【手続補正書】
【提出日】平成17年8月22日(2005.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  光データリンク
【特許請求の範囲】
【請求項１】  ハウジングと、
前記ハウジング内に設けられた回路基板と、
前記回路基板上に設けられた半導体チップと、
前記半導体チップを覆う電気絶縁性の保護部材と、
前記回路基板を介して前記半導体チップに接続された半導体光素子を含み前記ハウジングに支持された光素子サブアセンブリと、
前記ハウジングと前記保護部材との間に設けられ、前記ハウジング及び前記保護部材に接触している第１の熱伝達部材と、
前記ハウジングと前記光素子サブアセンブリとの間に設けられ、前記ハウジング及び前記光素子サブアセンブリに接触している第２の熱伝達部材と、を備え、
前記第１の熱伝達部材と前記第２の熱伝達部材との間には間隔がある、光データリンク。
【請求項２】  前記ハウジングは、前記回路基板を支持する搭載部材及び前記回路基板を覆っている覆い部材とを備え、
前記半導体チップは、前記回路基板と前記搭載部材との間に位置し、
前記回路基板は、前記半導体チップが搭載された領域に設けられたサーマルビアを有しており、
前記第１の熱伝達部材は、前記覆い部材及び前記サーマルビアに接触するように、前記回路基板と前記覆い部材との間に位置している、請求項１に記載の光データリンク。
【請求項３】  前記第１の熱伝達部材は、前記覆い部材の第１の領域に接触しており、
前記第２の熱伝達部材は、前記覆い部材の第２の領域に接触しており、
前記覆い部材は、前記第１の領域と前記第２の領域との間に設けられたスリットを有する、請求項１または２に記載の光データリンク。
【請求項４】  前記搭載部材及び前記覆い部材は、前記回路基板を配置する内部領域を形成しており、
前記覆い部材は、前記第１の熱伝達部材に接触するように前記内部領域に伸びる第１の屈曲部と、前記第２の熱伝達部材に接触するように前記内部領域に伸びる第２の屈曲部とを有している、請求項１または２に記載の光データリンク。
【請求項５】  前記ハウジングに収容された別の光素子サブアセンブリと、
前記ハウジングに収容された別の回路基板と、
前記別の光素子サブアセンブリに電気的に接続され前記別の回路基板に搭載された電子部品と、を備え、
前記覆い部材は、前記内部領域に伸びており前記第２の回路基板からの熱を伝達するための第３の屈曲部を有しており、
前記覆い部材は、前記第１の屈曲部と前記第３の屈曲部との間に開口を有する、請求項４に記載の光データリンク。
【請求項６】  前記第１及び第２の熱伝達部材の少なくともいずれかはシリコーンゲル材を含む、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の光データリンク。
【請求項７】  前記保護部材は樹脂体を含み、
前記樹脂体は、前記半導体チップを覆うように前記回路基板上に設けられている、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の光データリンク。
【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。
【０００２】
【従来の技術】
光データリンクは、光電変換部と、金属製の筐体ベース部材と、この部材上に直接固定された基板と、この基板を覆うカバーとを有する。図２５(ａ) 、図２５(ｂ)、図２６(ａ)及び図２６(ｂ)は、光データリンクを示す図面である。図２５(ａ)及び図２５(ｂ)を参照すると、光データリンク１２は、金属製の筐体ベース部材２上に回路基板４および光電変換部６が搭載されている。回路基板４には、金属製の筐体ベース部材２に支持されたリード端子７が設けられている。回路基板４は、金属製の筐体ベース部材２に取り付けられたカバー８による覆われている。
【０００３】
図２６(ａ)を参照すると、光データリンク９では、回路基板４は筐体ベース部材２に直接に搭載されている。この搭載は、回路基板４の裏面に塗られた銀ペーストにより行われる。このために、裏面全体が、銀ペーストを用いた接着のために利用されている。このため、電子部品は回路基板４の表面にのみに配置可能になる。故に、電子部品のための実装面積を増大するためには、基板を大きくする必要がある。
【０００４】
図２６(ｂ)を参照すると、光データリンク９では、筐体ベース部材２は、コバール製部品２ａ、ＣｕＷ製部品２ｂ及びコバール製部品２ｃといった複数の部品からなる。これらの部品２ａ、２ｂ、２ｃは、銀ロウ付けにより組み立てられているので、光データリンク９の部品点数も多く、その組立が複雑である。部品点数および構造上の複雑さに起因した理由により、光データリンクを小型化することも容易にではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
発明者は、このような光データリンクの開発を進めるなかで、このタイプの光データリンクは、今後、光データリンクのサイズを大きくすることなく、現在の搭載されている電子部品をより多くの数の電子部品を搭載することが求められることを発見した。
【０００６】
一方、光データリンクにより多くの数の電子部品を搭載すると、これらの電子素子において発生する熱を光データリンク外へ放出する必要がある。これまでの光データリンクでは、空冷方式を用いて放熱を達成している。また、光通信の大容量化を達成するために、光データリンクには、高速での動作が求められる。発明者は、高熱伝導率を有する熱伝達部材を発熱する電子部品と光データリンクのハウジングとの間に配置することにより、発生した熱を効率的に放出できることを発見した。
【０００７】
光データリンクにおける熱の放出についての発明者の更に検討によれば、光データリンクは、半導体チップや光素子サブアセンブリといった電子部品をその中に含むけれども、例えば、半導体チップの発熱量は光素子サブアセンブリの発熱量と異なる。特に光送信に係わる電子部品を単一の熱伝達部材を用いて放熱を行うと、相対的に発熱量の大きい電子部品からの熱が相対的に発熱量の小さい電子部品に伝わることにより、相対的に発熱量の小さい電子部品の温度を上昇させてその性能を低下させてしまう可能性がある。したがって、電子部品の放熱を行う場合、電子部品間の熱的相互干渉の可能性を低減する必要がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、電子部品間の熱的干渉の可能性を低減できる構造を有する光データリンクを提供することとした。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の一側面は、光データリンクに係わる。光データリンクは、ハウジングと、回路基板と、半導体チップと、保護部材と、光素子サブアセンブリと、第１の熱伝達部材と、第２の熱伝達部材とを備える。回路基板は、ハウジング内に設けられている。半導体チップは、回路基板上に設けられている。保護部材は、電気絶縁性を示し、半導体チップを覆う。光素子サブアセンブリは、回路基板を介して半導体チップに接続された半導体光素子を含み、搭載部材上に搭載される。第１の熱伝達部材は、ハウジングと保護部材との間に設けられ、ハウジング及び保護部材に接触している。第２の熱伝達部材は、ハウジングと光素子サブアセンブリとの間に設けられており、ハウジング及び光素子サブアセンブリに接触している。第１及び第２の熱伝達部材の間には間隔がある。
【００１０】
本発明の光データリンクによれば、半導体チップは、第１の熱伝達部材を介して放熱され、光素子サブアセンブリは第２の熱伝達部材を介して放熱される。そして、第１の熱伝達部材と第２の熱伝達部材との間には間隔がある。故に、この構造の光データリンクによれば、半導体チップと光素子サブアセンブリとの間の熱的干渉の可能性を低減できる。
【００１１】
