(57)【要約】【課題】電子部品から発せられた熱を効率よく排出する。【解決手段】光トランシーバ１は、ＩＣ２６が取り付けられた主回路基板６と、主回路基板６を収容する収容部Ｓを画成する外殻部２２、及び外殻部２２から収容部Ｓに向けて延びる隔離壁２１を有する筐体８と、を備える。隔離壁２１は、ＩＣ２６が熱的に接続される熱回収部３１を含む。外殻部２２は、ＩＣ２６から回収された熱を放熱する放熱部３３と、熱回収部３１において回収された熱を受けて放熱部３３に伝える熱伝導部３２と、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号と光信号との間の信号変換を行う光装置を有する光トランシーバであって、
前記電気信号を処理する半導体素子が取り付けられた回路基板と、
前記回路基板を収容する直方体状の収容空間を画成する外殻部、及び前記外殻部から前記収容空間に向けて延びる隔壁部を有する筐体と、を備え、
前記隔壁部は、前記半導体素子と熱的に接続される熱回収部を含み、
前記外殻部は、前記半導体素子から伝導された熱を放熱する放熱部と、前記半導体素子から前記熱回収部に伝導された熱を前記放熱部に伝導する熱伝導部と、を含む、光トランシーバ。
【請求項２】
前記隔壁部は、前記収容空間を、第１収容空間、及び、前記第１収容空間と前記放熱部との間に位置する第２収容空間に分割し、
前記第１収容空間には、前記回路基板である第１回路基板が配置され、
前記第２収容空間には、前記回路基板とは別の第２回路基板が配置され、
前記第２回路基板は、前記放熱部に対して熱的に接続される、請求項１に記載の光トランシーバ。
【請求項３】
前記外殻部は、前記収容空間の上部を覆う表面部と、前記収容空間の下部を覆う裏面部と、前記収容空間の側部を覆う一対の側面部と、を有し、
前記表面部は、前記放熱部を含み、
前記熱回収部は、前記一対の側面部の一方から前記一対の側面部の他方へ延びるように形成され、
前記第１収容空間は、前記裏面部と前記熱回収部とに挟まれ、
前記第２収容空間は、前記表面部と前記熱回収部とに挟まれる、請求項２に記載の光トランシーバ。
【請求項４】
前記筐体の熱伝導率は、前記回路基板の熱伝導率よりも大きい、請求項２又は３に記載の光トランシーバ。
【請求項５】
前記第１回路基板に取り付けられた前記半導体素子に接すると共に、前記熱回収部に接する第１伝熱部材をさらに備え、
前記第１回路基板に取り付けられた前記半導体素子は前記第１伝熱部材を介して前記熱回収部に熱的に接続される、請求項２〜４の何れか一項に記載の光トランシーバ。
【請求項６】
前記第２回路基板に接するとともに、前記放熱部に接する第２伝熱部材をさらに備え、
前記第２回路基板は、前記第２伝熱部材を介して前記放熱部に接続される、請求項２〜５の何れか一項に記載の光トランシーバ。
【請求項７】
前記第１回路基板には、前記半導体素子を含む第１半導体素子群が取り付けられ、
前記第２回路基板には、前記半導体素子とは別の半導体素子を含む第２半導体素子群が取り付けられ、
前記第１半導体素子群の発熱量は、前記第２半導体素子群の発熱量よりも大きい、請求項２〜６の何れか一項に記載の光トランシーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光トランシーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、光トランシーバを開示する。この光トランシーバは、金属製のケース本体と、光モジュールと、基板と、を有する。基板の数は、光モジュールの数に対応する。また、特許文献２は、光送受信器を開示する。この光送受信器は、ケース内部に２枚のプリント基板を収容する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−４２７１９号公報
【特許文献２】特開２０１６−６９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光通信の通信容量が増大するに伴い、光通信に用いられる信号の速度が高速化される。その結果、光トランシーバに搭載される部品も信号の速度に応じた高速性能を有する必要がある。一方、このような高速性能を有する電子部品は、相対的に高速性能が低いものと比べてその消費電力が増大する傾向にある。電子部品の消費電力が増大すると、電子部品の発熱量も増大する。この発熱によって電子部品の温度が上昇すると、電子部品の温度が使用温度の上限値を超える状況が生じ得る。
【０００５】
本発明は、電子部品から発せられた熱を効率よく排出することが可能な光トランシーバ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】
