(57)【要約】  本発明は、冷却に必要な体積を小型化することができる光インターコネクション装置を提供することを目的とする。本発明に係る光インターコネクション装置は、電気配線基板１０に電気的に接続したＬＳＩ１１の周囲に複数の光モジュール１２が配置され、ＬＳＩ１１及び光モジュール１２にそれぞれ液冷機構１３，１４を設けたものである。また、複数の光モジュール１２は、電気配線基板１０におけるＬＳＩ１１が搭載されている面と同一面のみに配置してもよいし、ＬＳＩ１１が搭載されている面と反対側の面のみに配置してもよいし、ＬＳＩ１１が搭載されている面と同一面及び反対側の面の双方の面に配置してもよい。
2009104558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気配線基板に電気的に接続したＬＳＩの周囲に複数の光モジュールが配置され、前記ＬＳＩ及び前記光モジュールにそれぞれ液冷機構を設けたことを特徴とする光インターコネクション装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光インターコネクション装置おいて、
前記電気配線基板における前記ＬＳＩが搭載されている面と同一面のみに前記複数の光モジュールを配置したことを特徴とする光インターコネクション装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光インターコネクション装置おいて、
前記電気配線基板における前記ＬＳＩが搭載されている面と反対側の面のみに前記複数の光モジュールを配置したことを特徴とする光インターコネクション装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光インターコネクション装置おいて、
前記電気配線基板における前記ＬＳＩが搭載されている面と同一面及び反対側の面の双方の面に前記複数の光モジュールを配置したことを特徴とする光インターコネクション装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光インターコネクション装置おいて、
前記複数の光モジュールの光入出力方向を前記電気配線基板に対して垂直方向としたことを特徴とする光インターコネクション装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光インターコネクション装置おいて、
前記複数の光モジュールの光入出力方向を前記電気配線基板に対して平行方向としたことを特徴とする光インターコネクション装置。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光インターコネクション装置おいて、
前記電気配線基板に前記複数の光モジュールを分散配置したことを特徴とする光インターコネクション装置。
【請求項８】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光インターコネクション装置おいて、
前記ＬＳＩの液冷機構は、内部にマイクロフィンを備えたヒートシンクであることを特徴とする光インターコネクション装置。
【請求項９】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光インターコネクション装置おいて、
前記複数の光モジュールは、その高さに基づいて液冷機構との間に高さ調整部材を介在させたことを特徴とする光インターコネクション装置。
【請求項１０】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光インターコネクション装置おいて、
前記複数の光モジュールは、光送信用の光モジュールと、光受信用の光モジュールに分離して配置したことを特徴とする光インターコネクション装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光インターコネクション装置おいて、
前記光送信用の光モジュールに接続されている光ファイバーと、前記光受信用の光モジュールに接続されている光ファイバーとが束ねられていることを特徴とする光インターコネクション装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光インターコネクション装置おいて、
装置内に空冷が必要な部品がある場合、前記光ファイバーへの冷却風を阻止する仕切り板を設けたことを特徴とする光インターコネクション装置。
【請求項１３】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光インターコネクション装置おいて、
前記ＬＳＩ用の液冷機構と、前記複数の光モジュールの液冷機構とを伝熱板を介して一体化したことを特徴とする光インターコネクション装置。
