JP2007227707A - 光トランシーバ - Google Patents

Abstract

【課題】光トランシーバの外装（カバー）内に並列に配置されているＴＯＳＡ，ＲＯＳＡで発生した熱をこれらＴＯＳＡ，ＲＯＳＡ間で熱結合させることなく、効率よく放熱する。
【解決手段】ＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６で発生した熱を、放熱シート４０を介し或いは直接放熱部材４１に伝達し、該放熱部材４１より放熱する。該放熱部材４１は、光トランシーバ１のカバー内壁面５０ａに面接触する中央平坦部４１ｃ、該中央平坦部４１ｃの両端を折り返して形成された、ＴＯＳＡ１５に面接触するＴＯＳＡ側折り返し延長部４１ａ、ＲＯＳＡ１６に接触するＲＯＳＡ側折り返し延長部４１ｂを有し、折り返し延長部４１ａ，４１ｂの先端は接触していない。折り返し延長部４１ａ，４１ｂの先端が互いに接触しないため、ＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６で発生した熱が熱結合せず、放熱部材４１の中央平坦部４１ｃより効果的に放熱する。
【選択図】図９

Description

本発明は、光トランシーバ、より詳細には、ＴＯＳＡ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｂ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ：光送信サブアセンブリ）、ＲＯＳＡ（Ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｂ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ：光受信サブアセンブリ）で発生した熱を効率よく放熱する放熱部材を備えた光トランシーバに関する。

近年、光通信の通信速度を向上させるため、ＴＯＳＡ，ＲＯＳＡ内に搭載される半導体部品（光デバイス、電子デバイスの双方）で消費される電力が増加し、その結果、前記半導体部品から発生した熱量（発熱量）が急増している。特に、ＴＯＳＡ内のレーザダイオード（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ：ＬＤ）、ＲＯＳＡ内のフォトダイオード（Ｐｈｏｔｅ Ｄｉｏｄｅ：ＰＤ）、プリアンプ（前置増幅器）からの発熱量の増加が著しい。

特開２００４−１１９８６８号公報（特許文献１）には、ＴＯＳＡ，ＲＯＳＡを駆動する回路素子を、伝熱シートを介して放熱部材（放熱ブロック）と接触させ、ＴＯＳＡ，ＲＯＳＡを駆動する回路素子から発生した熱を効率よく放熱部材に放熱できるようにした光トランシーバに関する発明が記載されている。しかし、この特許文献１に記載の発明では、ＴＯＳＡ，ＲＯＳＡから発生した熱を効率よく放熱することはできなかった。

米国特許出願公開第２００３／００２１３１０号明細書（特許文献２）には、ＴＯ（Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ Ｏｕｔｌｉｎｅ）−ｃａｎパッケージの外周を板金部品で包み、該板金部品を放熱部材（ヒートシンク）に接触させ、ＴＯＳＡから発生した熱を効率よく放熱部材に逃がすことができるＴＯＳＡの放熱方法に関する発明が記載されている。しかし、この特許文献２に記載の発明では、ＴＯＳＡから発生した熱を効率よく放熱できるが、ＲＯＳＡから発生した熱は放熱することはできなかった。
特開２００４−１１９８６８号公報 米国特許出願公開第２００３／００２１３１０号明細書

ＴＯＳＡ，ＲＯＳＡから発生した熱を、単一の放熱部材を共有し、該単一の放熱部材を介して放熱することも考えられるが、ＴＯＳＡ，ＲＯＳＡは、光トランシーバの幅方向に、例えばＳＦＰ（Ｓｍａｌｌ Ｆｏｒｍ Ｆａｃｔｏｒ Ｐｌｕｇｇａｂｌｅ：光トランシーバの標準規格）の場合には、６.２５ｍｍピッチで並列配置されている（この並列配置におけるピッチは、この光トランシーバと光結合する光コネクタの軸心間距離で規定されものである）。この様なＳＦＰに対し、例えば、ＴＯＳＡ，ＲＯＳＡがΦ５.６ｍｍの直径を持つ同軸型の光サブアセンブリであった場合、ＴＯＳＡ，ＲＯＳＡ間（隙間）は０.６ｍｍ程度しか確保されないことになる。このように、ＴＯＳＡ，ＲＯＳＡが隣接しているため、ＴＯＳＡ，ＲＯＳＡから発生した熱を単一の放熱部材で放熱しようとすると、ＴＯＳＡ（ＲＯＳＡ）から発生した熱は、該放熱部材を介してＲＯＳＡとＴＯＳＡの間で熱伝達（熱結合）してしまい、ＲＯＳＡ，ＴＯＳＡの温度特性を乱してしまうという問題があった。

