WO2023135975A1 - 光モジュール - Google Patents

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WO2023135975A1
WO2023135975A1 PCT/JP2022/044795 JP2022044795W WO2023135975A1 WO 2023135975 A1 WO2023135975 A1 WO 2023135975A1 JP 2022044795 W JP2022044795 W JP 2022044795W WO 2023135975 A1 WO2023135975 A1 WO 2023135975A1
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WO
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region
circuit board
housing
heat transfer
transfer member
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/044795
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English (en)
French (fr)
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泰介 長崎
武 井上
健作 島田
寿久 横地
達彦 内藤
隆史 山田
Original Assignee
住友電気工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友電気工業株式会社 filed Critical 住友電気工業株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements

Definitions

  • the present disclosure relates to optical modules.
  • Patent Document 1 discloses an optical module including a connector module.
  • This connector module has a housing defining a space and a circuit board accommodated in the space of the housing, and the heat transfer member of the cable and the circuit board of the connector module are thermally connected by a heat conductor. It is characterized by A photoelectric conversion unit to which an optical fiber is connected is mounted on the circuit board.
  • the housing is composed of a metal housing and a resin housing in which the metal housing is arranged.
  • the resin casing (housing) becomes hot. Therefore, it becomes difficult for the user to handle the connector module with bare hands. Therefore, it is desirable to quickly release the heat generated by the control IC or the like to the outside of the connector module, and to disperse the heat while transmitting it to the resin housing so that the resin housing does not locally become hot. ing.
  • the present disclosure suppresses an increase in the size of the resin housing, quickly releases heat generated inside the connector module, and disperses and transfers heat to the resin housing. intended to provide
  • the present disclosure includes a cable including an optical fiber, a connector module having a front end and a rear end, an electrical connector at the front end, a cable connected to the rear end, and an optical fiber inserted from the rear end;
  • An optical module is provided.
  • the connector module includes a circuit board having a first surface and a second surface opposite to the first surface, a metal housing in which the circuit board is disposed and including a plate-like portion facing the second surface, a metal a resin housing having a housing disposed therein; an optical semiconductor element optically coupled to an optical fiber and mounted on a circuit board; and an optical semiconductor element mounted on the first surface and electrically connected to the optical semiconductor element, It has an integrated circuit element electrically connected to the connector and a heat transfer member disposed on the second surface.
  • the plate-like portion of the metal housing includes a first region that overlaps the heat transfer member in plan view, and a second region that surrounds the first region.
  • the first region is closer to the second surface than the second region and is in contact with the heat transfer member.
  • a heat insulating region is provided between the first region and the resin housing.
  • a connector module capable of quickly dissipating heat generated inside the connector module and distributing the heat to the resin housing while suppressing an increase in the size of the resin housing. It becomes possible to provide an optical module.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an optical module according to one embodiment.
  • 2 is an exploded perspective view of the optical module shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing the top surface of the circuit board.
  • FIG. 4 is a top perspective view of the interior of the connector module.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the fiber-side lens module.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the lower part of the housing.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view along line VII-VII of FIG.
  • FIG. 8 is a bottom perspective view of the interior of the connector module.
  • FIG. 9 is an enlarged view of the metal member.
  • 10 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 1.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line XI--XI in FIG.
  • FIG. 12 is a diagram showing a modification of the connector module.
  • An optical module has a cable including an optical fiber, a front end and a rear end, has an electrical connector at the front end, a cable is connected to the rear end, and an optical fiber is inserted from the rear end. and a connector module.
  • the connector module includes a circuit board having a first surface and a second surface opposite to the first surface, a metal housing in which the circuit board is disposed and including a plate-like portion facing the second surface, a metal a resin housing having a housing disposed therein; an optical semiconductor element optically coupled to an optical fiber and mounted on a circuit board; and an optical semiconductor element mounted on the first surface and electrically connected to the optical semiconductor element, It has an integrated circuit element electrically connected to the connector and a heat transfer member disposed on the second surface.
  • the plate-like portion of the metal housing includes a first region that overlaps the heat transfer member in plan view, and a second region that surrounds the first region. The first region is closer to the second surface than the second region and is in contact with the heat transfer member. A heat insulating region is provided between the first region and the resin housing.
  • an integrated circuit element is mounted on the first surface of the circuit board.
  • a heat transfer member is arranged on the second surface opposite to the first surface. Therefore, when the integrated circuit element generates heat, the heat is conducted to the heat transfer member through the circuit board. Since the heat transfer member is in contact with the first region of the metal housing, the heat conducted to the heat transfer member is conducted to the metal housing. Therefore, in this optical module, the heat generated in the connector module can be quickly released.
  • the first area of the metal housing is closer to the second surface than the second area. Therefore, a heat insulating region can be provided between the first region of the metal housing and the resin housing while suppressing an increase in the size of the resin housing.
  • the heat transfer member may extend from the portion overlapping the first region toward the rear end.
  • the heat conducted to the heat transfer member through the circuit board is conducted toward the rear end through the heat transfer member. Therefore, the heat can be quickly released from the rear end side of the connector module to the cable.
  • the insulating region may be void.
  • the heat conducted to the first area of the metal housing is conducted to the second area before being conducted to the resin housing through the air contained in the gap of the heat insulating area. Therefore, the heat generated inside the connector module can be dispersed without being locally conducted to the resin housing.
  • the heat insulating region may include a heat insulating member.
  • the heat conducted to the first area of the metal housing avoids the heat insulating member and is conducted to the second area. Therefore, the heat generated inside the connector module can be dispersed without being locally conducted to the resin housing.
  • the cable may further include a braided wire.
  • the heat conducted to the rear end side of the connector module is quickly released to the braided wire.
  • the connector module may further include a metal member provided at the rear end of the circuit board inside the metal housing.
  • the portion on the first surface side and the portion on the second surface side may be integrally formed.
  • the heat conducted to the rear end side of the circuit board is further conducted rearward through the metal member. Therefore, the heat can be quickly released from the rear end side of the connector module to the cable.
  • the connector module is provided at the end of the circuit board on the rear end side inside the metal housing, and the portion on the first surface side and the portion on the second surface side are integrally formed.
  • a metal member may be further included, and the metal member may be in contact with the braided wire. In this case, the heat conducted to the metal member is efficiently conducted to the braided wire. Therefore, the heat generated inside the connector module can be rapidly released to the braided wire.
  • the metal member may be adhered to the circuit board with a thermally conductive adhesive.
  • the metal member and the circuit board are securely fixed with an adhesive.
  • the adhesive is thermally conductive, heat conducted through the circuit board is efficiently conducted to the metal member. Therefore, the heat generated inside the connector module can be released more quickly.
  • the heat transfer member may be in contact with the metal member. In this case, the heat conducted to the rear end side of the heat transfer member through the heat transfer member is efficiently conducted to the metal member. Therefore, the heat generated inside the connector module can be released more quickly.
  • the surface of the heat transfer member may have a step that follows the step between the first region and the second region.
  • the heat conducted through the circuit board is directly conducted from the heat transfer member not only to the first area but also to the second area. Therefore, the heat generated inside the connector module can be released more quickly.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an optical module 1 according to one embodiment.
  • the optical module 1 includes a cable K including a plurality of optical fibers and a connector module 2 attached to the tip of the cable K.
  • the connector module 2 is a connector extending along the longitudinal direction X and having a front end 1a and a rear end 1b in the longitudinal direction X. As shown in FIG. The rear end 1b is located on the opposite side in the longitudinal direction X of the front end 1a.
  • the connector module 2 has an electrical connector on the front end 1a side.
  • a cable K is connected to the rear end 1b side of the connector module 2, and a plurality of optical fibers of the cable K are inserted into the connector module 2 from the rear end 1b side.
  • the plurality of optical fibers includes first and second optical fibers.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the optical module 1 shown in FIG.
  • the connector module 2 includes a circuit board 3, a fiber side lens module 4, a board side lens module 5, a fitting spring 6, a heat transfer member 7, a metal member 8, a plug 9, and a metal housing. It has a body 10 , a crimping member 11 , a strain relief 12 , a resin housing 13 and a front cap 14 .
  • FIG. 3 is a diagram showing the upper surface of the circuit board 3.
