(57)【要約】【課題】  放熱効率の向上および光モジュール接続装置の小型化の両立を図ることができること。【解決手段】  光モジュール用プラグ部１０において、発光／受光素子ユニット４４、受信チップ部４６、ドライバ素子４８等を共通の平面上に有するフレキシブル配線板３０は、金属製のレセプタクル支持部材２０の端面２０ＥＳがその表面３０Ｂに当接し、ドライバ素子４８が金属製のバックアップ部材３２に当接した状態で、フレキシブル配線板３０がレセプタクル支持部材２０とバックアップ部材３２の端面とにより挟持されるもの。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ケーブルに接続される接続部を支持する支持部材と、金属材料で形成され、該接続部に対応した位置に光学素子および該光学素子に隣接して少なくとも一つの駆動回路を有する配線基板を、該配線基板および該駆動回路に当接させた状態で前記支持部材の端面と協働して挟持するバックアップ部材と、該バックアップ部材の外周面に当接し該バックアップ部材を収容する金属製ケースと、を含んでなる光モジュール用プラグ部と、
前記光モジュール用プラグ部の前記配線基板の接続端部が接続されるソケット部を有するレセプタクルユニットと、  を具備して構成される光モジュール接続装置。
【請求項２】
前記光ケーブルに接続される接続部は、弾性部材により前記光学素子に向けて付勢された状態で前記支持部材に支持されることを特徴とする請求項１記載の光モジュール接続装置。
【請求項３】
前記レセプタクルユニットは、前記光モジュール用プラグ部が接続される場合、前記光モジュール用プラグ部の金属製ケースの外周部に当接するヒートシンクを備えることを特徴とする請求項２記載の光モジュール接続装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ケーブル用コネクタが接続される光モジュール用プラグ部を含んでなる光モジュール接続装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムにおいては、光コネクタとマザーボードを接続し、光信号を電気信号への変換する光電気変換が行われている。光コネクタ等により伝送される光信号を受信または送信するため光信号と電気信号とを相互に変換する光素子を備えた光モジュールが用いられている。電気信号から光信号への変換には、ＶＣＳＥＬに代表される面発光素子が用いられ、光信号から電気信号への変換には、ＰＩＮフォトダイオードに代表される面受光素子が用いられている。これらの光素子は、基板に対して電気的に接続され、光ファイバ等は、光素子に対して光学的に接続される。
【０００３】
このような光コネクタとマザーボードの接続装置として例えば、特許文献１にも示されるように、光コネクタとマザーボードは、光コネクタが挿入された光モジュールと、光モジュールが挿入および抜出可能なマザーボードの上に設けられたケージとによって接続されるものが提案されている。また、例えば、特許文献２には、光導波路が保持部材により保持された上部構造体と、上部構造体と光接続する光素子・電子部品搭載基板と、を備えた光モジュールが示されている。光素子・電子部品搭載基板は、面発光素子のＶＣＳＥＬと面受光素子のＰＩＮフォトダイオードから構成された光素子と、光素子の駆動用のドライバ集積回路装置などの電子部品と、を搭載したセラミック基板を備えている。さらに、特許文献３には、屈曲可能な柔軟性を備えた基板上に光半導体素子と、光半導体素子の駆動および信号を増幅するための半導体素子と、を備えた光モジュールが示されている。
【０００４】
これら光素子およびその駆動回路は、作動時、光出力パワーの値次第で比較的高温で発熱することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６３１８４号公報
【特許文献２】特開２００９−１９９０３７号公報
【特許文献３】ＷＯ２００８／０９６７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
面型光半導体素子およびその駆動回路を有する光コネクタが挿入された光モジュールが、マザーボードのケージに接続された場合、発熱体からの熱がそのケージ内の空気層および配線基板等を介して熱伝達または熱伝導されるのでその放熱効率を向上させることも一定の限界がある。
【０００７】