例えば、ＴＯＳＡから発生した熱が放熱部材を介して光トランシーバの外装（カバー）に伝達し、この光トランシーバのカバーから放熱される前に、ＲＯＳＡに伝わり（熱結合）、ＲＯＳＡの温度特性を乱す、あるいは、ＲＯＳＡから発生した熱がＴＯＳＡに伝わり（熱結合）、ＴＯＳＡの温度特性を乱してしまう。そのため、これらＴＯＳＡ，ＲＯＳＡから発生した熱を、熱結合させることなく、放熱部材を介して光トランシーバのカバーに伝達し、この光トランシーバのカバーから効率良く放熱することが、放熱設計上重要な課題となる。なお、ＳＦＰについては、SFF委員会、「スモール・フォーム・ファクター・プラガブルトランシーバ・マルチソース・アグリーメント（Small Form-factor Pluggable (SFP) Transceiver Multi Source Agreement (MSA)」、［online］、インターネット<URL:http://www.schelto.com/SFP/SFP%20MSA.pdf>に詳細に記載されている。

ＴＯＳＡ，ＲＯＳＡから発生した熱を互いに干渉・結合（熱結合）させないため、ＴＯＳＡ，ＲＯＳＡそれぞれに、別個に放熱部材を設置し、この放熱部材を介して、ＴＯＳＡ，ＲＯＳＡから発生した熱をそれぞれ個別に放熱するようにすることもできるが、この場合、部材数が増えることにより生産コストも上昇してしまう。また、光トランシーバの更なる小型化が要請されている現在、ＴＯＳＡ，ＲＯＳＡそれぞれに放熱部材を設置する空間的な余裕が、光トランシーバ内に存在しない。

なお、ＳＦＰの場合は、並列配置されたＴＯＳＡ，ＲＯＳＡの上面と、光トランシーバのカバーの内壁面との間に１.５ｍｍ程度の空間（隙間）が存在する。この空間に、厚み約２.０ｍｍの軟材である放熱シート（熱伝導率１Ｗ／ｍＫ程度）を配設し、ＴＯＳＡ（ＲＯＳＡ）から発生した熱がＲＯＳＡ（ＴＯＳＡ）に伝達（熱結合）することを防ぎつつ（放熱シートの熱伝導率は特に金属製放熱部材の熱伝導率に比べて非常に低いため放熱部材のような熱結合しない）、ＴＯＳＡ，ＲＯＳＡから発生した熱を放熱することができる。しかし、放熱シートの熱伝導率は、前述したように、非常に低いため、前述の放熱部材のようにＴＯＳＡ，ＲＯＳＡから発生した熱を効率良く放熱することはできなかった。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、光トランシーバの外装（カバー）内に並列に配置されているＴＯＳＡ，ＲＯＳＡから発生した熱を熱結合させることなく、効率よく放熱することのできる放熱部材を備えた光トランシーバを提供することを目的とする。

本発明による光トランシーバは、光トランシーバの外装内に並列に配置されている光送信サブアセンブリ及び光受信サブアセンブリと、これらサブアセンブリから発生した熱を放熱する放熱部材とを備えた光トランシーバであって、前記放熱部材は、中央平坦部と、該中央平坦部の両端を折り返して形成された折り返し延長部とを有し、前記平坦部は前記外装に接触し、前記折り返し延長部の一方は前記光送信サブアセンブリに接触し、他方の折り返し延長部は前記光受信サブアセンブリに接触し、かつ、前記折り返し延長部の先端は互いに接触していない。

また、前記一方の折り返し延長部の形状は、前記光送信サブアセンブリの外形に沿った面である。また、前記光送信サブアセンブリ及び光受信サブアセンブリと、前記折り返し延長部との間に伝熱シートが配設されている。

本発明によれば、光トランシーバの外装（カバー）内に並列に配置されているＴＯＳＡ，ＲＯＳＡから発生した熱を熱結合させることなく単一の放熱部材を用いて効率的に放熱することができる。

図１は、本発明に係わる光トランシーバ１の分解図で、図中、Ｉは光トランシーバ本体部、IIは光トランシーバ１の外装（カバー）部を示し、１１は光トランシーバをホスト装置のケージ内に挿脱するのに使用するベール（取手）、１２は光トランシーバをホスト装置のケージ内に固定し或いは引き出すときに係合し或いは係合を解除するアクチュエータ、１３は図示しない光通信用の光ケーブルの端部に設けられた光コネクタを着脱自在に装着するためのレセプタクル部材、１４は光トランシーバからの漏洩電波をシールドするタブ板、１５はＴＯＳＡ、１５ａはＴＯＳＡ１５のステム、１５ｂはＴＯＳＡ１５のリードピン、１６はＲＯＳＡ、１６ａはＲＯＳＡ１６のステム、１６ｂはＲＯＳＡ１６のリードピンである。

