JP7359579B2 - 光電気複合伝送モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、光電気複合伝送モジュールに関する。
従来、プリント基板、光導波路、ＦＰＣ（プリント配線板）、光電気変換器、放熱シート、および、筐体の突起を厚み方向一方側に向かって順に備える光モジュールが提案されている（例えば、下記特許文献１参照。）。特許文献１では、筐体の突起が、放熱シートを下側に加圧することで、放熱シートが光電気変換器に密着する。特許文献１の光モジュールでは、光電気変換器から生じる熱を、放熱シートを介して、筐体の突起に放熱する。
特開２０１５－２２１２９号公報
しかるに、特許文献１の光モジュールでは、光電気変換器は、厚み方向に投影したときに、プリント基板と重なっている。プリント基板は、通常、硬直（リジッド）であり、たとえ、プリント基板および光電気変換器の間に柔軟な（フレキシブル）なＦＰＣが介在しても、上記した光電気変換器を剛直に支持してしまう。そうすると、上記した突起の接触によって、光電気変換器が、損傷し易い。
本発明は、光電変換部を効率的に放熱できながら、光電変換部の損傷を抑制できる光電気複合伝送モジュールを提供する。
本発明（１）は、光電気混載基板と、前記光電気混載基板と電気的に接続されるプリント配線板と、前記光電気混載基板と光学的および電気的に接続される光電変換部と、前記光電変換部に対して厚み方向に隣接する伝熱部材と、前記光電気混載基板、前記プリント配線板、前記光電変換部および前記伝熱部材を収容する金属製の筐体であって、第１壁を含む前記筐体とを備え、前記光電気混載基板と、前記光電変換部と、前記伝熱部材と、前記第１壁とが、厚み方向一方側に向かって順に配置され、前記プリント配線板は、平面視で、互いに間隔が隔てられる第１部分および第２部分と、前記第１部分および前記第２部分を連結する連結部分とを一体的に有し、前記第１部分、前記第２部分および前記連結部分は、前記厚み方向に投影したときに、前記光電変換部と重ならず、前記光電気混載基板と重なり、前記厚み方向に直交する直交方向に投影したときに、前記光電変換部と重なる領域を含む、光電気複合伝送モジュールを含む。
この光電気複合伝送モジュールでは、光電変換部と、伝熱部材と、第１壁とが、厚み方向一方側に向かって順に配置されるので、光電変換部で生じる熱を、伝熱部材を介して、第１壁に放出できる。
また、プリント配線板における第１部分、第２部分および連結部分における領域が、厚み方向に投影したときに、光電変換部と重ならず、光電気混載基板と重なるので、伝熱部材が光電変換部に接触し、さらには、伝熱部材が光電変換部を加圧しても、光電変換部を、その厚み方向他方側から光電気混載基板によって柔軟に支持できる。そのため、光電変換部の損傷を抑制できる。
さらに、直交方向に投影したときに、上記した領域が光電変換部と重なるので、光電変換部に他の部材が衝突することに起因する、光電変換部の損傷をより一層抑制できる。
従って、この光電気複合伝送モジュールは、光電変換部を効率的に放熱できながら、光電変換部の損傷を抑制できる。
本発明（２）は、前記伝熱部材が、前記第１壁と一体である、（１）に記載の光電気複合伝送モジュールを含む。
しかるに、伝熱部材が、第１壁と別体であれば、それらの間に接着剤を配置する必要があり、接着剤の熱伝導率は、通常低い。そのため、隣接部分から第１壁への放熱性が低い。
一方、この光電気複合電装モジュールでは、隣接部分が、第１壁と一体であるので、上記した接着剤を配置する必要がない。そのため、隣接部分から第１壁への放熱性に優れる。
本発明（３）は、前記光電変換部の前記厚み方向一方面と、前記伝熱部材の前記厚み方向他方面とに接触する放熱層をさらに備える、（１）または（２）に記載の光電気複合伝送モジュール。
この光電気複合伝送モジュールは、光電変換部の厚み方向一方面と、伝熱部材の厚み方向他方面とに接触する放熱層をさらに備えるので、光電変換部から放熱層を介して伝熱部材に効率的に放熱することができる。
本発明（４）は、前記光電気混載基板に対して、前記厚み方向において前記光電変換部の反対側に隣接する第２伝熱部材をさらに備え、前記筐体が、前記第２伝熱部材に対して、前記厚み方向において前記光電気混載基板の反対側に配置される第２壁をさらに備えることにより、前記光電気混載基板と、前記第２伝熱部材と、前記第２壁とが、前記厚み方向他方側に向かって順に配置されている、（１）～（３）のいずれか一項に記載の光電気複合伝送モジュールを含む。
この光電気複合伝送モジュールでは、光電変換部の熱を、光電気混載基板および第２伝熱部材を介して、第２壁に放出できる。
本発明（５）は、前記第２伝熱部材が、前記第２壁と一体である、（４）に記載の光電気複合伝送モジュールを含む。
しかるに、第２伝熱部材が、第２壁と別体であれば、それらの間に接着剤を配置する必要があり、接着剤の熱伝導率は、通常低い。そのため、第２隣接部分から第２壁への放熱性が低い。
一方、この光電気複合電装モジュールでは、第２隣接部分が、第２壁と一体であるので、上記した接着剤を配置する必要がない。そのため、第２隣接部分から第２壁への放熱性に優れる。
本発明（６）は、前記光電気混載基板の前記厚み方向他方面と、前記第２伝熱部材の前記厚み方向一方面とに接触する第２放熱層をさらに備える、（５）に記載の光電気複合伝送モジュールを含む。
この光電気複合伝送モジュールは、光電気混載基板の厚み方向他方面と、第２伝熱部材の厚み方向一方面とに接触する第２放熱層をさらに備えるので、第２放熱層を介して第２伝熱部材に効率的に放熱することができる。
本発明（７）は、前記伝熱部材の前記厚み方向他方面が、前記光電変換部の前記厚み方向一方面に接触し、前記第２伝熱部材が、弾性部材である、（４）に記載の光電気複合伝送モジュールを含む。
