JP2004087613A - 光データリンク - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光データリンク10aは、ハウジング20と、回路基板26と、保護部材34aと、半導体チップ34bと、光素子サブアセンブリ24と、熱伝達部材44と、熱伝達部材46とを備える。半導体チップ34bは、回路基板26上に設けられている。保護部材34aは、電気絶縁性を示し、半導体チップ34bを覆っている。光素子サブアセンブリ24は、回路基板26上の導電層に接続された半導体光素子を含み、搭載部材22上に搭載されている。熱伝達部材44は、ハウジング20及び保護部材34aに接触している。熱伝達部材46は、ハウジング20及び光素子サブアセンブリ24に接触している。熱伝達部材44と熱伝達部材46との間には間隔がある。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光データリンクに関する。
【0002】
【従来の技術】
光データリンクは、光電変換部と、金属製の筐体ベース部材と、この部材上に直接固定された基板と、この基板を覆うカバーとを有する。図25(a) 、図25(b)、図26(a)及び図26(b)は、光データリンクを示す図面である。図25(a)及び図25(b)を参照すると、光データリンク12は、金属製の筐体ベース部材2上に回路基板4および光電変換部6が搭載されている。回路基板4には、金属製の筐体ベース部材2に支持されたリード端子7が設けられている。回路基板4は、金属製の筐体ベース部材2に取り付けられたカバー8による覆われている。
【0003】
図26(a)を参照すると、光データリンク9では、回路基板4は筐体ベース部材2に直接に搭載されている。この搭載は、回路基板4の裏面に塗られた銀ペーストにより行われる。このために、裏面全体が、銀ペーストを用いた接着のために利用されている。このため、電子部品は回路基板4の表面にのみに配置可能になる。故に、電子部品のための実装面積を増大するためには、基板を大きくする必要がある。
【0004】
図26(b)を参照すると、光データリンク9では、筐体ベース部材2は、コバール製部品2a、CuW製部品2b及びコバール製部品2cといった複数の部品からなる。これらの部品2a、2b、2cは、銀ロウ付けにより組み立てられているので、光データリンク9の部品点数も多く、その組立が複雑である。部品点数および構造上の複雑さに起因した理由により、光データリンクを小型化することも容易にではない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
発明者は、このような光データリンクの開発を進めるなかで、このタイプの光データリンクは、今後、光データリンクのサイズを大きくすることなく、現在の搭載されている電子部品をより多くの数の電子部品を搭載することが求められることを発見した。
【0006】
一方、光データリンクにより多くの数の電子部品を搭載すると、これらの電子素子において発生する熱を光データリンク外へ放出する必要がある。これまでの光データリンクでは、空冷方式を用いて放熱を達成している。また、光通信の大容量化を達成するために、光データリンクには、高速での動作が求められる。発明者は、高熱伝導率を有する熱伝達部材を発熱する電子部品と光データリンクのハウジングとの間に配置することにより、発生した熱を効率的に放出できることを発見した。
【0007】
光データリンクにおける熱の放出についての発明者の更に検討によれば、光データリンクは、半導体チップや光素子サブアセンブリといった電子部品をその中に含むけれども、例えば、半導体チップの発熱量は光素子サブアセンブリの発熱量と異なる。特に光送信に係わる電子部品を単一の熱伝達部材を用いて放熱を行うと、相対的に発熱量の大きい電子部品からの熱が相対的に発熱量の小さい電子部品に伝わることにより、相対的に発熱量の小さい電子部品の温度を上昇させてその性能を低下させてしまう可能性がある。したがって、電子部品の放熱を行う場合、電子部品間の熱的相互干渉の可能性を低減する必要がある。
【0008】
そこで、本発明の目的は、電子部品間の熱的干渉の可能性を低減できる構造を有する光データリンクを提供することとした。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の一側面は、光データリンクに係わる。光データリンクは、ハウジングと、回路基板と、半導体チップと、保護部材と、光素子サブアセンブリと、第1の熱伝達部材と、第2の熱伝達部材とを備える。回路基板は、ハウジング内に設けられている。半導体チップは、回路基板上に設けられている。保護部材は、電気絶縁性を示し、半導体チップを覆う。光素子サブアセンブリは、回路基板を介して半導体チップに接続された半導体光素子を含み、搭載部材上に搭載される。第1の熱伝達部材は、ハウジングと保護部材との間に設けられ、ハウジング及び保護部材に接触している。第2の熱伝達部材は、ハウジングと光素子サブアセンブリとの間に設けられており、ハウジング及び光素子サブアセンブリに接触している。第1及び第2の熱伝達部材の間には間隔がある。
【0010】
本発明の光データリンクによれば、半導体チップは、第1の熱伝達部材を介して放熱され、光素子サブアセンブリは第2の熱伝達部材を介して放熱される。そして、第1の熱伝達部材と第2の熱伝達部材との間には間隔がある。故に、この構造の光データリンクによれば、半導体チップと光素子サブアセンブリとの間の熱的干渉の可能性を低減できる。
【0011】
本発明の光データリンクでは、第1及び第2の熱伝達部材の配置に関して、いくつかの形態がある。ハウジングは、回路基板を支持する搭載部材と回路基板を覆っている覆い部材とを備えることができる。
【0012】
その一形態では、半導体チップは、回路基板と覆い部材との間に位置する。第1の熱伝導部材は、覆い部材に接触するように、回路基板と覆い部材との間に位置する。第2の熱伝導部材は、覆い部材に接触するように、光素子サブアセンブリと覆い部材との間に位置している。この形態では、半導体チップ及び光素子サブアセンブリにおいて発生された熱は、それぞれの熱伝達部材を介して覆い部材に放出される。
【0013】
別の形態では、半導体チップは、回路基板と搭載部材との間に位置している。回路基板は、半導体チップが搭載されて領域に設けられたサーマルビアを有している。第1の熱伝導部材は、覆い部材及びサーマルビアに接触するように、回路基板と覆い部材との間に位置している。この形態では、半導体チップにおいて発生された熱は、第1の熱伝達部材及びサーマルビアを介して覆い部材に放出される。
【0014】
更なる別の形態では、半導体チップは、回路基板と覆い部材との間に位置している。第1の熱伝導部材は、覆い部材に接触するように、回路基板と覆い部材との間に位置している。第2の熱伝導部材は、搭載部材に接触するように、光素子サブアセンブリと搭載部材との間に位置している。この形態では、半導体チップにおいて発生された熱は、第1の熱伝達部材を介して覆い部材に放出され、光素子サブアセンブリにおいて発生された熱は、第2の熱伝達部材を介して搭載部材に放出される。半導体チップからの熱は、光素子サブアセンブリからの熱が放出される部材と別個のものに放出される。
【0015】
更なるまた別の光データリンクでは、半導体チップは、回路基板と搭載部材との間に位置している。第1の熱伝導部材は、搭載部材に接触するように、回路基板と搭載部材との間に位置している。第2の熱伝導部材は、覆い部材に接触するように光素子サブアセンブリと覆い部材との間に位置している。この形態では、半導体チップにおいて発生された熱は、第1の熱伝達部材を介して搭載部材に放出され、光素子サブアセンブリにおいて発生された熱は、第2の熱伝達部材を介して覆い部材に放出される。半導体チップからの熱は、光素子サブアセンブリからの熱が放出される部材と別個のものに放出される。
【0016】
また更なる別の光データリンクでは、半導体チップは、回路基板と搭載部材との間に位置している。第1の熱伝導部材は、搭載部材に接触するように、回路基板と搭載部材との間に位置している。第2の熱伝導部材は、搭載部材に接触するように、光素子サブアセンブリと搭載部材との間に位置している。この形態では、半導体チップ及び光素子サブアセンブリにおいて発生された熱は、それぞれの熱伝達部材を介して搭載部材に放出される。
【0017】
