JP2012083429A - 光通信用モジュール、光通信用モジュールの分解方法、及び光通信用モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学部品のリワーク性を高めることが可能な光通信用モジュール、その分解方法、及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】光素子を備えた光送受信部１５と、光送受信部１５を搭載する筐体１０と、光送受信部１５と筐体１０との間に設けられた金属板１８と、金属板１８の下面１８ａ、及び筐体１０の上面１０ｂの少なくとも一方に設けられたコーティング層３４ａ又は３４ｃと、金属板１８と筐体１０との間に設けられ、コーティング層３４ａ又は３４ｃと接触して、金属板１８と筐体１０とを接着する第１接着層２０と、光送受信部１５と金属板１８との間に設けられ、光送受信部１５と金属板１８を接着する第２接着層２２と、を具備し、コーティング層３４ａ又は３４ｃと第１接着層２０との接着力は、第１接着層２０と金属板１８との接着力及び第１接着層２０と筐体１０との接着力の各々より小さい光通信用モジュール、その分解方法、及びその製造方法。
【選択図】図５

Description

本発明は光通信用モジュール、光通信用モジュールの分解方法、及び光通信用モジュールの製造方法に関する。

光通信の分野では、光通信装置がモジュール化され、光素子を搭載した光通信部をケースに収納するモジュールが知られている。光通信部として、発光素子を備えた光送信部であるＴＯＳＡ（Transmitter Optical Sub-Assembly）、及び受光素子を備えた光受信部であるＲＯＳＡ（Receive Optical Sub-Assembly）等が用いられている。特許文献１には、光送信部で発生した熱を放熱するための金属板を備える発明が開示されている。

特開２００８−３０９９６０号公報

光通信装置では、光通信装置を分解して筐体から光通信部を取り外した後、光通信部を検査し、又はさらに再利用するリワークを行うことがある。しかしながら従来の技術では、光通信装置の分解が困難で、いわゆるリワーク性が低下する可能性がある。

本発明は上記課題に鑑み、光通信部のリワーク性を高めることが可能な光通信用モジュール、光通信用モジュールの分解方法、及び光通信用モジュールの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、光素子を搭載した光通信部と、前記光通信部を搭載する筐体と、前記光通信部と前記筐体との間に設けられた金属板と、前記金属板の前記筐体側の面、及び前記筐体の前記金属板側の面の少なくとも一方に設けられたコーティング層と、前記金属板と前記筐体との間に設けられ、前記コーティング層と接触して、前記金属板と前記筐体とを接着する第１接着層と、前記光通信部と前記金属板との間に設けられ、前記光通信部と前記金属板を接着する第２接着層と、を具備し、前記コーティング層と前記第１接着層との接着力は、前記第１接着層と前記金属板との接着力及び前記第１接着層と前記筐体との接着力の各々より小さい光通信用モジュールである。本発明によれば、光通信部のリワーク性を高めることが可能となる。

上記構成において、前記金属板の前記光通信部側の面に設けられた、前記コーティング層とは別のコーティング層を具備し、前記第２接着層は、前記別のコーティング層と接触して、前記光通信部と前記金属板を接着し、前記別のコーティング層と前記第２接着層との接着力は、前記第２接着層と前記金属板との接着力及び前記第２接着層と前記光通信部との接着力の各々より小さい構成とすることができる。この構成によれば、光通信部のリワーク性を高めることが可能となる。

上記構成において、前記別のコーティング層は、前記コーティング層と同じ材料からなる構成とすることができる。この構成によれば、工程を簡略化し、光通信用モジュールの低コスト化を図ることができる。

上記構成において、前記コーティング層は、酸化アルミニウムを含む離型剤により形成されている構成とすることができる。この構成によれば、剥離強度、熱伝導性及び絶縁性に優れたコーティング層を形成することができる。

上記構成において、前記第１接着層及び前記第２接着層は、シリコーン樹脂からなる構成とすることができる。この構成によれば、熱伝導性を高めることができる。

本発明は、光素子を備えた光通信部と、前記光通信部を搭載する筐体と、前記光通信部と前記筐体との間に設けられている金属板と、前記金属板の前記筐体側の面、及び前記筐体の前記金属板側の面の少なくとも一方に設けられたコーティング層と、前記金属板と前記筐体との間に設けられ、前記コーティング層と接触して、前記金属板と前記筐体とを接着する第１接着層と、前記光通信部と前記金属板との間に設けられ、前記光通信部と前記金属板を接着する第２接着層と、を備える光通信用モジュールの分解方法であって、前記コーティング層を前記第１接着層から剥がすことで、前記金属板及び前記光通信部を前記筐体から取り外す工程を有する光通信用モジュールの分解方法である。本発明によれば、光通信部のリワーク性を高めることが可能となる。

上記構成において、前記光通信部はレセプタクルを備え、前記筐体は前記レセプタクルが挿入される穴を備え、かつ前記レセプタクルの前記孔部への挿入方向は、前記筐体の前記光通信部を搭載する搭載面の延びる方向であって、前記取り外す工程は、前記挿入方向とは反対方向に前記光通信部を移動させる工程を含む構成とすることができる。この構成によれば、光通信部へのダメージを抑制することができる。

本発明は、筐体と光通信部との間に金属板を介在して、前記筐体と前記光通信部とを一体化する光通信用モジュールの製造方法であって、前記金属板の前記筐体側の面、及び前記筐体の前記金属板側の面の少なくとも一方に、コーティング層を形成する工程と、前記筐体と前記金属板との間に第１接着層を設け、前記筐体と前記金属板とを前記第１接着層により接着する工程と、前記金属板と前記光通信部との間に第２接着層を設け、前記金属板と前記光通信部とを前記第２接着層により接着する工程と、を含み、前記コーティング層と前記第１接着層との接着力は、前記第１接着層と前記金属板との接着力、及び前記第１接着層と前記筐体との接着力の各々より小さい光通信用モジュールの製造方法である。本発明によれば、光通信部のリワーク性を高めることが可能となる。

本発明によれば、光通信部のリワーク性を高めることが可能な光通信用モジュール、光通信用モジュールの分解方法、及び光通信用モジュールの製造方法を提供することができる。