【請求項１４】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光インターコネクション装置おいて、
前記複数の光モジュールにその液冷機構及び光ファイバーを接続したことを特徴とする光インターコネクション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク、コンピュータのエレクトロニクスの分野に係り、特に光信号と電気信号との間の変換を行うための光インターコネクション装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＳＩの高速化は、益々進展しているものの、それらＬＳＩ間等を接続している電気配線には、伝送能力の限界があると考えられている。その限界を打破する技術としては、光インターコネクション技術が期待されている。この光インターコネクション技術とは、従来の電気配線の代わりに光配線を用いる技術である。具体的には、ＬＳＩから出力された電気信号を光信号に変換し、光導波路や光ファイバー等の光配線を用いて目的の距離を伝送し、上記光信号を電気信号に変換し、送り先のＬＳＩの入力ピンに到達する構成が研究開発されている。【０００３】
高性能のＬＳＩには、１００本以上という多数本の入出力電気端子が取り付けられており、光インターコネクション技術を適用する場合、その端子数に相当する電気信号を全て光信号に置き換える必要がある。また、１０Ｇｂｐｓ程度の高速信号は、電気配線伝送において損失が大きいため、できるだけ損失しない状況で光信号に変換することが望ましい。つまり、電気配線距離は、短くするべきである。以上の多数本の入出力電気端子に相当する電気信号を、電気配線での損失が小さいうちに光信号に変換するためには、光電気変換を行う光モジュールをＬＳＩの近傍に設置することが重要である。【０００４】
発熱の観点からみると、上記の高性能ＬＳＩ、光モジュールは、いずれも動作速度が速くになるにつれて発熱量が増加する。その発熱量の増大に伴い、冷却するための冷却フィン等のサイズが大きくなってくる。ＬＳＩや光モジュールのサイズと比較して冷却構造部が同等程度のサイズであることが望ましい。【０００５】
ところで、特許文献１に開示された発明では、ソケットを用いたインターフェイスモジュール付きＬＳＩパッケージについて記載されている。例えば、特許文献１において図１０に光インターフェイスモジュールを備えたＬＳＩパッケージの断面図が示されている。なお、特許文献１の図１０を本明細書中では、図１２として説明する。【０００６】
この図１２において信号処理ＬＳＩ１と光インターフェイスモジュール２は、ヒートシンク３に接触している。特許文献１の図１０に関する説明では、単にヒートシンクと記載されているだけであるが、その明細書の段落番号〔０００６〕には、ヒートシンクに関する詳細が次のように記載されている。【０００７】
すなわち、段落番号〔０００６〕には、「また、一般に信号の周波数が高くなってくると、１端子当たりの消費電力は大きくなる傾向にある。例えば、パーソナルコンピュータなどに用いられるＣＰＵでは近年７０〜８０Ｗに達するＬＳＩもある。そこで、信号処理ＬＳＩ上には、ヒートスプレッダと巨大なヒートシンクを設け放熱面積を稼いで、ファンなどで強制空冷を行う構造がとられる。一方、前述したとおり、信号処理ＬＳＩとインターフェイスモジュール間の配線長は、極力短くする必要があるため、信号処理ＬＳＩ用のヒートシンクを設置した場合、インターフェイスモジュール用の別のヒートシンクを設ける場所的余裕がなくなる。」と記載されている。このような記載から上記ヒートシンクは、空冷を考えていると想定される。
【特許文献１】特開２００６−５９８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、高速で、信号数が非常に多い製品では、非常に高い冷却性能が要求される。空冷のヒートシンクを用いた場合では、特許文献１の図１０に示すようにＬＳＩパッケージとインターフェースとを合せた程度の大きさには収まらず、非常に大きくなり（例えば２倍以上）、小型、高性能が要求されている電子製品として不適切である。【０００９】
また、特許文献１の図１０に示す大きさにヒートシンクが収まる場合でも、光信号の入出力を図における上下方向で行いたい場合は、ヒートシンクと干渉するという問題が発生する。【００１０】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、冷却に必要な体積を小型化することができる光インターコネクション装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、電気配線基板に電気的に接続したＬＳＩの周囲に複数の光モジュールが配置され、前記ＬＳＩ及び前記光モジュールにそれぞれ液冷機構を設けたことを特徴とする。