本発明の光データリンクでは、第１及び第２の熱伝達部材の配置に関して、いくつかの形態がある。ハウジングは、回路基板を支持する搭載部材と回路基板を覆っている覆い部材とを備えることができる。
【００１２】
その一形態では、半導体チップは、回路基板と覆い部材との間に位置する。第１の熱伝達部材は、覆い部材に接触するように、回路基板と覆い部材との間に位置する。第２の熱伝達部材は、覆い部材に接触するように、光素子サブアセンブリと覆い部材との間に位置している。この形態では、半導体チップ及び光素子サブアセンブリにおいて発生された熱は、それぞれの熱伝達部材を介して覆い部材に放出される。
【００１３】
別の形態では、半導体チップは、回路基板と搭載部材との間に位置している。回路基板は、半導体チップが搭載されて領域に設けられたサーマルビアを有している。第１の熱伝達部材は、覆い部材及びサーマルビアに接触するように、回路基板と覆い部材との間に位置している。この形態では、半導体チップにおいて発生された熱は、第１の熱伝達部材及びサーマルビアを介して覆い部材に放出される。
【００１４】
更なる別の形態では、半導体チップは、回路基板と覆い部材との間に位置している。第１の熱伝達部材は、覆い部材に接触するように、回路基板と覆い部材との間に位置している。第２の熱伝達部材は、搭載部材に接触するように、光素子サブアセンブリと搭載部材との間に位置している。この形態では、半導体チップにおいて発生された熱は、第１の熱伝達部材を介して覆い部材に放出され、光素子サブアセンブリにおいて発生された熱は、第２の熱伝達部材を介して搭載部材に放出される。半導体チップからの熱は、光素子サブアセンブリからの熱が放出される部材と別個のものに放出される。
【００１５】
更なるまた別の光データリンクでは、半導体チップは、回路基板と搭載部材との間に位置している。第１の熱伝達部材は、搭載部材に接触するように、回路基板と搭載部材との間に位置している。第２の熱伝達部材は、覆い部材に接触するように光素子サブアセンブリと覆い部材との間に位置している。この形態では、半導体チップにおいて発生された熱は、第１の熱伝達部材を介して搭載部材に放出され、光素子サブアセンブリにおいて発生された熱は、第２の熱伝達部材を介して覆い部材に放出される。半導体チップからの熱は、光素子サブアセンブリからの熱が放出される部材と別個のものに放出される。
【００１６】
また更なる別の光データリンクでは、半導体チップは、回路基板と搭載部材との間に位置している。第１の熱伝達部材は、搭載部材に接触するように、回路基板と搭載部材との間に位置している。第２の熱伝達部材は、搭載部材に接触するように、光素子サブアセンブリと搭載部材との間に位置している。この形態では、半導体チップ及び光素子サブアセンブリにおいて発生された熱は、それぞれの熱伝達部材を介して搭載部材に放出される。
【００１７】
本発明の光データリンクでは、第１の熱伝達部材は、覆い部材の第１の領域に接触しており、第２の熱伝達部材は、覆い部材の第２の領域に接触している。覆い部材は、第１の領域と第２の領域との間に設けられたスリットを有する。スリットによって、第１の領域と第２の領域との間には熱抵抗の高い部分が提供される。
【００１８】
本発明の光データリンクでは、搭載部材及び覆い部材は、回路基板を配置する内部領域を提供している。覆い部材は、第１の屈曲部と第２の屈曲部とを有している。第１の屈曲部は、第１の熱伝達部材に接触するように内部領域に伸びる。第２の屈曲部は、第２の熱伝達部材に接触するように内部領域に伸びる。
【００１９】
第１及び第２の屈曲部は、それぞれ、第１及び第２の熱伝達部材に弾性力を加えるように作用する。この弾性力は、第１の熱伝導部と保護部材及び第１の屈曲部との密着性を向上させる為に役立つと共に、第２の熱伝導部と光素子サブアセンブリ及び第２の屈曲部との密着性を向上させる為に役立つ。密着性の向上により、熱伝導が良好になる。
【００２０】
本発明の光データリンクでは、覆い部材は側壁部および蓋部を有している。第１及び第２の屈曲部は、側壁部及び蓋部のいずれ一方又は両方に設けられている。つまり、第１及び第２の屈曲部は、側壁部に設けられることができる。第１及び第２の屈曲部は、蓋部に設けられることができる。第１及び第２の屈曲部の一方は、側壁部に設けられることができる。第１及び第２の屈曲部の他方は、蓋部に設けられることができる。
【００２１】
本発明の光データリンクでは、覆い部材は、第１の屈曲部と第２の屈曲部との間に開口を有することができる。該開口によれば、熱抵抗が高い領域が第１の屈曲部と第２の屈曲部との間に提供される。
【００２２】
本発明の光データリンクでは、搭載部材は、基準面に交差するように設けられたリード端子を支持している。回路基板は、基準面に交差する別の基準面に沿って設けられている。基準面と別の基準面と成す角度は、１０度以上８０度以下の範囲にあることができる。
【００２３】
本発明の光データリンクでは、別の光素子サブアセンブリと、別の回路基板と、電子部品とを更に備えることができる。別の光素子サブアセンブリは、ハウジングに収容されている。別の回路基板は、ハウジングに収容されている。電子部品は、別の光素子サブアセンブリに電気的に接続されており、別の回路基板に搭載されている。覆い部材は第３の屈曲部を有しており、第３の屈曲部は、内部領域に伸びており、第２の回路基板からの熱を伝達するために利用できる。覆い部材は、第１の屈曲部と第３の屈曲部との間に開口を有する。開口によれば、熱抵抗が高い領域が第１の屈曲部と第３の屈曲部との間に提供される。
【００２４】
本発明の光データリンクでは、第２の基板は、別の基準面に対して第２の角度で傾斜するように配置されている。第２の角度は、１０度以上８０度以下の範囲にある。
【００２５】
本発明の光データリンクでは、回路基板は、その主面上に導電体を備えている。導電層は、半導体チップに接続されている。第１の熱伝達部材は、導電層に接触するように設けられている。第１の熱伝達部材は、導電体を介して半導体チップからの熱を放出できる。
【００２６】
本発明の光データリンクでは、光素子サブアセンブリはリード端子を有している。光データリンクは、光素子サブアセンブリのリード端子に接続する接続基板と、回路基板と接続基板とを接続するフレキシブルプリント基板とを更に備える。フレキシブルプリント基板の熱伝導性は回路基板及び接続基板の熱伝達性より小さいので、回路基板及び接続基板間でフレキシブルプリント基板を介する熱の移動が抑制される。フレキシブルプリント基板を介して回路基板及び接続基板を接続することにより、半導体チップと光素子サブアセンブリとの熱的分離が向上する。
【００２７】
本発明の光データリンクでは、第１及び第２の熱伝達部材は、該熱伝達部材を介する電気的導通が生じないような電気絶縁性を有する。
【００２８】
本発明の光データリンクでは、第１及び第２の熱伝達部材の少なくともいずれかは、覆い部材と保護部材及び光素子サブアセンブリとの間に配置されるとき保護部材及び光素子サブアセンブリの外形に合わせて変形するような柔らかさを示す。この変形により、熱伝達部材の密着性を増大できると共に、接触面積を増加できる。
【００２９】
本発明の光データリンクでは、第１及び第２の熱伝達部材の少なくともいずれかはシリコーンゲル材を含む。シリコーンゲル材は、熱伝達部材を介する電気的導通が生じないような電気絶縁性を有する。また、第１及び第２の熱伝達部材の少なくともいずれかは、覆い部材と保護部材及び光素子サブアセンブリとの間に配置されるとき保護部材及び光素子サブアセンブリの外形に合わせて変形するような柔らかさを示す。
【００３０】
本発明の光データリンクでは、光素子サブアセンブリは、半導体発光素子を含み、半導体チップは、半導体発光素子を駆動するための半導体駆動回路を含む。光素子サブアセンブリ内の部品のうち半導体発光素子及び半導体発光素子の発熱量は多い。
【００３１】
本発明の光データリンクでは、保護部材の形態は下記のようなものである。保護部材はパッケージを含み、パッケージは半導体チップを収容している。或いは、保護部材は樹脂体を含み、樹脂体は、半導体チップを覆うように回路基板上に設けられている。
