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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-05
(45)【発行日】2024-08-14
(54)【発明の名称】小型フォームファクタ挿抜式トランシーバの改造方法
(51)【国際特許分類】
H05K 7/00 20060101AFI20240806BHJP
H05K 9/00 20060101ALI20240806BHJP
H04B 10/50 20130101ALI20240806BHJP
H04B 10/66 20130101ALI20240806BHJP
【ＦＩ】
H05K7/00 G
H05K9/00 R
H04B10/50
H04B10/66
【請求項の数】
14
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2020070477
(22)【出願日】2020-04-09
(65)【公開番号】P2020194958
(43)【公開日】2020-12-03
【審査請求日】2023-02-08
(31)【優先権主張番号】16/391,136
(32)【優先日】2019-04-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】500520743
【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ
(74)【代理人】
【識別番号】100135389
【弁理士】
【氏名又は名称】臼井 尚
(74)【代理人】
【識別番号】100086380
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 稔
(74)【代理人】
【識別番号】100103078
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 達也
(74)【代理人】
【識別番号】100130650
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 泰光
(74)【代理人】
【識別番号】100168099
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 伸太郎
(74)【代理人】
【識別番号】100168044
【弁理士】
【氏名又は名称】小淵 景太
(74)【代理人】
【識別番号】100200609
【弁理士】
【氏名又は名称】齊藤 智和
(72)【発明者】
【氏名】エリック ユエンジュン チャン
(72)【発明者】
【氏名】デニス ジー．コシンツ
【審査官】吉川 直也
(56)【参考文献】
【文献】特表２００９－５０５８９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１３－５４３６６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－３５３８９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００５／０１６８９６３（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｋ ７／００
Ｈ０５Ｋ ９／００
Ｈ０４Ｂ １０／５０
Ｈ０４Ｂ １０／６６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
小型フォームファクタ挿抜式（ＳＦＰ）トランシーバを改造するための方法であって、前記ＳＦＰトランシーバ（２）からカバー（３８）を取り外すことと、
前記ＳＦＰトランシーバ（２）のプリント回路基板（ＰＣＢ）（４０）を前記ＳＦＰトランシーバ（２）の金属ベース（３６）から分離させることと、
ピンホルダ（６２）によって複数の金属ピン（６０ａ、６０ｂ）が互いに離間して保持された状態にて、当該複数の金属ピン（６０ａ、６０ｂ）を、前記ＰＣＢ（４０）上の複数の接触パッド（２４）にはんだ付けすることと、
前記金属ベース（３６）の底部（６８）に貫通穴（６６）を形成することと、
前記ピンホルダ（６２）を前記貫通穴（６６）に差し込むように、前記ＰＣＢ（４０）を前記金属ベース（３６）に載置することと、
前記ＰＣＢ（４０）に別のカバー（８０）を被せることと、
前記別のカバー（８０）を前記金属ベース（３６）に取り付けることと、を含む方法。
【請求項2】
はんだ付けした前記接触パッド（２４）上に、非導電性の防湿シーラント（６４）を付着させることさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記複数の金属ピン（６０ａ、６０ｂ）は、第１列と第２列（５８ａ、５８ｂ）の金属ピンを含んでおり、前記複数の接触パッド（２４）は、第１列と第２列（２２ａ、２２ｂ）の接触パッドを含んでおり、前記第１列（５８ａ）の金属ピンは、前記第１列（２２ａ）の接触パッドにはんだ付けされ、前記第２列（５８ｂ）の金属ピンは、前記第２列（２２ｂ）の接触パッドにはんだ付けされる、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項4】
航空機（１０２）に搭載されたライン交換可能ユニットのＰＣＢ（３０）に、前記複数の金属ピン（６０ａ、６０ｂ）の遠位端をはんだ付けすることをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記金属ベース（３６）の前記底部（６８）に、第１及び第２の金属製ガイドピン（４８ａ、４８ｂ）を取り付けることをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項6】
前記複数の金属ピン（６０ａ、６０ｂ）の前記遠位端、並びに、前記第１及び第２の金属製ガイドピン（４８ａ、４８ｂ）の遠位端を、航空機（１０２）に搭載されたライン交換可能ユニットのＰＣＢ（３０）にはんだ付けすることをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
貫通穴（６６）が形成された底部（６８）を有する金属ベース（３６）と、複数の接触パッド（２４）が設けられた端部を有するとともに、前記金属ベース（３６）に支持されたプリント回路基板（ＰＣＢ）（４０）と、
非導電性材料から成るピンホルダ（６２）、及び、前記ピンホルダ（６２）によって互いに離間して保持された複数の金属ピン（６０ａ、６０ｂ）を含むピンヘッダ（２６）と、
前記金属ベース（３６）に取り付けられたカバー（８０）と、を含む小型フォームファクタ挿抜式（ＳＦＰ）トランシーバ（２）であって、
前記ピンホルダ（６２）が前記貫通穴（６６）に差し込まれているとともに、前記複数の金属ピン（６０ａ、６０ｂ）の各々が、前記複数の接触パッド（２４）における対応する１つの接触パッドにはんだ付けされた第１部分、及び、前記貫通穴（６６）に挿通された第２部分を有している、ＳＦＰトランシーバ。
【請求項8】
前記カバー（８０）は、前記ＰＣＢ（４０）を電磁干渉から保護する材料から成る、請求項７に記載のＳＦＰトランシーバ（２）。
【請求項9】