１７は主回路基板、１７ａは主回路基板１７の電気プラグ、１７ｂは主回路基板１７のＩＣ、１７ｃはＴＯＳＡ１５のリードピン１５ｂと接続する主回路基板１７の電極、１７ｄはＲＯＳＡ１６のリードピン１６ｂと接続する主回路基板１７の電極である。１８は主回路基板１７とＦＰＣ（図示せず）によって接続されている副回路基板である。１９は主回路基板１７上のＩＣ１７ｂの上に搭載される伝熱シート、２０は該伝熱シート１９上に搭載されて主回路基板１７上のＩＣ１７ｂで発生した熱を放熱する放熱板、２１は絶縁シートである。これら伝熱シート１９、放熱板２０、及び絶縁シート２１を主回路基板１７上に積層配設した後、前記副回路基板１８を、前記ＦＰＣ部によって折り返して、絶縁シート２１の上に重ね合わせる。なお、絶縁シート２１は副回路基板の裏面１８ａの配線パターンと放熱板２０とが接触して、ショートしないようにするためのものである。また、２２はＲＯＳＡ１６のリードピン１６ｂを被うためのブラケットである。

３０はＴＯＳＡ１５、ＲＯＳＡ１６、主回路基板１７、及び、放熱板２０等を搭載するためのベース、３１はＴＯＳＡ１５から発生した熱をベース３０に伝熱する伝熱シート、３０ａは主回路基板１７等をベース３０に搭載後に、主回路基板１７裏面の電極（図示されていない）とＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６のリードピン（横一列に並んでいる下側のリードピン）とを半田付けするために設けられた開口部（穴部）、３０ｂは伝熱シート３１が配設される箇所で、ここに伝熱シート３１を配設した後に、ＴＯＳＡ１５を配設する。３２は、このようにして、ベース３０上に、ＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６、主回路基板１７等を搭載した後に、これら集積体を副回路基板１８の上から押さえて固定するための保持部材である。

４０，４１は本発明によって提案された伝熱シート及び伝熱部材で、伝熱シート４０はＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６から発生した熱を放熱部材４１に伝熱するための伝熱シート、４１は伝熱シート４０を介して伝達されてきた熱を効果的に放熱するための放熱部材である。

５０は光トランシーバ本体部Ｉを収納する外装部IIを構成するカバーで、本体部Ｉは該カバー５０に収納される（図８参照）。なお、５１ａは光トランシーバ１のカバー５０の上面に貼るラベル、５１ｂ，５１ｃは側面に貼るラベル、５１ｄは上面ラベル５１ａの上に貼る樹脂性のラベルで、この樹脂性のラベル５１ｄは、トランシーバをホスト装置のケージへ挿脱する際に、上面ラベル５１ａの印字が擦れて視認できなくなるのを防止するものである。

図２は、図１に示した光トランシーバ本体部Ｉを組み立てる時の組立図で、光トランシーバ本体部Ｉは、ベール１１、アクチュエータ１２、レセプタクル部材１３、タブ板１４、ＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６、主回路基板１７、副回路基板１８、放熱板２０、絶縁シート２１、ブラケット２２、ＦＰＣ２３、及び、それらの集積体を保持するベース３０及び保持部材３２、及び、本発明によって提案された伝熱シート４０及び放熱部材４１等から構成され、ＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６の上に伝熱シート４０を搭載した上に放熱部材４１を重ねて搭載した後に、光トランシーバ本体部Ｉを外装部II（カバー５０）に挿入して、光トランシーバを完成する（図８参照）。

ベール１１及びアクチュエータ１２は、光トランシーバ１をホスト装置（光トランシーバ１が着脱自在に搭載される情報処理装置）の回路基板上に設置されている金属製のケージ２（図３参照）に、着脱自在に係合し或いは該係合を解除する機構を提供するものである。レセプタクル部材１３は、ホスト装置のケージ２（図３参照）に接触して光トランシーバ１等からの漏洩電波をシールドする機能を有するタブ板１４と組み合わされ、この組み立て体にセットされたＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６と図示しない光通信用の光ケーブルとを光結合（接続）させるために、該光ケーブルの端部に設けられた光コネクタを着脱自在に装着する機能を有する。

ＴＯＳＡ１５内には、ＬＤの他に、このＬＤの発光強度をモニタするためのＰＤ（ＡＰＤ：Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ等）、或いは、ＬＤの温度を調整するための熱電変換素子（Ｐｅｌｔｉｅｒ Ｄｅｖｉｃｅ）が搭載される場合もある。駆動周波数が高く（１０ＧＨｚもしくはそれ以上）なると、ＬＤ駆動用の半導体デバイスも同梱される場合もある。また、ＴＯＳＡ１５は、ステムと一般に呼ばれるＴＯＳＡ１５の後端部（ステム１５ａ）に備えられているリードピン１５ｂを介して主回路基板１７の電極１７ｃに接続される（図１参照）。

ＲＯＳＡ１６内にはＰＤ、及び、このＰＤが生成した微弱な電気信号を増幅するプリアンプ（前置増幅器）を搭載している。また、ＲＯＳＡ１６は、ステムと一般に呼ばれるＲＯＳＡ１６の後端部（ステム１６ａ）に備えられているリードピン１６ｂを介して主回路基板１７の電極１７ｄに接続される（図１参照）。

