JP2014078609A - 光送受信モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】薄型かつ高い放熱効果をもつ光送受信モジュールを提供することを目的とする。
【解決手段】光送受信モジュール１は、矩形状の回路基板２と、前記回路基板の短手方向における一方側に備えられたＩＣ２１及びレーザモジュール２２と、前記回路基板に前記ＩＣ及び前記レーザモジュールと対向するように取り付けられた放熱部材３とを有し、前記放熱部材は前記回路基板の短手方向における一方側に、前記ＩＣと熱的に接するＩＣ放熱部３１と、前記レーザモジュールと熱的に接するレーザ放熱部３２とを有し、前記放熱部材は、前記回路基板の短手方向における他方側に、前記回路基板の長手方向における一端側から他端側に延びる放熱フィン３３を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光電変換機能を備える光送受信モジュールに関するものである。

通信機器の高速化によって、通信機器に光電変換機能を備える光送受信モジュールを多数実装することが求められている。通信機器に光送受信モジュールを多数実装するためには、レーザやＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の素子を高密度に配置することによって光送受信モジュールを薄型化する必要がある。光送受信モジュールにレーザやＩＣ等の素子を高密度に配置した場合には、これらの素子で発生した熱をいかに放熱させるかが問題となる。光送受信モジュールのレーザやＩＣで発生した熱を放熱させる技術としては、光送受信モジュールの筐体表面に設けられた放熱フィンを通して放熱する技術が知られている。

例えば、特許文献１に記載の光送受信器は、筐体内に波長可変レーザモジュールと、光変調器と、受光素子とコネクタとを実装した回路基板を有し、前記回路基板の表面側の前記筐体に放熱フィンが実装されている。

特開２０１０−２１１１５７号公報

特許文献１に記載の光送受信器は、放熱フィンが筐体の外側に突出するように形成されているため、その突出した分だけ筐体の外側方向に厚みが増してしまう。光送受信器の厚みが増すと、通信機器に実装できる光送受信器の数が減少してしまい、通信機器の高速化の妨げとなる。

そこで、本発明は、薄型かつ高い放熱効果をもつ光送受信モジュールを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、矩形状の回路基板と、前記回路基板の短手方向における一方側に備えられたＩＣ及びレーザモジュールと、前記回路基板に前記ＩＣ及び前記レーザモジュールと対向するように取り付けられた放熱部材とを有し、前記放熱部材は前記回路基板の短手方向における一方側に、前記ＩＣと熱的に接するＩＣ放熱部と、前記レーザモジュールと熱的に接するレーザ放熱部とを有し、前記放熱部材は、前記回路基板の短手方向における他方側に、前記回路基板の長手方向における一端側から他端側に延びる放熱フィンを有する、光送受信モジュールを提供する。

また、前記レーザ放熱部は、前記回路基板と対向する方向に対しての窪みを有し、前記窪みに前記レーザモジュールが収納されているとよい。

また、前記放熱フィン及び前記ＩＣ放熱部は、前記回路基板と対向する方向に突出し、前記ＩＣ放熱部は、前記放熱フィンよりも前記回路基板と対向する方向に突出するように形成されているとよい。

また、前記放熱フィン及び前記レーザ放熱部は、前記放熱部材の前記回路基板と対向する方向の反対方向に突出し、前記レーザ放熱部は、前記放熱フィンよりも前記回路基板と対向する方向の反対方向に突出するように形成されていてもよい。

本発明に係る光送受信モジュールは、薄型かつ高い放熱効果を実現することができる。

第１の実施の形態に係る光送受信モジュールを示す斜視図である。 第１の実施の形態に係る光送受信モジュールを示す分解斜視図である。 第１の実施の形態に係る放熱部材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は一方の視点からの斜視図、（ｄ）は他方の視点からの斜視図である。 第２の実施の形態に係る光送受信モジュールを示す斜視図である。 第２の実施の形態に係る光送受信モジュールを示す分解斜視図である。 第２の実施の形態に係る放熱部材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は一方の視点からの斜視図、（ｄ）は他方の視点からの斜視図である。

［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態に係る光送受信モジュール１の一構成例を図１〜３を参照して説明する。図１は、第１の実施の形態に係る光送受信モジュール１を示す斜視図である。図２は、光送受信モジュール１を示す分解斜視図である。

光送受信モジュール１は、例えばルータやメディアコンバータなどの通信機器内に設けられる外部通信回路基板に搭載されるものであり、光ファイバで接続された通信機器間の光通信を行うための光電変換機能を有する。光送受信モジュール１は、各種電子部品が実装された回路基板２と、回路基板２上に備えられたＩＣ２１、波長可変レーザモジュール２２及び、光変調器２３と、放熱部材３とを有している。

