(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも電気部品を収容する金属製のハウジング内に前記電気部品からの信号をハウジング外の回路基板へ取り出す接続用コネクタをハウジング底部に臨ませて設けることにより、この接続用コネクタを前記回路基板上の相手側コネクタに嵌合させたときに前記ハウジング底部が前記回路基板に密着されるように構成し、このハウジングの底面に前記相手側コネクタを挿入する入口を形成すると共に、その入口の周囲に前記回路基板に形成されたグランド部に密着される導電性のガスケットを取り付けたことを特徴とする基板装着用デバイス。
【請求項２】
前記ハウジングの底面の前記ガスケット取り付け箇所に、そのガスケットを嵌め込むための溝を形成したことを特徴とする請求項１記載の基板装着用デバイス。
【請求項３】
前記ガスケットは、液状のガスケット原料を前記ハウジングの底面に塗布し、このガスケット原料を固化させたものであることを特徴とする請求項１又は２記載の基板装着用デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板上にコネクタ嵌合により装着される基板装着用デバイスに係り、特に、シールド性に優れた基板装着用デバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハウジング内に電気部品やその他の部品を収容したデバイスをプリント基板等の母体に取り付ける際に、半田付けなどで恒久的に固定する場合と、プリント基板に固定されたソケット等の固定具（兼電気的接続具）に装着して着脱を可能にする場合とがある。ここでは、後者の形態のデバイスを基板装着用デバイスと呼ぶ。
【０００３】
基板装着用デバイスの一例として光通信デバイスについて説明する。
【０００４】
光通信においては、光ファイバ伝送路における光信号と通信処理装置における電気信号とを相互に変換する光送信器及び光受信器が必要になる。光送信器と光受信器とを一体に構成したものを光トランシーバと呼ぶ。ここでは、光送信器、光受信器、光トランシーバを総称して光通信デバイスと呼ぶことにする。
【０００５】
一般に、光トランシーバは、図１０に示されるように、電気信号により発光モジュールを駆動して光信号を出力する１つの送信部１０１と、光信号を受光モジュールで電気信号に変換して増幅する１つの受信部１０２とを一体化したものである。
【０００６】
光トランシーバは、通信処理を行う回路基板に部品として搭載される。さらに、その回路基板が通信処理装置の筐体に収容される。
【０００７】
従来の光トランシーバは、図１１（ａ）に示されるように、単体の光素子１１１をパッケージ１１２に収容しそのパッケージ１１２にリード１１３を取り付けて光素子モジュール１１８を構成し、その光素子モジュール１１８を図１１（ｂ）に示されるように、光トランシーバ内の基板１１９に取り付けた形態で利用されている。１１４は光素子に集光するレンズ、１１５は光素子を固定するマウントベース、１１６は光素子をリードに繋ぐワイヤボンディングである。パッケージ１１２に挿入された光ファイバ１１７は光ファイバ一体型の場合を示している。また、１０９は光トランシーバ基板の配線パターン、１０８は電気信号を処理するＩＣモジュールである。ＩＣモジュール１０８の中には、図１１（ｃ）に示されるように、ＩＣチップ１０７が収容され、そのＩＣチップ１０７はワイヤボンディング１０６を介してリード１０５に接続されている。
【０００８】
また、光素子モジュール１１８に伝送路の光ファイバを結合させるために、図１２に示されるように、光トランシーバ１２１のハウジング１２２には光ファイバのコネクタを差し込むレセプタクル１２３が形成される。このような形態の光トランシーバ１２１をレセプタクル型という。このレセプタクル１２３の端面が回路基板の端部に位置するように光トランシーバ１２１を回路基板に配置、実装し、さらに、レセプタクル１２３の端面が通信処理装置の筐体の正面パネルから開口するように回路基板を配置することになる。ただし、レセプタクルを用いず、光素子モジュールに直接結合させた光ファイバ１１７を光トランシーバから伸ばし出し、その光ファイバ１１７にコネクタを取り付けるようにしたピッグテイル型も実現可能である。
