JP2003198026A - 電子機器 - Google Patents
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 発熱量の大きい特定の部品からの放熱性能を
向上させ、また、発熱量の大きい特定の部品から光素子
モジュールへの伝熱を低減し、光素子モジュールの温度
上昇を抑えた光通信用の電子機器を得る。 【解決手段】 光素子モジュールの取付けられた電子機
器において、ケースに収納された基板に、可撓性を有し
た放熱シートの一方を接触させ、ケースに被さるカバー
に、この放熱シートの他方を接触させるとともに、ケー
スとカバー間の熱抵抗を大きくして断熱性を高めること
により、光素子モジュールの表面温度を光電子機器のカ
バーの表面温度よりも低くする。
向上させ、また、発熱量の大きい特定の部品から光素子
モジュールへの伝熱を低減し、光素子モジュールの温度
上昇を抑えた光通信用の電子機器を得る。 【解決手段】 光素子モジュールの取付けられた電子機
器において、ケースに収納された基板に、可撓性を有し
た放熱シートの一方を接触させ、ケースに被さるカバー
に、この放熱シートの他方を接触させるとともに、ケー
スとカバー間の熱抵抗を大きくして断熱性を高めること
により、光素子モジュールの表面温度を光電子機器のカ
バーの表面温度よりも低くする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、フォトダイオー
ド(以下PD)やレーザダイオード(以下LD素子)等
の光素子を有した光素子モジュールが取付けられ、光素
子との間で信号伝送の行われる基板が設けられた電子機
器に関するものである。
ド(以下PD)やレーザダイオード(以下LD素子)等
の光素子を有した光素子モジュールが取付けられ、光素
子との間で信号伝送の行われる基板が設けられた電子機
器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、光通信の分野では、通信の情報伝
送量を増大させるために、光ファイバを介してギガビッ
ト(Gbit)級の伝送速度で光信号を送受信する電子
機器が用いられつつあり、また、一方では、この電子機
器を表面積や容積の小さいものとするために、機器の小
型化、および搭載部品の高集積化が進められている。
送量を増大させるために、光ファイバを介してギガビッ
ト(Gbit)級の伝送速度で光信号を送受信する電子
機器が用いられつつあり、また、一方では、この電子機
器を表面積や容積の小さいものとするために、機器の小
型化、および搭載部品の高集積化が進められている。
【0003】ここで、図7は、光通信用の電子機器とし
て利用されている、従来の光受信器および光送信器の一
例を示す構成図であり、図において、1は外部から光信
号S 0が伝送される光ファイバー、2は光ファイバー1
を介して伝送された光信号S 0を受信し、光信号S0に
応じて電気信号を出力するPDの設けられた光素子モジ
ュールとしてのPDモジュール、3はPDモジュール2
の取付けられたケース、4はPDモジュール2との間で
電気信号を授受し、ケース3内に収納された基板、5は
基板4に載置された複数の電子部品、7はケース3の上
部に被さるカバー、8はケース3の底面から下方に突出
したピンであり、1乃至8によって光受信器9が構成さ
れる。
て利用されている、従来の光受信器および光送信器の一
例を示す構成図であり、図において、1は外部から光信
号S 0が伝送される光ファイバー、2は光ファイバー1
を介して伝送された光信号S 0を受信し、光信号S0に
応じて電気信号を出力するPDの設けられた光素子モジ
ュールとしてのPDモジュール、3はPDモジュール2
の取付けられたケース、4はPDモジュール2との間で
電気信号を授受し、ケース3内に収納された基板、5は
基板4に載置された複数の電子部品、7はケース3の上
部に被さるカバー、8はケース3の底面から下方に突出
したピンであり、1乃至8によって光受信器9が構成さ
れる。
【0004】また、図において、11は外部へ光信号S
1を送信する光ファイバ、12はLD素子が設けられ、
LD素子から出射された光信号を光ファイバ11へ出力
する光素子モジュールとしてのLDモジュール、13は
LDモジュール12の取付けられたケース、14はLD
モジュール12との間で電気信号を授受し、ケース13
内に収納された基板、15は基板14に載置された複数
の電子部品、17はケース13上部の開口を塞ぐカバ
ー、18はケース13の底面から下方に突出したピンで
あり、11乃至18によって光送信器19が構成され
る。
1を送信する光ファイバ、12はLD素子が設けられ、
LD素子から出射された光信号を光ファイバ11へ出力
する光素子モジュールとしてのLDモジュール、13は
LDモジュール12の取付けられたケース、14はLD
モジュール12との間で電気信号を授受し、ケース13
内に収納された基板、15は基板14に載置された複数
の電子部品、17はケース13上部の開口を塞ぐカバ
ー、18はケース13の底面から下方に突出したピンで
あり、11乃至18によって光送信器19が構成され
る。
【0005】さらに、光受信器9および光送信器19に
設けられたピン8およびピン18は、それぞれ外部のシ
ステムボード20に設けられたプラグと嵌合し、半田接
合される。これによって、システムボード20を内含し
た上位システムの光伝送装置と接続される。
設けられたピン8およびピン18は、それぞれ外部のシ
ステムボード20に設けられたプラグと嵌合し、半田接
合される。これによって、システムボード20を内含し
た上位システムの光伝送装置と接続される。
【0006】以上の構成により、従来の光受信器9は次
のように動作する。PDモジュール2の受信した光信号
S0はPDに受光され、電流信号に変換されて基板4に
伝送される。基板4に載置された複数の電子部品5は、
PDモジュール2の出力信号からデータ信号およびクロ
ック信号を生成し、この信号がピン8を介して基板4か
らシステムボード20に出力される。また、ピン8を介
して、システムボード20から基板4に制御信号や電源
電圧が供給される。
のように動作する。PDモジュール2の受信した光信号
S0はPDに受光され、電流信号に変換されて基板4に
伝送される。基板4に載置された複数の電子部品5は、
PDモジュール2の出力信号からデータ信号およびクロ
ック信号を生成し、この信号がピン8を介して基板4か
らシステムボード20に出力される。また、ピン8を介
して、システムボード20から基板4に制御信号や電源
電圧が供給される。
【0007】また、従来の光送信器19は次のように動
作する。ピン18を介して、システムボード20から基
板14にデータ信号およびクロック信号と、制御信号お
よび電源電圧が供給される。基板14に載置された複数
の電子部品15は、これらの入力信号および電源電圧に
基いて、LD素子の出射光を強度変調するための変調電
流Imと、一定強度の出力光を得るためのバイアス電流
Ibを生成し、この生成された駆動電流をLDモジュー
ル12に供給する。LDモジュール12はこの駆動電流
に基いて光信号を出力する。
作する。ピン18を介して、システムボード20から基
板14にデータ信号およびクロック信号と、制御信号お
よび電源電圧が供給される。基板14に載置された複数
の電子部品15は、これらの入力信号および電源電圧に
基いて、LD素子の出射光を強度変調するための変調電
流Imと、一定強度の出力光を得るためのバイアス電流
Ibを生成し、この生成された駆動電流をLDモジュー
ル12に供給する。LDモジュール12はこの駆動電流
に基いて光信号を出力する。
【0008】なお、光受信器と光送信器を同一のケース
内に収納し、光信号の送受信を行う光送受信器の一例
が、特開平8−37500号公報に記載されている。
内に収納し、光信号の送受信を行う光送受信器の一例
が、特開平8−37500号公報に記載されている。
【0009】この種の光送信器または光受信器等の電子
機器では、伝送速度の増加に伴って回路を構成するIC
やトランジスタ等の電子部品の消費電力が増大し、これ
によって発熱量が増大する。一方、これら電子機器の小
型化を図るために、高集積化された消費電力の高い電子
部品が利用される傾向にある。このため、高集積化され
た電子部品の周囲において、特に単位面積当たりの発熱
量(発熱密度)が増加し、電子機器内で発生した熱を電
子機器のケース表面から外気に効率良く放熱させるとと
もに、特に発熱量の大きい電子部品に対する放熱能力の
優れた電子機器が望まれている。
機器では、伝送速度の増加に伴って回路を構成するIC
やトランジスタ等の電子部品の消費電力が増大し、これ
によって発熱量が増大する。一方、これら電子機器の小
型化を図るために、高集積化された消費電力の高い電子
部品が利用される傾向にある。このため、高集積化され
た電子部品の周囲において、特に単位面積当たりの発熱
量(発熱密度)が増加し、電子機器内で発生した熱を電
子機器のケース表面から外気に効率良く放熱させるとと
