JP4528343B2 - 受動熱伝達を備える光学トランスポンダ - Google Patents

Description

本発明の実施態様は、電気通信機器に関し、具体的には、光学トランスポンダに関する。

トランスポンダは、光及び／又は電気信号に関するデータ及び／又は他の情報を送受信するために、電気通信系及び／又はネットワークにおいて使用され得る。しかしながら、従来的な光トランスポンダは制約を有する。

本発明は従来技術の問題点を解決することを目的とする。

図面中、同等の参照番号は、同一の機能的に類似な並びに／或いは構造的に均等な素子を概ね表示している。素子が初めに現れる図面は、参照番号中の左端の数字によって表示される。

図１は、本発明の実施態様に従った光トランスポンダ組立体１００の機械的構成部品配置を示す斜視図である。例証されている例示的な組立体１００は、電磁干渉（ＥＭＩ）ガスケット１０４に結合されたホストボード１０２を含む。ＥＭＩガスケットは、ベゼル２０６に結合されている。光トランスポンダ組立体１００が組み立てられるとき、ケージ組立体１０８がコネクタ１０７によってホストボード１０２に結合され得る。

光トランスポンダ組立体１００が組み立てられるとき、トランスポンダモジュール１１０がケージ組立体１０８内部に配置され得るし、コネクタ１０７によってホストボード１０２にも結合され得る。光トランスポンダ組立体１００が組み立てられるとき、ヒートシンク１１２が、クリップ１１４を用いて、ケージ組立体１０８及び／又は光トランスポンダモジュール１１０に取り外し可能に結合され得る。例証されている実施態様において、光トランスポンダ組立体１００は、モジュール１１０内に配置された伝熱ブロック１１６及びヒートウィック１１８も含む。

図２は、本発明の実施態様に従ったモジュール１１０及びヒートシンク１１２をより詳細に示す断面図である。例証されている実施態様では、モジュール１１０は、モジュール本体２０２及びモジュール底部カバー２０４を有するように示されている。プリント基板（ＰＣＢ）２０６が、本体２０２と底部カバー２０４との間に配置されている。光トランスポンダ組立体１００の送信機部分のための送信機回路２０８が、プリント基板２０６に結合されている。

例証されている実施態様では、熱界面材料（ＴＩＭ）２１０が、送信機回路２０８と伝熱ブロック１１６との間に配置され、熱界面材料（ＴＩＭ）２１２が、プリント基板２０６と底部カバー２０４との間に配置されている。例証されている実施態様では、熱グリース２１６が、伝熱ブロック１１６と本体２０２との間に配置されている。例証されている実施態様では、ヒートウィック１１８は、ＰＣＢ２０６上に配置された１つ又はそれよりも多くの熱ビア２１８内に配置されている。

一部の実施態様のために、送信機回路２０８は、電気信号を光信号に変換し且つ光信号を送信する回路を含む。回路は、レーザ、レーザドライバ、クロック及びデータ再生回路（ＣＤＲ）のような信号処理回路、例えば、増幅器、１つ又はそれよりも多くのマイクロコントローラ、光検出器、並びに、他の回路を含み得る。プリント基板２０６は、光信号を受信し且つ光信号を電気信号に変換する回路も含み得る。

図３は、本発明の実施態様に従って分解された光トランスポンダ組立体１００及びヒートウィック１１８の斜視図である。例証されている実施態様では、ヒートウィック１１８は、例えば、板金から成る銅片である。

ヒートウィックは、プリント基板２０６の接地層から光トランスポンダ１００の外表面への温度熱スプレッダ及び／又は熱ブリッジとして作用し得る。例えば、本発明の一部の実施態様では、ヒートウィック１１８は、プリント基板２０６からモジュール本体２０２へ熱を移転する空気又は他の適切な手段を利用して、受動的な熱移転を実現し得る。

一部の実施態様のために、ヒートウィック１１８は、モジュール本体２０２からプリント基板２０６へではなく、プリント基板２０６からモジュール本体２０２へ実質的に一方向に熱を移転するよう設計され得る。一方向の熱移転を達成することを保証するために、数学的モデリングが使用され得る。

