(57)【要約】【課題】高性能な放熱構造を持ち、電気的安定化が図れる光送受信器を提供する。【解決手段】金属製のパッケージ内にＬＤチップが収容されると共にアノードもしくはカソードがパッケージに接続されたカンパッケージＬＤと、パッケージがアースパターンと接触するように固定される電気回路基板５０と、この電気回路基板５０をカンパッケージＬＤごと収容する金属製の筐体７０とを有する光送受信器において、パッケージと筐体７０とを、可撓性を有する導線１５により接続する。これにより、パッケージの熱が導線１５を伝わって筐体７０から外部に放熱され、またパッケージと電気回路基板５０と筐体７０とが等電位（ＧＮＤ電位）になり、安定化する。【選択図】　　　　図１
2004128049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製のパッケージ内にＬＤチップが収容されると共にアノードもしくはカソードが上記パッケージに接続されたカンパッケージＬＤと、上記パッケージがアースパターンと接触するように固定される電気回路基板と、該電気回路基板をカンパッケージＬＤごと収容する金属製の筐体とを有する光送受信器において、上記パッケージと上記筐体とは、可撓性を有する導線により接続されていることを特徴とする光送受信器。
【請求項２】
金属製のパッケージ内にＬＤチップが収容されると共にアノードもしくはカソードが上記パッケージに接続されたカンパッケージＬＤと、上記パッケージがアースパターンと接触するように固定される電気回路基板と、該電気回路基板をカンパッケージＬＤごと収容する金属製の筐体とを有する光送受信器において、上記カンパッケージと上記筐体とは、金属製のバネにより接続されていることを特徴とする光送受信器。
【請求項３】
金属製のパッケージ内にＬＤチップが収容されると共にアノードもしくはカソードが上記パッケージに接続されたカンパッケージＬＤと、上記パッケージがアースパターンと接触するように固定される電気回路基板と、該電気回路基板をカンパッケージＬＤごと収容する金属製の筐体とを有する光送受信器において、上記カンパッケージＬＤのケースリードが湾曲した状態で上記筐体に接続されていることを特徴とする光送受信器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信システムに用いられる光送受信器に係り、特にカンパッケージＬＤを備えた光送受信器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７に従来の光送受信器の部分拡大斜視図を示す。
【０００３】
図７に示すように、従来の光送受信器は、カンパッケージ型ＬＤモジュール１と、このカンパッケージ型ＬＤモジュール１が搭載されると共に信号用リード２３及びケースリード２１が半田６０により接続される回路パターン（図示せず）が形成された電気回路基板５０と、カンパッケージ型ＬＤモジュール１ごと電気回路基板５０を収容すると共に、カンパッケージ型ＬＤモジュール１からの熱が伝導して放熱されるように熱伝導性及び電気伝導性の良い金属からなる筐体７０（図では一部だけ示す）とで主に構成されている。
【０００４】
カンパッケージ型ＬＤモジュール１は、図には示されていないＬＤチップが実装されるステム２７の電位の安定化を図ると共に、外部と接続されたファイバピグテール１３の張力から信号用リード２３が守られるように、ステム２７と同電位に設定された電気回路基板５０上のアースパターン（べた面）と、カンパッケージ型ＬＤモジュール１の固定部１１とが接触され、ネジ３１により固定された後、信号用リード２３やアース用ケースリード２１が電気回路基板５０の回路パターンに半田付けされている。
【０００５】
また、カンパッケージ型ＬＤモジュール１と筐体７０との間には、熱を伝導させると共に熱膨張率の違いにより発生するストレスをキャンセルできるように、熱伝導グリスや熱伝導シート等の熱伝導体８０が挟まれている。
【０００６】
さらに、電気回路基板５０は、電気回路基板５０の熱を筐体７０へ伝えると共に、電気回路基板５０のＧＮＤ電位の安定化が図られるように、カンパッケージ型ＬＤモジュール１から十分に離れた位置で筐体７０と接触固定されている。
【０００７】