回路基板２は細長い矩形状であり、長手方向の一端側には、光送受信モジュール１を通信機器に取り付けるためのベゼル２４を備え、長手方向の他端側には、光送受信モジュール１と通信機器内の外部通信回路基板とを電気的に接続するためのコネクタ２５を備えている。ベゼル２４は、通信機器に固定するための固定具２４１と、光送受信モジュール１の放熱を行うための空気の吸排気を行うための通気孔２４２と、通信機器と別の通信機器との通信を行う光ファイバを接続するためのレセプタ２４３とを有している。回路基板２の短手方向における一方側には、ＩＣ２１等が実装され、他方側には、光変調器２３等が実装されている。

波長可変レーザモジュール２２は、回路基板２の短手方向の一方側にＩＣ２１を避けるように配置される。波長可変レーザモジュール２２は、回路基板２には固定されず、後述する放熱部材３に固定される。波長可変レーザモジュール２２は、波長選択性能をもっており、所望の波長の光を出力する。

光変調器２３は、波長可変レーザモジュール２２からの光を変調し、レセプタ２４３を介して光ファイバに光信号を出力する。

受光素子（図示しない）は回路基板２に実装され、光ファイバからレセプタ２４３を介して入力された光信号を受光し、電気信号として出力するものである。受光素子としては、例えばＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）である。

ＩＣ２１は例えば、ＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）機能を備えたＩＣである。ＦＥＣ機能を備えたＩＣは、出力される信号に信号の誤り訂正を行うための符号を付加する。または、入力された信号に誤りがないかについて、入力された信号の誤りを検出する。

図３は、放熱部材３を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は一方の視点からの斜視図、（ｄ）は他方の視点からの斜視図である。

放熱部材３は、回路基板２のＩＣ２１、光変調器２３等を実装した面に取付けられる。放熱部材３は、回路基板２と対向する面である第１の面３ａと、第１の面３ａと反対側の面である第２の面３ｂとを有している。第１の面３ａにおける短手方向の一方側には、ＩＣ２１と熱的に接するＩＣ放熱部３１と、波長可変レーザモジュール２２と熱的に接するレーザ放熱部３２とを有する。なお、以下の説明において、放熱部材３の回路基板２と対向する方向を単に「対向方向」ということがある。

ＩＣ放熱部３１は、対向方向に対して突出する凸面３１ａを有する。凸面３１ａは、ＩＣ２１との間に伝熱シートを介して接している。

レーザ放熱部３２は、対向方向とは反対の方向に対して窪んでいる凹面３２ａと、第１の面３ａから第２の面３ｂに貫通する取付穴３２１〜３２４を有する。凹面３２ａには、波長可変レーザモジュール２２が接するように収納される。凹面３２ａに収容された波長可変レーザモジュール２２は、取付穴３２１〜３２４に挿通されたネジ等の固定部材によって放熱部材３に固定される。

第１の面３ａにおける短手方向の他方側には、対向方向に対して突出し、第１の面３ａの長手方向に沿って延びる複数の放熱フィン３３が、第１の面３ａの短手方向に対して並列するように形成されている。すなわち、放熱フィン３３は、回路基板２の通気孔２４２を有する一端側からコネクタ２５を有する他端側に延びるように形成されている。また、放熱フィン３３は、同じ第１の面３ａから突出するＩＣ放熱部３１よりも対向方向に対して突出しないように形成されている。

第１の面３ａにおける長手方向の両端４隅には、回路基板２と放熱部材３との間の隙間を調節するためのスペーサ３４〜３７が設けられている。スペーサ３４〜３７には、第１の面３ａから第２の面３ｂに貫通する取付穴３４０，３５０，３６０，３７０が形成されている。回路基板２にも、取付穴３４０，３５０，３６０，３７０に対応する位置に取付穴２１１〜２１４が形成されている。回路基板２と放熱部材３とは、取付穴３４０，３５０，３６０，３７０と対応する取付穴３４〜３７とにネジ等の固定部材を挿通することによって固定される。

ＩＣ２１や波長可変レーザモジュール２２等で発生した熱は、ＩＣ放熱部３１やレーザ放熱部３２等から放熱フィン３３に伝熱する。通信機器内には空冷用のファンが設けられ、回路基板２における一端側の通気孔２４２から他端側に空気が吸気されることによって、放熱フィン３３が空冷される。すなわち、空気は、放熱部材３の放熱フィン３３が延びる方向に向かって流れ、放熱部材３の放熱フィン３３等から熱が空気に放熱される。