もに、特に発熱量の大きい電子部品に対する放熱能力の
優れた電子機器が望まれている。
【0010】そこで、出願人の先に出願した特願200
1−225832号の明細書において、出願人等は発熱
量の大きい特定の電子部品からの放熱能力を向上させた
電子機器の一例を提案している。
1−225832号の明細書において、出願人等は発熱
量の大きい特定の電子部品からの放熱能力を向上させた
電子機器の一例を提案している。
【0011】図8は、同出願明細書に記載した、特定部
位の電子部品の発熱性を高めた電子機器の放熱構造の一
例を示す側断面図であり、ここでは、図7の光受信器9
のAA断面に対応付けて説明を行う。なお、図中の番号
1、2、4、5、7は図7の同一番号に相当し、また、
同出願明細書にはピン8相当のものが記載されていない
のでここではその図示を省く。
位の電子部品の発熱性を高めた電子機器の放熱構造の一
例を示す側断面図であり、ここでは、図7の光受信器9
のAA断面に対応付けて説明を行う。なお、図中の番号
1、2、4、5、7は図7の同一番号に相当し、また、
同出願明細書にはピン8相当のものが記載されていない
のでここではその図示を省く。
【0012】図において、21はPDモジュール2に設
けられ、PDの受光に応じて電気信号を出力するリード
端子、22はリード端子21と基板4を電気的に接続
し、リード端子21から基板4に信号を伝送するための
接続配線、23は基板4の収納されたケース、24はケ
ース23の底面23aから上方に突設され、上面に台座
を有した角錘台形状の突起部、25は突起部24の台座
と基板4の裏面との間に塗布され、突起部24と基板4
にそれぞれ当接した放熱グリース、26は基板4をケー
ス23の底面から離間させて固定する固定部材であり、
ケース23は図7のケース3に対応する。
けられ、PDの受光に応じて電気信号を出力するリード
端子、22はリード端子21と基板4を電気的に接続
し、リード端子21から基板4に信号を伝送するための
接続配線、23は基板4の収納されたケース、24はケ
ース23の底面23aから上方に突設され、上面に台座
を有した角錘台形状の突起部、25は突起部24の台座
と基板4の裏面との間に塗布され、突起部24と基板4
にそれぞれ当接した放熱グリース、26は基板4をケー
ス23の底面から離間させて固定する固定部材であり、
ケース23は図7のケース3に対応する。
【0013】また、5aは電子部品5のうち、プリアン
プのように消費電力が大きくて特に発熱量の大きい電子
部品を示し、突起部24の台座は電子部品5aの直下に
配置され、電子部品5aと突起部24の台座との間で
は、基板4の表面から裏面に至る内層に伝熱のためのス
ルーホールが形成されて、その間の熱伝導率を高くして
いる。
プのように消費電力が大きくて特に発熱量の大きい電子
部品を示し、突起部24の台座は電子部品5aの直下に
配置され、電子部品5aと突起部24の台座との間で
は、基板4の表面から裏面に至る内層に伝熱のためのス
ルーホールが形成されて、その間の熱伝導率を高くして
いる。
【0014】このように構成された光受信器9bは、電
子部品5aで発生した熱の大部分を基板4の表面から裏
面に伝熱し、放熱グリース25を介在させることによっ
て、突起部24の台座上面へ放熱する。これにより、電
子部品5aで発生した熱の大部分は、ケース23の底面
23aへ放熱される。また、基板4上の他の電子部品の
発熱によって基板4の全体から発生する熱は、ケース2
3内部の空気(内気)を介在させてカバー7に伝熱さ
れ、カバー7の表面から周囲の外気に放熱される。
子部品5aで発生した熱の大部分を基板4の表面から裏
面に伝熱し、放熱グリース25を介在させることによっ
て、突起部24の台座上面へ放熱する。これにより、電
子部品5aで発生した熱の大部分は、ケース23の底面
23aへ放熱される。また、基板4上の他の電子部品の
発熱によって基板4の全体から発生する熱は、ケース2
3内部の空気(内気)を介在させてカバー7に伝熱さ
れ、カバー7の表面から周囲の外気に放熱される。
【0015】ここで、図7と同様、図8の光受信器を構
成する基板4の下面に、ケース23の底面から下方に突
出するピン8を設け、システムボード20のプラグと半
田接合した場合、次のような問題が生じる。
成する基板4の下面に、ケース23の底面から下方に突
出するピン8を設け、システムボード20のプラグと半
田接合した場合、次のような問題が生じる。
【0016】ピン8の半田接合の際、ピン8とケース2
3の底面がショートしないように、システムボード20
の上面とケース23の底面23aとの間に僅かな(例え
ば0.3〜0.5mm程度の)隙間Dを空けて固定す
る。この場合、次のような問題が生じる。
3の底面がショートしないように、システムボード20
の上面とケース23の底面23aとの間に僅かな(例え
ば0.3〜0.5mm程度の)隙間Dを空けて固定す
る。この場合、次のような問題が生じる。
【0017】ケース23の底面23aに伝導された熱の
一部は、隙間Dに存在する空気層を介した熱伝導によっ
て、ケース23周辺の外気やシステムボード20へ伝熱
され、或いはピン8を介在させてシステムボード20へ
伝熱される。しかし、空気層を介した熱伝導は伝熱効率
が悪く、また、ピン8は数は多いもののその太さが細い
ため、その伝熱量もそれ程大きくはならない。
一部は、隙間Dに存在する空気層を介した熱伝導によっ
て、ケース23周辺の外気やシステムボード20へ伝熱
され、或いはピン8を介在させてシステムボード20へ
伝熱される。しかし、空気層を介した熱伝導は伝熱効率
が悪く、また、ピン8は数は多いもののその太さが細い
ため、その伝熱量もそれ程大きくはならない。
【0018】このため、ケース23の底面23aに伝熱
された熱の一部は、ケース23の底面23aから側面2
3bに伝熱され、この側面23bに伝熱された熱の一部
が、PDモジュール2の取付け面を介してPDモジュー
ル2に伝熱される。これによって、PDモジュール2の
温度が上昇する。
された熱の一部は、ケース23の底面23aから側面2
3bに伝熱され、この側面23bに伝熱された熱の一部
が、PDモジュール2の取付け面を介してPDモジュー
ル2に伝熱される。これによって、PDモジュール2の
温度が上昇する。
【0019】この場合、カバーの表面温度Tcが所定の
温度以下となるように光受信器の周囲温度を調整して
も、PDモジュール2の表面温度Tmがカバーの表面温
度Tcよりも高くなる。すなわち、温度に対するPDモ
ジュールの性能が、光受信器よりも悪くなってしまう。
温度以下となるように光受信器の周囲温度を調整して
も、PDモジュール2の表面温度Tmがカバーの表面温
度Tcよりも高くなる。すなわち、温度に対するPDモ
ジュールの性能が、光受信器よりも悪くなってしまう。
【0020】また、PDモジュール2の温度が高くなっ
た場合、その温度上昇に伴って、PDモジュール2内に
設けられたPDの温度が増加し、出力特性に影響が出る
ことがある。特に、PDとしてAPD(Avalanche Phot
odiode)を用いた場合、温度上昇に応じてAPDの増倍
率が変化し、APDの受信感度が劣化して、APDから
出力される電気信号がノイズの影響を受けやすくなる。
た場合、その温度上昇に伴って、PDモジュール2内に
設けられたPDの温度が増加し、出力特性に影響が出る
ことがある。特に、PDとしてAPD(Avalanche Phot
odiode)を用いた場合、温度上昇に応じてAPDの増倍
率が変化し、APDの受信感度が劣化して、APDから
出力される電気信号がノイズの影響を受けやすくなる。
【0021】さらに、光送信器においても、図6のよう
な構成を用いた場合に同様の課題が発生し、LDモジュ
ール12の表面温度が、カバー17上面の表面温度より
も高くなってしまうという問題があった。この場合、L
Dモジュール12の温度上昇によってLD素子の温度が
上がって、LD素子の消光比が劣化したり、LD素子の
発振波長が長波長側に変化してしまう。
な構成を用いた場合に同様の課題が発生し、LDモジュ
ール12の表面温度が、カバー17上面の表面温度より
も高くなってしまうという問題があった。この場合、L
Dモジュール12の温度上昇によってLD素子の温度が
上がって、LD素子の消光比が劣化したり、LD素子の
発振波長が長波長側に変化してしまう。
【0022】なお、特開平8−37500号公報には、
光送信回路基板と光受信回路基板を収納した筐体の内側
に、凸部33を設け、ICを凸部に密着させることによ
って、ICの放熱性を高める技術が記載されている。し
かし、このように筐体内に凸部を設けた構造の場合、筐
体内に収納する基板のレイアウト変更(電気部品の移
動)が発生すると、その都度凸部の位置や大きさなどを
見直す必要があり、筐体の金型を変更したり、その変更
に伴う加工方法の変更によってロスコストが発生した。
光送信回路基板と光受信回路基板を収納した筐体の内側
に、凸部33を設け、ICを凸部に密着させることによ