一部の実施態様のために、銅ヒートウィック１１８の一端部が、銅接地層に連結され得る熱ビア２１８を使用して、プリント基板２０６にはんだ付けされ得るし、銅ヒートウィック１１８の他端部は、モジュール本体２０２の内表面とばね状に或いは他の機械的手段で接触し得る。熱ビア２１８内に銅ヒートウィック１１８を位置付けるのを助けるために、突起３０２が熱ビア２１８内に挿入され得る。

光トランスポンダモジュール１１０内に生成される熱は、送信機回路２０８の周りに集められ得る。よって、この地域はモジュール１１０内の如何なる他の地域よりも熱くあり得る。慕って、ヒートウィック１１８は、図２中に例証されるように、送信機回路２０８の上に配置され得る。

図４は、本発明の実施態様に従って組み立てられた光トランスポンダ組立体１００及びヒートウィック１１８の斜視図である。例証されている実施態様では、ヒートウィック１１８は、プリント基板２０６の接地層に連結された熱ビアホール２１８を用いて、プリント基板２０６にはんだ付けされている。銅ヒートウィック１１８は、モジュール本体２０２の内表面と接触するよう、上向きに反らされている。

図５は、本発明の実施態様に従って分解された光トランスポンダ組立体１００及び伝熱ブロック１１８の斜視図である。例証されている実施態様では、伝熱ブロック１１８は、本体２０２の切欠き内に配置された銅ブロックである。

伝熱ブロック１１６は、大きな表面地域上で温度熱スプレッダとして作用し得る。一部の実施態様のために、本体２０２は、切欠きを形成するよう機械加工され得るし、伝熱ブロック１１６は切欠き内に圧力嵌めされ得る。伝熱ブロック１１６の厚さは、切欠きの地形と相応するよう変更され得る。

一部の実施態様のために、伝熱ブロック１１６は、機械的取付けを用いて、モジュール本体２０２と直接的に接触し得る。この構成は、局地化された熱がモジュール本体２０２の大きな表面地域上に広がることを可能にし得る。例えば、伝熱ブロック１１６は、プリント基板２０６からモジュール本体２０２へ熱を移転する空気又は他の適切な手段を利用することによって、受動的な熱移転を実現し得る。一部の実施態様のために、伝熱ブロック１１６は、モジュール本体２０２内に収容され得る程度に大きくあり得る。

他の実施態様のために、熱界面材料２１０は、例えば、嵌め合い部分間の空間を充填するよう、送信機回路２０８と伝熱ブロック１１８との間に配置され得る。

図６は、本発明の実施態様に従った光トランスポンダ組立体１００を動作するための方法を例証するフロー図であり、伝熱ブロック１１６及びヒートウィック１１８は、光トランスポンダ組立体１００内で生成される熱の光トランスポンダ組立体１００を取り巻く環境への受動的移転をもたらすために使用され得る。

方法６００は、ブロック６０４への経路を制御するブロック６０２で開始する。

ブロック６０４において、モジュール１１０は熱を生成し得る。１つの実施態様において、モジュール１１０は、プリント基板２０６上の構成部品が動作するときに、熱を生成し得る。

ブロック６０６において、熱は、プリント基板２０６からヒートウィック１１８に移転され得る。一部の実施態様のために、熱はプリント基板２０６内の接地層からヒートウィック１１８に移転され得る。

ブロック６０８において、熱は、例えば、熱界面材料２１０を通じて、ヒートウィック１１８から伝熱ブロック１１６に移転され得る。

ブロック６１０において、熱は、例えば、熱グリース２１６を通じて、伝熱ブロック１１６からモジュール本体に移転され得る。

ブロック６１２において、熱は伝熱ブロック１１６からヒートシンク１１２に移転され得る。

ブロック６１４において、ヒートシンク１１２は、伝熱ブロック１１６から受け取る熱を放散し得る。

ブロック６０４乃至６１４における熱力学サイクルは反復され得る。

ブロック６１８において、方法６００は終了する。

方法６００の動作は、本発明の実施態様を理解するのに最も役立ち得る方法で順に遂行される複数の別個のブロックとして記載された。しかしながら、それらが記載される順序は、これらの動作が必要的に順序依存的である或いは動作がブロックが提示される順序で遂行されることを暗示すると理解されるべきではない。

