JP6031976B2 - 光通信装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光通信装置及びその製造方法に関するものである。

光通信装置は、光信号を送信する送信用光サブアセンブリ（ＴＯＳＡ：Transmitter Optical Sub-Assembly）、光信号を受信する受信用光サブアセンブリ（ＲＯＳＡ：ReceiverOptical Sub-Assembly）、または、光信号の送信及び受信の双方を行う送受信用光サブアセンブリなどの光サブアセンブリを、回路基板と共に筐体内に搭載して構成される。

光サブアセンブリには、発光素子や受光素子といった光半導体素子が内蔵されている。そして、光半導体素子が大きな発熱を伴う場合、或いは光半導体素子が温度制御を必要とする場合には、光通信装置に放熱構造が設けられる。なお、特許文献１には、回路基板上に実装された発熱部品の熱を放熱シート及び放熱ブロックを介して光通信装置の金属製カバーに伝達し、放熱するための構造が開示されている。また、特許文献２には、ＴＯＳＡ及びＲＯＳＡからの熱を伝熱シート及び放熱部材を介して光通信装置の金属製カバーに伝達し、放熱するための構造が開示されている。また、特許文献３には、光サブアセンブリのセラミックパッケージ内に発光素子が内蔵されている光通信装置において、セラミックパッケージの背面に放熱ブロックを配置するとともに、光通信装置の上部カバー及び下部カバーに放熱ブロックの上下面を接触させた構造が開示されている。

特開２００４−１１９８６８号公報 特開２００７−２２７７０７号公報 特開２０１２−１４５６１７号公報

図１２は、特許文献３に記載された光通信装置の主要部の構成を示す断面図である。図１２に示される光通信装置１００は、上部カバー１０２及び下部カバー１０３を含む筐体内に収容された、ＴＯＳＡ１０１及び回路基板１０５を備えている。ＴＯＳＡ１０１は、発光素子を内蔵するパッケージ部１０１ａと、回路基板１０５への配線のための端子部１０１ｂと、光ファイバとの接続のためのスリーブ部１０１ｃとを有する。端子部１０１ｂと回路基板１０５とは、フレキシブル回路基板（ＦＰＣ）１０４によって相互に接続される。

パッケージ部１０１ａの内部では、発光素子の温度を制御する熱電冷却器（Thermoelectric Cooler；ＴＥＣ）上に発光素子が搭載されており、このＴＥＣがパッケージ部１０１ａの一つの面（放熱面）に接触することによって発光素子の熱がパッケージ部１０１ａの外部へ放出される。この熱は、パッケージ部１０１ａの放熱面と上部カバー１０２との間（又はパッケージ部１０１ａの放熱面と下部カバー１０３との間）に介在する熱伝導性シート１０６ａ（又は１０６ｂ）を通じて、光通信装置１００の外部へ放出される。

しかしながら、光通信装置では、パッケージ部に内蔵される発光素子とスリーブ部に挿入される光ファイバとを精度良く光結合（調芯）するために、光軸に垂直な面内、および光軸に沿った面内における筐体内での光サブアセンブリの位置及び角度のばらつき（以下、位置ばらつきという）を吸収することが要求される。したがって、図１２に示された放熱構造では、熱伝導性シート１０６ａ（１０６ｂ）に弾力性及び十分な厚さを与えることにより、このような位置ばらつきを吸収する必要が生じる。但し、熱伝導性シート１０６ａ（１０６ｂ）が厚いほど熱抵抗が増すので、光サブアセンブリの位置ばらつきの吸収量と放熱効率との双方を十分に得ることが難しい場合がある。

一方、図１３は、特許文献３に記載された別の光通信装置の主要部の構成を示す断面図である。図１３に示される光通信装置１１０は、ＴＯＳＡ１１２及び放熱ブロック１１４を備えている。ＴＯＳＡ１１２は、上述したパッケージ部１０１ａに代えてセラミックパッケージ１１２ａを有しており、このセラミックパッケージ１１２ａ内に発光素子が内蔵されている。そして、発光素子を搭載するＴＥＣ１１２ｂはセラミックパッケージ１１２ａの背面１１２ｃに接触しており、この背面１１２ｃがセラミックパッケージ１１２ａの放熱面となっている。放熱ブロック１１４は、セラミックパッケージ１１２ａの背面１１２ｃと接触しており、且つ、光通信装置１１０の上部カバー１１６に放熱部材１２０を介して熱的に結合されている。発光素子において発生した熱は、ＴＥＣ１１２ｂ、放熱ブロック１１４、放熱部材１２０及び上部カバー１１６を通じて、光通信装置１１０の外部へ放出される。