って、ICの放熱性を高める技術が記載されている。し
かし、このように筐体内に凸部を設けた構造の場合、筐
体内に収納する基板のレイアウト変更(電気部品の移
動)が発生すると、その都度凸部の位置や大きさなどを
見直す必要があり、筐体の金型を変更したり、その変更
に伴う加工方法の変更によってロスコストが発生した。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】これまでの光送信器や
光受信器等の電子機器では、伝送速度の増加に伴う消費
電力の増大によって発熱量が増大し、また、小型化を目
的として高集積化された部品が利用されるため、発熱量
の大きい特定の部品に対して、特に放熱能力を向上させ
た電子機器が望まれていた。
光受信器等の電子機器では、伝送速度の増加に伴う消費
電力の増大によって発熱量が増大し、また、小型化を目
的として高集積化された部品が利用されるため、発熱量
の大きい特定の部品に対して、特に放熱能力を向上させ
た電子機器が望まれていた。
【0024】また、電子機器のケースの底面に伝熱され
た熱の一部が、ケースの側面に伝熱され、この熱の一部
が、PDモジュール2やLDモジュール12等の光素子
モジュールの取付け面を介して光素子モジュールに入熱
し、光素子モジュールの表面温度Tmが、ケース上部に
被さるカバーの表面温度Tcよりも高くなってしまうと
いう問題があった。
た熱の一部が、ケースの側面に伝熱され、この熱の一部
が、PDモジュール2やLDモジュール12等の光素子
モジュールの取付け面を介して光素子モジュールに入熱
し、光素子モジュールの表面温度Tmが、ケース上部に
被さるカバーの表面温度Tcよりも高くなってしまうと
いう問題があった。
【0025】また、光素子モジュールの温度が、それを
取付けた電子機器の温度よりも高くなることにより、光
素子モジュールの温度がより上昇し、PDやLD等の光
素子の特性が劣化するという問題があった。
取付けた電子機器の温度よりも高くなることにより、光
素子モジュールの温度がより上昇し、PDやLD等の光
素子の特性が劣化するという問題があった。
【0026】この発明は、かかる課題を解決するために
なされたものであり、発熱量の大きい特定の部品からの
放熱性能を向上させ、また、発熱量の大きい特定の部品
から光素子モジュールへの伝熱を低減し、光素子モジュ
ールの温度上昇を抑えた光通信用の電子機器を得ること
を目的とする。
なされたものであり、発熱量の大きい特定の部品からの
放熱性能を向上させ、また、発熱量の大きい特定の部品
から光素子モジュールへの伝熱を低減し、光素子モジュ
ールの温度上昇を抑えた光通信用の電子機器を得ること
を目的とする。
【0027】
【課題を解決するための手段】この発明による電子機器
は、光素子の収納された光素子モジュールと、上記光素
子モジュールとの間で電気信号が伝送され、一方の面に
発熱性の電子部品の載置された基板と、上記光素子モジ
ュールが一側面に取付けられ、上記基板が収納されると
ともに、当該基板の他方の面が底面の内側と間隙を有し
て固定されるケースと、上記ケースの他の2つの側面に
それぞれ当接し、当該ケースの他の2つの側面を間に挟
んで嵌合する2つの側面を有したカバーと、上記基板の
一方の面と上記カバーの上面との間に配置され、当該カ
バーの上面と上記発熱性の電子部品にそれぞれ当接し、
可撓性を有した放熱材とを備えたものである。
は、光素子の収納された光素子モジュールと、上記光素
子モジュールとの間で電気信号が伝送され、一方の面に
発熱性の電子部品の載置された基板と、上記光素子モジ
ュールが一側面に取付けられ、上記基板が収納されると
ともに、当該基板の他方の面が底面の内側と間隙を有し
て固定されるケースと、上記ケースの他の2つの側面に
それぞれ当接し、当該ケースの他の2つの側面を間に挟
んで嵌合する2つの側面を有したカバーと、上記基板の
一方の面と上記カバーの上面との間に配置され、当該カ
バーの上面と上記発熱性の電子部品にそれぞれ当接し、
可撓性を有した放熱材とを備えたものである。
【0028】また、上記ケースは、当該ケースの底面の
周縁側に、当該ケースの他の側面に沿う方に長い穴が形
成された切り欠き溝を有したものである。
周縁側に、当該ケースの他の側面に沿う方に長い穴が形
成された切り欠き溝を有したものである。
【0029】また、上記カバーの2つの側面は、上記カ
バーの上面と鋭角を成し、当該カバーの2つの側面の端
縁間の距離が、当該カバーと嵌合する上記ケースの他の
2つの側面間の距離よりも小さいものである。
バーの上面と鋭角を成し、当該カバーの2つの側面の端
縁間の距離が、当該カバーと嵌合する上記ケースの他の
2つの側面間の距離よりも小さいものである。
【0030】また、上記カバーの側面と上記ケースの側
面には、いずれか一方に凸部、他方に凹部が設けられ、
上記カバーとケースの嵌合時に該凸部と凹部が嵌合し、
上記基板とカバーの間に挿入される前の上記放熱材の厚
みが、当該嵌合時における、上記発熱部品と上記カバー
の間隔よりも厚いものである。
面には、いずれか一方に凸部、他方に凹部が設けられ、
上記カバーとケースの嵌合時に該凸部と凹部が嵌合し、
上記基板とカバーの間に挿入される前の上記放熱材の厚
みが、当該嵌合時における、上記発熱部品と上記カバー
の間隔よりも厚いものである。
【0031】また、上記放熱材は、上記発熱部品の面積
よりも大きく、上記発熱部品の周囲で上記基板上面と少
なくとも一部が当接するものである。
よりも大きく、上記発熱部品の周囲で上記基板上面と少
なくとも一部が当接するものである。
【0032】また、上記ケースの底面に複数個立設さ
れ、上記基板の他方の面の隅に当接する一端部を有し、
上記基板が載置された取付け部を備えたものである。
れ、上記基板の他方の面の隅に当接する一端部を有し、
上記基板が載置された取付け部を備えたものである。
【0033】また、上記基板は一方の面に導体ピンが突
設され、当該導体ピンは、上記ケース底面の切り欠き溝
を貫通して、当該ケース外部に突出したものである。
設され、当該導体ピンは、上記ケース底面の切り欠き溝
を貫通して、当該ケース外部に突出したものである。
【0034】また、上記放熱材はシリコンを素材とした
ものである。
ものである。
【0035】この発明による電子機器は、光素子の収納
された光素子モジュールと、上記光素子モジュールとの
間で電気信号が伝送され、発熱部品の載置された基板
と、上記光素子モジュールが側面に取付けられ、上記基
板が収納されたケースと、上記ケースに嵌合するカバー
と、上記カバーと上記発熱部品の間に配置され、上記カ
バーと上記発熱部品にそれぞれ当接し、可撓性を有した
放熱材とを備え、上記発熱部品と上記光素子モジュール
間の熱抵抗が、上記発熱部品と上記カバー間の熱抵抗よ
りも大きいものである。
された光素子モジュールと、上記光素子モジュールとの
間で電気信号が伝送され、発熱部品の載置された基板
と、上記光素子モジュールが側面に取付けられ、上記基
板が収納されたケースと、上記ケースに嵌合するカバー
と、上記カバーと上記発熱部品の間に配置され、上記カ
バーと上記発熱部品にそれぞれ当接し、可撓性を有した
放熱材とを備え、上記発熱部品と上記光素子モジュール
間の熱抵抗が、上記発熱部品と上記カバー間の熱抵抗よ
りも大きいものである。
【0036】この発明による電子機器は、光素子の収納
された光素子モジュールと、上記光素子モジュールとの
間で電気信号が伝送され、発熱部品の載置された基板
と、上記光素子モジュールが側面に取付けられ、上記基
板が収納されたケースと、上記ケースに嵌合するカバー
と、上記カバーと上記発熱部品の間に配置され、上記カ
バーと上記発熱部品にそれぞれ当接し、可撓性を有した
放熱材とを備え、上記発熱部品および光素子の動作時
に、上記光素子モジュールの温度が、上記カバーの温度
よりも低いものである。
された光素子モジュールと、上記光素子モジュールとの
間で電気信号が伝送され、発熱部品の載置された基板
と、上記光素子モジュールが側面に取付けられ、上記基
板が収納されたケースと、上記ケースに嵌合するカバー
と、上記カバーと上記発熱部品の間に配置され、上記カ
バーと上記発熱部品にそれぞれ当接し、可撓性を有した
放熱材とを備え、上記発熱部品および光素子の動作時
に、上記光素子モジュールの温度が、上記カバーの温度
よりも低いものである。
【0037】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は、この発明
の実施の形態1による光受信器の構成を示す図であり、
図1(a)は光受信器に設けられた光ファイバを通る垂
直面から見た側断面図、図1(b)はカバーを外したケ
ースを開口側から見た上面図、図1(c)は図1(a)
のBBから光受信器を見た断面図である。
の実施の形態1による光受信器の構成を示す図であり、
図1(a)は光受信器に設けられた光ファイバを通る垂
直面から見た側断面図、図1(b)はカバーを外したケ
ースを開口側から見た上面図、図1(c)は図1(a)
のBBから光受信器を見た断面図である。
