JPH09139513A - 光データリンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光／電気変換素子または電気／光変換素子であ
る光素子を含む光モジュール２と、光モジュールに電気
的に接続された電子回路を実装された回路基板３とを備
えて一体に構成され、外部回路に実装して使用される光
データリンクにおいて、回路基板３の熱的な環境を改善
すると共に、光データリンク全体の熱的な余裕を拡大す
ること。 【解決手段】光モジュール２と回路基板３との熱的な結
合（１ａ）よりも、光モジュール２と外部回路３との熱
的な結合（５）の方が、より大きな熱伝導が得られるよ
うに構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光データリンクに関
する。より詳細には、本発明は、光モジュールと回路基
板とを組み合わせて構成された光データリンクであっ
て、更に他の主基板等に実装して使用される光データリ
ンクの新規な構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ技術等の急速な発展により、
多くの分野で光信号伝送技術が応用されている。しかし
ながら、現状では多くの信号処理は電気信号に変換した
上で行われるので、いわゆる光システムでは、多くの箇
所で光／電気変換または電気／光変換を行わなければな
らない。一方、この種の光−電気変換を行う素子は通常
の半導体素子とは、材料、製造プロセス、実装方法ある
いは接続方法等が異なるので、通常の電子回路と一括し
て集積化することは難しい。

【０００３】そこで、光／電気変換または電気／光変換
を行う光素子およびこの光素子と光ファイバとを光結合
するための光学系を一体化した光モジュールと、光信号
の取り扱いにおいて不可避な電子回路を搭載した回路基
板とをひとつのパッケージに格納した電子部品が光デー
タリンクとして供給されている。このような光データリ
ンクを用いることにより、光素子を含むチップを通常の
電子回路のチップと同じように取り扱うことが可能にな
り、光システムの製造が容易になる。

【０００４】図４および図５は、上述のような用途で用
いられる光データリンクの典型的な構成を示す図であ
る。

【０００５】図４に示す光データリンクは、光モジュー
ル２と回路基板３とを、全体でひとつのチップになるよ
うにパッケージングして構成されている。ここで、光モ
ジュール２は、光素子とそれに付随する光学系とをひと
つのケースに収容している。一方、回路基板３は、光モ
ジュール２に入出力される信号を処理するための電子回
路が実装されており、リードフレーム１上に搭載された
状態でパッケージに収容されている。光モジュール２と
回路基板３はボンディングワイヤ等により電気的に接続
されている。また、回路基板３は、外部回路に対しても
リードピン４を介して接続されている。尚、実際には、
光素子が発生する電磁雑音を遮蔽するためにあるいは光
素子に印加される電磁雑音に対する耐性を高めるため
に、光モジュール２のケースは導体で構成され接地電位
に接続されて使用される。

【０００６】図５に示す光データリンクは、基本的には
図４に示した光データリンクと同じ構成を有している
が、光モジュール２が、回路基板３と共通のリードフレ
ーム１上に装荷されている点で異なっている。即ち、こ
の光データリンクで用いられているリードフレーム１
は、光モジュール２の下方まで延長されており、光モジ
ュール２が装荷された領域は、回路基板３を走査された
領域と、リードフレーム１に形成されたホールパターン
10により画成された接続部１ａを介して結合されてい
る。従って、この構成の光データリンクでは、光モジュ
ール２のケースは、リードフレーム１を介して接地電位
に接続されている。

【０００７】以上のような構成を有する従来の光データ
リンクにおいて、光モジュール２および回路基板３はそ
れぞれ動作時に熱を発生するので、稼働中の光データリ
ンクは不可避に温度が上昇する。このような光データリ
ンク内部で発生した熱は、通常、リードフレームやパッ
ケージを介して外部に放散される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在供
給されている光データリンクの放熱は十分ではない。即
ち、従来の光データリンクにおいて回路基板で発生する
熱は、光モジュールで発生する熱よりも相対的に大き
い。一方、発生した熱の放散は、リードフレームに密着
している回路基板の方が効率が良い。このため、光モジ
ュールは、自身が発生する熱以上に加熱されて温度が上
昇しがちである。

【０００９】一方、光素子は、電子回路用半導体素子よ
りも一般に温度耐性が低く、特性の変動が大きくなる上
に、素子の寿命も短くなる。このため、従来の光データ
リンクは、動作環境温度の余裕が少なく、動作環境が制
限されたり、光素子の寿命が短くなる等の問題があっ
た。