しかしながら、前述した課題は、図１３に示された光通信装置１１０でも解決され難い。光通信装置１１０においても、セラミックパッケージ１１２ａに内蔵される発光素子とスリーブ部１１２ｃに挿入される光ファイバとを精度良く光結合するために、筐体内でのＴＯＳＡ１１２の位置ばらつきを吸収することが要求される。しかし、光軸方向と交差する軸周りにおけるＴＯＳＡ１１２の角度変化を或る程度許容するためには、放熱ブロック１１４と上部カバー１１６との間に弾力性のある厚い放熱部材１２０を設ける必要がある。したがって、この放熱部材１２０における熱抵抗のため、放熱効率を十分に得ることが難しいという問題がある。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、光サブアセンブリの位置ばらつきの吸収量を十分に確保しつつ、十分な放熱効率を得ることができる光通信装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明による光通信装置は、光信号の送信又は受信を行う光半導体素子を収容する素子収容部、及び素子収容部に対して光信号の光軸方向に並設された略円筒形状のレセプタクル部を有する同軸型の光サブアセンブリと、光サブアセンブリを収容する筐体と、筐体内に配置され、光軸方向に延びる素子収容部の一つの表面に沿っており表面と熱的に結合される第１の面、及び光軸方向に延びる筐体の一つの内面に沿っており内面と熱的に結合される第２の面を有し、素子収容部において発生した熱を筐体へ伝達する熱伝導部材と、素子収容部及び熱伝導部材に対し、第１の面と表面とが近づく方向に第１の押圧力を加えるとともに、熱伝導部材に対し、第２の面と内面とが近づく方向に第２の押圧力を加える加圧部とを備え、熱伝導部材の第１の面と第２の面とが互いに略垂直であることを特徴とする。

また、上記光通信装置では、加圧部が、第１の押圧力を発生する第１の部分と、第２の押圧力を発生する第２の部分とを含む形状に一体成型された弾性部材であることが好ましい。この場合、熱伝導部材に、加圧部の第１の部分と嵌合する凹部が形成されていることが尚好ましい。

また、上記光通信装置では、光軸に垂直な筐体の断面が長方形状であり、筐体の一つの内面が該長方形の長辺側であることが好ましい。この場合、加圧部が、長方形の長手方向において素子収容部及び熱伝導部材を挟持し、長方形の短手方向において熱伝導部材を筐体に押し付けることが尚好ましい。

また、上記光通信装置では、熱伝導部材の第２の面が、素子収容部の一つの表面に沿って延びる第１の領域と、該一つの表面及び光軸方向と交差する素子収容部の別の表面に沿って延びる第２の領域とを含む略Ｌ字形状を有することが好ましい。

また、上記光通信装置では、筐体内において光サブアセンブリを保持するための保持構造が、光軸周りの光サブアセンブリの角度変化を許容することが好ましい。この場合、保持構造が、レセプタクル部の角度変化を許容しつつレセプタクル部を保持する保持部材によって構成されており、保持部材が、レセプタクル部に嵌合するコネクタをラッチするための爪部を更に有することが尚好ましい。

また、本発明による光通信装置の製造方法は、上記いずれかの光通信装置の製造方法であって、光サブアセンブリの素子収容部、熱伝導部材、及び加圧部を互いに組み付ける第１工程と、光サブアセンブリ、熱伝導部材、及び加圧部を筐体に収容する第２工程とを備えることを特徴とする。

