特許ウォッチ

公開番号2024083661
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-24
出願番号2022197580
出願日2022-12-12
発明の名称光電気モジュールおよび光電気モジュールの組み立て方法
出願人日本電気株式会社
代理人個人,個人
主分類G02B 6/42 20060101AFI20240617BHJP(光学)
要約【課題】取り付けと取り外しが繰り返された際にも、デバイスで生じた熱の放熱効率が低下しにくい光電気モジュール等を提供する。
【解決手段】光電気モジュールは、第1の基板と、第1の基板の主面上に設けられた枠状の第1のコネクタと、第1のコネクタの内側に取り付けられた光電素子と、を備えた第1のユニットと、第2の基板と、第1のコネクタに嵌合する第2のコネクタと、を備えた第2のユニットと、光電素子に取り付けられ、第1の基板の主面に対し第1の角度だけ傾いた第1の斜面を備えた第1の伝熱体と、第2のコネクタの内側に取り付けられ、第1の基板の法線に対し第1の角度だけ傾いた第2の斜面を備えた第2の伝熱体とを有し、第1の基板の主面と第2の基板の主面とが平行になるように、第1のコネクタと第2のコネクタとが嵌合された際に、第1の斜面と第2の斜面とが互いに押し合うように接触する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１の基板と、前記第１の基板の主面上に設けられた枠状の第１のコネクタと、前記第１のコネクタの内側の前記第１の基板の主面上に取り付けられた光電素子と、を備えた第１のユニットと、
第２の基板と、前記第２の基板の主面上に設けられ、前記第１のコネクタに嵌合する枠状の第２のコネクタと、を備えた第２のユニットと、
弾性部材で構成され、前記光電素子を構成する面のうちで前記第１の基板の主面と向かい合う面と反対側の面に取り付けられ、前記第１の基板の主面に対し第１の角度だけ傾いた第１の斜面を備えた第１の伝熱体と、
弾性部材で構成され、前記第２のコネクタの内側であって前記第２の基板に取り付けられ、前記第１の基板の主面に対し前記第１の角度だけ傾いた第２の斜面を備えた第２の伝熱体と、
を有し、
前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとが前記第１の基板の主面と前記第２の基板の主面とが平行になるように嵌合された際に、前記第１の斜面と前記第２の斜面とが互いに押し合うように接触される、
ことを特徴とする光電気モジュール。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記第１の伝熱体が、一側面が前記第１の基板の主面と向き合い、別の一側面が前記第１の斜面である三角柱状の第１の突出部を含み、
前記第２の伝熱体が、一側面が前記第２の基板の主面と向き合い、別の一側面が前記第２の斜面である三角柱状の第２の突出部を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の光電気モジュール。
【請求項３】
前記第１の突出部と前記第２の突出部とが同じ形状である、
ことを特徴とする請求項２に記載の光電気モジュール。
【請求項４】
前記第１の斜面に対し前記第１の基板の主面と平行な方向に位置する、前記第１の突出部の第１の側面と、前記第１の基板の主面の法線とのなす角度が３０度以下であり、
前記第２の斜面に対し前記第２の基板の主面と平行な方向に位置する、前記第２の突出部の第２の側面と、前記第２の基板の主面の法線とのなす角度が３０度以下である、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の光電気モジュール。
【請求項５】
前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとが離間した状態で、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとを前記第１の基板の主面に平行な方向で位置合わせした際に、
前記第１の突出部のうちで前記第１の基板の主面と向き合う面に対向する第１の稜線と、前記第２の突出部の、前記第２の基板の主面と向き合う面に対向する第２の稜線とが、前記第１の基板の主面に平行な方向において離間し、かつ、互いに平行である、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の光電気モジュール。
【請求項６】
前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとが離間した状態で、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとを前記第１の基板の主面に平行な方向で位置合わせした際に、
前記第１の基板の主面に平行な方向における前記第１の稜線と前記第２の稜線との距離が、前記第１の突出部の底面の辺の長さの１０％～４０％である、
ことを特徴とする請求項５に記載の光電気モジュール。
【請求項７】
前記第１の伝熱体および前記第２の伝熱体が、デュロメータタイプＡで測定したゴム硬度が１０～６０度のゴム弾性体によって形成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光電気モジュール。
【請求項８】
前記第１の基板が光信号を伝送する光導波路を備え、前記光導波路と前記光電素子とが、光学的に接続されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光電気モジュール。
【請求項９】
前記第１の伝熱体および前記第２の伝熱体の熱伝導率が、
１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光電気モジュール。
【請求項１０】
光電気モジュールの組み立て方法であって、
前記光電気モジュールは、
