特開 2024-83661 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

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024083661

(43)【公開日】2024-06-24

(54)【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

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/42 20060101AFI20240617BHJP

   H01L 33/64 20100101ALI20240617BHJP

【ＦＩ】

G02B6/42

H01L33/64

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022197580

(22)【出願日】2022-12-12

(71)【出願人】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109313

【弁理士】

【氏名又は名称】机 昌彦

(74)【代理人】

【識別番号】100149618

【弁理士】

【氏名又は名称】北嶋 啓至

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 健史

【テーマコード（参考）】

2H137

5F142

【Ｆターム（参考）】

2H137AB11

2H137AC05

2H137BA56

2H137BB33

2H137BC51

2H137DB11

2H137HA05

5F142AA42

5F142BA32

5F142CD02

5F142CD32

5F142CF03

5F142CF27

5F142CF33

5F142CF42

5F142EA20

(57)【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。

【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。

【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（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）上に、駆動ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）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】

【特許文献1】特開２０１５－０２２１２９号公報

【特許文献2】特開２０１１－０６４８１３号公報

【特許文献3】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】

上記の課題を解決するため、本発明の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。

【0012】

また、本発明の光電気モジュールの組み立て方法は、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の伝熱体の頂部の第１の稜線と、前記第２の伝熱体の頂部の第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。

【発明の効果】

【0013】

本発明の効果は、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できることである。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１の実施形態の光電気モジュールを示す断面図である。

【図2】第１の実施形態の第１の伝熱体と第２の伝熱体の一例を示す断面図である。

【図3】第１の実施形態の第１の伝熱体と第２の伝熱体の第１の接触状態を示す断面図である。

【図4】第１の実施形態の第１の伝熱体と第２の伝熱体の第２の接触状態を示す断面図である。

【図5】第１の実施形態の第１の伝熱体と第２の伝熱体の第３の接触状態を示す断面図である。

【図6】第１の実施形態の第２の伝熱体の嵌合時の状態の一例を示す断面図である。

【図7】第１の実施形態の第２の伝熱体が発生する力の近似計算を説明するための断面図である。

【図8】第１の実施形態の光電気モジュールの比較例を示す断面図である。

【図9】第１の実施形態の光電気モジュールで発生する力を説明するための断面図である。

【図10】第１の実施形態の第１の伝熱体と第２の伝熱体の形状の一例を示す断面図である。

【図11】第１の実施形態の第１の伝熱体と第２の伝熱体の形状の別の一例を示す断面図である。

【図12】第１の実施形態の第１のユニットの具体例を示す斜視図である。

【図13】第１の実施形態の第２のユニットの具体例を示す斜視図である。

【図14】第１の実施形態の光電気モジュールの組み立ての一例を示す斜視分解図である。

【図15】第１の実施形態の光電気モジュールの組み立ての一例を示す斜視図である。

【図16】第１の実施形態の第１のユニットの一例を示す斜視分解図である。

【図17】第１の実施形態の第２のユニットの一例を示す斜視分解図である。

【図18】第１の実施形態の光電気モジュールの一例を示す部分断面図である。

【図19】図１８のＡ部を拡大した部分断面図である。

【図20】第１の実施形態の光電気モジュールの一例の嵌合前の状態を示す断面図である。

【図21】第１の実施形態の光電気モジュールの一例の嵌合後の状態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお各図面の同様の構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する場合がある。

【0016】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の光電気モジュール１００を示す断面図である。光電気モジュール１００は、第１のユニット１０と、第２のユニット２０と、を有する。

【0017】

第１のユニット１０は、第１の基板１１と、第１のコネクタ１２と、光電素子３０と、を備える。第１の基板１１には、例えば、光電素子３０と光学的に接続される光導波路（図１にて不図示）が取り付けられる。第１の基板１１上には、枠状の第１のコネクタ１２が設けられる。第１の基板１１上には、第１のコネクタ１２の内側に、光電素子３０が取り付けられる。

【0018】

第２のユニット２０は、第２の基板２１と、第２のコネクタ２２と、を備える。第２の基板２１上に、第２のコネクタ２２が設けられる。第２のコネクタ２２は、枠状である。そして、第２のコネクタ２２が、第１のコネクタ１２に嵌合される。

【0019】

光電素子３０の実装側と反対の面には、第１の伝熱体１３が取り付けられる。ここで、実装側の面とは、光電素子３０を構成する面のうちで、第１の基板１１の主面と向かい合う面である。そして、その反対の面に第１の伝熱体１３が取り付けられる、図１では、下側の面が、この反対側の面に相当する。この反対側の面には、後述するように、第１の伝熱体１３が取り付けられる。このため、以下の説明では、この反対側の面を、光電素子３０の放熱面と呼ぶことがある。第１の伝熱体１３は、第１の基板１１の主面に対し第１の角度φだけ傾いた第１の斜面１３１を備える。第１の伝熱体１３は弾性を備える。すなわち、第１の伝熱体１３は弾性部材により構成されている。

【0020】

第２の基板２１上には、第２のコネクタ２２の内側に、第２の伝熱体２３が取り付けられる。第２の伝熱体２３は、第１の基板の主面に対し第１の角度φだけ傾いた第２の斜面２３１を備える。第１の伝熱体１３は弾性を備える。すなわち、第２の伝熱体２３は弾性部材により構成されている。

【0021】

第１の基板１１の主面と第２の基板２１の主面とが平行になるように、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２とが嵌合される。この嵌合によって、第１の斜面１３１と第２の斜面２３１とが、互いに押し合うように接触される。このため、第１の斜面１３１が第１の基板１１の主面となす角と、第２の斜面２３１が第１の基板１１の主面となす角とは、同じ第１の角度φになる。

【0022】

以上の構成では、光電素子３０で発生した熱が、第１の伝熱体１３に伝達される。また、第１の伝熱体１３から第２の伝熱体２３に熱が伝達される。さらに、第２の伝熱体２３から第２の基板２１に、熱が伝達される。これにより光電素子３０で発生した熱が効率よく放熱される。