これにより、カンパッケージ型ＬＤモジュール１内に設けられたＬＤチップから発生した熱は、ステム２７、アース用ケースリード２１を伝って電気回路基板５０に伝わるか、ステム２７、ＬＤモジュール固定部１１を伝って電気回路基板５０に伝わるか、ステム２７、ＬＤモジュール固定部１１、熱伝導体８０を伝って筐体７０に伝わるかの主に３通りのルートで放熱されることになる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−３０８４８４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したように、ＬＤチップから発生した熱は、電気回路基板５０を伝わるか、もしくは熱伝導体８０を伝って筐体７０から放熱されるが、電気回路基板５０に伝わった熱も結局は筐体７０に伝えられるため、ＬＤチップが発する熱の殆どは筐体７０に伝えられる。そこでＬＤモジュール固定部１１が筐体７０と同電位なら、熱伝導体８０を介さずにカンパッケージ型ＬＤモジュール１と筐体７０とが直接接触固定されていれば、最も効率的に放熱できるはずである。
【００１０】
しかし、ＬＤモジュール固定部１１が電気回路基板５０と筐体７０との双方に固定されてしまうと、電気回路基板５０、ＬＤモジュール固定部１１、筐体７０における各材質の熱膨張率の違いから、環境温度の変化で信号用リード２３に余分なストレスがかかり、このストレスがステム２７と信号用リード２３との間のハーメチックシールを破壊してしまう虞がある。
【００１１】
そのため、従来の光送受信器にあっては、ＬＤモジュール固定部１１と筐体７０との直接的な接触固定を避け、上述したように熱伝導体８０を介した放熱を行っている。
【００１２】
しかしながら、熱伝導グリスや熱伝導シート等の熱伝導体８０は、金属に比べれば熱伝導率が悪く、放熱にも限界があった。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、高性能な放熱構造を持ち、電気的安定化が図れる光送受信器を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、金属製のパッケージ内にＬＤチップが収容されると共にアノードもしくはカソードがパッケージに接続されたカンパッケージＬＤと、パッケージがアースパターンと接触するように固定される電気回路基板と、この電気回路基板をカンパッケージＬＤごと収容する金属製の筐体とを有する光送受信器において、パッケージと筐体とは、可撓性を有する導線により接続されているものである。
【００１５】
請求項２の発明は、金属製のパッケージ内にＬＤチップが収容されると共にアノードもしくはカソードがパッケージに接続されたカンパッケージＬＤと、パッケージがアースパターンと接触するように固定される電気回路基板と、この電気回路基板をカンパッケージＬＤごと収容する金属製の筐体とを有する光送受信器において、カンパッケージと筐体とは、金属製のバネにより接続されているものである。
【００１６】
請求項３の発明は、金属製のパッケージ内にＬＤチップが収容されると共にアノードもしくはカソードがパッケージに接続されたカンパッケージＬＤと、パッケージがアースパターンと接触するように固定される電気回路基板と、この電気回路基板をカンパッケージＬＤごと収容する金属製の筐体とを有する光送受信器において、カンパッケージＬＤのケースリードが湾曲した状態で筐体に接続されているものである。
【００１７】
上記請求項１の構成によれば、カンパッケージＬＤより発生した熱は、可撓性を有する導線を通じてヒートシンクを兼ねた筐体から外部へ放熱される。また、パッケージと電気回路基板と筐体とが導体で一括して接続されているので、ＬＤチップのアノード端子もしくはカソード端子は筐体と同電位になり、電位が安定化する。
【００１８】
上記請求項２の構成によれば、カンパッケージＬＤより発生した熱は、金属製のバネを通じてヒートシンクを兼ねた筐体から外部へ放熱される。また、パッケージと電気回路基板と筐体とがバネで一括して接続されているので、ＬＤチップのアノード端子もしくはカソード端子は筐体と同電位になり、電位が安定化する。
【００１９】
上記請求項３の構成によれば、カンパッケージＬＤより発生した熱は、ケースリードを通じてヒートシンクを兼ねた筐体から外部へ放熱される。また、パッケージと電気回路基板と筐体とがケースリードで一括して接続されているので、ＬＤチップのアノード端子もしくはカソード端子は筐体と同電位になり、電位が安定化する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２１】
図１に本発明にかかる光送受信器の部分拡大斜視図を示す。
【００２２】