【０００６】
本発明の一形態は、電気信号と光信号との間の信号変換を行う光装置を有する光トランシーバであって、電気信号を処理する半導体素子が取り付けられた回路基板と、回路基板を収容する直方体状の収容空間を画成する外殻部、及び外殻部から収容空間に向けて延びる隔壁部を有する筐体と、を備え、隔壁部は、半導体素子と熱的に接続される熱回収部を含み、外殻部は、半導体素子から伝導された熱を放熱する放熱部と、半導体素子から熱回収部に伝導された熱を放熱部に伝導する熱伝導部と、を含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電子部品から発せられた熱を効率よく排出することが可能な光トランシーバが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係る光トランシーバが適用されるシステムの一部分を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示された光トランシーバを分解して示す斜視図である。
【図３】図３は、光トランシーバの断面を示す斜視図である。
【図４】図４は、主回路基板と副回路基板との接続構造を示す斜視図である。
【図５】図５は、比較例に係る光トランシーバの構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［本発明の実施形態の説明］
本発明の一形態は、電気信号と光信号との間の信号変換を行う光装置を有する光トランシーバであって、電気信号を処理する半導体素子が取り付けられた回路基板と、回路基板を収容する直方体状の収容空間を画成する外殻部、及び外殻部から収容空間に向けて延びる隔壁部を有する筐体と、を備え、隔壁部は、半導体素子と熱的に接続される熱回収部を含み、外殻部は、半導体素子から伝導された熱を放熱する放熱部と、半導体素子から熱回収部に伝導された熱を放熱部に伝導する熱伝導部と、を含む。
【００１０】
回路基板に取り付けられた半導体素子が発熱すると、その熱は、半導体素子が熱的に接続された熱回収部に移動する。熱回収部を含む隔壁部は外殻部から延びているので、熱回収部に移動した熱は、さらに外殻部の一部である熱伝導部に向けて移動する。熱伝導部に移動した熱は、さらに外殻部の一部である放熱部に移動する。そして、放熱部に移動した熱は、筐体の外部に排出される。このように、半導体素子において発生した熱は、筐体の一部である熱回収部に直ちに移動した後に、筐体の一部である熱伝導部を介して放熱部に移動する。従って、熱移動を妨げる熱抵抗が低減されるので、半導体素子で発生した熱を効率よく排出することができる。
【００１１】
一形態において、隔壁部は、収容空間を、第１収容空間、及び、第１収容空間と放熱部との間に位置する第２収容空間に分割し、第１収容空間には、回路基板である第１回路基板が配置され、第２収容空間には、回路基板とは別の第２回路基板が配置され、第２回路基板は、放熱部に対して熱的に接続されてもよい。この構成によれば、筐体は、２枚の基板を収容することが可能である。従って、筐体内に収容可能な構成部品を増加することが可能となるので、高密度化することができる。
【００１２】
一形態において、外殻部は、収容空間の上部を覆う表面部と、収容空間の下部を覆う裏面部と、収容空間の側部を覆う一対の側面部と、を有し、表面部は、放熱部を含み、熱回収部は、一対の側面部の一方から一対の側面部の他方へ延びるように形成され、第１収容空間は、裏面部と熱回収部とに挟まれ、第２収容空間は、表面部と熱回収部とに挟まれてもよい。この構成によれば、第１回路基板上に第２回路基板を配置した構成とすることが可能になる。従って、光トランシーバを好適に高密度化することができる。
【００１３】
一形態において筐体の熱伝導率は、回路基板の熱伝導率よりも大きくてもよい。この構成によれば、半導体素子で発生した熱を好適に排出することができる。
【００１４】
一形態において、第１回路基板に取り付けられた半導体素子に接すると共に、熱回収部に接する第１伝熱部材をさらに備え、第１回路基板に取り付けられた半導体素子は第１伝熱部材を介して熱回収部に熱的に接続されてもよい。この構成によれば、第１回路基板上において半導体素子の高さに起因する凹凸がある場合でも、第１伝熱部材によって凹凸を吸収することができる。従って、第１回路基板から熱回収部に至る熱流路面積を増大させることが可能となるので、熱抵抗を低減することができる。
【００１５】