【0023】

また、上記の構成では、第１の伝熱体１３と、第２の伝熱体２３が弾性部材により構成されている。そして、第１の斜面１３１が第２の斜面２３１に密着する。また両者が押し合う。これにより、両者が熱的に接続される。これによって、第１の斜面１３１と第２の斜面２３１との間に隙間が生じることを抑制することができる。この結果、第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３とが、より安定的に熱接続される。ゆえに、第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３との熱伝導が安定的に行われる。また、両者が第１の基板１１に平行な接触面を持つ伝熱体を用いる構成よりも、第１のコネクタ１２と第２のコネクタの嵌合を外す方向の力が弱くなる。第１の基板１１に平行な接触面を持ち、弾性を備えた伝熱体で熱的な接続を行うと、第１の基板の法線方向に、この伝熱体の反発力が加わる。一方、上記の第１の斜面１３１と第２の斜面２３１とが接触する構成では、反発力が両者を遠ざける方向にも作用する。このため、反発力の法線方向の成分が弱まる。その結果、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の嵌合を外す方向の力が弱まる。これにより、嵌合の信頼性が高くなる。また、第１の伝熱体１３および第２の伝熱体２３が弾性材料によって形成されている。このため、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、第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３との密着性が低下しない。つまり、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が提供される。

【0024】

次に、第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３の具体例について説明する。

【0025】

図２は、第１の実施形態の第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３の一例を模式的に示す断面図である。図２は、嵌合前の第１の伝熱体１３および第２の伝熱体２３の位置関係を表している。第１の伝熱体１３および第２の伝熱体２３は、熱伝導率が高い弾性体によって形成される。弾性体の物性は、以下であることが好ましい。熱伝導率は、例えば、１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上ある。デュロメータタイプＡで測定したゴム硬度が、例えば、１０度～６０度程度である。具体的な材料としては、例えば、シリコーンゴムに炭素繊維を練り込んだものなどが使用される。デュロメータタイプＡは、タイプＡデュロメータとも呼ばれる。デュロメータタイプＡは、ＪＩＳ＿Ｋ＿６２５３－３に準拠する。

【0026】

第１の伝熱体１３は、第１の基部１３２と第１の突出部１３３を備える。第１の突出部１３３は、三角柱状である。この三角柱の一側面が第１の基板１１の主面と向き合う。また、この面と別の一側面が第１の斜面１３１である。第１の突出部１３３の、三角柱の高さ方向に垂直な断面は、例えば、直角三角形である。ただし、厳密に直角三角形である必要はなく、直角三角形に近い形であれば良い。なお、以降の説明では、この直角三角形の直角の対辺、または、最も長い辺を「斜辺」と称する。また、残りの短い方の辺を「短辺」と称する。また、残りの長い方の辺を「長辺」と称する。そして、斜辺と長辺によって形成される頂点が、第１の頂部１３４と称される。つまり、第１の頂部１３４の角度は鋭角である。嵌合前の、第１の突出部１３３の斜辺が第１の基板主面となす角は、第１の角度φより大きなφ_０である。第１の突出部１３３と同様に、第２の突出部２３３は、三角柱状である。この三角柱の一側面が第２の基板２１の主面と向き合う。また、この面と別の一側面が第２の斜面２３１である。第２の突出部２３３の、三角柱の高さ方向に垂直な断面は、例えば、直角三角形である。嵌合前の、第２の突出部２３３の斜辺が第２の基板２１の主面となす角は、第１の角度φより大きなφ_０である。

【0027】

図２の断面図において、第１の突出部１３３と第２の突出部２３３は、同じ形状である。そして、第１の突出部１３３と第２の突出部２３３は、点対称の位置に配置される。点対称の対称中心は、第１の頂部１３４と第２の頂部２３４を結んだ線分の中点である。また、嵌合方向と垂直になるように、短辺が配置される。つまり、短辺が第１の基板１１の主面と平行である。また、第１の突出部１３３と第２の突出部２３３が嵌合方向に近づいた際に、第１の斜面１３１と第２の斜面２３１とが接触するように、嵌合が行われる。そのために、第１の基板１１の主面の方向において、第１の頂部１３４と第２の頂部２３４とは、所定距離だけ、ずれている。

【0028】

具体的な数値を挙げると、例えば、長辺の長さをｈ、短辺の長さをｗ、頂点のずれ量をｘとして、ｈ＝０．８５ｍｍ、ｗ＝０．５ｍｍとして、ｘ＝０．１９ｍｍである。第１の斜面１３１と第２の斜面２３１が確実に統制するためには、頂点のずれ量ｘは短辺の長さｗの１０～４０％程度が好ましい。

【0029】

図３は、第１の実施形態の第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３の第１の接触状態を示す断面図である。また、図４は、第１の実施形態の第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３の第２の接触状態を示す断面図である。また、図５は、第１の実施形態の第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３の第３の接触状態を示す断面図である。第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２とが離れた状態から、嵌合が進行する順番に、第１の接触状態、第２の接触状態、第３の接触状態、の順になっている。なお、図３－図５では、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の図示が省略されている。

【0030】

図３の第１の状態は、第１の突出部１３３と第２の突出部２３３との接触が開始された直後の状態を表している。このとき、両者の断面形状は、直角三角形の状態のままである。これ以降、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の嵌合が進むと、第１の斜面１３１と第２の斜面２３１が、互いに滑って、両者が押し合う。そして、第１の斜面１３１と第２の斜面２３１が互いに押し合うことによって、それぞれの変形が始まる。

【0031】

図４は、第１の実施形態の第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３の第２の接触状態を示す断面図である。第２の接触状態は、第１の状態よりも、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の嵌合が進んだ状態である。第１の突出部１３３が図４のＢ方向に倒れるように変形している。また、第２の突出部２３３が、図４の－Ｂ方向に倒れるように変形している。この時、第１の斜面１３１が、第２の斜面２３１に、さらに密着する。第１の突出部１３３の断面形状は、上記の変形により、断面形状が直角三角形から鈍角三角形に変化する。同様に、第２の突出部２３３の断面形状も直角三角形から鈍角三角形に変化する。なお、上記の鈍角三角形は、厳密に鈍角三角形である必要はなく、鈍角三角形に近い形状であれば良い。また、第１の斜面１３１と第２の斜面２３１の滑りを良くするために、両者の間に熱伝導性グリスが介在されても良い。