第１の基板と、前記第１の基板の主面上に設けられた枠状の第１のコネクタと、前記第１のコネクタの内側の前記第１の基板の主面上に取り付けられた光電素子と、を備えた第１のユニットと、
第２の基板と、前記第２の基板の主面上に設けられ、前記第１のコネクタに嵌合する枠状の第２のコネクタと、を備えた第２のユニットと、
弾性部材で構成され、前記光電素子を構成する面のうちで前記第１の基板の主面と向かい合う面と反対側の面に取り付けられ、前記第１の基板の主面に対し第１の角度だけ傾いた第１の斜面を備えた第１の伝熱体と、
弾性部材で構成され、前記第２のコネクタの内側であって前記第２の基板に取り付けられ、前記第１の基板の主面に対し前記第１の角度だけ傾いた第２の斜面を備えた第２の伝熱体と、
を有し、
前記第１の伝熱体は、前記第１の斜面の前記第１の基板の主面と反対側の端部に第１の稜線を有し、
前記第２の伝熱体は、前記第２の斜面の前記第２の基板の主面と反対側の端部に第２の稜線を有し、
前記第１の稜線と、前記第２の稜線とが、前記第１の基板の主面に平行な方向において第１の距離だけ離間し、かつ互いに平行となるように位置合わせし、
前記第１の基板の主面と前記第２の基板の主面とが平行になるように、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとを嵌合させ、
前記嵌合によって前記第１の斜面と前記第２の斜面とを互いに押し合うように接触させる、
ことを特徴とする光電気モジュールの組み立て方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電気モジュール等に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、情報処理装置において、大容量化および高速化が進んでいる。このような背景から、信号を処理するデバイスにおいては、デバイスの小型化、高集積化が進められている。また、通信に光信号を用いる光通信の利用が拡大されてきている。
【０００３】
光通信では、一般的に、光と電気を複合して利用する光電気モジュールが用いられる。光電気モジュールでは、光ケーブルや光導波路が取り付けられた第１のユニットと、電子機器に接続するための第２のユニットが組み合わされる。そして、第１のユニットと第２のユニットの少なくとも一方には、光電変換素子や信号処理回路などのデバイスが組み込まれる。
【０００４】
近年、上述の通信の大容量化および高速化に伴い、光電気複合型コネクタに組み込まれた光電素子の発熱量が増大している。このため、光電素子で発生した熱を効率よく放熱することが課題となっている。
【０００５】
この課題を解決するための技術が、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１は、光モジュールに関する発明である。この光モジュールは、本発明の光電気モジュールに対応する。この光モジュールは、光導波路と、プリント基板と、上カバーと、下カバーとを備える。光導波路は、光ケーブルと光学的に結合される。上カバーは本発明の第１のユニットに相当する。下カバーは本発明の第２のユニットに相当する。プリント基板は、外部の電子機器に接続するための端子（カードエッジコネクタ）を備える。上カバーと下カバーは、プリント基板と、光導波路とを上下からカバーする。プリント基板上には光電変換器が配置され、電気コネクタによって、光電変換器とプリント基板上の配線とが電気的に接続されている。光電変換器においては、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｓ）上に、駆動ＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）や発光素子や受光素子などの光電素子が実装されている。光電変換器は、光導波路から受光した光信号を電気信号に変換し、プリント基板から受信した電気信号を光信号に変換する。また上カバーには、光電変換器に対向する突起が設けられている。上カバーが下カバーに取り付けられると、光電変換器の光電素子と突起の間が、放熱シートによって熱的に接続される。放熱シートは、可塑性を有する熱伝導部材である。各素子で発生した熱は、放熱シートを介して上カバーに放熱される。さらに、その熱が、上カバーの外面から空気中に放出される。このようにして、光電変換器内の各素子で生じた熱が、効率よく外部に放出される。
【０００６】
なお、引用文献２、３にも関連する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１５－０２２１２９号公報
特開２０１１－０６４８１３号公報
特開２００９－０５３２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１では、放熱シートが可塑性である。このため、第１のユニット（上カバー）を第２のユニット（下カバー）に取り付けた際に、放熱シートが変形する。このため、一度取り付けた後に、第１のユニットを第２のユニットから外し、再度、第１のユニットを第２のユニットに取り付けると、放熱シートと第１のユニットとの間に隙間ができてしまう。その結果、光電素子と第１のユニットとの間で放熱シートを介して行われる熱接続が不十分となり光電素子と第１のユニットとの間の熱伝導が不十分になる恐れがあった。
【０００９】
このように、特許文献１の技術では、第１のユニットおよび第２のユニット間の取り付けと取り外しが繰り返された際に、光電素子で生じた熱の放熱効率が低下するという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、第１のユニットおよび第２のユニット間の取り付けと取り外しが繰り返された際にも、光電素子で生じた熱の放熱効率が低下しにくい光電気モジュール等を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許