（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、以下に述べる作用及び効果が得られる。

（１）放熱部材３は、ＩＣ２１と波長可変レーザモジュール２２との両方に熱的に接しているため、１つの部材で複数の部材の放熱を行うことができる。よって、光送受信モジュールの部品点数を減らすことができる。

（２）波長可変レーザモジュール２２は、レーザ放熱部３２の凹部３２ａに収納されるため、光送受信モジュール１の対向方向に対する大きさを小型化することができる。

（３）放熱フィン３３は、空気の流れる方向に沿って延びるように形成されることによって、熱を効率よく伝達することができる。

（４）放熱フィン３３は、同じ第１の面３ａから突出するＩＣ放熱部３１よりも対向方向に対して突出しないように形成されているため、放熱フィンを設けることによって、光送受信モジュール１の対向方向に対する厚みが増すことを抑制することができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について図４から図６を参照して説明する。図４は、第２の実施の形態に係る光送受信モジュールを示す斜視図である。図５は、光送受信モジュールを示す分解斜視図である。図６は、放熱部材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は一方の視点からの斜視図、（ｄ）は他方の視点からの斜視図である。

第１の実施の形態では、第１の面３ａに放熱フィン３３が形成されている場合について説明したが、本実施の形態では、放熱フィン３３Ａが第２の面３ｂに形成されている。これ以外の構成は、第１の実施の形態に係る光送送受信モジュール１と同様であるので、第１の実施の形態について説明したものと機能が共通する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。

本実施の形態では、放熱フィン３３Ａは第２の面３ｂの短手方向の一方側に形成されている。放熱フィン３３Ａは、対向方向とは反対側の方向に突出し、第２の面３ｂの長手方向に沿って延びる複数の放熱フィン３３Ａが、第２の面３ｂの短手方向に対して並列するよう形成されている。放熱フィン３３Ａは、第２の面３ｂの他の面よりも突出しないように形成されている。

本実施の形態によっても、第１の実施の形態について説明した作用及び効果と同様の作用及び効果が得られる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

また、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、放熱部材３，３Ａが熱的に接する対象は、波長可変レーザモジュール２２、ＩＣ２１以外であってもよい。

１，１Ａ…光送受信モジュール、２…回路基板、３，３Ａ…放熱部材、３ａ…第１の面、３ｂ…第２の面、２１…ＩＣ、２２…波長可変レーザモジュール、２３…光変調器、２４…ベゼル、２５…コネクタ、３１…ＩＣ放熱部、３２…レーザ放熱部、３２ａ…凹面、３３ｂ…凸面、３３，３３Ａ…放熱フィン、３４，３５，３６，３７…スペーサ、２１１，２１２，２１３，２１４，３１１，３１２，３１３，３１４，３２１，３２２，３２３，３２４，３４０，３５０，３６０，３７０…取付穴、２４１…固定具、２４２…通気孔、２４３…レセプタ

Claims (4)

1. 矩形状の回路基板と、
   前記回路基板の短手方向における一方側に備えられたＩＣ及びレーザモジュールと、
   前記回路基板に前記ＩＣ及び前記レーザモジュールと対向するように取り付けられた放熱部材とを有し、
   前記放熱部材は前記回路基板の短手方向における一方側に、前記ＩＣと熱的に接するＩＣ放熱部と、前記レーザモジュールと熱的に接するレーザ放熱部とを有し、
   前記放熱部材は、前記回路基板の短手方向における他方側に、前記回路基板の長手方向における一端側から他端側に延びる放熱フィンを有する、
   光送受信モジュール。
2. 前記レーザ放熱部は、前記回路基板と対向する方向に対しての窪みを有し、前記窪みに前記レーザモジュールが収納される、
   請求項１に記載の光送受信モジュール。
3. 前記放熱フィン及び前記ＩＣ放熱部は、前記回路基板と対向する方向に突出し、
   前記ＩＣ放熱部は、前記放熱フィンよりも前記回路基板と対向する方向に突出するように形成されている、
   請求項１又は２に記載の光送受信モジュール。
4. 前記放熱フィン及び前記レーザ放熱部は、前記放熱部材の前記回路基板と対向する方向の反対方向に突出し、
   前記レーザ放熱部は、前記放熱フィンよりも前記回路基板と対向する方向の反対方向に突出するように形成されている、
   請求項１又は２に記載の光送受信モジュール。

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