【００１０】即ち、従来の光データリンクにおいて内部
で発生した熱の放散が十分ではないという課題を解決す
ることが本発明の目的である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に従うと、光／電
気変換素子または電気／光変換素子である光素子を含む
複数の素子を内蔵した光モジュールと、該光モジュール
に電気的に接続された電子回路を実装された回路基板と
を一体化して構成され、何等かの外部回路に実装して使
用される光データリンクにおいて、該光モジュールと該
回路基板との熱的な結合よりも、該光モジュールと該外
部回路との熱的な結合の方が、より大きな熱伝導が得ら
れるように構成されていることを特徴とする光データリ
ンクが提供される。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係る光データリンクで
は、内部的には光モジュールと回路基板との熱的な結合
が低減されている一方で、特に光モジュールは、外部の
主基板等の熱容量の大きな部材に対して個別に、熱的に
結合されるように構成されている。

【００１３】すなわち、従来の光データリンクでは、そ
れぞれが熱源である光モジュールと回路基板とが光デー
タリンク内部で熱的に事実上一体になっていた。また、
光データリンクの内部と外部との接続については、熱的
な配慮が十分になされていなかった。このため、それぞ
れが熱源である光モジュールと回路基板が相互に影響し
あっていた。また、光データリンク内部で発生した熱の
放散が十分ではなかった。

【００１４】これに対して、本発明に係る光データリン
クにおいては、光データリンク内部における光モジュー
ルと回路基板との熱的な結合を遮断または減縮すると共
に、各々の部材で発生した熱を外部へ効果的に伝達する
ことができるように構成されている。

【００１５】即ち、本発明に係る光データリンクにおい
ては、光モジュールと外部の熱容量の大きな部材とが、
リードピン等の熱伝導性に優れた部材を介して結合され
ている。また、光モジュールと回路基板との間の熱的な
結合は、少なくとも光モジュールの外部に対する熱的結
合よりも小さくなっている。このような構成により、自
身が熱源である光モジュールの熱が効率良く外部に放散
されると共に、回路基板からの熱伝導が遮断または抑制
され、光モジュールの温度が著しく上昇することはなく
なる。従って、光データリンク全体の温度に対する耐性
が高くなる。

【００１６】具体的な構成としては、例えばリードフレ
ームを分離する等して、光データリンク内部での光モジ
ュールと回路基板との熱的な結合を略完全に遮断する。
あるいは、リードフレームを光モジュールと回路基板と
の間で細くすることにより、両者の熱的な結合を効果的
に低減することができる。一方、光モジュールと外部回
路とを太いリードピン等を介して結合することにより、
光モジュールで発生した熱を効率良く外部に伝導させる
ことができる。

【００１７】以下、図面を参照して本発明に係る光デー
タリンクについてより具体的に説明するが、以下の開示
は本発明の一実施例に過ぎず、本発明の技術的範囲を何
ら限定するものではない。

【００１８】

【実施例】

〔実施例１〕図１は本発明に係る光データリンクの具体
的な構成例を示す図である。尚、図４に示した光データ
リンクと共通の構成要素には共通の参照番号を付して詳
細な説明を省略している。

【００１９】同図に示すように、この光データリンクは
図４に示した従来の光データリンクと基本的には同じ構
造であるが、光モジュール２の後側直下で、リードフレ
ーム１にホールパターン10が形成されている。このた
め、リードフレーム１の光モジュール２を支持している
領域と回路基板３を支持している領域とは、その側方の
細い部分１ａを介して僅かにつながっているに過ぎな
い。従って、光モジュール２と回路基板３との相対位置
はリードフレーム１によって規定されるが、両者の熱的
な結合は僅かになり、光モジュール２が、回路基板３で
発生した熱により加熱されることは殆どない。

【００２０】一方、この光データリンクの実装時には、
リードピン５を介して光モジュール２が外部回路に接続
されるので、光モジュール２で発生した熱は、光データ
リンクに比較すると遙かに大きな熱容量を有する外部回
路に効率良く伝導される。従って、光モジュール２で発
生した熱は効率良く放散される。

