(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に装着され、少なくとも上面と下面を有し、熱伝導率が高い材料からなる取付け装置を備える電気サブアセンブリー（ＥＳＡ）と、
前記ＥＳＡに機械的に結合され、自身に固着された少なくとも１つの熱放散ブロックを備える光サブアセンブリー（ＯＳＡ）と
を具備し、
前記取付け装置の上面はそこに装着された少なくとも１つの集積回路（ＩＣ）と複数のアクティブな光学装置を有しており、前記少なくとも１つのＩＣは、前記アクティブな光学装置および前記基板の導電体に電気的に接続され、前記取付け装置は自身の上面に形成された少なくとも１つのスロット及び前記少なくとも１つのスロットの中に含まれた少なくとも１つの溶接可能なＥＳＡ挿入部を有し、前記ＥＳＡ挿入部は前記取付け装置よりも低い熱伝導率の材料から作られ、
前記少なくとも１つの熱放散ブロックは熱伝導率が高い材料からなり、また自身の下面に形成された少なくとも１つのスロットと、自身の前記下面に形成された前記少なくとも１つのスロットの中に収容された少なくとも１つの溶接可能なＯＳＡ挿入部とを有し、前記ＯＳＡ挿入部は、前記熱放散ブロックよりも低い熱伝導率の材料から作られ、前記少なくとも１つの熱放散ブロックの前記下面は、前記取付け装置の上面と少なくとも部分的に接触して、前記溶接可能なＯＳＡ挿入部及びＥＳＡ挿入部が少なくとも部分的に互いに接触し、
前記少なくとも１つの溶接可能なＥＳＡ挿入部及び前記少なくとも１つの溶接可能なＯＳＡ挿入部が共に溶接されて、前記ＯＳＡとＥＳＡとの間に少なくとも１つの溶接継ぎ手を形成し、かつ前記少なくとも１つの溶接継ぎ手は構造上極めて強く、前記ＯＳＡとＥＳＡとの間に相対的な動きが発生することを防止する、並列光通信装置。
【請求項２】
前記取付け装置が、自身の両端部に形成された少なくとも２つのスロットを有し、前記各スロットは溶接可能なＥＳＡ挿入部を含み、そして前記ＯＳＡが自身の両側に固着された少なくとも２つの熱放散ブロックを備え、前記それぞれの熱放散ブロックは自身の下面に形成されたスロットを有し、前記熱放散ブロックの下面に形成された前記各スロットは溶接可能なＯＳＡ挿入部を含み、また前記ＯＳＡと前記ＥＳＡが一緒に機械的に結合されると、前記溶接可能なＯＳＡ挿入部が前記溶接可能なＥＳＡ挿入部のそれぞれ１つと接触し、そして前記溶接可能なＥＳＡ挿入部と前記各溶接可能なＯＳＡ挿入部が一緒に溶接されて、前記ＯＳＡとＥＳＡとの間に少なくとも１つの溶接可能な溶接継ぎ手を形成する請求項１に記載の並列光通信装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの溶接可能なＯＳＡ挿入部が前記少なくとも１つの熱放散ブロックの下面とほぼ同一平面の下面を有し、かつ前記少なくとも１つの溶接可能なＯＳＡ挿入部の下面の表面積が前記少なくとも１つの熱放散ブロックの下面の表面積と比べて小さい請求項１に記載の並列光通信装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの溶接可能なＯＳＡ挿入部の下面の表面積が、前記少なくとも１つの熱放散ブロックの下面の表面積の約５０％以下である請求項３に記載の並列光通信装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの溶接可能なＯＳＡ挿入部の下面の表面積が、前記少なくとも１つの熱放散ブロックの下面の表面積の約３５％以下である請求項４に記載の並列光通信装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの熱放散ブロックの下面の中に形成された前記少なくとも１つのスロットの幅寸法が、前記取付け装置の上面の中に形成された前記少なくとも１つのスロットの幅寸法よりも小さく、かつ前記少なくとも１つの溶接可能なＯＳＡ挿入部の幅寸法が、前記少なくとも１つの溶接可能なＥＳＡ挿入部の幅寸法よりも小さいため、前記溶接可能なＯＳＡ挿入部と前記溶接可能なＥＳＡ挿入部が接触する場所に段差が存在する請求項１に記載の並列光通信装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの熱放散ブロックの下面の中に形成された前記少なくとも１つのスロットの幅寸法が、前記取付け装置の上面の中に形成された前記少なくとも１つのスロットの幅寸法よりも大きく、かつ前記少なくとも１つの溶接可能なＯＳＡ挿入部の幅寸法が、前記少なくとも１つの溶接可能なＥＳＡ挿入部の幅寸法よりも大きいため、前記溶接可能なＯＳＡ挿入部と前記溶接可能なＥＳＡ挿入部が接触する場所に段差が存在する請求項１に記載の並列光通信装置。
【請求項８】
自身を通過する１つ以上の導電体を有する基板と、
前記基板上に装着され、少なくとも上面と下面を有し、熱伝導率が高い材料からなる取付け装置を備える電気サブアセンブリー（ＥＳＡ）と、
前記ＥＳＡに機械的に結合され、自身の対向する端部に固着された少なくとも２つの熱放散ブロックを備える光サブアセンブリー（ＯＳＡ）と
を具備し、
前記取付け装置の上面はそこに装着された少なくとも１つの集積回路（ＩＣ）と複数のアクティブな光学装置を有しており、前記少なくとも１つのＩＣは、前記アクティブな光学装置および前記基板の１つ以上の導電体に電気的に接続され、前記取付け装置は自身の対向する端部の自身の上面に形成された少なくとも２つのスロットを有し、前記各スロットは、前記各スロットの中に含まれた溶接可能なＥＳＡ挿入部を有し、前記ＥＳＡ挿入部は前記取付け装置よりも低い熱伝導率の材料から作られ、
前記少なくとも２つの熱放散ブロックは熱伝導率が高い材料からなり、前記各熱放散ブロックは自身の下面に形成された少なくとも１つのスロットと、自身の前記下面内に形成された各スロットの中に収容された溶接可能なＯＳＡ挿入部とを有し、前記ＯＳＡ挿入部は、前記熱放散ブロックよりも低い熱伝導率の材料から作られ、前記熱放散ブロックの前記下面は、前記取付け装置の上面と少なくとも部分的に接触して、前記溶接可能なＯＳＡ挿入部が溶接可能なＥＳＡ挿入部のそれぞれ１つと少なくとも部分的に接触し、
前記各溶接可能なＥＳＡ挿入部は前記各溶接可能なＯＳＡ挿入部に対して溶接されて、前記ＯＳＡとＥＳＡとの間に少なくとも２つの溶接継ぎ手を形成し、かつ前記少なくとも２つの溶接継ぎ手は構造上極めて強く、前記ＯＳＡとＥＳＡとの間に相対的な動きが発生することを防止する、並列光通信装置。
【請求項９】
前記溶接可能なＯＳＡ挿入部が、前記各熱放散ブロックの下面とほぼ同一平面の下面を有し、かつ前記各溶接可能なＯＳＡ挿入部の各下面の表面積が前記各熱放散ブロックの各下面の各表面積と比べて小さい請求項８に記載の並列光通信装置。
【請求項１０】
前記溶接可能なＯＳＡ挿入部の下面の表面積が、前記各熱放散ブロックの各下面の各表面積の約５０％以下である請求項９に記載の並列光通信装置。
【請求項１１】