【0032】

図５は、第１の実施形態の第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３の第３の接触状態を示す断面図である。第３の接触状態は、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の嵌合が完了した状態である。第１の突出部１３３と第２の突出部２３３とが点対称となるように向き合う。このとき、第１の斜面１３１の中央部および第２の斜面２３１の中央部が点対称の中心である。

【0033】

この際、第１の突出部１３３と第２の突出部２３３は第２の接触状態よりも、さらに変形する。この変形によって、長辺と短辺のなす角が鈍角の鈍角三角形になっている。以下に、具体的な数値を例示する。図５の例で、嵌合方向投影の斜辺の重なり量が、ｈ’＝０．７５ｍｍである。第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の嵌合が完了しているので、第１の頂部１３４は、第２の基部２３２に突き当たらない。同様に、第２の頂部２３４は、第１の基部１３２に突き当たらない。上記の重なり量ｈ’は長辺の長さ（または、頂点からの短辺へ垂らした垂線長）ｈの９０％以下が望ましい。これは、外力等による、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２とが過剰な接近に対する対策である。上記の構成では、過剰な接近があった際に、第１の突出部１３３と第２の突出部２３３が対向面に突き当たることが防止される。

【0034】

上記したように、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の嵌合によって、第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３が変形する。図６は、第１の実施形態の第２の伝熱体の嵌合時の状態の一例を模式的に示す断面図である。図６には、変形前の第２の伝熱体２３（点線）、および、変形後の第２の伝熱体２３（実線）が示されている。

【0035】

ここで、具体的な数値を例示する。第２の伝熱体２３の長辺は、第１の基板１１の主面の法線に平行である。これに対し、変形後の長辺は、法線に対し倒れ角θだけ倒れている。この倒れ角θは、約１４．７度である。このとき、頂点の移動量ｓは約０．２２ｍｍである。また、ｗ＝０．５ｍｍ、ｈ＝０．８５ｍｍである。ここでは、第２の突出部２３３の高さｈが嵌合の前後で変わらないと仮定されている。また、第２の伝熱体２３の第２の突出部２３３の断面積（ｗ×ｈ×０．５）が、不変であると仮定されている。つまり、斜辺と長辺が伸びながら、頂点が第１の基板１１の主面と平行に移動する。厳密には斜辺や長辺が撓むことで、長辺の根元（長辺と短辺を結ぶ点）を中心とした円弧上を移動するような動きもある。しかしながら、倒れ角θが小さいものとして、この動きが無視されている。

【0036】

上記の変形において、第２の伝熱体２３が元の形状に戻ろうとする反力Ｆが働く。ここでは、変形後の長辺の法線方向に、反力Ｆが働く。この反力Ｆの第１の基板１１の主面に垂直な成分が、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の嵌合を外す方向に作用する。この成分は、反力Ｆのｓｉｎθ倍になる。図６の例では、この成分が、反力Ｆのｓｉｎ（１４．７度）≒０．２５倍となる。上記のように、この成分が、コネクタの嵌合を外す方向の力となる。このため、この成分は、小さい方が好ましい。そこで、第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３の形状の設計においては、例えば、倒れ角θが３０度以下に設定される。これにより、嵌合を外す方向の力が、反力Ｆの力の１／２以下になる。なお、ここでは、倒れ角が、第１の側面で測られている。第１の側面は、第１の基板の主面と平行な方向において、第１の斜面１３１に対して対向する辺である。同様に、第２の突出部２３３の倒れ角が、第２の側面で測られている。第２の側面は、第２の基板の主面と平行な方向において、第２の斜面２３１に対して対向する辺である。

【0037】

一方、第１の基板１１の主面に垂直な成分は、ｃｏｓ（１４．７度）≒０．９７倍である。したがって、第２の伝熱体２３の変形によって発生する反力Ｆのほとんどが、第２の斜面２３１を第１の斜面１３１に密着させる力として働く。以上のような仕組みにより、第１の斜面１３１と第２の斜面２３１とが密着される。

【0038】

次に、反力Ｆの概算について説明する。図７は、第１の実施形態の第２の伝熱体２３が発生する力の近似計算を説明するための断面図である。図７においては、計算を簡便にするため、第２の突出部２３３が四角柱２３３´に置き換えられている。ここで、反力Ｆが四角柱２３３´の断面積に依存する。このため、四角柱２３３´の断面積が元の第２の突出部２３３と同じになるように、寸法が設定される。つまり、ｈ＝０．８５ｍｍ、ｗ’＝０．２５ｍｍである。ここで、四角柱の高さがｈ、底辺の長さがｗ´である。

【0039】

この近似計算では、四角柱２３３´が、梁の撓み式に当て嵌めてられる。そして、等分布荷重の片持ち梁が計算のモデルになる。これによって、反力Ｆが計算される。ここでは、四角柱２３３´の図７の紙面の奥行方向の奥行の長さＬが、Ｌ＝１０ｍｍに設定される。また、四角柱２３３´のヤング率Ｅが１ＭＰａ（一般的なゴム材のヤング率、デュロメータタイプＡで測定したゴム硬度３０度程度）に設定される。また、変形による頂点の移動量ｓが０．２２ｍｍ設定される。これらの数値を用いた計算では、反力Ｆが０．０３７Ｎ（≒３．８ｇ）になる。

【0040】

以下が計算式である。ここでは、等分布荷重の片持ち梁がモデルとして用いられ、分布荷重の合力が反力Ｆとして計算される。つまり、力が、四角柱２３３´の頂部に働く反力Ｆで代表されている。Ｅはヤング率である。
Ｆ＝ｓ×８Ｅ×Ｌ×ｗ´^３／１２／ｈ^３×１０^－６ （式１）
数値を代入して計算を行った結果、反力Ｆは０．０３７Ｎであった。厳密には、第１の基板１１の主面と平行な方向に、計算された反力が働く。しかし、本近似計算においては、この力が、反力Ｆで代替されている。そして、反力Ｆが、四角柱２３３´の傾いた側面の法線方向に働く。そして、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の嵌合を外す方向の成分が、０．０３７×ｓｉｎ（１４．７度）≒０．００９Ｎ（≒０．９５ｇ）となった。例えば、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の嵌合を外す力（抜去力）が１Ｎ前後であれば、計算結果の０．００９Ｎは、抜去力に対して、十分に小さい値である。

