熱伝導シートの前記一部との間に設けられ、弾性力によって前記熱伝導シートの前記一部を前記発熱箇所へ押圧する第1の弾性部材と、
前記モジュール部と前記熱伝導シートの前記他部との間に設けられ、弾性力によって前記熱伝導シートの前記他部を前記ハウジングへ押圧する第2の弾性部材と、
を備える。
本発明によれば、効率的に放熱して良好な伝送特性および受信感度を維持することが可能な光モジュールを提供することができる。
〈本発明の実施形態の概要〉
最初に本発明の実施形態の概要を説明する。
本発明にかかる光モジュールの一実施形態は、
(1)光ファイバが光学的に接続される光素子と、前記光素子を駆動させて光電変換を行わせる電子部品と、前記光素子および前記電子部品を搭載した基板と、を備えたモジュール部をハウジング内に収容した光モジュールであって、
グラファイトシートからなり、一部が前記モジュール部における発熱箇所に接触され、前記一部に対して面方向に異なる他部が前記ハウジングに接触した熱伝導シートと、
前記ハウジングと前記熱伝導シートの前記一部との間に設けられ、弾性力によって前記熱伝導シートの前記一部を前記発熱箇所へ押圧する第1の弾性部材と、
前記モジュール部と前記熱伝導シートの前記他部との間に設けられ、弾性力によって前記熱伝導シートの前記他部を前記ハウジングへ押圧する第2の弾性部材と、
を備える。
(1)の構成によれば、面方向への熱伝導率が高いグラファイトシートからなる熱伝導シートの一部にモジュール部の発熱箇所で発生した熱を伝達させ、モジュール部の発熱箇所から離れた位置でハウジングにその熱を伝達させることができる。また、熱伝導シートを第1の弾性部材によって発熱箇所に押し付けるとともに、第2の弾性部材によってハウジングに押し付けることで、発熱箇所と熱伝導シートとの間および熱伝導シートとハウジングとの間で良好に熱を伝導させることができる。したがって、モジュール部で生じた熱を速やかにハウジングへ逃がすことができるので、放熱特性を大幅に向上させることができ、モジュール部の光素子への熱の影響を抑え、良好な伝送特性および受信感度を維持させることができる。
最初に本発明の実施形態の概要を説明する。
本発明にかかる光モジュールの一実施形態は、
(1)光ファイバが光学的に接続される光素子と、前記光素子を駆動させて光電変換を行わせる電子部品と、前記光素子および前記電子部品を搭載した基板と、を備えたモジュール部をハウジング内に収容した光モジュールであって、
グラファイトシートからなり、一部が前記モジュール部における発熱箇所に接触され、前記一部に対して面方向に異なる他部が前記ハウジングに接触した熱伝導シートと、
前記ハウジングと前記熱伝導シートの前記一部との間に設けられ、弾性力によって前記熱伝導シートの前記一部を前記発熱箇所へ押圧する第1の弾性部材と、
前記モジュール部と前記熱伝導シートの前記他部との間に設けられ、弾性力によって前記熱伝導シートの前記他部を前記ハウジングへ押圧する第2の弾性部材と、
を備える。
(1)の構成によれば、面方向への熱伝導率が高いグラファイトシートからなる熱伝導シートの一部にモジュール部の発熱箇所で発生した熱を伝達させ、モジュール部の発熱箇所から離れた位置でハウジングにその熱を伝達させることができる。また、熱伝導シートを第1の弾性部材によって発熱箇所に押し付けるとともに、第2の弾性部材によってハウジングに押し付けることで、発熱箇所と熱伝導シートとの間および熱伝導シートとハウジングとの間で良好に熱を伝導させることができる。したがって、モジュール部で生じた熱を速やかにハウジングへ逃がすことができるので、放熱特性を大幅に向上させることができ、モジュール部の光素子への熱の影響を抑え、良好な伝送特性および受信感度を維持させることができる。
(2)前記第1の弾性部材および前記第2の弾性部材は、それぞれ粘着性を有し、
前記熱伝導シートの前記一部は、前記第1の弾性部材が粘着力によって前記発熱箇所に付着することで、前記発熱箇所に押圧された状態に保持され、
前記熱伝導シートの前記他部は、前記第2の弾性部材が粘着力によって前記ハウジングに付着することで、前記ハウジングに押圧された状態に保持されてもよい。