伝熱部材の厚み方向他方面が、光電変換部の厚み方向一方面に接触しても、第２伝熱部材が、弾性部材であるので、かかる第２伝熱部材によって、光電変換部が伝熱部材に接触されることに基づく圧力が変動しようとしても、これを一定に保持できる。
そのため、この光電気複合伝送モジュールは、光電変換部の損傷を防止できる。
本発明（８）は、前記光電気混載基板は、電気回路基板を含み、前記電気回路基板は、金属支持層、絶縁層および導体層を前記厚み方向に順に備える、（１）～（７）のいずれか一項に記載の光電気複合伝送モジュールを含む。
この光電気複合伝送モジュールでは、電気回路基板が金属支持層を備えるので、電気回路基板を介した光電変換部の放熱性に優れる。
本発明（９）は、前記絶縁層が、前記厚み方向を貫通し、前記金属支持層の前記厚み方向一方面を露出する貫通孔を有し、前記絶縁層における前記貫通孔の内周面、および、金属支持層の前記厚み方向一方面に接触する放熱部をさらに備える、（８）に記載の光電気複合伝送モジュールを含む。
この光電気複合伝送モジュールは、放熱部を備えるので、絶縁層の熱を、放熱部を介して、金属支持層に放出できる。
本発明（１０）は、前記プリント配線板は、前記領域に囲まれる開口部を有し、前記光電変換部が、前記開口部内に配置されていることを特徴とする、（１）～（９）のいずれか一項に記載の光電気複合伝送モジュールを含む。
この光電気複合伝送モジュールでは、プリント配線板における上記した領域が、開口部の周囲に配置されるので、光電変換部が伝熱部材に加圧されても、上記した領域に重なる光電気混載基板が光電変換部を柔軟かつ確実に支持できる。
しかも、プリント配線板の開口部内に位置する光電変換部は、プリント配線板に周りが囲まれる。そのため、光電変換部の損傷をより一層抑制できる。
本発明の光電気複合伝送モジュールは、光電変換部を効率的に放熱できながら、光電変換部の損傷を抑制できる。
図１Ａ～図１Ｄは、本発明の光電気複合伝送モジュールの一実施形態を備える光電気複合伝送装置を説明する平面図および底面図であり、図１Ａが、光電気複合伝送装置の平面図、図１Ｂが、筐体の蓋の底面図、図１Ｃが、蓋を取り外した光電気複合伝送装置の平面図、図１Ｄが、筐体の本体を取り外した光電気複合伝送装置の底面図である。 図２は、図１Ａで示す光電気複合伝送装置の側断面図である。 図３は、図２に示す光電気複合伝送装置の拡大側断面図である。 図４は、図２で示す光電気複合伝送装置の変形例（第１伝熱部材が第１壁と別体である態様）の側断面図である。 図５は、図２で示す光電気複合伝送装置の変形例（第２伝熱部材が設けられる態様）の側断面図である。 図６は、図２で示す光電気複合伝送装置の変形例（第１放熱層および第２放熱層が設けられる態様）の側断面図である。 図７は、図２で示す光電気複合伝送装置の変形例（弾性部材が設けられる態様）の側断面図である。 図８は、図１Ｃで示す光電気複合伝送装置の変形例（連結部分が１つである態様）の平面図である。
本発明の光電気複合伝送モジュールの一実施形態を含む光電気複合伝送装置を、図１Ａ～図３を参照して説明する。なお、図１Ｂ中、第１壁４１（後述）に対する第１伝熱部材４６（後述）の相対配置および形状を明確に示すために、第１伝熱部材４６をハッチングで表示している。また、図１Ｃ中、第１重複領域４８（後述）の相対配置および形状を明確に示すために、第１重複領域４８をハッチングで表示している。
図１Ａおよび図１Ｃに示すように、光電気複合伝送装置１は、光電気複合伝送モジュール２と、光ファイバ５１と、コネクタ５２とを備える。
光電気複合伝送モジュール２は、光ファイバ５１から出力される光を電気に変換し、これを図示しない電気機器に入力し、および、図示しない電気機器から出力される電気を光に変換し、これを光ファイバ５１に入力する。光電気複合伝送モジュール２は、上記した光および電気の流れ方向に沿って長く延びる略平板形状を有する。図２に示すように、光電気複合伝送モジュール２は、光電気混載基板３と、プリント配線板４と、光電変換部５と、筐体６とを備える。
図１Ｄに示すように、光電気混載基板３は、光電気複合伝送モジュール２の長手方向に沿って長く延びる略平板形状を有する。光電気混載基板３は、底面視において、光電変換領域２９と、光伝送領域３０とを有する。
光電変換領域２９は、光電気混載基板３の長手方向一端部に配置されている。光電変換領域２９は、底面視略矩形状（具体的には、正方形状）を有する。図１Ｃ（破線）、図１Ｄおよび図３に示すように、光電変換領域２９は、光電変換部５を実装する実装領域３９と、第２端子２２（後述）が形成される領域を含む第２端子形成領域４０とを含む。
実装領域３９は、光電変換領域２９の底面視略中央部に配置される。
第２端子形成領域４０は、実装領域３９の周囲に配置されている。第２端子形成領域４０は、底面視略矩形枠形状を有する。
光伝送領域３０は、光電変換領域２９の長手方向他端部から長手方向他方側に向かって延びる底面視略矩形状を有する。光伝送領域３０の幅（幅方向（長手方向および厚み方向に直交する方向）長さ）は、光電変換領域２９の幅より狭い。光伝送領域３０の長手方向長さは、光電変換領域２９の長手方向長さより長い。
図３に示すように、光電気混載基板３は、光導波路７と、電気回路基板８とを厚み方向一方側に向かって順に備える。詳しくは、光電気混載基板３は、光導波路７と、光導波路７の厚み方向一方面に配置される電気回路基板８とを備える。
光導波路７は、光電気混載基板３の厚み方向他方側部分に位置する。光導波路７は、長手方向に延びる略シート形状を有する。光導波路７は、アンダークラッド層９と、コア層１０と、オーバークラッド層１１とを厚み方向他方側に向かって順に備える。オーバークラッド層１１は、コア層１０を被覆する。なお、コア層１０の長手方向一端部には、ミラー１２が形成されている。光導波路７の材料としては、例えば、例えば、エポキシ樹脂などの透明材料が挙げられる。光導波路７の厚みは、例えば、２０μｍ以上、例えば、２００μｍ以下である。