【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光インターコネクション装置おいて、前記電気配線基板における前記ＬＳＩが搭載されている面と同一面のみに前記複数の光モジュールを配置したことを特徴とする。【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の光インターコネクション装置おいて、前記電気配線基板における前記ＬＳＩが搭載されている面と反対側の面のみに前記複数の光モジュールを配置したことを特徴とする。【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の光インターコネクション装置おいて、前記電気配線基板における前記ＬＳＩが搭載されている面と同一面及び反対側の面の双方の面に前記複数の光モジュールを配置したことを特徴とする。【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光インターコネクション装置おいて、前記複数の光モジュールの光入出力方向を前記電気配線基板に対して垂直方向としたことを特徴とする。【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光インターコネクション装置おいて、前記複数の光モジュールの光入出力方向を前記電気配線基板に対して平行方向としたことを特徴とする。【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光インターコネクション装置おいて、前記電気配線基板に前記複数の光モジュールを分散配置したことを特徴とする。【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光インターコネクション装置おいて、前記ＬＳＩの液冷機構は、内部にマイクロフィンを備えたヒートシンクであることを特徴とする。【００１９】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光インターコネクション装置おいて、前記複数の光モジュールは、その高さに基づいて液冷機構との間に高さ調整部材を介在させたことを特徴とする。【００２０】
請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光インターコネクション装置おいて、前記複数の光モジュールは、光送信用の光モジュールと、光受信用の光モジュールに分離して配置したことを特徴とする。【００２１】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の光インターコネクション装置おいて、前記光送信用の光モジュールに接続されている光ファイバーと、前記光受信用の光モジュールに接続されている光ファイバーとが束ねられていることを特徴とする。【００２２】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の光インターコネクション装置おいて、装置内に空冷が必要な部品がある場合、前記光ファイバーへの冷却風を阻止する仕切り板を設けたことを特徴とする。【００２３】
請求項１３に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光インターコネクション装置おいて、前記ＬＳＩ用の液冷機構と、前記複数の光モジュールの液冷機構とを伝熱板を介して一体化したことを特徴とする。【００２４】
請求項１４に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光インターコネクション装置おいて、前記複数の光モジュールにその液冷機構及び光ファイバーを接続したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る光インターコネクション装置によれば、冷却手段として液冷機構を用いることにより、冷却に必要な体積を小型化することができる。それに伴い製品サイズも小型化できるという利点がある。また、液冷機構を設けたことにより、光モジュールにおける冷却構造の占める面積も小さくなるため、光入出力は、パッケージに水平な方向、垂直な方向のどちらでも選択することができる。つまり、冷却構造と光入出力を行う光ファイバーが干渉することのない光インターコネクション装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る光インターコネクション装置の第１実施形態を示す平面図である。
【図２Ａ】図１のIIＡ−IIＡ線による断面図である。
【図２Ｂ】光インターコネクション装置の第１実施形態の第１変形例を示す断面図である。
【図２Ｃ】光インターコネクション装置の第１実施形態の第２変形例を示す断面図である。
【図３】本発明に係る光インターコネクション装置の第２実施形態を示す底面図である。
【図４】図３のIV−IV線による断面図である。