【0038】図において、1は光ファイバ、27はレン
ズ、28はPD、29はPD28が内部に設けられたP
Dモジュール、30はPDの出力電流をPDモジュール
外部に出力する端子であり、PDモジュール29は、光
ファイバ1、レンズ27、PD28、端子30で構成さ
れる。
ズ、28はPD、29はPD28が内部に設けられたP
Dモジュール、30はPDの出力電流をPDモジュール
外部に出力する端子であり、PDモジュール29は、光
ファイバ1、レンズ27、PD28、端子30で構成さ
れる。
【0039】31は端子30に接続された接続基板、3
2はポリミイドフィルムを絶縁層としてその層上に導体
が設けられ、可撓性を有したフレキシブル基板、33は
複数の電子部品が配設され、4隅に固定穴の設けられた
ガラスエポキシ製の基板、34は基板33の上面に配置
された電子部品のうち、特に発熱性の高い電子部品、3
5は電子部品34を覆うように基板33の上面に盛られ
たエポキシ樹脂のコーティング材である。フレキシブル
基板32は、一端が接続基板31に接続され、屈曲され
て他端が基板33の一端に接続される。
2はポリミイドフィルムを絶縁層としてその層上に導体
が設けられ、可撓性を有したフレキシブル基板、33は
複数の電子部品が配設され、4隅に固定穴の設けられた
ガラスエポキシ製の基板、34は基板33の上面に配置
された電子部品のうち、特に発熱性の高い電子部品、3
5は電子部品34を覆うように基板33の上面に盛られ
たエポキシ樹脂のコーティング材である。フレキシブル
基板32は、一端が接続基板31に接続され、屈曲され
て他端が基板33の一端に接続される。
【0040】また、36は、型取りされた鉄板(SPC
C;冷間圧延板)を箱状に折り曲げて成形した後、Ni
メッキされたケースであり、開口部から挿入された基板
33を内側に収納する。37はケース36の開口側を覆
うように被さり、ケース36と嵌合する、ケース36と
同素材のカバーである。38は電子部品34のコーティ
ング材35を覆うように、基板33とカバー37との間
に配置され、基板33およびカバー37の内面に接触し
たシリコン系の放熱シートである。この放熱シートは、
1[kgf/cm2]の圧縮荷重を加えたときの圧縮率が
1〜5%程度となる可撓性を有したシートであり、その
熱伝導率が、1.5〜5.0[W/mK]程度のものを用
いる。
C;冷間圧延板)を箱状に折り曲げて成形した後、Ni
メッキされたケースであり、開口部から挿入された基板
33を内側に収納する。37はケース36の開口側を覆
うように被さり、ケース36と嵌合する、ケース36と
同素材のカバーである。38は電子部品34のコーティ
ング材35を覆うように、基板33とカバー37との間
に配置され、基板33およびカバー37の内面に接触し
たシリコン系の放熱シートである。この放熱シートは、
1[kgf/cm2]の圧縮荷重を加えたときの圧縮率が
1〜5%程度となる可撓性を有したシートであり、その
熱伝導率が、1.5〜5.0[W/mK]程度のものを用
いる。
【0041】図2はケース36の詳細構造を示す図であ
り、図2(a)はその斜視図、図2(b)は上面図、図
2(c)は矢視C方向から見た図である。図に示すよう
に、底面36aの周囲が側面36b、36c、36d、
36eで囲まれて、上方に開口を成しており、それぞれ
の側面の間には隙間vを有している。
り、図2(a)はその斜視図、図2(b)は上面図、図
2(c)は矢視C方向から見た図である。図に示すよう
に、底面36aの周囲が側面36b、36c、36d、
36eで囲まれて、上方に開口を成しており、それぞれ
の側面の間には隙間vを有している。
【0042】側面36bにはPDモジュール29が取り
付けられるため、PDモジュール29の端子30が配置
される溝40が設けられている。また、側面36bの上
端は、高さdの段差41を有して中央がその両側縁より
も突出しており、側面36bと対向する側面36eも同
様に段差41を有している。これによって、ケース36
にカバー37が被さったときに、カバー37の屈曲部が
ケース36の上端の両隅と干渉せず、カバー37の側面
36bおよび36eとケース36とがほとんど接触しな
い。さらに、側面36bの両脇の側面36c、36d
は、円形の小孔42をそれぞれ2つ有している。また、
底面36aの側面36c、36d側には、側面36c、
36dに沿う方に長く切られた切り欠き穴43を有して
いる。
付けられるため、PDモジュール29の端子30が配置
される溝40が設けられている。また、側面36bの上
端は、高さdの段差41を有して中央がその両側縁より
も突出しており、側面36bと対向する側面36eも同
様に段差41を有している。これによって、ケース36
にカバー37が被さったときに、カバー37の屈曲部が
ケース36の上端の両隅と干渉せず、カバー37の側面
36bおよび36eとケース36とがほとんど接触しな
い。さらに、側面36bの両脇の側面36c、36d
は、円形の小孔42をそれぞれ2つ有している。また、
底面36aの側面36c、36d側には、側面36c、
36dに沿う方に長く切られた切り欠き穴43を有して
いる。
【0043】また、44はケース36の底面36aの4
隅にそれぞれ立設され、一端部に段付きのピン44bを
有した取付け部であり、段付きのピン44bを基板33
の固定穴に通して、基板33が取付け部44の一端部上
に載置される。45は基板33を段付きピン44bに接
合して固定する半田である。
隅にそれぞれ立設され、一端部に段付きのピン44bを
有した取付け部であり、段付きのピン44bを基板33
の固定穴に通して、基板33が取付け部44の一端部上
に載置される。45は基板33を段付きピン44bに接
合して固定する半田である。
【0044】46はケース36の側面36cと36dの
両側で、基板33の側縁周辺にそれぞれ複数直列に配置
され、基板33から下方に向けて突設されて、ケース3
6の切り欠き溝43を貫通し、ケース36の底面36a
から下方に突出したピンである。
両側で、基板33の側縁周辺にそれぞれ複数直列に配置
され、基板33から下方に向けて突設されて、ケース3
6の切り欠き溝43を貫通し、ケース36の底面36a
から下方に突出したピンである。
【0045】また、図3はカバー37の詳細構造を示す
図であり、図3(a)は斜視図、図3(b)はカバー3
7をPDモジュール29の取付け側から見た図である。
図において、37aは上面、37b、37cは上面37
aの両側から下方に折れ曲がって成る側面である。側面
37b、37cは、互いの両端縁が近づくように少し内
側を向いて曲がっており、側面37b、37cは、いず
れも上面37aに対してθ=70°〜90°の鋭角を成
している。
図であり、図3(a)は斜視図、図3(b)はカバー3
7をPDモジュール29の取付け側から見た図である。
図において、37aは上面、37b、37cは上面37
aの両側から下方に折れ曲がって成る側面である。側面
37b、37cは、互いの両端縁が近づくように少し内
側を向いて曲がっており、側面37b、37cは、いず
れも上面37aに対してθ=70°〜90°の鋭角を成
している。
【0046】これによって、カバー37をケース36の
上方に被せるときに、ケース36の側面36cおよび3
6dが、カバー37の側面37bおよび37cを押し広
げ、カバー37の側面37bおよび37cの端縁が、ケ
ース36の側面36cおよび36dに図1(c)に示す
Eの部分で線接触して、カバー37がケース36に嵌合
する。
上方に被せるときに、ケース36の側面36cおよび3
6dが、カバー37の側面37bおよび37cを押し広
げ、カバー37の側面37bおよび37cの端縁が、ケ
ース36の側面36cおよび36dに図1(c)に示す
Eの部分で線接触して、カバー37がケース36に嵌合
する。
【0047】また、側面37b、37cの内面側には、
半球状の突起47がそれぞれ2つ設けられている。この
4つの突起47は、カバー37がケース36に被さった
時に、ケース36の側面36c、36dの4つの小孔4
2といずれも嵌合するように、それぞれ適切な位置に配
設される。突起47と小孔42の嵌合した状態を、図1
(c)のFに示す。
半球状の突起47がそれぞれ2つ設けられている。この
4つの突起47は、カバー37がケース36に被さった
時に、ケース36の側面36c、36dの4つの小孔4
2といずれも嵌合するように、それぞれ適切な位置に配
設される。突起47と小孔42の嵌合した状態を、図1
(c)のFに示す。
【0048】この実施の形態1による光受信器は以上の
ように構成され、次のように動作する。光ファイバ1を
介して伝送された光信号が、レンズ27によってPD2
8に集光され、PD28は受光した光信号に応じて電流
信号を端子30に出力する。端子30は接続基板31、
フレキシブル基板32を介して基板33に電流信号を伝
送する。
ように構成され、次のように動作する。光ファイバ1を
介して伝送された光信号が、レンズ27によってPD2
8に集光され、PD28は受光した光信号に応じて電流