本発明による光通信装置及びその製造方法によれば、光サブアセンブリの位置ばらつきの吸収量を十分に確保しつつ、十分な放熱効率を得ることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る光通信装置（光トランシーバ）の外観を示す斜視図である。 図２は、図１に示された光通信装置の上部カバーの図示を省略して光通信装置の内部を示す斜視図である。 図３は、図１に示された光通信装置を上下反転し、下部カバーの図示を省略して光通信装置の内部を示す斜視図である。 図４は、本実施形態の光サブアセンブリの外観を示す斜視図である。 図５は、箱型パッケージの具体的な構成を示す断面図である。 図６は、熱伝導部材の外観を示す斜視図である。 図７は、加圧部材の外観を示す斜視図である。 図８は、保持部材の外観を示す斜視図である。 図９は、熱伝導部材、加圧部材、保持部材、及び光サブアセンブリが組み立てられた構造物を示す斜視図である。 図１０は、熱伝導部材、加圧部材、保持部材、及び光サブアセンブリが組み立てられた構造物を示す斜視図である。 図１１は、筐体内に収容された状態での構造物の断面を示す図である。 図１２は、特許文献３に記載された光通信装置の主要部の構成を示す断面図である。 図１３は、特許文献３に記載された別の光通信装置の主要部の構成を示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明による光通信装置及びその製造方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る光通信装置（光トランシーバ）１０の外観を示す斜視図である。図２は、図１に示された光通信装置１０の上部カバー１１ａの図示を省略して光通信装置１０の内部を示す斜視図である。図３は、図１に示された光通信装置１０を上下反転し、下部カバー１１ｂの図示を省略して光通信装置１０の内部を示す斜視図である。なお、図１〜図３には、理解の容易のため、ＸＹＺ直交座標系が示されている。これらの図に示されるように、光通信装置１０は、筐体１１、回路基板１５、熱伝導部材（放熱ブロック）１７、加圧部材１８、保持部材１９、及び光サブアセンブリ２０を備えている。

筐体１１は、回路基板１５、熱伝導部材１７、加圧部材１８、保持部材１９、及び光サブアセンブリ２０を収容する部材であって、Ｚ軸方向を長手方向とする直方体状の外形を有する。筐体１１は、Ｚ軸方向に沿って延びておりＸ軸方向に並ぶ上部カバー１１ａ及び下部カバー１１ｂを有する。上部カバー１１ａ及び下部カバー１１ｂは、金属製の部品であって、筐体１１の内部に搭載される発熱部品に対する放熱体として機能する。回路基板１５は、筐体１１の内部において、筐体１１の長手方向（Ｚ軸方向）に延びている。回路基板１５には、光電変換や電気信号の授受のための電子部品群やＩＣ等が実装される。回路基板１５の後端には、電気コネクタ部１５ａが形成されている。電気コネクタ部１５ａは、筐体１１の後部（Ｚ軸方向における一端部）に位置し、ホスト装置との電気的な接続に使用される。

光サブアセンブリ２０は、光通信装置１０の外部との間で光信号の送受信を行う。本実施形態の光サブアセンブリ２０は、一芯双方向の３ポートのＢｉ−Ｄ（Bi-Directional optical module）であって、いわゆる同軸型の構成を有しており、Ｚ軸方向を長手方向とし、該長手方向と光信号の光軸方向とが一致している。図４は、本実施形態の光サブアセンブリ２０の外観を示す斜視図である。図４に示されるように、光サブアセンブリ２０は、箱型パッケージ２２と、同軸パッケージ２３及び２４と、略円筒形状のスリーブ２５と、略円筒形状のレセプタクル部２６とを有する。箱型パッケージ２２は、本実施形態における素子収容部であって、略直方体状の外形を有する。同軸パッケージ２３及び２４は、いわゆるＣＡＮパッケージといった外形を有している。箱型パッケージ２２及び同軸パッケージ２３は、光信号の送信を行う発光素子（例えばレーザダイオード）をそれぞれ収容する。なお、箱型パッケージ２２に収容されている発光素子と、同軸パッケージ２３に収容されている発光素子とでは、発光波長が互いに異なる。同軸パッケージ２４は、光信号の受信を行う受光素子（例えばフォトダイオード）を収容する。

箱型パッケージ２２、同軸パッケージ２３及び２４の各後端からは、リードピンが突出している。これらのリードピンと回路基板１５とは、図２に示されるフレキシブルプリント基板（Flexible printed circuits；ＦＰＣ）１６ａ、１６ｂ及び１６ｃを介して互いに電気的に接続されている。

スリーブ２５は、光サブアセンブリ２０の光軸を中心軸線としており、その一端側に箱型パッケージ２２が取り付けられ、他端側にレセプタクル部２６が取り付けられている。また、スリーブ２５の外周面上には、光サブアセンブリ２０の光軸と交差する方向から同軸パッケージ２３及び２４が取り付けられている。なお、同軸パッケージ２３及び２４の光軸は光サブアセンブリ２０の光軸と交差しており、スリーブ２５の内部におけるそれらの交点にはダイクロイックミラー若しくはハーフミラーが設置される。