(2)の構成によれば、粘着力を有する第1の弾性部材および第2の弾性部材を用いることで、これらの第1の弾性部材および第2の弾性部材の粘着力によって、熱伝導シートを光モジュールおよびハウジングへ保持させることができ、組立性および保守性を向上させることができる。
前記熱伝導シートの前記一部は、前記第1の弾性部材が粘着力によって前記発熱箇所に付着することで、前記発熱箇所に押圧された状態に保持され、
前記熱伝導シートの前記他部は、前記第2の弾性部材が粘着力によって前記ハウジングに付着することで、前記ハウジングに押圧された状態に保持されてもよい。
(2)の構成によれば、粘着力を有する第1の弾性部材および第2の弾性部材を用いることで、これらの第1の弾性部材および第2の弾性部材の粘着力によって、熱伝導シートを光モジュールおよびハウジングへ保持させることができ、組立性および保守性を向上させることができる。
(3)前記熱伝導シートの前記一部および前記他部は、窓部を有していてもよい。
(3)の構成によれば、一部および他部に窓部を有する熱伝導シートを用いることで、第1の弾性部材とモジュール部との接触面積および第2の弾性部材とハウジングとの接触面積を増やすことができる。これにより、第1の弾性部材および第2の弾性部材の粘着力によるモジュール部およびハウジングへの付着力を高めることができ、組立性および保守性をさらに向上させることができる。
(3)の構成によれば、一部および他部に窓部を有する熱伝導シートを用いることで、第1の弾性部材とモジュール部との接触面積および第2の弾性部材とハウジングとの接触面積を増やすことができる。これにより、第1の弾性部材および第2の弾性部材の粘着力によるモジュール部およびハウジングへの付着力を高めることができ、組立性および保守性をさらに向上させることができる。
(4)前記第1の弾性部材および前記第2の弾性部材は、前記熱伝導シートよりも熱伝導率が低くてもよい。
(4)の構成によれば、第1の弾性部材および第2の弾性部材を介して、熱の影響を受けやすい他の部分へ熱が伝達されるのを抑制することができる。これにより、モジュール部の発熱箇所の熱を熱伝導シートへ効率的に伝えることができ、また、熱伝導シートに伝達された熱をハウジングへ効率的に伝えることができる。
(4)の構成によれば、第1の弾性部材および第2の弾性部材を介して、熱の影響を受けやすい他の部分へ熱が伝達されるのを抑制することができる。これにより、モジュール部の発熱箇所の熱を熱伝導シートへ効率的に伝えることができ、また、熱伝導シートに伝達された熱をハウジングへ効率的に伝えることができる。
(5)前記ハウジングと前記第1の弾性部材は接触しており、
前記ハウジングは、前記熱伝導シートの前記他部が接触した箇所を含む部分の熱伝導率よりも、前記第1の弾性部材が接触した箇所を含む他の部分の熱伝導率が低くされていてもよい。
(5)の構成によれば、ハウジングにおける熱伝導シートの他部が接触されている箇所に伝達された熱が、ハウジングにおける熱の影響を受けやすい他の部分へ伝達されるのを抑制することができる。
前記ハウジングは、前記熱伝導シートの前記他部が接触した箇所を含む部分の熱伝導率よりも、前記第1の弾性部材が接触した箇所を含む他の部分の熱伝導率が低くされていてもよい。
(5)の構成によれば、ハウジングにおける熱伝導シートの他部が接触されている箇所に伝達された熱が、ハウジングにおける熱の影響を受けやすい他の部分へ伝達されるのを抑制することができる。
〈本発明の実施形態の詳細〉
以下、本発明に係る光モジュールの実施の形態の例を、図面を参照して説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
以下、本発明に係る光モジュールの実施の形態の例を、図面を参照して説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
(第1実施形態)
まず、第1実施形態に係る光モジュールについて説明する。
図1および図2に示すように、本実施形態に係る光モジュール10は、光ケーブル20と、光ケーブル20の端部に取り付けられるコネクタモジュール30とを有する。
この光モジュール10は、光通信技術などにおいて信号(データ)の伝送に用いることができ、接続先のパソコンなどといった電子機器に電気的に接続され、入出力される電気信号を光信号に変換して光信号を伝送するものである。