【００３２】
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の光データリンクを図面を参照しながら説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【００３４】
(第１の実施の形態)
図１は本実施の形態に係わる光データリンクの内部構造の図面であり、図２は、本実施の形態に係わる光データリンクの構成部品の斜視図である。図１及び図２を参照すると、光データリンク１０ａが示される。光データリンク１０ａは、ハウジング２０と、光素子サブアセンブリ２４と、回路基板２６と、第１の熱伝達部材４４と、第２の熱伝達部材４６とを備える。回路基板２６上には、半導体チップ３４ｂが設けられる。半導体チップ３４ｂは、電気絶縁性の保護部材３４ａによって覆われている。第１の熱伝達部材４４は、ハウジング２０と保護部材３４ａとの間に設けられ、ハウジング２０及び保護部材３４ａに接触している。第２の熱伝達部材４６は、ハウジング２０と光素子サブアセンブリ２４との間に設けられ、ハウジング２０及び光素子サブアセンブリ２４に接触している。第１の熱伝達部材４４と第２の熱伝達部材４６との間には間隔がある。第１の熱伝達部材４４は、回路基板２６の第１の領域２６ｍに位置しており、第２の熱伝達部材４６は回路基板２６の第２の領域２６ｋに位置している。回路基板２６において、第１の領域２６ｍと第２の領域２６ｋとの間には、第３の領域２６ｎが設けられており、第３の領域２６ｎにより、第１の熱伝達部材４４と第２の熱伝達部材４６との間には間隔が設けられる。光素子サブアセンブリ２４は、ハウジング２０に支持され、半導体光素子を含んでいる。半導体光素子は、回路基板２６上の導電層２６ｉを介して半導体チップ３４ｂに接続されている。
【００３５】
半導体チップ３４ｂは、第１の熱伝達部材４４を介して放熱され、光素子サブアセンブリ２４は第２の熱伝達部材４６を介して放熱される。第１の熱伝達部材４４と第２の熱伝達部材４６との間には間隔があるので、光データリンク１０ａによれば、半導体チップ３４ｂと光素子サブアセンブリ２４との間の熱的干渉を低減できる。
【００３６】
ハウジング２０は、搭載部材２２と、覆い部材２８とを備える。覆い部材２８は、例えば導電性カバーであり、搭載部材２２上に配置され、これによって、回路基板２６は搭載部材２２と覆い部材２８との間に位置することになる。回路基板２６は、搭載部材２２上に配置されている。光素子サブアセンブリ２４は、搭載部材２２の主面上に配置されている。回路基板２６は、回路基板２６と搭載部材２２の主面との間に電子部品を配置できる程度の空間が確保されるように設けられている。
【００３７】
光データリンク１０ａでは、半導体チップ３４ｂは、回路基板２６と覆い部材２８との間に位置する。第１の熱伝達部材４４は、覆い部材２８に接触するように、回路基板２６と覆い部材２８との間に位置する。第２の熱伝達部材４６は、覆い部材２８に接触するように、光素子サブアセンブリ２４と覆い部材２８との間に位置する。半導体チップ３４ｂ及び光素子サブアセンブリ２４において発生された熱は、それぞれの熱伝達部材４４、４６を介して覆い部材２８に放出される。
【００３８】
図１を参照すると、光データリンク１０ａでは、光素子サブアセンブリ２４の先端には、スリーブといったガイド部材５２が配置されている。ガイド部材５２は、光ファイバ５４の先端部に取り付けられたフェルール５６をガイドして、光ファイバ５４の先端が光素子サブアセンブリ２４と光学的に結合されることを可能にしている。
【００３９】
光データリンク１０ａを詳述すれば、光素子サブアセンブリ２４は、スペーサといった第１の支持部材３０によって支持されている。第１の支持部材３０は、搭載部材２２の主面上に配置されている。これによって、光素子サブアセンブリ２４は、所定の軸方向に向けて搭載部材２２に位置決めされる。回路基板２６は、スペーサといった第２の支持部材３２によって支持されている。第２の支持部材３２は、搭載部材２２の主面上に配置されている。これによって、回路基板２６と搭載部材２２の主面との間に、電子部品を配置できる程度の空間が確保される。
【００４０】
図３は搭載基板の斜視図である。搭載部材２２としては、例えばＰＧＡ(pin grid array)基板がある。搭載部材２２は、基板２２ａおよび導電性ピン２２ｂを有する。基板２２ａは、複数の孔を有する。これらの孔には、複数の導電性ピン２２ｂが貫通する。複数の導電性ピン２２ｂは、所定の軸に沿った一対の配列を成している。この配列は、搭載部材の一対の辺に沿って設けられる。一対の辺は、所定の軸に沿って伸びる。
【００４１】
基板２２ａの主面上には、導電膜２２ｃがほぼ全面にわたって設けられている。この導電膜２２ｃは基準電位線に接続されるように導電性ピンの一つに接続されている。基板２２ａの一辺には、基板２２ａは、第１の支持部材３０の配置位置を規定する位置決め孔２２ｅを有する。また、この一辺に面するように、光素子サブアセンブリ２４の尾部を収容するように設けられた切り欠き部２２ｄを有する。
【００４２】
図４は、図１のＩ−Ｉ断面において光データリンク１０ａを示す断面図である。光素子サブアセンブリ２４は、ステムといった光素子搭載部材２４ａと、レンズ保持部材２４ｂと、レンズ保持部材２４ｂに保持されたレンズ２４ｃと、スリーブといったガイド部材２４ｄとを備える。光素子搭載部材２４ａ、レンズ保持部材２４ｂ、レンズ２４ｃ、およびガイド部材２４ｄは、所定の軸に沿って配置される。光素子搭載部材２４ａの配置面上には、レンズ保持部材２４ｂの一端が配置される。レンズ保持部材２４ｂの他端には、ガイド部材２４ｄが配置される。ガイド部材２４ｄには、光コネクタといった光結合素子が挿入されるべき方向を規定している。光素子搭載部材２４ａの配置面からは、半導体光素子２４ｆを搭載するための搭載部２４ｆが突出している。搭載部２４ｆ上には、半導体光素子２４ｅが、所定に軸に向けて配置され、これによって半導体光素子２４ｅは光データリンク１０ａの光軸に合わされる。半導体光素子２４ｅは、光素子搭載部材２４ａに設けられた端子２４ｇに電気的に接続される。これによって、半導体光素子２４ｅは回路基板２６上に配置された電子素子３４に電気的に接続される。
【００４３】
半導体光素子２４ｅが、半導体レーザといった半導体発光素子であるときは、光データリンク１０ａは送信データリンクとして働く。半導体光素子２４ｆが、フォトダイオードといった半導体受光素子であるときは、光データリンク１０ａは受信データリンクとして働く。光データリンク１０ａでは、光コネクタ３６がガイド部材２４ｄに沿って矢印Ａ方向から挿入される。光コネクタ３６は、フェルール３６ａと、フェルール３６ａに一端に現れる光ファイバ３６ｂの一端部とを含む。
【００４４】
光素子サブアセンブリ２４の光素子搭載部材２４ａ、レンズ保持部材２４ｂ及びガイド部材２４ｄは、金属といった導電性材料から形成されている。光素子サブアセンブリ２４が基板２２の導電層と接触するように配置されると、該導電層と電気的に接続される。好適な実施例では、光素子サブアセンブリ２４は光送信データリンクであり、電子素子３４は、光素子サブアセンブリ２４の半導体レーザ素子といった半導体発光素子(図４の２４ｅ)に提供される信号を生成する駆動素子である。
【００４５】