【図５】本発明に係る光インターコネクション装置の第３実施形態を示す断面図である。
【図６】図５の液冷ヒートシンクを示す拡大断面図である。
【図７】本発明に係る光インターコネクション装置の第４実施形態を示す断面図である。
【図８】本発明に係る光インターコネクション装置の第５実施形態を示す平面図である。
【図９】本発明に係る光インターコネクション装置の第６実施形態を示す平面図である。
【図１０】本発明に係る光インターコネクション装置の第８実施形態を示す断面図である。
【図１１】本発明に係る光インターコネクション装置の第９実施形態を示す断面図である。
【図１２】従来のインターフェースモジュール付きＬＳＩパッケージを示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  電気配線基板
１１  ＬＳＩ
１２  光モジュール
１２ａ  送信用光モジュール
１２ｂ  受信用光モジュール
１３  液冷ヒートシンク
１３ａ  マイクロフィン
１４  液冷パイプ
１５  冷却液入出力口
１６  光入出力部
１７  固定部
１８  固定ねじ
１９  押え板
２０  高さ調整部材
２１  光伝送路
２２  伝熱板
２３  光ファイバー
２４  筐体
２５  光コネクタ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。【００２９】
（第１実施形態）
図１は本発明に係る光インターコネクション装置の第１実施形態を示す平面図、図２Ａは図１のIIＡ−IIＡ線による断面図、図２Ｂは光インターコネクション装置の第１実施形態の第１変形例を示す断面図、図２Ｃは光インターコネクション装置の第１実施形態の第２変形例を示す断面図である。なお、第１実施形態及びその変形例は、光モジュールが電気配線基板の片側（同一面）のみに配置されている場合を示している。【００３０】
図１に示すように、電気配線基板１０上には、ＬＳＩ１１及び複数の光モジュール１２が搭載され、ＬＳＩ１１の周囲に複数の光モジュール１２が配列されている。なお、電気配線基板１０には、プリント基板、セラミックス基板が適している。図１に示す実施形態では、１つのＬＳＩ１１の４辺周囲に計１６個の光モジュール１２が搭載されている。この光モジュール１２の個数は、単なる一例であって、目的に応じてその個数、チャンネル数を変更することができる。ＬＳＩ１１及び光モジュール１２は、電気配線基板１０に対して半田又はソケットにより電気的に接続されている。この電気的な接続構造については図１では省略している。【００３１】
また、本実施形態では、図２Ａに示すようにＬＳＩ１１上にＬＳＩ１１自体とほぼ同等の面積の液冷機構としての液冷ヒートシンク１３が搭載されるとともに、光モジュール１２上には、その上面の面積における半分程度の大きさの液冷機構としての液冷パイプ１４が搭載されている。液冷ヒートシンク１３には、冷却液の入出力（給排出）を行うための冷却液入出力口１５が設けられるとともに、液冷パイプ１４には、液冷を行うために図示しない冷却液の入力口及び出力口が設けられている。ここで、複数の光モジュール１２は、角形（本実施形態では、正方形）状に分散して並設されているため、各辺において液冷パイプ１４は、シンプルな直線形状に配置することができる。このような光モジュール１２の配置形態とは異なり、光モジュール１２が千鳥配置等の複雑な形状を採る場合は、それに対応して液冷パイプ１４を複雑な形状にする必要が生じる。なお、図示しないが、ＬＳＩ１１上の液冷ヒートシンク１３の冷却液入出力口１５、光モジュール１２上の液冷パイプ１４は、それぞれポンプ、ラジエータと接続されており、これらを冷却液が循環して冷却するように構成されている。【００３２】
光モジュール１２は、図２Ａにおいて電気配線基板１０に対して上下（垂直）方向に光入出力可能に構成されている。この光入出力部１６は、光コネクタ構造として抜き差し可能な構成とすることもできる他、ピグテイルといわれる光ファイバーが取り付けられており抜き差し不能な構成を採ることもできる。図２Ａでは、電気配線基板１０の表裏両面において光モジュール１２が実装されている面がＬＳＩ１１と同一面になっている。【００３３】
その他の構造としては、図２Ｂに示す第１変形例のように電気配線基板１０において光モジュール１２がＬＳＩ１１と反対面に実装されている構造を採ることもできる。この図２Ｂに示す第１変形例の場合は、光モジュール１２がＬＳＩ１１と反対面に実装されることに伴い、液冷パイプ１４も光モジュール１２側に配置されている。また、図２Ｃに示す第２変形例のように光モジュール１２の側面に光入出力部１６が設けられている構造も採ることも可能である。この場合、光信号の光入出力部１６が電気配線基板１０に対して平行方向に配置される。なお、図２Ｂ及び図２Ｃにおいては、図２Ａと同一の部分には同一符号を用いている。【００３４】
次に、本実施形態及び各変形例の作用について説明する。【００３５】