  • the circuit board 3 has an upper surface 3a (first surface), a lower surface 3b (second surface), a front end portion 3c, and a rear end portion 3d.
  • the circuit board 3 is formed by forming a metal wiring pattern on the surface of a dielectric substrate having a substantially rectangular flat plate shape.
  • the upper surface 3a and the lower surface 3b are flat surfaces parallel to each other, extend along the XY plane with the Z direction as the normal direction, and face opposite to each other.
  • a plurality of electrical terminals 3i are arranged along the front end portion 3c (along the Y direction) in portions of the upper surface 3a and the lower surface 3b near the front end portion 3c.
  • the rear end portion 3d has a U-shape with an open center in the Y direction of the circuit board 3 .
  • a light receiving element 3e as an optical semiconductor element, a light emitting element 3f as another optical semiconductor element, and two integrated circuit elements 3g are mounted on the upper surface 3a.
  • the light receiving element 3e is optically coupled to the first optical fiber inserted into the connector module 2 and electrically connected to one integrated circuit element 3g.
  • the light receiving element 3e converts the light incident from the first optical fiber into an electric signal and outputs the electric signal to one integrated circuit element 3g.
  • the light emitting element 3f is optically coupled to the second optical fiber inserted into the connector module 2 and electrically connected to the other integrated circuit element 3g.
  • the light emitting element 3f converts the electrical signal input from the other integrated circuit element 3g into light and emits it to the second optical fiber.
  • the integrated circuit element 3g is a large-scale integrated circuit that processes electrical signals at high speed.
  • the circuit board 3 has two metal patterns (not shown) for mounting two integrated circuit elements 3g on the upper surface 3a.
  • the back surface of each integrated circuit element 3g is fixed to the metal pattern with a conductive adhesive such as a conductive paste. In one example, these metal patterns are defined at a reference potential (ground potential).
  • the circuit board 3 further has two metal patterns (not shown) on the lower surface 3b.
  • the metal pattern on the lower surface 3b overlaps the metal pattern on the upper surface 3a in plan view.
  • the circuit board 3 has a plurality of metal vias 3h that pass through the dielectric substrate in the Z direction and connect the metal pattern on the top surface 3a and the metal pattern on the bottom surface 3b.
  • FIG. 4 is a top perspective view of the interior of the connector module 2.
  • FIG. A fiber side lens module 4 and a board side lens module 5 are arranged on the upper surface 3 a of the circuit board 3 .
  • the fiber side lens module 4 and the board side lens module 5 are arranged side by side in the X direction on the upper surface 3a of the circuit board 3 so that the board side lens module 5 is positioned between the fiber side lens module 4 and the front end portion 3c. are placed.
  • the fiber-side lens module 4 and the substrate-side lens module 5 optically couple the plurality of optical fibers K1 of the cable K with the light receiving element 3e and the light emitting element 3f.
  • the fiber-side lens module 4 and the substrate-side lens module 5 allow the light emitted from the first optical fiber out of the plurality of optical fibers K1 to reach the light receiving element 3e and be emitted from the light emitting element 3f. Light is made to reach a second optical fiber of the plurality of optical fibers K1. A plurality of optical fibers K ⁇ b>1 enclosed in the cable K are removed of the coating resin in the optical module 1 and housed and held in the fiber-side lens module 4 .
  • FIG. 5 is an enlarged perspective view of the fiber-side lens module 4.
  • the fiber side lens module 4 has a frame 4a and a holding portion 4b.
  • the frame 4a and the holding portion 4b are made of resin, for example.
  • the frame 4a has a substantially rectangular parallelepiped shape, and a recess 4e having a substantially rectangular parallelepiped shape is provided at the center of the frame 4a.
  • An end face 4f on the rear end 1b side in the X direction of the frame 4a is provided with an opening 4c into which the optical fiber K1 is inserted.
  • the holding portion 4b has a rectangular shape when viewed from the Z direction.
  • the holding portion 4b is arranged inside a recess 4e provided in the frame 4a.
  • a plurality of optical fibers K1 inserted from the end face 4f of the frame 4a are divided into left and right at the rear of the holding portion 4b, and are respectively inserted and held in a plurality of holes formed in the holding portion 4b.
  • An end face 4g on the front end 1a side in the X direction of the frame 4a receives an optical signal emitted from a first optical fiber of the plurality of held optical fibers K1 and an optical signal emitted from the first optical fiber of the plurality of held optical fibers K1.
  • a plurality of lenses 4d through which an optical signal incident on the second optical fiber passes are provided side by side along the Y direction.
  • the substrate-side lens module 5 is made of resin, for example, and has a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • the substrate-side lens module 5 has a reflecting mirror 5a that forms an angle of approximately 45° with respect to the X-axis and the Z-axis.
  • the reflecting mirror 5a reflects the light emitted from the first optical fiber out of the plurality of optical fibers K1 inserted in the fiber-side lens module 4 toward the light receiving element 3e and emits the light from the light emitting element 3f. light is reflected toward the second optical fiber of the plurality of optical fibers K1.
  • the fitting spring 6 has a substantially U-shaped shape with the rear end 1b side opened in the X direction.
  • a fitting spring 6 is arranged around the fiber side lens module 4 and the substrate side lens module 5 .
  • the fitting spring 6 locks the end surface 4f of the fiber side lens module 4 and elastically presses the end surface of the substrate side lens module 5 on the front end 1a side, thereby connecting the fiber side lens module 4 and the substrate side lens module. 5 are fixed to each other.
  • the metal housing 10 shown in FIG. 2 is made of metal such as copper alloy, for example.
  • the metal housing 10 has a housing upper portion 10a and a housing lower portion 10b.
  • the upper housing portion 10a and the lower housing portion 10b are formed by bending a metal plate.
  • the upper housing part 10a has an upper plate extending along the XY plane and a pair of side plates erected on both sides of the upper plate in the Y direction.
  • the housing lower portion 10b has a lower plate extending along the XY plane and a pair of side plates erected on both sides of the lower plate in the Y direction.
  • the upper housing portion 10a and the lower housing portion 10b are connected to each other by fitting the pair of side plates of the upper housing portion 10a and the pair of side plates of the lower housing portion 10b.
  • a circuit board 3 is arranged inside a metal housing 10 constituted by an upper housing portion 10a and a lower housing portion 10b.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the housing lower portion 10b.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view along line VII-VII of FIG.
  • the housing lower portion 10b has a lower plate 10e and a pair of side plates 10f and 10g.
  • the lower plate 10e faces the circuit board 3 in the Z direction.
  • a lower plate 10e of the housing lower portion 10b includes a region 10c (first region) and a region 10d (second region).
  • the region 10c extends along the XY plane and is provided at a position overlapping the heat transfer member 7 and the two integrated circuit elements 3g when viewed in the Z direction, that is, in a plan view.
  • the region 10d is a portion of the lower plate 10e excluding the region 10c, extends along the XY plane, and is provided around the region 10d.
  • Region 10c is closer to circuit board 3 than region 10d. In other words, the distance between the area 10 c and the circuit board 3 is shorter than the distance between the area 10 d and the circuit board 3 . Therefore, on the surface of the lower plate 10e facing the circuit board 3, the region 10c rises with respect to the region 10d.
  • the region 10c is recessed with respect to the region 10d.
  • a step is formed at the boundary between the regions 10c and 10d.
  • Such a shape of the housing lower portion 10b can be formed by sheet metal processing, for example.
  • FIG. 8 is a bottom perspective view of the interior of the connector module 2.
  • FIG. A heat transfer member 7 is arranged on the lower surface 3 b of the circuit board 3 .
  • the heat transfer member 7 is positioned between the lower surface 3b of the circuit board 3 and the lower housing portion 10b.
  • the heat transfer member 7 is in contact with the lower surface 3b of the circuit board 3 or in contact with a metal pattern provided on the lower surface 3b.
  • the heat transfer member 7 is arranged at a position overlapping the two integrated circuit elements 3g when viewed from the normal direction of the upper surface 3a and the lower surface 3b of the circuit board 3. As shown in FIG.
  • the contour of the heat transfer member 7 includes the contours of two integrated circuit elements 3g when viewed from the normal direction of the upper surface 3a and the lower surface 3b.