信号を端子30に出力する。端子30は接続基板31、
フレキシブル基板32を介して基板33に電流信号を伝
送する。
【0049】基板33には、プリアンプ、AGC(Auto
Gain Control)アンプ、PLL(Phase Locked Loop:
位相同期ループ)回路等を構成する電子部品が実装され
ている。PDの出力電流はプリアンプで電圧信号に変換
され、AGCアンプに入力される。ここで、PDとして
APDを用いた場合、AGCアンプはその出力振幅が一
定になるように、PD(APD)に与えるバイアス電流
とプリアンプの出力信号のアンプゲイン(電気ゲイン)
を調整する。AGCアンプで増幅され出力された信号
は、CDR(Clock and Data Recovery;クロック/デ
ータ再生回路)に入力される。CDRはPLL回路を備
え、PLL回路の出力する基準クロックに同期して閾値
判別等が行われ、AGCアンプの出力信号からデータ信
号とクロック信号が再生される。
Gain Control)アンプ、PLL(Phase Locked Loop:
位相同期ループ)回路等を構成する電子部品が実装され
ている。PDの出力電流はプリアンプで電圧信号に変換
され、AGCアンプに入力される。ここで、PDとして
APDを用いた場合、AGCアンプはその出力振幅が一
定になるように、PD(APD)に与えるバイアス電流
とプリアンプの出力信号のアンプゲイン(電気ゲイン)
を調整する。AGCアンプで増幅され出力された信号
は、CDR(Clock and Data Recovery;クロック/デ
ータ再生回路)に入力される。CDRはPLL回路を備
え、PLL回路の出力する基準クロックに同期して閾値
判別等が行われ、AGCアンプの出力信号からデータ信
号とクロック信号が再生される。
【0050】ここで、プリアンプおよびAGCアンプ等
の増幅器は消費電力が大きく、また、PLL回路のよう
に集積度の高いICは消費電力が大きい。例えば、2.
5[Gbit/s]の高速の光信号を受信する場合、プリ
アンプおよびAGCアンプの消費電力は0.8〜1.0
[w]程度、PLL回路の消費電力は、1.0〜1.2
[w]程度であり、これらの回路で基板33の消費電力の
ほとんどが消費される。このため、光受信器における発
熱性の電子部品34は、具体的には、プリアンプ、AG
Cアンプ、およびPLL回路が相当する。また、PDモ
ジュール29内のPDからの発熱量は、これらに比して
小さい値となる。
の増幅器は消費電力が大きく、また、PLL回路のよう
に集積度の高いICは消費電力が大きい。例えば、2.
5[Gbit/s]の高速の光信号を受信する場合、プリ
アンプおよびAGCアンプの消費電力は0.8〜1.0
[w]程度、PLL回路の消費電力は、1.0〜1.2
[w]程度であり、これらの回路で基板33の消費電力の
ほとんどが消費される。このため、光受信器における発
熱性の電子部品34は、具体的には、プリアンプ、AG
Cアンプ、およびPLL回路が相当する。また、PDモ
ジュール29内のPDからの発熱量は、これらに比して
小さい値となる。
【0051】次に、基板33上で発生した熱の伝熱経路
を図4に示し、図4(a)は光受信器の側断面図、図4
(b)はカバーを外した状態の上面図、図4(c)は図
1のBB断面から見た図を示す。図4(a)において、
電子部品34の動作によって発生した熱は、大部分がコ
ーティング材35の表面に図のQ1に示すように伝熱さ
れ、コーティング材35に接触している放熱シート38
に伝熱される。放熱シート38に伝熱された熱Q1は、
該シート内を伝導し、放熱シート38に接触しているカ
バー37の内面に伝わる。そして、カバー37の内表面
から外表面まで伝導される。外気50では対流(自然対
流や強制対流)が生じており、カバー37の外表面から
放熱される熱の大部分が外気50に放熱される。
を図4に示し、図4(a)は光受信器の側断面図、図4
(b)はカバーを外した状態の上面図、図4(c)は図
1のBB断面から見た図を示す。図4(a)において、
電子部品34の動作によって発生した熱は、大部分がコ
ーティング材35の表面に図のQ1に示すように伝熱さ
れ、コーティング材35に接触している放熱シート38
に伝熱される。放熱シート38に伝熱された熱Q1は、
該シート内を伝導し、放熱シート38に接触しているカ
バー37の内面に伝わる。そして、カバー37の内表面
から外表面まで伝導される。外気50では対流(自然対
流や強制対流)が生じており、カバー37の外表面から
放熱される熱の大部分が外気50に放熱される。
【0052】また、電子部品34の動作によって発生し
た他の熱Q2は、基板33の内層に拡散して伝導され
る。そのほとんどの熱Q3が、コーティング材35の周
囲で基板33の表面に接触している放熱シート38に伝
導される。放熱シート38は、基板33から伝導された
熱Q3を、カバー37の内表面に伝導し、さらにこの熱
の大部分がカバー37の外表面から外気50に放熱され
る。このように、電子部品34の発生した熱は、放熱シ
ート38を介し外気50に対して図の熱Q4のように放
熱される。
た他の熱Q2は、基板33の内層に拡散して伝導され
る。そのほとんどの熱Q3が、コーティング材35の周
囲で基板33の表面に接触している放熱シート38に伝
導される。放熱シート38は、基板33から伝導された
熱Q3を、カバー37の内表面に伝導し、さらにこの熱
の大部分がカバー37の外表面から外気50に放熱され
る。このように、電子部品34の発生した熱は、放熱シ
ート38を介し外気50に対して図の熱Q4のように放
熱される。
【0053】一部のわずかな熱Q5が基板33の端縁ま
で拡散し、取付け部44、フレキシブル基板32、およ
びケース36の内気51に伝熱されるが、その熱量は、
放熱シート38を介してQ1やQ3として放熱される熱
よりも小さい。すなわち、取付け部44に伝わる熱Q6
が、ケース36の底面36aを介してケース36の側面
36bに伝熱される熱は、カバー37に放熱される熱と
比べて僅かであり、また、フレキシブル基板32に伝導
される熱は、ほとんど無視し得る程度の大きさである。
で拡散し、取付け部44、フレキシブル基板32、およ
びケース36の内気51に伝熱されるが、その熱量は、
放熱シート38を介してQ1やQ3として放熱される熱
よりも小さい。すなわち、取付け部44に伝わる熱Q6
が、ケース36の底面36aを介してケース36の側面
36bに伝熱される熱は、カバー37に放熱される熱と
比べて僅かであり、また、フレキシブル基板32に伝導
される熱は、ほとんど無視し得る程度の大きさである。
【0054】また、図4(b)、(c)より、カバー3
7に伝熱された熱の一部Q7は、カバー37の側面か
ら、ケース36の側面36c、36dに熱Q8として伝
導される。このとき、カバー37とケース36は線接触
であるため、Q8として伝わる熱は僅かである。さら
に、熱Q8はケース36の側面36c、36dから底面
36aに伝導される。底面36aに伝導された熱の一部
Q9は、側面36bに伝導され、その一部Q10がPD
モジュール29の取付け面に伝わる。このとき、底面3
6aには切り欠き43が設けられているため、ケースの
側面と底面との間の熱抵抗が大きく、また、熱Q8は底
面36aから側面36eにも伝導されるため、側面36
bに伝導される熱Q9およびQ10はさらに小さくな
る。すなわち、電子部品34とPDモジュール29との
間の熱抵抗が、電子部品34とカバー37との間の熱抵
抗よりも大きくなる。
7に伝熱された熱の一部Q7は、カバー37の側面か
ら、ケース36の側面36c、36dに熱Q8として伝
導される。このとき、カバー37とケース36は線接触
であるため、Q8として伝わる熱は僅かである。さら
に、熱Q8はケース36の側面36c、36dから底面
36aに伝導される。底面36aに伝導された熱の一部
Q9は、側面36bに伝導され、その一部Q10がPD
モジュール29の取付け面に伝わる。このとき、底面3
6aには切り欠き43が設けられているため、ケースの
側面と底面との間の熱抵抗が大きく、また、熱Q8は底
面36aから側面36eにも伝導されるため、側面36
bに伝導される熱Q9およびQ10はさらに小さくな
る。すなわち、電子部品34とPDモジュール29との
間の熱抵抗が、電子部品34とカバー37との間の熱抵
抗よりも大きくなる。
【0055】以上のように、電子部品34の発生した熱
は、ほとんどがカバー37の上面から放熱され、PDモ
ジュール29に伝わる熱は僅かである。したがって、P
Dモジュール29の表面温度Tmはそれほど上昇しない
ため、カバーの温度Tcよりも小さくできる。
は、ほとんどがカバー37の上面から放熱され、PDモ
ジュール29に伝わる熱は僅かである。したがって、P
Dモジュール29の表面温度Tmはそれほど上昇しない
ため、カバーの温度Tcよりも小さくできる。
【0056】これに対し、放熱シート38を設けること
なく、図8のように基板4の裏面に突起部24を当てる
放熱構造の場合、発熱性の電子部品5aで発生した熱の
