(57)【要約】光部品を高密度に実装すると共に発熱部品から発生する熱を放熱することができる光トランシーバを提供することを目的とする。本発明に係る光トランシーバ（１１）は、筐体（４ａ）、（４ｂ）と、筐体（４ａ）、（４ｂ）内において光部品（７ａ）の位置決めをする位置決め部材（８ａ）と、筐体（４ａ）、（４ｂ）内に収容され、発熱部品（６ａ）が実装された基板（５）と、を備え、位置決め部材（８ａ）は、光部品（７ａ）の筐体（４ａ）、（４ｂ）内における位置を決定するとともに、基板（５）と筐体（４ａ）、（４ｂ）とを熱的に接続するように構成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体内において光部品の位置決めをする位置決め部材と、
前記筐体内に収容され、発熱部品が実装された基板と、を備え、
前記位置決め部材は、前記光部品の前記筐体内における位置を決定するとともに、前記基板と前記筐体とを熱的に接続するように構成されている、
光トランシーバ。
【請求項２】
前記位置決め部材は、前記基板及び前記筐体に当接することで前記基板と前記筐体とを熱的に接続している、請求項１に記載の光トランシーバ。
【請求項３】
前記位置決め部材と前記基板との間、及び前記位置決め部材と前記筐体との間の少なくとも一方には熱伝導性シートが設けられており、
前記位置決め部材は、前記基板と前記筐体とを前記熱伝導性シートを介して熱的に接続している、
請求項１に記載の光トランシーバ。
【請求項４】
前記位置決め部材は金属材料を用いて構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光トランシーバ。
【請求項５】
前記位置決め部材は前記基板に半田付けされている、請求項４に記載の光トランシーバ。
【請求項６】
前記光部品は光ファイバであり、
前記位置決め部材は、前記光ファイバの前記筐体内における位置を決定するとともに、前記基板と前記筐体とを熱的に接続している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光トランシーバ。
【請求項７】
前記光部品は受光素子であり、
前記位置決め部材は、前記受光素子を前記基板に固定するとともに、前記基板と前記筐体とを熱的に接続している、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光トランシーバ。
【請求項８】
前記発熱部品と前記筐体とを熱的に接続する熱伝導性部材を更に備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光トランシーバ。
【請求項９】
前記発熱部品は、前記光部品を駆動するためのドライバ、及び前記光トランシーバを制御するためのプロセッサの少なくとも一つである、請求項１〜８のいず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】
光通信に使用される光トランシーバの筐体内には、発熱部品、光部品、及び位置決め部材が収容されている。発熱部品は、光トランシーバを作動させると発熱する部品である。光部品は、高温になると特性が低下する虞があるため、発熱部品から発生する熱を効率的に放熱する必要がある。【０００３】
例えば、特許文献１及び特許文献２に開示されている技術では、発熱部品と筐体との間隙に設けられた放熱部材を介して、発熱部品から発生する熱を筐体に放熱している。
また、特許文献３及び特許文献４に開示されている技術では、発熱部品に当接している放熱部材を用いて、発熱部品から発生する熱を放熱している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平０３−０８３９９１号公報
【特許文献２】特開平０９−２８３８８６号公報
【特許文献３】特開平０８−１４８８０１号公報
【特許文献４】特開平０５−３１５７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、光通信に使用される光トランシーバの小型化が進んでいる。光トランシーバを小型化するためには、筐体内において発熱部品、光部品、及び位置決め部材を高密度に実装する必要がある。しかしながら、筐体内において発熱部品、光部品、及び位置決め部材を高密度に実装すると筐体内の温度が上昇し、光部品の特性が低下する虞がある。このため、発熱部品から発生する熱を効率的に放熱する必要がある。【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、光部品を高密度に実装すると共に発熱部品から発生する熱を効率的に放熱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】