前記複数の接触パッド（２４）を覆う非導電性の防湿シーラント（６４）をさらに含む、請求項７又は８に記載のＳＦＰトランシーバ（２）。
【請求項10】
前記複数の金属ピン（６０ａ、６０ｂ）は、第１列と第２列（５８ａ、５８ｂ）の金属ピンを含み、前記複数の接触パッド（２４）は、第１列と第２列（２２ａ、２２ｂ）の接触パッドを含み、前記第１列（５８ａ）の金属ピンは、前記第１列（２２ａ）の接触パッドにはんだ付けされており、前記第２列（５８ｂ）の金属ピンは、前記第２列（２２ｂ）の接触パッドにはんだ付けされている、請求項７～９のいずれか１つに記載のＳＦＰトランシーバ（２）。
【請求項11】
前記金属ベース（３６）の前記底部（６８）に取り付けられた第１及び第２の金属製ガイドピン（４８ａ、４８ｂ）をさらに含む、請求項７～１０のいずれか１つに記載のＳＦＰトランシーバ（２）。
【請求項12】
光ファイバネットワーク（１２６）と、前記光ファイバネットワーク（１２６）に光学的に結合されているとともに、複数の接触パッド（２４）を有する小型フォームファクタ挿抜式（ＳＦＰ）トランシーバ（２）と、
前記ＳＦＰトランシーバ（２）の前記複数の接触パッド（２４）のそれぞれに電気的に接続された複数のスルーホールビアを有する第１プリント回路基板（ＰＣＢ）（３０）を含む電子デバイス（１３２）と、を含むデータ伝送システム（１２４）であって、
前記ＳＦＰトランシーバ（２）が、さらに、
貫通穴（６６）が形成された底部（６８）を有する金属ベース（３６）と、
前記複数の接触パッド（２４）が設けられた端部を有するとともに、前記金属ベース（３６）に支持された第２プリント回路基板（ＰＣＢ）（４０）と、
非導電性材料から成るピンホルダ（６２）、及び、前記ピンホルダ（６２）によって互いに離間して保持された複数の金属ピン（６０ａ、６０ｂ）を含むピンヘッダ（２６）と、
前記金属ベース（３６）に取り付けられたカバー（８０）と、を含んでおり、
前記ピンホルダ（６２）が、前記貫通穴（６６）に差し込まれているとともに、前記複数の金属ピン（６０ａ、６０ｂ）の各々が、前記複数の接触パッド（２４）における対応する１つの接触パッドにはんだ付けされた第１部分、前記貫通穴（６６）に挿通された第２部分、及び、前記複数のスルーホールビアにおける対応する１つのスルーホールビアにはんだ付けされた第３部分を有している、データ伝送システム。
【請求項13】
前記ＳＦＰトランシーバ（２）は、前記複数の金属ピン（６０ａ、６０ｂ）にはんだ付けされた前記複数の接触パッド（２４）を覆う非導電性の防湿シーラント（６４）をさらに含む、請求項１２に記載のデータ伝送システム（１２４）。
【請求項14】
前記ＳＦＰトランシーバ（２）は、前記金属ベース（３６）の前記底部（６８）に取り付けられた第１及び第２の金属製ガイドピン（４８ａ、４８ｂ）をさらに含み、前記第１及び第２の金属製ガイドピン（４８ａ、４８ｂ）は、前記電子デバイス（１３２）の前記第１ＰＣＢ（３０）にはんだ付けされている、請求項１２又は１３に記載のデータ伝送システム（１２４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の技術は、概して、電気部品間の通信を可能にする光ファイバネットワークに関する。より具体的には、本開示の技術は、アビオニクス光データバス（optical avionics data bus）で相互に接続された電気アビオニクス装置に関する。
【背景技術】
【0002】
高速のアビオニクスデータネットワークにおいて、電気配線の代わりに光ファイバケーブルを使用すれば、重量、コスト、電磁干渉、及び、電気配線の複雑さを大幅に低減することができる。現在の航空機では、ライン交換可能ユニット（ＬＲＵ）（例えば、アビオニクスコンピュータ及びセンサユニットなど）は、通常、筐体内に他のＬＲＵとの光ファイバ通信を可能にするトランシーバを備える。ＬＲＵの筐体上に設けられた光コネクタにより、外部の光ファイバケーブルをＬＲＵに接続することができる。
【0003】
より具体的には、アビオニクス光データバスに接続された各ＬＲＵは、一般的に、他のＬＲＵと光ファイバ通信を行うために、電気－光トランスミッタ及び光－電気レシーバ（以下、まとめて「双方向光電変換トランシーバ（optical-electrical bidirectional transceiver）」と記載する）を有する光電変換メディアコンバータを備える。電気－光トランスミッタは、電気信号を光信号に変換し、光－電気レシーバは、光信号を電気信号に変換する。ＬＲＵ筐体に設けられた光コネクタは、ＬＲＵへの光ファイバケーブルの接続を可能にする。
【0004】
従来のアビオニクス光ファイバシステムでは、非挿抜式の小型フォームファクタ（non-pluggable small form factor）双方向光電変換トランシーバ（以下、「ＳＦＦトランシーバ」とする）が従来のアビオニクスシステムのＬＲＵの内部に用いられている。しかしながら、光ファイバ業界では、現在、非挿抜式ＳＦＦトランシーバの使用を段階的に廃止し、小型フォームファクタ挿抜式（small form factor pluggable）双方向光電変換トランシーバ（以下、「ＳＦＰトランシーバ」）に置き換えていく傾向にある。本明細書において、「挿抜式」なる用語が第１部品の機能を特徴づける形容詞として用いられている場合、第１部品又は第２部品の一方の雄型部品（例えば、ピン又はプラグ）を、第１部品又は第２部品の他方の雌型部品（例えば、レセプタクル又はソケット）に挿抜することで、第１部品を第２部品に装着し、また、後から取り外しできることを意味する。
【0005】
現在、光ファイバ通信システムの多くがアップグレードされており、業界では、ＳＦＦトランシーバを用いた新たな技術や設計の導入を行っていない。市販のＳＦＰトランシーバには、デジタル診断監視及び組み込みテストなど、最新の光ファイバ通信システムに合わせた高度な機能が組み込まれている。また、ＳＦＰトランシーバは、光ファイバ業界で広く採用されているパッケージであるので、ＳＦＰトランシーバのコストは、スケールメリットによって非常に低く抑えられている。トランシーバの開発に関する業界のこのような動向は、航空機プラットフォームに新たな光ファイバシステムを導入する際には、問題となる。例えば、新たなアビオニクス光ファイバシステムにおける多くのＬＲＵにおいてＳＦＰトランシーバを設置する必要がある。
【0006】
従来のいくつかのアビオニクス光ファイバシステムでは、１０ピン（２×５）のデュアルインラインパッケージのＳＦＦトランシーバが採用されている。ＳＦＦパッケージは、ＬＲＵのプリント回路基板（ＰＣＢ）にはんだ付けして恒久的に取り付けることができるので、振動による脱落の心配がない。しかしながら、現在多用されているＳＦＰトランシーバパッケージは、はんだピンを備えておらず、ＰＣＢに設けられた２０ピンソケットに差し込んで連結する設計になっている。したがって、トランシーバは、ＰＣＢに恒久的に取り付けられるのではない。このような設計のＳＦＰは、航空機以外の環境では使用可能であるが、航空機プラットフォームにおいては、振動によってＳＦＰトランシーバが脱落したり、水分・湿度に晒されることによってＳＦＰトランシーバの接触パッドが腐食したりする懸念があるため、許容されない。
【0007】