大部分Q1が基板4の裏面から、突起部24に伝導さ
れ、突起部24からケース23の底面にQ12、Q13
のように伝達され、その一部の熱Q13の大部分の熱Q
14がケースの側面23bを伝わってPDモジュール2
に伝熱される。このため、PDモジュール2に多くの熱
が伝わり、その表面温度Tmが上昇し、電子部品5aの
発熱量が基板全体の発熱量に占める割合が大きいとき
に、PDモジュール2の表面温度Tmがカバーの温度T
cよりも大きくなる。
なく、図8のように基板4の裏面に突起部24を当てる
放熱構造の場合、発熱性の電子部品5aで発生した熱の
大部分Q1が基板4の裏面から、突起部24に伝導さ
れ、突起部24からケース23の底面にQ12、Q13
のように伝達され、その一部の熱Q13の大部分の熱Q
14がケースの側面23bを伝わってPDモジュール2
に伝熱される。このため、PDモジュール2に多くの熱
が伝わり、その表面温度Tmが上昇し、電子部品5aの
発熱量が基板全体の発熱量に占める割合が大きいとき
に、PDモジュール2の表面温度Tmがカバーの温度T
cよりも大きくなる。
【0057】図5は、図7のような放熱構造と、図1の
ような放熱構造を用いた場合に、PDモジュールの温度
Tmとカバーの温度Tcを比較した測定結果を示す表で
ある。図において、無風状態で、外気温度T0=50〜
55℃、カバーの温度Tc=85℃のときの、モジュー
ルの温度Tmを比較した。ここで、図7の放熱構造を測
定サンプルS1とした。また、図1の放熱構造について
は、厚さ4mm×表面積2400mm2の放熱シートを
用いて、熱伝導率λs=1.5[W/mK](測定サンプ
ルS2)、2.5[W/mK](測定サンプルS3)、
5.0[W/mK](測定サンプルS4)の3つのサンプ
ルを用いた。また、発熱性の電子部品の消費電力を、A
GCアンプが0.8W、PLL回路が1.1Wとした。
ような放熱構造を用いた場合に、PDモジュールの温度
Tmとカバーの温度Tcを比較した測定結果を示す表で
ある。図において、無風状態で、外気温度T0=50〜
55℃、カバーの温度Tc=85℃のときの、モジュー
ルの温度Tmを比較した。ここで、図7の放熱構造を測
定サンプルS1とした。また、図1の放熱構造について
は、厚さ4mm×表面積2400mm2の放熱シートを
用いて、熱伝導率λs=1.5[W/mK](測定サンプ
ルS2)、2.5[W/mK](測定サンプルS3)、
5.0[W/mK](測定サンプルS4)の3つのサンプ
ルを用いた。また、発熱性の電子部品の消費電力を、A
GCアンプが0.8W、PLL回路が1.1Wとした。
【0058】実験結果より、図7の放熱構造を用いた場
合、PDモジュールの表面温度Tmがカバーの温度Tc
よりも高くなることが判った。一方、放熱シートの熱伝
導率λs=1.5〜5.0[W/mK]の範囲内では、い
ずれもTc>Tmとなり、特に、熱伝導率λs=5.0
[W/mK]のときにはPDモジュールの表面温度Tmを
カバーの温度Tcよりも5℃低くでき、他と比べて好適
であることが判明した。
合、PDモジュールの表面温度Tmがカバーの温度Tc
よりも高くなることが判った。一方、放熱シートの熱伝
導率λs=1.5〜5.0[W/mK]の範囲内では、い
ずれもTc>Tmとなり、特に、熱伝導率λs=5.0
[W/mK]のときにはPDモジュールの表面温度Tmを
カバーの温度Tcよりも5℃低くでき、他と比べて好適
であることが判明した。
【0059】したがって、この発明によれば、光受信器
内の発熱性の電子部品の消費電力によって、光受信器の
表面温度よりもPDモジュールの温度が上昇することが
なく、したがって、光受信器の表面温度を適正な値とす
ることによって、PDモジュールの温度上昇をより抑え
ることができ、これによってPDモジュールの性能劣化
をより防ぐことができる。
内の発熱性の電子部品の消費電力によって、光受信器の
表面温度よりもPDモジュールの温度が上昇することが
なく、したがって、光受信器の表面温度を適正な値とす
ることによって、PDモジュールの温度上昇をより抑え
ることができ、これによってPDモジュールの性能劣化
をより防ぐことができる。
【0060】上記の説明では、PDモジュールと光受信
器の場合について示したが、LDモジュールと光送信器
の場合であっても同様である。図1に対比させて光送信
器の動作を説明すると、例えば、ピン46を介して、シ
ステムボードから光送信器の基板33に、データ信号お
よびクロック信号と、制御信号および電源電圧等が供給
される。基板33に載置された複数の電子部品34は、
入力されたデータ信号およびクロック信号等から、LD
素子の出射光を強度変調するための変調電流Imを生成
するドライバや、LD素子に一定のバイアス電流Ibを
与えて出力光の強度を安定化させるAPC回路等として
動作する。そして、基板33からLDモジュール29に
変調電流Imおよびバイアス電流Ibが供給され、LD
モジュール29はこの入力電流に基いて、光信号を出力
する。
器の場合について示したが、LDモジュールと光送信器
の場合であっても同様である。図1に対比させて光送信
器の動作を説明すると、例えば、ピン46を介して、シ
ステムボードから光送信器の基板33に、データ信号お
よびクロック信号と、制御信号および電源電圧等が供給
される。基板33に載置された複数の電子部品34は、
入力されたデータ信号およびクロック信号等から、LD
素子の出射光を強度変調するための変調電流Imを生成
するドライバや、LD素子に一定のバイアス電流Ibを
与えて出力光の強度を安定化させるAPC回路等として
動作する。そして、基板33からLDモジュール29に
変調電流Imおよびバイアス電流Ibが供給され、LD
モジュール29はこの入力電流に基いて、光信号を出力
する。
【0061】ここで、図1に示した放熱構造を用いて光
送信器を構成し、かつLDモジュールを保持することに
より、光送信器内の発熱性の電子部品の消費電力によっ
て、LDモジュールの表面温度Tmが、光送信器の表面
温度Tcよりも上昇することを抑えることができる。
送信器を構成し、かつLDモジュールを保持することに
より、光送信器内の発熱性の電子部品の消費電力によっ
て、LDモジュールの表面温度Tmが、光送信器の表面
温度Tcよりも上昇することを抑えることができる。
【0062】したがって、光受信器の表面温度を適正な
値とすることによって、LDモジュールの温度上昇を抑
えることができ、これによってLDモジュールの性能劣
化をより防ぐことができる。なお、LDモジュール内の
LD素子からの発熱量は、光送信器内の発熱性の電子部
品に比して小さい値となる。例えば、LD素子単体によ
る温度上昇は、高々2〜3℃程度である。
値とすることによって、LDモジュールの温度上昇を抑
えることができ、これによってLDモジュールの性能劣
化をより防ぐことができる。なお、LDモジュール内の
LD素子からの発熱量は、光送信器内の発熱性の電子部
品に比して小さい値となる。例えば、LD素子単体によ
る温度上昇は、高々2〜3℃程度である。
【0063】以上のように、この実施の形態1では、光
素子モジュールの取付けられた電子機器において、ケー
スに収納された基板に、可撓性を有した放熱シートの一
方を接触させ、ケースに被さるカバーに、この放熱シー
トの他方を接触させるとともに、ケースとカバー間の熱
抵抗を大きくして断熱性を高めることにより、光電子機
器のカバーの表面温度よりも、光素子モジュールの表面
温度が低くなり、光受信器の表面温度を適正な値とする
ことによって、光素子モジュールの温度上昇を抑えるこ
とができ、これによって光素子の性能劣化をより防ぐこ
とができる。
素子モジュールの取付けられた電子機器において、ケー
スに収納された基板に、可撓性を有した放熱シートの一
方を接触させ、ケースに被さるカバーに、この放熱シー
トの他方を接触させるとともに、ケースとカバー間の熱
抵抗を大きくして断熱性を高めることにより、光電子機
器のカバーの表面温度よりも、光素子モジュールの表面
温度が低くなり、光受信器の表面温度を適正な値とする
ことによって、光素子モジュールの温度上昇を抑えるこ
とができ、これによって光素子の性能劣化をより防ぐこ
とができる。
【0064】実施の形態2.図6はこの発明の実施の形
態2による光受信器を示す図であり、図6(a)は光受
信器の側断面図、図6(b)は基板33の放熱構造の詳
細を示す図、図6(c)はケース36の底面における、
側面36b付近の詳細を示す図である。
態2による光受信器を示す図であり、図6(a)は光受
信器の側断面図、図6(b)は基板33の放熱構造の詳
細を示す図、図6(c)はケース36の底面における、
側面36b付近の詳細を示す図である。
【0065】図6(a)において、34aは基板33の
上面に配置された発熱性の高い第1の電子部品、34b
は基板33の上面に配置された発熱性の高い第2の電子
部品、35aは電子部品34aを覆うように基板33の
上面に盛られたコーティング、35bは電子部品34b
を覆うように基板33の上面に盛られたコーティングで