レセプタクル部２６は、箱型パッケージ２２に対して光信号の光軸方向に並設された部分であり、光サブアセンブリ２０の光軸を中心軸線として配置され、スリーブ２５と連通している。レセプタクル部２６は筐体１１の前部（Ｚ軸正方向における他端部）に配置され、光通信装置１０の接続対象である光コネクタ（例えばＳＣコネクタ）の光ファイバ及びフェルールがレセプタクル部２６に挿入される。レセプタクル部２６の外周には、筐体１１および後述する保持部材１９に保持されるための環状凸部（フランジ部）２６ａが形成されている。

ここで、図５は、箱型パッケージ２２の具体的な構成を示す断面図であって、図４に示される箱型パッケージ２２のＶ−Ｖ断面を示している。図５に示されるように、箱型パッケージ２２は、発光素子３１を含む主要部３０を内蔵している。また、箱型パッケージ２２は、Ｚ軸方向に延びる一対の側壁２２ａ，２２ｂと、Ｚ軸方向と交差する面に沿って延びる前壁２２ｃおよび後壁２２ｄと、後壁２２ｄに取り付けられた配線部材２７と、前壁２２ｃに形成された孔２２ｅに取り付けられた光学窓２８とを有する。側壁２２ａ及び２２ｂ、前壁２２ｃ、並びに後壁２２ｄは、金属製である。配線部材２７では、配線基板２７ａにリードピン２７ｂが電気的に接続されている。

主要部３０は、発光素子３１と、発光素子３１を搭載したＬＤキャリア３２と、ＬＤキャリア３２を搭載したＴＥＣ３３と、ＴＥＣ３３を搭載した金属部材３４とを有する。発光素子３１は、光出射面３１ａから所定方向（Ｚ軸方向）に光信号Ｌ１を出射するようにＬＤキャリア３２上に搭載されている。

ＬＤキャリア３２は、セラミックス製の直方体部材の上面に配線パターンが印刷されて成る。この配線パターンは、発光素子３１の電極と電気的に接続されており、また、ワイヤ３５を介して配線部材２７の配線基板２７ａと電気的に接続されている。このＬＤキャリア３２は、発光素子３１の温度を制御するためのＴＥＣ３３上に搭載されている。また、ＴＥＣ３３上には、レンズ３６を保持したレンズホルダ３７が更に搭載されている。レンズ３６は、発光素子３１の光出射方向（Ｚ軸方向）に配置されており、発光素子３１の光出射面３１ａと光学的に結合されている。

ＴＥＣ３３は、一対の吸熱面３３ａ及び放熱面３３ｂを有しており、吸熱面３３ａを構成する上基板と、放熱面３３ｂを構成する下基板との間に複数のペルチェ素子３３ｃを挟み込んだ構造を有する。複数のペルチェ素子３３ｃは、各々ｐｎ接合を含む半導体からなり、そのｐｎ接合が直列に接続され両端に電流を供給することによって、吸熱面３３ａ上に搭載された構造物の熱を放熱面３３ｂに伝える。吸熱面３３ａ上には、発光素子３１を搭載したＬＤキャリア３２の下面が接合されている。

ＴＥＣ３３は、金属部材３４上に配置されている。金属部材３４は熱伝導率の高い金属板からなる。ＴＥＣ３３の放熱面３３ｂは、金属部材３４の上面にはんだを介して接合されている。金属部材３４の下面は、箱型パッケージ２２の一方の側壁２２ｂにはんだを介して接合されている。

続いて、熱伝導部材１７、加圧部材１８、及び保持部材１９について詳細に説明する。なお、これら熱伝導部材１７、加圧部材１８、及び保持部材１９は、全て筐体１１内に配置される。図６は、熱伝導部材１７の外観を示す斜視図である。図７は、加圧部材１８の外観を示す斜視図である。図８は、保持部材１９の外観を示す斜視図である。そして、図９及び図１０は、熱伝導部材１７、加圧部材１８、保持部材１９、及び光サブアセンブリ２０が組み立てられて成る組立体２１を示す斜視図である。なお、図９は図２と同じ方向から見た斜視図であり、図１０は図３と同じ方向から見た（すなわち図９の上下を反転した）斜視図である。また、図１１は、筐体１１内に収容された状態での光軸方向に垂直な組立体２１の断面図を示しており、図９に示される組立体２１のIX−IX断面を含んでいる。