電気回路基板８は、光電気混載基板３の厚み方向一方側部分に位置する。電気回路基板８は、アンダークラッド層９の厚み方向一方面に配置されている。電気回路基板８は、長手方向に延びる略シート形状を有する。電気回路基板８は、金属支持層１４と、絶縁層の一例としてのベース絶縁層１５と、導体層１６と、絶縁層の一例としてのカバー絶縁層１７とを厚み方向一方側に向かって順に備える。さらに、電気回路基板８は、放熱部１８をさらに備える。
図１Ｄおよび図３に示すように、金属支持層１４は、光電変換領域２９に配置される。金属支持層１４は、厚み方向を貫通する金属開口部１９を有する。金属開口部１９は、後述する発光素子３５および受光素子３６に対応して、複数設けられている。金属支持層１４の材料としては、例えば、ステンレス、４２アロイ、アルミニウム、銅－ベリリウム、りん青銅、銅、銀、アルミニウム、ニッケル、クロム、チタン、タンタル、白金、金などの金属が挙げられる。金属支持層１４の厚みは、例えば、３μｍ以上、好ましくは、１０μｍ以上であり、また、例えば、１００μｍ以下、好ましくは、５０μｍ以下である。
ベース絶縁層１５は、光電変換領域２９および光伝送領域３０にわたって配置されている。ベース絶縁層１５は、金属支持層１４の厚み方向一方面に配置されている。また、ベース絶縁層１５は、金属開口部１９の厚み方向一端縁を閉塞する。ベース絶縁層１５の材料としては、例えば、ポリイミドなどの樹脂が挙げられる。また、ベース絶縁層１５の材料は、光透過性である。ベース絶縁層１５の厚みは、例えば、２μｍ以上、３５μｍ以下である。
導体層１６は、ベース絶縁層１５の厚み方向一方側に配置されている。導体層１６は、光電変換領域２９に配置されている。導体層１６は、第１端子２１と、第２端子２２と、図示しない配線とを含む。
第１端子２１は、実装領域３９に配置されている。第１端子２１は、光電変換部５の電極（図示せず）に対応してパターンニングされている。
第２端子２２は、第２端子形成領域４０に配置されている。第２端子２２は、プリント配線板４のビア３３に対応してパターンニングされている。
図示しない配線は、光電変換領域２９（実装領域３９および第２端子形成領域４０）に配置されている。図示しない配線は、第１端子２１および第２端子２２間を電気的に接続する。
導体層１６の材料としては、例えば、銅などの導体が挙げられる。導体層１６の厚みは、２μｍ以上、２０μｍ以下である。
カバー絶縁層１７は、ベース絶縁層１５の厚み方向一方面に、第１端子２１および第２端子２２を露出し、図示しない配線を被覆するように、配置されている。カバー絶縁層１７は、光電変換領域２９および光伝送領域３０にわたって配置されている。カバー絶縁層１７の材料および厚みは、ベース絶縁層１５のそれらと同様である。
また、ベース絶縁層１５およびカバー絶縁層１７には、それらを厚み方向に貫通する貫通孔の一例としての放熱開口部２３が形成されている。放熱開口部２３には、次に説明する放熱部１８が充填される。放熱開口部２３は、実装領域３９に配置されている。具体的には、駆動集積回路３７およびインピーダンス変換増幅回路３８（後述）の周囲のベース絶縁層１５およびカバー絶縁層１７に配置されている。
放熱部１８は、放熱開口部２３内に充填されている。放熱部１８は、放熱開口部２３から露出する金属支持層１４の厚み方向一方面に配置されている。また、放熱部１８は、金属支持層１４の厚み方向一方面、および、ベース絶縁層１５およびカバー絶縁層１７における放熱開口部２３の内周面に接触する。また、放熱部１８の厚み方向一方面は、カバー絶縁層１７から露出している。放熱部１８の材料としては、例えば、金属、熱伝導性樹脂組成物（熱伝導性フィラーおよび樹脂からなる）などが挙げられ、好ましくは、金属、具体的には、導体層１６と同一の金属が挙げられる。放熱部１８の厚みは、ベース絶縁層１５およびカバー絶縁層１７の合計厚みであり、例えば、５μｍ以上、好ましくは、１０μｍ以上であり、また、例えば、１００μｍ以下、好ましくは、５０μｍ以下である。放熱部１８の平面積は、例えば、０．１ｍｍ２以上、好ましくは、１ｍｍ２以上、より好ましくは、５ｍｍ２以上であり、また、例えば、１０００ｍｍ２以下である。放熱部１８の平面積が上記した下限以上であれば、電気回路基板８の放熱性を向上させることができる。
電気回路基板８の厚みは、例えば、２０μｍ以上、例えば、２００μｍ以下である。電気回路基板８の厚みに対する金属支持層１４の厚みの比は、例えば、０．２以上、好ましくは、０．４以上、より好ましくは、０．６以上であり、また、例えば、０．９以下である。上記した比が上記した下限以上であれば、電気回路基板８の放熱性を向上させることができる。
光電気混載基板３の厚みは、例えば、２５μｍ以上、好ましくは、４０μｍ以上であり、また、例えば、５００μｍ以下、好ましくは、２５０μｍ以下である。光電気混載基板３の厚みに対する金属支持層１４の厚みの比は、例えば、０．０５以上、好ましくは、０．１以上、より好ましくは、０．１５超過であり、また、例えば、０．４以下である。上記した比が上記した下限を上回れば、光電気混載基板３の放熱性を向上させることができる。
光電気混載基板３は、柔軟であり、具体的には、光電気混載基板３（の光電変換領域２９）の２５℃における引張弾性率が、例えば、１０ＧＰａ未満、好ましくは、５ＧＰａ以下であり、また、例えば、０．１ＧＰａ以下である。光電気混載基板３の引張弾性率が上記した上限を下回れば、光電変換部５を柔軟に支持できる。
図２および図３に示すように、プリント配線板４は、光電気混載基板３の厚み方向一方側に配置されている。プリント配線板４は、長手方向に沿って長く延びる略平板形状を有する。図１Ｃ、図１Ｄおよび図３に示すように、プリント配線板４は、第１部分２６と、第２部分２７と、連結部分２８とを一体的に有する。
第１部分２６は、プリント配線板４の長手方向一方側部分である。
第２部分２７は、第１部分２６の長手方向他方側に間隔を隔てて対向配置されている。第２部分２７の幅は、第１部分２６の幅より、狭い。