最初に本実施形態及び各変形例の信号の流れについて説明する。【００３６】
ＬＳＩ１１は、電源、演算する部分に対して電気入出力を行う機能を備えており、この電気入出力端子は、電気配線基板１０内の電気配線と接続されている。その電気配線は、光モジュール１２の光入出力部１６と接続されている。具体的には、ＬＳＩ１１の電気入出力端子は、電気配線基板１０内の配線を介して送信用の光モジュール１２における光入出力部１６の入力端子へと接続される。ＬＳＩ１１の電気入出力端子から出力された電気信号は前記経路を通り、光モジュール１２内で光信号へと変換され、光入出力部１６より光ファイバー等を介して目的の受信用の光モジュール１２へ向かって伝送される。逆に、受信用の光モジュール１２には、光信号が伝送されてきて、光モジュール１２内で光信号が電気信号へと変換される。光モジュール１２の光入出力部１６は、電気配線基板１０内の配線を介してＬＳＩ１１の電気入出力端子へと接続しており、前記受信用の光モジュール１２からの出力電気信号がＬＳＩ１１へと伝送される。なお、図１〜図２Ｃにおいては、光モジュール１２に接続されている入出力光ファイバーを省略している。【００３７】
次に、本実施形態及び各変形例の冷却機構について説明する。【００３８】
ＬＳＩ１１を冷却するための液冷ヒートシンク１３と、光モジュール１２を冷却するための液冷パイプ１４は、いずれも冷却液を循環させるポンプと、冷却液の温度を低下させるラジエータに接続されている。これらポンプ及びラジエータについては、図１〜図２Ｃでは省略している。上記ラジエータは、図示しない空冷ファンからの風を当てることにより、ラジエータの温度を低下させラジエータ内を通過する冷却液の温度を低下させるように構成されている。ＬＳＩ１１を冷却する液冷ヒートシンク１３と、光モジュール１２を冷却する液冷パイプ１４の両方で一つの循環系を構成すると、冷却機構の省スペース化を図ることができる。設置領域が広くとれる場合には、それぞれの冷却機構が別々に構成されていてもよい。【００３９】
さらに、本実施形態及び各変形例の製造方法について記載する。【００４０】
ＬＳＩ１１、光モジュール１２ともに半田を用いて電気配線基板１０に実装する場合、いずれかを先に実装するかは問題がない。例えば、フリップチップマウンターを用いて最初にＬＳＩ１１を、次いで光モジュール１２を実装する。その後、ＬＳＩ１１用の液冷ヒートシンク１３、光モジュール１２用の液冷パイプ１４をそれぞれＬＳＩ１１上、光モジュール１２上に固定することにより、光インターコネクション可能な装置を製造することができる。【００４１】
また、ＬＳＩ１１、光モジュール１２ともにソケットを用いて電気配線基板１０に電気接続する場合は以下の製造方法となる。【００４２】
最初に電気配線基板１０にＬＳＩ１１用のソケットと、光モジュール１２用のソケットを実装する。その後、ＬＳＩ１１と光モジュール１２をそれぞれのソケットに挿入して固定することにより電気接続が可能となる。最後に、ＬＳＩ１１用の液冷ヒートシンク１３、光モジュール１２用の液冷パイプ１４をそれぞれＬＳＩ１１上、光モジュール１２上に固定することにより、光インターコネクション可能な装置を製造することができる。なお、上記ソケットにＬＳＩ１１や光モジュール１２を固定する方式を用いて冷却のためのヒートシンクを固定することもできる。【００４３】
さらに、ＬＳＩ１１又は光モジュール１２のいずれか一方を半田で実装し、他方をソケットで実装する場合の製造方法は以下の通りとなる。その一例としてＬＳＩ１１を半田で実装し、光モジュール１２をソケットで実装する場合について説明する。【００４４】
ソケットは、一般に高温耐性が低いため、先に半田を用いてＬＳＩ１１を実装した後に、ソケットを電気配線基板１０に固定し、そのソケットに光モジュール１２を挿入して固定する。冷却機構の取付順序については上記の場合と同様である。【００４５】
以上のように、いくつかの製造方法を採用することができる。【００４６】
このように本実施形態及び各変形例によれば、ＬＳＩ１１上に液冷ヒートシンク１３を、光モジュール１２上に液冷パイプ１４をそれぞれ固定したことにより、冷却に必要な体積を小型化することができる。それに伴い製品サイズも小型化できるという利点がある。また、液冷機構を用いることにより、光モジュール１２における冷却構造の占める面積も小さくなるため、光入出力部１６は、パッケージに水平な方向、垂直な方向のどちらでも選択することができる。つまり、冷却構造と光入出力を行う光ファイバーが干渉することのない光インターコネクション装置を実現することができる。【００４７】
（第２実施形態）
図３は本発明に係る光インターコネクション装置の第２実施形態を示す底面図、図４は図３のIV−IV線による断面図である。なお、第２実施形態は、光モジュールが電気配線基板の両側に配置されている場合を示している。また、前記第１実施形態と同一又は対応する部分には同一の符号を付して説明する。以下の実施形態も同様とする。【００４８】
