(57)【要約】【解決手段】回路基板２ａ〜２ｄは、裏面に金属板４ａ〜４ｅがそれぞれ形成されたメタルベース基板であり、これらの金属板４ａ〜４ｅが、光通信器１の筐体４の最外面を構成している【効果】発熱部品が実装された回路基板２ａ〜２ｄの裏面の金属板４ａ〜４ｅが、筐体４を構成するために、熱の伝導距離が最短となり、発生した熱は筐体４から外部に効率よく放熱される。したがって、筐体４内の温度上昇を低く抑えて、光通信器１の良好な動作を実現することができる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体回路基板に光送信機能部、光受信機能部又は光送受信機能部を搭載し、全体を筐体で包囲してなる光通信器において、
前記誘電体回路基板の少なくとも一枚は、片側面に金属部が形成された誘電体回路基板であり、
前記誘電体回路基板の片側面に形成された金属部が、筐体の最外面の一部又は全部を構成していることを特徴とする光通信器。
【請求項２】
前記片側面に金属部分が形成された誘電体回路基板は、メタルベース基板である請求項１記載の光通信器。
【請求項３】
前記誘電体回路基板は、複数枚あり、互いに、筐体の金属部を介して熱的に結合している請求項１記載の光通信器。
【請求項４】
前記誘電体回路基板は、複数枚あり、互いに、熱的に分離している請求項１記載の光通信器。
【請求項５】
前記筐体に風通し用の開口を設けている請求項１記載の光通信器。
【請求項６】
前記誘電体回路基板は多層配線基板であり、その接地層が露出し、露出した接地層に、金属板を密着させ、その金属板を筐体の金属部に熱的に接触させている請求項１記載の光通信器。
【請求項７】
前記誘電体回路基板は多層配線基板であり、その接地層が露出し、露出した接地層にヒートシンクを取り付けている請求項１記載の光通信器。
【請求項８】
前記誘電体回路基板の片側面に形成された金属部の一部を除去し、前記光送信機能部、光受信機能部又は光送受信機能部の端子又は構成部品を、この除去した部分を通して外部に露出させている請求項１記載の光通信器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光送信機能部、光受信機能部又は光送受信機能部を搭載した光通信器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信器は、通常、光送信機能部若しくは光受信機能部又はその両方を搭載している。光送信機能部は、半導体レーザとその駆動用ＩＣを含み、光受信機能部は、受光素子とその電気信号増幅用ＩＣを含む。
これらの光送信機能部、光受信機能部は、誘電体回路基板に実装され、誘電体回路基板の全体が筐体で包囲される。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３４５９８７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
光通信技術が発展するにつれて、より小型で、低コストで、大量に生産できる光通信器が必要とされてくる。
光通信器を小型にすると、筐体内の基板配置と部品配置が密になり、半導体レーザ、その駆動用ＩＣ、電気信号増幅用ＩＣの発熱により、筐体内温度が上昇し、光出力効率が低下する。また、受光素子や電気信号増幅用ＩＣの受信感度も低下する。
【０００５】
このような熱的な問題があるため、光通信器の小型化には、光通信器の放熱性能を向上させる工夫が求められている。
そこで、本発明は、小型で、低コストで、放熱上の問題を解決することのできる光通信器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の光通信器は、誘電体回路基板に光送信機能部、光受信機能部又は光送受信機能部を搭載し、全体を筐体（光通信器の一番外の面を構成する部材をいう）で包囲してなり、前記誘電体回路基板の少なくとも一枚は、片側面に金属部が形成された誘電体回路基板であり、前記誘電体回路基板の片側面に形成された金属部が、筐体の最外面の一部又は全部を構成しているものである（請求項１）。
【０００７】