以上の問題点を考慮し、本発明は、光ケーブル用コネクタが接続される光モジュール用プラグ部を含んでなる光モジュール接続装置であって、放熱効率の向上を図ることができる光モジュール接続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】
【０００８】
上述の目的を達成するために、本発明に係る光モジュール接続装置は、光ケーブルに接続される接続部を支持する支持部材と、熱伝導性を有する材料で形成され、接続部に対応した位置に光学素子および光学素子に隣接して少なくとも一つの駆動回路部を有する配線基板を、配線基板および駆動回路部に当接させた状態で支持部材の端面と協働して挟持するバックアップ部材と、を含んでなる光モジュール用プラグ部と、光モジュール用プラグ部の配線基板の接続端部が接続されるソケット部を有するレセプタクルユニットと、を備えて構成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る光モジュール接続装置によれば、バックアップ部材が、熱伝導性を有する材料で形成され、接続部に対応した位置に光学素子および光学素子に隣接して少なくとも一つの駆動回路部を有する配線基板を、配線基板および駆動回路部に当接させた状態で支持部材の端面と協働して挟持するので放熱効率の向上および光モジュール接続装置の小型化の両立を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る光モジュール接続装置の一例における光モジュール用プラグ部およびレセプタクル部の構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る光モジュール接続装置の一例における光モジュール用プラグ部およびレセプタクル部が接続された状態を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る光モジュール接続装置の一例における光モジュール用プラグ部の構成を分解して示す分解斜視図である。
【図４】図３に示される光モジュール用プラグ部の構成を示す断面図である。
【図５】（Ａ）は、図３に示される光モジュール用プラグ部における光モジュール本体部を示す斜視図であり、（Ｂ）および（Ｃ）は、（Ａ）に示される光モジュール本体部の組み立ての説明に供される斜視図である。
【図６】図３に示される光モジュール用プラグ部における光モジュール本体部の構成を分解して示す斜視図である。
【図７】（Ａ）は、図３に示される光モジュール用プラグ部において用いられるフレキシブル配線板を示す斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示されるフレキシブル配線板において保護用キャップを取り外した状態を示すフレキシブル配線板の斜視図である。
【図８】図２（Ｂ）に示される例においてヒートシンクを取り外した状態でレセプタクル部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図２（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、本発明に係る光モジュール接続装置の一例の外観を示す。
【００１２】
図２（Ａ）および（Ｂ）において、光モジュール接続装置は、光ケーブル１４の一端に接続されるＳＦコネクタ２４（図６参照）が着脱可能に接続される光モジュール用プラグ部１０と、光モジュール用プラグ部１０が接続されるレセプタクルユニット１２と、を主な要素として構成されている。
【００１３】
レセプタクルユニット１２は、例えば、所定の電子機器内のプリント配線基板１６上に固定されている。レセプタクルユニット１２は、その外郭部を形成するシールドケース５４と、シールドケース５４内に形成されるソケット収容部５４Ａに配されるソケット５６と（図８参照）、シールドケース５４の上部を覆うヒートシンク５０とを含んで構成されている。
【００１４】
シールドケース５４は、図８に拡大されて示されるように、例えば、金属製材料で成形され、ソケット収容部５４Ａを内部に有している。シールドケース５４の外周部には、後述するヒートシンク固定具５２の各連結片を係止する複数個の爪部５４ｎが両側壁にそれぞれ、形成されている（図８においては、一方の側壁のみを示す）。
【００１５】