ある。また、60は第1の電子部品34aの下方で基板
33の下面に接触したシリコン系の放熱シート、61は
第2の電子部品34bの下方で基板33の下面に接触し
たシリコン系の放熱シートである。放熱シート60、6
1は、いずれもケース36の内側底面上に配置され、基
板33とケース36の間に挟まれている。
上面に配置された発熱性の高い第1の電子部品、34b
は基板33の上面に配置された発熱性の高い第2の電子
部品、35aは電子部品34aを覆うように基板33の
上面に盛られたコーティング、35bは電子部品34b
を覆うように基板33の上面に盛られたコーティングで
ある。また、60は第1の電子部品34aの下方で基板
33の下面に接触したシリコン系の放熱シート、61は
第2の電子部品34bの下方で基板33の下面に接触し
たシリコン系の放熱シートである。放熱シート60、6
1は、いずれもケース36の内側底面上に配置され、基
板33とケース36の間に挟まれている。
【0066】ここで、例えば、第1の電子部品34aが
PLL回路、第2の電子部品34bがAGCアンプであ
る場合、これら消費電力の大きい第1、第2の電子部品
34a、34bの直下において、基板下面に設けられた
他の電気部品と干渉しないように、放熱シート60、6
1を配置する。また、基板33上には、高さの高い電源
回路62が設けられており、カバー37の下面との高さ
方向の隙間が小さくなっている。しかし、この電源回路
62は消費電力が小さくそれ程放熱の必要性がないた
め、電源回路62とカバー37との間には放熱シート3
8を挿入しない。
PLL回路、第2の電子部品34bがAGCアンプであ
る場合、これら消費電力の大きい第1、第2の電子部品
34a、34bの直下において、基板下面に設けられた
他の電気部品と干渉しないように、放熱シート60、6
1を配置する。また、基板33上には、高さの高い電源
回路62が設けられており、カバー37の下面との高さ
方向の隙間が小さくなっている。しかし、この電源回路
62は消費電力が小さくそれ程放熱の必要性がないた
め、電源回路62とカバー37との間には放熱シート3
8を挿入しない。
【0067】また、図6(b)に示すように、第1、第
2の電子部品34a、34bの下側には、基板33の内
層を通って基板33の上面から下面までを垂直に接続す
るスルーホール63が設けられている。また、基板33
の内層には、内導体64が設けられており、この内導体
64は接地面を成している。第1、第2の電子部品34
a、34bの下面と基板33の上面の間には放熱グリー
ス65が塗布され、第1、第2の電子部品34a、34
bと基板33の上面にそれぞれ接触している。
2の電子部品34a、34bの下側には、基板33の内
層を通って基板33の上面から下面までを垂直に接続す
るスルーホール63が設けられている。また、基板33
の内層には、内導体64が設けられており、この内導体
64は接地面を成している。第1、第2の電子部品34
a、34bの下面と基板33の上面の間には放熱グリー
ス65が塗布され、第1、第2の電子部品34a、34
bと基板33の上面にそれぞれ接触している。
【0068】第1、第2の電子部品34a、34bから
発生した熱は、基板33の上方に向かう熱Q20と、基
板33の下方へ向かう熱Q21に分かれる。熱Q20は
コーティング材35a、35bを介して放熱シート38
に伝熱され、カバー37の上面から外気50に伝達され
る。また、熱Q21は放熱グリース65から基板33に
伝導され、その一部が基板33のスルーホール63を通
じて基板33の下面に伝導されて、基板33の下面に接
触した放熱シート60、61を介してケース36の底面
36aに伝熱される。一方、基板33に伝導された熱Q
21の他の熱Q23は、基板33のスルーホール63に
接続された内導体64を介して基板33全体に拡散し、
その熱の大部分の熱Q24が放熱シート38と基板33
上面との接触面から放熱シート38に伝熱され、熱Q2
1と同様にカバー37上面を介して外気50に放熱され
る。
発生した熱は、基板33の上方に向かう熱Q20と、基
板33の下方へ向かう熱Q21に分かれる。熱Q20は
コーティング材35a、35bを介して放熱シート38
に伝熱され、カバー37の上面から外気50に伝達され
る。また、熱Q21は放熱グリース65から基板33に
伝導され、その一部が基板33のスルーホール63を通
じて基板33の下面に伝導されて、基板33の下面に接
触した放熱シート60、61を介してケース36の底面
36aに伝熱される。一方、基板33に伝導された熱Q
21の他の熱Q23は、基板33のスルーホール63に
接続された内導体64を介して基板33全体に拡散し、
その熱の大部分の熱Q24が放熱シート38と基板33
上面との接触面から放熱シート38に伝熱され、熱Q2
1と同様にカバー37上面を介して外気50に放熱され
る。
【0069】さらに、ケース36の底面36aに伝えら
れた熱Q25は、底面36aの全体に拡散する。ここ
で、この一部の熱Q26は、底面36aとシステムボー
ドを構成する基板66との間の僅かな隙間に存在する空
気層を介してシステムボード側に放熱されるが、システ
ムボードに伝わらない他の熱Q27はケース36の側面
に伝熱される。
れた熱Q25は、底面36aの全体に拡散する。ここ
で、この一部の熱Q26は、底面36aとシステムボー
ドを構成する基板66との間の僅かな隙間に存在する空
気層を介してシステムボード側に放熱されるが、システ
ムボードに伝わらない他の熱Q27はケース36の側面
に伝熱される。
【0070】このとき、ケース底面36aに、図6
(c)に示すような切り欠き溝63を設けることによっ
て、熱Q27がPDモジュール29に伝導されにくくな
る。この切り欠き溝63は、側面36bに沿って長く切
り欠かれたものであり、ケース底面36aからケース側
面36bへ熱が伝わりにくくする作用がある。
(c)に示すような切り欠き溝63を設けることによっ
て、熱Q27がPDモジュール29に伝導されにくくな
る。この切り欠き溝63は、側面36bに沿って長く切
り欠かれたものであり、ケース底面36aからケース側
面36bへ熱が伝わりにくくする作用がある。
【0071】以上により、この実施の形態によれば、実
施の形態1の構成に加えて、第1、第2の発熱性の電子
部品34a、34bの発生した熱を、ケース36の底面
36aに放熱させることによって、電子部品34の温度
をさらに下げることができ、基板上の特定の発熱部品の
放熱能力を高めることができる。
施の形態1の構成に加えて、第1、第2の発熱性の電子
部品34a、34bの発生した熱を、ケース36の底面
36aに放熱させることによって、電子部品34の温度
をさらに下げることができ、基板上の特定の発熱部品の
放熱能力を高めることができる。
【0072】また、電子部品34の発生した熱を基板3
3へも伝導させ、基板33内で拡散させることにより、
基板33からケース36に伝わり、ケース36の側面3
6bからPDモジュールに伝わる熱を減少させることが
でき、PDモジュールの温度上昇への影響を低減するこ
とができる。
3へも伝導させ、基板33内で拡散させることにより、
基板33からケース36に伝わり、ケース36の側面3
6bからPDモジュールに伝わる熱を減少させることが
でき、PDモジュールの温度上昇への影響を低減するこ
とができる。
【0073】さらに、ケース底面とケース側面との間に
切り欠き穴を設けることにより、ケース底面からケース
側面に伝導される熱を、さらに低減させることができ
る。
切り欠き穴を設けることにより、ケース底面からケース
側面に伝導される熱を、さらに低減させることができ
る。
【0074】なお、他の態様として、放熱シート60、
61を設けることなく、スルーホール63に伝えた熱
を、基板33の内部に設けられた内導体64を介して、
基板全体に伝えるような構成であっても良い。この場合
でも、基板全体に拡散した熱が放熱シート38やケース
36の内気を通じて、カバー37から外気50に伝わ
り、その放熱性能を向上させることができる。
61を設けることなく、スルーホール63に伝えた熱
を、基板33の内部に設けられた内導体64を介して、
基板全体に伝えるような構成であっても良い。この場合
でも、基板全体に拡散した熱が放熱シート38やケース
36の内気を通じて、カバー37から外気50に伝わ
り、その放熱性能を向上させることができる。
【0075】なお、この実施の形態によれば、消費電力
の大きい電子部品の下面に、他の部品と干渉しない範囲
で、放熱シートを自由に配置することができ、放熱構造
の多様化を図ることができる。例えば、電子部品の配置
を変更する、或いは電子部品を他の部品に変更する等、
基板のレイアウト変更が行われた場合であっても、ケー
スの金型や、加工作業の変更を行わずに、ケース底面に
配置された放熱シートの位置や大きさを変更することが
できる。
の大きい電子部品の下面に、他の部品と干渉しない範囲
で、放熱シートを自由に配置することができ、放熱構造
の多様化を図ることができる。例えば、電子部品の配置