図１（ａ）は比較例に係る光通信用モジュールを例示する上面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａに沿った断面図である。 図２（ａ）及び図２（ｂ）は、光通信部を筐体に搭載する方法を説明するための斜視図である。 図３は光通信部を筐体に搭載する方法を説明するための斜視図である。 図４は比較例に係る光通信用モジュールを例示する断面図である。 図５は実施例１に係る光通信用モジュールを例示する断面図である。 図６（ａ）から図６（ｃ）は、実施例１に係る光通信用モジュールの製造方法を例示する断面図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、実施例１に係る光通信用モジュールの製造方法を例示する断面図である。 図８は実施例１に係る光通信用モジュールの分解方法を例示する断面図である。 図９は剥離強度の実験結果を示す図である。 図１０（ａ）は熱抵抗の計算結果を示す図であり、図１０（ｂ）は０〜０．２ｍｍの範囲を拡大した図である。 図１１は光送信部の温度変化の実験結果を示す図である。 図１２は実施例２に係る光通信用モジュールを例示する断面図である。 図１３（ａ）は実施例３に係る光通信用モジュールを例示する断面図であり、図１３（ｂ）は実施例３の変形例に係る光通信用モジュールを例示する断面図である。 図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、実施例３に係る光通信用モジュールの製造方法を例示する断面図である。

図面を用いて、本発明の実施例について説明する。

まず比較例に係る光通信用モジュールについて説明する。図１（ａ）は比較例に係る光通信用モジュールを例示する上面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａに沿った断面図である。

図１（ａ）に示すように、発光素子を内部に備えたＴＯＳＡである光送信部１２と、受光素子を内部に備えたＲＯＳＡである光受信部１４と、は並ぶように筐体１０に収納されている。光送信部１２は、例えばパッケージ内にＬＤ（Laser Diode：レーザーダイオード）、及びＬＤドライバを搭載している。ＬＤドライバは、ＬＤを駆動させるための電気信号を出力する。ＬＤは電気信号を光信号に変換し、光信号を光ファイバに出力する。光受信部１４は、例えばパッケージ内にＰＤ（Photo Diode：フォトダイオード）及びＴＩＡ（Trance Impedance Amp：トランスインピーダンスアンプ）を搭載している。ＰＤは光ファイバから入力される光信号を電気信号に変換する。ＴＩＡは、ＰＤから入力される電気信号を増幅する。光送信部１２及び光受信部１４各々のパッケージは、ステンレス等の金属材料からなる。光送信部１２及び光受信部１４が一体となり、光送受信部１５を構成する。光送信部１２及び光受信部１４の各々は、光ファイバに接続するレセプタクル１６及び鍔部１７を有している。また、光送信部１２の内部には温度制御装置であるＴＥＣ（Thermo Electric Cooler）が搭載されている。筐体１０は亜鉛ダイカスト等の金属材料からなる。筐体１０には回路基板２４がネジ２８を用いネジ止めされている。回路基板２４下には送受信回路（不図示）が設けられている。送受信回路は光送信部１２に電気信号を送信し、光送信部１２から光ファイバに光を送信するための回路、及び光ファイバから光を受信した光受信部１４から出力される電気信号を受信するための回路である。光送信部１２内の発光素子及び光受信部１４内の受光素子と送受信回路とを接続し電気信号を入出力するケーブル３０が設けられている。なお、図１（ａ）及び図１（ｂ）並びに図３において、ケーブル３０の図示を省略している。

光送受信部１５と筐体１０との間には、例えば０．８３ｍｍの間隔１１が存在する。間隔１１には例えばＡｌ（アルミニウム）からなる厚さ０．６０ｍｍの金属板１８と、例えばシリコーン樹脂からなる厚さ０．１１５ｍｍの第１接着層２０及び第２接着層２２と、が設けられている。第１接着層２０は筐体１０と金属板１８との間に設けられ、筐体１０と金属板１８とを接着している。第２接着層２２は光送受信部１５と金属板１８との間に設けられ、光送受信部１５と金属板１８とを接着している。これにより、光送受信部１５と筐体１０とは、第１接着層２０、金属板１８及び第２接着層２２を介して熱的に接続している。つまり、光送信部１２は発する熱は、第１接着層２０、金属板１８及び第２接着層２２を介して筐体１０に伝わり、筐体１０から放熱される。光送受信部１５及び回路基板２４上にカバー２６が設けられており、光送受信部１５及び回路基板２４はカバー２６により保護されている。なお金属板１８、第１接着層２０、及び第２接着層２２それぞれの厚さは変更可能である。

次に、図２（ａ）から図３を用い、実施例１に係る光通信用モジュールにおいて、筐体１０に光送受信部１５を搭載する方法を説明する。図２（ａ）、図２（ｂ）及び図３は、光通信部を筐体に搭載する方法を説明するための斜視図である。なお、回路基板２４については図示を省略している。

図２（ａ）に示すように、固定冶具２７を用い光送信部１２及び光受信部１４が互いに並ぶように固定する。金属板１８の一方の面に第２接着層２２を塗布する。金属板１８の第２接着層２２が塗られた面を光送受信部１５に接着させる。つまり第２接着層２２が金属板１８と光送受信部１５とを接着する。

図３に示すように、筐体１０には孔部３２が設けられている。光送受信部１５が備えるレセプタクル１６を孔部３２に嵌め込むことで、筐体１０と光送受信部１５とを固定する。また、金属板１８と筐体１０との間の筐体１０に第１接着層２０が塗布されている。第１接着層２０が筐体１０と金属板１８とを接着する。

図４は比較例に係る光通信用モジュールを例示する断面図である。なお図４は、図１（ａ）のＡ−Ａに沿った断面図であり、光送信部１２付近を拡大し、かつ簡略化して図示している。

図４に示すように、光送信部１２は第１接着層２０、金属板１８、及び第２接着層２２を介して筐体１０に搭載されている。なお図４では光送信部１２を例にしているが、実際には光受信部１４も光送信部１２と同様の構成で筐体１０に搭載されている。つまり、光送受信部１５は、第１接着層２０、金属板１８、及び第２接着層２２を介して筐体１０に搭載されている。光送受信部１５が備えるレセプタクル１６は孔部３２に挿入されている。レセプタクル１６の孔部３２への挿入方向は、筐体１０の光送受信部１５を搭載する搭載面（上面１０ｂ）の延びる方向である。光送受信部１５が備える鍔部１７は、孔部３２周辺の壁１０ａに押し付けられる。鍔部１７が押し付けられることで、光送受信部１５の位置決めがなされる。