【0041】

次に、比較例について説明する。図８は、第１の実施形態の光電気モジュールの比較例を示す断面図である。比較例では、四角柱状の伝熱体９３（単体）が用いられる。伝熱体９３は、基部９３２と突出部９３３とを備える。そして、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の嵌合によって、伝熱体９３が紙面の上下方向に縮められる。図８の左側に嵌合前の状態が示されている。また、図８の右側に嵌合後の状態が示されている。

【0042】

次に、図８の例における、図７の説明と同様な反力の見積もりについて説明する。ここで、嵌合前の、伝熱体９３が、奥行の長さＬ、底辺の長さｗ´、高さｈ´の四角柱である。そして、Ｌ＝１０ｍｍ、ｗ´＝０．５ｍｍ、ｈ´＝０．９５ｍｍである。また、ヤング率Ｅは１ＭＰａである。そして、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の嵌合によって、Δｙ＝０．１ｍｍだけ、突出部９３３が嵌合方向に縮まる。計算によると、この時、発生する嵌合を外す方向の反力Ｇは、０．５３Ｎであった。なお、反力Ｇは次式によって計算される。
Ｇ＝ｙ／ｈ´×Ｅ×Ｌ×ｗ´ （式２）
次に本具体例における、反力の嵌合を外す方向の成分の計算について説明する。

【0043】

図９は、第１の実施形態の光電気モジュール１００で発生する力を説明するための断面図である。図９には、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の嵌合によって、第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３とが、互いに押し合って、変形している例が示されている。図９の左側に嵌合途中の状態が示され、右側に嵌合後の状態が示されている。

【0044】

この状態では、第１の伝熱体１３が、Δｙだけ、第２の伝熱体２３の方向に近づけられている。つまり嵌合方向に押し付けられている。長辺の倒れ角の変化量はΔθ、第２の頂部２３４の移動量はΔｓである。Δｙ＝０．１ｍｍとして、嵌合を外す方向の力の見積もりを行った。

【0045】

右側の嵌合後の状態において、反力Ｋは、図７で説明された反力Ｆの２倍である。同様に、嵌合を外す方向の成分Ｋｚも２倍である。つまり、図９において、嵌合を外す方向の成分は、図７の例の２倍の０．０１８Ｎである。これは、比較例の力の成分と比較して十分に小さい。つまり、本実施形態の構成では、比較例に比べて、嵌合を外す方向の力が低減される。こうして、本実施形態によれば、嵌合の安定性が向上される。そして、光電素子３０の熱が、第１の伝熱体１３から第２の伝熱体２３へと効率よく放熱される。以上説明したように、本実施形態によれば、コネクタの接続信頼性が担保される。また、第１の伝熱体１３および第２の伝熱体２３が弾性材料によって形成されている。このため、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、第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３との密着性が低下しない。つまり、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が提供される。

【0046】

次に第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３の変形例について説明する。図１０は、第１の実施形態の第１の伝熱体と第２の伝熱体の形状の一例を示す断面図である。第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３は、様々な形状を取り得る。この形状は、例えば、コネクタのサイズ、嵌合力（挿抜力）、光電素子３０の発熱量、第１の斜面１３１および第２の斜面２３１の密着面積、密着力、断面積などに基づいて定められる。

【0047】

図１０の第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３には、３種類の第１の突出部１３３と第２の突出部２３３の組み合わせが設けられている。第１の突出部１３３ａと第２の突出部２３３ａでは、断面形状が直角三角形の組み合わせである。第１の突出部１３３ｂと第２の突出部２３３ｂでは、断面形状が、長辺と底辺のなす角が鈍角の三角形の組み合わせである。第１の突出部１３３ｃと第２の突出部２３３ｃは、長辺と底面のなす角が鋭角の三角形の組み合わせである。

【0048】

図１１は、第１の実施形態の第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３の形状の別の一例を示す断面図である。図１１の左の組み合わせでは、第１の突出部１３３ｄの断面が二等辺三角形であり、第２の突出部２３３ｄが第１の突出部１３３ｄの２つの斜面に接触する斜面を備えている。この接触により、両者が熱的に接続される。図１１の中央の組み合わせでは、第１の突出部１３３ｅの断面が台形である。そして、第２の突出部２３３ｅが、第１の突出部１３３ｅの２つの斜面に接触する斜面を備えている。図１１の右の組み合わせでは、第１の突出部１３３ｆの断面が長方形であり、第２の突出部２３３ｆが直角三角形である。第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の嵌合によって、第１の突出部１３３ｆが倒れるように変形し、第１の斜面１３１ｆが形成され、第１の斜面１３１ｆが第２の突出部２３３ｆの第２の斜面２３１ｆに接触する。この接触により、両者が熱的に接続される。なお、第１の突出部１３３と第２の突出部２３３の関係は、上記の例の逆であっても良い。

【0049】

以上、第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３の詳細について説明した。次に、光電気モジュール１００の全体構成について説明する。

【0050】

図１２は、第１の実施形態の第１のユニット１０の具体例を示す斜視図である。第１のユニット１０は、第１の基板１１と、第１のコネクタ１２と、第１の伝熱体１３と、を備えている。また、第１の伝熱体１３の下部には図示しない光電素子３０が設けられている。第１の伝熱体１３の下面が、光電素子３０の放熱面に取り付けられる。これにより、両者が熱的に結合されている。

【0051】

第１の基板１１は、例えば、フレキシブルプリント基板である。第１の基板１１の内部には光導波路１４が形成されている。第１のコネクタ１２は、枠状の第１のハウジング１２１を備えている。光電素子３０は、第１のハウジング１２１の内側に取り付けられている。光電素子３０の他に集積回路等の電子部品が設けられていても良い。第１のハウジング１２１には、第１のハウジング１２１の内側と外側とを接続するための第１の端子１２２が設けられている。第１の端子１２２を利用して、第１のハウジング１２１内部の光電素子３０や他の部品と、第１の基板上に設けられた回路（図示なし）とが電気的に接続される。