一形態において、第２回路基板に接するとともに、放熱部に接する第２伝熱部材をさらに備え、第２回路基板は、第２伝熱部材を介して放熱部に接続されてもよい。この構成によれば、第２回路基板上において半導体素子の高さに起因する凹凸がある場合でも、第２伝熱部材によって凹凸を吸収することができる。従って、第２回路基板から放熱部に至る熱流路面積を増大させることが可能となるので、熱抵抗を低減することができる。
【００１６】
一形態において、第１回路基板には、半導体素子を含む第１半導体素子群が取り付けられ、第２回路基板には、半導体素子とは別の半導体素子を含む第２半導体素子群が取り付けられ、第１半導体素子群の発熱量は、第２半導体素子群の発熱量よりも大きくてもよい。この構成によれば、第１半導体素子群に起因する熱を効率よく排出することができる。
【００１７】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の実施形態に係る光トランシーバについて、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
図１に示される光トランシーバ１は、光通信に用いられる光送受信モジュールである。光トランシーバ１は、その長手方向Ｄ１に沿ってホストシステム１００（伝送システム）に備えられたケージ１０１に挿し込まれる。光トランシーバ１は、長手方向Ｄ１のケージ１０１に挿し込まれる側（ケージ側）の端に電気コネクタ（エッジ・コネクタ）を有する。一方、ケージ１０１の奥には電気コネクタが備えられている。それぞれの電気コネクタが互いに嵌合することで光トランシーバ１とホストシステム１００とが電気的に接続される。それによって、光トランシーバ１は、ホストシステム１００から動作に必要な電力の供給を受け、電気信号による相互の通信が可能となる。なお、光トランシーバ１は、ケージ１０１の奥の電気コネクタが通電された状態で抜き差し（活線挿抜）されても良い。また、光トランシーバ１は、長手方向Ｄ１のケージ側と反対側（光ファイバ側）の端に２個の光レセプタクル２を有する。この光レセプタクル２には、光ファイバ２０１を保持する光コネクタ２００が挿し込まれる。光レセプタクル２と光コネクタ２００とが互いに嵌合することで、光トランシーバ１は、光ファイバ２０１と光学的に接続される。それによって、光トランシーバ１は、例えば他の光トランシーバと光信号による双方向通信（二芯全二重通信）が可能となる。光トランシーバ１は、ホストシステム１００から与えられた電気信号を光信号に変換し、当該光信号を一方の光コネクタ２００に出力する。また、光トランシーバ１は、別の光コネクタ２００から伝送された光信号を電気信号に変換し、ホストシステム１００に出力する。光トランシーバ１のケージ１０１に挿し込まれる部分は、ケージ１０１が長手方向Ｄ１に長い直方体状の形状であるため、同様に長手方向Ｄ１に長い直方体状の形状となっている。光レセプタクル２は、ケージ１０１に挿し込まれないため、直方体状の形状となっていなくてもよい。
【００１９】
光トランシーバ１は、表面部１ａと、裏面部１ｂと、一対の側面部１ｃと、を有する。光トランシーバ１がホストシステム１００に挿し込まれたとき、裏面部１ｂは、ホストシステム１００の表面１００ａと向き合う。表面部１ａ及び一対の側面部１ｃ上には、所定の空間が設けられる。この構成により、表面部１ａ及び一対の側面部１ｃには、ホストシステム１００から冷却風が提供される。つまり、光トランシーバ１は、表面部１ａ及び一対の側面部１ｃに与えられる冷却風によって冷却される。なお、ケージ１０１は、金属部材を介して光トランシーバ１の表面部１ａや一対の側面部１ｃと接触する機構を有していてもよい。そのような機構を介して、光トランシーバ１の内部で発生した熱が熱伝導によってケージ１０１に排出されてもよい。
【００２０】
図２に示されるように、光トランシーバ１は、光送信モジュール３（光装置）と、光受信モジュール４（光装置）と、主回路基板６と、副回路基板７と、筐体８と、を有する。
【００２１】
光送信モジュール３は、電気信号を光信号に変換する、いわゆるＴＯＳＡ（Transmitter OpticalSub-Assembly）である。光受信モジュール４は、光信号を電気信号に変換する、いわゆるＲＯＳＡ（Receiver OpticalSub-Assembly）である。
【００２２】