まず、第1実施形態に係る光モジュールについて説明する。
図1および図2に示すように、本実施形態に係る光モジュール10は、光ケーブル20と、光ケーブル20の端部に取り付けられるコネクタモジュール30とを有する。
この光モジュール10は、光通信技術などにおいて信号(データ)の伝送に用いることができ、接続先のパソコンなどといった電子機器に電気的に接続され、入出力される電気信号を光信号に変換して光信号を伝送するものである。
光ケーブル20は、その横断面で見た中央に、光ファイバテープ心線21を有する。光ファイバテープ心線21は、複数(本例では4本)の光ファイバ心線(光ファイバ)22を平面上に並列させて被覆樹脂でテープ状に一体化させたものである。光ファイバテープ心線21はインナーチューブ23の内側に収容されている。
インナーチューブ23の周囲には抗張力繊維の束を沿わせてなる介在層24が設けられている。介在層24の外周には複数本の金属素線からなる金属層25が設けられている。金属層25の外周には絶縁樹脂からなる外被26が設けられている。
インナーチューブ23の周囲には抗張力繊維の束を沿わせてなる介在層24が設けられている。介在層24の外周には複数本の金属素線からなる金属層25が設けられている。金属層25の外周には絶縁樹脂からなる外被26が設けられている。
光ファイバ心線22は、コアとクラッドが石英ガラスである光ファイバ(AGF:All Glass Fiber)、クラッドが硬質プラスチックからなる光ファイバ(HPCF:Hard Plastic Clad Fiber)、等を用いることができる。ガラスのコア径が80μmの細径HPCFを用いると、光ファイバ心線22が小径に曲げられても破断しにくい。
図2および図3に示すように、コネクタモジュール30は、ハウジング31と、ハウジング31の前端(図3において左端)側に設けられる電気コネクタ32と、ハウジング31内に収容されるモジュール部33とを備えている。ハウジング31は、金属ハウジング41と、樹脂ハウジング42とから構成されている。また、金属ハウジング41の後端部には、固定部材35およびブーツ36が取り付けられる。
金属ハウジング41は、一部が下向きに開口した断面U字形状のカバープレート41aと、上向きに開口した断面U字形状のベースプレート41bとを有し、モジュール部33などを収容する内部空間Sを形成する。金属ハウジング41の前端側には電気コネクタ32が配置され、金属ハウジング41の後端側には、固定部材35が取り付けられる。本実施形態では、金属ハウジング41は、鋼(Fe系)、ブリキ(錫めっき銅)、ステンレス、銅、真鍮、アルミニウムなどの熱伝導率の高い(好ましくは100W/m・K以上)金属材料により形成されており、モジュール部33から発生する熱を外部に放熱させる役割を担う。
樹脂ハウジング42は、例えばポリカーボネートなどの樹脂材料から形成されており、金属ハウジング41を覆っている。
固定部材35は、光ケーブル20の一部(外被26および金属層25)を保持する。これにより、光ケーブル20内の光ファイバテープ心線21を構成する複数の光ファイバ心線22の並列方向が、モジュール部33の後述の回路基板53と平行となるように保持固定される。
ブーツ36は、樹脂ハウジング42の後端部に連結され、金属ハウジング41の後端部に取り付けられた固定部材35を覆っている。ブーツ36の後端部と光ケーブル20の外被26とは、接着剤(図示しない)により接着される。
電気コネクタ32は、接続対象(パソコンなど)に挿入され、接続対象と電気的に接続される部分である。電気コネクタ32は、ハウジング31の前端側に配置されており、ハウジング31から前方に突出している。
図3又は図4に示すように、モジュール部33は、受発光素子(光素子の一例)51と、制御用半導体(電子部品の一例)52と、回路基板(基板の一例)53とを備えている。受発光素子51および制御用半導体52は、回路基板53の実装面53aに実装されて搭載されている。モジュール部33は、金属ハウジング41によって形成される内部空間S内に収容されている。