熱伝導部材１７は、箱型パッケージ２２において発生した熱を筐体１１へ伝達するための部材である。熱伝導部材１７は、例えばアルミニウム、銅、亜鉛などの金属、または窒化アルミなどのセラミックといった熱伝導性の良い材料から成る。図６に示されるように、本実施形態の熱伝導部材１７は、ＹＺ平面に沿って延びる板状の部分１７ａと、Ｘ軸方向に延びる部分１７ｂとを含んでいる。部分１７ａには、ＹＺ平面に沿った第１の面１７ｃが形成されている。また、部分１７ａから部分１７ｂにかけて、ＸＺ平面に沿った第２の面１７ｄが形成されている。すなわち、これらの面１７ｃ、１７ｄは、互いに略垂直となるように（換言すれば、互いの法線同士が略直交するように）形成されている。

図９及び図１１に示されるように、第１の面１７ｃは、光サブアセンブリ２０の光軸方向に延びる箱型パッケージ２２の一つの表面（本実施形態では、図５に示された側壁２２ｂの外面）に沿うように配置され、該表面と熱的に結合される。一例では、第１の面１７ｃと箱型パッケージ２２の該表面との間に熱伝導材４１が配置され、この熱伝導材４１を介して第１の面１７ｃと箱型パッケージ２２の表面とが熱的に結合される。

第２の面１７ｄは、光サブアセンブリ２０の光軸方向に延びる筐体１１の一つの内面（本実施形態では、図１１に示される筐体１１の上部カバー１１ａの内面）に沿うように配置され、該内面と熱的に結合される。一例では、第２の面１７ｄと筐体１１の内面とが直接接触する。或いは、第２の面１７ｄと筐体１１の内面との間に図示しない熱伝導材が配置され、この熱伝導材を介して第２の面１７ｄと筐体１１の内面とが熱的に結合されてもよい。

なお、第１の面１７ｃと箱型パッケージ２２の該表面との間に配置される熱伝導材４１、また第２の面１７ｄと筐体１１の内面との間に配置される熱伝導材としては、エラストマのような弾性を有するシリコーンゴムに、金属やセラミック粒子等の熱伝導性の微粒子を混入して熱伝導率を高めた弾力性を有する樹脂シート状のものや、シリコン、アクリル等のペースト状の母材に、セラミックフィラー等を添加し熱伝導率を高めた部材などが好適である。或いは、熱伝導材としてグラファイトシートが用いられてもよい。熱伝導材は、電気伝導性を有していてもよく、また、電気絶縁性を有していてもよい。熱伝導材が電気伝導性を有する場合には、箱型パッケージ２２の耐ノイズ性能が高められる。また、熱伝導材が絶縁性である場合には、箱型パッケージ２２の接地電位系（シグナルグラウンド）と、筐体１１の接地電位系（フレームグラウンド）とを効果的に分離することができる。

また、第２の面１７ｄは、Ｚ軸方向に延びる第１の領域１７ｅと、Ｘ軸方向に延びる第２の領域１７ｆとを含む略Ｌ字型といった形状を有する。換言すれば、第１の領域１７ｅは、箱型パッケージ２２の上記表面（側壁２２ｂの外面）に沿って延びている。また、第２の領域１７ｆは、箱型パッケージ２２の上記表面及び光サブアセンブリ２０の光軸の双方と交差する箱型パッケージ２２の別の表面（本実施形態では、図５に示された後壁２２ｄの外面）に沿って延びている。

なお、本実施形態では、光サブアセンブリ２０の光軸に垂直な筐体１１の断面が長方形状であって、上部カバー１１ａ及び下部カバー１１ｂの厚さ方向を短手方向としている。そして、第２の面１７ｄが熱的に結合される上部カバー１１ａの内面は、該長方形の長辺側の内面に相当する。

加圧部材１８は、本実施形態における加圧部を構成する。加圧部材１８は、箱型パッケージ２２及び熱伝導部材１７に対し、第１の面１７ｃと箱型パッケージ２２の上記表面とが互いに近づく方向に、常に一定の加重で押圧力（以下、第１の押圧力という）を加える。更に、加圧部材１８は、熱伝導部材１７に対し、第２の面１７ｄと上部カバー１１ａの上記内面とが互いに近づく方向に、常に一定の加重で押圧力（以下、第２の押圧力という）を加える。

本実施形態の加圧部材１８は、図７に示されるように、第１の押圧力を発生する第１の部分１８ａと、第２の押圧力を発生する第２の部分１８ｂとを含んでいる。そして、加圧部材１８は、第１及び第２の部分１８ａ，１８ｂを含む形状に一体成型された弾性部材から成る。具体的には、第１の部分１８ａは、一対のアーム１８ｃ及び１８ｄを含んでおり、図９〜図１１に示されるように、筐体１１の長方形断面の長手方向（すなわちＸ軸方向）において、箱型パッケージ２２及び熱伝導部材１７を挟持する。但し、第１の部分１８ａに挟持された状態において、箱型パッケージ２２はＹ軸方向に摺動可能となっている。更に、図１０及び図１１に示されるように、熱伝導部材１７においてアーム１８ｃと当接する面にはＹ軸方向に延びる凹部１７ｇが形成されており、加圧部材１８の第１の部分１８ａの一方のアーム１８ｃは、この凹部１７ｇと嵌合する。