本実施形態では、電気配線基板１０におけるＬＳＩ１１が搭載されている面と同一面及び反対側の面の双方の面に複数の光モジュール１２を配置している。【００４９】
図４に示すように、電気配線基板１０にＬＳＩ１１が搭載されている面（以下、表面と称する。）においては、図１と同様にＬＳＩ１１の周辺に光モジュールが１６個配置されている。また、図３に示すように電気配線基板１０のＬＳＩ１１が搭載されていない面（以下、裏面と称する）には、光モジュールが１６個配置されている。【００５０】
図１におけるＬＳＩ１１と光モジュール１２は、第１実施形態に記載した通り電気配線基板１０内の配線を介してＬＳＩ１１と光モジュール１２が電気的に接続されている。図４における光モジュール１２も同様に、電気配線基板１０内のヴィアを含む電気配線により、表面のＬＳＩ１１と電気的に接続されている。【００５１】
また、図４に示すように、表裏両面に配置されている光モジュール１２は、全てに液冷パイプ１４及び光入出力部１６が取り付けられている。このようにＬＳＩ１１の入出力数が多く、それに対応する光モジュール１２を多数個設ける必要がある場合には、本実施形態のように電気配線基板１０両面に光モジュール１２を配置した構造が適している。【００５２】
なお、表面の光モジュール１２、裏面の光モジュール１２ともに、ＬＳＩ１１の入出力信号を光インターコネクションするためのものであり、前記第１実施形態の機能と同様になる。また、本実施形態の製造方法も前記第１実施形態と同様であるので、その説明を省略する。【００５３】
（第３実施形態）
図５は本発明に係る光インターコネクション装置の第３実施形態を示す断面図、図６は図５の液冷ヒートシンクを示す拡大断面図である。なお、第３実施形態は、ＬＳＩ１１用の液冷ヒートシンク１３の内部にマイクロフィンを備えている。【００５４】
図５及び図６に示すように、本実施形態では、ＬＳＩ１１用の液冷ヒートシンク１３内にマイクロフィン１３ａを備えている。すなわち、液冷ヒートシンク１３内部の冷却液が流れる部分には、微小な突起であるマイクロフィン１３ａを、一定間隔をおいて多数並設している。【００５５】
したがって、本実施形態では、このマイクロフィン１３ａを設けたことにより、冷却液と液冷ヒートシンク１３の接触面積を増加させ、さらにマイクロフィン１３ａ間に流れる冷却液の流速を速くすることができるので、冷却性能が向上し、その結果液冷ヒートシンク１３のサイズを小型化することができる。これにより、ＬＳＩ１１の液冷ヒートシンク１３を小型化することにより、ＬＳＩ１１のより近くに光モジュール１２を実装することが可能となるという効果が得られる。【００５６】
（第４実施形態）
図７は本発明に係る光インターコネクション装置の第４実施形態を示す断面図である。なお、第４実施形態は、液冷パイプと光モジュールとの間に高さ調整部材を設けたものである。【００５７】
図７に示すように、光モジュール１２は、電気配線基板１０上に複数個実装されている。ここで、実際には、それぞれの光モジュール１２の上面の高さは、完全には一致しておらず、高さにばらつきが生じている。図７は高さのばらつきについて分かりやすいように誇張して示しており、図７の右側にある光モジュールは実装後の高さが低めであり、左側にある光モジュールは実装後の高さが高めになっている。【００５８】
図７に示すように、電気配線基板１０の両端部は、固定部１７により固定され、この固定部１７の上面に固定ねじ１８によって平らな板である押え板１９が固定されている。この押え板１９は、液冷パイプ１４を光モジュール１２と熱接触させるために高さ調整部材２０を押えている。【００５９】
ところで、押え板１９を用いて直接光モジュール１２との熱接触させる場合、押え板１９が平坦であるのに対し、実装後の光モジュール１２の高さにばらつきがあるので、一部の光モジュール１２とは良好に熱接触することができるものの、一部の光モジュール１２とは熱接触が良好ではない状況が生じる。これでは、光モジュール１２の全てを冷却するという目的が達せられない。【００６０】
そこで、本実施形態では、上記のように押え板１９と光モジュール１２との間に高さ調整部材２０としてコンパウンド等の変形可能で熱伝導性が高い部材を介在させることにより、液冷パイプ１４と全ての光モジュール１２とが均一に熱接触することができ、光モジュール１２を良好に冷却することができる。【００６１】
（第５実施形態）
図８は本発明に係る光インターコネクション装置の第５実施形態を示す平面図である。なお、第５実施形態は、光送信用の光モジュールと光受信用の光モジュールとを分離して配置したものである。【００６２】
図８に示すように、電気配線基板１０には、ＬＳＩ１１及び光モジュール１２が実装されている。この光モジュール１２のうち斜線が引かれているものは送信用光モジュール１２ａであり、斜線が引かれていない白色で示されたものが受信用光モジュール１２ｂである。【００６３】
