JP2015219454A

JP2015219454A - 光トランシーバ

Info

Publication number: JP2015219454A
Application number: JP2014104337A
Authority: JP
Inventors: 崇松井; Takashi Matsui; 宏実倉島; Hiromi Kurashima
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2014-05-20
Filing date: 2014-05-20
Publication date: 2015-12-07
Anticipated expiration: 2034-05-20
Also published as: CN105093438B; US9671583B2; US20150338588A1; JP6398316B2; CN105093438A

Abstract

【課題】リフロー半田付けで接続されたプラグボードと回路基板との導通不良を防止する光トランシーバを提供する。【解決手段】所定の電子回路が形成された回路基板２と、リフロー半田付けで回路基板２に接続される、回路基板２とホスト装置とを電気的に接続するプラグボード１２と、プラグボード１２および回路基板２を収容する上筐体４，下筐体を備えた光トランシーバ１である。プラグボード１２と回路基板２とをそれぞれ把持してプラグボード１２と回路基板２を連結させる連結部材３０を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、光トランシーバに関し、特に、所定の電子回路が形成された回路基板と、リフロー半田付けで回路基板に接続されると共に、回路基板とホスト装置とを電気的に接続させるプラグボードと、プラグボードおよび回路基板を収容するハウジングとを備えた光トランシーバに関する。

光トランシーバは、光ファイバ網との接続に使用され、光信号と電気信号とを変換可能に形成されている。また、通信ネットワークの高速化に伴う増設や切り替え時の交換を容易にするために、ホスト装置に対して挿抜可能な機構（プラガブル機構ともいう）の光トランシーバが知られている。
ここで、小型の光トランシーバにおいては、製品の安定した供給体制を確立するために、製品のパッケージサイズ、ピン配置などが共通規格として策定されている（ＭＳＡ：Multi-Source Agreementともいう）。

例えば、４０Ｇｂｐｓ用や１００Ｇｂｐｓ用のＭＳＡ規格として策定されたＣＦＰ（Centum gigabit Form factor Pluggable）では、ホスト装置のホストコネクタに係合するプラグボードと、回路素子を搭載した回路基板とが分離されており、例えば、特許文献１には、回路基板とプラグボード（プラグコネクタ）とを別体で形成し、ハウジング（ハウジング部）に収容した構造が開示されている。

また、４０Ｇｂｐｓ用のＭＳＡ規格では、ＣＦＰの後にＱＳＦＰ＋（Quad Small Form factor Pluggable Plus）を導入して実装の高密度化を目指し、１００Ｇｂｐｓ用のＭＳＡ規格では、ＣＦＰ４を導入してより小型化かつ低消費電力化を目指している。
ここで、ＭＳＡ規格では、プラグボードの寸法が厳密に規定されている。

図１１はプラグボードの一例を示す図である。プラグボード１２は樹脂製のコネクタ１３およびソケット１４で形成されている。コネクタ１３はホストコネクタに電気的に接続可能な複数のプラグ１３ａを有している。一方、ソケット１４は回路基板を受け入れるレセプタクル１５を有し、レセプタクル１５には複数のリードピン１５ａが設けられている。リードピン１５ａの一端はプラグボード１２内でコネクタ１３に導通され、リードピン１５ａの他端は例えばリフロー半田付けで回路基板のプラグに電気的に接続される。

また、レセプタクル１５の左右両側には、回路基板をレセプタクル１５に向けて案内するビーム１６がそれぞれ設けられており、各ビーム１６の内面には、回路基板に上下方向で接触して回路基板を保持するガイド溝１６ａが形成されている。なお、リブ１７，１８はハウジングに対するプラグボード１２の位置決めに用いられる。
そして、上記ＣＦＰ４に関するＭＳＡ規格ではガイド溝１６ａの幅が１.２ｍｍに決められている。

特開２０１１−２３２７０２号公報

ところで、上記プラグボードの寸法は厚さ１ｍｍ程度の回路基板を想定して設定されている。このため、厚さが０．７ｍｍ以下の薄い回路基板を用いると、ガイド溝では回路基板を保持し難くなり、プラグボードと回路基板との平行度が失われやすくなる。なお、ＭＳＡ規格では凸状のリブをガイド溝１６ａに設置することは認められているが、このリブを設けるための金型が作成し難い。