引き続いて、熱伝達部材４４、４６について更に詳細に説明する。図１及び図２に示されるように、熱伝達部材４４は、回路基板２６と覆い部材２８との間に位置する。熱伝達部材４４の下には、電子素子３４が配置されており、熱伝達部材４４は、電子素子３４に接触すると共に、覆い部材２８にも接触するように設けられる。光データリンク１０ａでは、熱伝達部材４４は、電子素子３４の上面および側面に接触するように設けられる。この接触を実現するために、熱伝達部材４４は、互いに対向する一対の面４４ａ、４４ｂを有する。その一方の面４４ｂは、電子素子３４を囲む領域(例えば、図５に示された破線ボックス５０)を覆う程度の広さである。他方の面４４ａは、覆い部材２８の内壁に接触するような間隔で面４４ｂから隔てられている。熱伝達部材４４は、電子素子３４及び光素子サブアセンブリ２４からの熱を覆い部材２８に伝達するために役立ち、熱伝達材として機能する。また、熱伝達部材４４は、側面４４ｃ〜４４ｆを備え、これらの側面からは大気に熱を放出できる。また、熱伝達部材４６は、回路基板２６上に配置されたとき光素子サブアセンブリ２４の導電部に接触すると共に、覆い部材２８にも接触するように設けられる。この接触を実現するために、熱伝達部材４６は、互いに対向する一対の面４６ａ、４６ｂを有する。その一方の面４６ｂは、光素子サブアセンブリ２４の導電ピン２４ｇを囲む領域(例えば、図５に示された破線ボックス５２)を覆う程度の広さである。他方の面４６ａは、覆い部材２８の内壁に接触するように設けられる。熱伝達部材４６は、光素子サブアセンブリ２４からの熱を覆い部材２８に伝達するために役立ち、熱伝達材として機能する。また、熱伝達部材４６は、側面４６ｃ〜４６ｆを備え、これらの側面からは大気に熱を放出できる。
【００４６】
熱伝達部材４４、４６は、回路基板２６と覆い部材２８との間の間隔と同程度或いはやや大きめの厚さを有している。熱伝達部材４４、４６は、覆い部材２８と電子素子３４および光データリンク２４との間に配置されるとき電子素子３４及び光データリンク２４の導電ピン２４ｇの外形に合わせて変形可能な程度の柔らかさを示すことが好ましい。
【００４７】
この性質により、次のような利点がある。圧縮され変形した熱伝達部材４４、４６の応力により、熱伝達部材４４、４６と電子素子３４および光データリンク２４との接触が確実になると共に、熱伝達部材４４、４６と電子素子３４および光データリンク２４との接触面積を大きくできる。また、熱伝達部材４４、４６は、接触する電子素子３４および光データリンク２４の外形に合うように変形するので、熱伝達部材４４、４６を所望の形状に加工する必要がない。加えて、熱伝達部材４４、４６は、当該熱伝達部材４４、４６を介して光素子サブアセンブリ２４及び回路基板２６上の導電体と覆い部材２８との間に電気的導通が生じないような電気絶縁性を有する。
【００４８】
電子素子３４および光素子サブアセンブリ２４と熱伝達部材４４、４６との接触が熱伝達部材４４、４６の変形により生じる。電子素子３４および光素子サブアセンブリ２４からの熱は、熱伝達部材４４、４６中を拡散して広がる。熱伝達部材４４、４６と覆い部材２８との接触面積は、電子素子３４および光素子サブアセンブリ２４と熱伝達部材４４、４６の接触面積に比べて大きい。この熱は、より大きな接触面を介して覆い部材２８に伝わるので、放熱が効率的になる。
【００４９】
また、好ましくは、熱伝達部材４４、４６は、密着性を有することが好ましく、この特性により、熱伝達部材４４、４６と被接触部品との接触の維持が容易になる。
【００５０】
発明者は次のように考えている。熱伝達部材４４、４６のための材料の特性として、熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ程度以上である好ましい。熱伝達部材４４、４６の材料として、シリコーンゲル材が例示される。
【００５１】
再び、図２を参照すると、回路基板２６は、導電性ピン２２ｂが挿入されるスルーホール２６ａを有する。回路基板２６は、光素子サブアセンブリ２４の端子が挿入されるスルーホール２６ｂを有する。スルーホール２６ｂには、光素子サブアセンブリ２４が第１の支持部材３０に保持された状態で、光素子サブアセンブリ２４の端子が挿入されている。
【００５２】
図２及び図３を参照すると、光データリンク１０ａでは、光素子サブアセンブリ２４は、切り欠き部２６ｄおよび切り欠き部２２ｄ内に配置されている。この形態では、光データリンク２０ａの高さ、及び所定の軸に沿った方向に関する光データリンク２０ａの長さを縮小できる。
【００５３】
図４を参照すると、回路基板２６の一対の面２６ｆ、２６ｇには、電子素子３３〜３５が配置されている。回路基板２６の第１の搭載面２６ｆには、電子素子３３、３４が搭載されている。回路基板２６の第２の搭載面２６ｇには、電子素子３５が搭載されている。電子素子３３〜３５は、光素子サブアセンブリ２４または導電性ピン２２ｂに導電層を介して電気的に接続されている。
【００５４】
以上、図面を参照しながら詳細に説明したように、回路基板の上下に電子部品のための収容空間を設けるようにした。これによって、回路基板の両面に電子部品を搭載できる。故に、回路基板のサイズを縮小できる。したがって、この構成は、光データリンクの小型化に有効である。
【００５５】
図５は、光データリンク１０ａに用いられている回路基板２６を示す平面図である。回路基板２６上には、電子素子６２に接続された配線層２６ｈ、２６ｉ及び２６ｊを備える。図５において、熱伝達部材４４、４６は、破線で囲まれた領域内に位置する。熱伝達部材４４は、電子素子３４に接続された配線層２６ｈ、２６ｉ及び２６ｊといった導電体に接触する共に電子素子３４を覆うように位置決めされる。さらに、熱伝達部材４６は、光素子サブアセンブリ２４の導電性端子２４ｇといった導電体に接触するように位置決めされる。熱伝達部材４４、４６は、これらの配線層２６ｈ、２６ｉ及び２６ｊの少なくともいずれかにも接触することが好ましい。配線層２６ｈ及び２６ｊとの接触により、これらの配線層を介して電子素子６２からの熱を受ける。また、回路基板２６上の配線層２６ｉは、光素子サブアセンブリ２４の導電ピン２４ｇおよび電子素子３４に接続される。配線層２６ｉとの接触により、熱伝達部材４４、４６は、配線層２６ｉを介して光素子サブアセンブリ２４および電子素子３４の両方からの熱を受ける。これにより、光素子サブアセンブリ２４と電子素子３４との間の熱的な相互干渉が低減される。
【００５６】
図６(ａ)は、図１に示されたII-II線に沿ってとられ光データリンクの断面図である。図６(ａ)は、電子素子３４を詳細に示す。電子素子３４は、封止用樹脂体といった保護部材３４ａと、半導体駆動素子といった半導体チップ３４ｂと、リードフレーム３４ｃとを備える。電子素子３４では、リードフレーム３４ｃ上に半導体チップ３４ｂが配置されており、この半導体チップ３４ｂを保護部材３４ａが覆っている。
【００５７】
この電子素子３４は、回路基板２６上に搭載されている。保護部材３４ａからは、リードフレーム３４ｃの一部が伸び出して外部リード端子３４ｄを形成している。外部リード端子３４ｄは、回路基板２６上に設けられた配線層２６ｈ及び２６ｉに、半田といった導電性接続部材を介して接続されている。
【００５８】
熱伝達部材４４は、保護部材３４ａ、外部リード端子３４ｄ、導電層２６ｉ及び２６ｈ並びに光素子サブアセンブリ２４(リード端子２４ｇ)の外形に合わせて変形する。この変形により凹部が熱伝達部材４４に形成され、凹部は、回路基板２６上の導電層２６ｉ及び２６ｈ、外部リード端子３４ｄ、並びに光素子サブアセンブリ２４(リード端子２４ｇ)の形状に対応している。この凹部の形成により、熱伝達部材４４が部品３４ａ、３４ｄ、２４、２６ｉ及び２６ｈに接触するようになる。
【００５９】
図６(ｂ)は、図１に示されたII-II線と同等の断面線に沿ってとられ別形態の光データリンク１０ｂを示す断面図である。図６(ｂ)は、別形態の光データリンク１０ｂに含まれる電子素子５４を詳細に示している。電子素子５４は、配線層２６ｈ及び２６ｉ上に設けられた金属バンプといった電極５４ａと、電極５４ａ上に配置された半導体チップ５４ｂと、半導体チップ５４ｂ及び電極５４ａを覆う封止用樹脂体５４ｃとを有する。この形態では、半導体チップ５４ｂはフリップチップ形態で実装されており、半導体チップ５４ｂのパッド電極は、電極５４ａを介して配線層２６ｉ及び２６ｈに接続されている。
【００６０】