【0052】

図１３は、第１の実施形態の第２のユニット２０の具体例を示す斜視図である。第２のユニット２０は、第２の基板２１と、第２のコネクタ２２と、第２の伝熱体２３と、を備えている。

【0053】

第２の基板２１は、例えば、プリント配線基板（ＰＷＢ、Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒｄ）である。第２のコネクタ２２は、枠状の第２のハウジング２２１を備えている。第２のコネクタ２２は、第１のコネクタ１２と嵌合される。第２のハウジング２２１の内側には、第２の伝熱体２３が取り付けられている。後述するが、第２の伝熱体２３は、第２の基板２１の熱接続部と熱的に接続されている。第２のハウジング２２１には、第２の端子２２２が設けられている。第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２が嵌合された際に、例えば、第２の端子２２２が第１の端子１２２と電気的に接続される。第２の端子２２２は、例えば、第２の基板２１上に設けられた回路（図示なし）と電気的に接続される。

【0054】

次に、第１のユニット１０と第２のユニット２０との組み合わせについて説明する図１４は、第１の実施形態の光電気モジュール１００の組み立ての一例を示す斜視分解図である。第１の基板１１の主面と第２の基板２１の主面は平行である。

【0055】

図１５は、第１の実施形態の光電気モジュール１００の組み立ての一例を示す斜視図である。図１５には、第１のユニット１０と第２のユニット２０が、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の嵌合によって接続された状態が示されている。なお、以降の説明では、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２とを嵌合させる方向を「嵌合方向」と呼ぶことがある。また、嵌合方向と直交する方向を「平面方向」と呼ぶことがある。

【0056】

図１６は、第１の実施形態の第１のユニット１０の一例を示す斜視分解図である。第１のユニット１０は、第１の基板１１と、第１の基板１１の一方の主面に第１のコネクタ１２と光素子３１と光電気変換素子３２とが取り付けられている。ここで、光素子３１と光電気変換素子３２とは、光電素子３０の要素である。

【0057】

第１のコネクタ１２の第１のハウジング１２１は、四方が壁で囲まれた枠状である。第１のハウジング１２１は、例えば、第１の基板１１の主面の上方から見て「ロ」の字の断面を有する。第１のハウジング１２１は、例えば、底を持たない樹脂製の枠である
第１のコネクタ１２の第１のハウジング１２１には、複数の第１の端子１２２が設けられている、また第１のハウジング１２１の内側には、光素子３１と光電気変換素子３２と、保護部材１５と、第１の伝熱体１３と、が設けられる。

【0058】

第１の端子１２２は、例えば、薄肉板金をプレス加工したものである。また、例えば、第１の端子１２２が、第１のハウジング１２１の壁を跨いで設けられる。そして、壁に引っ掛かるように、複数の第１の端子１２２が、定められた間隔で並んでいる。また、第１の端子１２２の一端は第１のハウジング１２１の壁に沿って垂れ下がる。半田付けなどによって、第１の端子１２２が、第１の基板１１上の回路と電気的に接続される。

【0059】

保護部材１５は、例えば、加熱や光や湿気などにより硬化する液状樹脂によって形成される。保護部材１５は、第１のハウジング１２１の内側に設けられる。そして、光素子３１と光電気変換素子３２を包み込むように、保護部材１５が形成される。光電素子３０で発生した熱を第１の伝熱体１３に伝達するために、保護部材１５は高い熱伝導率を有する。その熱伝導率は、例えば、１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。

【0060】

既述の通り、第１の伝熱体１３は、第１の基板１１の主面と所定の角度をなす第１の斜面１３１を有する。また、第１の伝熱体１３は、第１の基板１１の主面と平行な底面行を有する。また、第１の伝熱体１３は、保護部材１５を介して、光素子３１および光電気変換素子３２と熱的に接続される。

【0061】

図１７は、第１の実施形態の第２のユニット２０の一例を示す斜視分解図である。第２のユニット２０は、第２の基板２１と、第２のコネクタ２２と、を備える。

【0062】

第２のコネクタ２２は、第２のハウジング２２１と、複数の第２の端子２２２と、を備える。第２のコネクタ２２の内側には、中継端子２４と、第２の伝熱体２３とが取り付けられる。

【0063】

第２のハウジング２２１は、例えば、四方を囲む壁と、底を有する略箱形状の立体である。第２のハウジング２２１は、例えば、樹脂製である。第１のハウジング１２１の底には貫通穴２２３が一カ所以上設けられている。

【0064】

第２の端子２２２は薄肉板金をプレス加工したものである。第２の端子２２２は、第２のハウジング２２１の壁を跨ぐようなに形成されている。第２の端子２２２は、壁を跨いで設けられる。そして、第２の端子２２２が、予め定められた間隔で並んでいる。また、第２の端子２２２の一端は、第２のハウジング２２１の壁に沿って垂れ下がる。半田付けなどによって、第２の端子２２２が、第２の基板２１上の回路（図示なし）と電気的に接続される。

【0065】

中継端子２４は、貫通穴２２３に挿通され、第２の基板２１上の熱接続部２５と熱的に接続される。中継端子２４と熱接続部２５とは、熱伝導性の高い接着剤や半田によって接続される。なお、熱接続部２５が、別に設けられた放熱部に熱的に接続されても良い。

【0066】

第２の伝熱体２３は、第２の突出部２３３を備え、その断面は、例えば、略三角形である。第２の突出部２３３は、第２の基板２１の主面と所定の角度をなす第２の斜面２３１を備える。また、第２の伝熱体２３は、第２の基板２１の主面と平行な底面を有する。第２の伝熱体２３の底面は、中継端子２４と熱的に接続される。そして、中継端子２４が、第２の基板２１上の熱接続部２５と熱的に接続される。