  • the heat transfer member 7 transfers heat conducted from the integrated circuit element 3g, which is a heating element, through the circuit board 3 (especially, the metal via 3h penetrating the dielectric substrate) to the housing lower part 10b.
  • the surface of the heat transfer member 7 has a stepped shape that follows the stepped portion of the housing lower portion 10b.
  • the heat transfer member 7 has a surface 7a and a surface 7b on the surface opposite to the surface facing the circuit board 3 in the Z direction.
  • the surface 7a faces the region 10c of the housing lower portion 10b and has a rectangular planar shape.
  • the surface 7b faces the area 10d of the housing lower portion 10b, and surrounds three sides of the four sides of the surface 7a except one side on the front end 1a side.
  • the surface 7a is positioned closer to the circuit board 3 than the surface 7b. Therefore, the heat transfer member 7 has a substantially rectangular parallelepiped shape with a part recessed.
  • the distance in the Z direction between the surfaces 7a and 7b of the heat transfer member 7 is equal to the distance in the Z direction between the regions 10c and 10d of the lower housing portion 10b.
  • the surface 7a of the heat transfer member 7 and the region 10c of the lower housing portion 10b are in contact with each other, and the surface 7b of the heat transfer member 7 and the region 10d of the lower housing portion 10b are in contact with each other.
  • the heat transfer member 7 mainly contains a material with high thermal conductivity.
  • the heat transfer member 7 mainly contains an acrylic resin material, for example.
  • the heat transfer member 7 extends from a portion of the housing lower portion 10b overlapping the region 10c toward the rear end 1b in the X direction.
  • the heat transfer member 7 has a rear end surface 7c.
  • the rear end surface 7c is in contact with a metal member 8, which will be described later.
  • FIG. 9 is an enlarged view of the metal member 8.
  • FIG. A metal member 8 is connected to a plurality of cables K and holds the circuit board 3 .
  • the metal member 8 can be formed by casting, for example.
  • the metal member 8 has a base 8a, a pair of support portions 8b, and a cylindrical portion 8c.
  • the base 8a has a substantially rectangular flat plate shape, extends along the YZ plane, and has a through hole 8d in the center.
  • the cylindrical portion 8c communicates with the through hole 8d.
  • Each support portion 8b has a slit 8e.
  • the rear end portion 3d of the circuit board 3 is inserted into the slit 8e, and the rear end portion 3d is held by the metal member 8. As shown in FIG.
  • the support portion 8b is formed by integrally forming a portion on the upper surface 3a side of the circuit board 3 and a portion on the lower surface 3b side.
  • the metal member 8 and the circuit board 3 are bonded together with a thermally conductive adhesive.
  • Thermal conductivity of the thermally conductive adhesive is, for example, 3 W/mK.
  • a plurality of optical fibers K1 are inserted through the cylindrical portion 8c and protrude forward from the through hole 8d.
  • a rectangular space is provided by the base 8a of the metal member 8, the pair of support portions 8b, and the rear end portion 3d of the circuit board 3 in plan view. This space prevents the plurality of optical fibers K1 from coming into contact with the circuit board 3 and the metal member 8, thereby suppressing damage to the plurality of optical fibers K1.
  • the plug 9 covers and protects a plurality of terminals 3i provided on the front end portion 3c of the circuit board 3, and is connected to a connector provided on another circuit board (not shown).
  • the plug 9 is attached to the circuit board 3 by inserting the front end portion 3c of the circuit board 3 into the insertion opening on the rear end 1b side of the plug 9 in the X direction.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG.
  • the metal housing 10 conducts heat generated inside the connector module 2 to the resin housing 13 .
  • the metal housing 10 has a substantially rectangular tubular shape and extends along the X direction. Both ends of the metal housing 10 in the X direction are closed by the plugs 9 and the metal members 8 to define an internal space S of the metal housing 10 .
  • a circuit board 3 In the internal space S, a circuit board 3, a fiber-side lens module 4, a board-side lens module 5, a fitting spring 6, and a heat transfer member 7 are arranged.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view along line XI-XI in FIG.
  • the cable K has a plurality of optical fibers K1, inclusions K2, a braided wire K3, and a tube K4.
  • a plurality of optical fibers K1 are arranged in the center of the cable K.
  • the inclusion K2 coats the plurality of optical fibers K1.
  • the braided wire K3 is arranged around the inclusion K2 and is made of metal.
  • the tube K4 is arranged around the braided wire K3.
  • the inclusion K2 mainly contains aramid fibers
  • the tube K4 mainly contains polyvinyl chloride.
  • the crimping member 11 shown in FIGS. 2 and 10 connects and fixes the cable K and the metal member 8 to each other.
  • the crimping member 11 has a cylindrical shape.
  • the inner diameter of the crimping member 11 is slightly larger than the cylindrical portion 8c around which the braided wire K3 and the tube K4 are arranged.
  • the strain relief 12 shown in FIGS. 1 and 2 relaxes the stress generated in the connection between the cable K and the metal member 8.
  • the strain relief 12 has a circular cross section perpendicular to the X direction, and its diameter increases from the rear end 1b toward the front end 1a.
  • the strain relief 12 has a rectangular flat plate at its front end. Inside the strain relief 12, the cylindrical portion 8c of the metal member 8, the cable K, and the crimping member 11 are arranged.
  • the strain relief 12 is made of resin, for example.
  • the resin housing 13 shown in FIGS. 1, 2 and 10 is a housing made of resin, and releases the heat conducted from the metal housing 10 to the outside of the connector module 2 .
  • a metal housing 10 is arranged inside the resin housing 13 .
  • the resin housing 13 has a rectangular tubular shape extending in the X direction. That is, the resin housing 13 has a front opening and a rear opening.
  • a plug 9 protrudes forward from the front opening.
  • a strain relief 12 protrudes rearward from the opening on the rear side.
  • a heat insulating region S1 is provided between the region 10c and the resin housing 13. As shown in FIG. In this embodiment, the heat insulating region S1 is an air gap.
  • the front cap 14 is fitted into the opening on the front side of the resin housing 13 to close the opening.
  • the front cap 14 has a through hole corresponding to the plug 9 . Therefore, by inserting the plug 9 through the through hole of the front cap 14 , the front cap 14 can be fitted into the opening on the front side of the resin casing 13 .
  • the heat generated by the integrated circuit element 3g is conducted to the heat transfer member 7 through the dielectric substrate of the circuit board 3 and a plurality of metal vias 3h inserted inside the dielectric substrate. Part of the heat conducted to the heat transfer member 7 is conducted to the region 10c of the metal housing 10. As shown in FIG. The heat conducted to the area 10c is conducted to the area 10d before being conducted to the resin casing 13 through the heat insulating area S1. The heat conducted to the area 10d is conducted to the resin casing 13 from the area 10d. Therefore, the heat generated in the integrated circuit element 3g is released to the resin housing 13 quickly. In this manner, the heat generated in the integrated circuit element 3g is conducted to the surrounding area while avoiding the heat insulation area S1, so that the temperature of the resin housing 13 can be prevented from rising locally.
  • Part of the heat conducted to the heat transfer member 7 is conducted toward the rear end surface 7c of the heat transfer member 7.
  • Part of the heat conducted toward the rear end surface 7c is conducted to the resin casing 13 through the region 10d in contact with the surface 7b.
  • Another part of the heat conducted toward the rear end surface 7c is conducted to the metal member 8 in contact with the heat transfer member 7.
  • the heat conducted to the metal member 8 is conducted to the braided wire K3 and conducted to the cable K.
  • the heat generated in the integrated circuit element 3g is conducted to the resin housing 13 and the cable K, so that it is released quickly.
  • a part of the heat generated in the integrated circuit element 3g is conducted through the circuit board 3 toward the rear end portion 3d.
  • the heat conducted to the rear end portion 3d is conducted to the metal member 8 through the heat conductive adhesive.
  • the heat conducted to the metal member 8 is conducted to the braided wire K3 and conducted to the cable K.
  • the heat generated in the integrated circuit element 3g is conducted to the cable K, so that it is released quickly.
  • the heat transfer member 7 is arranged on the lower surface 3b of the circuit board 3 on which the integrated circuit element 3g is mounted. Therefore, when the integrated circuit element 3 g generates heat, the heat is conducted to the heat transfer member 7 through the circuit board 3 . Since the heat transfer member 7 is in contact with the region 10 c of the metal housing 10 , the heat conducted to the heat transfer member 7 is conducted to the metal housing 10 . Therefore, in this optical module 1, the heat generated inside the connector module 2 can be quickly released. Further, in this connector module 2, the region 10c of the metal housing 10 is closer to the lower surface 3b than the region 10d.