主回路基板１７上にはＩＣ１７ｂ（図１参照）を含む電子回路が構成され、ＴＯＳＡ１５のリードピン１５ｂと電極１７ｃ及びＲＯＳＡ１６のリードピン１６ｂと電極１７ｄが電気的に接続（半田付け）されている。なお、主回路基板１７とＲＯＳＡ１６を接続（半田付け）する際に、ブラケット２２を、ＲＯＳＡ１６のリードピン１６ｂを被うように配置する。電子回路としては、ＬＤを駆動するＬＤ駆動回路、或いは、ＲＯＳＡ１６内で増幅された電気信号を処理して信号中のクロック及びデータを抽出する回路、ＡＰＤを受信デバイスとして用いた場合には、このＡＰＤに必要なバイアス電圧を生成、制御する回路等がある。さらに、ＴＯＳＡ内にＬＤの温度を調整するための熱電変換素子（Ｐｅｌｔｉｅｒ Ｄｅｖｉｃｅ）が搭載された場合には、熱電変換素子の制御回路も含める必要がある。また、その他の付加機能、例えば、これら回路を総括的に制御するＣＰＵ、メモリ等を追加する場合に、一枚の回路基板にこれらＣＰＵ等を配置できなくなる場合がある。その様な場合、ＡＰＤのバイアス電圧を生成、制御する回路、或いは、熱伝変換素子を制御する回路等、高速な信号を扱わない回路を副回路基板１８に搭載する。また、電気プラグ１７ａ（図１参照）をホスト装置の回路基板と電気的に接続されている電気コネクタと接続することで、ホスト装置の回路基板に搭載された回路と光トランシーバ１内の主回路基板１７上の回路とが電気的に接続される。

また、副回路基板１８は、ＦＰＣ２３を介し主回路基板１７に接続されており、このＦＰＣ２３を介して主回路基板１７上に設けられている放熱板２０の上に裏返して重ねられる。なお、副回路基板の裏面（配線パターン）１８ａが放熱板２０と電気的に接触するのを避けるために、この副回路基板の裏面には絶縁シート２１（図１参照）が配設される。

ベース３０は、レセプタクル部材１３とタブ板１４との組み立て体にセットされたＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６、及び、主回路基板１７等の組立集積体を搭載するための部材である。なお、このベース３０には、ＴＯＳＡ１５が搭載される箇所３０ｂ（図１参照）に伝熱シート３１が貼られており、ＴＯＳＡ１５で発生した熱をベース３０に伝達する。

放熱板２０には、主回路基板１７上のＩＣ１７ｂ（図１参照）で発生した熱が伝熱シート１９を介して伝達され、主回路基板１７上のＩＣ１７ｂで発生した熱を放熱する。また、この放熱板２０の上には絶縁シート２１を介して副回路基板１８が搭載され該副回路基板１８から発生した熱も該放熱板２０によって放熱する。

保持部材３２は、ベース３０上に搭載された、ＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６、主回路基板１７、副回路基板１８等からなる集積体を副回路基板１８の上から押さえて固定する。

図３は、光トランシーバ１が、図示しないホスト装置の回路基板上に設置されている金属製のケージに挿入された状態を示す斜視図で、２は前記ホスト装置の回路基板上に設置されている金属製のケージ、２ａは光トランシーバをケージ２に挿入するための開放口、２ｂは主回路基板１７の電気プラグ１７ａと接続する電気コネクタを確認するための開放口、２ｃはケージ２を上記ホスト装置の回路基板に固定するためのスタッドピンである。

図３に示すように、光トランシーバ１をケージ２に挿入することで、主回路基板１７の電気プラグ１７ａと電気コネクタ（図示せず）とが電気的に接触する。このように、電気プラグ１７ａと電気コネクタ（図示せず）とが電気的に接触することで、光トランシーバ１とホスト装置との通信が確立し、光トランシーバ１とホスト装置間で種々の信号の送受、及び、ホスト装置から光トランシーバ１に対する電源の供給等が可能となる。なお、主回路基板１７の電気プラグ１７ａをホットプラグ可能なものとすることにより、光トランシーバ１に通電した状態でホスト装置のケージ２への光トランシーバ１の挿脱を行うホットプラガブル型のトランシーバとすることもできる。

光トランシーバ１はホスト装置のケージ２に挿入されて使用されるが、ホスト装置のケージ２への挿脱をスムーズに行わせるために、ホスト装置のケージ内面と光トランシーバ１のカバー５０との間に一定の空間（隙間）が必要となる。そのため、光トランシーバ１の本体部からカバー５０にまで伝達されてきた熱は、光トランシーバ１のカバー５０とホスト装置のケージ２との間の隙間に存在する空気の対流により、光トランシーバ１のカバー５０からの放射により、ホスト装置のケージ２内に放熱される。さらに、光トランシーバ１のカバー５０内の熱は、光トランシーバ１の後端（ホスト装置のケージ２への挿脱の際、挿脱に支障なくこのケージに物理的に接触できる箇所）まで、該カバー５０内を熱伝導で伝播し、このトランシーバ後端からホスト装置のケージに伝達され、伝達された熱が該ケージから外気に放熱される。