ソケット収容部５４Ａは、ヒートシンク５０が取り外されている場合、上方に向けて開口するとともに、一方のプラグ挿入口５４ａに連通している。ソケット収容部５４Ａ内のソケット５６の一端とプラグ挿入口５４ａの一端との間には、図１に示されるように、後述する光モジュール用プラグ部１０の先端部が挿入される空間が形成されている。
【００１６】
ソケット５６におけるプラグ挿入口５４ａに対向する端部には、二つのスリット５６Ｓ１および５６Ｓ２が、プリント配線基板１６の表面に対し垂直方向に沿って上下に所定の間隔で互いに略平行に形成されている。スリット５６Ｓ１および５６Ｓ２には、それぞれ、後述する光モジュール用プラグ部１０の接続用基板３６Ａおよび３６Ｂが挿入される。スリット５６Ｓ１および５６Ｓ２の周縁に形成される複数個の細かい溝には、それぞれ、接続用基板３６Ａおよび３６Ｂのコンタクトパッドに対応した複数個のコンタクト端子が配されている。これらのコンタクト端子の固定端子部は、プリント配線基板１６における導体パターン（不図示）に半田付け固定されている。これにより、光モジュール用プラグ部１０の接続用基板３６Ａおよび３６Ｂが、図１に拡大されて示されるように、スリット５６Ｓ１および５６Ｓ２に挿入され接続される場合、接続用基板３６Ａおよび３６Ｂが、それぞれ、複数個のコンタクト端子を介してプリント配線基板１６における導体パターン（不図示）に電気的に接続されることとなる。
【００１７】
図２（Ａ）に示されるように、ヒートシンク５０は、例えば、アルミニウム合金で成形され、縦横に配置される複数本の放熱ピンを上端部に有している。ヒートシンク５０をシールドケース５４に固定するヒートシンク固定具５２は、隣接する放熱ピンの列の相互間における上面に当接し通過する３本の門型の帯状片と、ヒートシンク５０の長辺に沿って延在するように形成され３本の帯状片の各端部を連結する連結片とを有している。連結片は、シールドケース５４の各爪部５４ｎに係止される孔を所定の間隔で３箇所に有している。これにより、シールドケース５４の上端に配されるヒートシンク５０は、図２（Ａ）に示されるように、ヒートシンク固定具５２の連結片の各孔がシールドケース５４の各爪部５４ｎに係止されることにより、シールドケース５４に固定されることとなる。
【００１８】
光モジュール用プラグ部１０は、図３に示されるように、光モジュール本体部と、光モジュール本体部の上部を覆うアッパーケース１８と、光モジュール本体部の下部を覆うロアケース２２とを含んで構成されている。
【００１９】
アッパーケース１８は、例えば、熱伝導性の優れた金属材料で成形され、光モジュール本体部の上部が収容される凹部を有している。凹部を形成する上壁部には、その凹部に連通する透孔１８ａが所定の間隔で２箇所に形成されている。各透孔１８ａには、アッパーケース１８をモジュール本体部に固定するための小ネジＢＳ１が挿入される。
【００２０】
ロアケース２２は、例えば、熱伝導性の優れた金属材料で成形され、光モジュール本体部の下部が収容される比較的浅い凹部を有している。ロアケース２２の一方の端部には、２箇所に透孔２２ａが形成されている。各透孔２２ａには、ロアケース２２をモジュール本体部に固定するための小ネジＢＳ２が挿入される。
【００２１】
光モジュール本体部は、図５（Ａ）および図６に示されるように、ＳＦコネクタ２４が接続されるレセプタクル２８を内部に収容し支持するレセプタクル支持部材２０と、後述する発光／受光素子ユニット４４等が実装されるフレキシブル配線板３０と、後述する保護用キャップ３４をフレキシブル配線板３０の表面に当接させた状態で所定位置に位置決めし保持するためのバックアップ部材３２とを主な要素として含んで構成されている。
【００２２】
レセプタクル支持部材２０は、レセプタクル２８が挿入される開口部２０Ａを有している。開口部２０Ａは、ＳＦコネクタ２４の着脱方向に沿ってレセプタクル支持部材２０の内部を貫通している。開口部２０Ａの一方の端部は、レセプタクル支持部材２０におけるフレキシブル配線板３０の表面３０Ｂに当接する端面２０ＥＳに開口している。
【００２３】
また、図５（Ａ）に示されるように、ＳＦコネクタ２４の端部が露出される開口部２０Ａの周縁には、後述する押さえバネ２６が固定される固定面が形成されている。その固定面には、押さえバネ２６をレセプタクル支持部材２０に固定するための２本の小ネジＢＳ４が、それぞれ、ねじ込まれる雌ねじ孔が形成されている。さらに、レセプタクル支持部材２０の両側面部における端面２０ＥＳに隣接した部分には、それぞれ、後述するバックアップ部材３２の連結部３２Ｃが挿入される窪み２０Ｄが形成されている。窪み２０Ｄ内には、小ネジＢＳ３が連結部３２Ｃの孔を介してねじ込まれる雌ねじ孔が形成されている。