【０００７】
本発明の一態様に係る光トランシーバは、筐体と、前記筐体内において光部品の位置決めをする位置決め部材と、前記筐体内に収容され、発熱部品が実装された基板と、を備える。前記位置決め部材は、前記光部品の前記筐体内における位置を決定するとともに、前記基板と前記筐体とを熱的に接続するように構成されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光部品を高密度に実装すると共に発熱部品から発生する熱を効率的に放熱することが可能な光トランシーバを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る光トランシーバの断面図である。
【図２】第２の実施形態に係る光トランシーバの断面図である。
【図３】第３の実施形態に係る光トランシーバの断面図である。
【図４】第４の実施形態に係る光トランシーバの断面図である。
【図５】光部品及び位置決め部材の斜視図である。
【図６】第５の実施形態に係る光トランシーバの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１１】
（第１の実施形態）
まず、図１を参照して本発明の第１の実施形態に係る光トランシーバの構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る光トランシーバの断面図である。光トランシーバ１１は、図１に示すように、筐体４ａ、４ｂ、基板５、発熱部品６ａ、光部品７ａ、及び位置決め部材８ａを備える。なお、図１において、矢印は、発熱部品６ａで発生した熱が伝導する経路を示す。
【００１２】
筐体４ａ、４ｂは、対向配置された一対の筐体である。筐体４ａ、４ｂの形状は、特に限定されない。筐体４ａ、４ｂは、例えば図１に示すように、内部に向かって突出する突起部がそれぞれの縁部に設けられた板状部材である。筐体４ａ、４ｂ内には、基板５が収容されている。
【００１３】
基板５は、筐体４ａ、４ｂ内に固定されている。基板５には、図１に示すように発熱部品６ａが実装されている。発熱部品６ａは、光トランシーバ１１を作動させると発熱する部品である。発熱部品６ａは、例えば、光部品７ａを駆動するためのドライバや、光トランシーバ１１を制御するためのプロセッサである。発熱部品６ａは、例えば、半田付けで基板５に実装されている。発熱部品６ａは、好ましくはリフロー方式で基板５に半田付けされる。
【００１４】
光部品７ａは、図１に示した例では、受光素子である。なお、光部品７ａは、可変光減衰器（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ、ＶＯＡ）、発光素子、ＷＤＭフィルタ、レーザ光源、及び光ファイバ等であってもよい。光部品７ａは、位置決め部材８ａを用いて、筐体４ａ、４ｂ内における位置が決定される。
【００１５】
位置決め部材８ａは、図１に示すように、筐体４ａに当接している。位置決め部材８ａは、筐体４ａに固定されていてもよいし、接触しているのみでもよい。また、位置決め部材８ａは、基板５に固定されている。位置決め部材８ａは、筐体４ａに当接すると共に基板５に固定されているため、筐体４ａ及び基板５を熱的に接続することができる。
【００１６】
位置決め部材８ａは、例えば、基板５に設けられた固定用パッド（不図示）を用いて固定される。位置決め部材８ａは、例えば、半田付けで基板５に設けられた固定用パッドに固定される。位置決め部材８ａを半田付けする場合、位置決め部材８ａ及び固定用パッドは、銅等の半田付け可能な金属材料を用いて構成される。
【００１７】
位置決め部材８ａを半田付けする場合、基板５に固定用の孔を設ける必要がない。したがって、基板５の両面に部品を実装することができる。つまり、発熱部品６ａ及び位置決め部材８ａを基板５に半田付けすると、基板５自体を大きくすることなく基板５の実装面積を広くすることができる。
【００１８】
位置決め部材８ａは、好ましくはリフロー方式で半田付けされる。位置決め部材８ａは、さらに好ましくは発熱部品６ａと同時にリフロー方式で基板５に半田付けされる。発熱部品６ａ及び位置決め部材８ａをリフロー方式で同時に半田付けすると、発熱部品６ａや位置決め部材８ａ等の実装に要する工程数を削減することができる。