上述の課題に対して、異なる航空機プラットフォームごとにＳＦＰトランシーバをカスタマイズし、密閉式のパッケージとして作製する対策が考えられる。ただし、このような対策には、多くの費用がかかると予想される。また、密閉式のＳＦＰパッケージは、光ファイバ業界においてＳＦＰトランシーバに関するマルチソースアグリーメントの対象様式ではないので、密閉式パッケージを作製できる業者を見つけることが難しいことも予想される。ＳＦＰトランシーバを部分的に高耐久化する先行技術もあるが、これは、ＳＦＰトランシーバのＰＣＢをコンフォーマルコーティング（conformal coating）で被覆するだけであり、ＳＦＰトランシーバをＬＲＵのＰＣＢにはんだ付けすることは含んでいない。
【発明の概要】
【0008】
以下に詳細を記載する主題は、低コストの小型フォームファクタ挿抜式双方向光電変換トランシーバ（以下、「ＳＦＰトランシーバ」）を、高い耐久性でアビオニクスシステムに設置可能な構成に改造する方法に関する。本明細書において「高耐久化／高い耐久性」なる用語が用いられている場合、振動又は湿度の影響に対する耐性を高めるようにデバイスを補強することを意味する。より具体的には、本開示の主題は、ＳＦＰトランシーバをデュアルインラインパッケージに改造して耐久性を高める方法に関する。このように改造されたＳＦＰトランシーバは、航空機システムにおけるライン交換可能ユニット（ＬＲＵ）のプリント回路基板（ＰＣＢ）に直接はんだ付けすることができるので、航空機の運航中の振動によってＳＦＰトランシーバが外れてしまうという懸念を解消することができる。加えて、本方法は、ＳＦＰトランシーバの接触パッドを保護する封止プロセスを含み、これにより、水分と湿度に長く晒される接触パットの腐食の懸念を解消することができる。本明細書が提案する改造方法は、挿抜式トランシーバパッケージをデュアルインラインのトランシーバパッケージに改造するものである。本方法によるプロダクトとして、厳しい航空機環境における過酷な使用に耐えうるように、高い耐久性で設置可能なＳＦＰトランシーバが得られる。
【0009】
いくつかの実施形態では、ＳＦＰトランシーバのＰＣＢに設けられた接触パッドにピンヘッダをはんだ付けするとともに、取り付けたピンを挿通させる穴をＳＦＰトランシーバの底部に形成することで、挿抜式トランシーバパッケージをデュアルインラインのトランシーバパッケージに改造する。一態様では、２０個の接触パッドを有するＳＦＰトランシーバを、２０本のピンを配列したデュアルインラインパッケージに改造する。このように改造されたＳＦＰトランシーバは、航空機システムのＬＲＵのＰＣＢ（例えば、インターフェースＰＣＢ）に、直接はんだ付けすることが可能である。また、本明細書で提案する方法は、ＳＦＰトランシーバの接触パッドを封止するプロセスをさらに含む。加えて、ＳＦＰパッケージに一対のガイドピン（alignment pin）を設けて機械的な支持を強化して、上述したように大きな振動を受ける航空機環境における耐性をさらに高めている。さらに、ＳＦＰパッケージに金属製のカバーを被せて、ＳＦＰトランシーバを電磁干渉（ＥＭＩ）から保護するように改善している。
【0010】
本明細書において用いられる「デュアルインライン」なる用語は、互いに離間した２組の要素（例えば、金属ピン）を別々の線に沿って配列した構成を意味する。典型的には、２つの線は、互いに平行で直線的である。しかしながら、直線的であることも、平行であることも必須の要件ではなく、ＬＲＵのＰＣＢに配置された接触パッドに対して金属ピンが適切にアライメントされていればよい。
【0011】
本明細書において提案する方法は、以下を含む多くの利点を有する。（１）最新のアビオニクス光ファイバシステムに必要な高耐久化ＳＦＰトランシーバのコストを低減することができる。（２）ＳＦＰトランシーバのＰＣＢに配置された金属製の接触パッドを封着するので、ＳＦＰトランシーバに高価な密閉型パッケージを使用する必要を排除できる。（３）最新の航空機プラットフォームに用いられるＳＦＰトランシーバの信頼性を高めることができる。（４）航空機システムに用いられるＳＦＰトランシーバのＥＭＩ保護を実現することができる。
【0012】
次に、環境から受ける悪影響（例えば、振動及び湿度）に対する耐性を高めるようにＳＦＰトランシーバを改造する方法について、様々な実施形態を説明する。これらの実施形態のうちの１つ以上は、下記の１つ以上の態様によって特徴づけできるであろう。
【0013】
以下に詳細に説明する主題の一態様は、小型フォームファクタ挿抜式（ＳＦＰ）トランシーバを改造するための方法に関する。前記方法は、前記ＳＦＰトランシーバからカバーを取り外すことと、前記ＳＦＰトランシーバのプリント回路基板（ＰＣＢ）を前記ＳＦＰトランシーバの金属ベースから分離させることと、ピンホルダによって複数の金属ピンが互いに離間して保持された状態にて、当該複数の金属ピンを、前記ＰＣＢ上の複数の接触パッドにはんだ付けすることと、前記金属ベースの底部に貫通穴を形成することと、前記ピンホルダを前記貫通穴に差し込むように、前記ＰＣＢを前記金属ベースに載置することと、前記ＰＣＢに別のカバーを被せることと、前記別のカバーを前記金属ベースに取り付けることと、を含む。
【0014】
直前の段落に記載した方法の一実施形態によれば、前記別のカバーは、前記ＰＣＢを電磁干渉から保護する材料から成る。この実施形態による方法は、さらに、はんだ付けした前記接触パッド上に、非導電性の防湿シーラントを付着させることと、前記金属ベースの前記底部に、第１及び第２の金属製ガイドピンを取り付けることと、を含む。
【0015】
以下に詳細に説明する主題の別の態様は、改造型小型フォームファクタ挿抜式（ＳＦＰ）トランシーバに関する。前記改造型ＳＦＰトランシーバは、貫通穴が形成された底部を有する金属ベースと、複数の接触パッドが設けられた端部を有するとともに、前記金属ベースに支持されたプリント回路基板と、非導電性材料から成るピンホルダ、及び、前記ピンホルダによって互いに離間して保持された複数の金属ピンを含むピンヘッダと、前記金属ベースに取り付けられたカバーと、を含む。前記ピンホルダは、前記貫通穴に差し込まれており、前記複数の金属ピンの各々は、前記複数の接触パッドにおける対応する１つの接触パッドにはんだ付けされた第１部分、及び、前記貫通穴に挿通された第２部分を有する。前記カバーは、前記ＰＣＢを電磁干渉から保護する材料から成る。
【0016】
一実施形態によれば、直前の段落に記載した前記改造型ＳＦＰトランシーバは、さらに、前記複数の接触パッドを覆う非導電性の防湿シーラントと、前記金属ベースの前記底部に取り付けられた第１及び第２の金属製ガイドピンと、を含む。提案する一態様において、前記複数の金属ピンは、第１列と第２列の金属ピンを含み、前記複数の接触パッドは、第１列と第２列の接触パッドを含み、前記第１列の金属ピンは、前記第１列の接触パッドにはんだ付けされており、前記第２列の金属ピンは、前記第２列の接触パッドにはんだ付けされている。
【0017】