  • the heat insulating region S1 can be provided between the region 10c and the resin housing 13 while suppressing the size of the resin housing 13 from increasing.
  • the temperature of the resin housing 13 is prevented from rising locally.
  • the heat generated inside the connector module 2 can be distributed and transferred to the resin housing 13 while suppressing an increase in the size of the resin housing 13 .
  • the heat transfer member 7 may extend from the portion overlapping the region 10c toward the rear end 1b. Thereby, the heat conducted to the heat transfer member 7 through the circuit board 3 is conducted through the heat transfer member 7 toward the rear end surface 7c. Therefore, heat can be rapidly released to the cable K from the rear end 1b side of the connector module 2.
  • the heat insulating region S1 may be a gap as in the present embodiment. Thereby, the heat conducted to the area 10c of the metal housing 10 is conducted to the area 10d before being conducted to the resin housing 13 through the air contained in the gap of the heat insulating area S1. Therefore, the heat generated inside the connector module 2 can be dispersed without being locally conducted to the resin housing 13 .
  • the connector module 2 may have the metal member 8 provided at the rear end portion 3 d in the internal space S of the metal housing 10 .
  • the portion on the upper surface 3a side and the portion on the lower surface 3b side may be integrally formed.
  • the metal member 8 may come into contact with the braided wire K3. Thereby, the heat conducted to the metal member 8 is efficiently conducted to the braided wire K3. Therefore, the heat generated inside the connector module 2 can be quickly released to the braided wire K3.
  • the metal member 8 may be adhered to the circuit board 3 with a thermally conductive adhesive. Thereby, the metal member 8 and the circuit board 3 are reliably fixed with the adhesive. Furthermore, since the adhesive is thermally conductive, heat conducted through the circuit board 3 is efficiently conducted to the metal member 8 . Therefore, the heat generated inside the connector module 2 can be released more quickly.
  • the heat transfer member 7 may be in contact with the metal member 8 as in this embodiment. Thereby, the heat conducted to the rear end 1b side of the heat transfer member 7 through the heat transfer member 7 is transferred to the metal member 8 . Therefore, the heat generated inside the connector module 2 can be released more quickly.
  • the surface of the heat transfer member 7 may have a step that follows the step between the regions 10c and 10d.
  • the heat insulating region S1 is a void, but as shown in FIG. 12, it may include a heat insulating member 15 instead of or in addition to the void.
  • the heat conducted to the area 10c of the metal housing 10 avoids the heat insulating member 15 and is conducted to the area 10d. Therefore, the heat generated inside the connector module 2 can be dispersed without being locally conducted to the resin housing 13 .
  • the cable K of the above embodiment includes only the optical fiber K1 inside the inclusion K2, it may further include an electric wire in addition to the optical fiber K1 inside the inclusion K2.
  • Reference Signs List 1 Optical module 1a Front end 1b Rear end 2 Connector module 3 Circuit board 3a Upper surface (first surface) 3b... Lower surface (second surface) 3c front end 3d rear end 3e light receiving element 3f light emitting element 3g integrated circuit element 3h metal via 3i terminal 4 fiber side lens module 4a frame 4b holding part 4c opening 4d lens 4e... Recesses 4f, 4g... End face 5... Board-side lens module 5a... Reflector 6... Fitting spring 7... Heat transfer members 7a, 7b... Surface 7c... Rear end face 8... Metal member 8a... Base 8b... Support part 8c...