【００１９】
位置決め部材８ａは、基板５に人手で半田付けされてもよい。人手で位置決め部材８ａを基板に半田付けする場合、例えば、光部品７ａを覆うシールドカバーを設けてもよい。また、位置決め部材８ａは、ねじ止めで基板５に固定されてもよい。ねじ止めで位置決め部材８ａを基板５に固定する場合、基板５に固定用パッドを設ける必要がない。また、半田付けすることが困難な材料を用いて位置決め部材８ａを構成することができる。
【００２０】
位置決め部材８ａは、１つの材料のみを用いて形成されていてもよい。また、位置決め部材８ａは、異なる材料を一体化して形成されていてもよい。具体的には、位置決め部材８ａは、半田付けされる領域や、筐体４ａ、４ｂに接触する領域のみ金属を用いて形成されるとともに、その他の領域を熱伝導性樹脂を用いて形成されていてもよい。
【００２１】
光トランシーバ１１を作動させると、発熱部品６ａが発熱する。発熱部品６ａで発生した熱は、図１に示すように、基板５、位置決め部材８ａ、筐体４ａの順に伝導する。筐体４ａに伝導した熱は、筐体４ａの表面から大気中に放熱される。筐体４ａには、放熱フィン等が設けられていてもよい。筐体４ａに放熱フィンを設けると、筐体４ａの放熱効率が向上する。
【００２２】
なお、光トランシーバ１１において、発熱部品６ａは、位置決め部材８ａと基板５とが熱的に接続されている位置の近傍に設けられていることが好ましい。具体的には、図１に示す例では、発熱部品６ａは、位置決め部材８ａが実装されている位置の近傍に実装されることが好ましい。位置決め部材８ａと基板５とが熱的に接続されている位置の近傍に発熱部品６ａを設けると、発熱部品６ａから位置決め部材８ａへの放熱経路の経路長を短くすることができる。したがって、発熱部品６ａから発生する熱を効率良く筐体４ａに伝導することができる。
【００２３】
上述のように、近年、光通信に使用される光トランシーバの小型化が進んでいる。光トランシーバを小型化するためには、筐体内において発熱部品、光部品、及び位置決め部材を高密度に実装する必要がある。しかしながら、筐体内において発熱部品、光部品、及び位置決め部材を高密度に実装すると筐体内の温度が上昇し、光部品の特性が低下する虞があった。このため、発熱部品から発生する熱を効率的に放熱する必要があった。
【００２４】
このような問題に鑑み第１の実施形態にかかる光トランシーバ１１は、発熱部品６ａから発生する熱を位置決め部材８ａを用いて放熱している。つまり、位置決め部材８ａは、光部品７ａの位置決めを行うと共に発熱部品６ａで発生した熱を放熱するための放熱経路を形成している。したがって、光部品を高密度に実装すると共に発熱部品から発生する熱を効率的に放熱することができる。
【００２５】
また、特許文献１〜４に開示されている技術では、発熱部品から発生する熱を放熱するための放熱部材を筐体内に設けることで、発熱部品から発生する熱を放熱していた。しかしながら、放熱部品を筐体内に設けた場合は、筐体内に設ける部品の数が増加するため、光トランシーバを小型化することが困難であった。
【００２６】
これに対して第１の実施形態にかかる光トランシーバ１１は、筐体４ａ、４ｂ内に放熱部材を別途設けるのではなく、位置決め部材８ａを用いて放熱経路を形成することで、発熱部品６ａで発生した熱を放熱している。したがって、光部品の高密度実装と、筐体内部の放熱とを同時に実現することができる。
【００２７】
（第２の実施形態）
次に、図２を参照して、本発明の第２の実施形態に係る光トランシーバの構成について説明する。図２は、第２の実施形態に係る光トランシーバの断面図である。光トランシーバ１２は、図２に示すように、図１に示した構成に加えて、熱伝導性シート９ａを備える。なお、図２において、矢印は、発熱部品６ａから発生する熱が伝導する経路を示す。その他の構成については、第１の実施形態で説明した構成と同様であるため、重複した説明は適宜省略する。
【００２８】
熱伝導性シート９ａは、図２に示すように、位置決め部材８ａと筐体４ａとの間に設けられている。熱伝導性シート９ａは、例えば、クールシートである。クールシートは、絶縁性及び熱伝導性に優れている。熱伝導性シート９ａは、シールドカバーであってもよい。シールドカバーは、導電性及び熱伝導性に優れている。熱伝導性シート９ａがシールドカバーである場合、位置決め部材８ａ及び光部品７ａを覆うと、光部品７ａの磁気ノイズを抑制することができる。
【００２９】