【０００９】
光トランシーバ１２１を回路基板に電気的に接続かつ機械的に固定する方法としては、光トランシーバ１２１のハウジング１２２から出したリード１２４を回路基板に半田付けする方法がある。また、ピッグテイル型の場合、光トランシーバのハウジングと相手の回路基板とに雌雄のコネクタを実装しておき、このコネクタを嵌合させる方法でもよい。
【００１０】
このようにコネクタで装着するピッグテイル型の光通信デバイスは、基板装着用デバイスである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
送信部や受信部における電気信号は高周波である。高周波信号を扱う場合、不要輻射によって周辺の回路や機器に悪影響を与えないように配慮する必要がある。このために、ハウジングをアルミ等の金属で構成することは有効である。
【００１２】
しかし、ハウジングと相手の回路基板とに雌雄のコネクタを実装しておき、このコネクタを嵌合させる方法を採用した場合、せっかくハウジングを金属で構成しても、このハウジングを回路基板に取り付けた状態でハウジングの底面と回路基板との間に隙間ができてしまうと、この隙間から不要輻射が漏れてしまう。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、シールド性に優れた基板装着用デバイスを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、少なくとも電気部品を収容する金属製のハウジング内に前記電気部品からの信号をハウジング外の回路基板へ取り出す接続用コネクタをハウジング底部に臨ませて設けることにより、この接続用コネクタを前記回路基板上の相手側コネクタに嵌合させたときに前記ハウジング底部が前記回路基板に密着されるように構成し、このハウジングの底面に前記相手側コネクタを挿入する入口を形成すると共に、その入口の周囲に前記回路基板に形成されたグランド部に密着される導電性のガスケットを取り付けたものである。
【００１５】
前記ハウジングの底面の前記ガスケット取り付け箇所に、そのガスケットを嵌め込むための溝を形成してもよい。
【００１６】
前記ガスケットは、液状のガスケット原料を前記ハウジングの底面に塗布し、このガスケット原料を固化させたものであってもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１８】
図１に示されるように、本発明に係る基板装着用デバイスである光通信デバイスは、複数の光素子及びＩＣチップを収容したハウジング１内に多芯フラット光ファイバ（テープファイバとも言う）２の一端を挿入し、この多芯フラット光ファイバ２の反対端に多芯一括光コネクタ３を取り付けたピッグテイル型の光通信デバイスである。ハウジング１内では多芯フラット光ファイバ２の各芯の光ファイバに臨ませて各光素子が配置されている。
【００１９】
ここでは、多芯フラット光ファイバ２には、シングルモードファイバφ０．２５ｍｍ×８本を０．２５ｍｍピッチで平行に並べた８芯フラット光ファイバを使用している。この８芯フラット光ファイバ２の一端がハウジング１内に挿入され、ハウジング１内に固定されている。８芯フラット光ファイバ２の反対端には８芯一括光コネクタ３が取り付けられている。
【００２０】
ハウジング１は、金属製（アルミ）で略直方体状に形成されている。このハウジング１の多芯フラット光ファイバ挿入端の反対端には、光通信デバイスをホスト回路基板から取り外すときに傾倒させるリリース部材４が設けられている。
【００２１】
ハウジング１の内部には底部に臨ませて接続用コネクタ５が収容されている。この接続用コネクタ５は、ＩＣチップからの信号をハウジング外のホスト回路基板６へ取り出すと共に、光通信デバイスをホスト回路基板６に固定するためのもので、接続用コネクタ５が雌であればホスト回路基板６上の相手側コネクタ７が雄である。接続用コネクタ５と相手側コネクタ７との雌雄は逆でもよい。