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Abstract

光モジュールは、光ファイバ(K1)を含むケーブルと、コネクタモジュールと、を備える。コネクタモジュールは、前端及び後端を有する。コネクタモジュールは、前端に電気的なコネクタを有し、後端に前記ケーブルが接続される。コネクタモジュールには、後端から光ファイバが挿入される。コネクタモジュールは、第1面及び第1面とは反対側の第2面を有する回路基板(3)と、回路基板が内部に配置され、第2面と対向する板状部分を含む金属筐体(1〇)と、金属筐体が内部に配置された樹脂筐体(13)と、光ファイバと光学的に結合され、回路基板に実装された光半導体素子と、第1面に実装され、光半導体素子と電気的に接続され、コネクタと電気的に接続された集積回路素子と、第2面上に配置された伝熱部材(7)と、を有する。金属筐体の板状部分は、平面視にて伝熱部材と重なる第1領域と、第1領域の周囲に位置する第2領域とを含む。第1領域は、第2領域よりも第2面に近く、伝熱部材と接触する。第1領域と、樹脂筐体との間には、断熱領域(S1)が設けられている。

Description

光モジュール
　本開示は、光モジュールに関する。
　特許文献１には、コネクタモジュールを備える光モジュールが開示されている。このコネクタモジュールは、空間を画成するハウジングと、ハウジングの空間に収容された回路基板とを有し、ケーブルの伝熱部材とコネクタモジュールの回路基板とが熱伝導体により熱的に接続されていることを特徴とする。回路基板には、光ファイバが接続される光電変換部が搭載されている。ハウジングは、金属製のハウジングと、金属製のハウジングが内部に配置された樹脂製のハウジングとにより構成される。
特開２０１３－８３９４６号公報
　制御用ＩＣ等が発する熱によって、樹脂製の筐体（ハウジング）が高温になる。よって、コネクタモジュールは、ユーザにとって、素手で取り扱いづらくなってしまう。したがって、制御用ＩＣ等が発する熱を速やかにコネクタモジュールの外部に放出することと、樹脂筐体が局所的に高温にならないように熱を分散させつつ樹脂筐体に伝えることと、が望まれている。
　コネクタモジュールの小型化のため、樹脂筐体のサイズが大きくなることを抑制しつつ、熱を速やかに放出し、分散させることが望まれている。
　本開示は、樹脂筐体のサイズが大きくなることを抑制しつつ、コネクタモジュールの内部で発生する熱を速やかに放出するとともに、分散して樹脂筐体に伝えることができるコネクタモジュールを備える光モジュールを提供することを目的とする。
　本開示は、光ファイバを含むケーブルと、前端及び後端を有し、前端に電気的なコネクタを有し、後端にケーブルが接続され、後端から光ファイバが挿入されるコネクタモジュールと、を備える光モジュールを提供する。コネクタモジュールは、第１面及び第１面とは反対側の第２面を有する回路基板と、回路基板が内部に配置され、第２面と対向する板状部分を含む金属筐体と、金属筐体が内部に配置された樹脂筐体と、光ファイバと光学的に結合され、回路基板に実装された光半導体素子と、第１面に実装され、光半導体素子と電気的に接続され、コネクタと電気的に接続された集積回路素子と、第２面上に配置された伝熱部材と、を有する。金属筐体の板状部分は、平面視にて伝熱部材と重なる第１領域と、第１領域の周囲に位置する第２領域とを含む。第１領域は、第２領域よりも第２面に近く、伝熱部材と接触している。第１領域と、樹脂筐体との間には、断熱領域が設けられている。
　本開示によれば、樹脂筐体のサイズが大きくなることを抑制しつつ、コネクタモジュールの内部で発生する熱を速やかに放出するとともに、分散して樹脂筐体に伝えることができるコネクタモジュールを備える光モジュールを提供することが可能となる。
図１は、一実施形態に係る光モジュールを示す斜視図である。 図２は、図１に示す光モジュールの分解斜視図である。 図３は、回路基板の上面を示す図である。 図４は、コネクタモジュールの内部の上面斜視図である。 図５は、ファイバ側レンズモジュールを拡大した図である。 図６は、筐体下部を示す斜視図である。 図７は、図６のVII－VII線に沿った断面図である。 図８は、コネクタモジュールの内部の下面斜視図である。 図９は、金属部材を拡大した図である。 図１０は、図１のＸ－Ｘ線に沿った断面図である。 図１１は、図１のＸＩ－ＸＩ線に沿った断面図である。 図１２は、コネクタモジュールの変形例を示す図である。
　［本開示の実施形態の説明］
　最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。一実施形態に係る光モジュールは、光ファイバを含むケーブルと、前端及び後端を有し、前端に電気的なコネクタを有し、後端にケーブルが接続され、後端から光ファイバが挿入されるコネクタモジュールと、を備える光モジュールである。コネクタモジュールは、第１面及び第１面とは反対側の第２面を有する回路基板と、回路基板が内部に配置され、第２面と対向する板状部分を含む金属筐体と、金属筐体が内部に配置された樹脂筐体と、光ファイバと光学的に結合され、回路基板に実装された光半導体素子と、第１面に実装され、光半導体素子と電気的に接続され、コネクタと電気的に接続された集積回路素子と、第２面上に配置された伝熱部材と、を有する。金属筐体の板状部分は、平面視にて伝熱部材と重なる第１領域と、第１領域の周囲に位置する第２領域とを含む。第１領域は、第２領域よりも第２面に近く、伝熱部材と接触している。第１領域と、樹脂筐体との間には、断熱領域が設けられている。
　この光モジュールが備えるコネクタモジュールでは、回路基板の第１面に集積回路素子が実装される。第１面とは反対側の第２面に、伝熱部材が配置されている。故に、集積回路素子が発熱をしたときに、その熱は、回路基板を通じて、伝熱部材に伝導される。伝熱部材は、金属筐体の第１領域と接触しているので、伝熱部材に伝導された熱は、金属筐体に伝導される。よって、この光モジュールでは、コネクタモジュール内で発生する熱を、速やかに放出することができる。この光モジュールでは、金属筐体の第１領域が、第２領域よりも第２面に近い。故に、樹脂筐体のサイズが大きくなることを抑制しつつ、金属筐体の第１領域と、樹脂筐体との間に、断熱領域を設けることができる。そして、第１領域と樹脂筐体との間に断熱領域が設けられることにより、樹脂筐体の温度が局所的に上昇することが抑制される。結果として、この光モジュールでは、樹脂筐体のサイズが大きくなることを抑制しつつ、コネクタモジュールの内部において発生する熱を、分散して樹脂筐体に伝えることができる。
　一実施形態として、伝熱部材は、第１領域と重なる部分から後端に向けて延在していてもよい。この場合、回路基板を通じて、伝熱部材に伝導された熱は、伝熱部材を通じて、後端に向けて伝導されていく。したがって、コネクタモジュールの後端側からケーブルへ速やかに熱を放出することができる。
　一実施形態として、断熱領域は空隙であってもよい。この場合、金属筐体の第１領域に伝導された熱は、断熱領域の空隙に含まれる空気を通じて樹脂筐体に伝導されるよりも先に、第２領域に伝導される。したがって、コネクタモジュールの内部において発生する熱を、樹脂筐体に対して局所的に伝導することなく、分散させることができる。
　一実施形態として、断熱領域は、断熱部材を含んでもよい。この場合、金属筐体の第１領域に伝導された熱が、断熱部材を回避して、第２領域に伝導される。したがって、コネクタモジュールの内部において発生する熱を、樹脂筐体に対して局所的に伝導することなく、分散させることができる。
　一実施形態として、ケーブルは、編組線を更に含んでもよい。この場合、コネクタモジュールの後端側に伝導された熱が、編組線へ速やかに放出される。
　一実施形態として、コネクタモジュールは、金属筐体の内部において回路基板の後端側の端部に設けられた金属部材を更に有してもよい。金属部材において、第１面側にある部分と第２面側にある部分とが一体に形成されてもよい。この場合、回路基板の後端側に伝導された熱は、金属部材を介して更に後方に伝導される。したがって、コネクタモジュールの後端側からケーブルへ速やかに熱を放出することができる。
　一実施形態として、コネクタモジュールは、金属筐体の内部において回路基板の後端側の端部に設けられ、第１面側にある部分と第２面側にある部分とが一体に形成された金属部材を更に有し、金属部材は編組線に接触していてもよい。この場合、金属部材に伝導された熱は、編組線に効率良く伝導される。したがって、コネクタモジュールの内部において発生する熱を、編組線へ速やかに放出することができる。
　一実施形態として、金属部材は、熱伝導性接着剤によって回路基板と接着されていてもよい。この場合、金属部材と回路基板とは、接着剤によって確実に固着する。さらに、その接着剤が熱伝導性であるため、回路基板を通じて伝導された熱は、金属部材に効率良く伝導される。したがって、コネクタモジュールの内部において発生する熱を、より速やかに放出することができる。