本発明の光データリンクでは、第1の熱伝導部材は、覆い部材の第1の領域に接触しており、第2の熱伝導部材は、覆い部材の第2の領域に接触している。覆い部材は、第1の領域と第2の領域との間に設けられたスリットを有する。スリットによって、第1の領域と第2の領域との間には熱抵抗の高い部分が提供される。
【0018】
本発明の光データリンクでは、搭載部材及び覆い部材は、回路基板を配置する内部領域を提供している。覆い部材は、第1の屈曲部と第2の屈曲部とを有している。第1の屈曲部は、第1の熱伝導部品に接触するように内部領域に伸びる。第2の屈曲部は、第2の熱伝導部品に接触するように内部領域に伸びる。
【0019】
第1及び第2の屈曲部は、それぞれ、第1及び第2の熱伝導部品に弾性力を加えるように作用する。この弾性力は、第1の熱伝導部と保護部材及び第1の屈曲部との密着性を向上させる為に役立つと共に、第2の熱伝導部と光素子サブアセンブリ及び第2の屈曲部との密着性を向上させる為に役立つ。密着性の向上により、熱伝導が良好になる。
【0020】
本発明の光データリンクでは、覆い部材は側壁部および蓋部を有している。第1及び第2の屈曲部は、側壁部及び蓋部のいずれ一方又は両方に設けられている。つまり、第1及び第2の屈曲部は、側壁部に設けられることができる。第1及び第2の屈曲部は、蓋部に設けられることができる。第1及び第2の屈曲部の一方は、側壁部に設けられることができる。第1及び第2の屈曲部の他方は、蓋部に設けられることができる。
【0021】
本発明の光データリンクでは、覆い部材は、第1の屈曲部と第2の屈曲部との間に開口を有することができる。該開口によれば、熱抵抗が高い領域が第1の屈曲部と第2の屈曲部との間に提供される。
【0022】
本発明の光データリンクでは、搭載部材は、基準面に交差するように設けられたリード端子を支持している。回路基板は、基準面に交差する別の基準面に沿って設けられている。基準面と別の基準面と成す角度は、10度以上80度以下の範囲にあることができる。
【0023】
本発明の光データリンクでは、別の光素子サブアセンブリと、別の回路基板と、電子部品とを更に備えることができる。別の光素子サブアセンブリは、ハウジングに収容されている。別の回路基板は、ハウジングに収容されている。電子部品は、別の光素子サブアセンブリに電気的に接続されており、別の回路基板に搭載されている。覆い部材は第3の屈曲部を有しており、第3の屈曲部は、内部領域に伸びており、第2の回路基板からの熱を伝達するために利用できる。覆い部材は、第1の屈曲部と第3の屈曲部との間に開口を有する。開口によれば、熱抵抗が高い領域が第1の屈曲部と第3の屈曲部との間に提供される。
【0024】
本発明の光データリンクでは、第2の基板は、別の基準面に対して第2の角度で傾斜するように配置されている。第2の角度は、10度以上80度以下の範囲にある。
【0025】
本発明の光データリンクでは、回路基板は、その主面上に導電体を備えている。導電層は、半導体チップに接続されている。第1の熱伝導部品は、導電層に接触するように設けられている。第1の熱伝導部品は、導電体を介して半導体チップからの熱を放出できる。
【0026】
本発明の光データリンクでは、光素子サブアセンブリはリード端子を有している。光データリンクは、光素子サブアセンブリのリード端子に接続する接続基板と、回路基板と接続基板とを接続するフレキシブルプリント基板とを更に備える。フレキシブルプリント基板の熱伝導性は回路基板及び接続基板の熱伝達性より小さいので、回路基板及び接続基板間でフレキシブルプリント基板を介する熱の移動が抑制される。フレキシブルプリント基板を介して回路基板及び接続基板を接続することにより、半導体チップと光素子サブアセンブリとの熱的分離が向上する。
【0027】
本発明の光データリンクでは、第1及び第2の熱伝導部品は、該熱伝導部品を介する電気的導通が生じないような電気絶縁性を有する。
【0028】
本発明の光データリンクでは、第1及び第2の熱伝導部品の少なくともいずれかは、覆い部材と保護部材及び光素子サブアセンブリとの間に配置されるとき保護部材及び光素子サブアセンブリの外形に合わせて変形するような柔らかさを示す。この変形により、熱伝達部材の密着性を増大できると共に、接触面積を増加できる。
【0029】
本発明の光データリンクでは、第1及び第2の熱伝導部品の少なくともいずれかはシリコーンゲル材を含む。シリコーンゲル材は、熱伝導部品を介する電気的導通が生じないような電気絶縁性を有する。また、第1及び第2の熱伝導部品の少なくともいずれかは、覆い部材と保護部材及び光素子サブアセンブリとの間に配置されるとき保護部材及び光素子サブアセンブリの外形に合わせて変形するような柔らかさを示す。
【0030】
本発明の光データリンクでは、光素子サブアセンブリは、半導体発光素子を含み、半導体チップは、半導体発光素子を駆動するための半導体駆動回路を含む。光素子サブアセンブリ内の部品のうち半導体発光素子及び半導体発光素子の発熱量は多い。
【0031】
本発明の光データリンクでは、保護部材の形態は下記のようなものである。保護部材はパッケージを含み、パッケージは半導体チップを収容している。或いは、保護部材は樹脂体を含み、樹脂体は、半導体チップを覆うように回路基板上に設けられている。
【0032】
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。
【0033】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の光データリンクを図面を参照しながら説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【0034】
(第1の実施の形態)
図1は本実施の形態に係わる光データリンクの内部構造の図面であり、図2は、本実施の形態に係わる光データリンクの構成部品の斜視図である。図1及び図2を参照すると、光データリンク10aが示される。光データリンク10aは、ハウジング20と、光素子サブアセンブリ24と、回路基板26と、第1の熱伝達部材44と、第2の熱伝達部材46とを備える。回路基板26上には、半導体チップ34bが設けられる。半導体チップ34bは、電気絶縁性の保護部材34aによって覆われている。第1の熱伝達部材44は、ハウジング20と保護部材34aとの間に設けられ、ハウジング20及び保護部材34aに接触している。第2の熱伝達部材46は、ハウジング20と光素子サブアセンブリ24との間に設けられ、ハウジング20及び光素子サブアセンブリ24に接触している。第1の熱伝達部材44と第2の熱伝達部材46との間には間隔がある。第1の熱伝達部材44は、回路基板26の第1の領域26kに位置しており、第2の熱伝達部材46は回路基板26の第2の領域26mに位置している。回路基板26において、第1の領域26kと第2の領域26mとの間には、第3の領域26nが設けられており、第3の領域26nにより、第1の熱伝達部材44と第2の熱伝達部材46との間には間隔が設けられる。光素子サブアセンブリ24は、ハウジング20に支持され、半導体光素子を含んでいる。半導体光素子は、回路基板26上の導電層26iを介して半導体チップ34bに接続されている。
【0035】
半導体チップ34bは、第1の熱伝達部材44を介して放熱され、光素子サブアセンブリ24は第2の熱伝達部材46を介して放熱される。第1の熱伝達部材44と第2の熱伝達部材46との間には間隔があるので、光データリンク10aによれば、半導体チップ34bと光素子サブアセンブリ24との間の熱的干渉を低減できる。
【0036】
ハウジング20は、搭載部材22と、覆い部材28とを備える。覆い部材28は、例えば導電性カバーであり、搭載部材22上に配置され、これによって、回路基板26は搭載部材22と覆い部材28との間に位置することになる。回路基板26は、搭載部材22上に配置されている。光素子サブアセンブリ24は、搭載部材22の主面上に配置されている。回路基板26は、回路基板26と搭載部材22の主面との間に電子部品を配置できる程度の空間が確保されるように設けられている。
【0037】
光データリンク10aでは、半導体チップ34bは、回路基板26と覆い部材28との間に位置する。第1の熱伝導部材44は、覆い部材28に接触するように、回路基板26と覆い部材28との間に位置する。第2の熱伝導部材46は、覆い部材28に接触するように、光素子サブアセンブリ24と覆い部材28との間に位置する。半導体チップ34b及び光素子サブアセンブリ24において発生された熱は、それぞれの熱伝達部材44、46を介して覆い部材28に放出される。