また、第２の部分１８ｂは、熱伝導部材１７と下部カバー１１ｂ（図１１を参照）との間に配置された片持ちばね１８ｅを含んでおり、図１０及び図１１に示されるように、筐体１１の長方形断面の短手方向（すなわちＹ軸方向）において、下部カバー１１ｂからの反力を受けて熱伝導部材１７を上部カバー１１ａに押し付ける。

なお、この加圧部材１８の材質としては、箱型パッケージ２２を上部カバー１１ａ或いは下部カバー１１ｂと電気的に導通させたい場合には金属が好適であり、また、これらを電気的に絶縁させたい場合には、例えば樹脂が好適である。

本実施形態の保持部材１９は、筐体１１内において光サブアセンブリ２０を保持するための保持構造を構成する部材である。保持部材１９は、図８〜図１０に示されるように、光サブアセンブリ２０のレセプタクル部２６が挿通される円形の開口１９ｂが形成された板状の主部１９ａと、主部１９ａからＺ軸方向前方に突出して設けられた一対の爪部１９ｃ，１９ｄとを有する。

主部１９ａは、筐体１１の上部カバー１１ａによって保持され、筐体１１に固定される（図３を参照）。主部１９ａの開口１９ｂの内側面には段差１９ｅが形成されており、レセプタクル部２６の外周に形成された環状凸部２６ａ（図４を参照）がこの段差１９ｅに収容されることによって、レセプタクル部２６が保持部材１９に保持される。但し、保持部材１９とレセプタクル部２６とは互いに固定されておらず、保持部材１９と環状凸部２６ａとの間には例えば５０μｍ〜１００μｍといった僅かな隙間が存在する。これにより、保持部材１９は、光軸周り（すなわちＺ軸周り）の光サブアセンブリ２０の角度変化を許容している。

一対の爪部１９ｃ，１９ｄは、レセプタクル部２６に嵌合する光コネクタ（例えばＳＣコネクタ）をラッチするための部分である。爪部１９ｃ，１９ｄは、主部１９ａと一体として成型されている。

以上の構成を備える本実施形態の光通信装置１０によって得られる効果について説明する。上述したように、この光通信装置１０では、光サブアセンブリ２０の箱型パッケージ２２において側壁２２ｂが放熱面となっており、この側壁２２ｂの外面と上部カバー１１ａの内面とは互いに略垂直となっている。そして、熱伝導部材１７は、箱型パッケージ２２の側壁２２ｂと熱的に結合される第１の面１７ｃと、上部カバー１１ａの内面と熱的に結合される、第１の面１７ｃに対して略垂直な第２の面１７ｄとを有している。更に、箱型パッケージ２２及び熱伝導部材１７には、互いが近づく方向に第１の押圧力が加えられ、熱伝導部材１７には、上部カバー１１ａに向けた第２の押圧力が加えられている。

このような構成において、箱型パッケージ２２に内蔵される発光素子３１とレセプタクル部２６に挿入される光ファイバとを光結合（調芯）する際の光サブアセンブリ２０の位置及び角度のばらつきを考える。いま、光サブアセンブリ２０にＹ軸周りの角度変化が生じ、箱型パッケージ２２が筐体１１に対して相対的にＸ軸方向に変位したとする。このとき、その変位量は、熱伝導部材１７の第２の面１７ｄが上部カバー１１ａの内面に対して平行に移動することによって吸収される。また、光サブアセンブリ２０にＸ軸周りの角度変化が生じ、箱型パッケージ２２が筐体１１に対して相対的にＹ軸方向に変位したとする。このとき、その変位量は、熱伝導部材１７の第１の面１７ｃが箱型パッケージ２２の側壁２２ｂに対して平行に移動することによって吸収される。