光トランシーバ１のカバー５０からの放射による放熱効果は、最高温度１００℃程度の発熱温度では、光トランシーバ１のカバー５０とホスト装置のケージ２との間の隙間に存在する空気の対流、ホスト装置のケージ２からの放熱による放熱効果に比べて大きくはない。また、ホスト装置のケージ２には複数（多数）の穴が設けられており、空気の対流を促す構造となっているため、通常は効率が悪いとされている空気自然対流による放熱効果であっても、ホスト装置のケージ内面と光トランシーバ１のカバー５０との間の隙間が狭い点と合わせて実質的に放熱効果に寄与している。

図４は、本発明に係わる光トランシーバの放熱部材４１を形成加工する前の板状部材の一例を示す平面図で、４１ａはＴＯＳＡ１５に接触するＴＯＳＡ側折り返し延長部（Ａ部）、４１ｂはＲＯＳＡ１６に接触するＲＯＳＡ側折り返し延長部（Ｂ部）、４１ｃは光トランシーバのカバー内壁面に接触する中央平坦部（Ｃ部）で、これらＡ部及びＢ部が折り返され、その折り返し延長部にＴＯＳＡ１５のステム１５ａ及びＲＯＳＡ１６のステム１６ａが当接し、ＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６からの熱を放熱する。前記放熱部材４１は、ＳＦＰに適合させる場合、横幅約５ｍｍ，縦幅約２５ｍｍ，板厚約０.５ｍｍの長板で、その長板の両端を前述のように折り返すことにより形成される。上記長板の寸法は、ＳＦＰに適合する光トランシーバの放熱部材として使用できるものであれば上記寸法に限定されるものではない。例えば、前述したように、ＳＦＰの場合は、並列配置されたＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６の上面と、光トランシーバのカバー内壁面との間に１.５ｍｍ程度の空間（隙間）が存在するが、この空間内に放熱部材４１を納めることができれば、前記長板の厚みは問わない。また、ＳＦＰに適合するため、５.６ｍｍの直径を持つＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６が、６.２５ｍｍピッチで並列配置されている光トランシーバの場合、この光トランシーバの横幅（１１.８５ｍｍ程度）に納めることができれば、前記長板の縦幅の長さは問わない。なお、前記並列配置におけるピッチは、この光トランシーバと光結合する光コネクタの軸心間距離で規定されるものである。同様に、ＳＦＰに適合する光トランシーバの放熱部材として使用できれば、ＴＯＳＡ側折り返し延長部４１ａ（Ａ部）、ＲＯＳＡ側折り返し延長部４１ｂ（Ｂ部）、中央平坦部４１ｃ（Ｃ部）の寸法も自由に決定できる。

図５は、本発明に係わる光トランシーバの放熱部材の六面図で、図５（Ａ）は中央平坦部４１ｃから放熱部材４１を俯瞰した図、図５（Ｂ）は前記長板の長手方向右側から放熱部材４１の側面を俯瞰した図、図５（Ｃ）は前記長板の長手方向左側から放熱部材４１の側面を俯瞰した図、図５（Ｄ）は折り返し延長部（４１ａ，４１ｂ）から放熱部材４１を俯瞰した図、図５（Ｅ）は、前記長板の長手方向上側から放熱部材４１の側面を俯瞰した図、図５（Ｆ）は、前記長板の長手方向下側から放熱部材４１の側面を俯瞰した図である。

放熱部材４１は、前記長板の両端部を、図５に示すように、折り返すことによって形成される。より詳細に説明すると、放熱部材４１は、前記長板の長手方向（光トランシーバに対しては横幅方向、図５においては長手方向）の両端を、中央に光トランシーバの横幅程度の中央平坦部４１ｃを残して、長板の長手方向中心線に向けて、長板の両端が接触しないように、同一面側に約１８０度折り返すことにより、折り返し延長部４１ａ，４１ｂが形成される。なお、中央平坦部４１ｃは、光トランシーバ１のカバー内壁面と面接触し、前記２箇所の折り返し延長部のうち、ＴＯＳＡ側折り返し延長部４１ａは、ＴＯＳＡ１５（主にＴＯＳＡ１５の後端部のステム１５ａ）に面接触し、ＲＯＳＡ側折り返し延長部４１ｂは、ＲＯＳＡ１６（主にＲＯＳＡ１６の後端部のステム１６ａ）に接触する（図９参照）。前記放熱部材を用いてＴＯＳＡ，ＲＯＳＡから発生した熱を放熱することで、ＴＯＳＡ（ＲＯＳＡ）から発生した熱がＲＯＳＡ（ＴＯＳＡ）に伝達（熱結合）することなく、効果的に放熱される。なお、放熱部材４１の材質は、一般に熱伝導率が高く、安価な銅（Ｃｕ）等の金属である。このように、銅等の長板を折り曲げ加工することにより放熱部材とすることができるので、放熱部材を安価に製造することができる。