前記の構成によれば、誘電体回路基板から、前記基板の片側に形成された、筐体の一部又は全部を構成する金属部を通して、熱が外部に容易に伝導する。したがって、誘電体回路基板自体が、優れた放熱機能を有する。これにより、筐体内の温度上昇を低く抑えて、光通信器の良好な動作を実現することができる。
なお本発明で、「誘電体回路基板の片側面に形成された金属部」とは、熱伝導が容易なように、誘電体回路基板と金属部どうしが密着している状態をいう。接着剤による接着、ねじ止め、リベット止め、かしめ、金属の蒸着、メッキ、塗布、堆積、スパッタリングなどの手段により、密着させることができる。
【０００８】
前記誘電体の材料としては、ポリイミド、エポキシ、ポリテトラフルオロエチレンなどの樹脂や、アルミナなどのセラミックをあげることができる。前記金属部の材料として、アルミニウム、銅、鉄、金、銀などをあげることができる。
前記片側面に金属部分が形成された誘電体回路基板を、メタルベース基板（誘電体板と金属板とを張り合わせた基板）によって構成すると（請求項２）、メタルベース基板の入手がしやすいので、製作が容易となる。
【０００９】
前記誘電体回路基板は複数枚あり、互いに、筐体の金属部を介して熱的に結合させれば（請求項３）、筐体の金属部を使って熱のやりとりが可能となり、放熱効率を向上させることができる。なお請求項３において「筐体の金属部」とは、前記誘電体回路基板の片側面に形成された金属部であって筐体の最外面の一部又は全部を構成する金属部でもよく、それ以外の筐体の金属部でもよい（請求項６も同じ）。
【００１０】
前記誘電体回路基板は、複数枚あり、互いに、熱的に分離していれば（請求項４）、誘電体回路基板どうしの熱的な干渉を避けることができる。
前記筐体に風通し用の開口を設けると（請求項５）、放熱の点でさらに好ましい。
また、前記誘電体回路基板を多層配線基板で構成する場合は、その接地層を筐体の内部に露出させることが可能である。この露出した接地層に、金属板を密着させ、その金属板を筐体の金属部に熱的に接触させることが好ましい（請求項６）。これにより、放熱効率がさらに向上する。
【００１１】
前記露出した接地層にヒートシンクを取り付けてもよい（請求項７）。
前記光送信機能部、光受信機能部又は光送受信機能部の端子を外に取り出したり、構成部品を外部から操作したりする必要がある場合は、前記誘電体回路基板の片側面に形成された金属部の一部を除去し、この除去したあとの孔を通してこれらの端子や構成部品を外部に露出させるとよい（請求項８）。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１（ａ）は本発明の光通信器１の組み立て図を示し、図１（ｂ）は組み立て後の斜視図を示す。
光通信器１は、筐体４（金属板４ａ〜４ｅで構成される）の中に、誘電体回路基板２ａ，２ｂを上下に対向して配置し、誘電体回路基板２ｃ，２ｄを左右に対向して配置している。誘電体回路基板２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、外部回路（図示せず）との間で送信信号及び受信信号の光電変換機能、電気信号処理機能、光信号処理機能、電気／光インターフェイス機能を実現するものである。誘電体回路基板２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、配線層が一層の単層配線基板からなるものでもよく、配線層が多層積層された多層配線基板からなるものでもよい（図では多層配線基板が描かれている）。
【００１３】
さらに誘電体回路基板２ａと誘電体回路基板２ｂの間に、モジュール５が配置されている。このモジュール５は、電気信号と光信号との変換を行う部品である。