以下に詳細に説明する主題のさらに別の態様は、データ伝送システムに関する。前記データ伝送システムは、光ファイバネットワークと、前記光ファイバネットワークに光学的に結合されているとともに、複数の接触パッドを有する改造型小型フォームファクタ挿抜式（ＳＦＰ）トランシーバと、前記改造型ＳＦＰトランシーバの前記複数の接触パッドのそれぞれに電気的に接続された複数のスルーホールビアを有する第１プリント回路基板（ＰＣＢ）を含む電子デバイスと、を含む。前記改造型ＳＦＰトランシーバは、さらに、貫通穴が形成された底部を有する金属ベースと、前記複数の接触パッドが設けられた端部を有するとともに、前記金属ベースに支持された第２プリント回路基板（ＰＣＢ）と、非導電性材料から成るピンホルダ、及び、前記ピンホルダによって互いに離間して保持された複数の金属ピンを含むピンヘッダと、前記金属ベースに取り付けられたカバーと、を含む。前記ピンホルダは、前記貫通穴に差し込まれている。前記複数の金属ピンの各々は、前記複数の接触パッドにおける対応する１つの接触パッドにはんだ付けされた第１部分、前記貫通穴に挿通された第２部分、及び、前記複数のスルーホールビアにおける対応する１つのスルーホールビアにはんだ付けされた第３部分を有する。
【0018】
直前の段落に記載した前記データ伝送システムの一実施形態によれば、前記改造型ＳＦＰトランシーバは、さらに、前記複数の金属ピンにはんだ付けされた前記複数の接触パッドを覆う非導電性の防湿シーラントを含む。前記改造型ＳＦＰトランシーバは、さらに、前記金属ベースの前記底部に取り付けられた第１及び第２の金属製ガイドピンを含む。前記第１及び第２の金属製ガイドピンは、前記電子デバイスの前記第１ＰＣＢにはんだ付けされている。提案する一態様において、前記電子デバイスは、航空機に装着されたライン交換可能ユニットである。
【0019】
以下に、環境から受ける悪影響に対する耐性を高めるようにＳＦＰトランシーバを改造する方法の他の態様を説明する。
【図面の簡単な説明】
【0020】
先のセクションに記載した特徴、機能、及び、利点は、様々な実施形態において個別に実現することも、さらに別の実施形態と組み合わせることも可能である。以下に、上述の態様及び他の態様を説明することを目的として、添付図面を参照して様々な実施形態を説明する。以下に簡単な説明を示すが添付図面は、いずれも正確な縮尺で描かれているものではない。
【0021】
【図1】光データ通信ネットワークを含むデータ処理システムが航空機に搭載された状態を三次元で示す切り欠き図である。
【図2】同じ波長の光を送信及び受信する設計のデュアルファイバ双方向ＳＦＰトランシーバのいくつかの特徴を示すブロック図である。
【図3】従来の航空機システムに用いた典型的なデュアルファイバ双方向ＳＦＰトランシーバのいくつかの特徴示すブロック図である。
【図4】端部要素／レセプタクルの組立体を断面で示す図である。
【図6】本開示の方法に従って改造する前のＳＦＰトランシーバを三次元で示す図である。
【図7-13】一実施形態による改造プロセスの各段階におけるＳＦＰトランシーバ又はその部品を三次元で示す図である。
【図14】一実施形態によって高耐久化されたＳＦＰトランシーバを三次元で示す図である。
【図15】一実施形態によって高耐久化されたＳＦＰトランシーバをＬＲＵのＰＣＢにはんだ付けした状態を三次元で示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
環境から受ける悪影響に対する耐性を高めるようにＳＦＰトランシーバを改造する方法の例示的な実施形態を以下に説明する。ただし、実施に際して必要なすべての特徴が本明細書に記載されているわけではない。当業者には認識されるように、実施形態を実際に開発する際は、例えば、システム関連の要件及びビジネス関連の要件の遵守など、実施態様毎に異なる開発者の目的を達成するべく決定される各実施に固有の事項が多数ある。そのような開発努力は、複雑で、時間を要するものではあるが、本開示の利益に基づけば、当業者が定常的に行うことができる範疇に過ぎないことは理解されよう。
【0023】
以下に、航空機に搭載されたライン交換可能ユニット間における光通信を可能にするための光ファイバネットワークについて、様々な実施形態を説明する。ただし、これらは、あくまでも例示を目的とするものである。本明細書に開示する光ファイバネットワークの実施態様は、航空機を環境とするものには限定されず、他の種類の輸送体、又は、他の種類の光ファイバネットワーク（例えば、地上長距離伝送、データセンタ間、及び、一般家庭や企業向けの光ファイバ通信の用途など）にも用いられる。
【0024】
光ファイバネットワークは、銅線ネットワークに比べて高速で軽量であるとともに、電磁干渉を受けにくいという長所を有する。光ファイバネットワークは、小型化、軽量化、及び、省電力化を目的として、多くの民間航空機モデルに採用されている。一般的に、複数のライン交換可能ユニット（ＬＲＵ）は、航空機システム内における通信が行えるように接続される。例えば、航空機データバスを介して、複数のＬＲＵが輸送体（例えば、航空機）の前方セクションに接続され、複数のＬＲＵが輸送体の後方セクションに接続される。
【0025】
以降の説明において図面を参照するが、類似の要素は、異なる図面においても同じ参照符号を用いて示されている。
【0026】
図１は、航空機１０２のネットワーク環境１００を示している。航空機１０２は、本開示のコネクタが使用されるプラットフォームの一例である。図１に示す例では、航空機１０２は、胴体部１０８に取り付けられた右翼１０４及び左翼１０６を有する。航空機１０２は、さらに、右翼１０４に取り付けられたエンジン１１０、及び、左翼１０６に取り付けられたエンジン１１２を有する。航空機１０２は、さらに、機首部１１４及び尾翼部１１６を有する。尾翼部１１６は、右側水平安定板１１８、左側水平安定板１２０、及び、垂直安定板１２２を含む。
【0027】
図１に示す航空機１０２は、機内データ通信及び処理システム１２４をさらに含み、これは、光ファイバネットワーク１２６及び複数のデバイス１２７を含む。複数のデバイスは、例えば、操縦室ディスプレイ１２８、飛行制御コンピュータ１３０、及び、他の部品の形態であって、光ファイバネットワーク１２６に接続（且つ光学的に結合）されている。他の種類のデバイス１２７は、ＬＲＵ１３２、１３４、１３６、１３８、１４０、１４２、１４４、１４６及び１４８の形態を取りうる。また、これらのＬＲＵは、様々な形態を取りうる。例えば、ＬＲＵは、コンピュータ、センサ、機内エンターテインメントシステム、及び、他の適当な種類のデバイスである。デバイス１２７内では電気信号が使用されるので、光ファイバネットワーク１２６から伝達された光信号は、通常、光電変換メディアコンバータ（図１には示されていない）を用いて電気信号に変換される。光電変換メディアコンバータ（以下、「双方向光電変換トランシーバ」）は、ＬＲＵの外部にあっても、内部にあってもよい。
【0028】
１つのＬＲＵの内部に１つ以上の光電変換トランシーバが設けられる構成のＬＲＵ（以下、「光電変換ＬＲＵ」）の場合、航空機に搭載されたラックに機械的な組み立て手法によって光電変換ＬＲＵを装着してもよい。これにより、ＬＲＵを物理的に支持するとともに、自己検索（self-indexing）することができる。各光電変換ＬＲＵは、内部に双方向光電変換トランシーバを含んでおり、これは、ＬＲＵの筐体に機械的に接続された嵌め合わせコネクタ（mating connector）によって、光ファイバネットワーク１２６の光アビオニクスデータバスに光学的に結合される。嵌め合わせコネクタは、ＬＲＵを航空機システムに光接続するとともに、ＬＲＵを構造的に支持する。