そして、レセプタクルで回路基板を受け入れた後、リードピン１５ａと回路基板のプラグとをリフロー半田付けして接続するが、それぞれ別体に形成されたプラグボードと回路基板とを、平行度が失われたままリフロー半田付けで接続すると、プラグボードや回路基板をハウジングに収容する際に、プラグボードとハウジングとの接触で生じた力あるいは回路基板とハウジングとの接触で生じた力が半田付け箇所に作用し、導通不良の原因になるという問題がある。

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、リフロー半田付けで接続されたプラグボードと回路基板との導通不良を防止する光トランシーバの提供を目的とする。

本発明の一態様に係る光トランシーバは、所定の電子回路が形成された回路基板と、リフロー半田付けで前記回路基板に接続される、該回路基板とホスト装置とを電気的に接続するプラグボードと、該プラグボードおよび前記回路基板を収容するハウジングを備えた光トランシーバであって、前記プラグボードと前記回路基板とをそれぞれ把持して前記プラグボードと前記回路基板を連結させる連結部材を備える。

上記によれば、リフロー半田付けで接続されたプラグボードと回路基板との導通不良を防止できる。

本発明による光トランシーバの一例を示す外観図である。図１のシールド構造の斜視図である。図１の内部構造の斜視図である。図３のプラグボードおよび回路基板を説明する図である。図４の連結部材を説明する図である。図４のプラグボードと回路基板との連結を説明する図である。図４の連結部材周辺の拡大図である。図４のプラグボードと回路基板とのリフロー半田付けを説明する図である。図３の内部構造と図２のシールド構造との組み付けを説明する図である。図３の内部構造と図２のシールド構造との組み付けを説明する図である。プラグボードの一例を示す図である。

［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の実施形態に係る光トランシーバの具体例を、図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
図１は、本発明による光トランシーバの一例を示す外観図であり、光トランシーバ１は、光通信用のホスト装置（図示省略）のマザーボード上に実装され、信号光の送受信機能を有する。また、光トランシーバ１は、ホスト装置のケージに挿抜可能に取り付けられるプラガブル（活線挿抜）型である。

図１に示すように、光トランシーバ１は金属製（例えばアルミニウムもしくは亜鉛等）の筐体３を有し、筐体３は上筐体４と下筐体５とに２分割されている。これら上筐体４や下筐体５が本発明のハウジングに相当する。筐体３には、図３で後述する光電変換部品や回路基板２、図１１で説明したプラグボード１２が収容されている。

図２は、図１から上筐体４、光レセプタクル８およびプルタブ１０等を外し、下筐体５だけを示した図である。下筐体５は、上記光電変換部品をシールドする第１シールド部５ａと、回路基板２をシールドする第２シールド部５ｃとを有する。第１シールド部５ａや第２シールド部５ｃの周囲にはシールドチューブ５ｂが埋設されている。第２シールド部５ｃの一端には開口５ｄが形成され、開口５ｄを有した下筐体５は、図１１で説明したプラグボード１２のコネクタ１３が露出するようにプラグボード１２を覆っている。また、開口５ｄの近傍には後述の凹部５ｅが形成されている。

図３は、図１の内部構造の斜視図であり、図１から下筐体５だけを外し、図１の天地を反転させた状態を示している。
上筐体４内には、上記光電変換部品として、光信号を送信する光サブアセンブリ（ＴＯＳＡ：Transmitting Optical Sub-Assembly）６と、光信号を受信する光サブアセンブリ（ＲＯＳＡ：Receiving Optical Sub-Assembly）７とが収容されている。ＴＯＳＡ６には発光素子が、ＲＯＳＡ７には受光素子がそれぞれ搭載され、ＴＯＳＡ６およびＲＯＳＡ７の一端は各フレキシブル回路基板６ａ，７ａを介して回路基板２のプラグに電気的に接続されている。