【0067】

図１８は、第１の実施形態の光電気モジュール１００の一例を示す部分断面図である。また、図１９は、図１８のＡ部を拡大した部分断面図である。図１８および図１９には、第１のユニット１０と第２のユニット２０が接続された状態が示されている。第１のユニット１０と第２のユニット２０とは、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の嵌合によって接続される。本例では、第２のコネクタ２２の内側に第１のコネクタ１２が嵌合している。

【0068】

上記の嵌合によって、第１の伝熱体１３の第１の斜面１３１と、第２の伝熱体２３の第２の斜面２３１とが接触している。この接触により、両者が熱的に接続される。そして、第１のコネクタ１２の中央から外側に向かう方向に、第１の伝熱体１３の先端が押し広げられている。また、第１のコネクタ１２の外側から中央に向かう方向に、第２の伝熱体２３の先端が押し縮められている。

【0069】

図２０は、第１の実施形態の光電気モジュール１００の一例の嵌合前の状態を示す断面図である。第１の基板１１は、第２の基板２１側から順に、ＦＰＣ１１１と光導波路１４と補強板１１２を層状に貼り合わせた構成から成る。ここでＦＰＣは、Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓの略である。

【0070】

ＦＰＣ１１１は電気配線回路を有し、一方の主面には、第１のコネクタ１２と光素子３１と光電気変換素子３２などの部品が取り付けられている。半田や導電接着剤等の接続部材１６によって、これらの部品がＦＰＣ１１１上に設けられたパッド（図示なし）と電気的に接続されている。

【0071】

光導波路１４は、屈折率の大きいコア層１４１が、屈折率の小さいクラッド層１４２に囲まれた構成を有している。また、ＦＰＣ１１１の短手方向に、複数のコア層１４１が並べられている。それぞれのコア層１４１の間は、クラッド層１４２で埋められている（図示なし）。屈折率の大きいコア層１４１を、屈折率の小さいクラッド層１４２で囲み込むことで、コア層１４１に入った光の全反射の効率が上がる。これにより、効率的に光信号が送受信される。

【0072】

また、コア層１４１の一部には、コア層１４１の長手方向に対して角度が４５度傾いた反射部１４３が設けられている。反射部１４３によって、光の進行方向が９０度変更される。この反射によって、コア層１４１を伝搬してきた光が、光素子３１に導かれる。また、この反射によって、光素子３１から送信された光が、コア層１４１に導かれる。

【0073】

補強板１１２は、第１のコネクタ１２が設けられた領域のＦＰＣ１１１を補強する。具体的には、例えば、補強板１１２は、厚さ０．１ｍｍ程度の薄肉板金である。補強板１１２を設けることによって、ＦＰＣ１１１に部品等を接続する際の接続面が安定する。ＦＰＣ１１１に接続される部品は、第１のコネクタ１２や、光素子３１や、光電気変換素子３２などである。これらの部品は、接続部材１６によって、ＦＰＣ１１１取り付けられる。また、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の着脱の際に、部品や接続部材１６へ応力集中が防止される。

【0074】

第１のコネクタ１２の内側のＦＰＣ１１１０上には、第１のコネクタ１２や、光素子３１や、光電気変換素子３２が取り付けられている。光素子３１は、反射部１４３の直上に実装されている。そして、光導波路１４を伝搬した光信号を受信する。あるいは、光素子３１から送信された光信号が、光導波路１４に送信される。光素子３１と光電気変換素子３２は第１のハウジング１２１の内側に設けられる。

【0075】

光素子３１と光電気変換素子３２とは、保護部材１５によって、保護される。保護部材１５には、光信号の透過性に優れた材料が選ばれる。保護部材１５は、例えば、液体の状態で塗布される。そして、塗布の後に、液状の保護部材１５が硬化される。液状の保護部材１５は、例えば、熱や光（紫外線）、湿気などによって硬化される。なお、光素子３１以外の部品を実装する前に、液状の保護部材１５を、光素子３１の周囲に形成しておけば、光信号の経路の汚染が防止される。

【0076】

保護部材１５の上には、第１の伝熱体１３が取り付けられている。光素子３１や光電気変換素子３２で発生した熱は、保護部材１５を介して、第１の伝熱体１３に伝達される。図２０の例では、第１の伝熱体１３が、内向きに対向する２つの第１の斜面１３１を備えている。

【0077】

第２のユニット２０は、第２の基板２１と、第２のコネクタ２２と、第２の伝熱体２３と、中継端子２４とを備えている。第２のコネクタ２２は、第２のハウジング２２１と、第２の端子２２２とを備えている。接続部材２６によって、第２の端子２２２が第２の基板２１上の回路（図示なし）と接続されている。

【0078】

中継端子２４は、貫通穴２２３に挿通される。そして中継端子２４は、第２の基板２１上に設けられた熱接続部２５に、熱的に接続される。熱接続部２５に伝達された熱は、図示しない放熱部に伝達される。そして伝達された熱が外部に放出される。中継端子２４は、例えば、熱伝導性の高い接着剤や半田によって、熱接続部２５に接続される。

【0079】

なお、第２のコネクタ２２を第２の基板２１に固定する際には、中継端子２４は、完全に固定されない方が良い。これは、中継端子２４が、第２のコネクタ２２の取り付け高さの調整の妨げとなることを防ぐためである。

【0080】

第２の伝熱体２３は、中継端子２４の上方に取り付けられる。図２０の例では、第２の伝熱体２３が、２つの第１の斜面１３１に対応する２つの第２の斜面２３１が設けられている。

【0081】

図２１は、第１の実施形態の光電気モジュール１００の一例の嵌合後の状態を示す断面図である。第１のハウジング１２１の外壁が、第２のハウジング２２１の内壁に収まるように、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２とが嵌合されている。第１のハウジング１２１と第２のハウジング２２１の間には、第１の端子１２２と第２の端子２２２とが介在している。第１の端子１２２と第２の端子２２２とは、少なくとも一部が接触している。これにより、第１のユニット１０と第２のユニット２０とが電気的に接続される。また、第１の端子１２２と第２の端子２２２との接触摩擦力によって嵌合状態が保持される。