前記各溶接可能なＯＳＡ挿入部の下面の表面積が、前記各熱放散ブロックの各下面の各表面積の約３５％以下である請求項１０に記載の並列光通信装置。
【請求項１２】
前記各熱放散ブロックの各下面の中に形成された前記各スロットの幅寸法が、前記取付け装置の上面の中に形成された前記各スロットの幅寸法よりも小さく、かつ前記各溶接可能なＯＳＡ挿入部の幅寸法が、前記各溶接可能なＥＳＡ挿入部の幅寸法よりも小さいため、前記溶接可能なＯＳＡ挿入部と前記溶接可能なＥＳＡ挿入部が接触する場所に各々段差が存在する請求項９に記載の並列光通信装置。
【請求項１３】
前記各熱放散ブロックの各下面の中に形成された前記各スロットの幅寸法が、前記取付け装置の上面の中に形成された前記各スロットの幅寸法よりも大きく、かつ前記各溶接可能なＯＳＡ挿入部の幅寸法が、前記各溶接可能なＥＳＡ挿入部の幅寸法よりも大きいため、前記各溶接可能なＯＳＡ挿入部と前記各溶接可能なＥＳＡ挿入部が接触する場所に各々段差が存在する請求項９に記載の並列光通信装置。
【請求項１４】
並列光通信装置の電気サブアセンブリー（ＥＳＡ）を並列光通信装置の光サブアセンブリー（ＯＳＡ）に固着するための方法であって、
少なくとも上面と下面を有する、前記ＥＳＡの取付け装置を基板上に搭載し、前記取付け装置は熱伝導率が高い材料からなり、前記取付け装置の上面はそこに装着された前記ＥＳＡの少なくとも１つの集積回路（ＩＣ）と前記ＥＳＡの複数のアクティブな光学装置を有し、前記少なくとも１つのＩＣは、前記アクティブな光学装置および前記基板の導電体に電気的に接続され、前記取付け装置は自身の上面に形成された少なくとも１つのスロット及び前記少なくとも１つのスロットの中に含まれた少なくとも１つの溶接可能なＥＳＡ挿入部を有し、前記ＥＳＡ挿入部は前記取付け装置よりも低い熱伝導率の材料から作られ、
自身に固着された少なくとも１つの熱放散ブロックを備える前記ＯＳＡを前記ＥＳＡに機械的に結合し、前記少なくとも１つの熱放散ブロックは熱伝導率が高い材料からなり、また自身の下面に形成された少なくとも１つのスロットと、自身の前記下面に形成された前記少なくとも１つのスロットの中に収容された少なくとも１つの溶接可能なＯＳＡ挿入部とを有し、前記ＯＳＡ挿入部は、前記熱放散ブロックよりも低い熱伝導率の材料から作られ、前記少なくとも１つの熱放散ブロックの下面は、前記取付け装置の上面と少なくとも部分的に接触して、前記溶接可能なＯＳＡ挿入部及びＥＳＡ挿入部が少なくとも部分的に互いに接触し、
前記ＯＳＡを前記ＥＳＡに光学的に整列させ、
前記少なくとも１つの溶接可能なＥＳＡ挿入部と前記少なくとも１つの溶接可能なＯＳＡ挿入部を一緒に溶接して、前記ＯＳＡと前記ＥＳＡとの間に少なくとも１つの溶接継ぎ手を形成すること
を含み、
前記少なくとも１つの溶接継ぎ手は構造上極めて強く、前記ＯＳＡと前記ＥＳＡとの間に相対的な動きが発生することを防止する、方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの溶接可能なＯＳＡ挿入部が前記少なくとも１つの熱放散ブロックの下面とほぼ同一平面の下面を有し、かつ前記少なくとも１つの溶接可能なＯＳＡ挿入部の下面の表面積が前記少なくとも１つの熱放散ブロックの下面の表面積と比べて小さい請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの溶接可能なＯＳＡ挿入部の下面の表面積が、前記少なくとも１つの熱放散ブロックの下面の表面積の約５０％以下である請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの溶接可能なＯＳＡ挿入部の下面の表面積が、前記少なくとも１つの熱放散ブロックの下面の表面積の約３５％以下である請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの熱放散ブロックの下面の中に形成された前記少なくとも１つのスロットの幅寸法が、前記取付け装置の上面の中に形成された前記少なくとも１つのスロットの幅寸法よりも小さく、かつ前記少なくとも１つの溶接可能なＯＳＡ挿入部の幅寸法が、前記少なくとも１つの溶接可能なＥＳＡ挿入部の幅寸法よりも小さいため、前記溶接可能なＯＳＡ挿入部と前記溶接可能なＥＳＡ挿入部が接触する場所に段差が存在する請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの熱放散ブロックの下面の中に形成された前記少なくとも１つのスロットの幅寸法が、前記取付け装置の上面の中に形成された前記少なくとも１つのスロットの幅寸法よりも大きく、かつ前記少なくとも１つの溶接可能なＯＳＡ挿入部の幅寸法が、前記少なくとも１つの溶接可能なＥＳＡ挿入部の幅寸法よりも大きいため、前記溶接可能なＯＳＡ挿入部と前記溶接可能なＥＳＡ挿入部が接触する場所に段差が存在する請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
並列光通信装置の電気サブアセンブリー（ＥＳＡ）を並列光通信装置の光サブアセンブリー（ＯＳＡ）に固着するための方法であって、
少なくとも上面と下面を有する、前記ＥＳＡの取付け装置を、自身を通過する１つ以上の導電体を有する基板上に搭載し、前記取付け装置は熱伝導率が高い材料からなり、前記取付け装置の上面は前記ＥＳＡの少なくとも１つの集積回路（ＩＣ）とそこに装着された前記ＥＳＡの複数のアクティブな光学装置を有し、前記少なくとも１つのＩＣは、前記アクティブな光学装置および前記基板の１つ以上の導電体に電気的に接続され、前記取付け装置は自身の対向する端部の上面に形成された少なくとも２つのスロットを備え、前記各スロットは、前記各スロットの中に含まれた溶接可能なＥＳＡ挿入部を有し、前記ＥＳＡ挿入部は前記取付け装置よりも低い熱伝導率の材料から作られ、
自身の対向する端部に固着された少なくとも２つの熱放散ブロック備えるＯＳＡを前記ＥＳＡに機械的に結合し、前記少なくとも２つの熱放散ブロックは熱伝導率が高い材料からなり、各熱放散ブロックは自身の下面に形成された少なくとも１つのスロットと、自身の前記下面に形成された各スロットの中に収容された溶接可能なＯＳＡ挿入部とを有し、前記ＯＳＡ挿入部は、前記熱放散ブロックよりも低い熱伝導率の材料から作られ、前記熱放散ブロックの下面は、前記取付け装置の上面と少なくとも部分的に接触して、前記溶接可能なＯＳＡ挿入部が前記各溶接可能なＥＳＡ挿入部と少なくとも部分的に接触し、
前記ＯＳＡを前記ＥＳＡに光学的に整列させ、
前記各溶接可能なＥＳＡ挿入部を前記各溶接可能なＯＳＡ挿入部に溶接して、前記ＯＳＡと前記ＥＳＡとの間に少なくとも２つの溶接継ぎ手を形成すること
を含み、