【００２２】
図２に示されるように、本発明に係る光通信デバイスのハウジング１は、下ハウジング２１と上ハウジング２２とに２分割形成されている。このうち下ハウジング２１は、底面とその周囲を囲む側壁とからなり、光通信デバイス基板２３を収容する空間を形成するものである。上ハウジング２２は、上記収容空間の上部を閉じるものであると共に、表面に多数の凹凸（図示せず）を形成して放熱を図るものである。
【００２３】
光通信デバイス基板２３には、表面に配線パターンが形成されていると共に光素子用基板（シリコン基板）２４とＩＣチップ２５とが搭載されている。この光通信デバイス基板２３の裏面に接続用コネクタ５が取り付けられている。
【００２４】
ハウジング１の底面には相手側コネクタ７を挿入する入口２６が形成されている。接続用コネクタ５の下端が入口２６とほぼ同じ高さに位置することにより、接続用コネクタ５を相手側コネクタ７に嵌合させたとき、ハウジング１の底面がホスト回路基板６にほぼ接することになる。
【００２５】
光素子用基板２４上には複数の光素子２７が一直線上に並べて搭載されている。これら光素子２７とＩＣチップ２５とがワイヤボンディング２８で接続されている。また、光素子用基板２４上に多芯フラット光ファイバ２の先端が載せて固定されている。上ハウジング２２により下ハウジング２１の上部を閉じることにより、多芯フラット光ファイバ２が上下ハウジングの閉じ合わせ部分からハウジング１内に挿入されている状態となる。
【００２６】
ハウジング１内には、多芯フラット光ファイバ２の挿入端に臨ませて光素子２７が配置され、これら光素子２７の背後側にＩＣチップ２５が配置され、さらにそのＩＣチップ２５の後方に接続用コネクタ５が配置されていることになる。
【００２７】
図３に示されるように、本発明に係る光通信デバイスの内部では、光素子用基板２４に、８個の光素子２７が実装可能な最小ピッチ０．５ｍｍで一列に並べられている（この図では簡略化して３個だけ示した）。この光素子用基板２４には、予め光素子２７の配列ピッチと同じピッチ０．５ｍｍでＶ溝３１が形成されている。各Ｖ溝３１に沿わせて１本ずつ光ファイバ３２が載せてあり、各々の光ファイバ３２が接着により光素子用基板２４に固定されている。
【００２８】
各光素子２７とＩＣチップ２５の各端子とがワイヤボンディング２８で接続されている。また、光通信デバイス基板２３の表面には予め配線パターン３３が形成されており、この配線パターン３３は接続用コネクタ５の各端子に繋がっている。そして、ＩＣチップ２５の各端子と各配線パターン３３とがワイヤボンディング３４で接続されている。
【００２９】
尚、これまで光素子２７を発光素子とも受光素子とも限定しなかったが、８個の光素子２７を全て発光素子とし、ＩＣチップ２５を８回路ドライバとすることにより、この光通信デバイスは８チャンネル用光送信器となり、８個の光素子２７を全て受光素子とし、ＩＣチップ２５を８回路増幅器とすることにより、この光通信デバイスは８チャンネル用光受信器となる。また、発光素子と受光素子とを複合して使用し、ドライバのＩＣチップと増幅器のＩＣチップとを搭載することにより、４チャンネル送受信を行う光トランシーバを形成してもよい。
【００３０】
また、チャンネル数を８としたのは、通信処理装置を構成するコンピュータが８を単位とする慣例に合わせたものであり、他の数であってもよいことは言うまでもない。
【００３１】
図１〜図３に示した本発明の光通信デバイスは、ピッグテイル型とし、単体の光素子２７やＩＣチップ２５を使用したので、１回路当たりの占有スペースが小さくできる。また、各芯の光ファイバ３２に臨ませて光素子２７を配置すると共にその光素子２７の背後側にＩＣチップ２５を配置したので、幅の狭い光通信デバイスが形成され、ホスト回路基板６上への密集配置が可能となる。また、光素子２７からＩＣチップ２５までワイヤボンディング２８で接続したので、接合箇所が少なく信頼性が高くなると共に、光通信デバイス内での伝送距離が短くなり、外部に対してはもとより、光通信デバイス内部相互間でも不要輻射が出にくく、受けにくくなる。