誘電体回路基板２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの裏面には、金属板４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄがそれぞれ密着して形成されている。言い換えれば、誘電体回路基板２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、裏面に金属板４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが形成された基板であり、これらの金属板４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと、底板となる金属板４ｅにより、光通信器の筐体４を形成している。このような樹脂基板の裏面に金属板が形成された誘電体回路基板の例として「メタルベース基板」がある（例えば、特開平６−３５０２１４号公報、特開平７−２９７５１８号公報参照）。
【００１４】
金属板４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ同士は、組み立てた状態で互いに密着させる。密着方法には、溶接、はんだ付け、圧着、カシメ、金属バンドの巻きつけ、接着剤による接着などがある。密着により、金属板４ａ〜４ｅ相互間の熱の伝導が容易となる。なお、金属板同士の密着方法の他の例として図５参照（後述）。
図１（ｃ）は、金属板４ｃ，４ｄの内面に、誘電体回路基板２ｃ，２ｄを設けないで、金属板４ｃ，４ｄに、風通し用の孔４４を形成した本発明の光通信器１の斜視図を示す。この風通し用の孔４４により、光通信器の筐体４の内部と外部で空気の対流が起こり、放熱効果はさらに向上する。
【００１５】
図２は、光通信器の側断面図である。
誘電体回路基板２ａと誘電体回路基板２ｂの間に、モジュール５が配置されている。モジュール５は、誘電体回路基板２ａ，２ｂとの非接続端面、つまり前側面（図２のＸ方向から見た側面）から、ネットワークとの間で光学的接続をするための光ファイバ６を取り出している。
モジュール５は、リードフレーム等にＩＣ，抵抗、コンデンサなどの電子回路部品や、半導体レーザなどの発光素子、フォトダイオードなどの受光素子、Ｓｉプラットフォーム、導波路等の光回路部品を搭載し、樹脂でトランスファーモールドし、リードフレーム等の端子５ａ，５ｂを上下面（図２の±Ｙ方向から見た面）に露出させたものである。この端子５ａ，５ｂは、誘電体回路基板２ａ，２ｂの電極にはんだ付けされている。
【００１６】
モジュール５は、その部品内部で発生する熱を効率よく放熱させるため、上下面の一部５１，５２を、金属板４ａ及び誘電体回路基板２ｂに密着させている。誘電体回路基板２ａには、トリマコンデンサ、トリマ抵抗などの調整用電子部品７、大消費電力の集積回路部品８等の各種電子部品が搭載されている。調整用電子部品７は、誘電体回路基板２ａの裏面から、エッチング法やドリル加工などにより金属板４ａに形成した孔４１（図１参照）を通して突出している。集積回路部品８は、熱伝導効率を高めるため、金属ブロック８ａを介して金属板４ａに直接取り付けられている。金属ブロック８ａの材質には銅、銅タングステン合金、鉄、銀、金などがある。
【００１７】
また、誘電体回路基板２ａと誘電体回路基板２ｂとの基板間接続のための導線９が配線されている。さらに、外部回路（図示せず）への入出力端子１０ａが、誘電体回路基板２ａの裏面から、金属板４ａにエッチング法やドリル加工などにより設けた孔４２を通して突出し、入出力端子１０ｂが、誘電体回路基板２ｂの裏面から、金属板４ｂに設けられた孔４３を通して突出している。
さらに、図２のＡで示した部分において、多層配線基板からなる誘電体回路基板２ｂの接地層１３を上方向（図２のＹ方向）に露出させ、この露出した接地層１３に、金属板１１ａ，１１ｂを密着させている。
【００１８】
図３は、この部分Ａを示す分解斜視図である。図３（ａ）は、誘電体回路基板２ｂの露出した接地層１３に、「コ」の字形金属板１１ａを、誘電体回路基板２ｂの周辺部に沿って配置した例を示し、図３（ｂ）は、誘電体回路基板２ｂの露出した接地層１３の全面に金属板１１ｂを配置した例を示す。（ａ）（ｂ）いずれの場合も、金属板１１ａ，１１ｂは、周囲の金属板４ｃ，４ｄ，４ｅに接触しているので、金属板１１ａ，１１ｂから筐体４への熱の伝導が可能である。
【００１９】
さらに、図２に示すように、金属板１１ｂに、ヒートシンク１２を取り付けてもよい。取り付け方法は、ねじ止め、接着などがあげられる。この構造により、誘電体回路基板２ｂから発生した熱をヒートシンク１２に一時的に蓄えて、誘電体回路基板２ｂの温度変動を小さく抑えるのに効果がある。