　一実施形態として、伝熱部材は金属部材と接触していてもよい。この場合、伝熱部材を通じて伝熱部材の後端側に伝導された熱は、金属部材に効率良く伝導される。したがって、コネクタモジュールの内部において発生する熱を、より速やかに放出することができる。
　一実施形態として、伝熱部材の表面は、第１領域と第２領域との間の段差に倣う形状の段差を有してもよい。この場合、回路基板を通じて伝導された熱は、第１領域だけでなく第２領域にも伝熱部材から直接的に伝導される。したがって、コネクタモジュールの内部において発生する熱を、より速やかに放出することができる。
　［本開示の実施形態の詳細］
　本開示の実施形態の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内ですべての変更が含まれることが意図される。図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
　図１は、一実施形態に係る光モジュール１を示す斜視図である。光モジュール１は、複数本の光ファイバを含むケーブルＫと、ケーブルＫの先端に取り付けられたコネクタモジュール２とを備えている。コネクタモジュール２は、長手方向Ｘに沿って延びるコネクタであり、該長手方向Ｘにおいて前端１ａ及び後端１ｂを有する。後端１ｂは、前端１ａの長手方向Ｘの反対側に位置する。コネクタモジュール２は、前端１ａ側に電気的なコネクタを有する。コネクタモジュール２の後端１ｂ側にケーブルＫが接続され、後端１ｂ側からコネクタモジュール２内にケーブルＫの複数の光ファイバが挿入される。複数の光ファイバは、第１及び第２の光ファイバを含む。
　図２は、図１に示す光モジュール１の分解斜視図である。図１及び図２に示すように、コネクタモジュール２は、回路基板３、ファイバ側レンズモジュール４、基板側レンズモジュール５、嵌合用ばね６、伝熱部材７、金属部材８、プラグ９、金属筐体１０、加締め部材１１、ストレインリリーフ１２、樹脂筐体１３、及びフロントキャップ１４を備えている。
　図３は、回路基板３の上面を示す図である。回路基板３は、上面３ａ（第１面）、下面３ｂ（第２面）、前端部３ｃ、及び後端部３ｄを有している。回路基板３は、略矩形の平板状の形状を有する誘電体基板の表面に金属製の配線パターンが形成されて成る。上面３ａ及び下面３ｂは、互いに平行な平坦面であり、Ｚ方向を法線方向とし、ＸＹ平面に沿って延在し、互いに反対を向く。上面３ａ及び下面３ｂにおける前端部３ｃ寄りの部分には、前端部３ｃに沿って（Ｙ方向に沿って）複数の電気的な端子３ｉが並んでいる。後端部３ｄは、回路基板３のＹ方向の中央が開放したＵ字状の形状を有している。上面３ａには、光半導体素子としての受光素子３ｅ、別の光半導体素子としての発光素子３ｆ、及び２つの集積回路素子３ｇが実装されている。受光素子３ｅは、コネクタモジュール２内に挿入される第１の光ファイバと光学的に結合されるとともに、一方の集積回路素子３ｇと電気的に接続されている。受光素子３ｅは、第１の光ファイバから入射した光を電気信号に変換し、該電気信号を一方の集積回路素子３ｇへ出力する。発光素子３ｆは、コネクタモジュール２内に挿入される第２の光ファイバと光学的に結合されるとともに、他方の集積回路素子３ｇと電気的に接続されている。発光素子３ｆは、他方の集積回路素子３ｇから入力された電気信号を光に変換し、第２の光ファイバへ出射する。集積回路素子３ｇは、電気信号を高速処理する大規模集積回路である。回路基板３は、２つの集積回路素子３ｇをそれぞれ実装するための２つの金属パターン（不図示）を上面３ａに有する。各集積回路素子３ｇの裏面は、導電ペースト等の導電接着剤によって金属パターンに固着される。一例では、これらの金属パターンは基準電位（接地電位）に規定される。回路基板３は、更に２つの金属パターン（不図示）を下面３ｂに有する。下面３ｂの金属パターンは、平面視にて上面３ａの金属パターンと重なる。回路基板３は、Ｚ方向において誘電体基板を貫通し、上面３ａの金属パターンと下面３ｂの金属パターンとを接続する複数の金属ビア３ｈを有する。
　図４は、コネクタモジュール２の内部の上面斜視図である。回路基板３の上面３ａ上には、ファイバ側レンズモジュール４、及び基板側レンズモジュール５が配置されている。ファイバ側レンズモジュール４及び基板側レンズモジュール５は、ファイバ側レンズモジュール４と前端部３ｃとの間に基板側レンズモジュール５が位置するように、回路基板３の上面３ａ上においてＸ方向に並んで配置されている。ファイバ側レンズモジュール４及び基板側レンズモジュール５は、ケーブルＫの複数の光ファイバＫ１を、受光素子３ｅ及び発光素子３ｆと光学的に結合する。すなわち、ファイバ側レンズモジュール４、及び基板側レンズモジュール５は、複数の光ファイバＫ１のうちの第１の光ファイバから出射される光を受光素子３ｅに到達させるとともに、発光素子３ｆから出射される光を複数の光ファイバＫ１のうちの第２の光ファイバに到達させる。ケーブルＫに内包される複数の光ファイバＫ１は、光モジュール１内では被覆樹脂が取り除かれて、ファイバ側レンズモジュール４に収納されて保持される。図５は、ファイバ側レンズモジュール４を拡大した斜視図である。ファイバ側レンズモジュール４は、枠体４ａ、及び保持部４ｂを有する。枠体４ａ及び保持部４ｂは、例えば樹脂製である。枠体４ａは、略直方体の形状を有し、枠体４ａの中心には、略直方体の形状の凹部４ｅが設けられている。枠体４ａのＸ方向における後端１ｂ側の端面４ｆには、光ファイバＫ１が挿入される開口部４ｃが設けられている。保持部４ｂは、Ｚ方向から見ると、矩形の形状を有する。保持部４ｂは、枠体４ａに設けられている凹部４ｅの内部に配置されている。枠体４ａの端面４ｆから挿入された複数の光ファイバＫ１は、保持部４ｂの後方において左右に分けられ、保持部４ｂに形成された複数の孔にそれぞれ挿入されて保持される。枠体４ａのＸ方向における前端１ａ側の端面４ｇには、保持された複数の光ファイバＫ１のうちの第１の光ファイバから出射される光信号、及び保持された複数の光ファイバＫ１のうちの第２の光ファイバに入射する光信号が通過する複数のレンズ４ｄが、Ｙ方向に沿って並んで設けられている。
　再び図４を参照する。基板側レンズモジュール５は、例えば樹脂製であり、略直方体の形状を有している。基板側レンズモジュール５は、Ｘ軸及びＺ軸に対して略４５°の角度を成す反射鏡５ａを有する。反射鏡５ａは、ファイバ側レンズモジュール４に挿入されている複数の光ファイバＫ１のうちの第１の光ファイバから出射される光を受光素子３ｅへ向けて反射するとともに、発光素子３ｆから出射される光を複数の光ファイバＫ１のうちの第２の光ファイバへ向けて反射する。嵌合用ばね６は、Ｘ方向における後端１ｂ側が開放した略Ｕ字状の形状を有している。嵌合用ばね６は、ファイバ側レンズモジュール４、及び基板側レンズモジュール５の周囲に配置されている。嵌合用ばね６は、ファイバ側レンズモジュール４の端面４ｆを係止するとともに基板側レンズモジュール５の前端１ａ側の端面を弾性的に押圧することによって、ファイバ側レンズモジュール４と、基板側レンズモジュール５とを相互に固定している。
　図２に示される金属筐体１０は、例えば、銅合金といった金属からなる。金属筐体１０は、筐体上部１０ａ、及び筐体下部１０ｂを有する。筐体上部１０ａ及び筐体下部１０ｂは、金属板が折り曲げられることにより形成される。筐体上部１０ａは、ＸＹ平面に沿って延在する上板と、Ｙ方向において上板の両側に立設する一対の側板とを有する。筐体下部１０ｂは、ＸＹ平面に沿って延在する下板と、Ｙ方向において下板の両側に立設する一対の側板とを有する。筐体上部１０ａの一対の側板と、筐体下部１０ｂの一対の側板とが互いに嵌合することによって、筐体上部１０ａと筐体下部１０ｂとが互いに接続される。筐体上部１０ａと筐体下部１０ｂとによって構成される金属筐体１０の内部には、回路基板３が配置される。図６は、筐体下部１０ｂを示す斜視図である。図７は、図６のVII－VII線に沿った断面図である。上述したように、筐体下部１０ｂは、下板１０ｅと、一対の側板１０ｆ，１０ｇとを有する。下板１０ｅは、Ｚ方向において回路基板３と対向する。筐体下部１０ｂの下板１０ｅは、領域１０ｃ（第１領域）と、領域１０ｄ（第２領域）とを含む。領域１０ｃは、ＸＹ平面に沿って延在し、Ｚ方向から見たときに、すなわち平面視にて、伝熱部材７及び２つの集積回路素子３ｇと重なる位置に設けられている。領域１０ｄは、下板１０ｅにおいて領域１０ｃを除く部分であり、ＸＹ平面に沿って延在し、領域１０ｄの周囲に設けられている。領域１０ｃは、領域１０ｄよりも回路基板３に近い。言い換えると、領域１０ｃと回路基板３との距離は、領域１０ｄと回路基板３との距離よりも短い。したがって、下板１０ｅの回路基板３と対向する面においては、領域１０ｃが領域１０ｄに対して盛り上がっている。また、下板１０ｅの回路基板３と対向する面とは反対側の面においては、領域１０ｃが領域１０ｄに対して凹んでいる。領域１０ｃと領域１０ｄとの境界部分には段差が形成されている。このような筐体下部１０ｂの形状は、例えば板金加工によって形成され得る。