前記少なくとも２つの溶接継ぎ手は構造上極めて強く、前記ＯＳＡと前記ＥＳＡとの間に相対的な動きが発生することを防止する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、並列光送信機、受信機、及びトランシーバなどの並列光通信装置に関する。より詳細には、本発明は、装置の部品間に相対的な動きが確実にないようにする方法で装置の部品を互いに固定できるようにし、同時に装置が良好な熱拡散特性を有する、溶接可能な挿入部を備えた並列光通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の各光データ・チャネルを通って複数の光データ信号を同時に送信及び／又は受信するための、様々な並列光通信装置が存在する。並列光送信機は、複数の各光データ信号を同時に複数の各光導波路（例えば、光ファイバー）を通って送信するための、複数の光送信チャネルを有する。並列光受信機は、複数の各光データ信号を同時に複数の各光導波路（例えば、光ファイバー）を通って受信するための、複数の光受信チャネルを有する。並列光トランシーバは、複数の各光送信及び受信データ信号を同時に複数の各送信及び受信光導波路（例えば、光ファイバー）を通って送信及び受信するための、複数の光送信チャネル及び複数の光受信チャネルを有する。
【０００３】
これらの異なる種類の並列光通信装置に対して、様々な異なる設計及び構成が存在する。並列光通信装置に対する代表的な構成には、プリント基板（ＰＣＢ）、フレックス回路、又はリードフレームなどの第１の取付け装置が含まれる。これは、複数のアクティブな光学装置（例えば、レーザダイオード及び／又はフォトダイオード）や１つ以上の集積回路（ＩＣ）（例えば、レーザダイオード駆動ＩＣ、受信機用ＩＣ、コントローラ用ＩＣ）を取り付けるために使用される。これらの電気部品及び電気部品が搭載される第１の取付け装置の組合せは一般に、電気サブアセンブリー（ＥＳＡ）と呼ばれる。ＰＣＢ、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）などの、並列光通信装置の外部の第２の回路基板は、１つ以上の他のＩＣや他の電気部品を取り付けるために使用される。この第２の回路基板と第１の取付け装置は互いに電気的に接続されて、ＥＳＡの電気部品と第２の回路基板上に取り付けられた電気部品との間が電気的に接続される。
【０００４】
ＥＳＡがレーザダイオードではなく複数のフォトダイオードを、またレーザダイオード駆動ＩＣではなく受信機用ＩＣを有することを除いて、同様の構成が並列光受信機に対して使用される。並列光トランシーバのＥＳＡは一般に、レーザダイオード、フォトダイオード、レーザダイオード駆動ＩＣ、及び受信機用ＩＣを有するが、１つ以上のこれらの装置を同じＩＣに集積化し、部品数を減らしたり他の利点を提供することができる。
【０００５】
代表的な並列光通信装置は、光サブアセンブリー（ＯＳＡ）も備えている。これは光学部品を保持して、ＥＳＡのレーザダイオード及び／又はフォトダイオードと各光ファイバーの端部との間の光を結合する。この光ファイバーは、ＯＳＡと機械的に結合するコネクタの中に保持されている。ＯＳＡはＥＳＡに固定される。場合によっては、ＯＳＡとＥＳＡには嵌め合わせ機能があり、これによりＯＳＡはＥＳＡに結合できるようにされる。この場合、ＯＳＡの動きは取付け装置に対して制限されて、ＯＳＡの光学部品とＥＳＡのレーザダイオード及び／又はフォトダイオードとの間にはある程度の粗い整合が提供される。ＯＳＡをＥＳＡに結合する前に、例えばエポキシなどの接着剤がＯＳＡ及び／又はＥＳＡの１つ以上の表面の１つ以上の場所に塗布される。ＯＳＡが取付け装置に結合されて、接着剤が硬化する前に、位置合わせ工程が一般に行われる。この間に、ＯＳＡの光学部品がＥＳＡのレーザダイオード及び／又はフォトダイオードと正確に整列されたと判断されるまで、ＯＳＡとＥＳＡとの間に相対的な動きが生ずる。ＯＳＡとＥＳＡは次に、接着剤が硬化するまで整列された位置にしっかり保持される。
【０００６】
ＯＳＡをＥＳＡに結合すること、ＥＳＡのレーザダイオード及び／又はフォトダイオードにＯＳＡを正確に光学的に整列させること、またＯＳＡをＥＳＡに正確に整列された位置で固着することに関連した幾つかの問題がある。高容量の並列光通信モジュールを製造するために、ＯＳＡは極めて素早く、例えば１分未満でＥＳＡに結合され、正確に整列され、かつ固着される必要がある。さらに、ＯＳＡがＥＳＡに固着された後で、ＯＳＡとＥＳＡの互いに対する動きは、並列光通信装置の寿命までほとんど又は全く生じてはならない、そうしないと正確な光学アライメントが失われる可能性がある。この正確な光学アライメントは、良好な信号の完全性にとって、またこのため良好な全体的な性能にとって極めて重要である。ユーザがヒート・シンク装置を並列光通信装置に取り付けることが多い。これにより、力がＯＳＡ及び／又はＥＳＡに加えられる原因になる。接着剤で行われた結合が十分強くない場合、数ヶ月又は数年にわたってそのような力が加えられると、場合によってはクリーピングと呼ばれる、ＯＳＡ及びＥＳＡの互いに対する動きが極めて遅くなることがある。言うまでもなく、そのような動きは、結果として必要とされる正確なアライメントが失われ、性能が劣化することになる。
【０００７】
ＯＳＡをＥＳＡに整列させること及びそれらを一緒に固着することに関連した問題に加えて、熱放散は並行光通信装置における重要な考慮すべき事項である。前述された並行光通信装置では、ＥＳＡの取付け装置の幾つかの部分は、ＥＳＡの電気部品が発生した熱を放散する１つ以上のヒート・シンク装置を有している。ユーザが、ＥＳＡの取付け装置に固着するユーザ自身のヒート・シンク装置を用意することが多い。このヒート・シンク装置は一般に、熱導電性のエポキシ材料によってＥＳＡの取付け装置に固着される。ヒート・シンク装置をＥＳＡに固着することに関連した問題の１つは、ユーザはこの工程の間に比較的大きな力をヒート・シンク装置に加え、この力が今度はＥＳＡに加わることである。この力の成分は、ＯＳＡにも及ぼされる。そのような力により、ＯＳＡとＥＳＡが互いに対して動きを生じる可能性があり、この結果、ＯＳＡとＥＳＡとの間の正確なアライメントが失われる可能性がある。
【０００８】
前述されたヒート・シンク装置は様々な形状又は構成を有しているが、ＥＳＡのＩＣやアクティブな光学装置が発生した熱を受け取り、その熱を吸収及び／又は拡散して、熱がＩＣやアクティブな光学装置から離れるようにするという同じ全体的な目的を有している。ＩＣが発生した熱は、並列光通信装置の性能にひどい悪影響を及ぼす可能性がある。例えば、並列光送信機及びトランシーバでは、レーザダイオード駆動ＩＣは、レーザダイオードを駆動する高速信号を生成するとき極めて多量の熱を発生する。この熱を消散するための十分な対策が取られないと、この熱はレーザダイオード用ＩＣの性能に悪影響を及ぼす可能性がある。このレーザダイオード用ＩＣは一般に、レーザダイオード駆動ＩＣに比較的極めて接近して配置される。熱放散に関する考慮すべき事項は、並列光通信装置では多数のチャネル及び関連した電気回路があるため、なおさら重要である。
【０００９】