【００３２】
この結果、従来の１チャンネル送受信を行うレセプタクル型光トランシーバとほぼ同サイズ（端面幅約１３ｍｍ）で、８チャンネルの光送信器又は光受信器或いは４チャンネル送受信を行う光トランシーバを実現できる。
【００３３】
次に、光素子の配置について説明する。
【００３４】
図４（ａ）に示した配置では、光素子用基板２４に各々単体の光素子２７が８個一列に等間隔で並べてある。８芯フラット光ファイバ２の各芯を構成する光ファイバ３２が光素子２７と同じピッチで並べてあり、各光素子２７と一対一で光結合されている。
【００３５】
図４（ｂ）に示した配置では、２個に分割された光素子用基板４１，４１に、４個の光素子を一列に並べて一体化した４素子アレイ４２が各々搭載されている。このように、４素子アレイ４２を２個並べることによって、光素子が８個一列に並べてある。
【００３６】
８素子アレイ等の多数素子の複合体を用いると、マウント工数が節減できるが、素子１つが不良でもアレイを交換しなければならないので、歩留まりが悪い。一方、単体の光素子２７を複数用いると、不良のときはその光素子２７のみ交換すればよいので、歩留まりが向上するが、単体の光素子２７を一つ一つ位置合わせしてマウントするのは工数がかかる。４素子アレイ４２等の小数素子の複合体を用いると、そのうちの１個の素子が不良となる確率が多数素子複合体よりも低いため、あまり歩留まりが落ちることなく、しかも、マウント工数が節減されるので、総合的にはコスト削減を図ることができる。尚、単体の光素子２７を使用した図４（ａ）の形態と４素子アレイ４２を使用した図４（ｂ）の形態とのいずれがコスト的に優れているかは、各部品の単価や歩留まり率、マウント工数及び単価などの数量を比較して判断することになる。
【００３７】
本発明の光通信デバイスの回路図は、図５（ａ）又は図５（ｂ）のようになる。図５（ａ）に示した回路では、８個の光素子２７が全て発光素子、例えば、ＬＤ（レーザダイオード）５１であり、ＩＣチップ２５は８回路の駆動回路アレイ５２である。これにより、８チャンネルの光送信器が実現される。
【００３８】
図５（ｂ）に示した回路では、８個の光素子２７が全て受光素子、例えば、ＰＤ（フォトダイオード）５３であり、ＩＣチップ２５は８回路の増幅回路アレイ５４である。これにより、８チャンネルの光受信器が実現される。
【００３９】
図５（ａ）や図５（ｂ）の光通信デバイスは、光素子や回路の機能が統一されているので、必要な複数の回路を１つのＩＣチップ２５で実現することができる。これにより、ハウジング内に収容する部品点数が削減され、小型化及びコスト削減につながる。
【００４０】
ＩＣチップ２５から接続用コネクタ５を介してホスト回路基板６に信号を送受する伝送線は、１信号について２本配線されている。そして、一方の伝送線の信号論理を他方の伝送線の信号論理と反転させて伝送するようになっている。図６（ａ）には光送信器の例を示した。
【００４１】
図示のように、接続用コネクタ５内の隣接する２つのコネクタ端子６１，６２より信号「データ」と信号「データバー」とが１つの駆動回路６３のために入力される。配線パターンの形状は図示しないが、この信号「データ」の配線パターンと信号「データバー」の配線パターンとは、互いに近接かつ隣接し、好ましくは平行に設けてある。駆動回路６３は、信号「データ」が０、信号「データバー」が１のときのみＬＤ５１を発光させ、それ以外の論理ではＬＤ５１を発光させない。ホスト回路基板６からの信号「データ」及び「データバー」は、図６（ｂ）のように常に逆の論理である。
【００４２】
図示しない光受信器の場合は、ＰＤ出力が増幅回路に入力され、増幅回路から正逆論理の信号「データ」「データバー」が出力される。そして、この信号「データ」の配線パターンと信号「データバー」の配線パターンとは、互いに近接かつ隣接し、好ましくは平行に設けられ、接続用コネクタ５内の隣接する２つのコネクタ端子に繋がる。
【００４３】
このように、信号伝送線を１信号について２本配線し、論理を互いに反転させて伝送するので、両線からの輻射ノイズは、一方が正なら他方が負となり、少し離れた輻射空間においては互いに相殺される。これにより、他の信号伝送線とのクロストークが解消される。