【0038】
図1を参照すると、光データリンク10aでは、光素子サブアセンブリ24の先端には、スリーブといったガイド部材52が配置されている。ガイド部材52は、光ファイバ54の先端部に取り付けられたフェルール56をガイドして、光ファイバ54の先端が光素子サブアセンブリ24と光学的に結合されることを可能にしている。
【0039】
光データリンク10aを詳述すれば、光素子サブアセンブリ24は、スペーサといった第1の支持部材30によって支持されている。第1の支持部材30は、搭載部材22の主面上に配置されている。これによって、光素子サブアセンブリ24は、所定の軸方向に向けて搭載部材22に位置決めされる。回路基板26は、スペーサといった第2の支持部材32によって支持されている。第2の支持部材32は、搭載部材22の主面上に配置されている。これによって、回路基板26と搭載部材22の主面との間に、電子部品を配置できる程度の空間が確保される。
【0040】
図3は搭載基板の斜視図である。搭載部材22としては、例えばPGA(pin grid array)基板がある。搭載部材22は、基板22aおよび導電性ピン22bを有する。基板22aは、複数の孔を有する。これらの孔には、複数の導電性ピン22bが貫通する。複数の導電性ピン22bは、所定の軸に沿った一対の配列を成している。この配列は、搭載部材の一対の辺に沿って設けられる。一対の辺は、所定の軸に沿って伸びる。
【0041】
基板22aの主面上には、導電膜22cがほぼ全面にわたって設けられている。この導電膜22cは基準電位線に接続されるように導電性ピンの一つに接続されている。基板22aの一辺には、基板22aは、第1の支持部材30の配置位置を規定する位置決め孔22eを有する。また、この一辺に面するように、光素子サブアセンブリ24の尾部を収容するように設けられた切り欠き部22dを有する。
【0042】
図4は、図1のI−I断面において光データリンク10aを示す断面図である。光素子サブアセンブリ24は、ステムといった光素子搭載部材24aと、レンズ保持部材24bと、レンズ保持部材24bに保持されたレンズ24cと、スリーブといったガイド部材24dとを備える。光素子搭載部材24a、レンズ保持部材24b、レンズ24c、およびガイド部材24dは、所定の軸に沿って配置される。光素子搭載部材24aの配置面上には、レンズ保持部材24bの一端が配置される。レンズ保持部材24bの他端には、ガイド部材24dが配置される。ガイド部材24dには、光コネクタといった光結合素子が挿入されるべき方向を規定している。光素子搭載部材24aの配置面からは、半導体光素子24fを搭載するための搭載部24eが突出している。搭載部24f上には、半導体光素子24eが、所定に軸に向けて配置され、これによって半導体光素子24eは光データリンク10aの光軸に合わされる。半導体光素子24eは、光素子搭載部材24aに設けられた端子24gに電気的に接続される。これによって、半導体光素子24eは回路基板26上に配置された電子素子34に電気的に接続される。
【0043】
半導体光素子24eが、半導体レーザといった半導体発光素子であるときは、光データリンク10aは送信データリンクとして働く。半導体光素子24fが、フォトダイオードといった半導体受光素子であるときは、光データリンク10aは受信データリンクとして働く。光データリンク10aでは、光コネクタ36がガイド部材24dに沿って 矢印A方向から挿入される。光コネクタ36は、フェルール36aと、フェルール36aに一端に現れる光ファイバ36bの一端部とを含む。
【0044】
光素子サブアセンブリ24の光素子搭載部材24a、レンズ保持部材24b及びガイド部材24dは、金属といった導電性材料から形成されている。光素子サブアセンブリ24が基板22の導電層と接触するように配置されると、該導電層と電気的に接続される。好適な実施例では、光素子サブアセンブリ24は光送信データリンクであり、電子素子34は、光素子サブアセンブリ24の半導体レーザ素子といった半導体発光素子(図4の24e)に提供される信号を生成する駆動素子である。
【0045】
引き続いて、熱伝導部品44、46について更に詳細に説明する。図1及び図2に示されるように、熱伝導部品44は、回路基板26と覆い部材28との間に位置する。熱伝導部品44の下には、電子素子34が配置されており、熱伝導部品44は、電子素子34に接触すると共に、覆い部材28にも接触するように設けられる。光データリンク10aでは、熱伝導部品44は、電子素子34の上面および側面に接触するように設けられる。この接触を実現するために、熱伝導部品44は、互いに対向する一対の面44a、44bを有する。その一方の面44aは、電子素子34を囲む領域(例えば、図5に示された破線ボックス50)を覆う程度の広さである。他方の面44bは、覆い部材28の内壁に接触するような間隔で面44aから隔てられている。熱伝導部品44は、電子素子34及び光素子サブアセンブリ24からの熱を覆い部材28に伝達するために役立ち、熱伝達材として機能する。また、熱伝導部品44は、側面44c〜44fを備え、これらの側面からは大気に熱を放出できる。また、熱伝導部品46は、回路基板26上に配置されたとき光素子サブアセンブリ24の導電部に接触すると共に、覆い部材28にも接触するように設けられる。この接触を実現するために、熱伝導部品46は、互いに対向する一対の面46a、46bを有する。その一方の面46aは、光素子サブアセンブリ24の導電ピン24gを囲む領域(例えば、図5に示された破線ボックス52)を覆う程度の広さである。他方の面46bは、覆い部材28の内壁に接触するように設けられる。熱伝導部品46は、光素子サブアセンブリ24からの熱を覆い部材28に伝達するために役立ち、熱伝達材として機能する。また、熱伝導部品46は、側面46c〜46fを備え、これらの側面からは大気に熱を放出できる。
【0046】
熱伝導部品44、46は、回路基板26と覆い部材28との間の間隔と同程度或いはやや大きめの厚さを有している。熱伝導部品44、46は、覆い部材28と電子素子34および光データリンク24との間に配置されるとき電子素子34及び光データリンク24の導電ピン24gの外形に合わせて変形可能な程度の柔らかさを示すことが好ましい。
【0047】
この性質により、次のような利点がある。圧縮され変形した熱伝導部品44、46の応力により、熱伝導部品44、46と電子素子34および光データリンク24との接触が確実になると共に、熱伝導部品44、46と電子素子34および光データリンク24との接触面積を大きくできる。また、熱伝導部品44、46は、接触する電子素子34および光データリンク24の外形に合うように変形するので、熱伝導部品44、46を所望の形状に加工する必要がない。加えて、熱伝導部品44、46は、当該熱伝導部品44、46を介して光素子サブアセンブリ24及び配線基板26上の導電体と覆い部材28との間に電気的導通が生じないような電気絶縁性を有する。
【0048】
電子素子34および光素子サブアセンブリ24と熱伝導部品44、46との接触が熱伝導部品44、46の変形により生じる。電子素子34および光素子サブアセンブリ24からの熱は、熱伝導部品44、46中を拡散して広がる。熱伝導部品44、46と覆い部材28との接触面積は、電子素子34および光素子サブアセンブリ24と熱伝導部品44、46の接触面積に比べて大きい。この熱は、より大きな接触面を介して覆い部材28に伝わるので、放熱が効率的になる。
【0049】
また、好ましくは、熱伝導部品44、46は、密着性を有することが好ましく、この特性により、熱伝導部品44、46と被接触部品との接触の維持が容易になる。
【0050】
発明者は次のように考えている。熱伝導部品44、46のための材料の特性として、熱伝導率が2.0W/m・K程度以上である好ましい。熱伝導部品44、46の材料として、シリコーンゲル材が例示される。
【0051】
再び、図2を参照すると、回路基板26は、導電性ピン22bが挿入されるスルーホール26aを有する。回路基板26は、光素子サブアセンブリ24の端子が挿入されるスルーホール26bを有する。スルーホール26bには、光素子サブアセンブリ24が第1の支持部材30に保持された状態で、光素子サブアセンブリ24の端子が挿入されている。
【0052】