図６は、本発明に係わる光トランシーバの放熱部材の斜視図で、図６（Ａ）は中央平坦部４１ｃから放熱部材４１を俯瞰した図、図６（Ｂ）は折り返し延長部（４１ａ，４１ｂ）から放熱部材４１を俯瞰した図である。図６に示すように、ＴＯＳＡ側折り返し延長部４１ａ（ＴＯＳＡに接触する折り返し延長部）は、ＴＯＳＡ（ＴＯＳＡの後端部、ステム１５ａ）の外形に沿って面接触できる形状（折り返し内面に向けて弧の形状）となっており、熱伝導面を広くしてＴＯＳＡからの発熱を効果的に放熱するようにしている。

ＴＯＳＡ１５の後端部（ステム１５ａ）に搭載されているＬＤはその発熱量が大きく、しかも、その閾値電流、内部抵抗等の特性について大きな温度依存性を有している。また、発振波長についても温度依存性（温度が高くなると波長が長くなる）を有している。従って、トランシーバの使用温度範囲（最近では−４０℃〜８５℃が要求されている）で安定な特性を維持するためには、ＴＯＳＡ側の放熱特性を向上させ、ＴＯＳＡ内のＬＤを安定的に動作させることが必要となる。そのため、ＴＯＳＡから発生した熱を効果的に放熱する必要があり、図６で説明したように、ＴＯＳＡ側折り返し延長部４１ａ（ＴＯＳＡに接触する折り返し延長部）をＴＯＳＡ（ＴＯＳＡの後端部、ステム１５ａ）の外形に沿って面接触できる形状にして、ステム１５ａと広い面積で接触させて放熱効果を高めることが必要となる。

ＲＯＳＡ１６の後端部（ステム１６ａ）にはＰＤ、プリアンプ（前置増幅器）等が搭載されているが、ＰＤ、プリアンプからの発熱量は、ＬＤに比べ少ない。さらに、このＰＤの受光感度についても温度依存性があるとはいえ、その温度依存性はＬＤの温度依存性に比べて小さい。また、プリアンプについても増幅度等で温度依存性を有するが、その温度依存性は光デバイスに比較して小さい。しかし、ＴＯＳＡ１５で発生した熱が放熱部材４１を介して伝達（熱結合）し、ＲＯＳＡ１６のＰＤ、プリアンプ（前置増幅器）の温度特性に影響を与えることも考えられる。そのため、同系実施例では、ＴＯＳＡ側折り返し延長部４１ａのみＴＯＳＡ１５のステム外形に沿って面接触できる形状（弧形状）に形成しているが、ＲＯＳＡ１６で発生した熱も効果的に放熱したい場合には、ＲＯＳＡ側折り返し延長部４１ｂの形状をＲＯＳＡ１６のステム外形に沿って面接触できる形状とすることもできる。

図７は、本発明によって提案された伝熱シート４０及び放熱部材４１をＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６上に設置する過程を説明するための図で、ＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６の後端部（主にＴＯＳＡ，ＲＯＳＡのステム）に、伝熱シート４０を覆うように被せる（図７（Ａ））。次に、ＴＯＳＡ側折り返し延長部４１ａをＴＯＳＡ１５に、ＲＯＳＡ側折り返し延長部４１ｂをＲＯＳＡ１６に、伝熱シート４０を介して接触するように、放熱部材４１を伝熱シート４０上に配設し、光トランシーバ本体部Ｉが完成する（図７（Ｂ））。

図８は、組み立てた光トランシーバ本体部Ｉを光トランシーバの外装部II（カバー５０）に挿入し、光トランシーバ１を組み立てる過程を説明するための図で、完成した光トランシーバ本体部Ｉを光トランシーバの外装部II（カバー５０）に挿入することにより（図８（Ａ）〜（Ｃ））、光トランシーバ１が完成する（図８（Ｄ））。なお、完成した光トランシーバ１のカバー５０の上面にラベル５１ａ、右側面にラベル５１ｂ、左側面にラベル５１ｃを貼り付ける（図１参照）。また、前記光トランシーバ１のカバー５０の上面に貼り付けた上面ラベル５１ａの全体を樹脂性ラベル５１ｄで覆うことにより、ホスト装置の回路基板上に設置されている金属製のケージ２へ光トランシーバ１を挿入する際及びこのケージに挿入された光トランシーバ１をケージから抜く際に、ラベル５１ａが擦れて印字が視認できなくなることを防止できる。

図９は、ＴＯＳＡ，ＲＯＳＡから発生した熱が、伝熱シート及び放熱部材を介して、光トランシーバ１のカバー５０に伝達し、光トランシーバ１のカバー５０から放熱する過程を説明するための図で、伝熱シート４０、放熱部材４１の断面をＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６のリードピン１５ｂ，１６ｂ側から俯瞰した図である。図９に示したように、中央平坦部４１ｃは光トランシーバ１のカバー内壁面５０ａに面接触している。そして、ＴＯＳＡ側折り返し延長部４１ａとＴＯＳＡ１５（主にステム１５ａ）との間及びＲＯＳＡ側折り返し延長部４１ｂとＲＯＳＡ１６（主にステム１６ａ）との間に伝熱シート４０が配設されている。換言すれば、伝熱シート４０を介して、ＴＯＳＡ側折り返し延長部４１ａとＴＯＳＡ１５（主にステム１５ａ）とが熱的に接触し、さらに、ＲＯＳＡ側折り返し延長部４１ｂとＲＯＳＡ１６（主にステム１６ａ）とが熱的に接触している。