受発光素子51は、複数の発光素子および複数の受光素子を含んで構成されており、受発光素子51の近傍には発光素子・受光素子駆動用IC57が配置されている。受発光素子51は、回路基板53の実装面53aにおける後端側に配置されている。受発光素子51の発光素子としては、例えば、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)、レーザダイオード(LD:Laser Diode)、面発光レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting LASER)などを用いることができる。また、受発光素子51の受光素子としては、例えば、フォトダイオード(PD:Photo Diode)などを用いることができる。
回路基板53には、受発光素子51を覆うようにレンズアレイ部品55が配置されている。また、レンズアレイ部品55には、コネクタ部品56が位置決め固定されている。このコネクタ部品56には、光ファイバテープ心線21から単心に分離された複数(本例では4本)の光ファイバ心線22の末端部が固定されている。これにより、受発光素子51は、光ケーブル20の光ファイバ心線22と、レンズアレイ部品55を介して光学的に接続されている。
制御用半導体52は、駆動IC(Integrated Circuit)や波形整形器であるCDR(Clock Data Recovery)装置などを含んでいる。制御用半導体52は、回路基板53の実装面53aにおける前端側に配置されている。制御用半導体52は、電気コネクタ32と電気的に接続されている。
回路基板53は、制御用半導体52と受発光素子51とを電気的に接続している。回路基板53は、例えば、ガラスエポキシ基板、セラミック基板などの絶縁基板であり、その表面又は内部には、金(Au)、アルミ(Al)又は銅(Cu)などにより回路配線が形成されている。
モジュール部33は、回路基板53に実装された制御用半導体52が駆動する際に発熱する。このため、モジュール部33は、制御用半導体52およびその周辺である回路基板53における制御用半導体52の実装箇所が発熱箇所Hとなる。
光モジュール10は、熱伝導シート60と、第1の弾性部材61と、第2の弾性部材62とを備えている。これらの熱伝導シート60、第1の弾性部材61および第2の弾性部材62は、いずれも金属ハウジング41によって形成される内部空間S内に、モジュール部33とともに収容されている。
熱伝導シート60は、グラファイトシートからなるものである。グラファイトは、特定の高分子(ポリイミド等)を無酸素状態で高温処理(3000℃)することにより、水素、酸素、窒素を離脱させ、その後残った炭素原子をアニールすることで、面内方向で炭素原子を結晶化したものである。このような方法で作られる結晶性グラファイトは、高い熱伝導性、電気伝導性等とともに、柔軟性も有している。グラファイトをシート状にしたグラファイトシートは、熱伝導率が面内方向において、1,000 W/(m・K)以上であり、放熱性に優れている。
この熱伝導シート60は、長尺に形成されており、内部空間S内でモジュール部33の長手方向に沿って配置されている。この熱伝導シート60の一端側の一部60aは、モジュール部33の発熱箇所Hに基板53を介して接触している。具体的には、この熱伝導シート60の一部60aが、回路基板53における制御用半導体52の実装箇所の裏面に接触している。
熱伝導シート60の他端側の他部60bは、ハウジング31に接触している。具体的には、この熱伝導シート60の他部60bが、ハウジング31を構成する金属ハウジング41のベースプレート41bの内面に接触している。この熱伝導シート60の他部60bの接触箇所は、熱伝導シート60の熱が放熱される放熱箇所Cであり、この放熱箇所Cは、発熱箇所Hに対して長手方向に離れた位置に配置されている。このように、長尺に形成され面内方向への熱伝導性に優れた熱伝導シート60によって、発熱箇所Hは、受発光素子51およびその周辺(回路基板53における受発光素子51の実装箇所)を経由することなく、放熱箇所Cまで熱的に接続されている。
第1の弾性部材61は、ハウジング31を構成する金属ハウジング41のベースプレート41bと熱伝導シート60の一部60aとの間に設けられている。第1の弾性部材61は、弾性を有するゴムなどの樹脂材料やゲル状材料を板状に形成したものである。第1の弾性部材61は、金属ハウジング41のベースプレート41bに接触されている。この第1の弾性部材61は、その弾性力によって、熱伝導シート60の一部60aを発熱箇所Hである回路基板53の裏面53bへ押圧する。