さらに、並列光通信装置の大きさを減らすこと及び光通信装置と平行にチャネル数を増加することに関して、増え続ける要求が存在する。これらの要求を満たすために、並列光通信装置の割り付けは、空間の利用、熱放散における高い効率、信号の完全性の保護に関して効率的でなければならない。チャネルの数及び関連した電気部品が増加するため、放散すべき熱量も増加する。このことは、高い効率の熱放散構成に対する要求を強めている。また、並列光通信装置の大きさが減少すると、電気部品の間の空間も減少する。この部品間の空間が減少することも、１つの部品が発生した熱が他に悪影響を与えないように、高い効率の熱放散構成に対する要求を強調している。
【００１０】
平行光通信装置における高効率の熱放散構成に対する要求に加えて、ＯＳＡ及びＥＳＡの互いに対する動きが確実にないような方法で、ＯＳＡをＥＳＡに固着する必要がある。一般に、並列光通信装置は非密閉又は半密閉シールド装置である。前述したように、一般に、エポキシなどの接着剤が、ＯＳＡをＥＳＡに固着するために使用され、同時にＯＳＡとＥＳＡはしっかり固定したアライメントで保持される。この接着ボンドは構造的に弱い傾向があり、このことは結果としてＯＳＡとＥＳＡが互いに対して動く可能性がある。同様に、前述されたように、熱伝導性エポキシなどの接着剤が、ヒート・シンク装置をＥＳＡの取付け装置に固着するために使用されることが多い。この接着ボンドはまた、かなり構造的に弱い。このことは、ヒート・シンク装置とＥＳＡの互いに対する動きが生じる可能性がある。前述されたように、そのような動きは結果として、ＯＳＡに加えられる力を生じる可能性がある。そのような動きにより、前述されたように、ＯＳＡとＥＳＡとの間の正確な光学アライメントが失われる可能性があり、これは結果として信号品質の劣化を招く可能性がある。
【００１１】
従って、ＯＳＡとＥＳＡの取付け装置との間が極めて強いボンドを用いて構成されて、ＯＳＡとＥＳＡとの間にどのような動きもないようにされた並列光通信装置に対する要求が存在する。この構成は、並列光通信装置の熱放散品質を妨げない。ＯＳＡをＥＳＡの取付け装置に迅速に整列させかつ固着して、ＯＳＡとＥＳＡとの間の接合点で極めて強い結合を作り、またＯＳＡとＥＳＡとの間に非常に正確な光学アライメントを実現可能にする方法に対する要求も存在する。
【発明の概要】
【００１２】
本発明は、並列光通信用の装置及び方法に関する。この並列光通信装置は、基板と、基板上に搭載された電気サブアセンブリー（ＥＳＡ）と、このＥＳＡに機械的に結合された光サブアセンブリー（ＯＳＡ）を具備している。ＥＳＡは、少なくとも上面と下面を有する取付け装置を備えている。この取付け装置の上面は、装着された少なくとも１つのＩＣと複数のアクティブな光学装置を有している。このＩＣは、アクティブな光学装置や基板の１つ以上の導電体に電気的に接続される。取付け装置は、その上面に形成された少なくとも１つのスロットと、そのスロットに収容された少なくとも１つの溶接可能なＥＳＡ挿入部を有する。ＯＳＡは、熱伝導率が高い材料からなる、そこに固着され少なくとも１つの熱放散ブロックを備えている。この熱放散ブロックは、その下面に形成された少なくとも１つのスロットと、そのスロットに収容された少なくとも１つの溶接可能なＯＳＡ挿入部を有する。熱放散ブロックの下面は、取付け装置の上面と少なくとも部分的に接触し、溶接可能なＯＳＡ及びＥＳＡ挿入部が少なくとも部分的に互いに接触する。溶接可能なＥＳＡ挿入部及び溶接可能なＯＳＡ挿入部は共に溶接されて、ＯＳＡとＥＳＡとの間に少なくとも１つの溶接継ぎ手を形成する。この溶接継ぎ手は構造上極めて強く、例え外部の力がＥＳＡ及び／又はＯＳＡに加えられても、ＯＳＡとＥＳＡとの間に相対的な動きが発生することを防止する。
【００１３】
この並列光通信装置の別の実施形態によれば、取付け装置はその上面内の取付け装置の両端部に形成された少なくとも２つのスロットを有し、各スロットは中に含まれた少なくとも１つの溶接可能なＥＳＡ挿入部を有している。ＯＳＡは、熱伝導率が高い材料からなる、その両端部に固着された少なくとも２つの熱放散ブロックを備えている。この熱放散ブロックは、その下面に形成された少なくとも１つのスロットと、その各スロットに収容された各溶接可能なＯＳＡを有する。熱放散ブロックの下面は、取付け装置の上面と少なくとも部分的に接触し、各溶接可能なＯＳＡ挿入部及び各溶接可能なＥＳＡ挿入部が少なくとも部分的に互いに接触する。各溶接可能なＥＳＡ挿入部及び各溶接可能なＯＳＡ挿入部は共に溶接されて、ＯＳＡとＥＳＡとの間に少なくとも２つの溶接継ぎ手を形成する。この溶接継ぎ手は構造上極めて強く、例え外部の力がＥＳＡ及び／又はＯＳＡに加えられても、ＯＳＡとＥＳＡとの間に相対的な動きが発生することを防止する。
【００１４】
並列光通信装置のＥＳＡを並列光通信装置のＯＳＡに固着する方法には、ＥＳＡの取付け装置を基板上に搭載するステップと、ＯＳＡをＥＳＡに機械的に結合するステップと、ＯＳＡをＥＳＡに光学的に整列させるステップと、また取付け装置の上面に形成されたスロットの中に含まれた溶接可能なＥＳＡ挿入部を、ＯＳＡの熱放散ブロックの上面内に形成されたスロットの中に含まれた溶接可能なＯＳＡ挿入部と一緒に溶接して、ＯＳＡとＥＳＡとの間に溶接継ぎ手を形成するステップとが含まれる。この溶接継ぎ手は構造上極めて強く、例え外部の力がＥＳＡ及び／又はＯＳＡに加えられても、ＯＳＡとＥＳＡとの間に相対的な動きが発生することを防止する。
【００１５】
別の実施形態によれば、並列光通信装置のＥＳＡを並列光通信装置のＯＳＡに固着する方法には、ＥＳＡの取付け装置を基板上に搭載するステップと、ＯＳＡをＥＳＡに機械的に結合するステップと、ＯＳＡをＥＳＡに光学的に整列させるステップと、また溶接可能なＥＳＡ挿入部と溶接可能なＯＳＡ挿入部を一緒に溶接して、ＯＳＡとＥＳＡとの間に少なくとも１つの溶接継ぎ手を形成するステップとが含まれる。この実施形態によれば、少なくとも２つのスロットが取付け装置の上面のその両端部に形成され、各スロットは中に含まれた溶接可能なＥＳＡ挿入部を有する。ＯＳＡは、熱伝導率が高い材料からなる、その両端部に固着された少なくとも２つの熱放散ブロックを備えている。この熱放散ブロックは、その下面に形成された少なくとも１つのスロットと、その各スロットに収容された各溶接可能なＯＳＡを有する。熱放散ブロックの下面は、取付け装置の上面と少なくとも部分的に接触し、各溶接可能なＯＳＡ挿入部及び各溶接可能なＥＳＡ挿入部が少なくとも部分的に互いに接触する。ＯＳＡとＥＳＡとの間の溶接継ぎ手は構造上極めて強く、例え外部の力がＥＳＡ及び／又はＯＳＡに加えられても、ＯＳＡとＥＳＡとの間に相対的な動きが発生することを防止する。
【００１６】
本発明のこれらの及び他の特徴や利点は、以下の説明、図面及び特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】並列光通信装置の下側部分の斜視図であり、この図面には、基板上に搭載されそこに取り付けられたボンド・ワイヤ用保護カバーを有するＥＳＡが含まれる。