このように、本実施形態の光通信装置１０によれば、調芯によって発生する光サブアセンブリ２０の位置及び角度のばらつきを効果的に吸収することができるので、図１２に示された熱伝導性シート１０６ａ（又は１０６ｂ）のような厚い熱伝導性シートを用いなくても、その吸収量を十分に確保することができる。そして、そのような位置ばらつきの大きさに拘わらず、熱伝導部材１７の第１の面１７ｃと箱型パッケージ２２の側壁２２ｂとの相対位置関係、及び熱伝導部材１７の第２の面１７ｄと上部カバー１１ａの内面との相対位置関係を維持して、放熱効率を十分に得ることができる。

また、本実施形態のように、加圧部材１８は、第１の押圧力を発生する第１の部分１８ａと、第２の押圧力を発生する第２の部分１８ｂとを含む形状に一体成型された弾性部材であることが好ましい。これにより、方向が互いに異なる第１及び第２の押圧力を発生するための構造を簡易に実現することができる。

また、本実施形態のように、熱伝導部材１７には凹部１７ｇが形成されており、加圧部材１８の第１の部分１８ａの一方のアーム１８ｃが、この凹部１７ｇと嵌合することが好ましい。これにより、光軸方向（Ｚ軸方向）における熱伝導部材１７の移動を好適に制限することができる。

また、本実施形態のように、光軸に垂直な筐体１１の断面が長方形状であり、筐体１１において熱伝導部材１７の第２の面１７ｄと熱結合される内面が該長方形の長辺側であることが好ましい。これにより、放熱効率をより高めることができる。特に、ホスト装置において該長方形の長辺側の面に放熱フィン等が設けられている場合には、上記の構成によって放熱効率を格段に高めることができる。また、筐体１１の断面が長方形状である場合、長方形の短手方向における箱型パッケージ２２と筐体１１との隙間が狭いという事情がある。したがって、本実施形態のように、加圧部材１８が、長方形の長手方向において箱型パッケージ２２及び熱伝導部材１７を挟持し、長方形の短手方向において箱型パッケージ２２を筐体１１に押し付けることにより、このような筐体１１内の空間形状に適した熱伝導部材１７を実現することができる。

また、本実施形態のように、熱伝導部材１７の第２の面１７ｄは、箱型パッケージ２２の側壁２２ｂに沿って延びる第１の領域１７ｅと、後壁２２ｄに沿って延びる第２の領域１７ｆとを含むとよい。これにより、箱型パッケージ２２と筐体１１との間の狭い空間を避けつつ、箱型パッケージ２２の周囲において第２の面１７ｄと筐体１１との熱結合面積を広くすることができ、また、上部カバー１１ａの内面に対する第２の面１７ｄの相対角度がより安定するので、放熱効率を更に高めることができる。

また、本実施形態のように、筐体１１内において光サブアセンブリ２０を保持するための保持構造（保持部材１９）は、光軸周り（Ｚ軸周り）の光サブアセンブリ２０の角度変化を許容することが好ましい。これにより、上述したＸ軸周り及びＹ軸周りの光サブアセンブリ２０の角度変化に加えて、Ｚ軸周りの角度変化に対しても、そのばらつきを吸収することができる。従って、第１の面１７ｃと側壁２２ｂとの相対位置関係、及び第２の面１７ｄと上部カバー１１ａの内面との相対位置関係をより安定的に維持して、放熱効率を更に高めることができる。

ここで、本実施形態の光通信装置１０の製造方法として、光通信装置１０の組み立て順序について説明する。光通信装置１０を組み立てる際には、まず、光サブアセンブリ２０の箱型パッケージ２２、熱伝導部材１７、及び加圧部材１８を互いに組み付ける（第１工程）。具体的には、まず箱型パッケージ２２と熱伝導部材１７との間に熱伝導材４１を挟み、その状態で加圧部材１８を箱型パッケージ２２及び熱伝導部材１７に嵌め込む。なお、この第１工程の前に、箱型パッケージ２２、同軸パッケージ２３及び２４と回路基板１５とをそれぞれＦＰＣ１６ａ、１６ｂ及び１６ｃを介して接続しておくとよい。

その後、第１工程で作成した構造体を筐体１１に収容する（第２工程）。まず、光サブアセンブリ２０のレセプタクル部２６を保持部材１９の開口１９ｂに挿通する。そして、保持部材１９を上部カバー１１ａの所定の位置に固定し、上部カバー１１ａに下部カバー１１ｂを取り付ける。こうして、光通信装置１０が完成する。

この製造方法では、高い位置精度が要求される光サブアセンブリ２０の箱型パッケージ２２、熱伝導部材１７、及び加圧部材１８を先に組み立て、互いの位置ばらつきが吸収され得る筐体１１と光サブアセンブリ２０等とをその後に組み立てている。これにより、光通信装置１０が有する十分な放熱効率を損なうことなく光通信装置１０を組み立てることができる。