熱伝達部材４４は、封止用樹脂部５４ｃ、導電層２６ｉ及び２６ｈに合わせて変形している。この変形により熱伝達部材４４に凹部が形成され、この凹部は回路基板２６上の導電層２６ｈ及び２６ｊ、並びに封止用樹脂部５４ｃの形状に形作られている。この凹部の形成により、熱伝達部材４４は部品５４ｃ、２６ｈ、２６ｉの全てに接触できるようになる。また、熱伝達部材４６は、光素子サブアセンブリ２４及びリード端子２４ｇの外形に合わせて変形している。つまり、この変形により熱伝達部材４６に凹部が形成され、この凹部は回路基板２６上の導電層２６ｊ並びにリード端子２４ｇの形状に対応している。この凹部の形成により、熱伝達部材４６は部品２６ｉ、２４、２４ｇの全てに接触できるようになる。
【００６１】
図６(ｃ)は、図１に示されたII-II線と同等の断面線に沿ってとられ別の形態の光データリンクを示す断面図である。図６(ｃ)は、別の形態の光データリンク１０ｃに含まれる電子素子５６の内部を詳細に示す。
【００６２】
電子素子５６は、半導体チップ５６ａと、配線部材５６ｂと、封止用樹脂部５６ｃとを有する。半導体チップ５４ａは、回路基板２６上に配置されている。配線部材５６ｂは、半導体チップ５４ａ上にパッド電極と配線層２６ｈ及び２６ｉとを接続しており、例えば、ボンディングワイヤにより実現される。封止用樹脂部５６ｃは、半導体チップ５６ａ及び配線部材５６ｂを覆う。この形態では、半導体チップ５６ａは、トランジスタといった能動素子が設けられた面と対向する面(裏面)にメタル層を有しており、このメタル層と配線基板上にメタル層２６ｒとが接着部材５６ｄを介してボンディングされている。
【００６３】
熱伝達部材４４は、封止用樹脂部５６ｃ並びに導電層２６ｉ及び２６ｈの外形に合わせて変形している。つまり、この変形により熱伝達部材４４に凹部が形成され、この凹部は、回路基板２６上の導電層２６ｉ及び２６ｈ並びに封止用樹脂部５６ｃの形状に対応している。この凹部の形成により、熱伝達部材４４は部品５６ｃ、２６ｉ、２６ｈの全てに接触できるようになる。また、熱伝達部材４６は、導電層２６ｉ、光素子サブアセンブリ２４並びにリード端子２４ｇの外形に合わせて変形している。つまり、この変形により熱伝達部材４６に凹部が形成され、この凹部は、回路基板２６上の導電層２６ｉ、光素子サブアセンブリ２４、並びにリード端子２４ｇの形状に対応している。この凹部の形成により、熱伝達部材４６は部品２６ｈ、２６の全てに接触できるようになる。
【００６４】
図６(ａ)〜図６(ｃ)に示された形態において、封止用樹脂体３２ａ並びに封止用樹脂部５４ｃ及び５６ｃは、半導体チップを保護する保護部材として働いている。導電層２６ｈ、２６ｉ及び２６ｊと覆い部材２８との間に熱伝達部材４４を介する電気的導通経路が生じないように、熱伝達部材４４は電気絶縁性を有する。また、光素子サブアセンブリ２４並びに導電層２６ｉと覆い部材２８との間に熱伝達部材４６を介する電気的導通経路が生じないように、熱伝達部材４６は電気絶縁性を有する。
【００６５】
図７は、光データリンク１０ａを示す斜視図である。光データリンク１０ａがプリント回路基板５０に搭載されている。故に、搭載部材２２に伝搬した熱は、プリント回路基板５０を介して大気中に放出される。光データリンク１０ａは、絶縁性シートといった絶縁性部材３８を更に備える。
【００６６】
(第２の実施の形態)
図８は、図１のI−I線と同等の断面線に沿ってとられ光データリンクを示す断面図である。光データリンク１０ｄでは、電子素子３４は、回路基板２６と搭載基板２２との間に位置しており、回路基板２６の一方の面２６ｇ上の搭載領域に搭載されている。回路基板２６は、搭載領域に設けられた複数のサーマルビア２６ｐを備える。サーマルビア２６ｐは、配線基板を貫通する導電体であり、電子素子３４の裏面に接触している。一方、熱伝達部材４４は、配線部材２６と覆い部材２８との間に配置されており、配線部材２６の搭載領域及び覆い部材２８に接触している。故に、電子素子３４において発生した熱は、サーマルビア２６ｐ及び熱伝達部材４４を介して覆い部材２８に伝達されて、覆い部材２８から放散される。
【００６７】
熱伝達部材４４は、サーマルビア２６ｐ上の導電層と覆い部材２８との間に配置されているときサーマルビア２６ｐ上の導電層の外形に合わせて変形可能なような程度の柔らかさを示すことが好ましい。図８においては、熱伝達部材４６は、光素子サブアセンブリ２４と覆い部材２８との間に設けられている。
【００６８】
図９は、光データリンクの変形例を示す図面である。図９に示されるように、光データリンク１０ｅでは、熱伝達部材４６は、光素子サブアセンブリ２４と搭載部材２２との間に設けられてもよい。
【００６９】
(第３の実施の形態)
図１０は、光データリンクの別の実施の形態の断面図である。光データリンク１０ｆでは、半導体チップ３４ｂを含む電子素子３４は、回路基板２６と覆い部材２８との間に位置する。第１の熱伝達部材４４は、覆い部材２８に接触するように、回路基板２６と覆い部材と２８の間に位置する。第２の熱伝達部材４６は、搭載部材２２に接触するように、光素子サブアセンブリ２４と搭載部材２２との間に位置する。この形態では、電子素子３４内の半導体チップ３４ｂにおいて発生された熱は、第１の熱伝達部材４４を介して覆い部材２８に放出され、光素子サブアセンブリ２４において発生された熱は、第２の熱伝達部材４６を介して搭載部材２２に放出される。電子素子３４からの熱は、光素子サブアセンブリ２４からの熱が放出される部材と別個のものに放出される。
【００７０】
図１１は、光データリンクの変形例の断面図である。光データリンク１０ｇでは、電子素子３４内の半導体チップ３４ｂは、回路基板２６と搭載部材２２との間に位置する。第１の熱伝達部材４４は、搭載部材２２に接触するように、回路基板２６と搭載部材２２との間に位置している。第２の熱伝達部材４６は、搭載部材２２に接触するように、光素子サブアセンブリ２４と搭載部材２２との間に位置する。この形態では、電子素子３４及び光素子サブアセンブリ２４において発生された熱は、それぞれの熱伝達部材４４、４６を介して搭載部材に放出される。
【００７１】
図１２は、光データリンクの別の変形例を示す断面図である。光データリンク１０ｈでは、電子素子３４内の半導体チップ３４ｂは、回路基板２６と搭載部材２２との間に位置する。第１の熱伝達部材４４は、搭載部材２２に接触するように、回路基板２６と搭載部材２２との間に位置している。第２の熱伝達部材４６は、覆い部材２８に接触するように、光素子サブアセンブリ２４と覆い部材２８との間に位置している。この形態では、電子素子３４において発生された熱は、熱伝達部材４４を介して搭載部材２２に放出され、光素子サブアセンブリ２４において発生された熱は、熱伝達部材４６を介して覆い部材２８に放出される。
【００７２】
(第４の実施の形態)
図１３(ａ)及び図１３(ｂ)は、本実施の形態の光データリンクを示す斜視図である。光データリンク１０ｉでは、第１の熱伝達部材４４は、覆い部材２８の第１の領域２８ａに接触しており、第２の熱伝達部材４６は、覆い部材２８の第２の領域２８ｂに接触している。覆い部材２８は、第１の領域２８ａと第２の領域２８ｂとの間に設けられたスリット２８ｃを有する。スリット２８ｃによって、第１の領域２８ａと第２の領域２８ｂとの間には熱抵抗の高い部分が提供される。
【００７３】
(第５の実施の形態)
図１４(ａ)は、実施に形態に係わる光データリンクの部品構成の図面である。図１４(ｂ)は、光データリンクのための電子素子の構成の図面である。図１５(ａ)は、第１の熱伝達部材及び基板の配置の図面であり、図１５(ｂ)は、第２の熱伝達部材及び光素子サブアセンブリの配置の図面である。図１６は、図１５のIII−III線に沿った断面図である。
【００７４】