図2及び図3を参照すると、光データリンク10aでは、光素子サブアセンブリ24は、切り欠き部26dおよび切り欠き部22d内に配置されている。この形態では、光データリンク20aの高さ、及び所定の軸に沿った方向に関する光データリンク20aの長さを縮小できる。
【0053】
図4を参照すると、回路基板26の一対の面26f、26gには、電子素子33〜35が配置されている。回路基板26の第1の搭載面26fには、電子素子33、34が搭載されている。回路基板26の第2の搭載面26gには、電子素子35が搭載されている。電子素子33〜35は、光素子サブアセンブリ24または導電性ピン22bに導電層を介して電気的に接続されている。
【0054】
以上、図面を参照しながら詳細に説明したように、回路基板の上下に電子部品のための収容空間を設けるようにした。これによって、回路基板の両面に電子部品を搭載できる。故に、回路基板のサイズを縮小できる。したがって、この構成は、光データリンクの小型化に有効である。
【0055】
図5は、光データリンク10aに用いられている配線基板26を示す平面図である。配線基板26上には、電子素子62に接続された配線層26h、26i及び26jを備える。図5において、熱伝導部品44、46は、破線で囲まれた領域内に位置する。熱伝導部品44は、電子素子34に接続された配線層26h、26i及び26jといった導電体に接触する共に電子素子34を覆うように位置決めされる。さらに、熱伝導部品46は、光素子サブアセンブリ24の導電性端子24gといった導電体に接触するように位置決めされる。熱伝導部品44、46は、これらの配線層26h、26i及び26jの少なくともいずれかにも接触することが好ましい。配線層26h及び26jとの接触により、これらの配線層を介して電子素子62からの熱を受ける。また、配線基板26上の配線層26iは、光素子サブアセンブリ24の導電ピン24gおよび電子素子34に接続される。配線層26iとの接触により、熱伝導部品44、46は、配線層26iを介して光素子サブアセンブリ24および電子素子34の両方からの熱を受ける。これにより、光素子サブアセンブリ24と電子素子34との間の熱的な相互干渉が低減される。
【0056】
図6(a)は、図1に示されたII−II線に沿ってとられ光データリンクの断面図である。図6(a)は、電子素子34を詳細に示す。電子素子34は、封止用樹脂体といった保護部材34aと、半導体駆動素子といった半導体チップ34bと、リードフレーム34cとを備える。電子素子34では、リードフレーム34c上に半導体チップ34bが配置されており、この半導体チップ34bを保護部材34aが覆っている。
【0057】
この電子素子34は、配線基板26上に搭載されている。保護部材34aからは、リードフレーム34cの一部が伸び出して外部リード端子34dを形成している。外部リード端子34dは、配線基板26上に設けられた配線層26h及び26iに、半田といった導電性接続部材を介して接続されている。
【0058】
熱伝導部品44は、保護部材34a、外部リード端子34d、導電層26i及び26h並びに光素子サブアセンブリ24(リード端子24g)の外形に合わせて変形する。この変形により凹部が熱伝導部品44に形成され、凹部は、配線基板26上の導電層26i及び26h、外部リード端子34d、並びに光素子サブアセンブリ24(リード端子24g)の形状に対応している。この凹部の形成により、熱伝導部品44が部品34a、34d、24、26i及び26hに接触するようになる。
【0059】
図6(b)は、図1に示されたII−II線と同等の断面線に沿ってとられ別形態の光データリンク10bを示す断面図である。図6(b)は、別形態の光データリンク10bに含まれる電子素子54を詳細に示している。電子素子54は、配線層26h及び26i上に設けられた金属バンプといった電極54aと、電極54a上に配置された半導体チップ54bと、半導体チップ54b及び電極54aを覆う封止用樹脂体54cとを有する。この形態では、半導体チップ54bはフリップチップ形態で実装されており、半導体チップ54bのパッド電極は、電極54aを介して配線層26i及び26hに接続されている。
【0060】
熱伝導部品44は、封止用樹脂部54c、導電層26i及び26hに合わせて変形している。この変形により熱伝導部品44に凹部が形成され、この凹部は配線基板26上の導電層26h及び26j、並びに封止用樹脂部54cの形状に形作られている。この凹部の形成により、熱伝導部品44は部品54c、26h、26iの全てに接触できるようになる。また、熱伝導部品46は、光素子サブアセンブリ24及びリード端子24gの外形に合わせて変形している。つまり、この変形により熱伝導部品46に凹部が形成され、この凹部は配線基板26上の導電層26j並びにリード端子24gの形状に対応している。この凹部の形成により、熱伝導部品46は部品26i、25、26gの全てに接触できるようになる。
【0061】
図6(c)は、図1に示されたII−II線と同等の断面線に沿ってとられ別の形態の光データリンクを示す断面図である。図6(c)は、別の形態の光データリンク10cに含まれる電子素子56の内部を詳細に示す。
【0062】
電子素子56は、半導体チップ56aと、配線部材56bと、封止用樹脂部56cとを有する。半導体チップ54aは、配線基板26上に配置されている。配線部材56bは、半導体チップ54a上にパッド電極と配線層26h及び26iとを接続しており、例えば、ボンディングワイヤにより実現される。封止用樹脂部56cは、半導体チップ56a及び配線部材56bを覆う。この形態では、半導体チップ56aは、トランジスタといった能動素子が設けられた面と対向する面(裏面)にメタル層を有しており、このメタル層と配線基板上にメタル層26rとが接着部材56dを介してボンディングされている。
【0063】
熱伝導部品44は、封止用樹脂部56c並びに導電層26i及び26hの外形に合わせて変形している。つまり、この変形により熱伝導部品44に凹部が形成され、この凹部は、配線基板26上の導電層26i及び26h並びに封止用樹脂部56cの形状に対応している。この凹部の形成により、熱伝導部品44は部品56c、26i、26hの全てに接触できるようになる。また、熱伝導部品46は、導電層26i、光素子サブアセンブリ24並びにリード端子24gの外形に合わせて変形している。つまり、この変形により熱伝導部品46に凹部が形成され、この凹部は、配線基板26上の導電層26i、光素子サブアセンブリ24、並びにリード端子24gの形状に対応している。この凹部の形成により、熱伝導部品46は部品26h、25の全てに接触できるようになる。
【0064】
図6(a)〜図6(c)に示された形態において、封止用樹脂体62c並びに封止用樹脂部64c及び66cは、半導体チップを保護する保護部材として働いている。導電層26h、26i及び26jと覆い部材28との間に熱伝導部品44を介する電気的導通経路が生じないように、熱伝導部品44は電気絶縁性を有する。また、光素子サブアセンブリ24並びに導電層26iと覆い部材28との間に熱伝導部品46を介する電気的導通経路が生じないように、熱伝導部品46は電気絶縁性を有する。
【0065】
図7は、光データリンク10aを示す斜視図である。光データリンク10aがプリント回路基板50に搭載されている。故に、搭載部材22に伝搬した熱は、プリント回路基板50を介して大気中に放出される。光データリンク10aは、絶縁性シートといった絶縁性部材38を更に備える。
【0066】
(第2の実施の形態)
図8は、図1のI−I線と同等の断面線に沿ってとられ光データリンクを示す断面図である。光データリンク10dでは、電子素子34は、配線基板26と搭載基板22との間に位置しており、配線基板26の一方の面26g上の搭載領域に搭載されている。配線基板26は、搭載領域に設けられた複数のサーマルビア26pを備える。サーマルビア26pは、配線基板を貫通する導電体であり、電子素子34の裏面に接触している。一方、熱伝導部品44は、配線部材26と覆い部材28との間に配置されており、配線部材26の搭載領域及び覆い部材28に接触している。故に、電子素子34において発生した熱は、サーマルビア26p及び熱伝導部品44を介して覆い部材28に伝達されて、覆い部材28から放散される。
【0067】
熱伝導部品44は、サーマルビア26p上の導電層と覆い部材28との間に配置されているときサーマルビア26p上の導電層の外形に合わせて変形可能なような程度の柔らかさを示すことが好ましい。図8においては、熱伝導部品46は、光素子サブアセンブリ24と覆い部材28との間に設けられている。