図１に示すように、光送受信器は、金属製のパッケージ内にＬＤチップＣが収容されたカンパッケージ型ＬＤモジュール１と、このカンパッケージ型ＬＤモジュール１が搭載されると共に信号用リード２３及びアース用ケースリード２１が半田６０により接続される回路パターン（図示せず）が形成された電気回路基板５０と、この電気回路基板５０をカンパッケージ型ＬＤモジュール１ごと収容する金属製の筐体７０（図では一部だけ示す）とを有し、図示されていないが、電気回路基板５０上には、ＰＤモジュールを始め様々な素子が実装されている。
【００２３】
このカンパッケージ型ＬＤモジュール１と筐体７０とは、カンパッケージ型ＬＤモジュール１からの熱を筐体７０に伝導させると共に、これらが等電位（ＧＮＤ電位）に設定されるように、多数の金属線が撚り合わされた可撓性を有する導線１５により電気的に接続されている。
【００２４】
具体的には、導線１５の一端（図では上側）は、後述するＬＤモジュール固定部１１のネジ止め用の孔と、電気回路基板５０に形成されたネジ止め用の孔とに通されたネジ３１により接触固定されており、導線１５の他端（この場合下側）は、筐体７０に形成されたネジ止め用の孔に通されたネジ３２により接触固定されている。
【００２５】
導線１５の材質は特にこだわらないが、銅、鉄、アルミ、金、銀など、電気伝導性及び熱伝導性に優れたものが望ましい。
【００２６】
また、電気回路基板５０は、その電気回路基板５０の熱を筐体７０へ伝えると共に、電気回路基板５０のＧＮＤ電位の安定化が図られるように、カンパッケージ型ＬＤモジュール１から十分離れた位置で筐体７０と接触固定されている。
【００２７】
図５に、図１の光送受信器に設けられたカンパッケージ型ＬＤモジュールの外観斜視図を示す。
【００２８】
図５に示すように、このカンパッケージ型ＬＤモジュールは、カンパッケージＬＤ１０と、電気伝導性及び熱伝導性の良い金属からなり、カンパッケージＬＤ１０を保持するための保持孔及び電気回路基板（図示せず）に固定するためのネジ止め用の孔１４が形成されたＬＤモジュール固定部１１と、カンパッケージＬＤ１０から放射された光信号を送信するためのファイバピグテール１３と、このファイバピグテール１３及びカンパッケージＬＤ１０の光軸を調整して接続すべくＬＤモジュール固定部１１に固定されるアダプタ部１２とからなる。
【００２９】
図６に図５のカンパッケージ型ＬＤモジュールに設けられたカンパッケージＬＤの拡大斜視図を示す。
【００３０】
図６に示すように、このカンパッケージＬＤは、光を放射するＬＤチップ（図示せず）と、このＬＤチップが載置されＬＤチップに発生する熱の大半が伝導するステム２７と、一端（図では左側）がＬＤチップのカソード端子（もしくはアノード端子）に接続されると共に他端（この場合右側）が電気回路基板（図１参照。）に形成された回路パターンに接続される３本の信号用リード２３と、一端（図では左側）がＬＤチップのアノード端子（もしくはカソード端子）に接続されると共に他端（この場合右側）が電気回路基板に形成されたアースパターンに接続される、ステム２７と同電位の１本のアース用ケースリード２１と、ＬＤチップを覆うと共にＬＤチップから放射される光を集光させるレンズ付キャップ２８とからなる。
【００３１】
信号用リード２３はステム２７を貫通しハーメチックシール（空気遮断シール）２６によって絶縁固定されるが、このハーメチックシール２６は、ガラス樹脂であるため割れやすいため、信号用リード２３に大きなストレスが加わらないように実装されている。一方、アース用ケースリード２１はステム２７を貫通し溶接部２５によりに導通固定されているため、ストレスには比較的強い。
【００３２】
カンパッケージＬＤのステム２７やレンズ付キャップ２８は、溶接や電気伝導性のある接着剤、あるいは溶接によって上述したＬＤモジュール固定部（図５参照。）と接触固定されており、アース用ケースリード２１とＬＤモジュール固定部とは同電位になっている。
【００３３】
次に図１に示した光送受信器の作用を説明する。
【００３４】
図１に示したように、カンパッケージＬＤのステム２７上に実装されたＬＤチップより発生した熱は、一部はステム２７、そのステム２７に接触したＬＤモジュール固定部１１、可撓性を有する導線１５の順に伝わり、他の一部はステム２７、アース用ケースリード２１を伝って電気回路基板５０の順に伝わり、残りはステム２７、ＬＤモジュール固定部１１、電気回路基板５０の順に伝わった後、ヒートシンクを兼ねた筐体７０から外部へ放熱される。
【００３５】
このとき、カンパッケージ型ＬＤモジュール１と、電気回路基板５０と、筐体７０との熱膨張率に差が生じるが、可撓性を有する導線１５によりこの差が吸収されるため、信号用リード２３にストレスが発生しない。