また、この第1の弾性部材61は、粘着性を有している。これにより、第1の弾性部材61は、熱伝導シート60の一部60aに付着するとともに、熱伝導シート60の一部60aの外周側にはみ出た部分が、粘着力によって発熱箇所Hである回路基板53の裏面53bに付着している。したがって、熱伝導シート60の一部60aは、第1の弾性部材61が粘着力によって発熱箇所Hに付着することで、発熱箇所Hに押圧された状態に保持されている。
第2の弾性部材62は、モジュール部33を構成する回路基板53と熱伝導シート60の他部60bとの間に設けられている。第2の弾性部材62は、第1の弾性部材61と同様に、弾性を有するゴムなどの樹脂材料やゲル状材料を板状に形成したものである。第2の弾性部材62は、その弾性力によって、熱伝導シート60の他部60bを放熱箇所Cである金属ハウジング41のベースプレート41bの内面へ押圧する。
また、この第2の弾性部材62も、粘着性を有している。これにより、第2の弾性部材62は、熱伝導シート60の他部60bに付着するとともに、熱伝導シート60の他部60bの外周側にはみ出た部分が、粘着力によって放熱箇所Cであるベースプレート41bの内面に付着している。したがって、熱伝導シート60の他部60bは、第2の弾性部材62が粘着力によって放熱箇所Cに付着することで、放熱箇所Cに押圧された状態に保持されている。
上記構造の光モジュール10において、制御用半導体52が駆動すると、モジュール部33では、この制御用半導体52が発熱し、この制御用半導体52およびその周辺の温度が上昇する。つまり、モジュール部33は、制御用半導体52およびその周辺が発熱箇所Hとなる。
この発熱箇所Hの熱は、熱伝導シート60に、その一部60aから伝達され、この熱伝導シート60の面内に伝達される。そして、この熱伝導シート60に伝達された熱は、熱伝導シート60の他部60bから放熱箇所Cである金属ハウジング41のベースプレート41bへ伝達されて放熱される。
熱伝導シート60として用いられたグラファイトシートは、熱伝導率が面内方向において、1,000 W/(m・K)以上であるため、放熱性に優れている。しかし、このグラファイトシートを用いて制御用半導体52の熱を放熱させたとしても、その熱が制御用半導体52の近傍に実装される受発光素子51に伝達されると、受発光素子51が高温になり、出射波形が乱れて伝送特性が低下したり、受信信号にノイズが多くなって受信感度が低下するおそれがある。
これに対し、本実施形態に係る光モジュール10によれば、面方向への熱伝導率が高いグラファイトシートからなる熱伝導シート60の一部60aにモジュール部33の発熱箇所Hで発生した熱を伝達させ、モジュール部33の発熱箇所Hから離れた位置でハウジング31の金属ハウジング41からなる放熱箇所Cにその熱を伝達させることができる。
したがって、モジュール部33で生じた熱を速やかに金属ハウジング41における発熱箇所Hから離れた部分へ逃がすことができるので、放熱特性を大幅に向上させることができ、モジュール部33の受発光素子51への熱の影響を極力抑え、良好な伝送特性および受信感度を維持させることができる。
また、このグラファイトシートは、面に対する垂直(厚み)方向の熱伝導率が、数W/(m・K)と低いため、発熱箇所Hおよび放熱箇所Cへの密着状態が悪いと、放熱効率が低下してしまう。
これに対し、本実施形態に係る光モジュール10では、面方向への熱伝導率が高い反面、厚さ方向への熱伝導率が比較的に低い熱伝導シート60を第1の弾性部材61によって発熱箇所Hに押し付けるとともに、第2の弾性部材62によって放熱箇所Cに押し付けることで、発熱箇所Hと熱伝導シート60との間および熱伝導シート60と放熱箇所Cとの間で良好に熱を伝導させることができる。
また、熱伝導シート60の一部60aと金属ハウジング41のベースプレート41bとの間に配置された第1の弾性部材61およびモジュール部33の回路基板53と熱伝導シート60の他部60bとの間に配置された第2の弾性部材62は、それぞれ弾性を有している。これにより、各部品の寸法誤差や寸法公差を第1の弾性部材61および第2の弾性部材62によって吸収させ、各部品での応力を解消することができる。