【0082】

第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２とを嵌合する際に、第１の伝熱体１３の第１の斜面１３１と、第２の伝熱体２３の第２の斜面２３１とが接触する。そして、嵌合後には、第１の斜面１３１と第２の斜面２３１とが密着する。これにより、第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３とが熱的に接続される。また、嵌合の過程で、２つの第１の伝熱体１３の先端の間隔が広がる。また、第２の伝熱体２３の２つの先端の間隔が縮まる。

【0083】

以上説明したように、本実施形態の光電気モジュール１００では、第１のユニット１０と第２のユニット２０とが、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２との嵌合によって接続される。この際、光電素子３０で発生した熱が、第１の伝熱体１３、第２の伝熱体２３、第２の基板２１に順次伝達される。その後、熱が外部に放出される。この際、第１の伝熱体１３の第１の斜面１３１と、第２の伝熱体２３の第２の斜面とが押し合いながら接触する。この接触により、両者が熱的に接続される。そして、第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３とが、熱伝導率が高い弾性体で形成されている。このような構成とすることによって、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の着脱を繰り返しても、光電素子３０で発生した熱の、第２の基板２１への伝達効率が低下しない。

【0084】

以上、本実施形態の光電気モジュール１００等について説明した。

【0085】

本実施形態の光電気モジュール１００は、第１のユニット１０と、第２のユニット２０と、第１の伝熱体１３と、第２の伝熱体２３と、を有する。第１のユニット１０は、第１の基板１１と、第１のコネクタ１２と、を備える。第１の基板１１の主面上に、枠状の第１のコネクタが設けられる。第１のコネクタ１２の内側の第１の基板１１の主面上には、光電素子３０が取り付けられる。第２のユニット２０は、第２の基板２１と、第２のコネクタ２２と、を備える。第２のコネクタ２２の内側の第２の基板２１の主面上に、枠状の第２のコネクタ２２が設けられる。第２のコネクタ２２が、第１のコネクタ１２に嵌合される。第１の伝熱体１３が、光電素子３０の放熱面に取り付けられる。ここで放熱面とは、光電素子３０を構成する面のうちで、第１の基板１１の主面と向かい合う面と反対側の面である。そして、第１の伝熱体１３が、第１の基板の主面に対し第１の角度だけ傾いた第１の斜面を備える。第１の伝熱体１３は、弾性部材により構成される。第２の伝熱体２３が、第２の基板２１に取り付けられる。第２の伝熱体２３が取り付けられるのは、第２のコネクタ２２の内側である。また、取り付けられる面は、第１の基板１１と対向する第２の基板２１の主面である。そして、第２の伝熱体２３が、第１の基板１１の主面に対し、第１の角度だけ傾いた第２の斜面２３１を備える。また、第２の伝熱体２３は、弾性部材により構成される。そして第１の基板１１の主面と第２の基板２１の主面とが平行になるように、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２とが嵌合される。この嵌合の際に、第１の伝熱体１３の第１の斜面１３１と、第２の伝熱体２３の第２の斜面２３１とが、互いに押し合うように接触される。

【0086】

上記の構成では、第１のユニット１０と第２のユニット２０とが、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２との嵌合によって接続される。この際、光電素子３０で発生した熱が、第１の伝熱体１３、第２の伝熱体２３、第２の基板２１に順次伝達される。そして、熱が外部に放出される。この際、第１の伝熱体１３の第１の斜面１３１と、第２の伝熱体２３の第２の斜面とが押し合いながら、第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３が密着される。この密着により、両者が熱的に接続される。そして、第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３とが、熱伝導率が高い弾性体で形成されている。このような構成とすることによって、光電素子３０で発生した熱が、効率よく外部に放出される。さらに、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の着脱を繰り返しても、光電素子３０で発生した熱の、第２の基板２１への伝達効率が低下しない。すなわち、第１のユニット１０および第２のユニット２０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３０で生じた熱の放熱効率を低下しにくくすることができる。

【0087】

また、一態様によれば、光電気モジュール１００において、第１の伝熱体１３が、第１の突出部１３３を含む。第１の突出部１３３は、三角柱状である。そして、三角柱の一側面が第１の基板１１の主面と向き合う。また、別の一側面が第１の斜面１３１になる。また、第２の伝熱体２３が、第２の突出部２３３を含む。第２の突出部２３３は、三角柱状である。そして、三角柱の一側面が第２の基板２１の主面と向き合う。また、別の一側面が第２の斜面２３１になる。

【0088】

このような構成とすることにより、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の嵌合の際に、第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３が滑らかに接触される。そして、互いに押し合うように、第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３とが密着される。この密着により、両者が熱的に接続される。

【0089】

また、一態様によれば、光電気モジュール１００の、第１の突出部と前記第２の突出部とが同じ形状である。

【0090】

このような構成とすることにより、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の嵌合の際に、第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３が滑らかに接触される。そして、互いに押し合うように、第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３とが密着される。この接触により、両者が熱的に接続される。

【0091】

また、一態様によれば、光電気モジュール１００の、第１の突出部１３３において、第１の斜面１３１に対し第１の基板１１の主面と平行な方向に、第１の側面が位置する。そして、第１の側面と、第１の基板１１の主面の法線とのなす角度が３０度以下である。同様に、第２の突出部２３３において、第２の斜面２３１に対し第２の基板２１の主面と平行な方向に、第２の側面が位置する。そして、第２の側面と、第２の基板２１の主面の法線とのなす角度が３０度以下である。

【0092】

このような構成とすることにより、光電素子３０で発生した熱が、効率よく第１の伝熱体１３に伝達される。さらに、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の嵌合の際に、第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３が滑らかに接触される。この接触により、両者が熱的に接続される。また、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２との嵌合を外す方向の力が、第１の突出部１３３と第２の突出部２３３が発生する反力の１／２以下になる。

【0093】

また、一態様によれば、光電気モジュール１００において、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２とが、離間した状態で、位置合わせされる。この位置合わせは、第１の基板１１の主面に平行な方向に対して行われる。そして、位置合わせの際に、第１の稜線と第２の稜線とが、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。ここで、第１の稜線とは、三角柱状の第１の突出部１３３のうちで、第１の基板１１の主面と向き合う面に対向する稜線である。また、第２の稜線とは、三角柱状の第２の突出部２３３のうちで、第２の基板２１の主面と向き合う面に対向する稜線である。