【００２１】〔実施例２〕図２は、本発明に係る光デー
タリンクの他の構成例を示す図である。尚、図１と共通
の構成要素には共通の参照番号を付している。

【００２２】同図に示すように、この光データリンクは
図１に示した光データリンクと基本的には同じ構造であ
るが、リードフレーム１の光モジュール２を支持してい
る領域と回路基板３を支持している領域とが完全に切断
されている。従って、光モジュール２から回路基板３へ
のリードピン１を介した熱伝導は遮断される。尚、実際
には、封止樹脂等を介した熱伝導は発生するが、リード
フレーム１のような金属部材と異なり、樹脂等の熱伝導
率は著しく低いので実質的に無視することができ、問題
にはならない。

【００２３】また、この光データリンクでは、光モジュ
ール２に接続されたリードピン５が太くなっている。従
って、実装時には、光モジュール２で発生した熱が、リ
ードピン５を介して外部回路に効率良く伝導される。

【００２４】〔実施例３〕図３は、本発明に係る光デー
タリンクの更に他の構成例を示す図である。ここでも、
図１および図２に示した光データリンクと共通の構成要
素には共通の参照番号を付している。

【００２５】同図に示すように、この光データリンクは
いわゆる表面実装用の仕様のパッケージであり、光モジ
ュール２および回路基板は、立方体の樹脂パッケージ６
により一体化されている。また、光モジュール２および
回路基板からのリードピン５ａ、４ａは、樹脂パッケー
ジ６の側面から外部へ概ね水平に突出している。ここ
で、光モジュール２に結合されているリードピン５ａは
非常に太く、光モジュール２で発生した熱を効率良く基
板に伝導させることができるように構成されている。ま
た、パッケージ内部では、光モジュール２と回路基板と
は封止樹脂によってものみ熱的に結合しているが、前述
のように封止樹脂の熱伝導率は非常に低いので、封止樹
脂による光モジュール２から回路基板への熱伝導は事実
上無視することができる。

【００２６】尚、このように構成された光データリンク
では、リードピン５ａが非常に太いので、光データリン
クを外部回路に実装したときの剥離強度が非常に高くな
るという副次的な利点もある。

【００２７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る光データリンクは、その内部で、回路基板から光モジ
ュールへの熱伝導が抑制されている。従って、回路基板
で発生した熱による光モジュールへの影響が低減され、
光モジュールの温度上昇が抑制され、温度特性に起因す
る電気特性の変動も軽減できる。また、光モジュールで
発生した熱を外部に効果的に放散させることができるの
で、熱的な余裕が少ない光素子の耐久性並びに寿命を改
善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光データリンクの構成を示す図で
ある。

【図２】本発明に係る光データリンクの他の構成例を示
す図である。

【図３】本発明に係る光データリンクの更に他の構成例
を示す図である。

【図４】従来の光データリンクの典型的な構成を示す図
である。

【図５】従来の光データリンクの典型的な構成を示す図
である。

【符号の説明】

１・・・リードフレーム、 ２・・・光モジュール、 ３・・・回路基板、 ４・・・リードピン（回路基板用）、 ５・・・リードピン（光モジュール用）、 ６・・・樹脂パッケージ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光／電気変換素子または電気／光変換素子
   である光素子を含む複数の素子を内蔵した光モジュール
   と、該光モジュールに電気的に接続された電子回路を実
   装された回路基板とを一体化して構成され、何等かの外
   部回路に実装して使用される光データリンクにおいて、 該光モジュールと該回路基板との熱的な結合よりも、該
   光モジュールと該外部回路との熱的な結合の方が、より
   大きな熱伝導が得られるように構成されていることを特
   徴とする光データリンク。
2. 【請求項２】請求項１に記載された光データリンクにお
   いて、前記光モジュールおよび前記回路基板が、共通の
   リードフレームおよび個別のリードピンを介して前記外
   部回路に接続されており、且つ、該光モジュールと該回
   路基板との間のリードフレームの熱伝導に有効な幅が、
   該光モジュールに結合されたリードピンの熱伝導に有効
   な太さよりも細くなっていることを特徴とする光データ
   リンク。
3. 【請求項３】請求項１に記載された光データリンクにお
   いて、前記回路基板が、前記リードフレーム上に装荷さ
   れており、該リードフレームと前記光モジュールとが相
   互に結合されていないことを特徴とする光データリン
   ク。