連結部分２８は、第１部分２６および第２部分２７を連結する。具体的には、連結部分２８は、２つ設けられている。２つの連結部分２８のうち、一方は、第１部分２６の長手方向他端縁の幅方向一端部と、第２部分２７の長手方向一端縁の幅方向一端部とを連結する。２つの連結部分２８のうち、他方は、第１部分２６の長手方向他端縁の幅方向他端部と、第２部分２７の長手方向一端縁の幅方向他端部とを連結する。
上記した第１部分２６、第２部分２７および連結部分２８によって、開口部５０が仕切られる。開口部５０は、プリント配線板４を厚み方向に貫通する貫通穴として区画される。
このプリント配線板４は、厚み方向に投影したときに、光電気混載基板３の第２端子形成領域４０に重なる第１重複領域４８と、光電気混載基板３の光伝送領域３０に重なる第２重複領域４９とを含む。また、プリント配線板４の開口部５０は、光電気混載基板３の実装領域３９に対応しており、具体的には、実装領域３９を露出する。
第１重複領域４８は、光電気混載基板３に重なる領域の一例である。第１重複領域４８は、第１部分２６、第２部分２７および連結部分２８に含まれる。詳しくは、第１重複領域４８は、第１部分２６の長手方向他端部の幅方向中間部分と、第２部分２７の長手方向一端部の幅方向中間部分と、２つの連結部分２８の内側部分とにわたって区画される。一方、第１重複領域４８は、厚み方向に投影したときに、光電気混載基板３の実装領域３９に重ならない。そのため、第１重複領域４８は、厚み方向に投影したときに、実装領域３９に実装される光電変換部５（後述）にも重ならない。開口部５０が平面視略矩形状を有することから、第１重複領域４８は、平面視において、開口部５０の周りを囲む無端の略枠形状を有する。
第２重複領域４９は、第１重複領域４８の長手方向他方側に連続して形成される。
プリント配線板４は、支持板３１と、導体回路３２とを備える。
支持板３１は、長手方向に延びており、第１重複領域４８および第２重複領域４９を含んでいる。支持板３１の材料としては、例えば、ガラス繊維強化エポキシ樹脂などの硬質材料が挙げられる。支持板３１の２５℃における引張弾性率は、例えば、１０ＧＰａ以上、好ましくは、１５ＧＰａ以上、より好ましくは、２０ＧＰａ以上であり、また、例えば、１０００ＧＰａ以下である。支持板３１の引張弾性率が上記した下限以上であれば、プリント配線板４の機械強度に優れる。
図１Ｃおよび図３に示すように、導体回路３２は、厚み方向に投影したときに、ビア３３（図３参照）、第３端子３４（図１Ｃ参照）、配線５３（図３参照）を含む。
ビア３３は、支持板３１を厚み方向に貫通する。ビア３３の厚み方向他方面は、支持板３１から露出しており、端子として機能する。ビア３３の厚み方向他方面は、バンプ２４を介して、第２端子２２と電気的に接続される。これにより、プリント配線板４は、光電気混載基板３と電気的に接続される。
第３端子３４は、プリント配線板４の第１部分２６の長手方向一端部に配置されている。
配線５３は、支持板３１の厚み方向一方面に配置されている。配線５３は、ビア３３と第３端子３４とを電気的に接続する。
プリント配線板４の厚みは、光電気混載基板３の厚みより厚く、具体的には、１００μｍ以上、好ましくは、５００μｍ以上、より好ましくは、１，０００μｍ以上であり、また、１０，０００μｍ以下である。プリント配線板４の厚みの光電気混載基板３の厚みに対する比は、例えば、０．０１以上、好ましくは、０．０５以上、より好ましくは、０．１以上であり、また、例えば、０．２５以下である。上記した比が上記した下限以上であれば、光電気混載基板３におけるプリント配線板４が厚くなり、光電気混載基板３の剛性を確保しつつ、開口部５０内の光電変換部５を、薄い光電気混載基板３によって柔軟に支持できる。
光電変換部５は、光電気混載基板３の実装領域３９に実装されている。光電変換部５は、厚み方向他方面に図示しない電極（図示せず）を有する。光電変換部５の電極は、光電気混載基板３の第１端子２１と、バンプ２４を介して電気的に接続されている。これによって、光電変換部５は、光電気混載基板３の電気回路基板８に対してフリップチップ（フェイスダウン）実装されている。これによって、光電変換部５は、光電気混載基板３と電気的に接続される。なお、光電変換部５は、光電気混載基板３の導体層１６を介して、プリント配線板４の導体回路３２に電気的に接続されている。
光電変換部５は、実装領域３９に実装されていることから、上記したように、厚み方向に投影したときに、第１重複領域４８と重ならない。
一方、光電変換部５は、面方向に投影したときには、第１重複領域４８と重なる。具体的には、光電変換部５は、面方向に投影したときに、プリント配線板４の開口部５０に含まれる。光電変換部５は、面方向において、プリント配線板４における開口部５０の内周面と対向する。より具体的には、光電変換部５は、プリント配線板４の開口部５０内に、開口部５０の内周面と間隔を隔てて配置されている。
図１Ｃに示すように、光電変換部５は、例えば、発光素子３５と、受光素子３６と、駆動集積回路（駆動ＩＣ）３７と、インピーダンス変換増幅回路（ＴＩＡ）３８とを含む。発光素子３５と、受光素子３６と、駆動集積回路３７と、インピーダンス変換増幅回路３８とは、面方向に互いに間隔を隔てて整列配置されている。
発光素子３５は、電気を光に変換する。発光素子３５の発光口（図示せず）は、発光素子３５の厚み方向他方面に配置されている。発光素子３５の具体例としては、面発光型発光ダイオード（ＶＥＣＳＥＬ）などが挙げられる。
駆動集積回路３７は、発光素子３５と、導体層１６を介して電気的に接続される。駆動集積回路３７は、発光素子３５の近傍に配置される。駆動集積回路３７は、発光素子３５を駆動する。
受光素子３６は、光を電気に変換する。受光素子３６の受光口（図示せず）は、受光素子３６の厚み方向方他面に配置されている。受光素子３６の具体例として、フォトダイオード（ＰＤ）などが挙げられる。