熱伝導性シート９ａは、図２に示すように、位置決め部材８ａ及び筐体４ａに接触しているため、筐体４ａ及び基板５を熱的に接続することができる。光トランシーバ１２を作動させると、発熱部品６ａが発熱する。発熱部品６ａから発生する熱は、図２に示すように、基板５、位置決め部材８ａ、熱伝導性シート９ａ、筐体４ａの順に伝導する。筐体４ａに伝導した熱は、筐体４ａの表面から大気中に放熱される。図２に示す例では、位置決め部材８ａと筐体４ａとの間に熱伝導性シート９ａを設ける場合を示した。しかしながら、熱伝導性シート９ａが設けられる位置は、発熱部品６ａから発生する熱を伝導する経路上であれば特に限定されない。熱伝導性シート９ａは、例えば、位置決め部材８ａと基板５との間に設けられていてもよい。
【００３０】
熱伝導性シート９ａの厚みは、位置決め部材８ａと筐体４ａとの間隙に応じて適宜変更される。したがって、光トランシーバ１２は、厚みの異なる複数の位置決め部材８ａが基板５に実装されている場合であっても、位置決め部材８ａのそれぞれと筐体４ａとを熱的に接続することができる。したがって、光トランシーバ１２は、発熱部品６ａから発生する熱をより効率良く放熱することができる。さらに、光トランシーバ１２は、第１の実施形態において説明した効果と同様の効果を奏することができる。
【００３１】
（第３の実施形態）
次に、図３を参照して、本発明の第３の実施形態に係る光トランシーバの構成について説明する。図３は、第３の実施形態に係る光トランシーバの断面図である。光トランシーバ１３は、図３に示すように、図２に示した構成に加えて、熱伝導性部材１０ｂを備える。なお、図３において、矢印は、発熱部品６ａから発生する熱が伝導する経路を示す。その他の構成については、第１及び第２の実施の形態で説明した構成と同様であるため、重複した説明は適宜省略する。
【００３２】
熱伝導性部材１０ｂは、図３に示すように、筐体４ｂと基板５との間に設けられている。熱伝導性部材１０ｂは、例えば、熱伝導率の高い金属材料や樹脂材料を用いて構成することができる。熱伝導性部材１０ｂは、筐体４ｂ及び基板５に接触しているため、筐体４ｂ及び基板５を熱的に接続している。光トランシーバ１３を作動させると、発熱部品６ａが発熱する。発熱部品６ａから発生する熱の一部は、図３に示すように、基板５、熱伝導性部材１０ｂ、筐体４ｂの順に伝導する。筐体４ｂに伝導された熱は、筐体４ｂの表面から大気中に放熱される。
【００３３】
光トランシーバ１３は、熱伝導性シート９ａと熱伝導性部材１０ｂとを併用しているため、図２に示した光トランシーバ１２よりも効率良く発熱部品６ａから発生する熱を筐体４ａ、４ｂに伝導することができる。さらに、光トランシーバ１３は、第１及び第２の実施形態において説明した効果と同様の効果を奏することができる。
【００３４】
（第４の実施形態）
次に、図４及び図５を参照して、本発明の第４の実施形態に係る光トランシーバの構成について説明する。本発明の第４の実施形態は、第３の実施形態に係る光トランシーバの構成をさらに具体的に説明したものである。図４は、第４の実施形態に係る光トランシーバの断面図である。図５は、光部品及び位置決め部材の斜視図である。
【００３５】
光トランシーバ１４は、図４に示すように、図３に示した構成に加えて、発熱部品６ｂ、位置決め部材８ｂ、熱伝導性シート９ｃ、９ｄ、及び熱伝導性部材１０ｅを備える。その他の構成については、第１〜第３の実施形態で説明した構成と同様であるため、重複した説明は適宜省略する。
【００３６】
発熱部品６ａは、図４に示す例では、光部品７ａを駆動するドライバである。発熱部品６ｂは、光トランシーバ１４を制御するプロセッサである。発熱部品６ｂは、図４に示すように、基板５に実装されている。光部品７ａは、受光素子である。
【００３７】
図５の斜視図を用いて具体的に説明すると、位置決め部材８ａには光部品７ａを固定するための溝８１が形成されている。光部品７ａは位置決め部材８ａの溝８１に固定されている。光部品７ａが固定された位置決め部材８ａは、基板５に固定されている。また、位置決め部材８ａは、熱伝導性シート９ａを用いて筐体４ａに熱的に接続されている。
【００３８】
位置決め部材８ｂは、図４に図示しない光ファイバを収容している。光ファイバは、位置決め部材８ｂ内において固定される。位置決め部材８ｂは、図４に示すように、基板５に実装されている。したがって、光ファイバは、位置決め部材８ｂを用いて固定されると、筐体４ａ、４ｂ内における位置が決定される。
【００３９】