主回路基板６及び副回路基板７は、それぞれの回路基板上に構成された回路の働きによって光送信モジュール３及び光受信モジュール４のための電気的な信号処理を行う。つまり、主回路基板６及び副回路基板７は、光送信モジュール３及び光受信モジュール４の動作を制御する制御信号の生成や、電気信号の増幅、ノイズ除去、波形調整といった種々の機能を奏し得る。例えば、主回路基板６は、光送信モジュール３を駆動するためのレーザダイオードドライバ（ＬＤＤ）やパルス振幅変調（ＰＡＭ；Pulse-Amplitude Modulation）を行うＩＣ（ＰＡＭ−ＩＣ）を有する。また、主回路基板６は、光受信モジュール４から出力された電気信号を増幅するＩＣやＰＡＭ信号の復調のためのＩＣを有する。例えば、副回路基板７は、上記ＬＤＤやＰＡＭ―ＩＣのための電源を供給する電源ＩＣや、光トランシーバ１の動作を総合的に制御する制御ＩＣなどを有する。
【００２３】
筐体８は、３個の部品により構成される。つまり、筐体８は、下筐体１１と、第１上筐体１２と、第２上筐体１３と、を有する。
【００２４】
下筐体１１は、光トランシーバ１の底部を構成する。下筐体１１は、長手方向Ｄ１に沿って延びる板状の部品である。下筐体１１は表面１１ａと裏面１１ｂとを有する。表面１１ａには、第１上筐体１２及び第２上筐体１３といった光トランシーバ１の構成部品が搭載される。裏面１１ｂは、光トランシーバ１の裏面部１ｂを構成する。下筐体１１の前方（光ファイバ側）には、光送信モジュール３及び光受信モジュール４が配置される。下筐体１１上において、光送信モジュール３及び光受信モジュール４は、長手方向Ｄ１と交差する幅方向Ｄ２に沿って並置される。より詳細には、光送信モジュール３及び光受信モジュール４は、それぞれ光ファイバ２０１と光学的に結合するための光学結合系を備えている。光送信モジュール３及び光受信モジュール４は、それぞれの備える光学結合系の光軸が長手方向Ｄ１と平行になるように配置される。また、光送信モジュール３及び光受信モジュール４は、それぞれ光ファイバ２０１と光学的に結合するため光レセプタクル２の近くに配置される。そして、これらの光送信モジュール３及び光受信モジュール４を覆うように、下筐体１１の前方（光ファイバ側）には、さらに第１上筐体１２が配置される。また、下筐体１１は、長手方向Ｄ１における略中央に設けられた一対の連結孔１４を有する。連結孔１４には、ネジ１６が挿通される。ネジ１６は、第１上筐体１２と第２上筐体１３と下筐体１１とを一体化する。
【００２５】
第１上筐体１２は、光トランシーバ１の前部を構成する。従って、第１上筐体１２は、上述した光レセプタクル２を有する。第１上筐体１２は、光レセプタクル２に挿し込まれた光コネクタ２００（図１参照）と、光送信モジュール３及び光受信モジュール４とを、相互に光学的に結合した状態に保持する。
【００２６】
第１上筐体１２は、第１表面部１２ａと、一対の第１側面部１２ｃと、を有する。第１表面部１２ａは、光トランシーバ１の表面部１ａの一部を構成する。第１側面部１２ｃは、光トランシーバ１の側面部１ｃの一部を構成する。第１上筐体１２は、長手方向Ｄ１の後ろ側（ケージ側）からみると、一つの面が開いたコ字状の断面を呈する。つまり、第１上筐体１２の底面側は、開口する。この開口は、下筐体１１によって閉鎖される。ここで、第１上筐体１２と下筐体１１との間には、導電性弾性体１７（図３参照）が挟み込まれる。さらに、第１上筐体１２は、一対のネジ孔１８を有する。ネジ孔１８のそれぞれは、下筐体１１の連結孔１４に連通する。下筐体１１側から挿し込まれたネジ１６は、ネジ孔１８に形成されたねじ山にねじ込まれる。連結孔１４は、光トランシーバ１の高さ方向Ｄ３に沿って延びる。
【００２７】
第２上筐体１３は、光トランシーバ１の後側を構成する。従って、第２上筐体１３は、上述したホストシステム１００（図１参照）と連結するための構造を有する。具体的には、第２上筐体１３の後ろ側は、開口しており、当該開口からは主回路基板６が露出する。光トランシーバ１をホストシステム１００に挿し込んだとき、当該主回路基板６がホストシステム１００の電気コネクタに電気的に接続される。
【００２８】
第２上筐体１３は、第２表面部１３ａと、一対の第２側面部１３ｃと、を有する。第２表面部１３ａは、第１表面部１２ａと共に光トランシーバ１の表面部１ａを構成する。第２側面部１３ｃは、第１側面部１２ｃと共に光トランシーバ１の側面部１ｃを構成する。第２上筐体１３は、第１上筐体１２と同様に、長手方向Ｄ１の後ろ側（ケージ側）からみると、一つの面が開いたコ字状の断面を呈する。つまり、第２上筐体１３の底面側は、開口する。この開口は、下筐体１１によって閉鎖される。ここで、第２上筐体１３と下筐体１１との間には、導電性弾性体１７が挟み込まれる。また、第２上筐体１３は、一対のネジ孔１９を有する。ネジ孔１９は、光トランシーバ１の高さ方向Ｄ３に沿って延びる。ネジ孔１９のそれぞれは、下筐体１１の連結孔１４に連通する。下筐体１１側から挿し込まれたネジ１６は、下筐体１１の連結孔１４と、第２上筐体１３の連結孔１４を介して、ネジ孔１８に形成されたねじ山にねじ込まれる。