ＴＯＳＡ１５から発生した熱は、図中に、矢印で示すように、伝熱シート４０を介して放熱部材４１のＴＯＳＡ側折り返し延長部４１ａ、中央平坦部４１ｃ、光トランシーバ１のカバー５０へ順次伝達され、光トランシーバ１のカバー５０から光トランシーバ１の外部へ放熱される。同様に、ＲＯＳＡ１６から発生した熱は、伝熱シート４０を介して放熱部材４１のＲＯＳＡ側折り返し延長部４１ｂ、中央平坦部４１ｃ、光トランシーバ１のカバー５０へ順次伝達され、光トランシーバ１のカバー５０から光トランシーバ１の外部へ放熱される。

前述したように、ＴＯＳＡ側折り返し延長部４１ａ、ＲＯＳＡ側折り返し延長部４１ｂの先端は、好ましくは、互いに接触していない。そのため、ＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６から発生した熱は、放熱部材４１内を伝導し、中央平坦部４１ｃに伝導する。そのため、ＴＯＳＡ１５から発生した熱が、ＲＯＳＡ１６に伝達し（熱結合）、ＲＯＳＡ１６の温度特性に影響を及ぼすことを極力防ぐことができる。同様に、ＲＯＳＡ１６から発生した熱が、ＴＯＳＡ１５に伝達し（熱結合）、ＴＯＳＡ１５の温度特性に影響を及ぼすことを極力防ぐことができる。

また、熱伝達効率（放熱効率）を向上させるため、ＴＯＳＡ側折り返し延長部４１ａ（ＲＯＳＡ側折り返し延長部４１ｂ）の形状をＴＯＳＡ１５のステム１５ａ（ＲＯＳＡ１６のステム１６ａ）の形状に沿って面接触できるように形成することが望ましい。例えば、ＳＦＰに適合する、Φ５.６ｍｍのＴＯＳＡ１５のステム１５ａ（ＲＯＳＡ１６のステム１６ａ）に、放熱部材４１を伝熱シート４０を介して接触させる場合、伝熱シート４０を挟むことを考慮して、放熱部材４１の折り返し延長部（４１ａ、４１ｂ）は、Φ約６.０（Ｒ約３.０ｍｍ）の半円状とする。このように、放熱部材４１の折り返し延長部をＴＯＳＡ１５のステム１５ａ（ＲＯＳＡ１６のステム１６ａ）の形状に沿って面接触できるように形成することで、可能な限り広い面積でＴＯＳＡ１５（ＲＯＳＡ１６）に接触することが可能となり、熱伝達効率（放熱効率）を向上することができる。

伝熱シート４０は、ＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６で発生した熱を放熱部材４１に効果的に伝達するため、放熱部材４１をＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６上に安定して設置するため、ＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６と金属製放熱部材４１との電気的な接触を避けるために、放熱部材４１とＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６との間に配設されたものである。さらに詳細に説明すると、軟材（主にシリコーンゴム）を材料とする伝熱シート４０を、放熱部材４１とＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６のステム（１５ａ，１６ａ）との間に配設し、放熱部材４１を光トランシーバ１のカバー内壁面５０ａによりＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６方向に押圧することで、ＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６のステム（１５ａ，１６ａ）と放熱部材４１とがより密着して接触面積が増加するため熱伝達効率が向上する。また、ＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６と放熱部材４１との間に軟材の伝熱シート４０を介挿することにより、放熱部材４１をＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６上に安定して設置することができる。

また、円筒状部品であるＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６と放熱部材４１とを直接接触させた場合には、そのすわりの悪さから（不安定性）、放熱部材４１がＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６のリードピン（１５ｂ，１６ｂ）と接触してショートする危険がある。しかし、伝熱シートの配設により、放熱部材４１を安定してＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６上に設置できるため、上記ショートする危険を避けることができる。また、伝熱シート４０は主にシリコーンゴムを材料とする絶縁体であるため、放熱部材４１とＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６のリードピン１５ｂ，１６ｂが電気的に接触する恐れもない。なお、ＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６のステム１５ａ，１６ａは、当然に接地され、光トランシーバ１のカバー５０（および該カバー５０と物理的に接触する放熱部材４１）も接地されているので、ステム１５ａ，１６ａと放熱部材４１とが接触しても電気的な問題が生ずるものではない。