熱伝導性シート９ｃは、図４に示すように、筐体４ｂと位置決め部材８ｂとの間に設けられている。熱伝導性シート９ｃは、筐体４ｂ及び位置決め部材８ｂに接触しているため、筐体４ｂと位置決め部材８ｂとを熱的に接続することができる。熱伝導性シート９ｄは、図４に示すように、発熱部品６ｂと位置決め部材８ｂとの間に設けられている。熱伝導性シート９ｄは、発熱部品６ｂ及び位置決め部材８ｂに接触しているため、発熱部品６ｂと位置決め部材８ｂとを熱的に接続することができる。
【００４０】
光トランシーバ１４を作動させると、発熱部品６ｂが発熱する。発熱部品６ｂから発生する熱の一部は、図４に示すように、熱伝導性シート９ｄ、位置決め部材８ｂ、熱伝導性シート９ｃ、筐体４ｂの順に伝導する。また、発熱部品６ｂから発生する熱の一部は、基板５、位置決め部材８ａ、熱伝導性シート９ａ、筐体４ａの順に伝導する。よって、発熱部品６ｂから発生した熱を複数の放熱経路を用いて放熱することができる。
【００４１】
熱伝導性部材１０ｅは、図４に示すように、発熱部品６ａと筐体４ａとの間に設けられている。熱伝導性部材１０ｅは、発熱部品６ａ及び筐体４ａに接触しているため、発熱部品６ａと筐体４ａとを熱的に接続している。光トランシーバ１４を作動させると、発熱部品６ａが発熱する。発熱部品６ａから発生する熱の一部は、熱伝導性部材１０ｅ、筐体４ａの順に伝導する。また、発熱部品６ａから発生する熱の一部は、基板５、位置決め部材８ａ、８ｂ、熱伝導性シート９ａ、９ｃを介して筐体４ａ、４ｂに伝導する。よって、発熱部品６ａから発生した熱を複数の放熱経路を用いて放熱することができる。
【００４２】
光トランシーバ１４は、以上で説明した複数の放熱経路を併用しているため、発熱部品６ａ、６ｂから発生する熱を効率良く放熱することができる。さらに、光トランシーバ１４は、第１乃至第３の実施形態において説明した効果と同様の効果を奏することができる。
【００４３】
（第５の実施形態）
次に、図６を参照して、本発明の第５の実施形態に係る光トランシーバの構成について説明する。図６は、第５の実施形態に係る光トランシーバの平面図である。光トランシーバ１５は、図６に示すように、図４に示した構成に加えて、光部品７ｂを備える。なお、図６においては、図１〜図４に示した筐体４ｂを不図示としている。
【００４４】
光部品７ｂは、光ファイバである。光部品７ｂは、図６に示すように、位置決め部材８ｂに収容されている。位置決め部材８ｂには、図示しない固定部が設けられている。位置決め部材８ｂに設けられた固定部は、例えば、複数の突起である。光部品７ｂは、複数の突起に巻き付けられているため、位置決め部材８ｂ内における位置が決定される。
【００４５】
第５の実施形態に係る光トランシーバにおいても、位置決め部材８ｂは、基板５と筐体４ｂ（図６において不図示）とを熱的に接続している。したがって、発熱部品から発生した熱を効率的に放熱することができる。
【００４６】
以上で説明した本実施の形態に係る発明により、光部品を高密度に実装すると共に発熱部品から発生する熱を効率的に放熱することができる光トランシーバを提供することができる。
【００４７】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００４８】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００４９】
この出願は、２０１８年６月１９日に出願された日本出願特願２０１８−１１６０６８を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００５０】
１１、１２、１３、１４、１５  光トランシーバ
４ａ、４ｂ  筐体
５  基板
６ａ、６ｂ  発熱部品
７ａ、７ｂ  光部品
８ａ、８ｂ  位置決め部材
８１  溝
９ａ、９ｃ、９ｄ  熱伝導性シート
１０ｂ、１０ｅ  熱伝導性部材
【図１】
2019244924.tif 000003
【図２】
2019244924.tif 000004
【図３】
2019244924.tif 000005
【図４】
2019244924.tif 000006
【図５】
2019244924.tif 000007
【図６】
2019244924.tif 000008
【国際調査報告】
2019244924.tif 000009
2019244924.tif 000010
2019244924.tif 000011
2019244924.tif 000012