通常、ＬＳＩ１１の出力信号の電圧レベルは高く、この出力信号は送信用光モジュール１２ａへと電気接続されている。逆に、ＬＳＩ１１に入力する信号の電圧レベルは減衰しており低電圧になっている。そのため、出力信号の近傍に入力信号を配置しておくと、電圧レベルの低い入力信号は、電圧レベルの高い出力信号から影響を受け易く、その結果ノイズが発生することになる。【００６４】
また、光モジュール１２においても光出力信号の光強度は強く、光入力信号の光強度は弱い。この場合も電気信号の場合と同様に、光強度の強い光出力信号の近傍に、光強度の弱い光入力信号を配置しておくと、光入力信号は光出力信号の影響を受け易く、ノイズが発生する。【００６５】
以上の問題点を解決するために図８に示す構成が考えられる。つまり、本実施形態では、電気信号の出力及び光信号の出力を所定の領域に集中的に配置し、それとは別の領域に電気信号の入力と光信号の入力を配置する構成としている。したがって、図８に示すように構成することにより、出力信号が入力信号に与える影響を小さくすることができる。【００６６】
（第６実施形態）
図９は本発明に係る光インターコネクション装置の第６実施形態を示す平面図である。なお、第６実施形態は、送信用光モジュール１２ａと受信用光モジュール１２ｂの光ファイバーを束ねたものである。【００６７】
図９に示す第６実施形態では、図８に示す第５実施形態の構成に加えて、１つの送信用光モジュール１２ａからの光出力と、１つの受信光モジュール１２ｂからの光入力を伝送する光ファイバーを束ねている。なお、図９において、符号２１は光伝送路である。【００６８】
図９において、各送信用光モジュール１２ａ、受信用光モジュール１２ｂに設けた番号１〜８は、ＬＳＩ１１における出力、入力のポートに対応している。例えば、ＬＳＩ１１の出力ポート「１」から出力された電気信号は、送信用光モジュール１２ａの「１」において光信号に変換され、その後光伝送される。また、受信用光モジュール１２ｂの「１」に入力されてきた光信号は、電気信号に変換されＬＳＩ１１の入力ポート「２」に入力される。【００６９】
このようにして本実施形態によれば、送信用光モジュール１２ａと受信用光モジュール１２ｂの光ファイバーを束ねておくことにより、システム側から装置を組みやすくなるという利点がある。【００７０】
（第７実施形態）
第７実施形態は、液冷の場合、光ファイバーに風が当たらないようにして信号品質を安定化させるものである。【００７１】
図９に示すように、第７実施形態は、光モジュール１２からの光入出力を伝送するため、光ファイバーを用いている。この構造では、液冷を用いているため、冷却経路を液体が通過することにより冷却が行われ、空冷のようにファンから風を送り出す必要がない。液冷の場合、光ファイバーには風が当たらないため、光ファイバーは揺れることなく固定することができる。揺れることなく固定されている光ファイバー内では、品質の安定した光信号を伝送することができる。【００７２】
他方、空冷を用いて光モジュールやＬＳＩを冷却する場合は、風が光ファイバーに当たることにより、光ファイバーが揺れる。このように光ファイバーが揺れることにより、光ファイバー内の光信号が安定しない。例えば、マルチモード光伝送の場合であれば、伝送する光信号のモードの次数が変化し、その結果光信号のジッターを制御することができないという問題が生じる。【００７３】
なお、ＬＳＩ１１や光モジュール１２は液冷を用いるが、それ以外の部品を空冷する必要がある場合は、風除けのための仕切り板等を用いて、上記空冷用の風を光ファイバーに当てないような構造を採用することができる。【００７４】
（第８実施形態）
図１０は本発明に係る光インターコネクション装置の第８実施形態を示す断面図である。なお、第８実施形態は、ＬＳＩ１１と光モジュール１２のヒートシンクを一体化したものである。【００７５】
図１０に示すように、本実施形態は、ＬＳＩ１１用の液冷ヒートシンク１３と、光モジュール１２用の液冷パイプ１４が熱伝導率の良好な銅板等の伝熱板２２により接続されている。このように、ＬＳＩ１１用の液冷ヒートシンク１３と、光モジュール１２用の液冷パイプ１４を接続する伝熱板２２が一体化部品になっていることにより、ＬＳＩ１１や光モジュール１２に対するヒートシンクを取り付けたり、取り外したりするのが容易になる。【００７６】
なお、図１０では、ＬＳＩ１１の厚さと光モジュール１２の厚さが同一である場合、それらに対して熱接触することができるように均一の高さを有するヒートシンクについて記載した。それとは異なり、ＬＳＩ１１と光モジュール１２の高さが異なる場合には、それぞれのヒートシンク高さに段差を持たせることにより、両者の冷却が可能になる。【００７７】
（第９実施形態）
図１１は本発明に係る光インターコネクション装置の第９実施形態を示す断面図である。なお、第９実施形態は、光ファイバーと冷却の両方を考慮したものである。【００７８】