【００２９】
図３に示されるように、第２上筐体１３は、隔離壁２１（隔壁部）を有する。つまり、第２上筐体１３は、隔離壁２１を有する点で第１上筐体１２と異なる。隔離壁２１は、一方の第２側面部１３ｃから他方の第２側面部１３ｃに向けて延びる。より具体的には、隔離壁２１の一端は、一方の第２側面部１３ｃと一体化されており、隔離壁２１の他端は、一方の第２側面部１３ｃと一体化されている。つまり、隔離壁２１は、第２側面部１３ｃと一体である。この隔離壁２１は、収容部Ｓ（収容空間）を第１収容部Ｓ１（第１収容空間）と第２収容部Ｓ２（第２収容空間）とに分割する。収容部Ｓは、筐体８によって画成される筐体８の内側の空間である。筐体８の大部分はケージ１０１への挿し込みが可能なように長手方向Ｄ１に長い直方体状の形状をしており、収容部Ｓはそれに類似した直方体状の形状をしている。ただし、筐体８の内部は、内部に部品を取り付ける都合により種々の凹凸などがあり、厳密に直方体となっていなくてもよい。ここで直方体状というのは、細部の形状は除いて、全体的な外観にて直方体として捉えることができるということを意味している。
【００３０】
第１収容部Ｓ１は、第２収容部Ｓ２に対して高さ方向Ｄ３における下側に形成される。第１収容部Ｓ１は、主回路基板６を収容する。第１収容部Ｓ１は、下筐体１１と、一対の第２側面部１３ｃと、隔離壁２１とによって囲まれる。一方、第２収容部Ｓ２は、副回路基板７を収容する。第２収容部Ｓ２は、第２表面部１３ａと、一対の第２側面部１３ｃと、隔離壁２１とによって囲まれる。
【００３１】
図４は、第２上筐体１３を裏側（下筐体１１側）から見た分解斜視図である。図４に示されるように、隔離壁２１は、開口２１ｄを有する。開口２１ｄは、隔離壁２１の後ろ側（ケージ側）に設けられる。開口２１ｄは、スタッキングコネクタ２５のためのものである。スタッキングコネクタ２５は、主回路基板６と副回路基板７とを電気的に接続する。図４の例示では、スタッキングコネクタ２５は、主回路基板６の表面６ａに設けられ、副回路基板７に向けて突出する。開口２１ｄは、当該突出した部分を避けるように、隔離壁２１の一部が切り欠かれた領域である。また、隔離壁２１の前側の辺部２１ｆ及び後ろ側の辺部２１ｇは、開放端である。例えば、第２上筐体１３は、辺部２１ｇ側において、副回路基板７を第２上筐体１３に取り付けるためのクリアランスＦを有する。クリアランスＦを有することによって、副回路基板７が第２上筐体１３と干渉することを防ぐことができる。
【００３２】
以下、再び図３を参照しつつ、光トランシーバ１が有する放熱構造に注目して、さらに詳細に説明する。筐体８は、外殻部２２と隔離壁２１とを有する。外殻部２２は、光トランシーバ１の内部空間と外部とを隔てる壁である。外殻部２２は、第２表面部１３ａと、第２側面部１３ｃと、下筐体１１と、を有する。そして、第２表面部１３ａ、第２側面部１３ｃ、下筐体１１に囲まれた空間は、収容部Ｓである。収容部Ｓの前方及び後方は開放されている。この筐体８は、金属製である。例えば、筐体８のための金属材料として、亜鉛合金、アルミニウム合金、銅合金などを採用し得る。そうすると、筐体８の熱伝導率は、例えば１２０Ｗ／ｍＫ以上とすることが可能である。
【００３３】
次に、一方の第２側面部１３ｃから他方の第２側面部１３ｃに向けて隔離壁２１が延びる。すなわち、隔離壁２１は、長手方向Ｄ１及び幅方向Ｄ２に平面状に延びる。換言すると、隔離壁２１は、高さ方向Ｄ３に対して直交し、第２表面部１３ａ及び下筐体１１に対面する。この隔離壁２１により、収容部Ｓは、第１収容部Ｓ１と、第２収容部Ｓ２とに、分割される。つまり、隔離壁２１により収容部Ｓは、高さ方向Ｄ３に沿って２つの空間に分割される。
【００３４】
第１収容部Ｓ１には、主回路基板６が配置される。この主回路基板６は、いわゆるプリント回路基板（ＰＣＢ）であり、ガラスエポキシ、銅等の材料により構成される。そうすると、主回路基板６の熱伝導率は、例えば０．５〜５Ｗ／ｍＫ程度である。主回路基板６は特に限定されることなく、例えば、セラミック基板等であってもよい。なお、副回路基板７についても同様である。
【００３５】
主回路基板６の表面６ａには、複数のＩＣ２６が取り付けられる。これらのＩＣ２６は、比較的消費電力が大きい。つまり、ＩＣ２６は、発熱量が大きい。例えば、主回路基板６に取り付けられた複数のＩＣ２６の消費電力の合計は、副回路基板７に取り付けられたＩＣ２７の消費電力の合計よりも大きい。換言すると、主回路基板６に取り付けられたＩＣ２６の発熱量の合計は、副回路基板７に取り付けられたＩＣ２７の発熱量の合計よりも大きい。そして、主回路基板６は、当該ＩＣ２６と隔離壁２１の裏面２１ｂとの間に挟み込まれた第１放熱シート２８（第１伝熱部材）によって隔離壁２１と熱的に接続される。