【図２Ａ】１つの実施形態による並列光通信装置のＯＳＡの上面の斜視図であり、図１に示されている並列光通信装置の一部に機械的に結合するように設計されている。
【図２Ｂ】１つの実施形態による並列光通信装置のＯＳＡの下面の斜視図であり、図１に示されている並列光通信装置の一部に機械的に結合するように設計されている。
【図３】実例となる実施形態による本発明の並列光送信機の上面の斜視図であり、この図面は、図１に示されたＥＳＡに固着される図２Ａ及び図２Ｂに示されたＯＳＡを備えている。
【図４】図３に示された取付け装置の上面の斜視図を例示する図である。
【図５】図３に示された並列光送信機１１０の側部の分解組立図である。
【図６】実施形態に基づいて図３に示された並列光送信機１１０の熱放散ブロックの底部の斜視図であり、この実施形態では、溶接可能な挿入部が抵抗機能を有して、挿入部を共に溶接するために抵抗溶接を行えるようにする。
【図７】図３に示された並列光送信機の側部の分解組立図であり、この図面は、はんだ材料がＥＳＡとＯＳＡの溶接可能な挿入部が接触するステップ上に置かれて、挿入部を共に溶接するために使用される方法を例証する。
【図８】図３の並列光送信機の断面図の斜視図であり、この図面は、レーザ溶接技術を使用して、図３に示された溶接可能な挿入部を溶接することができる方法を例証する。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に基づいて、ＯＳＡを有する並列光通信装置が提供される。このＯＳＡは、溶接可能な挿入部を含む、その下面に成形されたスロットを有する少なくとも１つの熱放散ブロックを備えている。同様に、ＥＳＡの取付け装置の上面は、溶接可能な挿入部を含む、中に形成された少なくとも１つのスロットを有する。ＯＳＡがＥＳＡと接触してかつＥＳＡと光学的に整列されて配置されると、ＯＳＡの中のスロット及びＥＳＡの取付け装置内に形成されたスロットの中に含まれた溶接可能な挿入部とを溶接することによって、ＯＳＡはＥＳＡの取付け装置の上面に固着される。この溶接工程により、極めて強い溶接継ぎ手がＯＳＡとＥＳＡとの間に形成されて、ＯＳＡとＥＳＡとの間に相対的な動きが起こらないようにされる。このような方法では、並列光通信装置に加えられるどのような力も、一時的に又はその寿命にわたって、ＯＳＡとＥＳＡの正確な光学アライメントを危うくすることはない。さらに、溶接可能な挿入部の寸法は、熱放散ブロックの下面とＥＳＡの取付け装置の上面の寸法と比較すると小さいため、挿入部はＥＳＡの取付け装置から熱放散ブロックに入りそこを通過する熱放散経路を妨げることはない。
【００１９】
図１は、並列光通信装置の下部の斜視図を例示している。この並列光通信装置は、基板２０に搭載され、そこに取り付けられたボンド・ワイヤ用保護カバー３０を有するＥＳＡ１を備えている。このボンド・ワイヤ用保護カバー３０は、以下でより詳細に説明するが、第１及び第２のボンド・ワイヤ用保護カバー装置３０Ａ及び３０Ｂを備えている。この実施形態によれば、並列光通信装置は並列光送信機である。しかしながら、本発明の並列光通信装置は、代わりに並列光受信機又は並列光トランシーバとすることができることに注意されたい。簡潔にするために、本発明の例証となる実施形態は、並列光送信機を参照して説明される。図面を参照して本願で説明される並列光送信機に関して本願で説明される原理や概念は、並列光受信機や並列光トランシーバにも適用されることができることは、当業者は理解するであろう。
【００２０】
ＥＳＡ１は、取付け装置１０と並列光送信機のコア電気部品２、３及び４を備えている。取付け装置１０は、並列光送信機の少なくともコア電気部品を取り付けるための取付けコアとして機能する。この実施形態によれば、ＥＳＡ１のコア電気部品は、第１のレーザダイオード駆動ＩＣ２、第２のレーザダイオード駆動ＩＣ３、及び垂直キャビティ面放射レーザ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）（ＶＣＳＥＬ）用ＩＣ４を備えている。レーザダイオード駆動ＩＣ２及び３とＶＣＳＥＬ用ＩＣ４は、取付け装置１０の上面１０Ａに搭載されている。レーザダイオード駆動ＩＣ２及び３は、ボンド・ワイヤなどの導電体（図示せず）によってＶＣＳＥＬ用ＩＣ４に電気的に接続され、電気制御信号や他の電気信号をレーザダイオード駆動ＩＣ２及び３からＶＣＳＥＬ用ＩＣ４に送ることを可能にする。ＶＣＳＥＬ用ＩＣ４は、複数のＶＣＳＥＬ型レーザダイオード５を有している。これらのレーザダイオード５は、レーザダイオード駆動ＩＣ２及び３によってＶＣＳＥＬ用ＩＣ４に与えられた電気制御信号や各電気データ信号に基づいて複数の各光データ信号を発生する。電気制御信号は、ＶＣＳＥＬ型レーザダイオード５のバイアス及び変調電流を制御する。
【００２１】
図１に示された例証となる実施形態では、レーザダイオード駆動ＩＣ２及び３とＶＣＳＥＬ用ＩＣ４は、取付け装置１０の上面１０Ａ上に平衡レーザ駆動レイアウトの中に配列される。この平衡レーザ駆動レイアウトでは、ＶＣＳＥＬ用ＩＣ４のレーザダイオード５の半分はレーザダイオード駆動ＩＣ２によって駆動され、ＶＣＳＥＬ用ＩＣ４のレーザダイオード５の他の半分はレーザダイオード駆動ＩＣ３によって駆動される。レーザダイオード駆動ＩＣ２及び３のそれぞれがレーザダイオード５の全数のサブセットを駆動するため、レーザダイオード駆動ＩＣ内の高速信号経路間のピッチ（すなわち、距離）を増加させることができる。高速信号経路間のピッチを増加することにより、幾つかの利点が提供される。ピッチを増加することの１つの利点は、駆動ＩＣ上の出力駆動パッドをレーザダイオード用ＩＣ上の各入力パッドに接続する隣接するワイヤ・ボンド間の電気クロストークや誘導結合の可能性が減少されることである。これらのワイヤ・ボンド間の電気クロストークや誘導結合を減少させることは、高い信号の完全性を確実にするのに有効である。
【００２２】
ピッチが増加する別の利点は、電気クロストークや誘導結合の可能性が減少することにより、駆動ＩＣ２及び３を、そうでない場合よりもレーザダイオード用ＩＣ４により接近して搭載できることである。駆動ＩＣ２及び３をレーザダイオード用ＩＣ４により接近して搭載することにより、駆動ＩＣ２及び３間のワイヤ・ボンドの長さを短くすることができ、これはさらに、隣接するワイヤ・ボンド間に電気クロストークや誘導結合が生じる可能性を低減させる。
【００２３】
図１に示された平衡レーザ駆動レイアウトは幾つかの利点を提供するが、図１に示された平衡レーザ駆動レイアウトを必ずしも使用する必要がないことに注意されたい。取付け装置１０の上面１０Ａ上に搭載されたＩＣや任意の他の部品は、任意の望ましいレイアウトで配置されることができる。例えば、レーザダイオード駆動ＩＣ２はＶＣＳＥＬ用ＩＣ４の全てのレーザダイオード５を駆動するように使用されることができ、この場合、レーザダイオード駆動ＩＣ３を取り除くことができる。さらに、本発明は、使用されるレーザダイオードの種類に関して限定されることはない。この目的に対して、ＶＣＳＥＬ以外のレーザダイオードを使用できる。本発明は、取付け装置１０上に搭載される部品の種類や数に対しても限定されない。