図１１に示すように、本実施形態は、光モジュール１２に光ファイバー２３の一端が接続され、その光ファイバー２３の他端が筐体２４に固定されている。このように筐体２４に固定されている光コネクタ２５は、外部と光接続することが可能である。【００７９】
ところで、光インターコネクション装置では、複数の光モジュール１２を冷却することと、複数の光モジュール１２に光ファイバー２３を接続することの両者が必要となる。図１１に示す実施形態では、液冷技術を用いているため、冷却部の構造を小型化でき、その結果、光ファイバー２３を光モジュール１２に接続するスペースをとることができる。【００８０】
なお、従来例では、ヒートシンクが大きな場合に光ファイバーを横方向に取り出す例があるものの、縦方向に取り出したい場合、ヒートシンクが邪魔になる場合もあると考えられる。【００８１】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。【００８２】
この出願は、２００８年２月１９日に出願された日本出願特願２００８−０３６９５２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、光信号と電気信号との間の変換を行う装置に関し、ネットワーク、コンピュータ等のエレクトロニクスの分野における様々な装置、システム、方法に適用することができる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年8月9日(2010.8.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気配線基板に電気的に接続したＬＳＩの周囲に複数の光モジュールが配置され、前記ＬＳＩ及び前記光モジュールにそれぞれ液冷機構を設けたことを特徴とする光インターコネクション装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光インターコネクション装置おいて、
前記電気配線基板における前記ＬＳＩが搭載されている面と反対側の面のみに前記複数の光モジュールを配置したことを特徴とする光インターコネクション装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光インターコネクション装置おいて、
前記電気配線基板における前記ＬＳＩが搭載されている面と同一面及び反対側の面の双方の面に前記複数の光モジュールを配置したことを特徴とする光インターコネクション装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光インターコネクション装置おいて、
前記複数の光モジュールの光入出力方向を前記電気配線基板に対して垂直方向としたことを特徴とする光インターコネクション装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光インターコネクション装置おいて、
前記複数の光モジュールの光入出力方向を前記電気配線基板に対して平行方向としたことを特徴とする光インターコネクション装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光インターコネクション装置おいて、
前記電気配線基板に前記複数の光モジュールを分散配置したことを特徴とする光インターコネクション装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光インターコネクション装置おいて、
前記ＬＳＩの液冷機構は、内部にマイクロフィンを備えたヒートシンクであることを特徴とする光インターコネクション装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光インターコネクション装置おいて、
前記複数の光モジュールは、その高さに基づいて液冷機構との間に高さ調整部材を介在させたことを特徴とする光インターコネクション装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光インターコネクション装置おいて、
前記複数の光モジュールは、光送信用の光モジュールと、光受信用の光モジュールに分離して配置され、
前記光送信用の光モジュールに接続されている光ファイバーと、前記光受信用の光モジュールに接続されている光ファイバーとが束ねられていることを特徴とする光インターコネクション装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の光インターコネクション装置おいて、
装置内に空冷が必要な部品がある場合、前記光ファイバーへの冷却風を阻止する仕切り板を設けたことを特徴とする光インターコネクション装置。
【国際調査報告】
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