インピーダンス変換増幅回路３８は、受光素子３６と、導体層１６を介して電気的に接続される。インピーダンス変換増幅回路３８は、受光素子３６の近傍に配置される。インピーダンス変換増幅回路３８は、受光素子３６の電気を増幅する。
発光素子３５の発光口、および、受光素子３６の受光口のそれぞれは、厚み方向において、ミラー１２と対向する。これによって、発光素子３５および受光素子３６は、光導波路７と光学的に接続される。
光電変換部５では、プリント配線板４から発光素子３５に入力された電気を、駆動集積回路３７によって駆動する発光素子３５が光に変換し、これを光導波路７のミラー１２に向けて出射する。また、光電変換部５では、光導波路７のミラー１２から受光素子３６に入力された光を、受光素子３６が電気に変換し、これを、インピーダンス変換増幅回路３８が増幅し、これをプリント配線板４に入力する。
従って、光電変換部５は、電気および光を相互に変換可能である。
図１Ｃおよび図２に示すように、筐体６は、光電気混載基板３、プリント配線板４および光電変換部５（但し、第３端子３４を除く）を収容する略箱形状を有する。具体的には、筐体６は、長手方向に延び、かつ、厚み方向長さが、幅方向長さより小さい扁平な略箱形状を有する。
筐体６は、金属製である。筐体６の具体的な金属材料としては、アルミニウム、銅、銀、亜鉛、アルミニウム、ニッケル、クロム、チタン、タンタル、白金、金、それらの合金（丹銅、ステンレスなど）などが挙げられる。筐体６は、めっきなどの表面処理が施されてもよい。
筐体６は、第１壁４１と、第２壁４２と、両側壁４３と、長手方向一方側壁４４と、長手方向他方側壁４５とを一体的に備える。
第１壁４１は、長手方向に延びる略平板形状を有する。
第２壁４２は、第１壁４１と厚み方向に間隔を隔てられる。第２壁４２は、第１壁４１と同一形状を有する。
両側壁４３の一方は、第１壁４１の幅方向一端部と、第２壁４２の幅方向一端部とを、厚み方向に連結する。両側壁４３の他方は、第１壁４１の幅方向他端部と、第２壁４２の幅方向他端部とを、厚み方向に連結する。
長手方向一方側壁４４は、第１壁４１、第２壁４２および両側壁４３の長手方向一端部を連結する。但し、長手方向一方側壁４４は、第３端子３４が配置される穴を有する。
長手方向他方側壁４５は、第１壁４１、第２壁４２および両側壁４３の長手方向他端部を連結する。但し、コネクタ５２が配置される穴を有する。
なお、図２に示すように、筐体６は、上記した第１壁４１を含む蓋５６と、第２壁４２とを含む本体５５とを組み付けて、得られる。両側壁４３のそれぞれは、蓋５６および本体５５の両方に含まれる。長手方向一方側壁４４は、蓋５６および本体５５の両方に含まれる。長手方向他方側壁４５は、蓋５６および本体５５の両方に含まれる。
そして、この光電気複合伝送モジュール２は、伝熱部材の一例としての第１伝熱部材４６を備える。第１伝熱部材４６は、光電変換部５に対して厚み方向一方側に隣接する。より具体的には、第１伝熱部材４６は、光電変換部５および第１壁４１の間に介在する。また、第１伝熱部材４６の厚み方向他方面は、発光素子３５、受光素子３６、駆動集積回路３７およびインピーダンス変換増幅回路３８のそれぞれの厚み方向一方面全面に接触している。
さらに、第１伝熱部材４６は、第１壁４１と一体である。第１伝熱部材４６は、第１壁４１の厚み方向他方面から光電変換部５に向かって突出する。第１伝熱部材４６の材料としては、筐体６で例示した金属材料が挙げられる。
光電気混載基板３（実装領域３９）と、光電変換部５と、第１伝熱部材４６と、第１壁４１とは、厚み方向に投影したときに、プリント配線板４の開口部５０内で上記した方向に配置（積層）されており、つまり、プリント配線板４と重ならない。
第１伝熱部材４６は、光電気混載基板３、プリント配線板４および光電変換部５とともに、筐体６に収容される。
第１伝熱部材４６は、厚肉の略平板形状を有する。第１伝熱部材４６は、厚み方向に投影したときに、開口部５０に包含される。また、第１伝熱部材４６の厚み方向他方側部分は、開口部５０内に配置されている。
開口部５０の開口面積に対する第１伝熱部材４６の平断面積の比は、例えば、０．５以上、好ましくは、０．７以上、より好ましくは、０．９以上であり、また、例えば、０．９９以下、好ましくは、０．９５以下である。上記した比が上記下限以上であれば、第１伝熱部材４６を介する放熱性に優れる。上記した比が上記上限以下であれば、第１伝熱部材４６の厚み方向他方側部分を開口部５０内に円滑に進入させることができる。
光ファイバ５１の長手方向一端面は、コネクタ５２を介して、光電気混載基板３の光導波路７の長手方向他端面と光学的に接続されている。コネクタ５２は、長手方向他方側壁４５の穴に収容されている。
光電気複合伝送装置１を得るには、光電気混載基板３に光電変換部５を実装し、光電気混載基板３にプリント配線板４を、接着剤５８を介して、接合する。これにより、光電変換部５が、プリント配線板４の開口部５０内に配置される。また、光電気混載基板３の光導波路７を、コネクタ５２を介して光ファイバ５１と接続する。
その後、光電気混載基板３、プリント配線板４および光電変換部５を筐体６の本体５５に配置する。その後、第１伝熱部材４６の厚み方向他方側部分が開口部５０に挿入されて、第１伝熱部材４６の厚み方向他方面が各光電変換部５に接触するように、蓋５６を本体５５に合わせる。この際、第１伝熱部材４６が光電変換部５を加圧することが許容される。これにより、本体５５および蓋５６が組み付けられ、筐体６が形成される。
これにより、光電気複合伝送装置１が得られる。
その後、光電気複合伝送装置１を使用するときには、光電気複合伝送装置１の第３端子３４を、図示しない電気機器の差し込み口に差し込む。
次に、光電気複合伝送装置１における電気の光への変換を説明する。電気は、図示しない電気機器からプリント配線板４の導体回路３２を流れ、さらに、導体層１６を介して発光素子３５および駆動集積回路３７に入力される。発光素子３５は、駆動集積回路３７の駆動力に基づいて、光を、発光口からミラー１２に向けて出射する。すると、光は、ミラー１２で光路変換され、光導波路７を長手方向他方側に向かって進む。その後、光は、光導波路７から光ファイバ５１に入力される。