【0029】
高速（１ギガビット／秒超）の単波長トランシーバには、送信側（Ｔｘ）出力光信号に１つのファイバを用い、受信側（Ｒｘ）入力光信号に別のファイバを用いる構成のものがある。トランスミッタは、レーザドライバと送信器（Ｔｘ）との集積回路に接続された高速レーザダイオードを有する。レシーバは、増幅器と受信器（Ｒｘ）との集積回路に接続された高帯域検出器を有する。
【0030】
図２は、ＳＦＰトランシーバ２の一例のいくつかの特徴を示す図である。このＳＦＰトランシーバは、当業界におけるマルチソースアグリーメント（ＭＳＡ）規格に準拠してパッケージングされており、より具体的には、ＳＦＰ規格に従って構成されている。この実施例では、ＳＦＰトランシーバ２は、送信と受信の両方で同一の波長λ1の光を用いる単波長デュアルファイバトランシーバである。〔本明細書において、コヒーレントなレーザ光について用いる「波長」なる用語は、狭いスペクトル幅のレーザ光の中心波長を意味する。〕図２に一部を示すＳＦＰトランシーバ２は、以下に詳細を説明する方法に従って高耐久化することができる。
【0031】
図２に示すように、ＳＦＰトランシーバ２は、レーザ装置４及び光検出器８を含む。レーザ装置４は、シングルモード分布帰還型（ＤＦＢ）レーザ、マルチモード・ファブリペロー（ＦＰ）レーザ、又は、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を用いて実装して、高い光出力と低いモーダルノイズを実現することができる。光検出器８は、高応答性ｐ型－ｉ型－ｎ型（ＰＩＮ）フォトダイオード又はアバランシェフォトダイオードを用いて実装して、高い応答性を実現することができる。ＳＦＰトランシーバ２は、さらに、レーザドライバ・送信回路６及び検出増幅器・受信回路１０を含み、これらは、両面ＰＣＢ（図２には示されていないが、図３のＰＣＢ４０を参照のこと）に対して面実装されている。
【0032】
レーザ装置４は、関連付けられたＬＲＵ（図２には示されていない）のインターフェースＰＣＢ３０から送信側電力信号線１２ａ及び１２ｂのそれぞれを介して差動送信信号Ｔｘ+及びＴｘ-が入力されると、レーザドライバ・送信回路６によって駆動されて、波長λ1の光を出射する。送信側電力信号線１２ａ及び１２ｂの端子は、ＬＲＵのインターフェースＰＣＢ３０に設けられたそれぞれの接触パッド３２ａにはんだ付けされている。レーザドライバ・送信回路６は、これら差動信号を、レーザ装置４による送信用データを表すデジタル信号に変換する電気回路を有している。
【0033】
一方、光検出器８は、波長λ1の光を受光すると、受光した光を電気デジタル信号に変換して、検出増幅器・受信回路１０に供給する。検出増幅器・受信回路１０は、これらの電気デジタル信号を、受信データを表す電気差動受信信号Ｒｘ+及びＲｘ-に変換する電気回路を含む。電気差動受信信号Ｒｘ+及びＲｘ-は、それぞれの電気信号線１４ａ及び１４ｂを介して、ＬＲＵのインターフェースＰＣＢ３０に送信される。受信用電気信号線１４ａ及び１４ｂの端子は、ＬＲＵのインターフェースＰＣＢ３０に設けられたそれぞれの接触パッド３２ｂにはんだ付けされている。
【0034】
レーザ装置４は、光ファイバ１８ａに光学的に結合され、これに対し、光検出器８は、光ファイバ１８ｂに光学的に結合される。光ファイバ１８ａ及び１８ｂは、いずれも、同一の材料から成るコアを有し、この材料は、ファイバを経由して伝送される波長λ1の光の光損失を最小限に抑えるように選択された屈折率を有するものである。図２に一部を示すＳＦＰトランシーバ２は、トランシーバ電力供給線１６を介して電圧ＶCCの電力を受け取る。
【0035】
図３は、ＰＣＢ４０に実装された双方向光サブアセンブリ（bidirectional optical sub-assembly）を含むＳＦＰトランシーバ２のいくつかの部品を示すブロック図である。光サブアセンブリは、レーザ装置４及び光検出器８を含む。レーザ装置４は、シングルモード分布帰還型レーザ、マルチモード・ファブリペローレーザ、又は、垂直共振器面発光レーザを用いて実装して、高い光出力と低いモーダルノイズを実現することができる。光検出器８は、高応答性ｐ型－ｉ型－ｎ型（ＰＩＮ）フォトダイオード又はアバランシェフォトダイオードを用いて実装して、高い応答性を実現することができる。
【0036】
図３に示すように、レーザ装置４は、関連付けられたライン交換可能ユニット（図示せず）から送信側電力信号線（図３には示していない）を介して差動送信信号がデータ入力端子５６に入力されると、（ＰＣＢ４０に面実装された）レーザドライバ４２によって駆動されて光を出射する。レーザドライバ４２は、これら電気差動信号を、レーザ装置４による送信用データを表す電気デジタル信号に変換する電気回路を有する。一方、光検出器８は、光を受光すると、受光した光を電気信号に変換して、検出増幅器・受信回路に供給する。この検出増幅器・受信回路は、検出した光を増幅するトランスインピーダンス増幅器５０、及び、出力光をデジタル化する制限増幅器５２を含む。制限増幅器５２は、電気信号を変換して、受信データを表すデジタル電気差動受信信号を出力する。この電気差動受信信号は、データ出力端子５４と、図３には示していない受信側電気信号線と、を介してＬＲＵのインターフェースＰＣＢ３０に送信される。
【0037】
図３に示すＳＦＰトランシーバ２は、一対のＬＣレセプタクル４４及び４６をさらに含み、これらは、各光ファイバ（図３には示されていないが、図５の光ファイバ１８を参照）の端部を挿入可能なサイズ及び構成を有する。ＬＣレセプタクル４６は、光ファイバの端部が挿入されると、当該端部が、レーザ装置４に整列して対向するような位置に配置されている。換言すると、ＬＣレセプタクル４６に挿入された光ファイバは、レーザ装置４から光パルスを受けるように光学的に結合される。同様に、ＬＣレセプタクル４４は、光ファイバの端が挿入されると、当該端が、光検出器８に整列して対向するような位置に配置されている。換言すると、ＬＣレセプタクル４４に挿入された光ファイバは、光子を電子に変換する光検出器８の表面に対してレーザパルスを出射するように光学的に結合される。
【0038】
レーザ装置４及び光検出器に加えて、光サブアセンブリは、２つの筐体（以下、「ＯＳＡ筐体」）を有する。各ＯＳＡ筐体は、一体成形された２つのレセプタクルから成り、具体的には、光ファイバの端部を収容するＬＣレセプタクルと、当該光ファイバの前記端部に光学的に結合される光学部品を収納する第２レセプタクルと、を含む。
【0039】
図４の例に示すように、送信側ＯＳＡ筐体７０は、端部要素（terminus）２８の第１端部９２を挿入可能な大きさの第１円筒状通路９６を有するＬＣレセプタクル４６と、（第１円筒状通路９６よりも直径が大きい）第２円筒状通路９８を有する送信器レセプタクル７４と、を含む。送信器レセプタクル７４は、レーザ装置４を収納したトランジスタアウトライン（ＴＯ）キャン（transistor outline (TO) can）７２を挿入可能な大きさに構成されている。ＬＣレセプタクル４６と送信器レセプタクル７４は、一体成形により構成してもよいし、或いは、剛性結合により構成してもよい。同様に、検出器側のＯＳＡ筐体（図４には示していない）は、光検出器８を収納したＴＯキャンを挿入するための検出器レセプタクルと一体的成形されたＬＣレセプタクル４４を含む。