図１４(ａ)及び図１４(ｂ)を参照すると、光データリンク１２ａは、保護部材３５ａと、半導体チップ３５ｂと、第１の熱伝達部材４５と、第２の熱伝達部材４７と、ハウジング１０２と、第１の光素子サブアセンブリ１１４と、回路基板１１８を備える。ハウジング１０２は、収容部材１０４及びレセプタクル部材１０６を有することができる。収容部材１０４には、光素子サブアセンブリ１１４が支持されている。収容部材１０４は、搭載部材１０８および覆い部材１１０を有する。搭載部材１０８は、光素子サブアセンブリ１１４のための回路基板１１８を搭載している。覆い部材１１０は、光素子サブアセンブリ１１４及び回路基板１１８を搭載部材１０８との間に挟むように、搭載部材１０８に設置されている。
【００７５】
電子素子３５は、保護部材３５ａ及び半導体チップ３５ｂを含み、回路基板１１８上に設けられる。保護部材３５ａは、電気絶縁性を示し、半導体チップ３５ｂを覆う。光素子サブアセンブリ１１４は、回路基板１１８上の導電層に接続された半導体光素子を含み、搭載部材１０８上に搭載される。第１の熱伝達部材４５は、ハウジング１０２と保護部材３５ａとの間に設けられ、ハウジング１０２及び保護部材３５ａに接触する。第２の熱伝達部材４７は、ハウジング１０２と光素子サブアセンブリ１１４との間に設けられ、これらの部材１０２及び１１４に接触する。
【００７６】
光データリンク１２ａによれば、半導体チップ３５ｂは、第１の熱伝達部材４５を介して放熱され、光素子サブアセンブリ１１４は第２の熱伝達部材４７を介して放熱される。第１の熱伝達部材４５と第２の熱伝達部材４７との間には間隔がある。この構造の光データリンク１２ａによれば、半導体チップ３５ａと光素子サブアセンブリ１１２との間の熱的干渉を低減できる。第１の熱伝達部材４５及び第２の熱伝達部材４７は、第１の実施の形態における第１の熱伝達部材４４及び第２の熱伝達部材４６と同様の性質を有することが好ましい。
【００７７】
光データリンク１２ａでは、搭載部材１０８は、基準面とに交差するように複数のリード端子１２０を支持する。回路基板１１８は、別の基準面に沿って設けられ、別の基準面は基準面に対して所定の角度を成すように配置されている。
【００７８】
図１５(ａ)、図１５(ｂ)及び図１６を参照すると、搭載部材１０８及び覆い部材１１０は、回路基板１１８を配置する内部領域を提供している。覆い部材１１０は第１の屈曲部１１０ｅを有する。第１の屈曲部１１０ｅは、第１の熱伝達部材４５に接触するように内部領域に伸びる。また、覆い部材１１０は、第２の屈曲部１１０ｆを有する。第２の屈曲部１１０ｆは、第２の熱伝達部材４７に接触するように内部領域に伸びる。
【００７９】
第１及び第２の屈曲部１１０ｅ、１１０ｆは、それぞれ、第１及び第２の熱伝達部材４５、４７に弾性力を加えるように作用する。この弾性力は、これらの熱伝達部材の位置固定に役立つだけでなく、第１の熱伝達部材４５と保護部材３５ａ及び第１の屈曲部１１０ｅとの密着性を向上させる為に役立つと共に、第２の熱伝導部４７と光素子サブアセンブリ１１２及び第２の屈曲部１１０ｆとの密着性を向上させる為に役立つ。密着性の向上により、熱伝導が良好になる。
【００８０】
再び、図１４(ａ)及び図１４(ｂ)を参照すると、光データリンク１２ａは、別の光素子サブアセンブリ１１２と、回路基板１２２を更に備えることができる。収容部材１０４は、光素子サブアセンブリ１１２を支持している。収容部材１０４は、搭載部材１０８および覆い部材１１０を有する。搭載部材１０８は、光素子サブアセンブリ１１２のための回路基板１２２を搭載している。覆い部材１１０は、光素子サブアセンブリ１１２及び回路基板１２２を搭載部材１０８との間に挟むように、搭載部材１０８に設置されている。光素子サブアセンブリ１１２及び回路基板１２２の各々のためにも、光素子サブアセンブリ１１２及び回路基板１１８と同様に、熱伝達部材を設けることができる。レセプタクル部材１０６には，所定の軸方向に伸びるレセプタクル１２４、１２６が設けられている。レセプタクル１２４、１２６は、光コネクタを受容する。
【００８１】
覆い部材１１０は、導電性材料で形成される。覆い部材１１０は金属製であってもよく、または少なくとも表面に導電性材料を備えてもよい。これによって、光素子サブアセンブリ１１２、１１４並びに回路基板１１８、１２２を電気的にシールドするために役立つ。
【００８２】
覆い部材１１０は、側面部１１０ａ、１１０ｂと、蓋部１１０ｃと、後面部１１０ｄとを備える。側面部１１０ａ、１１０ｂは、回路基板１１８、１２２を両側から挟んでいる。蓋部１１０ｃは、ベース部１０８ａと対面しており、蓋部１１０ｃの対向する両辺には側面部１１０ａ、１１０ｂが設けられている。後面部１１０ｄは、側面部１１０ａ、１１０ｂおよび蓋部１１０ｃに隣接し、レセプタクル１２４，１２６が伸びる方向に沿った所定の軸に交差している。
【００８３】
図１６を参照すると、蓋部１１０ｃには、屈曲部１１０ｇが設けられている。屈曲部１１０ｇは、蓋部１０ｃから収納空間内へ屈曲している。この屈曲により、蓋部１１０ｃには開口部が形成される。屈曲部１１０ｇは、回路基板１２２の対向面１２２ｂに接触している。この接触によって、回路基板１２２において発生した熱が覆い部材１１０に伝搬する。このために、回路基板１２２はパッド金属層１２２ｅを有する。覆い部材１１０は、覆い部材１１０の表面を介して、この熱を空気中に放出する。つまり、覆い部材１１０は、ヒートシンクとしても役立つ。
【００８４】
図１６に示された光データリンク１２ａでは、第１及び第２の屈曲部１１０ｅ、１１０ｆは、蓋部１１０ｃに設けられている。また、図１７に示される光データリンク１２ｂのように、第１の屈曲部１１０ｈは、側壁部１１０ｂに設けられており、第２の屈曲部１１０ｆは、蓋部１１０ｃに設けてもよい。さらに、第１及び第２の屈曲部は、側壁部１１０ｂに設けられてもよい。
【００８５】
図１８は、光データリンクの変形例の図面である。光データリンク１２ｃでは、回路基板１１８は、その絶縁層内に金属で形成されたサーマルビア１１８ｅを備える。電子素子３５は回路基板１１８と搭載部材１０８との間に設けられる。サーマルビア１１８ｅは、電子部品３５の搭載位置に設けられ、電子部品３５からの熱の放出を効率化する。サーマルビア１１８ｅ上には、第１の熱伝達部材４５が設けられるが、電子部品３５とは電気的に絶縁されている。光データリンク１２ｂでは、第２の熱伝達部材４７は回路基板１１８と覆い部材１１０との間に設けられる。
【００８６】
図１９(ａ)及び図１９(ｂ)は、光データリンクの変形例の図面である。図１９(ａ)に示された光データリンク１２ｄでは、覆い部材１１０は、第１の屈曲部１１０ｈと第２の屈曲部１１０ｆとの間に開口１１０ｉを有する。開口１１０ｉは、蓋部１１０ｃに設けられる。図１９(ｂ)に示された光データリンク１２ｅでは、覆い部材１１０は、第１の屈曲部１１０ｈと第２の屈曲部１１０ｆとの間に開口１１０ｊを有することができる。開口１１０ｊは、側壁部１１０ｂに設けられる。これらの形態に示された開口１１０ｈ、１１０ｉによれば、熱抵抗が高い領域が第１の屈曲部１１０ｈと第２の屈曲部１１０ｆとの間に提供される。図１９(ａ)及び図１９(ｂ)では、開口１１０ｈ、１１０ｉは、覆い部材１１０の蓋部１１０ｃと側壁部１１０ｂとのエッジに沿って伸びている。
【００８７】
図２０は、光データリンクの変形例を示す図面である。図２０に示された光データリンク１２ｆでは、覆い部材１１０は、第１の屈曲部１１０ｅと第２の屈曲部１１０ｆとの間に開口１１０ｋを有することができる。開口１１０ｋは、蓋部１１０ｃに設けられている。開口１１０ｋは、覆い部材１１０の蓋部１１０ｃと側壁部１１０ｂとのエッジから、蓋部１１０ｃと側壁部１１０ａとのエッジに向かう方向に伸びている。
【００８８】
図２１は、光データリンクの変形例を示す図面である。図２１に示された光データリンク１２ｇでは、覆い部材１１０は第３の屈曲部１１０ｇを有しており、第３の屈曲部１１０ｇは、内部領域に伸びており、第２の回路基板１２２からの熱を伝達するために利用できる。覆い部材１１０は、第１及び第２の屈曲部１１０ｅ、１１０ｆと第３の屈曲部１１０ｇとの間に開口１１０ｍを有する。開口１１０ｍによれば、熱抵抗が高い領域が、第１及び第２の屈曲部１１０ｅ、１１０ｆと第３の屈曲部１１０ｇとの間に提供される。