を変更する、或いは電子部品を他の部品に変更する等、
基板のレイアウト変更が行われた場合であっても、ケー
スの金型や、加工作業の変更を行わずに、ケース底面に
配置された放熱シートの位置や大きさを変更することが
できる。
【0076】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、光素
子モジュールの取付けられた電子機器の表面温度より
も、光素子モジュールの表面温度が低くなり、光受信器
の表面温度を適正な値とすることによって、光素子モジ
ュールの温度上昇を抑えることができ、これによって光
素子の性能劣化をより防ぐことができる。
子モジュールの取付けられた電子機器の表面温度より
も、光素子モジュールの表面温度が低くなり、光受信器
の表面温度を適正な値とすることによって、光素子モジ
ュールの温度上昇を抑えることができ、これによって光
素子の性能劣化をより防ぐことができる。
【図1】 この発明の実施の形態1による光受信器(電
子機器)の構成図である。
子機器)の構成図である。
【図2】 この発明の実施の形態1によるケースの構造
図である。
図である。
【図3】 この発明の実施の形態1によるカバーの構造
図である。
図である。
【図4】 この発明の実施の形態1による伝熱経路を示
す図である。
す図である。
【図5】 この発明の実施の形態1による温度測定結果
を示す図である。
を示す図である。
【図6】 この発明の実施の形態2による光受信器(電
子機器)の構成図である。
子機器)の構成図である。
【図7】 従来の電子機器の構成を示す図である。
【図8】 特定部位の電子部品の発熱性を高めた電子機
器の構成例を示す図である。
器の構成例を示す図である。
29 PDモジュール(光素子モジュール)、 33
基板、 34 電子部品、 36 ケース、 37 カ
バー、 38 放熱シート。
基板、 34 電子部品、 36 ケース、 37 カ
バー、 38 放熱シート。
Claims (11)
- 【請求項1】 光素子の収納された光素子モジュール
と、 上記光素子モジュールとの間で電気信号が伝送され、一
方の面に発熱性の電子部品の載置された基板と、 上記光素子モジュールが一側面に取付けられ、上記基板
が収納されるとともに、当該基板の他方の面が底面の内
側と間隙を有して固定されるケースと、 上記ケースの他の2つの側面にそれぞれ当接し、当該ケ
ースの他の2つの側面を間に挟んで嵌合する2つの側面
を有したカバーと、 上記基板の一方の面と上記カバーの上面との間に配置さ
れ、当該カバーの上面と上記発熱性の電子部品にそれぞ
れ当接し、可撓性を有した放熱材と、 を備えたことを特徴とする電子機器。 - 【請求項2】 上記ケースは、当該ケースの底面の周縁
側に、当該ケースの他の側面に沿う方に長い穴が形成さ
れた切り欠き溝を有したことを特徴とする請求項1記載
の電子機器。 - 【請求項3】 上記カバーの2つの側面は、上記カバー
の上面と鋭角を成し、 当該カバーの2つの側面の端縁間の距離が、当該カバー
と嵌合する上記ケースの他の2つの側面間の距離よりも
小さいことを特徴とする請求項1記載の電子機器。 - 【請求項4】 上記カバーの側面と上記ケースの側面に
は、いずれか一方に凸部、他方に凹部が設けられ、上記
カバーとケースの嵌合時に該凸部と凹部が嵌合し、 上記基板とカバーの間に挿入される前の上記放熱材の厚
みが、当該嵌合時における、上記発熱部品と上記カバー
の間隔よりも厚いことを特徴とする請求項1記載の電子
機器。 - 【請求項5】 上記放熱材は、上記発熱部品の面積より
も大きく、上記発熱部品の周囲で上記基板上面と少なく
とも一部が当接することを特徴とする請求項1記載の電
子機器。 - 【請求項6】 上記ケースの底面に複数個立設され、上
記基板の他方の面の隅に当接する一端部を有し、上記基
板が載置された取付け部を備えたことを特徴とする請求
項1記載の電子機器。 - 【請求項7】 上記基板は一方の面に導体ピンが突設さ
れ、当該導体ピンは、上記ケース底面の切り欠き溝を貫
通して、当該ケース外部に突出したことを特徴とする請
求項1記載の電子機器。 - 【請求項8】 上記放熱材はシリコンを素材としたこと
を特徴とする請求項1記載の電子機器。 - 【請求項9】 光素子の収納された光素子モジュール
と、 上記光素子モジュールとの間で電気信号が伝送され、発
熱部品の載置された基板と、 上記光素子モジュールが側面に取付けられ、上記基板が
収納されたケースと、 上記ケースに嵌合するカバーと、 上記カバーと上記発熱部品の間に配置され、上記カバー
と上記発熱部品にそれぞれ当接し、可撓性を有した放熱
材と、を備え、 上記発熱部品と上記光素子モジュール間の熱抵抗が、上
記発熱部品と上記カバー間の熱抵抗よりも大きいことを
特徴とする電子機器。 - 【請求項10】 光素子の収納された光素子モジュール
と、 上記光素子モジュールとの間で電気信号が伝送され、発
熱部品の載置された基板と、 上記光素子モジュールが側面に取付けられ、上記基板が
収納されたケースと、 上記ケースに嵌合するカバーと、 上記カバーと上記発熱部品の間に配置され、上記カバー
と上記発熱部品にそれぞれ当接し、可撓性を有した放熱
材と、を備え、 上記発熱部品および光素子の動作時に、上記光素子モジ
ュールの温度が、上記カバーの温度よりも低いことを特
徴とする電子機器。 - 【請求項11】 上記発熱部品は、上記光素子を駆動す
るドライバ、もしくは光素子の出力を増幅する増幅器、
もしくはPLL(Phase Locked Loop)回路であること
を特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の電子
機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001393586A JP2003198026A (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | 電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001393586A JP2003198026A (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | 電子機器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003198026A true JP2003198026A (ja) | 2003-07-11 |
Family
ID=27600546
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001393586A Pending JP2003198026A (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | 電子機器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003198026A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005091362A1 (ja) * | 2004-03-19 | 2005-09-29 | Sony Computer Entertainment Inc. | 回路の発熱制御方法、装置およびシステム |
JP2007184593A (ja) * | 2006-01-05 | 2007-07-19 | Emcore Corp | レーザパッケージアダプタ |
JP2010175948A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 並列光伝送装置 |
US8040675B2 (en) | 2007-07-06 | 2011-10-18 | Fujitsu Limited | Optical module |
WO2013099700A1 (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | 住友電気工業株式会社 | 光モジュール |
CN110927894A (zh) * | 2018-09-20 | 2020-03-27 | 住友电气工业株式会社 | 光收发器 |
-
2001
- 2001-12-26 JP JP2001393586A patent/JP2003198026A/ja active Pending
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CN110927894A (zh) * | 2018-09-20 | 2020-03-27 | 住友电气工业株式会社 | 光收发器 |
CN110927894B (zh) * | 2018-09-20 | 2022-11-15 | 住友电气工业株式会社 | 光收发器 |
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