【００４４】
次に、本発明の光通信デバイスを通信処理装置に利用する形態を説明する。
【００４５】
図７（ａ）に示されるように、ホスト回路基板６は、片端にバックボードコネクタ７１を有するスロット差し込み式の基板である。このホスト回路基板６には複数の相手側コネクタ７が実装されており、それぞれの相手側コネクタ７に光通信デバイス７２を装着することができる。図に示した光通信デバイス７２の配置形態は、互いにハウジング１の長手方向を平行にし、ホスト回路基板６の自由端寄りに一列ないし複数列に並べたものである。ハウジング１は多芯フラット光ファイバ２の挿入端がバックボードコネクタ７１に向けてあり、これより延出された多芯フラット光ファイバ２の反対端の多芯一括光コネクタ３はバックボードコネクタ７１に挿入されている。バックボードコネクタ７１と光通信デバイス７２との間には通信処理回路が搭載されている。
【００４６】
各光通信デバイス７２は、これまで説明した８チャンネル光送信器又は光受信器であり、従来の１チャンネル光トランシーバとほぼ同一サイズなので、ホスト回路基板６が同一面積であれば従来に比べて４倍のチャンネルを載せることができる。
【００４７】
図７（ｂ）に示されるように、通信処理装置７３は、複数の基板を差し込むことのできる多段スロット７４を有し、複数のホスト回路基板６を装着することができる。勿論、１枚のホスト回路基板６からなる通信処理装置を構成してもよい。この通信処理装置７３の裏側より図示しない他の通信処理装置への光ファイバケーブル７５を配線する。これにより、他の通信処理装置との間で多チャンネル光通信が可能となる。
【００４８】
図７（ｃ）は、バックボードコネクタ７１に対する１つの光通信デバイス７２からの多芯フラット光ファイバ２と、通信処理装置７３の裏側より配線する光ファイバケーブル７５との接続関係の一例を示したものである。多芯フラット光ファイバ２には、第一チャンネルｃｈ１から第ＮチャンネルｃｈＮまでの光伝送路が含まれている。これに対し、光ファイバケーブル７５は、各チャンネルがそれぞれ独立しており、複数の通信相手７６へと配線されている。このように、１つの光通信デバイス７２における各チャンネルは、１つ１つ独立して任意の通信処理装置に配線することができる。従って、通信相手７６となる各通信処理装置において必要なチャンネル数がまちまちである場合に、任意の光通信デバイス７２の任意のチャンネルを通信相手７６となる任意の通信処理装置に割り当てることが可能となる。これにより、例えば、ＬＡＮのホスト装置に対して多数の端末や中継装置や他のホスト装置からの光ファイバケーブルを配線することが容易になる。
【００４９】
次に、本発明に係る光通信デバイスのハウジング底面における特徴について詳述する。
【００５０】
図８に示されるように、ハウジング１の底面には相手側コネクタ７を挿入する入口２６が形成されている。接続用コネクタ５の下端が入口２６とほぼ同じ高さに位置することにより、接続用コネクタ５を相手側コネクタ７に嵌合させたとき、ハウジング１の底面がホスト回路基板６にほぼ接することになる。
【００５１】
入口２６周囲のハウジング１底面には、導電性のガスケット８１が取り付けられている。ガスケット８１は、入口２６の外周を囲むべく、所定幅の線を用いて略矩形に形成されている。
【００５２】
ガスケット８１は、例えば、液状のガスケット原料をハウジング１の底面に塗布し、このガスケット原料を固化させたものである。また、ガスケット８１は、導電性のゴムで構成してもよい。
【００５３】
図９により、ハウジング１の底面近傍の断面構造を説明する。ハウジング１は、放熱板を兼ねる上ハウジング２２によって上部が閉じられていると共に、下ハウジング２１も側壁と底面とからなり、底面に形成された入口２６のみが、外部に対して開かれた部分となる。その入口２６を囲むようにハウジング１底面には溝９１が形成されている。溝９１に嵌め込むガスケット８１は、断面がほぼ円形であり、溝９１の深さよりもやや径が太く形成されている。これにより、ガスケット８１を溝９１に嵌め込むと、ガスケット８１の一部がハウジング１底面よりわずかに下に出ることになる。