【００３６】
この第１放熱シート２８は、可撓性を有する柔軟な材料である。例えば、第１放熱シート２８は、シリコーンやアクリルといった樹脂材料により構成される。なお、後述する第２放熱シート２９（第２伝熱部材）も同様である。つまり、隔離壁２１の裏面２１ｂにおいて第１放熱シート２８が貼り着けられた部分は、ＩＣ２６からの熱を受ける。従って、隔離壁２１は、熱回収部３１を構成する。
【００３７】
また、主回路基板６は、その前端に設けられたコネクタ（不図示）が第１上筐体１２に設けられた接続部に挿し込まれる。この構造により主回路基板６は、機械的に保持される。なお、主回路基板６の裏面６ｂと下筐体１１との間には、スペーサ３５が配置されてもよい。
【００３８】
第２収容部Ｓ２には、副回路基板７が配置される。副回路基板７の表面７ａには、複数のＩＣ２７が取り付けられる。そして、副回路基板７は、その裏面７ｂが隔離壁２１の表面２１ａに接触する。つまり、副回路基板７は、隔離壁２１に対して物理的に取り付けられる。なお、副回路基板７の裏面７ｂに電極等が露出している場合には、それらが隔離壁２１から電気的に絶縁されるように、両者の間に適当な空間を設けたり、絶縁材料を挿入してもよい。一方、副回路基板７は、複数のＩＣ２７の表面２７ａと第２表面部１３ａの裏面１３ｄとの間に挟み込まれた第２放熱シート２９によって熱的に接続される。
【００３９】
なお、上述したように、下筐体１１と第２上筐体１３との間、より詳細には、下筐体１１の表面１１ａと、第２上筐体１３の第２側面部１３ｃの下端１３ｇとの間には、導電性弾性体１７が挟み込まれる。従って、導電性弾性体１７は、下筐体１１と第２上筐体１３との導通を確保する。一方、導電性弾性体１７は、筐体８と比べて熱伝導率が低い。一例として導電性弾性体１７は、シリコーンを母材とし、当該シリコーン中に導電性粒子を含めたものである。一例として、導電性弾性体１７の熱伝導率は、例えば０．１〜１Ｗ／ｍＫ以下である。そうすると、下筐体１１と第２上筐体１３とを直接接触させた場合と比べると、導電性弾性体１７を下筐体１１と第２上筐体１３の間に挟むことによって、下筐体１１と第２上筐体１３との熱伝導性は１／１００以下に低下する。
【００４０】
上述した構成を有する光トランシーバ１における放熱機構を説明する。光トランシーバ１を通電状態にする、具体的には、主回路基板６及び副回路基板７に取り付けられた複数のＩＣ２６，２７に電力を与える。そうすると、それぞれのＩＣ２６，２７は、所定の動作を開始する。そして、ＩＣ２６，２７ごとに消費する電力に応じて、それぞれのＩＣ２６，２７は発熱する。
【００４１】
主回路基板６に取り付けられたＩＣ２６と第２表面部１３ａとに注目する。ＩＣ２６と第２表面部１３ａとは、熱回路を構成する。具体的には、ＩＣ２６は、隔離壁２１と第２側面部１３ｃの第１部分１３ｅとによって、第２表面部１３ａに接続される。つまり、ＩＣ２６が入力（高温側）であり、第２表面部１３ａが出力（低温側）となり得る。
【００４２】
ここで、光トランシーバ１を非通電状態から通電状態にしたときに、ＩＣ２６が発熱し、ＩＣ２６の温度が上昇したとする。そうすると、ＩＣ２６から第２表面部１３ａまでの熱回路に熱勾配が生じる。この熱勾配によって、熱の移動が生じる。具体的には、ＩＣ２６において生じた熱は、まず、第１放熱シート２８に移動する。次に、第１放熱シート２８に移動した熱は、隔離壁２１の裏面２１ｂを介して隔離壁２１に移動する。次に、隔離壁２１に移動した熱は、第２側面部１３ｃの第１部分１３ｅ（熱伝導部３２）に移動する。熱伝導部３２に移動した熱は、第２表面部１３ａに移動する。最終的に第２表面部１３ａに移動した熱は、第２表面部１３ａに提供される冷却風によって筐体８から持ち去られる。あるいは、上述したように筐体８がケージ１０１と適当な金属部材を介して接続されている場合は、第２表面部１３ａの熱はさらにケージ１０１に排出されてもよい。
【００４３】
このように、ＩＣ２６において生じた熱は、第１放熱シート２８を介した後に、直ちに筐体８に伝導される。この筐体８は、金属材料により形成され、比較的高い熱伝導率を有することを既に述べた。従って、筐体８に伝わった熱は、速やかに放熱部３３に移送されて、筐体８の外部に排出される。なお、第２表面部１３ａは、第１上筐体１２に対して接触するので、当該熱は、第１上筐体１２の第１表面部１２ａにも伝わる。従って、筐体８の熱は、第１表面部１２ａ及び第２表面部１３ａにより構成される第１表面部１２ａから排出される。また、隔離壁２１から第２表面部１３ａに伝わる熱は、その途中における第２側面部１３ｃからもその一部が排出される。