また、粘着力を有する第1の弾性部材61および第2の弾性部材62を用いることで、これらの第1の弾性部材61および第2の弾性部材62の粘着力によって、熱伝導シート60を光モジュール33の回路基板53およびハウジング31を構成する金属ハウジング41のベースプレート41bへ保持させることができる。
例えば、熱伝導シート60は、接着剤によって各部へ固定することも可能である。しかし、接着剤による固定は、着脱が困難であるため、組み立てや分解・修理等の観点から好ましくない。
これに対して、粘着力を有する第1の弾性部材61および第2の弾性部材62を用いて熱伝導シート60を回路基板53およびベースプレート41bへ保持させる構造によれば、容易に着脱でき、組立性および保守性を向上させることができる。
また、第1の弾性部材61および第2の弾性部材62は、熱伝導シート60よりも低い熱伝導率を有している。したがって、発熱箇所Hでは、制御用半導体52で発生した熱の多くが第1の弾性部材61よりも熱伝導シート60に伝達される。また、熱伝導シート60に伝達された熱の多くは、金属ハウジング41のベースプレート41bの内面からなる放熱箇所Cへ伝達される。
このように、熱伝導シート60よりも低い熱伝導率の第1の弾性部材61および第2の弾性部材62を用いることで、第1の弾性部材61および第2の弾性部材62を介して、熱の影響を受けやすい他の部分へ熱が伝達されるのを抑制することができる。これにより、モジュール部33の発熱箇所Hの熱を熱伝導シート60へ効率的に伝えることができ、また、熱伝導シート60に伝達された熱をハウジング31の金属ハウジング41へ効率的に伝えることができる。
次に、上記第1実施形態に係る光モジュールの変形例について説明する。
(変形例1)
図5および図6に示すように、変形例1では、熱伝導シート60の一部60aおよび他部60bが、窓部71を有している。この窓部71は、熱伝導シート60に形成した穴からなるもので、一部60aおよび他部60bに、それぞれ間隔をあけて複数(本例では4つ)形成されている。
(変形例1)
図5および図6に示すように、変形例1では、熱伝導シート60の一部60aおよび他部60bが、窓部71を有している。この窓部71は、熱伝導シート60に形成した穴からなるもので、一部60aおよび他部60bに、それぞれ間隔をあけて複数(本例では4つ)形成されている。
この変形例1では、一部60aおよび他部60bに窓部71を有する熱伝導シート60を用いることで、第1の弾性部材61とモジュール部33の回路基板53との接触面積を増やすことができ、また、第2の弾性部材62と金属ハウジング41のベースプレート41bとの接触面積を増やすことができる。これにより、第1の弾性部材61および第2の弾性部材62の粘着力による回路基板53およびベースプレート41bへの付着力を高めることができる。
なお、窓部71の面積は、熱伝導シート60と回路基板53およびベースプレート41bとの間で良好に熱伝導が行われる範囲で設定する。
また、窓部71は、穴に限らず、熱伝導シート60に切欠きやスリットを形成することで設けても良い。
また、窓部71は、穴に限らず、熱伝導シート60に切欠きやスリットを形成することで設けても良い。
(変形例2)
図7に示すように、変形例2では、金属ハウジング41における熱伝導シート60の他部60bが接触した箇所を含む部分Aの熱伝導率よりも、第1の弾性部材61が接触した箇所を含む他の部分Bの熱伝導率が低くされている。具体的には、ベースプレート41bは、熱伝導シート60の他部60bが接触した箇所を含む部分Aと、第1の弾性部材61が接触した箇所を含む他の部分Bとが異なる金属材料から形成されている。例えば、ベースプレート41bにおける熱伝導シート60の他部60bが接触した箇所を含む部分Aが、銅から形成され、第1の弾性部材61が接触した箇所を含む他の部分Bが、銅よりも熱伝導率の低いステンレスから形成されている。