【0068】
図9は、光データリンクの変形例を示す図面である。図9に示されるように、光データリンク10eでは、熱伝導部品46は、光素子サブアセンブリ24と搭載部材22との間に設けられてもよい。
【0069】
(第3の実施の形態)
図10は、光データリンクの別の実施の形態の断面図である。光データリンク10fでは、半導体チップ34bを含む電子素子34は、回路基板26と覆い部材28との間に位置する。第1の熱伝導部材44は、覆い部材28に接触するように、回路基板26と覆い部材と28の間に位置する。第2の熱伝導部材46は、搭載部材22に接触するように、光素子サブアセンブリ24と搭載部材22との間に位置する。この形態では、電子素子34内の半導体チップ34bにおいて発生された熱は、第1の熱伝達部材44を介して覆い部材28に放出され、光素子サブアセンブリ24において発生された熱は、第2の熱伝達部材46を介して搭載部材22に放出される。電子素子34からの熱は、光素子サブアセンブリ24からの熱が放出される部材と別個のものに放出される。
【0070】
図11は、光データリンクの変形例の断面図である。光データリンク10gでは、電子素子34内の半導体チップ34bは、回路基板26と搭載部材22との間に位置する。第1の熱伝導部材44は、搭載部材22に接触するように、回路基板26と搭載部材22との間に位置している。第2の熱伝導部材46は、搭載部材22に接触するように、光素子サブアセンブリ24と搭載部材22との間に位置する。この形態では、電子素子34及び光素子サブアセンブリ24において発生された熱は、それぞれの熱伝達部材44、46を介して搭載部材に放出される。
【0071】
図12は、光データリンクの別の変形例を示す断面図である。光データリンク10hでは、電子素子34内の半導体チップ34bは、回路基板22と搭載部材22との間に位置する。第1の熱伝導部材44は、搭載部材22に接触するように、回路基板26と搭載部材22との間に位置している。第2の熱伝導部材46は、覆い部材28に接触するように、光素子サブアセンブリ24と覆い部材28との間に位置している。この形態では、電子素子34において発生された熱は、熱伝達部材44を介して搭載基板22に放出され、光素子サブアセンブリ24において発生された熱は、熱伝達部材46を介して覆い部材28に放出される。
【0072】
(第4の実施の形態)
図13(a)及び図13(b)は、本実施の形態の光データリンクを示す斜視図である。光データリンク10iでは、第1の熱伝導部材44は、覆い部材28の第1の領域28aに接触しており、第2の熱伝導部材46は、覆い部材28の第2の領域28bに接触している。覆い部材28は、第1の領域28aと第2の領域28bとの間に設けられたスリット28cを有する。スリット28cによって、第1の領域28aと第2の領域28bとの間には熱抵抗の高い部分が提供される。
【0073】
(第5の実施の形態)
図14(a)は、実施に形態に係わる光データリンクの部品構成の図面である。図14(b)は、光データリンクのための電子素子の構成の図面である。図15(a)は、第1の熱伝達部材及び基板の配置の図面であり、図15(b)は、第2の熱伝達部材及び光素子サブアセンブリの配置の図面である。図16は、図15のIII−III線に沿った断面図である。
【0074】
図14(a)及び図14(b)を参照すると、光データリンク12aは、保護部材35aと、半導体チップ35bと、第1の熱伝達部材45と、第2の熱伝達部材47と、ハウジング102と、第1の光素子サブアセンブリ114と、基板118を備える。ハウジング102は、収容部材104及びレセプタクル部材106を有することができる。収容部材104には、光素子サブアセンブリ114が支持されている。収容部材104は、搭載部材108および覆い部材110を有する。搭載部材108は、光素子サブアセンブリ114のための基板118を搭載している。覆い部材110は、光素子サブアセンブリ114及び基板118を搭載部材108との間に挟むように、搭載部材108に設置されている。
【0075】
電子素子35は、保護部材35a及び半導体チップ35bを含み、基板118上に設けられる。保護部材35aは、電気絶縁性を示し、半導体チップ35bを覆う。光素子サブアセンブリ114は、基板118上の導電層に接続された半導体光素子を含み、搭載部材108上に搭載される。第1の熱伝達部材45は、ハウジング102と保護部材35aとの間に設けられ、ハウジング102及び保護部材35aに接触する。第2の熱伝達部材47は、ハウジング102と光素子サブアセンブリ114との間に設けられ、これらの部材102及び114に接触する。
【0076】
光データリンク12aによれば、半導体チップ35bは、第1の熱伝達部材45を介して放熱され、光素子サブアセンブリ114は第2の熱伝達部材47を介して放熱される。第1の熱伝達部材45と第2の熱伝達部材47との間には間隔がある。この構造の光データリンク12aによれば、半導体チップ35aと光素子サブアセンブリ112との間の熱的干渉を低減できる。第1の熱伝達部材45及び第2の熱伝達部材47は、第1の実施の形態における第1の熱伝達部材44及び第2の熱伝達部材46と同様の性質を有することが好ましい。
【0077】
光データリンク12aでは、搭載部材108は、基準面とに交差するように複数のリード端子120を支持する。基板118は、別の基準面に沿って設けられ、別の基準面は基準面に対して所定の角度を成すように配置されている。
【0078】
図15(a)、図15(b)及び図16を参照すると、搭載部材108及び覆い部材110は、基板118を配置する内部領域を提供している。覆い部材110は第1の屈曲部110eを有する。第1の屈曲部110eは、第1の熱伝導部品45に接触するように内部領域に伸びる。また、覆い部材110は、第2の屈曲部110fを有する。第2の屈曲部110fは、第2の熱伝導部品47に接触するように内部領域に伸びる。
【0079】
第1及び第2の屈曲部110e、110fは、それぞれ、第1及び第2の熱伝導部品45、47に弾性力を加えるように作用する。この弾性力は、これらの熱伝導部材の位置固定に役立つだけでなく、第1の熱伝導部材45と保護部材35a及び第1の屈曲部110eとの密着性を向上させる為に役立つと共に、第2の熱伝導部47と光素子サブアセンブリ112及び第2の屈曲部110fとの密着性を向上させる為に役立つ。密着性の向上により、熱伝導が良好になる。
【0080】
再び、図14(a)及び図14(b)を参照すると、光データリンク12aは、別の光素子サブアセンブリ112と、基板122を更に備えることができる。収容部材104は、光素子サブアセンブリ112を支持している。収容部材104は、搭載部材108および覆い部材110を有する。搭載部材108は、光素子サブアセンブリ112のための基板122を搭載している。覆い部材110は、光素子サブアセンブリ112及び基板122を搭載部材108との間に挟むように、搭載部材108に設置されている。光素子サブアセンブリ112及び基板122の各々のためにも、光素子サブアセンブリ112及び基板118と同様に、熱伝達部材を設けることができる。レセプタクル部材106には,所定の軸方向に伸びるレセプタクル124、126が設けられている。レセプタクル124、126は、光コネクタを受容する。
【0081】
覆い部材110は、導電性材料で形成される。覆い部材110は金属製であってもよく、または少なくとも表面に導電性材料を備えてもよい。これによって、光素子サブアセンブリ112、114並びに配線基板118、122を電気的にシールドするために役立つ。
【0082】
覆い部材110は、側面部110a、110bと、蓋部110cと、後面部110dとを備える。側面部110a、110bは、配線基板118、122を両側から挟んでいる。蓋部110cは、ベース部108aと対面しており、蓋部110cの対向する両辺には側面部110a、110bが設けられている。後面部110dは、側面部110a、110bおよび蓋部110cに隣接し、レセプタクル124,126が伸びる方向に沿った所定の軸に交差している。
【0083】