本発明による光通信装置及びその製造方法は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、素子収容部である箱型パッケージ２２の他に、同軸パッケージ２３及び２４を有する光サブアセンブリ２０を例示しているが、本発明の光通信装置が備える光サブアセンブリは、熱伝導部材による放熱が必要な素子収容部を少なくとも一つ有していればよい。また、その素子収容部に収容される光半導体素子は、上記実施形態のように発光素子に限られるものではなく、光信号の受信を行う受光素子であってもよい。

また、上述した実施形態では、加圧部として、素子収容部及び熱伝導部材に対して第１の押圧力を加える第１の部分１７ａと、素子収容部に対して第２の押圧力を加える第２の部分１７ｂとが一体成型されて成る加圧部材１７を例示しているが、加圧部は必ずしも単一の部材から成る必要はなく、例えば第１の部分と第２の部分とが別部材として構成されたものであってもよい。

１０…光通信装置、１１…筐体、１１ａ…上部カバー、１１ｂ…下部カバー、１５…回路基板、１７…熱伝導部材、１７ｃ…第１の面、１７ｄ…第２の面、１７ｅ…第１の領域、１７ｆ…第２の領域、１８…加圧部材、１８ａ…第１の部分、１８ｂ…第２の部分、１９…保持部材、２０…光サブアセンブリ、２２…箱型パッケージ、２３，２４…同軸パッケージ、２５…スリーブ、２６…レセプタクル部、３１…発光素子、４１…熱伝導材。

Claims (7)

1. 光信号の送信又は受信を行う光半導体素子を収容する素子収容部、及び前記素子収容部に対して前記光信号の光軸方向に並設された略円筒形状のレセプタクル部を有する同軸型の光サブアセンブリと、
   前記光サブアセンブリを収容する筐体と、
   前記筐体内に配置され、前記光軸方向に延びる前記素子収容部の一つの表面に沿っており前記表面と熱的に結合される第１の面、及び前記光軸方向に延びる前記筐体の一つの内面に沿っており前記内面と熱的に結合される第２の面を有し、前記素子収容部において発生した熱を前記筐体へ伝達する熱伝導部材と、
   前記素子収容部及び前記熱伝導部材に対し、前記第１の面と前記表面とが近づく方向に第１の押圧力を加えるとともに、前記熱伝導部材に対し、前記第２の面と前記内面とが近づく方向に第２の押圧力を加える加圧部と
   を備え、
   前記熱伝導部材の前記第１の面と前記第２の面とが互いに略垂直であり、
   前記加圧部が、前記第１の押圧力を発生する第１の部分と、前記第２の押圧力を発生する第２の部分とを含む形状に一体成型された弾性部材であることを特徴とする、光通信装置。
2. 前記熱伝導部材に、前記加圧部の前記第１の部分と嵌合する凹部が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の光通信装置。
3. 前記光軸に垂直な前記筐体の断面が長方形状であり、
   前記筐体の前記一つの内面が該長方形の長辺側であり、
   前記加圧部は、前記長方形の長手方向において前記素子収容部及び前記熱伝導部材を挟持し、前記長方形の短手方向において前記熱伝導部材を前記筐体に押し付けることを特徴とする、請求項１または２に記載の光通信装置。
4. 前記熱伝導部材の前記第２の面が、前記素子収容部の前記一つの表面に沿って延びる第１の領域と、該一つの表面及び前記光軸方向と交差する前記素子収容部の別の表面に沿って延びる第２の領域とを含む略Ｌ字形状を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光通信装置。
5. 前記筐体内において前記光サブアセンブリを保持するための保持構造が、前記光軸周りの前記光サブアセンブリの角度変化を許容することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光通信装置。
6. 前記保持構造が、前記レセプタクル部の角度変化を許容しつつ前記レセプタクル部を保持する保持部材によって構成されており、
   前記保持部材が、前記レセプタクル部に嵌合するコネクタをラッチするための爪部を更に有することを特徴とする、請求項５に記載の光通信装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載された光通信装置の製造方法であって、
   前記光サブアセンブリの前記素子収容部、前記熱伝導部材、及び前記加圧部を互いに組み付ける第１工程と、
   前記光サブアセンブリ、前記熱伝導部材、及び前記加圧部を前記筐体に収容する第２工程と
   を備えることを特徴とする、光通信装置の製造方法。