【００２４】
レセプタクル２８は、後述するフレキシブル配線板３０における所定の透孔３０ａにそれぞれ、挿入される一対の位置決めピン２８Ｐを一方の端部に有している。また、レセプタクル２８の一方の端部には、後述するマイクロホール形成部材３８が嵌合される開口部（不図示）が形成されている。その開口部の周縁は、マイクロホール形成部材３８をＳＦコネクタ２４およびフレキシブル配線板３０の薄いガラス板４０（図５（Ｃ）参照）に対し位置決めし保持するものとされる。マイクロホール形成部材３８は、後述する光ファイバケーブルを構成する各素線に対応したマイクロホールを有している。さらに、レセプタクル２８は、ＳＦコネクタ２４が嵌合される嵌合孔を有している。
【００２５】
ＳＦコネクタ２４に一端が接続される光ファイバケーブルは、例えば、マルチチャンネル用の光ファイバケーブルとされる。
【００２６】
ＳＦコネクタ２４は、押さえバネ２６の一対の押圧片２６Ｐにそれぞれ係合される肩部を両側部に有している。これにより、図５（Ａ）に示されるように、小ネジＢＳ４が押さえバネ２６の孔２６ａを介してバックアップ部材３２の雌ねじ孔にねじ込まれることによって、光ファイバケーブルを伴うＳＦコネクタ２４がマイクロホール形成部材３８およびガラス板４０に向けて押圧された状態でバックアップ部材３２に固定されることとなる。その際、光ファイバケーブルを構成する素線群が、マイクロホール形成部材３８の表面に対し約１ｋｇ程度の力で押し付けられることとなる。
【００２７】
柔軟性のあるフレキシブル配線板３０は、図６および図７（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、その両端に接続用基板３６Ａおよび３６Ｂを有している。接続用基板３６Ａおよび３６Ｂは、互いに同一の構造を有するので接続用基板３６Ａについて説明し、接続用基板３６Ｂの説明を省略する。
【００２８】
接続用基板３６Ａは、所定の間隔で互いに平行に形成される複数のコンタクトパッドからなるコンタクトパッド群３６Ｅを一端の両面に有している。また、接続用基板３６Ａの他端は、フレキシブル配線板３０に形成される導体パターンに電気的に接続されている。
接続用基板３６Ａの一端と他端とは、内部に形成される導体を介して電気的に接続されている。
【００２９】
フレキシブル配線板３０は、例えば、ポリイミド、ポリエステル、液晶ポリマーなどの絶縁性基材の片面あるいは両面に、銅などの導体の配線が形成された可撓性を有する配線基板とされる。
【００３０】
フレキシブル配線板３０の一方の表面３０Ａには、図７（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、略中央部に発光／受光素子ユニット４４が実装されている。発光／受光素子ユニット４４は、ガラス製の保護用キャップ３４により覆われている。長方形の保護用キャップ３４の短辺の両脇には、それぞれ、上述の位置決めピン２８Ｐが挿入される透孔３０ａが形成されている。発光／受光素子ユニット４４に隣接した位置には、図７（Ａ）におけるＸ座標軸に沿う方向に発熱体としての受信チップ部４６と、発熱体としての駆動回路の一部を構成するドライバ素子４８とが実装されている。
【００３１】
また、フレキシブル配線板３０における接続用基板３６Ａと接続用基板３６Ｂとの間の部分は、図７（Ａ）においてＹ座標軸に沿った二点鎖線Ｙ１、Ｙ２に沿って図４に示されるように、折り曲げ可能とされ、バックアップ部材３２の下面部、背面部、および、上面部に固定される。二点鎖線Ｙ２は、保護用キャップ３４とドライバ素子４８との間を横切っている。また、二点鎖線Ｙ１は、保護用キャップ３４から所定距離、離隔した位置を横切っている。
【００３２】
バックアップ部材３２は、例えば、熱伝導性の優れた金属材料で成形され、上述のフレキシブル配線板３０の保護用キャップ３４が当接する背面部と、フレキシブル配線板３０のドライバ素子４８および受信チップ部４６が当接する下面部と、下面部に対向する上面部とを外周部に有している。
【００３３】