もちろん、方法６００は例示的なプロセスであり、本発明の実施態様を実施するために他のプロセスが使用され得る。例えば、プロセッサ（図示せず）のような機械に方法６００を遂行させるために、機械読取り可能データを備える機械アクセス可能媒体が使用され得る。

本発明の実施態様において、ホストボード１０２は、１つ又はそれよりも多くの光トランスポンダモジュール１１０を受け入れ得る如何なる適切なプリント基板であってもよい。

本発明の実施態様において、ＥＭＩガスケット１０４は、電磁干渉（ＥＭＩ）及び／又は無線周波干渉（ＲＦＩ）を遮蔽し得る如何なる適切なガスケットであってもよい。

本発明の実施態様において、ベゼル１０６は、ホストボード１０２用の如何なる適切なフェースプレート又はカバーであってもよい。

本発明の一部の実施態様において、コネクタ１０７は、３０ピンコネクタであり得る。他の実施態様のために、コネクタ１０７は、７０ピンコネクタであり得る。

本発明の実施態様において、ケージ組立体１０８は、電磁干渉（ＥＭＩ）放射を減少し且つ／或いはトランスポンダモジュールの放射線感受性を減少する如何なる適切な筐体であってもよい。１つの実施態様において、ケージ組立体１０８は、ファラデーケージである。

本発明の実施態様において、ヒートシンク１１２は、例えば、空気流を使用して、１つの場所から他の場所に熱を受動的に移転し得る

本発明の実施態様において、クリップ１１４は、ヒートシンク１１２をモジュール１１０及び／又はケージ１０８に取り外し可能に固定し得る如何なる装置であってもよい。

本発明の実施態様において、熱干渉材料（ＴＩＭ）２１０及び２１２は、送信機回路２０８と伝熱ブロック１１６との間の熱の伝達を助ける如何なる物質であってもよい。他の実施態様のために、熱界面材料（ＴＩＭ）２１２は、モジュール底部カバー２０４とプリント基板２０６との間の熱の伝達を助ける如何なる物質であってもよい。例えば、熱界面材料（ＴＩＭ）２１０及び２１２は、熱間隙パッド、熱コンパウンド、熱グリース、熱伝達膜、又は、他の適切な熱界面材料であり得る。

本発明の一部の実施態様において、熱グリース２１６は、伝熱ブロック１１６とモジュール本体２０２との間のより良好な熱伝達を促進するために使用され得る。伝熱ブロック１１６とモジュール本体２０２との間のより良好な熱伝達を促進するために、熱ペースト及び／又は熱コンパウンドも使用され得る。

本発明の実施態様は、ハードウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせを使用して実施され得る。ソフトウェアを使用する実施において、ソフトウェアは機械アクセス可能媒体上に記憶され得る。

上記の記載では、本発明の実施態様の完全な理解をもたらすために、例えば、具体的なプロセス、材料、装置等のような多数の具体的な詳細が提示されている。しかしながら、関連技術の当業者であれば、本発明の実施態様が、１つ又はそれよりも多くの具体的な詳細を備えずに、或いは、他の方法、構成部品等を用いて実施され得ることを認識しよう。他の例では、この記載の理解を不明瞭にすることを避けるために、構造又は動作は詳細に示されておらず或いは記載されていない。

この明細書を通じての「１つの実施態様」又は「実施態様」への言及は、実施態様に関連して記載される特定の機能、構造、プロセス、ブロック、又は、特徴が、本発明の少なくとも１つの実施態様中に記載されていることを意味する。よって、この明細書を通じた様々な場所における「１つの実施態様において」又は「実施態様において」の表現の現れは、表現が全て同一の実施態様を指すことを意味している。特定の機能、構造、又は、特徴は、１つ又はそれよりも多くの実施態様において如何なる適切な方法においても組み合わせられ得る。