【００４４】
一方、光トランシーバ１は、導電性弾性体１７によって第２上筐体１３と下筐体１１と間の熱伝導性が大幅に低下する。そうすると、第２側面部１３ｃに伝わった熱は、第１部分１３ｅを介して第２表面部１３ａには伝達されるものの、第２部分１３ｆ及び下端１３ｇを介しての下筐体１１への熱伝達は制限される。この導電性弾性体１７によって、筐体８に回収した熱を、選択的に第１上筐体１２及び第２上筐体１３に伝えることができる。換言すると、冷却風が提供されない下筐体１１には、熱がほとんど移動しないので、下筐体１１における熱だまりの発生を抑制することができる。ひいては、ＩＣ２６において発生した熱を、効率よく筐体８の外部へ排出することができる。
【００４５】
以下、比較例に係る光トランシーバと比較しつつ、実施形態に係る光トランシーバ１の作用効果について説明する。
【００４６】
図５に示されるように、比較例に係る光トランシーバ３００は、筐体３０８と、主回路基板３０６と、副回路基板３０７と、を有する。ここで、筐体３０８は、上筐体３１２と、下筐体３１１とを有し、上筐体３１２と下筐体３１１とは、導電性弾性体３１３を挟んで一体化されている。そして、筐体３０８は、隔離壁２１を有しない。つまり、筐体３０８は、一つの収容部Ｓを有する。まず、副回路基板３０７は、第２放熱シート３２９を介して上筐体３１２の表面部に熱的に接続される。このとき、副回路基板３０７は、スペーサ（不図示）や他の保持機構（不図示）等を介して筐体３０８に取り付けられる。次に、主回路基板３０６は、第１放熱シート３２８を介して副回路基板３０７の裏面に熱的に接続される。このとき、主回路基板３０６は、スペーサ（不図示）や他の保持機構（不図示）等を介して筐体３０８に取り付けられる。
【００４７】
光トランシーバ３００において、主回路基板３０６のＩＣ３２６が発熱したとする。このとき、熱は、第１放熱シート３２８、副回路基板３０７、第２放熱シート３２９を介して、放熱面である表面部に移動する。第１放熱シート３２８、副回路基板３０７、第２放熱シート３２９は、筐体３０８よりも熱伝導率が低い。従って、高い発熱量を有するＩＣ３２６から上筐体３１２までの熱抵抗が高い。例えば、回路基板といった部品同士の空隙を埋めるために放熱シートが用いられる。この放熱シートは、筐体３０８よりも熱伝導率が低いので、放熱性に対する影響が大きい。つまり、ＩＣ３２６の放熱性は、放熱シートの熱伝導率が律速（ボトルネック）となり得る。
【００４８】
さらに具体的に、光トランシーバ３００の放熱性を検討した。この検討では、光トランシーバ３００に搭載するＩＣについて、消費電力を仮定し、それぞれのＩＣにおける最高温度を熱解析計算により確認した。熱解析にあたっては、光トランシーバ３００を構成する各部材の熱伝導率を以下のように設定した。
上筐体及び下筐体：１２０Ｗ／ｍＫ。
伝導性弾性体：１Ｗ／ｍＫ。
第１放熱シート：５Ｗ／ｍＫ。
第２放熱シート：５Ｗ／ｍＫ。
主回路基板：５Ｗ／ｍＫ。
副回路基板：５Ｗ／ｍＫ。
【００４９】
第１の検討例として、以下の条件を設定した。
ＴＯＳＡ及びＲＯＳＡの消費電力（合計）：２．５Ｗ。
ＣＤＲ（Clock Data Recovery）―ＩＣの消費電力：１．２Ｗ。
ＣＤＲ  ＩＣは、上記ＩＣ３２６に対応する。この条件に基づく計算の結果、ＣＤＲ―ＩＣの動作温度は、約８５℃であることがわかった。
【００５０】
第２の検討例として、以下の条件を設定した。
ＴＯＳＡ及びＲＯＳＡの消費電力（合計）：２．２Ｗ。
ＬＤＤとＰＡＭ−ＩＣの消費電力（合計）：３．６Ｗ。
ＬＤＤ及びＰＡＭ−ＩＣは、上記ＩＣ３２６に対応する。これらの素子は、光トランシーバ３００の高速性能の向上ための素子であり、第１の検討例におけるＣＤＲ―ＩＣよりも消費電力が大きい。具体的には、ＬＤＤ及びＰＡＭの消費電力の合計は、ＣＤＲ  ＩＣの消費電力の約３倍である。この条件に基づく計算の結果、ＬＤＤの動作温度とＰＡＭ―ＩＣの動作温度の平均値は、約９５℃であることがわかった。
【００５１】
上記の検討の結果、光トランシーバ３００の構造によれば、ＩＣ３２６の消費電力が増大するに従って、ＩＣ３２６の温度が上昇する傾向にあることがわかった。ＩＣ３２６には、使用温度範囲が定められているので、消費電力の大きいＩＣの場合には、使用温度範囲の上限を超える状況もあり得ることがわかった。
【００５２】