【0040】
引き続き図４を参照すると、端部要素２８は、さらに、本体部９０及び第２端部９４を含む。端部要素２８の第２端部９４は、図５に示す光ファイバケーブル２０の被覆部を挿入するための円筒状ケーブル通路７６を有する。端部要素２８の本体部９０及び第１端部９２は、光ファイバケーブル２０を構成する光ファイバ１８における非被覆部分を挿入するための共通の円筒状ファイバ通路７８を有している。したがって、図５に示す光ファイバケーブル２０が図４に示す端部要素２８に挿入されると、光ファイバ１８の端面は、ＴＯキャン７２に形成された窓（図４には示していない）に設置されたレンズに整列して対向するよう配置される。このように物理的に整列させることにより、レーザ装置４（図３を参照）は、光ファイバ１８（図５を参照）と光学的に結合される。ＯＳＡ筐体７０は、金属材料（例えば、ステンレス鋼）から成る。端部要素２８は、半硬質の熱可塑性材料又は金属材料（例えば、ステンレス鋼）で構成してもよい。商業的に入手可能な光ファイバケーブル２０の一つは、ポリマーコア及びフッ素化ポリマクラッドから成る光ファイバ１８と、ポリエチレンから成る被覆８６を有する。光検出器８と光ファイバとは、図４に示すサブアセンブリと同様のＯＳＡ筐体及び端部要素によって光学的に結合させることができる。
【0041】
図６は、高耐久化前のＳＦＰトランシーバ２を三次元で示す図である。ＳＦＰトランシーバ２は、金属ベース３６と、ＰＣＢ４０と、ＰＣＢ４０の表面に実装された様々な光学部品及び電気部品（図３に示した部品など）と、カバー３８と、を含む。ＳＦＰトランシーバ２は、電気的な接続を確立するために、ＰＣＢ４０上に列２２ａ及び２２ｂの２列で配置された電気接触パッド２４を有する。列２２ａ及び列２２ｂは、それぞれ１０個の接触パッド２４を含む。これら２つの列２２ａ及び２２ｂの接触パッド２４は、ＰＣＢ４０の後端部に配置されている。列２２ａの接触パッド２４は、ＰＣＢ４０の上面に配置されており、列２２ｂの接触パッド２４は、ＰＣＢ４０の下面に配置されている。ＳＦＰトランシーバ２が、他の何らかのデバイス（例えば、メディアコンバータなど）のＰＣＢに装着されたソケットに差し込んで接続されると、電気的な接触が形成されるので、当該他のデバイスとＳＦＰトランシーバ２とが通信可能に接続される。このような挿抜式構造は、航空機以外の用途であれば、大きな振動及び高い湿度の心配がないので、良好に使用可能である。
【0042】
本開示の高耐久化プロセスによれば、２０個の接触パッドを有する高耐久化されていないＳＦＰパッケージを、２０本のピンが配置されたデュアルインラインパッケージに改造するとともに、パッケージの底部に一対のガイドピンを設けるものである。これらの特徴が追加されていることにより、ＳＦＰトランシーバ２は、航空機のＰＣＢにはんだ付けして永続的に固定することができる。さらに、ＳＦＰトランシーバの接触パッドを封止するステップと、ＳＦＰパッケージの上からＥＭＩ保護カバーを被せるステップと、一対の金属製ガイドピンを底部に設置するステップと、を追加することにより、ＳＦＰトランシーバを高い耐久性でＰＣＢのＬＲＵに取り付けることができる。これらのプロセスによれば、低コストのＳＦＰトランシーバを過酷な航空機環境に使用することが可能になる。
【0043】
【0044】
（１）図６は、標準的な市販（ＣＯＴＳ）のＳＦＰトランシーバ２の分解前の様子を示す。
【0045】
（２）高耐久化前のＳＦＰトランシーバ２を分解するべく、トランシーバのカバー３８の側面にある２つのクリップ３９（図６では、その内の一方だけが見えている）の係合を解除して、カバー３８を取り外す（即ち、金属ベース３６から分離させる）。
【0046】
（３）カバー３８を取り外したら、続いて、ＳＦＰトランシーバ２のＰＣＢ４０を金属ベース３６から取り外す。上述したように、ＰＣＢ４０の後端には、接触パッド２４が列２２ａ及び列２２ｂの２列で設けられている。ＰＣＢ４０の厚みは、通常、約０．０４インチ（４０ミル）である。各接触パッド２４のサイズは、約０．６ｍｍ×３．８ｍｍである。
【0047】
（４）図７は、ＰＣＢ４０の接触パッド２４の近傍に配置されたピンヘッダ２６を３次元で示す図である。ピンヘッダ２６は、第１列５８ａを構成する１０個の９０度金属ピン６０ａ（以下、「金属ピン６０ａ」）と、第２列５８ｂを構成する１０個の９０度金属ピン６０ｂ（以下、「金属ピン６０ｂ」）と、を含む。ピンヘッダ２６は、非導電性材料（例えば、プラスチック）から成るピンホルダ６２をさらに含む。ピンホルダ６２には、２列の穴が開いており、各列には１０個の穴が配列されている。これらの穴には、２列に配列された金属ピン６０ａ及び６０ｂの垂直部分が挿入、保持される。列５８ａにおける金属ピン６０ａの垂直部分の長さは、列５８ｂにおける金属ピン６０ｂの垂直部分よりも、ＰＣＢ４０の厚みと略同じ分だけ長くなっている。この結果、金属ピン６０ａの水平部分と金属ピン６０ｂの水平部分は、この例では、４０ミルであるＰＣＢ４０の厚みと略同じ間隔で離間している。金属ピン６０ａ及び６０ｂの直径と横方向の間隔は、ＰＣＢ４０に配置された接触パッド２４の幅及び横方向の間隔と一致している。金属ピン６０ａ及び６０ｂの近位端（接触パッド２４に取り付けられるピン端部）は、概ね、垂直面に沿って配置され、金属ピン６０ａ及び６０ｂの遠位端（ピンホルダ６２の下側に配置されるピン端部）は、概ね、水平面に沿って配置される（図７では、金属ベース３６は、水平に配置されていると想定する）。
【0048】
（５）ピンヘッダ２６を、図７に示した位置から移動させて、（図８Ａ及び図８Ｂに示すように）列５８ａの金属ピン６０ａのそれぞれを、列２２ａの接触パッド２４に接触（当接）させ、列５８ｂの金属ピン６０ｂのそれぞれを、列２２ａの接触パッド２４に接触（当接）させる。この移動は、金属ピン６０ａ及び６０ｂの水平部分を、ＰＣＢ４０の後端側から滑らせることで行われる。次いで、列５８ａの金属ピン６０ａのそれぞれを、列２２ａの接触パッド２４にはんだ付けし、列５８ｂの金属ピン６０ｂのそれぞれを、列２２ｂの接触パッド２４にはんだ付けする。図８Ａ及び図８Ｂは、ＰＣＢ４０の接触パッド２４に金属ピン６０ａ及び６０ｂをはんだ付けした後のピンヘッダ２６を三次元で示す図である。提案する一実施態様では、金属ピンは、温度サイクル及び振動に対して優れた耐性を有する金－スズ（ＡｕＳｎ）合金、又は、スズ－銀（ＡｇＳｎ）合金などの、航空機グレードのはんだ合金（図８Ａ及び図８Ｂには示していない）を用いてはんだ付けされる。
【0049】