　図８は、コネクタモジュール２の内部の下面斜視図である。回路基板３の下面３ｂ上には、伝熱部材７が配置されている。伝熱部材７は、回路基板３の下面３ｂと筐体下部１０ｂとの間に位置する。伝熱部材７は、回路基板３の下面３ｂに接するか、又は、下面３ｂ上に設けられた金属パターンに接する。伝熱部材７は、回路基板３の上面３ａ及び下面３ｂの法線方向から見て２つの集積回路素子３ｇと重なる位置に配置されている。一例では、上面３ａ及び下面３ｂの法線方向から見て、伝熱部材７の輪郭は２つの集積回路素子３ｇの輪郭を包含する。伝熱部材７は、発熱体である集積回路素子３ｇから回路基板３（特に、誘電体基板を貫通する金属ビア３ｈ）を通じて伝導される熱を、筐体下部１０ｂに伝達する。伝熱部材７の表面は、筐体下部１０ｂの段差に倣う形状の段差を有している。具体的には、伝熱部材７は、Ｚ方向における回路基板３と対向する面とは反対側の面に、面７ａ及び面７ｂを有している。面７ａは、筐体下部１０ｂの領域１０ｃと対向し、矩形の平面状の形状を有している。面７ｂは、筐体下部１０ｂの領域１０ｄと対向し、面７ａの四辺のうち前端１ａ側の一辺を除く三辺を囲んでいる。面７ａは、面７ｂよりも回路基板３の近くに位置している。したがって、伝熱部材７は、一部が凹んだ略直方体の形状を有している。伝熱部材７の面７ａと、面７ｂとのＺ方向における距離は、筐体下部１０ｂの領域１０ｃと、領域１０ｄとのＺ方向における距離と等しい。伝熱部材７の面７ａと筐体下部１０ｂの領域１０ｃとは互いに接触し、伝熱部材７の面７ｂと筐体下部１０ｂの領域１０ｄとは互いに接触している。伝熱部材７は、熱伝導性の高い素材を主に含む。伝熱部材７は、例えばアクリル樹脂の材料を主に含む。伝熱部材７は、筐体下部１０ｂの領域１０ｃと重なる部分からＸ方向において後端１ｂに向かって延在している。伝熱部材７は、後端面７ｃを有する。後端面７ｃは、後述する金属部材８と接触している。
　図９は、金属部材８を拡大した図である。金属部材８は、複数のケーブルＫと接続され、回路基板３を保持する。金属部材８は、例えば鋳造により形成され得る。金属部材８は、基盤８ａ、一対の支持部８ｂ、及び円筒部８ｃを有する。基盤８ａは略矩形の平板状の形状を有していて、ＹＺ平面に沿って延在し、中心には、貫通孔８ｄを有する。円筒部８ｃは、貫通孔８ｄと連通している。各支持部８ｂは、スリット８ｅを有している。スリット８ｅには回路基板３の後端部３ｄが挿入され、後端部３ｄが金属部材８によって保持される。すなわち、支持部８ｂは、回路基板３の上面３ａ側にある部分と、下面３ｂ側にある部分と、が一体に形成されてなる。金属部材８と回路基板３とは、熱伝導性接着剤によって互いに接着されている。熱伝導性接着剤の熱伝導率は、例えば３Ｗ／ｍＫである。複数の光ファイバＫ１は、円筒部８ｃに挿通され、貫通孔８ｄから前方に飛び出している。金属部材８の基盤８ａと、一対の支持部８ｂと、回路基板３の後端部３ｄとによって、平面視にて矩形の空間が設けられている。この空間によって、複数の光ファイバＫ１が、回路基板３及び金属部材８に接触することが抑制され、複数の光ファイバＫ１の損傷が抑制される。
　プラグ９は、回路基板３の前端部３ｃに設けられた複数の端子３ｉを覆って保護するとともに、別の回路基板（不図示）に設けられたコネクタに接続される。プラグ９のＸ方向における後端１ｂ側の挿入口に、回路基板３の前端部３ｃが挿入されることによって、プラグ９が回路基板３に取り付けられている。
　図１０は、図１のＸ－Ｘ線に沿った断面図である。金属筐体１０は、コネクタモジュール２の内部で発生する熱を樹脂筐体１３に伝導する。金属筐体１０は、略角筒状の形状を有していて、Ｘ方向に沿って延在している。プラグ９及び金属部材８によって、Ｘ方向における金属筐体１０の両端が閉じられ、金属筐体１０の内部空間Ｓが画定される。内部空間Ｓには、回路基板３、ファイバ側レンズモジュール４、基板側レンズモジュール５、嵌合用ばね６、及び伝熱部材７が配置されている。
　図１１は、図１のＸＩ－ＸＩ線に沿った断面図である。ケーブルＫは、複数の光ファイバＫ１と、介在物Ｋ２と、編組線Ｋ３と、チューブＫ４とを有する。複数の光ファイバＫ１は、ケーブルＫの中心に配置されている。介在物Ｋ２は、複数の光ファイバＫ１を被覆する。編組線Ｋ３は、介在物Ｋ２の周囲に配置され、金属によって構成されている。チューブＫ４は、編組線Ｋ３の周囲に配置されている。一例として、介在物Ｋ２はアラミド繊維を主に含み、チューブＫ４は、ポリ塩化ビニルを主に含む。ケーブルＫが、金属部材８と接続されるとき、複数の光ファイバＫ１及び介在物Ｋ２が円筒部８ｃの内部に挿通され、編組線Ｋ３及びチューブＫ４が円筒部８ｃの周囲に配置される。このとき、編組線Ｋ３は円筒部８ｃに接触する。
　図２及び図１０に示される加締め部材１１は、ケーブルＫと金属部材８とを相互に接続し、固定する。加締め部材１１は、円筒状の形状を有している。加締め部材１１の内径は、周囲に編組線Ｋ３、及びチューブＫ４が配置された円筒部８ｃよりも僅かに大きい。加締め部材１１をチューブＫ４の周囲に配置し、円筒部８ｃと、編組線Ｋ３と、チューブＫ４とをまとめて加締めることによって、ケーブルＫと金属部材８とを相互に固定することができる。また、加締め部材１１によって加締められることによって、編組線Ｋ３は、金属部材８に対して十分な接触面積を有することができる。
　図１及び図２に示されるストレインリリーフ１２は、ケーブルＫと金属部材８との接続部に生じる応力を緩和する。ストレインリリーフ１２は、Ｘ方向に垂直な断面が円形状を有していて、後端１ｂから前端１ａに向かって拡径している。ストレインリリーフ１２は、前端に矩形の平板を有している。ストレインリリーフ１２の内部には、金属部材８の円筒部８ｃと、ケーブルＫと、加締め部材１１とが配置されている。ストレインリリーフ１２は、例えば樹脂製である。
　図１、図２及び図１０に示される樹脂筐体１３は、樹脂製の筐体であり、金属筐体１０から伝導された熱を、コネクタモジュール２の外部に放出する。樹脂筐体１３の内部には、金属筐体１０が配置されている。樹脂筐体１３は、Ｘ方向に延びる角筒状の形状を有する。すなわち、樹脂筐体１３は、前側の開口部、及び後ろ側の開口部を有している。前側の開口部からはプラグ９が前方へ突出している。後ろ側の開口部からはストレインリリーフ１２が後方へ突出している。
　金属筐体１０が、樹脂筐体１３の内部に配置されている状態において、金属筐体１０の領域１０ｄは樹脂筐体１３と接触しているが、領域１０ｃは、樹脂筐体１３と接触していない。すなわち、図１０に示されるように、領域１０ｃと、樹脂筐体１３との間には、断熱領域Ｓ１が設けられている。本実施形態において、断熱領域Ｓ１は空隙である。
　フロントキャップ１４は、樹脂筐体１３の前側の開口部に嵌め合わさり、その開口部を閉じる。フロントキャップ１４は、プラグ９に対応する貫通孔を有している。したがって、フロントキャップ１４の貫通孔にプラグ９を挿通させることによって、フロントキャップ１４を樹脂筐体１３の前側の開口部に嵌め合わせることができる。
　次に、集積回路素子３ｇが発熱したときの熱の流れを説明する。集積回路素子３ｇで発生した熱は、回路基板３の誘電体基板と、誘電体基板の内部に挿通されている複数の金属ビア３ｈとを通じて、伝熱部材７に伝導される。伝熱部材７に伝導された熱の一部は、金属筐体１０の領域１０ｃに伝導される。領域１０ｃに伝導された熱は、断熱領域Ｓ１を通じて樹脂筐体１３に伝導されるよりも先に、領域１０ｄに伝導される。領域１０ｄに伝導された熱は、領域１０ｄから樹脂筐体１３に伝導される。したがって、集積回路素子３ｇにおいて発生した熱は、樹脂筐体１３に速やかに放出される。このように、集積回路素子３ｇにおいて発生した熱は、断熱領域Ｓ１を避けてその周辺に伝導されるので、樹脂筐体１３の温度が局所的に上昇することを回避できる。
　伝熱部材７に伝導された熱の一部は、伝熱部材７の後端面７ｃに向かって伝導される。後端面７ｃに向かって伝導された熱の一部は、面７ｂと接触している領域１０ｄを通じて、樹脂筐体１３に伝導される。後端面７ｃに向かって伝導された熱の他の一部は、伝熱部材７に接触している金属部材８に伝導される。金属部材８に伝導された熱は、編組線Ｋ３に伝導され、ケーブルＫに伝導される。このように、集積回路素子３ｇにおいて発生した熱は、樹脂筐体１３、及びケーブルＫに伝導されるので、速やかに放出される。
　集積回路素子３ｇにおいて発生した熱の一部は、回路基板３を通じて、後端部３ｄに向かって伝導される。後端部３ｄに伝導された熱は、熱伝導性接着剤を通じて、金属部材８に伝導される。そして、金属部材８に伝導された熱は、編組線Ｋ３に伝導され、ケーブルＫに伝導される。このように、集積回路素子３ｇにおいて発生した熱は、ケーブルＫに伝導されるので、速やかに放出される。