【0094】

このような構成とすることにより、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の嵌合の際に、第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３が滑らかに接触される。この接触により、両者が熱的に接続される。

【0095】

また、一態様によれば、光電気モジュール１００において、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２とが、離間した状態で、位置合わせされる。この位置合わせは、第１の基板１１の主面に平行な方向に対して行われる。そして、位置合わせの際に、第１の稜線と第２の稜線との距離が、第１の突出部の底面の辺の長さの１０％～４０％である。この距離は、第１の基板１１の主面に平行な方向における距離である。ここで、底面とは、三角柱状の第１の突出部１３３の、第１の基板１１の主面と向き合う面である。第１の稜線と第２の稜線との距離は、第１の基板１１の主面に平行な方向における距離である。

【0096】

このような構成とすることにより、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の嵌合の際に、第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３が確実に接触される。この接触により、両者が熱的に接続される。

【0097】

また、一態様によれば、光電気モジュール１００において、第１の伝熱体１３および第２の伝熱体２３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。

【0098】

このような構成とすることにより、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の嵌合によって、第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３とが確実に接触される。この接触により、両者が熱的に接続される。そして、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２の着脱を繰り返し行っても、第１の伝熱体１３から第２の伝熱体２３への熱伝達効率が低下しない。

【0099】

また、一態様によれば、光電気モジュール１００において、第１の基板１１が光信号を伝送する光導波路１４を備える。そして、光導波路１４と光電素子３０とが、光学的に接続されている。

【0100】

このような構成とすることにより、光導波路１４と光電素子３０との間の、光信号の送受信が可能になる。

【0101】

また、一態様によれば、光電気モジュール１００において、第１の伝熱体１３および第２の伝熱体２３の熱伝導率が、１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。

【0102】

このような構成とすることにより、光電素子３０で発生した熱が、効率よく第２のユニット２０に伝達され、外部に放出される。

【0103】

また、本実施形態の光電気モジュールの組み立て方法は、光電気モジュール１００の組み立て方法である。光電気モジュール１００は、第１のユニット１０と、第２のユニット２０と、第１の伝熱体１３と、第２の伝熱体２３と、を有する。第１のユニット１０は、第１の基板１１と、第１のコネクタ１２と、を備える。第１の基板１１の主面上に、枠状の第１のコネクタが設けられる。第１のコネクタ１２の内側の第１の基板１１の主面上には、光電素子３０が取り付けられる。第２のユニット２０は、第２の基板２１と、第２のコネクタ２２と、を備える。第２のコネクタ２２の内側の第２の基板２１の主面上に、枠状の第２のコネクタ２２が設けられる。第２のコネクタ２２が、第１のコネクタ１２に嵌合される。第１の伝熱体１３が、光電素子３０の放熱面に取り付けられる。ここで放熱面とは、光電素子３０を構成する面のうちで、第１の基板１１の主面と向かい合う面と反対側の面である。そして、第１の伝熱体１３が、第１の基板の主面に対し第１の角度だけ傾いた第１の斜面を備える。第１の伝熱体１３は、弾性部材により構成される。第２の伝熱体２３が、第２の基板２１に取り付けられる。第２の伝熱体２３が取り付けられるのは、第２のコネクタ２２の内側である。また、取り付けられる面は、第１の基板１１と対向する第２の基板２１の主面である。そして、第２の伝熱体２３が、第１の基板１１の主面に対し、第１の角度だけ傾いた第２の斜面２３１を備える。また、第２の伝熱体２３は、弾性部材により構成される。また、第１の斜面１３１の、第１の基板１１の主面と反対側の端部に、第１の突出部１３３が第１の稜線を有する。同様に、第２の斜面２３１の、第２の基板２１の主面と反対側の端部に、第２の突出部２３３が第２の稜線を有する。そして、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２とが離間した状態で、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２が位置合わせされる。位置合わせは、第１の基板１１の主面に平行な方向で行われる。この際に、第１の伝熱体１３の頂部の第１の稜線と、第２の伝熱体２３の頂部の第２の稜線とが、第１の基板１１の主面に平行な方向において第１の距離だけ離間し、かつ互いに平行である。そして、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２とが嵌合される。第１の基板１１の主面と第２の基板２１の主面とが、互いに平行になるように、この嵌合が、行われる。これにより、第１の伝熱体１３の第１の斜面１３１が、第２の伝熱体２３の第２の斜面２３１に接触し、密着する。また、第１の斜面１３１と、第２の斜面２３１とが互いに押し合う。この接触と密着により、両者が熱的に接続される。

【0104】

上記の構成では、第１のユニット１０と第２のユニット２０とが、第１のコネクタ１２と第２のコネクタ２２との嵌合によって接続される。この際、光電素子３０で発生した熱が、第１の伝熱体１３、第２の伝熱体２３、第２の基板２１に順次伝達される。そして、熱が外部に放出される。この際、第１の伝熱体１３の第１の斜面１３１と、第２の伝熱体２３の第２の斜面とが押し合いながら接触する。この接触により、両者が熱的に接続される。そして、第１の伝熱体１３と第２の伝熱体２３とが、熱伝導率が高い弾性体で形成されている。このような構成とすることによって、光電素子３０で発生した熱が、効率よく外部に放出される。さらに、第１のユニット１０と第２のユニット２０との着脱を繰り返しても、光電素子３０で発生した熱の、第２の基板２１への伝達効率が低下しない。

【0105】

以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。

【符号の説明】

【0106】

１０ 第１のユニット
１１ 第１の基板
１２ 第１のコネクタ
１３ 第１の伝熱体
１４ 光導波路
１５ 保護部材
１６、２６ 接続部材
２０ 第２のユニット
２１ 第２の基板
２２ 第２のコネクタ
２３ 第２の伝熱体
３０ 光電素子
３１ 光素子
３２ 光電気変換素子
１００ 光電気モジュール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】