光通信用モジュールの製造工程又は検査工程においては、完成した光通信用モジュール又は未完成の光通信用モジュールを分解し、筐体１０に搭載された光送受信部１５を取り外して、検査又は再利用するリワークが行われることがある。例えば光通信用モジュールに故障が発生した場合等には、光送受信部１５を筐体１０から取り外し、光送受信部１５の調査等を行う。またその後、光送受信部１５は再利用されることがある。

上述のように、光送受信部１５は、例えばシリコーン樹脂からなる第１接着層２０及び第２接着層２２を用いて筐体１０に搭載されている。しかしながら、硬化したシリコーン樹脂は接着強度が高く、剥離性が悪いことがある。剥離性の悪化は、金属板１８を用いる場合、特に顕著となる。

金属板１８を用いずに、光送受信部１５を筐体１０に接着層を用いて直接に固定する場合、光送受信部１５が小型であることから、光送受信部１５と接着層の接触する面積が小さい。このため、剥離に要する力は比較的小さくなる。しかし、光送受信部１５に対して、直接に力を加えるため、ストレスにより光送受信部１５にダメージが発生することがある。光送受信部１５にダメージが生じることで、調査等に支障が出ることもあり、また再利用も困難となる。一方、金属板１８を用いる場合、光送受信部１５へのストレスは抑制できる。しかし、金属板１８の面積が光送受信部１５の底面積よりも大きいため、剥離には大きな力を加えることが求められる。つまり、金属板１８を用いた場合、分解作業が困難となり、いわゆるリワーク性が低下する。

次に実施例１について説明する。まず光通信用モジュールについて説明する。図５は実施例１に係る光通信用モジュールを例示する断面図である。なお、光通信用モジュールの全体的な構成は、図１（ａ）、図１（ｂ）及び図３に例示したものと同じであるため、説明を省略する。また図中では光送信部１２を図示しているが、実際には光受信部１４も筐体１０に搭載されている。つまり光送受信部１５（光通信部）が筐体１０に搭載されている。

図５に示すように、金属板１８の下面１８ａ（筐体１０側の面）にコーティング層３４ａが設けられている。また上面１８ｂ（光送信部１２側の面）に、コーティング層３４ｂ（別のコーティング層）が設けられている。コーティング層３４ａ及び３４ｂを形成するコーティング材は、例えば酸化アルミニウム（アルミナ、ＡｌＯ）及び有機材を含む離型剤（以下、アルミナ系離型剤）である。有機材はバインダーとして機能する。コーティング層３４ａ及び３４ｂそれぞれの厚さは例えば０．０１〜０．０３ｍｍである。第１接着層２０は、コーティング層３４ａ及び筐体１０の上面１０ｂと接触して、筐体１０と金属板１８とを接着する。第２接着層２２は、コーティング層３４ｂ及び光送信部１２の下面と接触して、金属板１８と光送受信部１５とを接着する。他の構成は比較例と同様である。

次に実施例１に係る光通信用モジュールの製造方法について説明する。図６（ａ）から図７（ｂ）は、実施例１に係る光通信用モジュールの製造方法を例示する断面図である。なお光送受信部１５のうち、図６（ａ）から図７（ｂ）に示すのは光送信部１２のみであるが、実際には光送信部１２と光受信部１４とを合わせた光送受信部１５に同じ工程が実施される。このことは、後述する図８でも同様である。

図６（ａ）に示すように、金属板１８の下面１８ａ及び上面１８ｂに、例えばスプレーによりコーティング材を吹き付けて、コーティング層３４ａ及び３４ｂを形成する。またスプレーを用いる以外に、例えば金属板１８をコーティング材にディッピングすることにより、コーティング層３４ａ及び３４ｂを形成してもよい。

図６（ｂ）に示すように、筐体１０の上面１０ｂに、第１接着層２０を設ける。第１接着層２０は、上面１０ｂにシリコーン樹脂を塗布することで設けられる。図６（ｃ）に示すように、第１接着層２０を設けた後、筐体１０と金属板１８とを接着する。第１接着層２０は、上面１０ｂとコーティング層３４ａとに接触して、筐体１０と金属板１８とを接着する。

図７（ａ）に示すように、上面１８ｂに設けられたコーティング層３４ｂ上に、第２接着層２２を設ける。第２接着層２２は、コーティング層３４ｂにシリコーン樹脂を塗布することで設けられる。図７（ｂ）に示すように、第２接着層２２を設けた後、光送信部１２と金属板１８とを接着する。第２接着層２２は、光送信部１２及びコーティング層３４ｂに接触し、光送信部１２と金属板１８とを接着する。これにより光送信部１２は筐体１０に搭載される。なお上記の工程により、光受信部１４も筐体１０に搭載される。つまり金属板１８を介在して、筐体１０と光送受信部１５とを一体化する。第２接着層２２は光送受信部１５のパッケージに接触する。このとき、光送信部１２及び光受信部１４の各々が備えるレセプタクル１６が孔部３２に挿入され、かつ鍔部１７が孔部３２周辺の壁１０ａに接触するように、光送信部１２及び光受信部１４を配置する。例えば室温環境下に１０時間置くことで、第１接着層２０及び第２接着層２２の硬化を行う。これにより、金属板１８及び光送信部１２それぞれの位置が固定される。以上の工程により、図５に示すような、実施例１に係る光通信用モジュールが完成する。

次に実施例１に係る光通信用モジュールの分解方法について説明する。図８は実施例１に係る光通信用モジュールの分解方法を例示する断面図である。

図８に示すように、まず金属板１８を筐体１０から取り外す工程を行う。例えばマイナスドライバーのような形状を有する工具３６を金属板１８の前面１８ｃに接触させ、図の左方向（矢印の方向）、つまりレセプタクル１６の孔部３２への挿入方向とは反対方向に力を加える。これにより、金属板１８が左方向にスライドする。鍔部１７は壁１０ａから離れる。孔部３２に挿入されていたレセプタクル１６は、孔部３２の外部に移動する。その後、金属板１８を第１接着層２０から剥がす。このとき、金属板１８の下面１８ａに設けられたコーティング層３４ａが、第１接着層２０から剥れる。コーティング層３４ａは金属板１８に設けられたままである。つまり、光送受信部１５、第２接着層２２、金属板１８並びにコーティング層３４ａ及び３４ｂと、筐体１０及び第１接着層２０とが分離する。