（６）ＰＣＢ４０にピンヘッダ２６をはんだ付けした後、トランシーバ改造プロセスの次のステップにおいて、接触パッド２４の上面及び下面、並びに、金属ピン６０ａ及び６０ｂの当接部分に、非導電性防湿シーラント（non-conductive moisture sealant）６４のレイヤを形成する。図９は、非導電性防湿シーラント６４を形成した後のピンヘッダ／ＰＣＢの組立体を三次元で示す図である。非導電性防湿シーラント６４は、航空機環境において、金属製の接触パッド２４及びはんだを腐食から保護する。このシーラントは、標準的なチップオンボードのＰＣＢ電子部品実装プロセスにおいて使用されるエポキシのグロップトップ剤（epoxy glob top material）でもよく、当該プロセスは、例えば、１９９８年５月２５～２８日に米国ワシントン州シアトルにて開催された第４８回Electronic Components and Technology ConferenceのＩＥＥＥ１９９８議事録の４１０ぺージに記載の、Ｃｈａｎ他による「High performance, low-cost chip-on-board (COB) FDDI transmitter and receiver for avionics applications」において開示されている。
【0050】
（７）ＳＦＰトランシーバ２のＰＣＢ４０に対する上述の改造に加えて、ＳＦＰトランシーバ２の金属ベース３６に、金属ピン６０ａ及び６０ｂの垂直部分を挿通するための開口を設ける改造を行ってもよい。図１０は、金属ベース３６の底部６８に貫通穴６６を形成した後の金属ベース３６を三次元で示す図である。貫通穴６６のサイズ及び形状は、ピンホルダ６２のサイズ及び形状と合致するように設計されている。ピンホルダ６２は、改造後のＰＣＢ４０及び改造後の金属ベース３６を改めて組み立てると、貫通穴６６に嵌め込まれる。金属ベース３６は、４つの支柱８２ａ～８２ｄを有し、これらは、ＰＣＢ４０と金属ベース３６が組み立てられた状態において、ＰＣＢ４０を支持するように設計されている。ＰＣＢは、支柱８２ａ～８２ｄに当該ＰＣＢ４０を載置することができるように特別に設計された凹みスロット（recess slot）を有しており、ＰＣＢを「挿抜して着脱する（plugging-in and removal）」動作が可能である。
【0051】
（８）貫通穴６６の形成前又は後に、２つの金属製ガイドピン４８ａ及び４８ｂを、金属ベース３６の底部６８に形成された各穴に圧入（又は、その他の機械的プロセス）して嵌め込む。図１１は、貫通穴６６を形成し、且つ、金属製ガイドピン４８ａ及び４８ｂを装着した後の金属ベース３６を三次元で示す図である。２つの金属製ガイドピン４８ａ及び４８ｂは、はんだ付けプロセスにおいて、金属ピン６０ａ及び６０ｂの遠位端を、ＬＲＵのＰＣＢ（図１１には示されていないが、図１５のＬＲＵインターフェースＰＣＢ３０を参照）のスルーホールビア（ＰＴＨ：printed through hole）上に整列させるように案内する。例えば、２つの金属製ガイドピン４８ａ及び４８ｂそれぞれの遠位端は、ＬＲＵのＰＣＢに形成されたスルーホールビアに挿入される。また、２つの金属製ガイドピン４８ａ及び４８ｂのそれぞれも、ＬＲＵのＰＣＢ上の２つのスルーホールビアにはんだ付けされる。これにより、大きな揺れや衝撃を受ける環境においても、改造後のＳＦＰトランシーバがＬＲＵのＰＣＢから脱落することを防止できる。
【0052】
（９）ＰＣＢ４０及び金属ベース３６に上述の改造を行った後、周知の方法で、ＰＣＢ４０を再び金属ベース３６に取り付ける。先ず、ピンヘッダ２６を貫通穴６６に挿通することで、可塑性のピンホルダ６２を開口に圧入する。この動作の間に、ＰＣＢ４０は、ＰＣＢ支柱８２ａ～８２ｄに載置される。宇宙グレードの非導電性エポキシ（図示せず）を用いて、ＰＣＢ４０を金属ベース３６の支柱８２ａ～８２ｄに固定する。図１２は、金属製ガイドピン４８ａ及び４８ｂ（個数は２つ）と、金属ベース３６の底部６８の面よりも下方に突出する金属ピン６０ａ及び６０ｂ（個数は２０）と、を用いて改めて組み立てた後の金属ベース３６及びＰＣＢ４０を三次元で示す図である。
【0053】
（１０）ＰＣＢ４０の金属ベース３６を改めて組み立てた後は、図１３に示すように、金属カバー８０をＰＣＢ４０の上から被せて、金属ベース３６に固定する。金属カバー８０は、金属ベース３６側面の保持クリップ（retaining clip）、及び、宇宙グレードの非導電性エポキシ（図１３には示していない）によって、パッケージ上面に固定される。上述の改造プロセスを行うことで、デュアルインライン配置の金属ピンを備える高耐久化ＳＦＰトランシーバ１を構成することができる。このように高耐久化したＳＦＰトランシーバ１は、航空機システムに含まれるＬＲＵのＰＣＢにはんだ付けして永続的に取り付けることが可能である。金属カバー８０は、ＳＦＰトランシーバのＰＣＢ４０をＥＭＩから遮蔽するよう機能する。
【0054】
図１４は、一実施形態の改造プロセス完了後の高耐久化ＳＦＰトランシーバ１を三次元で示す図である。改めて組み立てたＳＦＰトランシーバ１は高耐久化されており、航空機ＬＲＵのＰＣＢにはんだ付けして恒久的に取り付け可能な状態であるとともに、防湿シール保護（非導電性防湿シーラント６４）、振動保護用の金属製ガイドピン４８ａ及び４８ｂ、並びに、ＥＭＩ保護を実現する金属カバー８０を備える。
【0055】
図１５は、一実施形態によりＬＲＵインターフェースＰＣＢ３０にはんだ付けされた高耐久化ＳＦＰトランシーバ１の側面図である。２つの金属製ガイドピン４８ａ及び４８ｂの遠位端、並びに、２０本の金属ピン６０ａ及び６０ｂが、金属製のＬＲＵインターフェースＰＣＢ３０にはんだ付けされている（図１５には、はんだは示されていない）。これらの２つの金属製ガイドピン４８ａ及び４０ｂによれば、金属ピン６０ａ及び６０ｂがＬＲＵインターフェースＰＣＢ３０に設けられたスルーホールビアに対して整列するようにＳＦＰパッケージをアライメントできるとともに、ＳＦＰパッケージをＬＲＵインターフェースＰＣＢ３０に確実に保持することができる。したがって、大きな振動及び高い湿度に対するＳＦＰパッケージ全体の機械的な設計の耐性をさらに高めることができる。
【0056】
要約すると、本明細書で提案するＳＦＰトランシーバの改造プロセスによれば、挿抜式パッケージのＳＦＰトランシーバをデュアルインラインパッケージに改造してすることができ、これにより、航空機ＬＲＵのＰＣＢにはんだ付けして確実に固定することが可能に構成とすることができるとともに、電気的接点に耐水保護シールを設け、ＥＭＩ保護機能を有する上部カバーを設け、大きな振動と過酷な温度サイクルに対する機械的な保護を与える２つのガイドピンと、を備えるように構成することができる。この改造プロセスは、非常に低コストでありながら、航空機システムに求められる厳密な性能要件及び環境要件を満たすことができる。
【0057】
様々な実施形態において、環境の悪影響に対する耐性を高めるＳＦＰトランシーバの改造方法を説明したが、当業者であれば、本開示の教示から逸脱することなく、様々な変形が可能であること、及び、実施形態の要素を均等物で置き換えることが可能であることが理解されよう。加えて、本開示の概念及び着想を特定の状況に合わせて実施するためにも、様々な変形が可能である。したがって、請求の範囲に包含される主題は、記載した実施形態に限定されるものではない。
【0058】
さらに、本開示は、以下の付記による実施例も包含する。
【0059】