図16を参照すると、蓋部110cには、屈曲部110gが設けられている。屈曲部110gは、蓋部10cから収納空間内へ屈曲している。この屈曲により、蓋部110cには開口部が形成される。屈曲部110gは、配線基板122の対向面122bに接触している。この接触によって、配線基板122において発生した熱が覆い部材110に伝搬する。このために、配線基板122はパッド金属層122eを有する。覆い部材110は、覆い部材110の表面を介して、この熱を空気中に放出する。つまり、覆い部材110は、ヒートシンクとしても役立つ。
【0084】
図16に示された光データリンク12aでは、第1及び第2の屈曲部110e、110fは、蓋部110cに設けられている。また、図17に示される光データリンク12bのように、第1の屈曲部110hは、側壁部110bに設けられており、第2の屈曲部110fは、蓋部110cに設けてもよい。さらに、第1及び第2の屈曲部は、側壁部110bに設けられてもよい。
【0085】
図18は、光データリンクの変形例の図面である。光データリンク12cでは、配線基板118は、その絶縁層内に金属で形成されたサーマルビア118eを備える。電子素子35は基板118と搭載部材108との間に設けられる。サーマルビア118eは、電子部品35の搭載位置に設けられ、電子部品35からの熱の放出を効率化する。サーマルビア118e上には、第1の熱伝達部材45が設けられるが、電子部品35とは電気的に絶縁されている。光データリンク12bでは、第2の熱伝達部材47は基板118と覆い部材110との間に設けられる。
【0086】
図19(a)及び図19(b)は、光データリンクの変形例の図面である。図19(a)に示された光データリンク12dでは、覆い部材110は、第1の屈曲部110hと第2の屈曲部110fとの間に開口110iを有する。開口110iは、蓋部110cに設けられる。図19(b)に示された光データリンク12eでは、覆い部材110は、第1の屈曲部110hと第2の屈曲部110fとの間に開口110jを有することができる。開口110jは、側壁部110bに設けられる。これらの形態に示された開口110h、110iによれば、熱抵抗が高い領域が第1の屈曲部110hと第2の屈曲部110fとの間に提供される。図19(a)及び図19(b)では、開口110h、110iは、覆い部材110の蓋部110cと側壁部110bとのエッジに沿って伸びている。
【0087】
図20は、光データリンクの変形例を示す図面である。図20に示された光データリンク12fでは、覆い部材110は、第1の屈曲部110eと第2の屈曲部110fとの間に開口110kを有することができる。開口110kは、蓋部110cに設けられている。開口110kは、覆い部材110の蓋部110cと側壁部110bとのエッジから、蓋部110cと側壁部110aとのエッジに向かう方向に伸びている。
【0088】
図21は、光データリンクの変形例を示す図面である。図21に示された光データリンク12gでは、覆い部材110は第3の屈曲部110gを有しており、第3の屈曲部110gは、内部領域に伸びており、第2の回路基板122からの熱を伝達するために利用できる。覆い部材110は、第1及び第2の屈曲部110e、110fと第3の屈曲部110gとの間に開口110mを有する。開口110mによれば、熱抵抗が高い領域が、第1及び第2の屈曲部110e、110fと第3の屈曲部110gとの間に提供される。
【0089】
図22は、図15のIII−III線に沿った断面図である。図22では、配線基板の取り付けを説明するために基板118が分離されている。引き続いて、図14(a)及び図22を参照しながら、光データリンク12aを詳細に説明する。搭載部材108は、ベース部108a、後壁部108bおよび隔壁部108cを有する。ベース部108aは、所定の基準面に沿って伸びている。後壁部108bは、ベース部108aの一辺に設けられ、基準面に交差する方向に沿って伸びている。隔壁部108cは、基準面に交差する方向に沿って伸びている。
【0090】
ベース部108aには、光素子サブアセンブリ112、114の電気的接続を可能にするための一連のリード端子120を有する。リード端子120は、実装基板(図7の50)と対面するベース部108aの底面に設けられ、ベース部の搭載面から所定の位置で屈曲される。リード端子120は、配線基板118、122の配置方向に沿って配列される。
【0091】
光素子サブアセンブリ112、114の各々は、光信号および電気信号の一方から他方への変換できる。これらには、光信号を電気信号に変換する光受信サブアセンブリ、および電気信号を光信号に変換する光送信サブアセンブリがある。光受信サブアセンブリは、半導体受光素子を含む光電気変換素子部、この光電気変換素子部を収容するハウジングと、該ハウジングに設けられたリード端子を含む。光送信サブアセンブリは、半導体発光素子を含む電気光変換素子部、この電気光変換素子部を収容するハウジングと、該ハウジングに設けられたリード端子を含む。
【0092】
配線基板118、122は、部品搭載面118a、122a及び対向面118b、122bを備える。部品搭載面118a、122aには、搭載部品間の電気的な接続のための配線層が設けられる。部品搭載面118a、122aには、様々な電子部品または電子素子が搭載される。対向面118b、122bにも、電子部品または電子が搭載される。
【0093】
配線基板118、122は、また、光電気変換素子または電気光変換素子の接続ピン(図6(a)および図6(b)の50)が挿入される第1の孔118c、122cと、収容部材に設けられたリード端子120が挿入される第2の孔118d、122dを有する。
【0094】
図22を参照すると、配線基板122は、基準面に直交する一点鎖線132aに対して角度α1で傾斜するように配置されている。この傾斜角を保つために、配線基板122の部品搭載面122aが、配線基板22は支持面108f及び108hによって支持されており、支持面108dによって支持されていてもよい。角度α1は、0ラジアンより大きくπ/2ラジアンより小さい。配線基板22のためにリード端子20は、一点鎖線32aに沿って伸びる第1の部分20aと、一点鎖線32aに対して角度β1(ラジアン)で傾斜している第2の部分20bとを有する。光素子サブアセンブリ112は、リード端子50が一点鎖線38aの方向に向くように角度γ1(ラジアン)で向きづけされている。角度γ1は、実質的に角度β1に等しくとられる。
【0095】
図22を参照すると、光素子サブアセンブリ114のリード端子50は、一点鎖線38bの方向に角度γ2(ラジアン)で向けづけられている。リード端子20bは、一点鎖線34bの方向に角度β2(ラジアン)で向けづけられている。配線基板18は、矢印D方向に向けて移動されると、第2の光素子サブアセンブリ114のリード端子50およびリード端子20bが孔18cおよび孔18dにそれぞれ挿入される。配線基板18の部品搭載面18aが支持面8g及び8iに接することによって、配線基板18は支持面8e、8g及び8iによって角度α2(ラジアン)で位置決めされる。角度γ2は、実質的に角度β2に等しくとられる。これまでに説明された光データリンクでは、回路基板118の傾斜角度は、10度以上80度以下の範囲にあることができ、また、回路基板122の傾斜角度は10度以上80度以下の範囲にあることができる。
【0096】
図23(a)及び図23(b)を参照すると、第1および第2の光素子サブアセンブリ112、114に含まれる光電気変換素子及び電気光変換素子144が示されている。光電気変換素子144を例示すれば、フォトダイオード(pin型フォトダイオードやアバランシェフォトダイオード)といった半導体受光素子がある。電気光変換素子44を例示すれば、発光ダイオード及び半導体レーザといった半導体発光素子がある。光電気変換素子および電気光変換素子144は、それぞれ、パッケージといった容器142に収容されることができる。容器142は、素子収容部142a、ガイド部142bを有する。
【0097】
容器142の素子収容部142aには、光電気変換素子および電気光変換素子144が密閉される。素子収容部142aは、コバールといった金属材料で形成されたベース142cを有する。ベース142c上には、ステンレスといった金属材料から成るレンズキャップ142dが搭載される。素子収容部142aは、レンズキャップ142dに固定された窓部148が設けられる。窓部148は、光電気変換素子および電気光変換素子144に関連する光が透過でき、また集光レンズを含むことができる。レンズキャップ142dは、ステンレスといった金属材料から成るホルダ142jに差し込まれる。ベース142cは、また、光電気変換素子および電気光変換素子144の電気的接続を行うための接続ピン150を有してもよい。容器142は、それぞれのための配線基板118、122に接続ピン150を介して固定されている。接続ピン150は、素子144の光軸146が所定の軸に沿って屈曲される。