金属板１８を筐体１０から取り外した後、光送受信部１５を金属板１８から取り外す工程を行う。このとき、第２接着層２２と、金属板１８の上面１８ｂに設けられたコーティング層３４ｂとが剥れる。コーティング層３４ｂは金属板１８に設けられたままである。つまり、光送受信部１５及び第２接着層２２と、金属板１８、コーティング層３４ａ及び３４ｂとが分離する。分離した光送受信部１５の調査等を行う。また必要に応じて、分離した光送受信部１５を用いて、再び図５のような光通信用モジュールを組み立てることもできる。

リワーク性を高めるためには、コーディング層３４ａ及び３４ｂには良好な剥離性が要求される。またコーティング層３４ａ及び３４ｂの熱伝導性が悪い場合、光送受信部１５の温度が上昇することがある。温度上昇により、光出力特性が悪化する可能性がある。また、温度を維持するためのＴＥＣの消費電力が増大し、光通信用モジュール全体の消費電力が増大する。従って、コーティング層３４ａ及び３４ｂの熱伝導性は高いことが好ましい。さらにコーティング層３４ａ及び３４ｂが熱可塑性を有する材料からなる場合、光送受信部１５の発熱により、コーティング層３４ａ及び３４ｂが軟化する。この場合、光送受信部１５の位置がずれ、光通信が良好に行われない可能性がある。従って、コーティング層３４ａ及び３４ｂには、温度変化に対する安定性が求められる。つまり、コーディング層３４ａ及び３４ｂには、剥離性、温度変化に対する安定性、及び高い熱伝導性が求められる。以下、コーティング層３４ａ及び３４ｂの性質について検証した実験について説明する。

まず、剥離強度について検証した実験について説明する。実験では、コーティング層の有無、及びコーティング層の種類を変更して、図８に示したような工程を行い、剥離強度を調べた。剥離強度とは、金属板１８が剥離した際の金属板１８を押す力である。

実験に用いたサンプルについて説明する。サンプルＡはコーティング層３４ａ及び３４ｂを設けないサンプルである。サンプルＢ１は，フッ素系樹脂で形成されたコーティング層３４ａ及び３４ｂを設けたサンプルである。サンプルＢ２は、サンプルＢ１と同じ構成の光通信用モジュールに、−４０〜９０℃の温度変化を１００サイクル繰り返したサンプルである。フッ素系樹脂としては、ダイキン工業株式会社製のノヴァテック（商品名）を用いた。サンプルＣ１は、アルミナ系離型剤で形成されたコーティング層３４ａ及び３４ｂを設けたサンプルである。サンプルＣ２は、サンプルＣ１と同じ構成の光通信用モジュールに、−４０〜９０℃の温度変化を１２２サイクル繰り返したサンプルである。アルミナ系離型剤としては、オーデック株式会社製のセラコートスプレー（商品名）を用いた。成分表示によれば、実験に用いたアルミナ系離型剤は、以下の割合で酸化アルミニウム、エチルセルロース及びケイ酸マグネシウムを含有する。
酸化アルミニウム：９４．７４％
エチルセルロース：２．６３％
ケイ酸マグネシウム：２．６３％
また第１接着層２０及び第２接着層２２を構成するシリコーン樹脂として、東レ・ダウニング株式会社製のＳＥ４４８５（商品名）を用いた。第１接着層２０及び第２接着層２２は、４０℃の温度下に１２時間置くことで硬化させた。

サンプルの寸法について説明する。なお図５の上下方向が厚さ方向、左右方向が長さ方向、奥行き方向が幅方向である。
筐体１０の厚さ：１．２ｍｍ
金属板１８の厚さ：０．４ｍｍ
コーティング層３４ａ及び３４ｂ各々の厚さ：０．０１〜０．０３ｍｍ
第１接着層２０とコーティング層３４ａとを合わせた厚さ：０．２１５ｍｍ
第２接着層２２とコーティング層３４ｂとを合わせた厚さ：０．２１５ｍｍ
光送受信部１５の長さ：７．７ｍｍ
光送受信部１５の幅：５．６ｍｍ
なお、サンプルＡは４個、サンプルＢ１〜Ｃ２はそれぞれ５個使用して実験を行った。

図９は剥離強度の実験結果を示す図である。横軸は剥離強度を表す。縦軸は分布を表す。図中の三角はサンプルＡの結果を示す。黒塗りの四角はサンプルＢ１の結果を示す。白抜きの四角はサンプルＢ２の結果を示す。黒塗りの丸はサンプルＣ１の結果を示す。白塗りの丸はサンプルＣ２の結果を示す。図中にプロットされた三角等の印の各々は、各印に対応する剥離強度において、１個のサンプルに剥離が発生したことを示す。図中の最も左側の印は、サンプルＡ〜Ｃ２各々における１個目のサンプルにおいて剥離が発生した強度を示し、左から２つめのプロットは２個目のサンプルにおいて剥離が発生した強度を示す。

図９に示すように、サンプルＡでは約１０〜１１．５ｋｇｆ（約９８〜１１２．８Ｎ）に、剥離強度が分布した。サンプルＢ１では、約２〜２．５ｋｇｆ（約１９．６〜２４．５Ｎ）に剥離強度が分布した。またサンプルＢ２では、約２〜３．５ｋｇｆ（約１９．６〜３４．３Ｎ）に剥離強度が分布した。サンプルＣ１では、約０．８〜２．５ｋｇｆ（７．８〜２４．５Ｎ）に剥離強度が分布した。サンプルＣ２では、約２〜３．５ｋｇｆ（約１９．６〜３４．３Ｎ）に剥離強度が分布した。つまり、コーティング層３４ａ及び３４ｂを設けないサンプルＡよりも、コーティング層３４ａ及び３４ｂを設けたサンプルＢ１〜Ｃ２の方が、剥離強度が小さくなった。言い換えれば、コーティング層３４ａと第１接着層２０との接着力は、第１接着層２０と金属板１８との接着力より小さい。また、コーティング層３４ｂと第２接着層２２との接着力は、第２接着層２２と金属板１８との接着力より小さい。