【００２４】
図１に示された実施形態では、モニタ用フォトダイオード７がレーザダイオード駆動ＩＣ２及び３に集積化されている。これらのモニタ用フォトダイオード７は、個々のレーザダイオード５の光出力レベルをモニタし、そして制御論理部（図示せず）にフィードバックされる対応する電気信号を発生する。この制御論理部はフィードバックを使用して、レーザダイオード駆動ＩＣ２及び３によってＶＣＳＥＬ用ＩＣ４に送られる電気制御信号を調整する。これらの制御信号により、レーザダイオード５の平均光出力電力レベルがほぼ一定の予め決められたレベルに維持されるように、レーザダイオード５のバイアス及び／又は変調電流が調整される。図１に示された平衡駆動レイアウトが提供する高速信号経路間のピッチが大きくされることにより、モニタ用フォトダイオード７をレーザダイオード駆動ＩＣ２及び３の中に集積化することができる。モニタ用フォトダイオード７をレーザダイオード駆動ＩＣ２及び３の中に集積化することにより、レーザダイオード５の光出力電力レベルをモニタするために送信機１内に別個のモニタ用フォトダイオードＩＣを設ける必要がなくなる。別個のモニタ用フォトダイオードＩＣに対する必要性が除かれると、光送信機１内の空間をより効率的に使用できるようになり、これにより送信機１の大きさを、前述した既知の並列光送信機よりも小さくすることができる。さらに、別個のモニタ用フォトダイオードＩＣに対する必要性が取り除かれると、ワイヤ・ボンドやピン接続体の数を少なくすることができ、これにより回路の複雑性、電力消費量、電気クロストーク及び誘導結合が減少される。しかしながら、モニタ用フォトダイオード７はオプションであり、本発明の並列光通信装置は要求していない。
【００２５】
取付け装置１０は、例えばエポキシや接着テープ又ははんだなどの接着剤を用いて、基板２０の上面２０Ａに取り付けられる下面１０Ｂを備えている。基板２０は、例えばＰＣＢなどのある種の回路基板である。この基板２０は、その上面２０Ａ上に導電体（図示せず）、それを通って延長する電気バイアス（図示せず）及び電気接点（図示せず）を有している。基板２０の上面２０Ａ上の電気接点（図示せず）は、導電性のボンド・ワイヤ２６を介してレーザダイオード駆動ＩＣ２及び３上の導体パッド２８に電気的に接続される。基板２０の下面２０Ｂは、マザーボード（図示せず）上に配置された導体パッドのアレイ（図示せず）に電気的に接続する導体パッド（図示せず）のアレイを有している。マザーボード（図示せず）は一般に、ＥＳＡ１のレーザダイオード駆動ＩＣ２及び３と通信する、マザーボード上に搭載されたコントローラＩＣ（図示せず）を有している。
【００２６】
以下で図４を参照してより詳細に説明されるが、例証となる実施形態によれば、取付け装置１０は、自身のコーナー近くで外側に突出するタブ（図４では１０Ｃ）を有している。これらのタブは、ボンド・ワイヤ用保護カバー３０の第１及び第２のボンド・ワイヤ用保護カバー装置３０Ａ及び３０Ｂの中に形成された相補形くぼみ（図示せず）と嵌め合う形状及び大きさである。この嵌め合い構成により、ボンド・ワイヤ用保護カバー装置３０Ａ及び３０Ｂが取付け装置１０に逆らわずに整列されて機械的に結合されることができる。ボンド・ワイヤ用保護カバー装置３０Ａ及び３０Ｂが取付け装置１０と嵌め合い状態にあるとき、ボンド・ワイヤ用保護カバー装置３０Ａ及び３０Ｂと取付け装置１０のサイド・エッジとの間にギャップが存在する。このギャップの中に、基板２０上の接点とレーザダイオード駆動ＩＣ２及び３上の導体パッド２８との間にボンド・ワイヤ２６が延長する。このギャップにより、ボンド・ワイヤ用保護カバー装置３０Ａ及び３０Ｂがボンド・ワイヤ２６と接触してそれらを損傷することにならないことが確実にされる。ボンド・ワイヤ用保護カバー装置３０Ａ及び３０Ｂは、並行光送信機を製造及び組み立てる間に発生する機械的なハンドリング・フォースなど、ボンド・ワイヤ２６を損傷する可能性がある外力からボンド・ワイヤ２６を保護する。しかしながら、ボンド・ワイヤ用保護カバー３０はオプションであることに注意されたい。ボンド・ワイヤ２６を保護するために、他の方法や機構も使用できる。例えば、グラブ・トッピング（glob topping）として周知の方法も、ボンド・ワイヤ２６を保護するために使用できる。
【００２７】
図１に示された例証となる実施形態によれば、取付け装置１０は、装置１０の上面１０Ａを含む上部１０Ｄと、取付け装置１０の下面１０Ｂを含む下部１０Ｅを有している。図１を含む図面に示されたＸ、Ｙ、Ｚデカルト座標基準を参照すると、上部１０ＤのＸ方向の長さは、下部１０ＥのＸ方向の長さよりも長い。取付け装置１０は一般に、例えば、ニッケル又は金でめっきされた銅などの熱伝導率が高い材料で作られて、装置１０が熱放散構造体として効率的に機能できるようにする。ＩＣ２、３及び４が発生した熱は、取付け装置１０に伝えられて、取付け装置１０の中に広がる。取付け装置１０の上部１０ＤをＸ方向に大きくすることにより、熱を吸い取るために利用できる上面１０Ａの表面積が増加する。
【００２８】
取付け装置１０を作るために使用される材料がまた導電性であるため、取付け装置１０が基板２０内の信号経路（図示せず）に近付きすぎると、取付け装置１０はキャパシタンスを基板２０に結合して、基板２０内の信号経路のキャパシタンスを増加させる可能性がある。このように結合キャパシタンスが増加すると、信号品質が劣化される可能性がある。このことは、ＶＣＳＥＬ用ＩＣ４のレーザダイオード５を変調するために使用される電気データ信号を搬送する高速信号経路に対して特に当てはまる。この例証となる実施形態によれば、取付け装置１０の下部１０ＥがＸ方向において上部１０Ｄよりも小さく作られることにより、下面１０Ｂの表面積は上面１０Ａと比較すると確実に小さくなり、これにより取付け装置１０が基板２０に与える結合キャパシタンスが減少される。
【００２９】
結合キャパシタンスの影響をさらに減らすため、基板２０内の高速信号経路（図示せず）は、基板２０の上面２０Ａの部分を通らない、取付け装置１０の真下の下部１０Ｅに向けられる。これを実現するために、高速信号経路は、取付け装置１０の下面１０Ｂが基板２０の上面２０Ａに取り付けられる領域の周り、又はこの領域内で取付け装置１０の下面１０Ｂからさらに遠く離れた基板２０の下側層内のどちらかに向けられる。
【００３０】
前述された取付け装置１０の形状が上記の利点を提供するが、取付け装置１０はこの種の構造を有する必要はない。例えば、取付け装置１０は、上面及び下面１０Ａ及び１０ＢがＸ方向に同じ長さを有する平面構造とすることができる。別の方法では、図４を参照して以下でより詳細に説明されるが、取付け装置はテーパ構造を有することができる。
【００３１】