【0098】
ガイド部142bは、ステンレスといった金属材料から成るガイド部材142eを有する。ガイド部材142eは、ホルダ142j上に固定されている。ガイド部材142eの外側には、ステンレスといった金属材料から成るスリーブ142fが配置されている。ガイド部材142e内には、ジルコニアといった材料で形成された割スリーブ142gが収納されている。割スリーブ142gは、光ファイバが収納されたスタブ142hを位置決めしている。割スリーブ142gは、スリーブ142fに対して固定部材142iを介して固定されている。
【0099】
(第6の実施の形態)
本実施の形態の光データリンクでは、基板118に替えて、フレキブル・リジッド基板といった基板119を用いることができる。図24(a)は、光データリンクにおいて光素子サブアセンブリ及び基板を示す図面であり、図24(b)は、基板及び光素子サブアセンブリと熱伝導部品とを示す図面である。引き続く説明では、基板119を例示的に説明するが、基板122も同様の構成を備える基板と置き換えることができる。
【0100】
図24(a)を参照すると、光素子サブアセンブリ115は基板119に接続される。基板119は、光素子サブアセンブリ115に取り付けられる接続基板170、電子素子35を搭載する回路基板172、及び回路基板172と接続基板170とを接続するフレキシブルプリント基板174を有する。接続基板170及び回路基板172は、硬質な基板であり、フレキシブルプリント基板174より硬い。フレキシブルプリント基板174のベース材は、例えばポリイミド樹脂であり、接続基板170及び回路基板72のベース材は、例えばエポキシ及びセラミックスである。基板119はフレックスリジッド基板の構造を備える。
【0101】
フレキシブルプリント基板74によれば、光素子サブアセンブリ15及び回路基板72の配置に関する制約が小さくなる。例えば、データリンクの動作中に生じる熱膨張により光素子サブアセンブリ115及び/又は基板119の位置が変位しても、これらの部材115及び119の一方の変位が他方を変位させない。故に、フレキシブルプリント基板174は、リード端子120に固定される回路基板172と、ハウジング108に固定される光素子サブアセンブリ115との間の位置変位に関する許容範囲を広げるために役立つ。
【0102】
接続基板170は、一対の面170a、170bと、一対の面の一方から他方に伸びるスルーホール170cとを備える。スルーホール170cには、光素子サブアセンブリ115のリード端子151が挿入される。接続基板170の側面には、フレキシブルプリント基板174の一端174aに接続されている。接続基板170が光素子サブアセンブリ115の素子搭載部材上に直接に取り付けられている。光素子サブアセンブリ115のリード端子151の長さを短縮できるので、インピーダンスを所望に値にできないリード端子51の長さを短くできる。
【0103】
回路基板172は電子素子35を搭載している。回路基板172は、光素子サブアセンブリ115の光軸方向に伸びる辺172bに端子孔172aが配列される。端子孔172aには、搭載部材108のリード端子120が挿入される。回路基板172は、光素子サブアセンブリ115の光軸に交差する方向に伸びる辺72c及び72dを有する。辺72dは、フレキシブルプリント基板74の他端74bに接続される。
【0104】
図24(b)を参照すると、既に説明された光データリンクと同様に、熱伝導部品44は、回路基板119と覆い部材110との間に位置している。熱伝導部品44は、電子素子35及びリジットな回路基板72と接触すると共に、覆い部材110にも接触するように設けられている。熱伝導部品44は、電子素子35からの熱を覆い部材110に伝達するために役立ち、熱伝達材として機能する。好適な実施例では、光素子サブアセンブリ115は、半導体発光素子を備える光送信サブアセンブリであり、電子素子35は、半導体発光素子を駆動するための半導体駆動素子である。半導体発光素子及び半導体駆動素子の両方とも、動作においてかなりに発熱を生じる。相対的には、半導体発光素子の発熱量に比べて、半導体駆動素子の発熱量が大きい。熱伝導部品66による放熱により、半導体発光素子及び半導体駆動素子の動作中の温度が低下される。
【0105】
また、熱伝導部品46は、既に説明された光データリンクと同様に、光素子サブアセンブリ115と覆い部材110との間に位置する。熱伝導部品44及び熱伝導部品46は、フレキシブルプリント基板174に接触していない。また、フレキシブルプリント基板の熱伝導性は、回路基板及び接続基板の熱伝達性より小さい。故に、回路基板及び接続基板間でフレキシブルプリント基板を介する熱の移動が抑制される。フレキシブルプリント基板を介して回路基板及び接続基板を接続することにより、半導体チップと光素子サブアセンブリとの熱的分離が向上する。
【0106】
これまでの説明から理解されることであるが、図14(a)及び図14(b)を参照しながら説明された第5の実施の形態及び図24(a)及び図24(b)を参照しながら説明された第6の実施の形態に、図6、図8〜図12に示された実施の形態の技術的思想を適用できる。また、図24(a)及び図24(b)を参照しながら説明された第6の実施の形態の技術的思想を第1〜第4の実施の形態に適用できる。
【0107】
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更できることは、当業者によって認識される。例えば、実施の形態では、2の基板が共に傾斜している光データリンクを説明しているが、基板の一方のみが傾斜している形態でも、該実施の形態と同様の作用を得ることができる。また、光データリンクが、2以上の光受信サブアセンブリを含むでもよく、2以上の光送信サブアセンブリを含むようにしてもよい。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【0108】
【発明の効果】
本発明によれば、電子部品間の熱的干渉の可能性を低減できる構造を有する光データリンクが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、第1の実施の形態に係わる光データリンクを示す図面である。
【図2】図2は本実施の形態に係わる光データリンクの構成部品の図面である。
【図3】図3は、光データリンクのための搭載部材を示す図面である。
【図4】図4は、図2に示された光データリンクを示す断面図である。
【図5】図5は、光データリンクのための配線基板を示す平面図である。
【図6】図6(a)は、図1に示されたII−II線に沿ってとられ光データリンクの断面図である。図6(b)は、II−II線と同等の断面線に沿ってとられ別の光データリンクの断面図である。図6(c)は、II−II線と同等の断面線に沿ってとられ更に別の光データリンクの断面図である。
【図7】図7は、実施の形態に係わる光データリンク及び基板の外観を示す図面である。
【図8】図8は、図1に示されたI−I線と同等の断面線に沿ってとられた光データリンクの実施の形態を示す断面図である。
【図9】図9は、図1に示されたI−I線と同等の断面線に沿ってとられた光データリンクの変形例を示す断面図である。
【図10】図10は、図1に示されたI−I線と同等の断面線に沿ってとられた光データリンクの変形例を示す断面図である。
【図11】図11は、図1に示されたI−I線と同等の断面線に沿ってとられた光データリンクの変形例を示す断面図である。
【図12】図12は、図1に示されたI−I線と同等の断面線に沿ってとられた光データリンクの変形例を示す断面図である。
【図13】図13(a)及び図13(b)は、光データリンクの変形例を示す斜視図である。
【図14】図14(a)及び図14(b)は、光データリンクの主要な部品を示す図面である。
【図15】図15(a)は、実施の形態に係わる光データリンクの一部破断図である。図15(b)は、光データリンクの一部を拡大して図面である。
【図16】図16は、図15のIII−III断面に沿ってとられた光データリンクを示す断面図である。