剥離強度が小さくなることで、金属板１８及び光送受信部１５を剥がす際に、光送受信部１５にかかるストレスは小さくなる。つまり、コーティング層３４ａ及び３４ｂを設けた方が設けない場合よりも、光送受信部１５へのダメージが軽減され、リワーク性が高まる。また温度変化のサイクルを行ったサンプルＢ２及びＣ２の各々は、行わなかったサンプルＢ１及びＣ１よりも剥離強度がやや高くなったが、リワーク性に大きな影響はなかった。また図５において説明したように、光送受信部１５が備える鍔部１７は壁１０ａに押し付けられる。鍔部１７が押し付けられる力は、例えば５００ｇｆ（４．９Ｎ）程度である。サンプルＢ１〜Ｃ２の剥離強度は５００ｇｆよりも大きかった。従って、コーティング層３４ａ及び３４ｂを設けた場合、光送受信部１５のリワーク性が向上し、かつ光送受信部１５の位置が不安定になることは抑制された。また、コーティング層３４ａ及び３４ｂは、温度変化に対して安定だった。

次にコーティング層の熱抵抗を計算したシミュレーションについて説明する。シミュレーションでは、光送受信部１５を熱源として、コーティング層の厚さ（以下コーティング厚）を変化させた場合の、光通信用モジュールの熱抵抗を計算した。なおコーティング層３４ａ及び３４ｂは同じ厚さとし、コーティング厚とはコーティング層３４ａ及び３４ｂの個々の厚さを指すこととした。

サンプルについて説明する。サンプルＤは、コーティング層３４ａ及び３４ｂを設けないサンプルである。サンプルＥは、酸化アルミニウムのみからなるコーティング層３４ａ及び３４ｂを設けたサンプルである。サンプルＦは、アルミナ系離型剤で形成されたコーティング層３４ａ及び３４ｂを設けたサンプルである。サンプルＧは、フッ素系樹脂で形成されたコーティング層３４ａ及び３４ｂを設けたサンプルである。筐体１０は亜鉛ダイカスト（ＺＤＣ２）からなる。光送受信部１５のパッケージは銅タングステン（ＣｕＷ）又はコバールからなる。金属板１８はアルミニウム（Ａ５０５２）からなる。

サンプルの寸法について説明する。なお筐体１０、金属板１８、及び光送受信部１５各々の寸法については、上記したものと同じである。またコーティング層３４ａ及び３４ｂの厚さは、それぞれ０〜０．４ｍｍの間で変化させた。
第１接着層２０の厚さ：０．２１５ｍｍ
第２接着層２２の厚さ：０．２１５ｍｍ

各材料の熱伝導率について説明する。表１はサンプルに用いた材料の熱伝導率を示す表である。表２はサンプルＦに用いられたアルミナ系離型剤に含まれる材料の含有比率と熱伝導率とを示す表である。

表１に示すように、第１接着層２０及び第２接着層２２を形成するシリコーン樹脂の熱伝導率は２．８Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。金属板１８を形成するアルミニウムの熱伝導率は１３８Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。筐体１０を形成するＺｎダイカストの熱伝導率は１１３Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。サンプルＧのコーティング層３４ａ及び３４ｂを形成するフッ素系樹脂の熱伝導率は０．２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。また表２に示すように、サンプルＦのコーティング層３４ａ及び３４ｂを形成するアルミナ系離型剤には、酸化アルミニウムが９４．７４％、エチルセルロースが２．６３％、ケイ酸マグネシウムが２．６３％の割合で含有されている。酸化アルミニウムの熱伝導率は２９Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。エチルセルロースの熱伝導率は０．１７Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。ケイ酸マグネシウムの熱伝導率は０．１１Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。

図１０（ａ）は熱抵抗の計算結果を示す図であり、図１０（ｂ）は０〜０．２ｍｍの範囲を拡大した図である（図１０（ａ）中の破線の楕円参照）。横軸はコーティング厚を表す。縦軸は熱抵抗を表す。一点鎖線はサンプルＤの結果を示す。点線はサンプルＥの結果を示す。実線はサンプルＦの結果を示す。破線はサンプルＧの結果を示す。

図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、サンプルＤの熱抵抗は約３．８℃／Ｗであった。サンプルＥでは、コーティング厚の増大に伴い、熱抵抗が小さくなった。これは表１に示すように、コーティング層３４ａ及び３４ｂを形成する酸化アルミニウムの熱伝導率が、シリコーン樹脂よりも大きいためである。これに対し、サンプルＦでは、コーティング厚の増大に伴い熱抵抗が大きくなった。また、サンプルＧでは、コーティング厚の増大に伴い、熱抵抗が大幅に大きくなった。表２に示すように、サンプルＦのコーティング層３４ａ及び３４ｂに含まれる有機材（エチルセルロース及びケイ酸マグネシウム）の熱伝導率は、シリコーン樹脂及び酸化アルミニウムそれぞれの熱伝導率よりも小さい。このためサンプルＦでは、コーティング厚が大きくなることにより、有機材が有する小さな熱伝導率の寄与が大きくなり、熱抵抗が大きくなった。また、サンプルＧのコーティング層３４ａ及び３４ｂを構成するフッ素形樹脂の熱伝導率は、シリコーン樹脂の熱伝導率よりも小さい。このためサンプルＧでは、コーティング厚が大きくなることにより、フッ素系樹脂の熱伝導率の寄与が大きくなり、熱抵抗が非常に大きくなった。

次に光送受信部１５を動作させた際の温度変化を検証した実験について説明する。実験は、８５℃の温度下において光送信部１２が備えるＬＤを動作させて、光送信部１２の温度を測定した。温度測定の後、コーティング厚を変化させて、光送信部１２の動作、及び温度測定を行ったものである。コーティング層３４ａ及び３４ｂは、表２に示した構成の、アルミナ系離型剤からなるものとした。サンプルとして、サンプル１〜５の５個を用いた。サンプル１〜５は、互いに同じ構成を有する。