その下面部には、図６に示されるように、互いに所定の間隔をもって隣接した比較的浅い凹部３２Ｒａおよび３２Ｒｂが形成されている。凹部３２Ｒａには、ドライバ素子４８が収容される窪み３２Ｒａｄが形成されている。ドライバ素子４８は、その外周面が窪み３２Ｒａｄを形成する壁部に隙間なく当接した状態で収容されている。また、凹部３２Ｒｂには、受信チップ部４６が収容される窪み３２Ｒｂｄが形成されている。ドライバ受信チップ部４６は、その外周面が窪み３２Ｒｂｄを形成する壁部に隙間なく当接した状態で収容されている。
【００３４】
背面部には、図５（Ｃ）に拡大されて示されるように、保護用キャップ３４が収容される凹部３２Ｒｃｇが形成されている。また、背面部の両端には、それぞれ、連結部３２Ｃが突出している。連結部３２Ｃは、小ネジＢＳ３が挿入される透孔を有している。これにより、連結部３２Ｃがレセプタクル支持部材２０の窪み２０Ｄに挿入された後、小ネジＢＳ３がその透孔を介してねじ込まれることによって、ドライバ素子４８等を伴うフレキシブル配線板３０は、レセプタクル支持部材２０の端面２０ＥＳがその表面３０Ｂに当接し、ドライバ素子４８がバックアップ部材３２に当接した状態で、レセプタクル支持部材２０とバックアップ部材３２の端面とにより挟持されることとなる。また、フレキシブル配線板３０は、上述の二点鎖線Ｙ１およびＹ２に沿って折り曲げられている。
【００３５】
上述の構成を備える光モジュール本体部を組み立てるにあたっては、先ず、レセプタクル２８を収容するレセプタクル支持部材２０と、バックアップ部材３２とがフレキシブル配線板３０を介して連結部３２Ｃの透孔に小ネジＢＳ３がねじ込まれて連結される。その際、フレキシブル配線板３０における一方の表面３０Ａに実装される保護用キャップ３４がバックアップ部材３２の背面部の凹部３２Ｒｃｇに位置合わせられる。次に、図５（Ａ）に示されるように、フレキシブル配線板３０における接続用基板３６Ａと接続用基板３６Ｂとの間の部分が、バックアップ部材３２の上面部、背面部、下面部に密着するように折り曲げられる。その際、ドライバ素子４８、受信チップ部４６が窪み３２Ｒａｄ、窪み３２Ｒｂｄに位置合わせされる。また、接続用基板３６Ａおよび３６Ｂ相互間には、スペーサ部材４２が介在される。これにより、接続用基板３６Ａおよび３６Ｂは、図４に示されるように、所定距離、互いに離隔し略平行に配置されることとなる。そして、上述したように、ＳＦコネクタ２４が、押さえバネ２６および小ネジＢＳ４により、レセプタクル支持部材２０に固定される。その後、上述のアッパーケース１８およびロアケース２２がそれぞれ、光モジュール本体部のレセプタクル支持部材２０に対し小ネジＢＳ１、ＢＳ２により固定される。
【００３６】
従って、受信チップ部４６およびドライバ素子４８が作動状態とされる場合、図４に矢印で示されるように、受信チップ部４６およびドライバ素子４８から発生した熱の大部分が、金属製のバックアップ部材３２を通じてアッパーケース１８およびロアケース２２の先端部まで効率よく伝導されることとなる。
【００３７】
さらに、例えば、光モジュール用プラグ部１０が、図２（Ａ）に示されるように、レセプタクルユニット１２に接続される場合、受信チップ部４６およびドライバ素子４８が作動状態とされる場合、受信チップ部４６およびドライバ素子４８から発生した熱の大部分が、図１に示される矢印の示す方向に、金属製のバックアップ部材３２およびアッパーケース１８の先端部を通じて効率よく伝導され、また、ヒートシンク５０を通じて熱伝達により、効率よく大気中に放熱されることとなる。その際、アッパーケース１８の先端部とヒートシンク５０の下面とが当接している。また、バックアップ部材３２、アッパーケース１８、ロアケース２２を通じても大気中に放熱されているため、ヒートシンク５０の小型化も可能となる。
【符号の説明】
【００３８】
１０    光モジュール用プラグ部
１２    レセプタクル部
１４    光ケーブル
２４    ＳＦコネクタ
２６    押さえバネ
３０    フレキシブル配線板
３２    バックアップ部材
３２Ｒａｄ、３２Ｒｃｄ    窪み
４４    発光／受光素子ユニット
４６    受信チップ部
４８    ドライバ素子
５４    シールドケース
【図１】
2012168253.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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【図８】
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