付記１．小型フォームファクタ挿抜式（ＳＦＰ）トランシーバを改造するための方法であって、前記ＳＦＰトランシーバからカバーを取り外すことと、前記ＳＦＰトランシーバのプリント回路基板（ＰＣＢ）を前記ＳＦＰトランシーバの金属ベースから分離させることと、ピンホルダによって複数の金属ピンが互いに離間して保持された状態にて、当該複数の金属ピンを、前記ＰＣＢ上の複数の接触パッドにはんだ付けすることと、前記金属ベースの底部に貫通穴を形成することと、前記ピンホルダを前記貫通穴に差し込むように、前記ＰＣＢを前記金属ベースに載置することと、前記ＰＣＢに別のカバーを被せることと、前記別のカバーを前記金属ベースに取り付けることと、を含む方法。
【0060】
付記２．前記別のカバーは、前記ＰＣＢを電磁干渉から保護する材料から成る、付記１に記載の方法。
【0061】
付記３．はんだ付けした前記接触パッド上に、非導電性の防湿シーラントを付着させることさらに含む、付記１又は２に記載の方法。
【0062】
付記４．前記複数の金属ピンは、第１列と第２列の金属ピンを含んでおり、前記複数の接触パッドは、第１列と第２列の接触パッドを含んでおり、前記第１列の金属ピンは、前記第１列の接触パッドにはんだ付けされ、前記第２列の金属ピンは、前記第２列の接触パッドにはんだ付けされる、付記１～３のいずれか１つに記載の方法。
【0063】
付記５．前記第１列の接触パッドは、前記ＰＣＢの上面に配置されており、前記第２列の接触パッドは、前記ＰＣＢの下面に配置されている、付記４に記載の方法。
【0064】
付記６．前記複数の金属ピンの遠位端は、同一平面上にある、付記４又は５に記載の方法。
【0065】
付記７．航空機に搭載されたライン交換可能ユニットのＰＣＢに、前記複数の金属ピンの前記遠位端をはんだ付けすることをさらに含む、付記６に記載の方法。
【0066】
付記８．前記金属ベースの前記底部に、第１及び第２の金属製ガイドピンを取り付けることをさらに含む、付記１～７のいずれか１つに記載の方法。
【0067】
付記９．前記複数の金属ピンの前記遠位端、並びに、前記第１及び第２の金属製ガイドピンの遠位端を、航空機に搭載されたライン交換可能ユニットのＰＣＢにはんだ付けすることをさらに含む、付記８に記載の方法。
【0068】
付記１０．貫通穴が形成された底部を有する金属ベースと、複数の接触パッドが設けられた端部を有するとともに、前記金属ベースに支持されたプリント回路基板（ＰＣＢ）と、非導電性材料から成るピンホルダ、及び、前記ピンホルダによって互いに離間して保持された複数の金属ピンを含むピンヘッダと、前記金属ベースに取り付けられたカバーと、を含む改造型小型フォームファクタ挿抜式（ＳＦＰ）トランシーバであって、前記ピンホルダが、前記貫通穴に差し込まれており、前記複数の金属ピンの各々が、前記複数の接触パッドにおける対応する１つの接触パッドにはんだ付けされた第１部分、及び、前記貫通穴に挿通された第２部分を有している、改造型ＳＦＰトランシーバ。
【0069】
付記１１．前記カバーは、前記ＰＣＢを電磁干渉から保護する材料から成る、付記１０に記載の改造型ＳＦＰトランシーバ。
【0070】
付記１２．前記複数の接触パッドを覆う非導電性の防湿シーラントをさらに含む、付記１０又は１１に記載の改造型ＳＦＰトランシーバ。
【0071】
付記１３．前記複数の金属ピンは、第１列と第２列の金属ピンを含み、前記複数の接触パッドは、第１列と第２列の接触パッドを含み、前記第１列の金属ピンは、前記第１列の接触パッドにはんだ付けされており、前記第２列の金属ピンは、前記第２列の接触パッドにはんだ付けされている、付記１０～１２のいずれか１つに記載の改造型ＳＦＰトランシーバ。
【0072】
付記１４．前記第１列の接触パッドは、前記ＰＣＢの上面に配置されており、前記第２列の接触パッドは、前記ＰＣＢの下面に配置されている、付記１３に記載の改造型ＳＦＰトランシーバ。
【0073】
付記１５．前記複数の金属ピンの遠位端は、同一平面上にある、付記１３又は１４に記載の改造型ＳＦＰトランシーバ。
【0074】
付記１６．前記金属ベースの前記底部に取り付けられた第１及び第２の金属製ガイドピンをさらに含む、付記１０～１５のいずれか１つに記載の改造型ＳＦＰトランシーバ。
【0075】
付記１７．光ファイバネットワークと、前記光ファイバネットワークに光学的に結合されているとともに、複数の接触パッドを有する、付記１０～１６のいずれか１つに記載の改造型ＳＦＰトランシーバと、を含むデータ伝送システムであって、前記改造型ＳＦＰトランシーバの前記ＰＣＢが、前記複数の接触パッドが設けられた端部を有するとともに前記金属ベースに支持された第２プリント回路基板（ＰＣＢ）であり、さらに、前記改造型ＳＦＰトランシーバの前記複数の接触パッドに電気的に接続された複数のスルーホールビアを有する第１プリント回路基板（ＰＣＢ）を備える電子デバイスを含む、データ伝送システム。
【0076】
付記１８．光ファイバネットワークと、前記光ファイバネットワークに光学的に結合されているとともに、複数の接触パッドを有する改造型小型フォームファクタ挿抜式（ＳＦＰ）トランシーバと、前記改造型ＳＦＰトランシーバの前記複数の接触パッドのそれぞれに電気的に接続された複数のスルーホールビアを有する第１プリント回路基板（ＰＣＢ）を含む電子デバイスと、を含むデータ伝送システムであって、前記改造型ＳＦＰトランシーバが、さらに、貫通穴が形成された底部を有する金属ベースと、前記複数の接触パッドが設けられた端部を有するとともに、前記金属ベースに支持された第２プリント回路基板（ＰＣＢ）と、非導電性材料から成るピンホルダ、及び、前記ピンホルダによって互いに離間して保持された複数の金属ピンを含むピンヘッダと、前記金属ベースに取り付けられたカバーと、を含んでおり、前記ピンホルダが、前記貫通穴に差し込まれており、前記複数の金属ピンの各々が、前記複数の接触パッドにおける対応する１つの接触パッドにはんだ付けされた第１部分、前記貫通穴に挿通された第２部分、及び、前記複数のスルーホールビアにおける対応する１つのスルーホールビアにはんだ付けされた第３部分を有している、データ伝送システム。
【0077】
付記１９．前記改造型ＳＦＰトランシーバは、前記複数の金属ピンにはんだ付けされた前記複数の接触パッドを覆う非導電性の防湿シーラントをさらに含む、付記１７又は１８に記載のデータ伝送システム。
【0078】
付記２０．前記改造型ＳＦＰトランシーバは、前記金属ベースの前記底部に取り付けられた第１及び第２の金属製ガイドピンを含み、前記第１及び第２の金属製ガイドピンは、前記電子デバイスの前記第１ＰＣＢにはんだ付けされている、付記１７～１９のうちの１つに記載のデータ伝送システム。
【0079】
付記２１．前記電子デバイスは、航空機に装着されたライン交換可能ユニットである、付記１７～２０のうちの１つに記載のデータ伝送システム。
【0080】
以下に記載する方法についての請求項は、一部又はすべてのステップが特定の順序で実行される旨を明確に指定するか、そのような状況を明確に記載する文言がなければ、請求項に記載のステップをアルファベット順に実行すること（請求項がアルファベットで順序付けされている場合、これらは、単に、先行するステップを参照するために使用されているに過ぎない）や、記載順に実行することを要件とすると解釈されるべきではない。また、方法についての請求項は、請求項の文言においてそのような解釈を除外する旨の明確な記載がない限り、２つ以上のステップを同時又は交互に実行することを排除するものでもない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】