図１１は光送信部の温度変化の実験結果を示す図である。横軸はコーティング厚を表す。縦軸は温度変化を表す。白抜きの丸はサンプル１を示す。黒塗りの丸はサンプル２を示す。白抜きの四角はサンプル３を示す。黒塗りの四角はサンプル４を示す。三角はサンプル５を示す。

図１１に示すように、コーティング厚が０．２ｍｍ以上になると、サンプル２，３及び５では、温度上昇が１℃以上となった。これは図１０（ａ）及び図１０（ｂ）において説明したように、コーティング厚の増大に伴い、熱抵抗も大きくなり、放熱性が低下するためである。光送信部１２は、動作すると発熱する。光送信部１２内に設けられたＴＥＣは、光送信部１２の温度を調整する。温度上昇が１℃以上となったことは、ＴＥＣによる温度調整ができなくなったことを示す。つまり、サンプル１，３，及び５は、コーティング厚が０．３ｍｍ付近となった場合に、ＴＥＣによる温度調整が困難になった。サンプル間で温度変化のバラつきが大きかったのは、第１接着層２０及び第２接着層２２を構成するシリコーン樹脂の塗布量のバラつき等によるものと考えられる。

コーティング厚が０．１ｍｍ以下では、サンプル１〜５のいずれにおいても温度変化は１℃以下であった。とくに、コーティング厚が０．０３ｍｍ付近では、温度変化は０．５℃以下と小さく、かつサンプル間のバラつきも小さかった。温度変化が０．５℃以下であれば、ＴＥＣの調整能力の範囲内であり、温度上昇による光出力特性への悪影響も小さい。

次にコーティング層の絶縁耐圧について説明する。光送受信部１５と、金属板１８又は筐体１０とがショートすると、光通信が良好に行われない可能性がある。このため、コーティング層３４ａ及び３４ｂには、電気的な絶縁性が求められる。表３は、フッ素系樹脂とアルミナ系離型剤、各々の絶縁耐圧を示す表である。

表３に示すように、フッ素系樹脂の絶縁耐圧は２２００Ｖ程度である。これに対し、アルミナ系離型剤の絶縁耐圧は１０〜１５ｋＶ程度である。

図９に示したように、リワーク性を高める剥離強度とするためには、コーティング厚は０．０１〜０．０３ｍｍ程度が好ましい。またアルミナ系離型剤及びフッ素系樹脂は、剥離性及び温度変化に対する安定性に優れていた。図１０（ｂ）に示したように、アルミナ系離型剤を用いたサンプルＦでは、コーティング厚が例えば０．１ｍｍのときに熱抵抗は４℃／Ｗ程度であり、コーティング層３４ａ及び３４ｂを設けないサンプルＤとの差異は小さかった。つまり、コーティング層３４ａ及び３４ｂによる熱伝導性への悪影響は小さかった。また、図１１に示したように、コーティング厚が０．０３ｍｍ付近では、温度変化が小さかった。さらに表３に示したように、アルミナ系離型剤は、絶縁耐圧も高い。つまり、アルミナ系離型剤を用いることで、剥離強度、温度変化に対する安定性、熱伝導性、及び絶縁性に優れたコーティング層３４ａ及び３４ｂを形成できるとの結果が得られた。

実施例１では、金属板１８の下面１８ａにコーティング層３４ａを設け、第１接着層２０はコーティング層３４ａと接触して筐体１０と金属板１８とを接着する。また図９において説明したように、コーティング層３４ａと第１接着層２０との接着力は、第１接着層２０と金属板１８との接着力より小さい。このため、実施例１によれば、金属板１８を筐体１０から取り外す工程において、光送受信部１５に加わるストレスを低減することができる。従って、光送受信部１５のリワーク性が向上する。

また金属板１８の上面１８ｂにコーティング層３４ｂを設け、第２接着層２２はコーティング層３４ｂと接触して金属板１８と光送受信部１５とを接着する。コーティング層３４ｂと第２接着層２２との接着力は、第２接着層２２と金属板１８との接着力より小さい。このため、光送受信部１５を金属板１８から取り外す工程においても、光送受信部１５に加わるストレスを低減することができる。従って、光送受信部１５のリワーク性が向上する。

光送受信部１５を再利用する際に用いる筐体１０及び金属板１８は、再利用前に用いていたものと同じ筐体１０及び金属板１８でもよいし、別の筐体１０及び金属板１８でもよい。例えば筐体１０及び金属板１８が破損した場合は、別の筐体１０及び金属板１８を用いればよい。つまり筐体１０及び金属板１８は、再利用してもよいし、再利用しなくてもよい。その一方で、光送受信部１５は、筐体１０及び金属板１８よりも高価である。従って、光通信用モジュールの低コスト化のためには、光送受信部１５を再利用することが特に好ましい。

上述のように、アルミナ系離型剤は、温度変化に対する安定性、熱伝導性、及び絶縁性の点で、コーティング材に適している。良好な剥離性を発揮するためには、コーティング厚は０．０１〜０．０３ｍｍが好ましい。また、アルミナ系離型剤以外の材料を用いてもよい。例えば、ボロンナイトライド系離型剤は、熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）、絶縁耐圧が２０ｋＶである。従って、ボロンナイトライド系離型剤を用いた場合でも、剥離強度、熱伝導性及び絶縁性に優れたコーティング層３４ａ及び３４ｂを形成することができる。ボロンナイトライド系離型剤は、アルミナ系離型剤より熱伝導率が高い。このため、コーティング厚を０．０１〜０．０３ｍｍよりも厚くしても、高い熱伝導性を維持できる。コーティング厚を大きくすることで、剥離性が高まる。またフッ素系樹脂は、アルミナ系離型剤よりも熱伝導性及び絶縁性には劣るが、剥離強度及び温度変化に対する安定性の点からは、コーティング層３４ａ及び３４ｂとして用いてもよい。また、コーティング層３４ａと第１接着層２０との接着力が、第１接着層２０と金属板１８との接着力より小さくなるような、他の材料をコーティング材として用いてもよい。またコーティング層３４ａとコーティング層３４ｂとは、同じ材料からなるとしたが、異なる材料からなるとしてもよい。ただし、工程を簡略化し、光通信用モジュールの低コスト化を図るためには、コーティング層３４ａとコーティング層３４ｂとは同じ材料からなることが好ましい。