【００３６】
また、ＬＤチップのアノード端子（もしくはカソード端子）は、筐体７０と同電位になり、さらに、ＬＤモジュール固定部１１は、電気回路基板５０のアースパターンより広い面積を持った筐体７０と短距離で一括して接続されるため、ＬＤモジュール固定部１１及び電気回路基板５０のＧＮＤ電位の安定化が図られる。
【００３７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、カンパッケージＬＤから発せられる熱を、熱伝導グリスや熱伝導シート等の熱伝導体のみで伝導する場合に比べ、より効率的に筐体７０に伝えることができる。
【００３８】
これにより、光送受信器の動作温度範囲を広げることが可能（より高温環境下での動作が可能）になるばかりでなく、カンパッケージＬＤのステム２７の電位を安定化させることができるため、ノイズが少ない良好なＬＤ変調波形を有する光信号を出力できる。
【００３９】
次に、本発明の他の実施の形態について述べる。
【００４０】
図２に、本発明の他の実施の形態としての光送受信器の部分拡大斜視図を示す。
【００４１】
図２に示すように、この光送受信器は、基本的な構成は図１の光送受信器と同様であるが、ＬＤモジュール固定部１１と筐体７０とを熱的及び電気的に接続するものとして、導線の代わりに、金属製のつるまきバネや板バネなどのバネ１６が設けられている。
【００４２】
バネ１６の材質は特にこだわらないが、銅、鉄、アルミ、金、銀など、電気伝導性及び熱伝導性に優れたものが望ましい。
【００４３】
バネ１６は、一端（図では上側）がＬＤモジュール固定部１１にネジ３１によって接触固定されていると共に、他端（この場合下側）が挟み板７１とネジ３２とによって筐体７０に接触固定されている。
【００４４】
このように構成することにより、ＬＤモジュール固定部１１を通してステム２７の熱の一部をバネ１６を通じて筐体７０に放熱することができると共に、ＬＤモジュール固定部１１と筐体７０とを等電位にでき、ステム２７の電位の安定化が図れる。
【００４５】
また、ＬＤモジュール固定部１１と筐体７０とはバネ１６で繋がれるため、ＬＤモジュール固定部１１、筐体７０及び電気回路基板５０における環境温度変化による各熱膨張率の差をバネ１６の伸縮でキャンセル（吸収）することができ、電気回路基板５０に半田付けされたカンパッケージ型ＬＤモジュール１の信号用リード２３に余分なストレスがかからない。
【００４６】
また、図３に、本発明の他の実施の形態としての光送受信器の部分拡大斜視図を示す。
【００４７】
図３に示すように、この光送受信器は、図６に示したカンパッケージＬＤとは構成が異なる他のカンパッケージＬＤを有するカンパッケージ型ＬＤモジュール１ａと、このカンパッケージ型ＬＤモジュール１ａが搭載されると共に信号用リード２３及びケースリード２１が半田６０により接続される回路パターン（図示せず）が形成された電気回路基板５０と、この電気回路基板５０をカンパッケージ型ＬＤモジュール１ａごと収容する金属製の筐体７０（図では一部だけ示す）とを有し、図示されていないが、電気回路基板５０上には、ＰＤモジュールを始め様々な素子が実装されている。
【００４８】
このカンパッケージ型ＬＤモジュール１ａと筐体７０とは、カンパッケージ型ＬＤモジュール１ａからの熱を筐体７０に伝導させると共に、これらが等電位（ＧＮＤ電位）に設定されるように、Ｒ（曲げ部）が形成された金属製の放熱用ケースリード２２により接続されている。
【００４９】
具体的には、放熱用ケースリード２２の一端（図では左側）は、カンパッケージ型ＬＤモジュール１ａのステム２７に溶接されており、放熱用ケースリード２２の他端（この場合右側）は、挟み板７１とネジ３２とによってカンパッケージ型ＬＤモジュール１ａの近傍の筐体７０の凸部に接触固定されている。
【００５０】
放熱用ケースリード２２の材質は特にこだわらないが、銅、鉄、アルミ、金、銀など、電気伝導性及び熱伝導性に優れたものが望ましい。
【００５１】
また、電気回路基板５０は、その電気回路基板５０の熱を筐体７０へ伝えると共に、電気回路基板５０のＧＮＤ電位の安定化が図られるように、カンパッケージ型ＬＤモジュール１ａから十分離れた位置で筐体７０と接触固定されている。図４に図３の光送受信器に設けられたカンパッケージＬＤの拡大斜視図を示す。
【００５２】