【００８９】
図２２は、図１５のIII−III線に沿った断面図である。図２２では、配線基板の取り付けを説明するために回路基板１１８が分離されている。引き続いて、図１４(ａ)及び図２２を参照しながら、光データリンク１２ａを詳細に説明する。搭載部材１０８は、ベース部１０８ａ、後壁部１０８ｂおよび隔壁部１０８ｃを有する。ベース部１０８ａは、所定の基準面に沿って伸びている。後壁部１０８ｂは、ベース部１０８ａの一辺に設けられ、基準面に交差する方向に沿って伸びている。隔壁部１０８ｃは、基準面に交差する方向に沿って伸びている。
【００９０】
ベース部１０８ａには、光素子サブアセンブリ１１２、１１４の電気的接続を可能にするための一連のリード端子１２０を有する。リード端子１２０は、実装基板(図７の５０)と対面するベース部１０８ａの底面に設けられ、ベース部の搭載面から所定の位置で屈曲される。リード端子１２０は、回路基板１１８、１２２の配置方向に沿って配列される。
【００９１】
光素子サブアセンブリ１１２、１１４の各々は、光信号および電気信号の一方から他方への変換できる。これらには、光信号を電気信号に変換する光受信サブアセンブリ、および電気信号を光信号に変換する光送信サブアセンブリがある。光受信サブアセンブリは、半導体受光素子を含む光電気変換素子部、この光電気変換素子部を収容するハウジングと、該ハウジングに設けられたリード端子を含む。光送信サブアセンブリは、半導体発光素子を含む電気光変換素子部、この電気光変換素子部を収容するハウジングと、該ハウジングに設けられたリード端子を含む。
【００９２】
回路基板１１８、１２２は、部品搭載面１１８ａ、１２２ａ及び対向面１１８ｂ、１２２ｂを備える。部品搭載面１１８ａ、１２２ａには、搭載部品間の電気的な接続のための配線層が設けられる。部品搭載面１１８ａ、１２２ａには、様々な電子部品または電子素子が搭載される。対向面１１８ｂ、１２２ｂにも、電子部品または電子が搭載される。
【００９３】
回路基板１１８、１２２は、また、光電気変換素子または電気光変換素子の接続ピン(図６(ａ)および図６(ｂ)の５０)が挿入される第１の孔１１８ｃ、１２２ｃと、収容部材に設けられたリード端子１２０が挿入される第２の孔１１８ｄ、１２２ｄを有する。
【００９４】
図２２を参照すると、回路基板１２２は、基準面に直交する一点鎖線１３２ａに対して角度α1で傾斜するように配置されている。この傾斜角を保つために、回路基板１２２の部品搭載面１２２ａが、回路基板１２２は支持面１０８ｆ及び１０８ｈによって支持されており、支持面１０８ｄによって支持されていてもよい。角度α1は、０ラジアンより大きくπ／２ラジアンより小さい。回路基板１２２のためにリード端子１２０は、一点鎖線１３２ａに沿って伸びる第１の部分１２０ａと、一点鎖線１３２ａに対して角度β1(ラジアン)で傾斜している第２の部分１２０ｂとを有する。光素子サブアセンブリ１１２は、リード端子１５０が一点鎖線１３８ａの方向に向くように角度γ1(ラジアン)で向きづけされている。角度γ1は、実質的に角度β1に等しくとられる。
【００９５】
図２２を参照すると、光素子サブアセンブリ１１４のリード端子１５０は、一点鎖線１３８ｂの方向に角度γ2(ラジアン)で向けづけられている。リード端子１２０ｂは、一点鎖線１３４ｂの方向に角度β2(ラジアン)で向けづけられている。回路基板１１８は、矢印Ｄ方向に向けて移動されると、第２の光素子サブアセンブリ１１４のリード端子１５０およびリード端子１２０ｂが孔１１８ｃおよび孔１１８ｄにそれぞれ挿入される。回路基板１１８の部品搭載面１１８ａが支持面１０８ｇ及び１０８ｉに接することによって、回路基板１１８は支持面１０８ｅ、１０８ｇ及び１０８ｉによって角度α2(ラジアン)で位置決めされる。角度γ2は、実質的に角度β2に等しくとられる。これまでに説明された光データリンクでは、回路基板１１８の傾斜角度は、１０度以上８０度以下の範囲にあることができ、また、回路基板１２２の傾斜角度は１０度以上８０度以下の範囲にあることができる。
【００９６】
図２３(ａ)及び図２３(ｂ)を参照すると、第１および第２の光素子サブアセンブリ１１２、１１４に含まれる光電気変換素子及び電気光変換素子１４４が示されている。光電気変換素子１４４を例示すれば、フォトダイオード(ｐｉｎ型フォトダイオードやアバランシェフォトダイオード)といった半導体受光素子がある。電気光変換素子４４を例示すれば、発光ダイオード及び半導体レーザといった半導体発光素子がある。光電気変換素子および電気光変換素子１４４は、それぞれ、パッケージといった容器１４２に収容されることができる。容器１４２は、素子収容部１４２ａ、ガイド部１４２ｂを有する。
【００９７】
容器１４２の素子収容部１４２ａには、光電気変換素子および電気光変換素子１４４が密閉される。素子収容部１４２ａは、コバールといった金属材料で形成されたベース１４２ｃを有する。ベース１４２ｃ上には、ステンレスといった金属材料から成るレンズキャップ１４２ｄが搭載される。素子収容部１４２ａは、レンズキャップ１４２ｄに固定された窓部１４８が設けられる。窓部１４８は、光電気変換素子および電気光変換素子１４４に関連する光が透過でき、また集光レンズを含むことができる。レンズキャップ１４２ｄは、ステンレスといった金属材料から成るホルダ１４２ｊに差し込まれる。ベース１４２ｃは、また、光電気変換素子および電気光変換素子１４４の電気的接続を行うための接続ピン１５０を有してもよい。容器１４２は、それぞれのための回路基板１１８、１２２に接続ピン１５０を介して固定されている。接続ピン１５０は、素子１４４の光軸１４６が所定の軸に沿って屈曲される。
【００９８】
ガイド部１４２ｂは、ステンレスといった金属材料から成るガイド部材１４２ｅを有する。ガイド部材１４２ｅは、ホルダ１４２ｊ上に固定されている。ガイド部材１４２ｅの外側には、ステンレスといった金属材料から成るスリーブ１４２ｆが配置されている。ガイド部材１４２ｅ内には、ジルコニアといった材料で形成された割スリーブ１４２ｇが収納されている。割スリーブ１４２ｇは、光ファイバが収納されたスタブ１４２ｈを位置決めしている。割スリーブ１４２ｇは、スリーブ１４２ｆに対して固定部材１４２ｉを介して固定されている。
【００９９】
(第６の実施の形態)
本実施の形態の光データリンクでは、回路基板１１８に代えて、フレキブル・リジッド基板といった基板１１９を用いることができる。図２４(ａ)は、光データリンクにおいて光素子サブアセンブリ及び基板を示す図面であり、図２４(ｂ)は、基板及び光素子サブアセンブリと熱伝達部材とを示す図面である。引き続く説明では、基板１１９を例示的に説明するが、回路基板１２２も同様の構成を備える基板と置き換えることができる。
【０１００】
図２４(ａ)を参照すると、光素子サブアセンブリ１１５は基板１１９に接続される。基板１１９は、光素子サブアセンブリ１１５に取り付けられる接続基板１７０、電子素子３５を搭載する回路基板１７２、及び回路基板１７２と接続基板１７０とを接続するフレキシブルプリント基板１７４を有する。接続基板１７０及び回路基板１７２は、硬質な基板であり、フレキシブルプリント基板１７４より硬い。フレキシブルプリント基板１７４のベース材は、例えばポリイミド樹脂であり、接続基板１７０及び回路基板７２のベース材は、例えばエポキシ及びセラミックスである。基板１１９はフレックスリジッド基板の構造を備える。
【０１０１】
フレキシブルプリント基板１７４によれば、光素子サブアセンブリ１１５及び回路基板１７２の配置に関する制約が小さくなる。例えば、データリンクの動作中に生じる熱膨張により光素子サブアセンブリ１１５及び／又は基板１１９の位置が変位しても、これらの部材１１５及び１１９の一方の変位が他方を変位させない。故に、フレキシブルプリント基板１７４は、リード端子１２０に固定される回路基板１７２と、ハウジング１０８に固定される光素子サブアセンブリ１１５との間の位置変位に関する許容範囲を広げるために役立つ。