続いて、光電気複合伝送装置１における光の電気への変換を説明する。光は、光ファイバ５１から光導波路７を流れ、ミラー１２で光路変換され、受光素子３６で電気に変換される。一方、インピーダンス変換増幅回路３８は、プリント配線板４から供給される電気（電力）に基づいて、受光素子３６で変換された電気を増幅する。増幅された電気は、導体層１６を介して、プリント配線板４の導体回路３２を流れ、図示しない電気機器に入力される。
上記した光電変換部５の電気および光の相互変換により、光電変換部５は、発熱する。しかし、この光電気複合伝送装置１では、光電変換部５の熱は、第１伝熱部材４６を介して、第１壁４１から外部に放出される。
とりわけ、駆動集積回路３７およびインピーダンス変換増幅回路３８には、高い電流が流れ、かつ、高い電圧がかかる。そのため、駆動集積回路３７およびインピーダンス変換増幅回路３８の発熱量は、高い。しかし、駆動集積回路３７およびインピーダンス変換増幅回路３８では、上記した第１伝熱部材４６からの放熱に加え、駆動集積回路３７およびインピーダンス変換増幅回路３８に隣接するベース絶縁層１５およびカバー絶縁層１７を伝わる熱を、放熱部１８を介して、金属支持層１４から放熱できる。
＜一実施形態の作用効果＞
そして、この光電気複合伝送モジュール２では、光電変換部５と、第１伝熱部材４６と、第１壁４１とが、厚み方向一方側に向かって順に配置されるので、光電変換部５で生じる熱を、第１伝熱部材４６を介して、第１壁４１に放出できる。
また、プリント配線板４における第１重複領域４８が、厚み方向に投影したときに、光電変換部５と重ならず、光電気混載基板３と重なる。そのため、第１伝熱部材４６が光電変換部５に接触し、さらには、第１伝熱部材４６が光電変換部５を加圧し、光電変換部５を、その厚み方向他方側から光電気混載基板３によって柔軟に支持できる（柔軟に受け止めることができる）。そのため、光電変換部５の損傷を抑制できる。
さらに、面方向に投影したときに、光電気混載基板３の第１重複領域４８が光電変換部５と重なるので、第１重複領域４８に、とりわけ、第１伝熱部材４６が配置される前の第１重複領域４８に、厚み方向一方側から他の部材が接触することに起因する、光電変換部５の損傷をより一層抑制できる。
従って、この光電気複合伝送モジュール２は、光電変換部５を効率的に放熱できながら、光電変換部５の損傷を抑制できる。
また、この光電気複合伝送モジュール２では、電気回路基板８が金属支持層１４を備えるので、電気回路基板８を介する光電変換部５の放熱性に優れる。
さらに、この光電気複合伝送モジュール２は、放熱部１８を備えるので、駆動集積回路３７およびインピーダンス変換増幅回路３８で生じ、ベース絶縁層１５およびカバー絶縁層１７に伝導した熱を、放熱部１８を介して、金属支持層１４に放出できる。
＜変形例＞
以下の各変形例において、上記した一実施形態と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、各変形例は、特記する以外、一実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、一実施形態およびその変形例を適宜組み合わせることができる。
図４に示す変形例では、第１伝熱部材４６が第１壁４１と別体である。第１伝熱部材４６の材料としては、上記した金属の他に、熱伝導性樹脂組成物が挙げられ、好ましくは、金属が挙げられる。第１伝熱部材４６は、第１壁４１の厚み方向他方面に対して、図示しない接着剤を介して固定される。
図４に示す変形例より、図１Ａ～図３に示す一実施形態が好適である。図４に示す変形例では、接着剤の熱伝導率は、第１壁４１および第１伝熱部材４６の熱伝導率より低い。そのため、第１伝熱部材４６から第１壁４１への放熱性が低い。一方、一実施形態の光電気複合伝送モジュール２では、第１伝熱部材４６が、第１壁４１と一体であるので、上記した接着剤を配置する必要がない。そのため、第１伝熱部材４６から第１壁４１への放熱性に優れる。第１伝熱部材４６が第１壁４１と一体であり、さらに、接着剤がないため、部品点数を低減でき、構成が簡易である。
図５に示す変形例では、光電気複合伝送モジュール２は、光電気混載基板３に対して、厚み方向において光電変換部５の反対側に隣接する第２伝熱部材４７をさらに備える。なお、第２壁４２は、第２伝熱部材４７に対して、厚み方向において光電気混載基板３の反対側に配置される。
第２伝熱部材４７の厚み方向一方面は、光導波路７の厚み方向他方面に接触する。光電気混載基板３と、第２伝熱部材４７と、第２壁４２とが、厚み方向他方側に向かって順に配置されている。なお、第２伝熱部材４７は、光電気混載基板３、プリント配線板４、光電変換部５および第１伝熱部材４６とともに、筐体６に収容される。
第２伝熱部材４７は、第２壁４２と一体である。第２伝熱部材４７は、第２壁４２の厚み方向一方面から光電気混載基板３に向かって突出する。第２伝熱部材４７の材料としては、筐体６で例示した金属材料が挙げられる。
第２伝熱部材４７は、厚肉の略平板形状を有する。第２伝熱部材４７は、厚み方向に投影したときに、開口部５０を包含する。具体的には、第２伝熱部材４７は、厚み方向に投影したときに、光電気混載基板３の第２端子形成領域４０と重なる。第２伝熱部材４７は、第１伝熱部材４６の平面積より広い平面積を有する。
この変形例によれば、光電変換部５の熱を、光電気混載基板３および第２伝熱部材４７を介して、第２壁４２に放出できる。
一方、図示しないが、第２伝熱部材４７は、第２壁４２と別体であってもよい。第２伝熱部材４７は、第２壁４２の厚み方向一方面に対して、図示しない接着剤を介して固定される。