第１接着層２０及び第２接着層２２は、シリコーン樹脂、特に放熱シリコーン樹脂により形成することが好ましい。また第１接着層２０及び第２接着層２２は、シリコーン樹脂以外の材料、特に熱伝導性に優れ、かつ光送受信部１５を固定できる接着力を有する材料により形成することが好ましい。金属板１８はアルミニウムからなるとしたが、アルミニウム以外の金属からなるとしてもよい。熱伝導性の観点から、アルミニウム以外に、例えば銅系の材料により金属板１８を形成することが好ましい。またＴＥＣは光送信部１２内に設けられるとしたが、例えば光送受信部１５の外部であって、筐体１０に接触して設けられていもよい。ＴＥＣは筐体１０の温度を調整する。

図６（ａ）から図６（ｃ）に示したように、実施例１では、金属板１８にコーティング層３４ａ及び３４ｂを設けた後に、金属板１８を筐体１０に搭載している。光通信用モジュールの製造方法はこれに限定されず、例えば金属板１８を筐体１０に搭載した後にコーティング層３４ａを設けることも可能である。しかしながら、コーティング層３４ａを形成するコーティング材が、第１接着層２０及び筐体１０に付着する恐れがある。この場合、光送受信部１５のパッケージと筐体１０とがショートして、光通信が良好に行われない可能性がある。光受信部１４では、ＰＤ等の受光部を用いた回路のグランド電位を、パッケージの電位としている。このため、パッケージの電位と、筐体１０のグランド電位とを異なる電位とすることが求められる。つまり光送受信部１５と筐体１０との間は、絶縁されていることが求められる。金属板１８にコーティング層３４ａ及び３４ｂを設けた後に、金属板１８を筐体１０に搭載することで、コーティング材が第１接着層２０及び筐体１０に付着することが抑制される。つまり、光送受信部１５と筐体１０とのショートを抑制するためには、金属板１８にコーティング層３４ａ及び３４ｂを設けた後、金属板１８を筐体１０に搭載することが好ましい。

レセプタクル１６が孔部３２に挿入された状態において、金属板１８を第１接着層２０から剥がすと、レセプタクル１６又は鍔部１７に大きなストレスが加わることがある。この結果、光送受信部１５にダメージが発生する可能性がある。図８において説明した分解方法では、金属板１８にレセプタクル１６の孔部３２への挿入方向とは反対方向に力を加えて、金属板１８及び光送受信部１５を孔部３２への挿入方向とは反対方向に移動させる。これにより、レセプタクル１６は孔部３２から抜けて、孔部３２の外部に移動する。鍔部１７は壁１０ａから離れる。このため、光送受信部１５へのダメージを抑制することができる。また、金属板１８を移動させた後、金属板１８を筐体１０から取り外す前に、光送受信部１５を金属板１８から取り外す工程を行ってもよい。しかしながら、筐体１０と金属板１８とが一体になった状態では作業スペースが狭いため、光送受信部１５を金属板１８から取り外す工程において光送受信部１５にダメージが生じることがある。光送受信部１５へのダメージを抑制するためには、金属板１８を筐体１０から取り外す工程の後に、光送受信部１５を金属板１８から取り外す工程を行うことが好ましい。

なお、金属板１８を筐体１０から剥がした後、光送受信部１５を金属板１８から剥がして光送受信部１５を再利用するほか、光送受信部１５を金属板１８から剥がさずに、光送受信部１５と金属板１８とを一体として再利用してもよい。

実施例２は、下面１８ａにのみコーティング層を設けた例である。図１２は実施例２に係る光通信用モジュールを例示する断面図である。

図１２に示すように、金属板１８の上面１８ｂにはコーティング層３４ｂが設けられていない。下面１８ａにはコーティング層３４ａが設けられている。他の構成は既述したものと同じであるため、説明を省略する。また実施例２に係る光通信用モジュールの製造方法は、コーティング層３４ｂを設けないこと以外は、図６（ａ）から図７（ｃ）に示したものと同じである。つまり、図６（ａ）に示した工程において、コーティング層３４ａのみが設けられ、コーティング層３４ｂは設けられない。

実施例２に係る光通信用モジュールの分解方法について説明する。金属板１８及び光送受信部１５を筐体１０から取り外す工程を行う点は、実施例１（図８参照）と同様である。つまり、金属板１８の下面１８ａに設けられたコーティング層３４ａが、第１接着層２０から剥れる。その一方で、実施例２では、光送受信部１５と金属板１８とを一体として再利用する。このため、光送受信部１５を金属板１８から取り外す工程は行わなくてよい。

実施例２によれば、実施例１と同様に光送受信部１５のリワーク性が高まる。また、コーティング層３４ｂは設けなくてもよいため、コーティング材の節約により、光通信用モジュールの低コストを図ることができる。また、光送受信部１５を金属板１８から取り外さなくてよいため、工程を簡略化することができる。

実施例３は、筐体１０にコーティング層を設けた例である。図１３（ａ）は実施例３に係る光通信用モジュールを例示する断面図である。図１３（ｂ）については後述する。

図１３（ａ）に示すように、筐体１０の上面１０ｂに、例えばアルミナ系離型剤からなるコーティング層３４ｃが設けられている。第１接着層２０は、コーティング層３４ａとコーティング層３４ｃとに接触して、筐体１０と金属板１８とを接着する。他の構成は既述したものと同じであるため説明を省略する。

次に実施例３に係る光通信用モジュールの製造方法について説明する。図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、実施例３に係る光通信用モジュールの製造方法を例示する断面図である。

図１４（ａ）に示すように、例えばスプレーによりコーティング材を吹き付けて、筐体１０の上面１０ｂにコーティング層３４ｃを設ける。図１４（ｂ）に示すように、コーティング層３４ｃ上に、第１接着層２０を設ける。他の工程は、図６（ａ）、図６（ｃ）から図７（ｂ）に示したものと同じであるため説明を省略する。なお、金属板１８は、図６（ａ）に示すようなコーティング層３４ａ及び３４ｂが設けられたもの、又は図１２（ａ）に示すようなコーティング層３４ａのみが設けられたもの、どちらを用いてもよい。また実施例３に係る光通信用モジュールの製造方法及び分解方法は、既述したものと同じであるため、説明を省略する。