取付け装置１０の上部１０Ｄは、取付け装置１０の両端部に形成されたスロット４０を有している。各スロット４０は、溶接可能な挿入部５０を備えている。この溶接可能な挿入部５０は、図２Ａ及び図２Ｂを参照して以下でより詳細に説明されるが、ＥＳＡ１をＯＳＡ（図示せず）に溶接するために使用される。この溶接可能な挿入部５０は、例えば、ステンレス・スチールＳＵＳ３１６又は３０４などの材料で作られるが、本発明はこの挿入部５０に対して特定の種類の溶接可能な材料を使用することに限定されることはない。挿入部５０は、様々な方法でスロット４０内に固着されることができる。この方法には、例えば、挿入部５０をスロット４０内に嵌め合わせて、挿入部が摩擦嵌め合いによってスロット４０内に保持され、そして挿入部５０をスロット４０にろう付けする工程が含まれる。
【００３２】
図２Ａ及び図２Ｂは、実施形態に基づいて、並列光通信装置のＯＳＡ６０の、それぞれ頂部と底部の斜視図を例示している。このＯＳＡ６０は、レンズ・ホルダー７０と熱放散システム８０を備えている。この実施形態によれば、熱放散システム８０は第１及び第２の熱放散ブロック８０Ａ及び８０Ｂを備えており、これらのブロックはレンズ・ホルダー７０の両側の機構部７１に固着されている。熱ブロック８０Ａは、上面８０Ｃと下面８０Ｄを有している。同様に、熱放散ブロック８０Ｂは、上面８０Ｅと下面８０Ｆを有している。熱放散ブロック８０Ａ及び８０Ｂのそれぞれは、下面８０Ｄ及び８０Ｆ内に形成されたスロット９０を有しているが、ブロック８０Ａの下面８０Ｄ内に形成されたスロット９０だけを図２Ａで示された図の中で見ることができる。
【００３３】
図２Ｂに示すように、各スロット９０は、そこに固着された溶接可能な挿入部１００を有している。この溶接可能な挿入部１００は、取付け装置１０（図１）内に形成されたスロット４０の中に溶接可能な挿入部５０を固着するために前述された任意の方法を用いて、スロット９０内に固着されることができる。溶接可能な挿入部１００は、溶接可能な挿入部５０と同じ材料で作ることができる。レンズ・ホルダー７０は、個々のレーザダイオード５と各光導波路の端部（図示せず）との間の光を光学的に結合するための複数の光学部品７７を有する光学系７５を保持している。
【００３４】
図３は、例証となる実施形態による本発明の並列光送信機１１０の上面の斜視図であり、図２Ａ及び図２Ｂに示されたＯＳＡ６０が、図１に示されたＥＳＡ１に固着された後の送信機１１０を示している。ＯＳＡ６０がＥＳＡ１に固着される方法が、図１〜図３を参照してここで説明される。ＯＳＡ６０をＥＳＡ１に固着するために、ＯＳＡ６０はＥＳＡ１と接触して配置されて、ＥＳＡ１の溶接可能な挿入部５０がＯＳＡ６０の各溶接可能な挿入部１００と接触する。レンズ・ホルダー７０は自身の中に形成された開口７８を有し、この開口を通って、レーザダイオード５が発生した光が各光学部品７７によって各光導波路（図示せず）の端部に向けられる。これらの光導波路は、ＯＳＡ６０と機械的に結合するコネクタ（図示せず）内に保持されている。ＯＳＡ６０がＥＳＡ１と接触して配置された後で、映像システム（vision system）（図示せず）はレーザダイオード５と光学部品７７のイメージを取り込み、また運動システム（motion system）（図示せず）又は人が、各レーザダイオード５が各光学部品７７と正確に光学的に整列されるまで、ＯＳＡ６０及びＥＳＡ１の一方又は両方を動かす。光学アライメントが達成されると、ＯＳＡ６０とＥＳＡ１は整列された位置にしっかりと保持され、この間に溶接可能な挿入部５０及び１００が挿入部５０及び１００の１つ以上の場所で結合される。
【００３５】
ＥＳＡ１とＯＳＡ６０を共の溶接することには多くの利点がある。１つの利点は、溶接がＥＳＡ１とＯＳＡ６０との間に構造的に極めて強い溶接継ぎ手を形成することである。この継ぎ手が構造的に強いことにより、ＯＳＡ６０とＥＳＡ１の互いに対する動きが確実になくなるため、光学部品７７の各レーザダイオード５に対する正確な光学アライメントが並列光送信機１１０の全耐用年数にわたって損なわれないことが保証される。前述されたように、送信機が製造された後で力がそれに加えられることが多いが、溶接継ぎ手はこれらの力に耐える十分な強度を有している。例えば、顧客が一般に外部熱放散システム（図示せず）を熱放散ブロック８０Ａ及び８０Ｂに取り付けるとき、この取付け工程で大きな力（例えば、２０lｂs）がＯＳＡ６０に加わることがある。この溶接継ぎ手は、力が外部の熱放散システムが取り付けられた後で永久に維持される横方向成分を含んでいる場合でも、そのような力に耐えるに十分な強度を有する。
【００３６】
前述された方法でＥＳＡ１をＯＳＡ６０に溶接する別の利点は、スロット４０及び９０の大きさが、取付け装置１０の上面１０Ａ及び熱放散ブロック８０Ａ及び８０Ｂの下面８０Ｄ及び８０Ｆの全面積と比較すると比較的小さいことである。挿入部５０及び１００が作られる材料は一般に、熱伝導率が比較的低い材料であり、これは熱放散には適していない。他方において、取付け装置１０や熱放散ブロック８０Ａ及び８０Ｂが作られる材料（例えば、銅）の熱伝導率は極めて高い。このため、それぞれ熱放散ブロック８０Ａ及び８０Ｂの下面８０Ｄ及び８０Ｆと接触する取付け装置１０の上面１０Ａの面積を最大にすることが望ましい。挿入部５０及び１００を表面１０Ａ、８０Ｄ及び８０Ｆ内に形成された比較的小さいスロットの中に組み込むことにより、挿入部５０及び１００が溶接されると、これら対向する面の大部分の面積が互いに接触する。例えば、スロット９０が使用する下面８０Ｄ及び８０Ｆの各表面積の割合は、約５０％未満、また一般的には約３５％未満である。例えば、スロット４０及び９０は一般に、熱放散ブロック８０Ａ及び８０Ｂとほぼ同じ幅を有しており、ブロック８０Ａ及び８０Ｂの下面８０Ｄ及び８０Ｆの長さは約５ミリメータ（ｍｍ）であるが、スロット４０及び９０の長さはわずかその１／３、すなわち約１．６ｍｍである。これらの特徴は並列光通信装置に極めて良好な熱放散特性、及びこれにより極めて高い伝熱能力を提供する。このことは、前述されたように、高速信号で複数の送信及び／又は受信用通信チャネルを介して通信する並列光通信装置にとって極めて重要である。
【００３７】
図４は、図３に示されている取付け装置１０の上部の斜視図を例示している。前述されているように、取付け装置１０は、１つの実施形態に基づいて、その角近くの辺上に４つのタブ１０Ｃを有している。これらのタブ１０Ｃは、ボンド・ワイヤ用保護カバー３０（図１）上の相補形くぼみ（図示せず）と嵌め合うように構成されて、取付け装置１０とボンド・ワイヤ用保護カバー３０との間の相対的な動きを防ぐ、又は少なくとも減少させる。図４に示された図面は、スロット４０と挿入部５０の形状を明確に示している。この例証となる実施形態によれば、スロット４０と挿入部５０の形状は長方形であるが、本発明はスロット４０と挿入部５０が特定の形状又は大きさを有することに限定されることはない。１つの実施形態によれば、取付け装置１０は自身の中に形成されたスロット１０Ｇ及び１０Ｈを有している。これらのスロット１０Ｇ及び１０Ｈは、レーザダイオード用ＩＣ２が搭載される位置（スロット１０Ｇと１０Ｈとの間）とレーザダイオード駆動ＩＣ３及び４が取り付けられる位置との間にエアギャップを提供する。これらのギャップは、レーザダイオード用ＩＣ２を駆動ＩＣ３及び４から熱的に分離して、レーザ駆動ＩＣからの熱がレーザダイオード用ＩＣ２のレーザダイオード５に悪影響を与えることを防止する。これらのスロット１０Ｇ及び１０Ｈは選択自由であるが、それらは並列光送信機の全体的な熱放散設計を支援するため望ましい。