図４に示すように、このカンパッケージＬＤは、光を放射するＬＤチップ（図示せず）と、このＬＤチップが載置されＬＤチップに発生する熱の大半が伝導するステム２７と、一端（図では左側）がＬＤチップのカソード端子（もしくはアノード端子）と接続されると共に他端（この場合右側）が電気回路基板（図３参照。）に形成された回路パターンに接続される２本の信号用リード２３と、一端（図では左側）がＬＤチップのアノード端子（もしくはカソード端子）に接続されると共に他端（この場合右側）が電気回路基板に形成されたアースパターンに接続される１本のアース用ケースリード２１と、上述した放熱用ケースリード２２と、ＬＤチップを覆うと共にＬＤチップから放射される光を集光させるレンズ付キャップ２８とからなる。
【００５３】
信号用リード２３はステム２７を貫通しハーメチックシール（空気遮断シール）２６によって絶縁固定されているが、このハーメチックシール２６は、ガラス樹脂であるため割れやすいため、信号用リード２３に大きなストレスが加わらないように実装されている。一方、アース用ケースリード２１はステム２７を貫通し溶接部２５により導通固定されているため、ストレスには比較的強い。
【００５４】
カンパッケージＬＤのステム２７やレンズ付キャップ２８は、溶接や電気伝導性のある接着剤、あるいは溶接によって上述したＬＤモジュール固定部（図５参照。）と接触固定されており、アース用ケースリード２１とＬＤモジュール固定部とは同電位になっている。
【００５５】
このように構成することにより、図３に示したように、カンパッケージＬＤのステム２７上に実装されたＬＤチップより発生した熱は、一部はステム２７、放熱用ケースリード２２の順に伝わり、他の一部はステム２７、アース用ケースリード２１を伝って電気回路基板５０の順に伝わり、残りはステム２７、ＬＤモジュール固定部１１、電気回路基板５０の順に伝わった後、ヒートシンクを兼ねた筐体７０から外部へ放熱される。
【００５６】
このとき、カンパッケージ型ＬＤモジュール１ａと、電気回路基板５０と、筐体７０との熱膨張率に差が生じるが、放熱用ケースリード２２のＲ（曲げ部）によりこの差が吸収されるため、信号用リード２３にストレスが発生しない。
【００５７】
また、ＬＤチップのアノード端子（もしくはカソード端子）は、筐体７０と同電位になり、さらに、ＬＤモジュール固定部１１は、電気回路基板５０のアースパターンより広い面積を持った筐体７０と短距離で一括して接続されるため、ＬＤモジュール固定部１１及び電気回路基板５０のＧＮＤ電位の安定化が図られる。
【００５８】
尚、上述した実施の形態では、カンパッケージ型ＬＤモジュールに適用する場合について説明したが、カンパッケージ型ＬＤモジュールばかりでなく、同様のカンパッケージ構造を持つＰＤや、カンパッケージ以外のパッケージ構造で直接筐体にネジ止めできない、ストレスを嫌う構造のモジュールに適用して、放熱や電位の安定化を図ることができる。
【００５９】
また、上述した実施の形態では、導線１５及び金属製のバネ１６は、ネジ３１によりＬＤモジュール固定部１１に固定されているが、その固定方法はネジにこだわらず、例えばクリップ状の部材で挟み込むような方法で固定しても良い。
【００６０】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、高性能な放熱構造を持ち、電気的安定化が図れる光送受信器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す光送受信器の部分拡大斜視図である。
【図２】本発明の他の実施の形態を示す光送受信器の部分拡大斜視図である。
【図３】本発明の他の実施の形態を示す光送受信器の部分拡大斜視図である。
【図４】図３の光送受信器に設けられたカンパッケージＬＤの拡大斜視図である。
【図５】図１の光送受信器に設けられたカンパッケージ型ＬＤモジュールの外観斜視図である。
【図６】図５のカンパッケージ型ＬＤモジュールに設けられたカンパッケージＬＤの拡大斜視図である。
【図７】従来の光送受信器の部分拡大斜視図である。
【符号の説明】
１　カンパッケージ型ＬＤモジュール
１１　ＬＤモジュール固定部
１５　導線
１６　バネ
２１　アース用ケースリード
２２　放熱用ケースリード
２７　ステム
５０　電気回路基板
７０　筐体
【図１】
2004128049.tif 000003
【図２】
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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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