好ましくは、第２伝熱部材４７は、第２壁４２と一体である。第２伝熱部材４７が第２壁４２と一体であれば、上記した接着剤を配置する必要がない。そのため、第２伝熱部材４７から第２壁４２への放熱性に優れる。第２伝熱部材４７が第２壁４２と一体であり、さらに、接着剤がないため、部品点数を低減でき、構成が簡易である。
なお、図示しないが、第２伝熱部材４７は、第１伝熱部材４６の平面積より狭い平面積を有することができ、また、第１伝熱部材４６の平面積と同じ平面積を有することもできる。このような変形例でも、第１伝熱部材４６は、厚み方向に投影したときに、開口部５０内に包含される。
第１伝熱部材４６は、光電変換部５に直接接触する一方で、第２伝熱部材４７は、光電変換部５との間に、光電気混載基板３が介在されている。
図６に示す変形例では、光電気複合伝送モジュール２は、第１放熱層６３および第２放熱層６４をさらに備える。
第１放熱層６３は、第１伝熱部材４６および光電変換部５の間に介在する。第１放熱層６３は、第１伝熱部材４６の厚み方向他方面全面に配置されている。第１放熱層６３は、光電変換部５の厚み方向一方面と、第１伝熱部材４６の厚み方向他方面とに接触する。第１放熱層６３は、例えば、放熱シート、放熱グリス、放熱板などを含む。放熱シートの材料は、例えば、アルミナ（酸化アルミニウム）、窒化ホウ素、酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、溶融シリカ、酸化マグネシウム、窒化アルミニウムなどのフィラーが、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂に分散されたフィラー樹脂組成物が挙げられる。放熱シートでは、例えば、フィラーが樹脂に対して厚み方向に配向してもよい。また、樹脂が熱硬化性樹脂を含み、ＢステージまたはＣステージである。さらに、樹脂は、熱可塑性樹脂を含むことができる。
第２放熱層６４は、第２伝熱部材４７および光電気混載基板３の間に介在する。第２放熱層６４は、第２伝熱部材４７の厚み方向一方面全面に配置されている。第２放熱層６４は、光電気混載基板３の光電変換領域２９の厚み方向他方面と、第２伝熱部材４７の厚み方向一方面とに接触する。第２放熱層６４の材料は、第１放熱層６３のそれと同様である。
図６に示す変形例は、第１放熱層６３をさらに備えるので、光電変換部５から第１放熱層６３を介して第１伝熱部材４６に効率的に放熱することができる。
また、図６に示す変形例は、第２放熱層６４をさらに備えるので、光電気混載基板３の光電変換領域２９から、第２放熱層６４および第２伝熱部材４７を介して第２壁４２に効率的に放熱することができる。
図示しないが、光電気複合伝送モジュール２は、第１放熱層６３および第２放熱層６４のいずれか一方のみを備えることもできる。
図７に示す変形例では、光電気複合伝送モジュール２は、第２伝熱部材４７は、第１壁４１と一体にせず、別体とし、さらに、弾性部材６５とすることができる。
弾性部材６５は、光電気混載基板３の実装領域３９と、第２壁４２との間に配置されている。弾性部材６５は、光電気混載基板３の実装領域３９を厚み方向一方側に向かってプレス可能となるよう、第２壁４２の厚み方向一方面に配置されている。弾性部材６５の材料は、特に限定されず、筐体６の材料と同様の金属材料、熱伝導性のポリマー材料などが挙げられる。
この変形例は、一実施形態と同様に、第１伝熱部材４６の厚み方向他方面が、光電変換部５の厚み方向一方面に接触している。
そして、図７で示す変形例では、第１伝熱部材４６の厚み方向他方面が、光電変換部５の厚み方向一方面に接触し、さらには、第１伝熱部材４６が光電変換部５を加圧しても、第２伝熱部材が、弾性部材６５であるので、かかる弾性部材６５によって、光電変換部５が第１伝熱部材４６に接触されることに基づく圧力が変動しようとしても、これを一定に保持できる。
そのため、この光電気複合伝送モジュール２は、光電変換部５の放熱性に優れながら、光電変換部５の損傷を防止できる。
図８に示すように、プリント配線板４が、第２部分２７を有さなくてもよく、プリント配線板４の幅方向他端面から一方側（第１部分２６）に向かって切り欠かれた切欠部５７を有する。第１重複領域４８は、平面視において、切欠部５７の周りに位置する有端の略コ字形状を有する。
好ましくは、一実施形態のように、プリント配線板４は、第２部分２７を有し、開口部５０が形成される。一実施形態では、プリント配線板４における第１重複領域４８が、開口部５０の周囲に配置されるので、光電変換部５が第１伝熱部材４６に加圧されても、第１重複領域４８に重なる光電気混載基板３が光電変換部５を柔軟かつ確実に支持できる。
しかも、プリント配線板４の開口部５０内に位置する光電変換部５は、プリント配線板４に周りが囲まれる。そのため、光電変換部の損傷をより一層抑制できる。
さらに、プリント配線板４は、２つの連結部分２８が第１部分２６および第２部分２７を連結することから、機械強度に優れ、さらには、光電気複合伝送モジュール２の機械強度に優れる。
１ 光電気複合伝送装置
２ 光電気複合伝送モジュール
３ 光電気混載基板
４ プリント配線板
５ 光電変換部
６ 筐体
７ 光導波路
１４ 金属支持層
１８ 放熱部
２３ 放熱開口部
２６ 第１部分
２７ 第２部分
２８ 連結部分
４１ 第１壁
４２ 第２壁
４６ 第１伝熱部材
４７ 第２伝熱部材
４８ 第１重複領域
５０ 開口部
６３ 第１放熱層
６４ 第２放熱層
６５ 弾性部材

Claims (12)

  1. 光電気混載基板と、
    前記光電気混載基板と電気的に接続されるプリント配線板と、
    前記光電気混載基板と光学的および電気的に接続される光電変換部と、
    前記光電変換部に対して厚み方向に隣接する伝熱部材と、
    前記光電気混載基板、前記プリント配線板、前記光電変換部および前記伝熱部材を収容する金属製の筐体であって、第１壁を含む前記筐体とを備え、