【００３８】
図５は、図３に示された並列光送信機１１０の側部の分解組立図を例示している。この分解組立図では、基板２０、取付け装置１０、及びＯＳＡ６０のレンズ・ホルダー７０の側部７１の一部を見ることができる。この分解組立図の中において、スロット４０及び９０並びに各挿入部５０及び１００も見ることができる。１つの実施形態では、取付け装置１０のスロット４０の長さＬは、ＯＳＡ６０のスロット９０よりもわずかに大きい。挿入部５０の大きさは、長さＬ及び幅Ｗの両方ともわずかに大きい。挿入部５０及び１００のそれぞれスロット４０及び９０の大きさの間の差により、挿入部５０及び１００の境界面において段差１３０が生ずる。挿入部５０及び１００を溶接する場合、対向する挿入部５０及び１００の２つの平坦な面に溶接するのではなく、これらの段差１３０により、溶接を行う場所が提供されることになる。この特徴により、溶接継ぎ手の完全性が向上される。当業者は本願で提供される説明に鑑みて理解されるように、例え溶接が挿入部５０及び１００の平坦な対向する面上で形成される場合でも、溶接継ぎ手が十分な強度を有している場合は、段差１３０は必要ではない。段差１３０は、結果として生じた溶接継ぎ手がさらに確実に極めて強くなるための単なる１つの方法である。また、段差１３０は別の方法では、スロット９０の幅の寸法をスロット４０よりもわずかに大きくし、また挿入部１００の幅及び長さの寸法を挿入部５０よりもわずかに大きくすることによって形成されることができる。
【００３９】
図６は、１つの実施形態による、図３に示されている並列光送信機１１０の熱放散ブロック８０Ｂの下面の斜視図である。この実施形態によれば、溶接可能な挿入部５０及び／又は１００には抵抗機能があり、挿入部５０及び１００を溶接するために使用される抵抗溶接が可能にされる。図６では、熱放散ブロックの中に形成されたスロット９０の中に収容された挿入部１００は、１つ以上のそのような抵抗機構１４０を備えている。この種の溶接技術を使用する場合、電流が挿入部１００を通過する。抵抗機構１４０は電流が遭遇した電気抵抗を局所的に増加して、取付け装置１０のスロット４０内に含まれた挿入部５０に対して抵抗機構を融解させる。例示を簡略化するために、ＯＳＡ６０の挿入部１００だけが、図６に抵抗機構１４０を備えて示されている。この抵抗機構１４０は、別の方法では、取付け装置１０の挿入部５０の中に含める、又は挿入部５０と挿入部１００の両方に含めることができる。
【００４０】
図７は、図３に示された並列光送信機１１０の側部の一部の分解組立図を例示している。この分解組立図では、ＯＳＡ６０の基板２０、取付け装置１０、及びレンズ・ホルダー７０の側部７１の一部を見ることができる。この分解組立図の中に、スロット４０及び９０並びに各挿入部５０及び１００も見ることができる。１つの実施形態によれば、図５に関連して前述された実施形態と同様に、それぞれスロット４０及び９０と挿入部５０及び１００との大きさの間に差が存在し、これは結果として挿入部５０及び１００の境界面に前述された段差を生ずる。この段差１３０により、はんだ材料１５０を配置する場所が提供される。電流がはんだ材料１５０を通過すると、はんだ材料１５０は融解する。はんだ材料１５０が再凝固すると、この再凝固されたはんだ材料１５０は、ＥＳＡ１とＯＳＡ６０を一緒に保持する溶接継ぎ手を形成する。
【００４１】
図８は、図３に示された並列光送信機１１０の断面の斜視図を例示している。図８に示された図面では、基板２０、取付け装置１０、レンズ・ホルダー７０の側部７１、及び段差１３０を形成する挿入部５０と１００の重なり合う部分の一部を見ることができる。この実施形態によれば、周知のレーザ溶接技術が、挿入部５０及び１００が接触する局所加熱領域１６０に対して使用される。これらの領域１６０が加熱されると、それらは急速に熱くなり、そして次に冷える。領域１６０が冷却すると、挿入部５０及び１００が融合して溶接継ぎ手が形成される。レーザ溶接技術が適切に実行されると、形成された溶接継ぎ手の強度は極めて強い。さらに、レーザ溶接は極めて迅速に実行されることができるため、溶接継ぎ手を形成するためにこの技術を使用することにより、ＥＳＡ１とＯＳＡ６０を光学的に整列させて、それらを一緒に保持する溶接継ぎ手を形成する処理を早めることができる。領域１６０に加えて、挿入部５０及び１００が接触する段差１３０に沿った付加的な領域もレーザで加熱される。
【００４２】
本発明は並列光送信機１１０に限定されないことに注意されたい。本発明を並列光送信機１１０に関連して説明してきたが、並列光通信装置をその代わりに並列光受信機又は並列光トランシーバとすることができる。並列光受信機の場合は、当業者には明らかなように、レーザダイオード５はフォトダイオード（図示せず）と交換され、レーザダイオード駆動ＩＣ３及び４は受信機用ＩＣ（図示せず）と取り替えられる。ＯＳＡ６０は、並列光受信機に対して同様に構成されることができる。並列光トランシーバの場合は、アクティブな光学装置の半分はレーザダイオードであり、アクティブな光学装置の他の半分はフォトダイオードである。ＯＳＡ６０は、並列光受信機に対して同様に構成されることができる。このため、「並列光通信装置」という用語は、その用語が本願で使用される場合は、並列光送信機、並列光受信機、又は並列光トランシーバを指すものと意図される。
【００４３】
本発明の原理及び概念を説明するために、本発明を例証となる実施形態に関連して説明したことに注意されたい。本発明は、これらの実施形態に限定されることはない。例えば、特定の均衡のとれたドライバ構成を用いることに関連して本発明を説明してきたが、本発明はこれらの特定の構成に限定されない。また、スロット４０及び９０並びに各溶接可能な挿入部５０及び１００に対する特定の構成に関連して本発明を説明してきたが、本発明はこの特定の構成に限定されることはない。本願で提供された説明に鑑みて当業者には明らかなように、本発明は溶接継ぎ手を作るために特定の溶接技術を使用することにも限定されない。本願でなされた説明に鑑みて当業者には明らかなように、本発明の目標を達成する並列光通信装置が提供されると共に、本願で説明された実施形態に対して多くの変更を行うことができる。また全てのそのような変更は本発明の範囲に入るものとする。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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