【図17】図17は、図15のIII−III断面に沿ってとられた光データリンクの変形例を示す断面図である。
【図18】図18は、図15のIII−III断面に沿ってとられた光データリンクの変形例を示す断面図である。
【図19】図19(a)及び図19(b)は光データリンクの変形例の図面である。
【図20】図20は、光データリンクの別の変形例を示す斜視図である。
【図21】図21は、光データリンクの更なる別の変形例を示す斜視図である。
【図22】図22は、図15のIII−III断面に沿ってとられ光データリンクを示す断面図である。
【図23】図23(a)及び図23(b)は光素子サブアセンブリの図面である。
【図24】図24(a)は、光データリンクにおいて光素子サブアセンブリ及び基板を示す図面であり、図24(b)は、基板及び光素子サブアセンブリと熱伝導部品とを示す図面である。
【図25】図25(a)及び図25(b)は、従来の光データリンクの図面である。
【図26】図26(a)は、従来の光データリンクを示す図面である。図26(b)は、光データリンクのための板金部品を示す図面である。
【符号の説明】
10a〜10i…光データリンク、22…搭載部材、24…光素子サブアセンブリ、26…回路基板、28…覆い部材、30…第1の支持部材、32…第2の支持部材、34、35…電子部品、44、45,46、47…熱伝導部品、12a…光データリンク、102…ハウジング、104…収容部材、106…レセプタクル部材、108…搭載部材、110…覆い部材、112,114…光素子サブアセンブリ、118…配線基板、120…リード端子、122…配線基板、124,126…レセプタクル
Claims (20)
- ハウジングと、
前記ハウジング内に設けられた回路基板と、
前記回路基板上に設けられた半導体チップと、
前記半導体チップを覆う電気絶縁性の保護部材と、
前記回路基板を介して前記半導体チップに接続された半導体光素子を含み前記ハウジングに支持された光素子サブアセンブリと、
前記ハウジングと前記保護部材との間に設けられ、前記ハウジング及び前記保護部材に接触している第1の熱伝達部材と、
前記ハウジングと前記光素子サブアセンブリとの間に設けられ、前記ハウジング及び前記光素子サブアセンブリに接触している第2の熱伝達部材と、を備え、
前記第1の熱伝達部材と前記第2の熱伝達部材との間には間隔がある、光データリンク。 - 前記ハウジングは、前記回路基板を支持する搭載部材と前記回路基板を覆っている覆い部材とを備え、
前記半導体チップは、前記回路基板と前記覆い部材との間に位置し、
前記第1の熱伝導部材は、前記覆い部材に接触するように、前記回路基板と前記覆い部材との間に位置しており、
前記第2の熱伝導部材は、前記覆い部材に接触するように、前記光素子サブアセンブリと前記覆い部材との間に位置している、請求項1に記載の光データリンク。 - 前記ハウジングは、前記回路基板を支持する搭載部材及び前記回路基板を覆っている覆い部材とを備え、
前記半導体チップは、前記回路基板と前記搭載部材との間に位置し、
前記回路基板は、前記半導体チップが搭載された領域に設けられたサーマルビアを有しており、
前記第1の熱伝導部材は、前記覆い部材及び前記サーマルビアに接触するように、前記回路基板と前記覆い部材との間に位置している、請求項1に記載の光データリンク。 - 前記ハウジングは、前記回路基板を支持する搭載部材と前記回路基板を覆っている覆い部材とを備え、
前記半導体チップは、前記回路基板と前記覆い部材との間に位置し、
前記第1の熱伝導部材は、前記覆い部材に接触するように、前記回路基板と前記覆い部材との間に位置しており、
前記第2の熱伝導部材は、前記搭載部材に接触するように、前記光素子サブアセンブリと前記搭載部材との間に位置している、請求項1に記載の光データリンク。 - 前記ハウジングは、前記回路基板を支持する搭載部材と前記回路基板を覆っている覆い部材とを備え、
前記半導体チップは、前記回路基板と前記搭載部材との間に位置し、
前記第1の熱伝導部材は、前記搭載部材に接触するように、前記回路基板と前記搭載部材との間に位置しており、
前記第2の熱伝導部材は、前記覆い部材に接触するように前記光素子サブアセンブリと前記覆い部材との間に位置している、請求項1に記載の光データリンク。 - 前記ハウジングは、前記回路基板を支持する搭載部材と前記回路基板を覆っている覆い部材とを備え、
前記半導体チップは、前記回路基板と前記搭載部材との間に位置し、
前記第1の熱伝導部材は、前記搭載部材に接触するように、前記回路基板と前記搭載部材との間に位置しており、
前記第2の熱伝導部材は、前記搭載部材に接触するように、前記光素子サブアセンブリと前記搭載部材との間に位置している、請求項1に記載の光データリンク。 - 前記第1の熱伝導部材は、前記覆い部材の第1の領域に接触しており、
前記第2の熱伝導部材は、前記覆い部材の第2の領域に接触しており、
前記覆い部材は、前記第1の領域と前記第2の領域との間に設けられたスリットを有する、請求項1〜6のいずれかに記載の光データリンク。 - 前記搭載部材及び前記覆い部材は、前記回路基板を配置する内部領域を形成しており、
前記覆い部材は、前記第1の熱伝導部品に接触するように前記内部領域に伸びる第1の屈曲部と、前記第2の熱伝導部品に接触するように前記内部領域に伸びる第2の屈曲部とを有している、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の光データリンク。 - 前記覆い部材は、側壁部および蓋部を有しており、
前記第1及び第2の屈曲部は、前記側壁部及び前記蓋部のいずれ一方又は両方に設けられている、請求項8に記載の光データリンク。 - 前記覆い部材は、前記第1の屈曲部と前記第2の屈曲部との間に開口を有する、請求項8及び9に記載の光データリンク。
- 前記搭載部材は、基準面に交差するように設けられた複数のリード端子を支持しており、
前記回路基板は前記基準面に交差する別の基準面に沿って設けられ、
前記基準面と前記別の基準面と成す角度は、10度以上80度以下の範囲にある、請求項1〜請求項10のいずれかに記載の光データリンク。 - 前記ハウジングに収容された別の光素子サブアセンブリと、
前記ハウジングに収容された別の回路基板と、
前記別の光素子サブアセンブリに電気的に接続され前記別の回路基板に搭載された電子部品と、を備え、
前記覆い部材は、前記内部領域に伸びており前記第2の回路基板からの熱を伝達するための第3の屈曲部を有しており、
前記覆い部材は、前記第1の屈曲部と前記第3の屈曲部との間に開口を有する、請求項1〜請求項11のいずれかに記載の光データリンク。 - 前記回路基板はその主面上に導電層を備えており、
前記導電層は、前記半導体チップに接続されており、
前記第1の熱伝導部品は、前記導電体に接触するように設けられている、請求項1〜請求項12のいずれかに記載の光データリンク。 - 前記光素子サブアセンブリはリード端子を有し、
該光データリンクは、前記光素子サブアセンブリに接続する接続基板と、前記回路基板と前記接続基板とを接続するフレキシブルプリント基板とを更に備える請求項1〜12のいずれかに記載の光データリンク。 - 前記第1及び第2の熱伝導部品は、該熱伝導部品を介する電気的導通が生じないような電気絶縁性を有する、請求項1〜請求項14のいずれかに記載の光データリンク。
- 前記第1及び第2の熱伝導部品の少なくともいずれかは、前記覆い部材と前記保護部材及び前記光素子サブアセンブリとの間に配置されるとき前記保護部材及び前記光素子サブアセンブリの外形に合わせて変形するような柔らかさを示す、請求項1〜請求項15のいずれかに記載の光データリンク。
- 前記第1及び第2の熱伝導部品の少なくともいずれかはシリコーンゲル材を含む、請求項1〜請求項15のいずれかに記載の光データリンク。
- 前記光素子サブアセンブリは、前記半導体発光素子を駆動するための半導体駆動回路を含む半導体発光素子を含む、請求項1〜17のいずれかに記載の光データリンク。
- 前記保護部材は、パッケージを含み、前記パッケージは前記半導体チップを収容している、請求項1〜請求項18のいずれかに記載の光データリンク。
- 前記保護部材は樹脂体を含み、
前記樹脂体は、前記半導体チップを覆うように前記回路基板上に設けられている、請求項1〜請求項18のいずれかに記載の光データリンク。
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