図7に示すように、変形例2では、金属ハウジング41における熱伝導シート60の他部60bが接触した箇所を含む部分Aの熱伝導率よりも、第1の弾性部材61が接触した箇所を含む他の部分Bの熱伝導率が低くされている。具体的には、ベースプレート41bは、熱伝導シート60の他部60bが接触した箇所を含む部分Aと、第1の弾性部材61が接触した箇所を含む他の部分Bとが異なる金属材料から形成されている。例えば、ベースプレート41bにおける熱伝導シート60の他部60bが接触した箇所を含む部分Aが、銅から形成され、第1の弾性部材61が接触した箇所を含む他の部分Bが、銅よりも熱伝導率の低いステンレスから形成されている。
この変形例2によれば、金属ハウジング41のベースプレート41bにおける熱伝導シート60の他部60bが接触されている箇所に伝達された熱が、金属ハウジング41のベースプレート41bにおける熱の影響を受けやすい他の部分へ伝達されることを抑制することができる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係る光モジュールについて説明する。
なお、上記第1実施形態に係る光モジュールと同一構成部分は、同一符号を付して説明を省略する。
次に、第2実施形態に係る光モジュールについて説明する。
なお、上記第1実施形態に係る光モジュールと同一構成部分は、同一符号を付して説明を省略する。
図8および図9に示すように、この光モジュール10Aでは、熱伝導シート60の一端側の一部60aが、モジュール部33の発熱箇所Hである制御用半導体52の上面に接触している。また、熱伝導シート60は、モジュール部33の側方を通り裏面側へ巻き込まされ、他端側の他部60bが、モジュール部33の放熱箇所Cであるハウジング31を構成する金属ハウジング41のベースプレート41bの内面に接触している。
この光モジュール10Aでは、ハウジング31を構成する金属ハウジング41のカバープレート41aと熱伝導シート60の一部60aとの間に、第1の弾性部材61が設けられている。これにより、熱伝導シート60の一部60aは、第1の弾性部材61の弾性力によって、発熱箇所Hである制御用半導体52の上面へ押圧されている。
また、この光モジュール10Aでは、モジュール部33を構成する回路基板53と、モジュール部33の裏面側へ巻き込まされた熱伝導シート60の他部60bとの間に、第2の弾性部材62が設けられている。これにより、熱伝導シート60の他部60bは、第2の弾性部材62の弾性力によって、放熱箇所Cである金属ハウジング41のベースプレート41bへ押圧されている。
上記第2実施形態に係る光モジュール10Aによれば、発熱箇所Hの熱を制御用半導体52の上面から熱伝導シート60の一部60aに伝達させて熱伝導シート60の面内に伝達させ、発熱箇所Hから離れた放熱箇所Cである金属ハウジング41のベースプレート41bへ熱伝導シート60の他部60bから伝達させて放熱させることができる。
しかも、熱伝導シート60の一部60aを第1の弾性部材61によって発熱箇所Hに押し付けるとともに、熱伝導シート60の他部660bを第2の弾性部材62によって放熱箇所Cに押し付けることで、発熱箇所Hと熱伝導シート60との間および熱伝導シート60と放熱箇所Cとの間で良好に熱を伝導させることができる。
このように、第2実施形態に係る光モジュール10Aの場合も、モジュール部33で生じた熱を、発熱箇所Hから離れた金属ハウジング41の放熱箇所Cへ速やかに逃がすことができるので、放熱特性を大幅に向上させることができ、モジュール部33の受発光素子51への熱の影響を極力抑え、良好な伝送特性および受信感度を維持させることができる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
例えば、上記では、本発明を適用する光モジュールの一例として、一端に光ケーブルを有し、他端にパソコンなどといった電子機器に電気的に接続可能なコネクタを有するデバイスを説明したがこの例に限られない。本発明は、光信号を電気信号に変換する又は電気信号を光信号に変換する光電変換可能なモジュール部を有するデバイス(例えば光トランシーバー)に対して適用することが可能である。
10,10A:光モジュール
22:光ファイバ心線(光ファイバの一例)
31:ハウジング
33:モジュール部
41:金属ハウジング
51:受発光素子(光素子の一例)
52:制御用半導体素子(電子部品の一例)