これに対して、実施形態に係る光トランシーバ１では、主回路基板６に取り付けられたＩＣ２６が発熱すると、その熱は、主回路基板６が熱的に接続された熱回収部３１に移動する。熱回収部３１を含む隔離壁２１は外殻部２２から延びているので、熱回収部３１に移動した熱は、さらに外殻部２２の一部である熱伝導部３２に向けて移動する。熱伝導部３２に移動した熱は、さらに外殻部２２の一部である放熱部３３に移動する。そして、放熱部３３に移動した熱は、筐体８の外部に排出される。このように、ＩＣ２６において発生した熱は、筐体８の一部である熱回収部３１に直ちに移動した後に、筐体８の一部である熱伝導部３２を介して放熱部３３に移動する。従って、熱移動を妨げる熱抵抗が低減されるので、ＩＣ２６で発生した熱を効率よく排出することができる。
【００５３】
要するに、光トランシーバ１は、第１上筐体１２及び第２上筐体１３を箱型にすることで、ダイカスト部分を利用して、熱を直接に筐体８へ逃す。この構成によれば、放熱性に影響を及ぼす放熱シートは１カ所のみとすることができる。
【００５４】
隔離壁２１は、収容部Ｓを、第１収容部Ｓ１と第２収容部Ｓ２とに分割する。第１収容部Ｓ１には、主回路基板６が配置される。第２収容部Ｓ２には、副回路基板７が配置される。副回路基板７は、放熱部３３に対して熱的に接続される。この構成によれば、筐体８は、２枚の回路基板を収容することが可能である。従って、筐体８内に収容可能な構成部品を増加することが可能となるので、高密度化することができる。
【００５５】
外殻部２２は、表面部１ａと、裏面部１ｂと、一対の側面部１ｃと、を有する。表面部１ａは、放熱部３３を含む。熱回収部３１は、一方の側面部１ｃから他方の側面部１ｃへ延びるように平面状に形成される。第１収容部Ｓ１は、裏面部１ｂと、熱回収部３１とに挟まれる。第２収容部Ｓ２は、表面部１ａと、熱回収部３１とにより挟まれる。この構成によれば、主回路基板６上に副回路基板７を配置することが可能になる。従って、光トランシーバ１を好適に高密度化することができる。
【００５６】
筐体８の熱伝導率は、主回路基板６の熱伝導率よりも大きい。この構成によれば、ＩＣ２６で発生した熱を好適に排出することができる。
【００５７】
主回路基板６は、第１放熱シート２８を介して熱回収部３１に接続される。この構成によれば、主回路基板６上においてＩＣ２６の高さに起因する凹凸がある場合でも、第１放熱シート２８によって凹凸を吸収することができる。従って、主回路基板６から熱回収部３１に至る熱流路面積を増大させることが可能となるので、熱抵抗を低減することができる。
【００５８】
副回路基板７は、第２放熱シート２９を介して放熱部３３に接続される。この構成によれば、副回路基板７上においてＩＣ２７の高さに起因する凹凸がある場合でも、第２放熱シート２９によって凹凸を吸収することができる。従って、副回路基板７から放熱部３３に至る熱流路面積を増大させることが可能となるので、熱抵抗を低減することができる。
【００５９】
主回路基板６には、第１半導体素子群が取り付けられる。副回路基板７には、第２半導体素子群が取り付けられる。第１半導体素子群の発熱量は、第２半導体素子群の発熱量よりも大きい。この構成によれば、第１半導体素子群に起因する熱を効率よく排出することができる。
【００６０】
本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１…光トランシーバ、１ａ…表面部、１ｂ…裏面部、１ｃ…側面部、２…光レセプタクル、３…光送信モジュール（光装置）、４…光受信モジュール（光装置）、６…主回路基板（第１回路基板）、７…副回路基板（第２回路基板）、８…筐体、１１…下筐体、１２…第１上筐体、１３…第２上筐体、１４…連結孔、１６…ネジ、１７…導電性弾性体、１８，１９…ネジ孔、２１…隔離壁（隔壁部）、２２…外殻部、２５…スタッキングコネクタ、２６，２７…ＩＣ（半導体素子）、２８…第１放熱シート（第１伝熱部材）、２９…第２放熱シート（第２伝熱部材）、３１…熱回収部、３２…熱伝導部、３３…放熱部、３５…スペーサ、１００…ホストシステム、１０１…ケージ、２００…光コネクタ、２０１…光ファイバ、３００…光トランシーバ、３０６…主回路基板、３０７…副回路基板、３０８…筐体、３１１…下筐体、３１２…上筐体、３１３…導電性弾性体、３２８…第１放熱シート、３２９…第２放熱シート、Ｄ１…長手方向、Ｄ２…幅方向、Ｄ３…高さ方向、Ｆ…クリアランス、Ｓ…収容部、Ｓ１…第１収容部、Ｓ２…第２収容部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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