　以上に説明した、本実施形態に係る光モジュール１が備えるコネクタモジュール２では、集積回路素子３ｇが実装される回路基板３の下面３ｂに、伝熱部材７が配置されている。故に、集積回路素子３ｇが発熱したときに、その熱は、回路基板３を通じて、伝熱部材７に伝導される。伝熱部材７は、金属筐体１０の領域１０ｃと接触しているので、伝熱部材７に伝導された熱は、金属筐体１０に伝導される。よって、この光モジュール１では、コネクタモジュール２の内部において発生する熱を、速やかに放出することができる。また、このコネクタモジュール２では、金属筐体１０の領域１０ｃが、領域１０ｄよりも下面３ｂに近い。故に、樹脂筐体１３のサイズが大きくなることを抑制しつつ、領域１０ｃと、樹脂筐体１３との間に、断熱領域Ｓ１を設けることができる。そして、領域１０ｃと樹脂筐体１３との間に断熱領域Ｓ１が設けられることにより、樹脂筐体１３の温度が局所的に上昇することが抑制される。結果として、この光モジュール１では、樹脂筐体１３のサイズが大きくなることを抑制しつつ、コネクタモジュール２の内部において発生する熱を、分散して樹脂筐体１３に伝えることができる。
　本実施形態のように、伝熱部材７は、領域１０ｃと重なる部分から後端１ｂに向けて延在してもよい。これにより、回路基板３を通じて伝熱部材７に伝導された熱は、伝熱部材７を通じて、後端面７ｃに向けて伝導される。したがって、コネクタモジュール２の後端１ｂ側からケーブルＫへ速やかに熱を放出することができる。
　本実施形態のように、断熱領域Ｓ１は、空隙であってもよい。これにより、金属筐体１０の領域１０ｃに伝導された熱は、断熱領域Ｓ１の空隙に含まれる空気を通じて樹脂筐体１３に伝導されるよりも先に、領域１０ｄに伝導される。したがって、コネクタモジュール２の内部において発生する熱を、樹脂筐体１３に対して局所的に伝導することなく、分散させることができる。
　本実施形態のように、コネクタモジュール２は、金属筐体１０の内部空間Ｓにおいて後端部３ｄに設けられた金属部材８を有してもよい。金属部材８において、上面３ａ側にある部分と、下面３ｂ側にある部分とが一体に形成されてもよい。これにより、回路基板３及び伝熱部材７を通じて後端部３ｄに伝導された熱は、金属部材８を介して更に後方に伝導される。したがって、コネクタモジュール２の後端１ｂ側からケーブルＫへ速やかに熱を放出することができる。
　本実施形態のように、金属部材８は、編組線Ｋ３に接触してもよい。これにより、金属部材８に伝導された熱は、編組線Ｋ３に効率よく伝導される。したがって、コネクタモジュール２の内部において発生する熱を、編組線Ｋ３へ速やかに放出することができる。
　本実施形態のように、金属部材８は、熱伝導性接着剤によって回路基板３と接着されてもよい。これにより、金属部材８と回路基板３とは、接着剤によって確実に固着する。さらに、その接着剤が熱伝導性であるため、回路基板３を通じて伝導された熱は、金属部材８に効率よく伝導される。したがって、コネクタモジュール２の内部において発生する熱を、より速やかに放出することができる。
　本実施形態のように、伝熱部材７は、金属部材８と接触してもよい。これにより、伝熱部材７を通じて伝熱部材７の後端１ｂ側に伝導された熱は、金属部材８に伝導される。したがって、コネクタモジュール２の内部において発生する熱を、より速やかに放出することができる。
　本実施形態のように、伝熱部材７の表面は、領域１０ｃと領域１０ｄとの間の段差に倣う形状の段差を有してもよい。これにより、回路基板３を通じて伝熱部材７に伝導された熱は、領域１０ｃだけでなく領域１０ｄにも伝熱部材７から直接的に伝導される。したがって、コネクタモジュール２の内部において発生する熱を、より速やかに放出することができる。
　以上、本開示の実施形態について詳細に説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な実施形態に適用することができる。例えば、上記の実施形態では、断熱領域Ｓ１は、空隙であるが、図１２に示すように、空隙の代わりに或いは空隙とともに、断熱部材１５を含んでもよい。この場合、金属筐体１０の領域１０ｃに伝導された熱が、断熱部材１５を回避して、領域１０ｄに伝導される。したがって、コネクタモジュール２の内部において発生する熱を、樹脂筐体１３に対して局所的に伝導することなく、分散させることができる。
　また、上記実施形態のケーブルＫは、介在物Ｋ２の内側に光ファイバＫ１のみを含んでいるが、介在物Ｋ２の内側に、光ファイバＫ１に加えて電線を更に含んでもよい。
１…光モジュール
１ａ…前端
１ｂ…後端
２…コネクタモジュール
３…回路基板
３ａ…上面（第１面）
３ｂ…下面（第２面）
３ｃ…前端部
３ｄ…後端部
３ｅ…受光素子
３ｆ…発光素子
３ｇ…集積回路素子
３ｈ…金属ビア
３ｉ…端子
４…ファイバ側レンズモジュール
４ａ…枠体
４ｂ…保持部
４ｃ…開口部
４ｄ…レンズ
４ｅ…凹部
４ｆ，４ｇ…端面
５…基板側レンズモジュール
５ａ…反射鏡
６…嵌合用ばね
７…伝熱部材
７ａ，７ｂ…面
７ｃ…後端面
８…金属部材
８ａ…基盤
８ｂ…支持部
８ｃ…円筒部
８ｄ…貫通孔
８ｅ…スリット
９…プラグ
１０…金属筐体
１０ａ…筐体上部
１０ｂ…筐体下部
１０ｃ…領域（第１領域）
１０ｄ…領域（第２領域）
１０ｅ…下板
１０ｆ，１０ｇ…側板
１１…加締め部材
１２…ストレインリリーフ
１３…樹脂筐体
Ｋ…ケーブル
Ｋ１…光ファイバ
Ｋ２…介在物
Ｋ３…編組線
Ｋ４…チューブ
Ｓ…内部空間
Ｓ１…断熱領域

 

Claims (10)

  1. 　光ファイバを含むケーブルと、
    　前端及び後端を有し、前記前端に電気的なコネクタを有し、前記後端に前記ケーブルが接続され、前記後端から前記光ファイバが挿入されるコネクタモジュールと、
    　を備え、
    　前記コネクタモジュールは、
    　第１面及び前記第１面とは反対側の第２面を有する回路基板と、
    　前記回路基板が内部に配置され、前記第２面と対向する板状部分を含む金属筐体と、
    　前記金属筐体が内部に配置された樹脂筐体と、
    　前記光ファイバと光学的に結合され、前記回路基板に実装された光半導体素子と、
    　前記第１面に実装され、前記光半導体素子と電気的に接続され、前記コネクタと電気的に接続された集積回路素子と、
    　前記第２面上に配置された伝熱部材と、
    を有し、
    　前記金属筐体の前記板状部分は、平面視にて前記伝熱部材と重なる第１領域と、前記第１領域の周囲に位置する第２領域とを含み、
    　前記第１領域は、前記第２領域よりも前記第２面に近く、前記伝熱部材と接触し、
    　前記第１領域と、前記樹脂筐体との間には、断熱領域が設けられている、光モジュール。
  2. 　前記伝熱部材は、前記第１領域と重なる部分から前記後端に向けて延在している、
    　請求項１に記載の光モジュール。
  3. 　前記断熱領域は空隙である、請求項１又は請求項２に記載の光モジュール。
  4. 　前記断熱領域は断熱部材を含む、請求項１又は請求項２に記載の光モジュール。
  5. 　前記ケーブルは、編組線を更に含む、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光モジュール。
  6. 　前記コネクタモジュールは、前記金属筐体の内部において前記回路基板の前記後端側の端部に設けられ、前記第１面側にある部分と前記第２面側にある部分とが一体に形成された金属部材を更に有する、
    　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光モジュール。
  7. 　前記コネクタモジュールは、前記金属筐体の内部において前記回路基板の前記後端側の端部に設けられ、前記第１面側にある部分と前記第２面側にある部分とが一体に形成された金属部材を更に有し、
    　前記金属部材は前記編組線に接触している、請求項５に記載の光モジュール。
  8. 　前記金属部材は、熱伝導性接着剤によって前記回路基板と接着されている、請求項６又は請求項７に記載の光モジュール。
  9. 　前記伝熱部材は前記金属部材と接触している、請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の光モジュール。
  10. 　前記伝熱部材の表面は、前記第１領域と前記第２領域との間の段差に倣う形状の段差を有する、
    　請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の光モジュール。

     
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