以下の請求項において使用される用語は、本発明の実施態様を明細書及び請求項中に開示される具体的な実施態様に限定するよう解釈されるべきではない。むしろ、発明の実施態様の範囲は、確立された請求項解釈理論に従って解釈されるべき以下の請求項によって専ら解釈されるべきである。

本発明の実施態様に従った光トランスポンダ組立体を示す斜視図である。 本発明の実施態様に従った図１に描写される光トランスポンダ組立体をより詳細に示す断面図である。 本発明の実施態様に従った分解された光トランスポンダ組立体及びヒートウィックを示す斜視図である。 本発明の実施態様に従った組み立てられた光トランスポンダ組立体及びヒートウィックを示す斜視図である。 本発明の実施態様に従った組み立てられた光トランスポンダ組立体及び銅ブロックを示す斜視図である。 本発明の実施態様に従った光トランスポンダ組立体を動作するための方法を例証するフロー図である。

Claims (11)

1. 本体とカバーとを有する光トランスポンダモジュールを含み、
   前記光トランスポンダモジュール本体内に配置されるプリント基板を含み、該プリント基板は、光信号を送受信するための回路を有し、
   前記光トランスポンダモジュール本体内に配置される銅ブロックを含み、該銅ブロックは、前記プリント基板から前記光トランスポンダモジュール本体に熱を移転し、
   前記プリント基板内に形成される熱ビアを通じて前記プリント基板内の接地層に取り外し可能に接続される少なくとも１つの銅シートを含み、該銅シートは、前記プリント基板から前記銅ブロックに熱を移転するヒートウィックを形成する、
   装置。
2. 前記銅シートと前記銅ブロックとの間に配置される熱界面材料をさらに含み、該熱界面材料は、前記銅シートから前記銅ブロックに熱を移転する、請求項１に記載の装置。
3. ファラデーケージをさらに含み、前記光トランスポンダモジュールは、前記ファラデーケージ内に配置され、前記ファラデーケージに取り外し可能に取り付けられるヒートシンクをさらに含む、請求項１に記載の装置。
4. 前記銅ブロックは、第一の厚さと、第二の厚さとを有し、前記第一の厚さは、前記第二の厚さと異なる、請求項１に記載の装置。
5. 光トランスポンダモジュールの内部で熱を生成するステップを含み、前記光トランスポンダモジュール本体は、光信号を送受信し、
   前記光トランスポンダモジュール内に配置されるプリント基板内に配置される熱ビアを使用して、前記光トランスポンダモジュール内に配置される前記プリント基板に近接して前記光トランスポンダモジュール内に配置される銅ヒートウィックを使用して、前記光トランスポンダモジュールによって生成される熱を前記光トランスポンダモジュールから離れるよう方向付けるステップを含み、
   前記銅ヒートウィックから前記プリント基板と前記光トランスポンダモジュール本体との間に配置される銅ブロックに熱を方向付けるステップを含む、
   方法。
6. 前記光トランスポンダモジュールからの熱を前記光トランスポンダモジュールの外表面の上に配置されるヒートシンクに方向付けるステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
7. 光トランスポンダモジュールを含み、
   該光トランスポンダモジュール内に配置されるプリント基板を含み、
   前記光トランスポンダモジュール内に埋設される銅ブロックを含み、該銅ブロックは、前記プリント基板から前記光トランスポンダモジュールの本体に熱を移転し、
   前記プリント基板内に形成される熱ビアを通じて前記プリント基板内の接地層に取り外し可能に接続される少なくとも１つの銅シートを含み、該銅シートは、前記プリント基板から前記銅ブロックに熱を移転するヒートウィックを形成し、
   前記光トランスポンダモジュールに結合される７０ピンコネクタを含む、
   システム。
8. 前記プリント基板は、電気信号を光信号に変換する回路を含む、請求項７に記載のシステム。
9. 前記プリント基板は、前記光信号を送信する回路をさらに含む、請求項８に記載のシステム。
10. 前記プリント基板は、光信号を受信する回路を含む、請求項７に記載のシステム。
11. 前記プリント基板は、前記光信号を電気信号に変換する回路をさらに含む、請求項１０に記載のシステム。

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