53:回路基板(基板の一例)
57:発光素子・受光素子駆動用IC
60:熱伝導シート
60a:一部
60b:他部
61:第1の弾性部材
62:第2の弾性部材
71:窓部
H:発熱箇所
22:光ファイバ心線(光ファイバの一例)
31:ハウジング
33:モジュール部
41:金属ハウジング
51:受発光素子(光素子の一例)
52:制御用半導体素子(電子部品の一例)
53:回路基板(基板の一例)
57:発光素子・受光素子駆動用IC
60:熱伝導シート
60a:一部
60b:他部
61:第1の弾性部材
62:第2の弾性部材
71:窓部
H:発熱箇所
Claims (5)
- 光ファイバが光学的に接続される光素子と、前記光素子を駆動させて光電変換を行わせる電子部品と、前記光素子および前記電子部品を搭載した基板と、を備えたモジュール部をハウジング内に収容した光モジュールであって、
グラファイトシートからなり、一部が前記モジュール部における発熱箇所に接触され、前記一部に対して面方向に異なる他部が前記ハウジングに接触した熱伝導シートと、
前記ハウジングと前記熱伝導シートの前記一部との間に設けられ、弾性力によって前記熱伝導シートの前記一部を前記発熱箇所へ押圧する第1の弾性部材と、
前記モジュール部と前記熱伝導シートの前記他部との間に設けられ、弾性力によって前記熱伝導シートの前記他部を前記ハウジングへ押圧する第2の弾性部材と、
を備える光モジュール。 - 前記第1の弾性部材および前記第2の弾性部材は、それぞれ粘着性を有し、
前記熱伝導シートの前記一部は、前記第1の弾性部材が粘着力によって前記発熱箇所に付着することで、前記発熱箇所に押圧された状態に保持され、
前記熱伝導シートの前記他部は、前記第2の弾性部材が粘着力によって前記ハウジングに付着することで、前記ハウジングに押圧された状態に保持される請求項1に記載の光モジュール。 - 前記熱伝導シートの前記一部および前記他部は、窓部を有する請求項2に記載の光モジュール。
- 前記第1の弾性部材および前記第2の弾性部材は、前記熱伝導シートよりも熱伝導率が低い請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光モジュール。
- 前記ハウジングと前記第1の弾性部材は接触しており、
前記ハウジングは、前記熱伝導シートの前記他部が接触した箇所を含む部分の熱伝導率よりも、前記第1の弾性部材が接触した箇所を含む他の部分の熱伝導率が低くされている請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の光モジュール。
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|---|---|---|---|
| JP2014132435A JP2016011996A (ja) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | 光モジュール |
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|---|---|
| JP (1) | JP2016011996A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114252964A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-03-29 | 昂纳信息技术(深圳)有限公司 | 一种芯片散热装置、芯片模块和电子设备 |
-
2014
- 2014-06-27 JP JP2014132435A patent/JP2016011996A/ja active Pending
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| CN114252964A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-03-29 | 昂纳信息技术(深圳)有限公司 | 一种芯片散热装置、芯片模块和电子设备 |
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