【００５４】
一方、ホスト回路基板６には、ハウジング１底面の入口２６を除く矩形枠状部分に対向させて、グランドパターン９２が形成されている。グランドパターン９２は相手側コネクタ７を囲むことになる。接続用コネクタ５を相手側コネクタ７に嵌合させたとき、ガスケット８１がグランドパターン９２に密に接し、ハウジング１の底面とホスト回路基板６との隙間を封じることになる。
【００５５】
このようにして、電波が漏洩する隙間が確実に解消され、しかも、シールドを構成する金属製のハウジング１がガスケット８１を介して広い接触面積でグランドパターン９２に導通するので、ハウジング１は確実に接地電位となる。
【００５６】
以上の実施形態では、光通信デバイスを例にとったが、本発明は、光通信デバイスに限らずソケットやコネクタで母体から着脱する基板装着用デバイスに適用できるものである。
【００５７】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００５８】
（１）接続用コネクタを金属製のハウジング内に設け、ハウジングの底面に相手方コネクタを挿入する入口を形成したので、両コネクタは嵌合状態のときハウジングに囲まれて電波的に遮蔽される。寸法誤差によって、ハウジング底部が回路基板に密着しない場合でも、導電性のガスケットが入口の周囲を囲むので、電波が漏洩する隙間が無い。また、回路基板のグランドパターンにガスケットが接するので、ハウジングを確実に接地することができる。
【００５９】
（２）ガスケットを嵌め込むための溝を形成したので、嵌め込みが容易である。
【００６０】
（３）液状のガスケット原料をハウジングの底面に塗布するだけなので、取り付けが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す光通信デバイスの外観図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す光通信デバイスの断面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す光通信デバイスの内部構造図である。
【図４】本発明の実施形態を示す光素子の配置図である。
【図５】本発明の実施形態を示す光通信デバイスの回路図である。
【図６】本発明の一実施形態を示す光通信デバイスにおける、（ａ）１チャンネル分の回路図、（ｂ）信号波形図である。
【図７】本発明の一実施形態を示す通信処理装置における、（ａ）ホスト回路基板の構成図、（ｂ）ホスト回路基板の取り付け図、（ｃ）チャンネル分配図である。
【図８】本発明の一実施形態を示す光通信デバイスの底面が見える外観図である。
【図９】本発明の一実施形態を示す光通信デバイスの短手方向断面図である。
【図１０】従来の光トランシーバの回路図である。
【図１１】従来の光トランシーバにおける、（ａ）光素子モジュールの内部構造図、（ｂ）光トランシーバ基板の実体配置図、（ｃ）ＩＣモジュールの内部構造図である。
【図１２】従来の光トランシーバの外観図である。
【符号の説明】
１  ハウジング
２  多芯フラット光ファイバ
４  リリース部材
５  接続用コネクタ
６  ホスト回路基板
７  相手側コネクタ
２５  ＩＣチップ
２６  入口
２７  光素子
８１  ガスケット
９１  溝
９２  グランドパターン
【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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【図６】
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【図７】
0003867535.tif 000008
【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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