【０１０２】
接続基板１７０は、一対の面１７０ａ、１７０ｂと、一対の面の一方から他方に伸びるスルーホール１７０ｃとを備える。スルーホール１７０ｃには、光素子サブアセンブリ１１５のリード端子１５１が挿入される。接続基板１７０の側面には、フレキシブルプリント基板１７４の一端１７４ａに接続されている。接続基板１７０が光素子サブアセンブリ１１５の素子搭載部材上に直接に取り付けられている。光素子サブアセンブリ１１５のリード端子１５１の長さを短縮できるので、インピーダンスを所望に値にできないリード端子１５１の長さを短くできる。
【０１０３】
回路基板１７２は電子素子３５を搭載している。回路基板１７２は、光素子サブアセンブリ１１５の光軸方向に伸びる辺１７２ｂに端子孔１７２ａが配列される。端子孔１７２ａには、搭載部材１０８のリード端子１２０が挿入される。回路基板１７２は、光素子サブアセンブリ１１５の光軸に交差する方向に伸びる辺１７２ｃ及び１７２ｄを有する。辺１７２ｄは、フレキシブルプリント基板１７４の他端１７４ｂに接続される。
【０１０４】
図２４(ｂ)を参照すると、既に説明された光データリンクと同様に、熱伝達部材４４は、回路基板１１９と覆い部材１１０との間に位置している。熱伝達部材４４は、電子素子３５及びリジットな回路基板１７２と接触すると共に、覆い部材１１０にも接触するように設けられている。熱伝達部材４４は、電子素子３５からの熱を覆い部材１１０に伝達するために役立ち、熱伝達材として機能する。好適な実施例では、光素子サブアセンブリ１１５は、半導体発光素子を備える光送信サブアセンブリであり、電子素子３５は、半導体発光素子を駆動するための半導体駆動素子である。半導体発光素子及び半導体駆動素子の両方とも、動作においてかなりに発熱を生じる。相対的には、半導体発光素子の発熱量に比べて、半導体駆動素子の発熱量が大きい。熱伝達部材４６による放熱により、半導体発光素子及び半導体駆動素子の動作中の温度が低下される。
【０１０５】
また、熱伝達部材４６は、既に説明された光データリンクと同様に、光素子サブアセンブリ１１５と覆い部材１１０との間に位置する。熱伝達部材４４及び熱伝達部材４６は、フレキシブルプリント基板１７４に接触していない。また、フレキシブルプリント基板の熱伝導性は、回路基板及び接続基板の熱伝達性より小さい。故に、回路基板及び接続基板間でフレキシブルプリント基板を介する熱の移動が抑制される。フレキシブルプリント基板を介して回路基板及び接続基板を接続することにより、半導体チップと光素子サブアセンブリとの熱的分離が向上する。
【０１０６】
これまでの説明から理解されることであるが、図１４(ａ)及び図１４(ｂ)を参照しながら説明された第５の実施の形態及び図２４(ａ)及び図２４(ｂ)を参照しながら説明された第６の実施の形態に、図６、図８〜図１２に示された実施の形態の技術的思想を適用できる。また、図２４(ａ)及び図２４(ｂ)を参照しながら説明された第６の実施の形態の技術的思想を第１〜第４の実施の形態に適用できる。
【０１０７】
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更できることは、当業者によって認識される。例えば、実施の形態では、２の基板が共に傾斜している光データリンクを説明しているが、基板の一方のみが傾斜している形態でも、該実施の形態と同様の作用を得ることができる。また、光データリンクが、２以上の光受信サブアセンブリを含むでもよく、２以上の光送信サブアセンブリを含むようにしてもよい。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【０１０８】
【発明の効果】
本発明によれば、電子部品間の熱的干渉の可能性を低減できる構造を有する光データリンクが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、第１の実施の形態に係わる光データリンクを示す図面である。
【図２】
図２は本実施の形態に係わる光データリンクの構成部品の図面である。
【図３】
図３は、光データリンクのための搭載部材を示す図面である。
【図４】
図４は、図２に示された光データリンクを示す断面図である。
【図５】
図５は、光データリンクのための配線基板を示す平面図である。
【図６】
図６(ａ)は、図１に示されたII-II線に沿ってとられ光データリンクの断面図である。図６(ｂ)は、II-II線と同等の断面線に沿ってとられ別の光データリンクの断面図である。図６(ｃ)は、II-II線と同等の断面線に沿ってとられ更に別の光データリンクの断面図である。
【図７】
図７は、実施の形態に係わる光データリンク及び基板の外観を示す図面である。
【図８】
図８は、図１に示されたI-I線と同等の断面線に沿ってとられた光データリンクの実施の形態を示す断面図である。
【図９】
図９は、図１に示されたI-I線と同等の断面線に沿ってとられた光データリンクの変形例を示す断面図である。
【図１０】
図１０は、図１に示されたI-I線と同等の断面線に沿ってとられた光データリンクの変形例を示す断面図である。
【図１１】
図１１は、図１に示されたI-I線と同等の断面線に沿ってとられた光データリンクの変形例を示す断面図である。
【図１２】
図１２は、図１に示されたI-I線と同等の断面線に沿ってとられた光データリンクの変形例を示す断面図である。
【図１３】
図１３(ａ)及び図１３(ｂ)は、光データリンクの変形例を示す斜視図である。
【図１４】
図１４(ａ)及び図１４(ｂ)は、光データリンクの主要な部品を示す図面である。
【図１５】
図１５(ａ)は、実施の形態に係わる光データリンクの一部破断図である。図１５(ｂ)は、光データリンクの一部を拡大して図面である。
【図１６】
図１６は、図１５のIII−III断面に沿ってとられた光データリンクを示す断面図である。
【図１７】
図１７は、図１５のIII−III断面に沿ってとられた光データリンクの変形例を示す断面図である。
【図１８】
図１８は、図１５のIII−III断面に沿ってとられた光データリンクの変形例を示す断面図である。
【図１９】
図１９(ａ)及び図１９(ｂ)は光データリンクの変形例の図面である。
【図２０】
図２０は、光データリンクの別の変形例を示す斜視図である。
【図２１】
図２１は、光データリンクの更なる別の変形例を示す斜視図である。
【図２２】
図２２は、図１５のIII−III断面に沿ってとられ光データリンクを示す断面図である。
【図２３】
図２３(ａ)及び図２３(ｂ)は光素子サブアセンブリの図面である。
【図２４】
図２４(ａ)は、光データリンクにおいて光素子サブアセンブリ及び基板を示す図面であり、図２４(ｂ)は、基板及び光素子サブアセンブリと熱伝達部材とを示す図面である。
【図２５】
図２５(ａ)及び図２５(ｂ)は、従来の光データリンクの図面である。
【図２６】
図２６(ａ)は、従来の光データリンクを示す図面である。図２６(ｂ)は、光データリンクのための板金部品を示す図面である。
【符号の説明】
１０ａ〜１０ｉ…光データリンク、２２…搭載部材、２４…光素子サブアセンブリ、２６…回路基板、２８…覆い部材、３０…第１の支持部材、３２…第２の支持部材、３４、３５…電子部品、４４、４５，４６、４７…熱伝達部材、１２ａ…光データリンク、１０２…ハウジング、１０４…収容部材、１０６…レセプタクル部材、１０８…搭載部材、１１０…覆い部材、１１２，１１４…光素子サブアセンブリ、１１８…回路基板、１２０…リード端子、１２２…回路基板、１２４，１２６…レセプタクル
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２４】
2004087613.tif 000001