実施例３によれば、筐体１０の上面１０ｂにコーティング層３４ｃが設けられ、コーティング層３４ｃと第１接着層２０との接着力は、第１接着層２０と筐体１０との接着力より小さい。このため、実施例１と同様に光送受信部１５のリワーク性が高まる。

次に実施例３の変形例について説明する。図１３（ｂ）は実施例３の変形例に係る光通信用モジュールを例示する断面図である。

図１３（ｂ）に示すように、筐体１０の上面にコーティング層３４ｃが設けられ、金属板１８にはコーティング層３４ａ及び３４ｂが設けられていない。他の構成は既述したものと同じであるため、説明を省略する。実施例３の変形例に係る光通信用モジュールの製造方法は、金属板１８にコーティング層３４ａ及び３４ｂを設けないこと以外は、既述したものと同じであるため、説明を省略する。

実施例３の変形例に係る光通信用モジュールの分解方法について説明する。金属板１８及び光送受信部１５を筐体１０から取り外す工程を行う点は、実施例１（図８参照）と同様である。このとき、第１接着層２０がコーティング層３４ｃから剥れる。つまり、筐体１０及びコーティング層３４ｃと、第１接着層２０、金属板１８、第２接着層２２及び光送受信部１５とが分離する。実施例３の変形例では実施例２と同様に、光送受信部１５と金属板１８とを一体として再利用する。

実施例１から実施例３の変形例において説明したように、コーティング層は、金属板１８の下面１８ａ及び筐体１０の上面１０ｂの少なくとも一方に設けられていればよい。また、金属板１８の上面１８ｂに設けられてもよい。

各実施例においては、光送信部１２及び光受信部１４を合わせた光送受信部１５が筐体１０に搭載されるとしたが、例えば光送信部１２又は光受信部１４のいずれか一方のみが筐体１０に搭載されるとしてもよい。光送信部１２はＬＤ以外に、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）等の発光素子を備えるとしてもよい。光受信部１４は、ＰＤ以外の受光素子を備えるとしてもよい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

筐体 １０
上面 １０ｂ，１８ｂ
光送信部 １２
光送信部 １４
光送受信部 １５
レセプタクル １６
金属板 １８
下面 １８ａ
第１接着層 ２０
第２接着層 ２２
孔部 ３２
コーティング層 ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ

Claims (8)

1. 光素子を搭載した光通信部と、
   前記光通信部を搭載する筐体と、
   前記光通信部と前記筐体との間に設けられた金属板と、
   前記金属板の前記筐体側の面、及び前記筐体の前記金属板側の面の少なくとも一方に設けられたコーティング層と、
   前記金属板と前記筐体との間に設けられ、前記コーティング層と接触して、前記金属板と前記筐体とを接着する第１接着層と、
   前記光通信部と前記金属板との間に設けられ、前記光通信部と前記金属板を接着する第２接着層と、を具備し、
   前記コーティング層と前記第１接着層との接着力は、前記第１接着層と前記金属板との接着力及び前記第１接着層と前記筐体との接着力の各々より小さいことを特徴とする光通信用モジュール。
2. 前記金属板の前記光通信部側の面に設けられた、前記コーティング層とは別のコーティング層を具備し、
   前記第２接着層は、前記別のコーティング層と接触して、前記光通信部と前記金属板を接着し、
   前記別のコーティング層と前記第２接着層との接着力は、前記第２接着層と前記金属板との接着力及び前記第２接着層と前記光通信部との接着力の各々より小さいことを特徴とする請求項１記載の光通信用モジュール。
3. 前記別のコーティング層は、前記コーティング層と同じ材料からなることを特徴とする請求項２記載の光通信用モジュール。
4. 前記コーティング層は、酸化アルミニウムを含む離型剤により形成されていることを特徴とする請求項１から３いずれか一項記載の光通信用モジュール。
5. 前記第１接着層及び前記第２接着層は、シリコーン樹脂からなることを特徴とする請求項１から４いずれか一項記載の光通信用モジュール。
6. 光素子を備えた光通信部と、前記光通信部を搭載する筐体と、前記光通信部と前記筐体との間に設けられた金属板と、前記金属板の前記筐体側の面、及び前記筐体の前記金属板側の面の少なくとも一方に設けられたコーティング層と、前記金属板と前記筐体との間に設けられ、前記コーティング層と接触して、前記金属板と前記筐体とを接着する第１接着層と、前記光通信部と前記金属板との間に設けられ、前記光通信部と前記金属板を接着する第２接着層と、を備える光通信用モジュールの分解方法であって、
   前記コーティング層を前記第１接着層から剥がすことで、前記金属板及び前記光通信部を前記筐体から取り外す工程を有することを特徴とする光通信用モジュールの分解方法。
7. 前記光通信部はレセプタクルを備え、前記筐体は前記レセプタクルが挿入される穴を備え、かつ前記レセプタクルの前記孔部への挿入方向は、前記筐体の前記光通信部を搭載する搭載面の延びる方向であって、
   前記取り外す工程は、前記挿入方向とは反対方向に前記光通信部を移動させる工程を含むことを特徴とする請求項６記載の光通信用モジュールの分解方法。
8. 筐体と光通信部との間に金属板を介在して、前記筐体と前記光通信部とを一体化する光通信用モジュールの製造方法であって、
   前記金属板の前記筐体側の面、及び前記筐体の前記金属板側の面の少なくとも一方に、コーティング層を形成する工程と、
   前記筐体と前記金属板との間に第１接着層を設け、前記筐体と前記金属板とを前記第１接着層により接着する工程と、
   前記金属板と前記光通信部との間に第２接着層を設け、前記金属板と前記光通信部とを前記第２接着層により接着する工程と、を含み、
   前記コーティング層と前記第１接着層との接着力は、前記第１接着層と前記金属板との接着力、及び前記第１接着層と前記筐体との接着力の各々より小さいことを特徴とする光通信用モジュールの製造方法。

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