なお、本実施例では、図９で説明したように、ＴＯＳＡ１５とＴＯＳＡ側折り返し延長部４１ａとの間、及び、ＲＯＳＡ１６とＲＯＳＡ側折り返し延長部４１ｂとの間に共通の単一（一枚）の伝熱シート４０を配設（伝熱シートの共通化）し、ＴＯＳＡ１５（ＲＯＳＡ１６）で発生した熱を放熱部材４１に伝熱しているため、ＴＯＳＡ１５（ＲＯＳＡ１６）で発生した熱がＲＯＳＡ１６（ＴＯＳＡ１５）に伝達（熱結合）し、温度特性に影響を与えるように思える。確かに、伝熱シート４０の熱伝導率は、金属に比較して小さく、また厚みが０.５ｍｍ前後と薄いため（伝熱シートの熱伝導率１Ｗ／ｍＫ程度）、ＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６間の熱的干渉を完全に生じさせないようにするには、ＴＯＳＡ１５とＴＯＳＡ側折り返し延長部４１ａ、ＲＯＳＡ１６とＲＯＳＡ側折り返し延長部４１ｂとの間にそれぞれ（個別に）伝熱シート４０を配設（伝熱シートの個別化）する方が、放熱設計という観点からは好ましい。しかし、伝熱シート４０は、その熱伝導率が金属に比較して小さいため、単一の伝熱シート４０でも（ＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６間が伝熱シート４０で連結されていても）ＴＯＳＡ１５，ＲＯＳＡ１６間の熱的干渉はほとんどない。そのため、伝熱シートを共通化するか、又は、伝熱シートを個別化するかは、放熱効率を優先するか（ただし、伝熱シートを個別化するため部品増加によるコスト増、組立ての煩雑さは避けられない）、又は、製造コスト等の削減を優先するかによって決定される。

本発明に係わる光トランシーバの分解図である。 光トランシーバ本体部を組み立てる時の組立図である。 光トランシーバが、ホスト装置の回路基板上に設けられた金属製のケージに挿入された状態を示す斜視図である。 本発明に係わる光トランシーバの放熱部材を形成加工する前の板状部材の一例を示す平面図である。 本発明に係わる光トランシーバの放熱部材の六面図である。 本発明に係わる光トランシーバの放熱部材の斜視図である。 放熱部材、伝熱シートをＴＯＳＡ，ＲＯＳＡ上に設置する過程を説明するための図である。 光トランシーバ本体部を光トランシーバのカバーに挿入し、光トランシーバを組み立てる過程を説明するための図である。 ＴＯＳＡ，ＲＯＳＡから発生した熱が、伝熱シート及び放熱部材を介して、光トランシーバのカバーに伝達し、光トランシーバのカバーから放熱する過程を説明するための図である。

符号の説明

１…光トランシーバ、２…ケージ、２ａ…開放口、２ｂ…電気コネクタを確認するための開放口、２ｃ…スタッドピン、１１…ベール、１２…アクチュエータ、１３…レセプタクル部材、１４…タブ板、１５…ＴＯＳＡ、１５ａ…ＴＯＳＡのステム、１５ｂ…ＴＯＳＡのリードピン、１６…ＲＯＳＡ、１６ａ…ＲＯＳＡのステム、１６ｂ…ＲＯＳＡのリードピン、１７…主回路基板、１７ａ…主回路基板の電気プラグ、１７ｂ…主回路基板のＩＣ、１７ｃ，ｄ…主回路基板の電極、１８…副回路基板、１８ａ…副回路基板の裏面、１９…伝熱シート、２０…放熱板、２１…絶縁シート、２２…ブラケット、２３…ＦＰＣ、３０…ベース、３０ａ…ベースの開口部、３０ｂ…ベースにＴＯＳＡが搭載される箇所、３１…伝熱シート、３２…保持部材、４０…伝熱シート、４１…放熱部材、４１ａ…ＴＯＳＡ側折り返し延長部、４１ｂ…ＲＯＳＡ側折り返し延長部、４１ｃ…中央平坦部、５０…光トランシーバのカバー、５０ａ…光トランシーバのカバー内壁面、５１ａ，ｂ，ｃ…ラベル、５１ｄ…樹脂性のラベル、Ｉ…光トランシーバ本体部、II…光トランシーバの外装部。

Claims (3)

1. 光トランシーバの外装内に並列に配置されている光送信サブアセンブリ及び光受信サブアセンブリと、これらサブアセンブリから発生した熱を放熱する放熱部材とを備えた光トランシーバであって、
   前記放熱部材は、中央平坦部と、該中央平坦部の両端を折り返して形成された折り返し延長部とを有し、
   前記中央平坦部は前記外装に接触し、前記折り返し延長部の一方は前記光送信サブアセンブリに接触し、他方の折り返し延長部は前記光受信サブアセンブリに接触し、かつ、
   前記折り返し延長部の先端は互いに接触していないことを特徴とする光トランシーバ。
2. 前記一方の折り返し延長部の形状は、前記光送信サブアセンブリの外形に沿った面であることを特徴とする請求項１に記載の光トランシーバ。
3. 前記光送信サブアセンブリ及び光受信サブアセンブリと、前記折り返し延長部との間に伝熱シートが配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光トランシーバ。

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