    前記光電気混載基板と、前記光電変換部と、前記伝熱部材と、前記第１壁とが、厚み方向一方側に向かって順に配置され、
    前記プリント配線板は、平面視で、
    互いに間隔が隔てられる第１部分および第２部分と、
    前記第１部分および前記第２部分を連結する連結部分とを一体的に有し、
    前記第１部分、前記第２部分および前記連結部分は、
    前記厚み方向に投影したときに、前記光電変換部と重ならず、前記光電気混載基板と重なり、前記厚み方向に直交する直交方向に投影したときに、前記光電変換部と重なる領域を含み、
    前記伝熱部材の前記厚み方向他方面は、前記光電変換部の前記厚み方向一方面に接触することを特徴とする、光電気複合伝送モジュール。
  2. 前記伝熱部材が、前記第１壁と一体であることを特徴とする、請求項１に記載の光電気複合伝送モジュール。
  3. 前記光電気混載基板に対して、前記厚み方向において前記光電変換部の反対側に隣接する第２伝熱部材をさらに備え、
    前記筐体が、前記第２伝熱部材に対して、前記厚み方向において前記光電気混載基板の反対側に配置される第２壁をさらに備えることにより、
    前記光電気混載基板と、前記第２伝熱部材と、前記第２壁とが、前記厚み方向他方側に向かって順に配置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の光電気複合伝送モジュール。
  4. 前記第２伝熱部材が、前記第２壁と一体であることを特徴とする、請求項３記載の光電気複合伝送モジュール。
  5. 前記光電気混載基板の前記厚み方向他方面と、前記第２伝熱部材の前記厚み方向一方面とに接触する第２放熱層をさらに備えることを特徴とする、請求項４に記載の光電気複合伝送モジュール。
  6. 前記伝熱部材の前記厚み方向他方面が、前記光電変換部の前記厚み方向一方面に接触し、
    前記第２伝熱部材が、弾性部材であることを特徴とする、請求項３に記載の光電気複合伝送モジュール。
  7. 前記光電気混載基板は、電気回路基板を含み、
    前記電気回路基板は、金属支持層、絶縁層および導体層を前記厚み方向に順に備えることを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の光電気複合伝送モジュール。
  8. 前記絶縁層が、前記厚み方向を貫通し、前記金属支持層の前記厚み方向一方面を露出す
    る貫通孔を有し、
    前記絶縁層における前記貫通孔の内周面、および、前記金属支持層の前記厚み方向一方面に接触する放熱部をさらに備えることを特徴とする、請求項７に記載の光電気複合伝送モジュール。
  9. 光電気混載基板と、
    前記光電気混載基板と電気的に接続されるプリント配線板と、
    前記光電気混載基板と光学的および電気的に接続される光電変換部と、
    前記光電変換部に対して厚み方向に隣接する伝熱部材と、
    前記光電気混載基板、前記プリント配線板、前記光電変換部および前記伝熱部材を収容する金属製の筐体であって、第１壁を含む前記筐体とを備え、
    前記光電気混載基板と、前記光電変換部と、前記伝熱部材と、前記第１壁とが、厚み方向一方側に向かって順に配置され、
    前記プリント配線板は、平面視で、
    互いに間隔が隔てられる第１部分および第２部分と、
    前記第１部分および前記第２部分を連結する連結部分とを一体的に有し、
    前記第１部分、前記第２部分および前記連結部分は、
    前記厚み方向に投影したときに、前記光電変換部と重ならず、前記光電気混載基板と重なり、前記厚み方向に直交する直交方向に投影したときに、前記光電変換部と重なる領域を含み、
    前記光電気混載基板に対して、前記厚み方向において前記光電変換部の反対側に隣接する第２伝熱部材をさらに備え、
    前記筐体が、前記第２伝熱部材に対して、前記厚み方向において前記光電気混載基板の反対側に配置される第２壁をさらに備えることにより、
    前記光電気混載基板と、前記第２伝熱部材と、前記第２壁とが、前記厚み方向他方側に向かって順に配置されていることを特徴とする、光電気複合伝送モジュール。
  10. 光電気混載基板と、
    前記光電気混載基板と電気的に接続されるプリント配線板と、
    前記光電気混載基板と光学的および電気的に接続される光電変換部と、
    前記光電変換部に対して厚み方向に隣接する伝熱部材と、
    前記光電気混載基板、前記プリント配線板、前記光電変換部および前記伝熱部材を収容する金属製の筐体であって、第１壁を含む前記筐体とを備え、
    前記光電気混載基板と、前記光電変換部と、前記伝熱部材と、前記第１壁とが、厚み方向一方側に向かって順に配置され、
    前記プリント配線板は、平面視で、
    互いに間隔が隔てられる第１部分および第２部分と、
    前記第１部分および前記第２部分を連結する連結部分とを一体的に有し、
    前記第１部分、前記第２部分および前記連結部分は、
    前記厚み方向に投影したときに、前記光電変換部と重ならず、前記光電気混載基板と重なり、前記厚み方向に直交する直交方向に投影したときに、前記光電変換部と重なる領域を含み、
    前記光電気混載基板は、電気回路基板を含み、
    前記電気回路基板は、金属支持層、絶縁層および導体層を前記厚み方向に順に備えることを特徴とする、光電気複合伝送モジュール。
  11. 前記光電変換部の前記厚み方向一方面と、前記伝熱部材の前記厚み方向他方面とに接触する放熱層をさらに備えることを特徴とする、請求項９または１０に記載の光電気複合伝送モジュール。
  12. 前記プリント配線板は、前記領域に囲まれる開口部を有し、
    前記光電変換部が、前記開口部内に配置されていることを特徴とする、請求項１～１１のいずれか一項に記載の光電気複合伝送モジュール。
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