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではない。例えば、前記筐体４は、すべて金属板４ａ〜４ｅからなっていたが、筐体の一部のみを金属板で構成ことも可能である。
【００２０】
図４は、金属板４ａ，４ｃ，４ｄに代えて、樹脂板１４ａ，１４ｃ，１４ｄを採用した光通信器１を示す。図４（ａ）は側断面図、図４（ｂ）は斜視図である。樹脂板１４ａ，１４ｃ，１４ｄにそれぞれ誘電体回路基板２ａ，２ｃ，２ｄを取り付けている。誘電体回路基板２ｂのみは、金属板４ｂが裏面に形成されたメタルベース基板となっている。誘電体回路基板２ａ，２ｃ，２ｄには発熱量の少ない部品を搭載しており、誘電体回路基板２ｂには発熱量の多い部品を搭載する。
【００２１】
この構成であれば、誘電体回路基板２ａ，２ｃ，２ｄと、誘電体回路基板２ｂとの間の熱的な干渉を少なくすることができ、光通信器として一層の高性能を期待できる。
また、いままでの例では、金属板４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ同士は、組み立てた状態で互いに密着させていた。しかし、一部の金属板を一体成型で初めから結合した状態で作ることも可能である。
【００２２】
図５（ａ）は、金属板４ａ，４ｃを断面Ｌ字状に一体に形成し、その端部に溝１５ａを設け、金属板４ｂ，４ｄを断面Ｌ字状に一体に形成し、その端部に溝１５ｂを設け、互いに金属板の一端を他の溝に挿入することにより、断面矩形状に組み立てた筐体を示す斜視図である。このように、金属板の一端を他の溝に挿入することにより、金属板４ａ〜４ｅ相互間の熱的結合が実現できる。
図５（ｂ）は、金属板４ａ，４ｃ，４ｄを断面コの字状に一体に形成し、その両端部に溝１５ｃ，１５ｄを設け、金属板４ｂの両端をこれらの溝１５ｃ，１５ｄに挿入することにより、断面矩形状に組み立てた筐体を示す正面図である。この例においても、金属板の両端を他の溝に挿入することにより、金属板４ａ〜４ｅ相互間の熱的結合が実現できる。
【００２３】
なお、図５（ａ）（ｂ）において、金属板と溝を密着させるため、溶接、はんだ付け、接着剤による接着などを行うと好ましい。
その他、本発明の範囲内において種々の変更を施すことが可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、発熱部品が実装された誘電体回路基板の片側の金属部が、筐体の一部又は全部を構成するために、熱の伝導距離が最短となり、その金属部から外部に効率よく放熱される。したがって、筐体の温度上昇を低く抑えて、光通信器の良好な動作を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の光通信器１の組み立て図、（ｂ）は組み立て後の斜視図である。（ｃ）は、筐体の側面に風通し用の孔を設けた例を示す。
【図２】本発明の光通信器の側断面図である。
【図３】光通信器の部分Ａを示す分解斜視図である。
【図４】筐体の一部のみを金属板で、他を樹脂板で構成した光通信器１を示す側断面図（ａ）及び斜視図（ｂ）である。
【図５】複数の金属板を一体成型で初めから結合した状態で作った光通信器の断面図である。
【符号の説明】
１　光通信器
２ａ〜２ｄ　誘電体回路基板
４　筐体
４ａ〜４ｅ　金属板
５　モジュール
５ａ，５ｂ　端子
６　光ファイバ
７　調整用電子部品
８　集積回路部品
８ａ　金属ブロック
９　導線
１０ａ，１０ｂ　入出力端子
１１ａ，１１ｂ　金属板
１２　ヒートシンク
１３　接地層
１４ａ，１４ｃ，１４ｄ　樹脂板
１５ａ，１５ｂ　溝
４１，４２，４３　金属板に作った孔
４４　金属板に作った風通し用の孔
【図１】
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【図２】
2004111633.tif 000004
【図３】
2004111633.tif 000005
【図４】
2004111633.tif 000006
【図５】
2004111633.tif 000007