回路基板２は例えば２０ｍｍ×６０ｍｍ程度の大きさで形成されており、その表裏両面には所定の電子回路が形成され、ＴＯＳＡ６およびＲＯＳＡ７のための電気信号処理や制御を実行できる。回路基板２の一端は後述のように連結部材３０を用いてプラグボード１２に連結されており、この連結後に、回路基板２のプラグがリフロー半田付けによってプラグボード１２のリードピン１５ａに電気的に接続される。

ＴＯＳＡ６およびＲＯＳＡ７の他端は、光レセプタクル８を介して光ケーブル（図示省略）に接続される。
なお、上筐体４には、光レセプタクル８の近傍にスライダ９やプルタブ１０が設けられている。スライダ９やプルタブ１０は光トランシーバ１とホスト装置のケージとの係合を解くために使用され、プルタブ１０をホスト装置のケージから離れるように引き出し、スライダ９もプルタブ１０と同様に移動すると、筐体３とホスト装置のケージとの係合が解除され、光トランシーバ１をホスト装置から抜き取ることができる。

図４は、図３のプラグボードおよび回路基板を説明する図である。なお、この図４では図３に示した回路基板２上のカバーを外している。
図３で説明したように、プラグボード１２は、回路基板２を挟んでＴＯＳＡ６およびＲＯＳＡ７の反対側に配置されており、ソケット１４のレセプタクル１５で回路基板２の一端を受け入れた後、リードピン１５ａと回路基板２のプラグとがリフロー半田付けで接続される。

ここで、レセプタクル１５の左右両側にはビーム１６がそれぞれ設けられている。各ビーム１６は回路基板２の左右側面をそれぞれ保持するが、ビーム１６と回路基板２とを例えば計２個の連結部材３０でそれぞれ連結することにより、プラグボード１２と回路基板２との平行度を確保している。

図５は、図４の連結部材を説明する図である。本実施形態では計２個の連結部材３０を用いているが、図５に示した連結部材３０は図４の右手前に見える連結部材を示している。
連結部材３０は、第１のホールド３１と、第２のホールド３２と、ストッパ３３と、レバー３４とからなり、金属製である。そして、図４に示す回路基板２からプラグボード１２に向かう方向（以下「前」方向と称する）で見て、例えば、第２のホールド３２、第１のホールド３１、ストッパ３３、レバー３４の順に配置されている。

まず、第２のホールド３２は、回路基板２の中央から見た図５（Ｂ）に示すように、回路基板２の側面に対向する基板対向部３２ａを有する。また、この図５も図１の天地を反転させた図であるため、図５（Ｂ）で見て基板対向部３２ａの下方には上面クランプ３２ｂが、基板対向部３２ａの上方には下面クランプ３２ｃがそれぞれ設けられている。上面クランプ３２ｂや下面クランプ３２ｃは、基板対向部３２ａの上辺や下辺とほぼ同じ幅で形成され、回路基板２の中央に向けて基板対向部３２ａに対してほぼ直角に折り曲げられている。また、回路基板２の外から見た図５（Ａ）に示すように、基板対向部３２ａの一端には例えばＬ字状の支持部３２ｄが設けられ、第１のホールド３１に連結されている。

第１のホールド３１は、図５（Ｂ）に示すように、ビーム１６の背面に対向するビーム対向部３１ａを有する。ビーム対向部３１ａの下方には上面クランプ３１ｂが、ビーム対向部３１ａの上方には下面クランプ３１ｃがそれぞれ設けられている。上面クランプ３１ｂや下面クランプ３１ｃは、ビーム対向部３１ａの上辺や下辺とほぼ同じ幅で形成され、プラグボード１２の中央に向けてビーム対向部３１ａに対してほぼ直角に折り曲げられている。

次に、第１のホールド３１を挟んで第２のホールド３２の反対側にはストッパ３３が設けられている。ストッパ３３は、ビーム対向部３１ａの前辺とほぼ同じ幅で形成され、ソケット１４の中央に向けてビーム対向部３１ａに対してほぼ直角に折り曲げられている。
続いて、第１のホールド３１を挟んで第２のホールド３２の反対側、より詳しくは、ストッパ３３の前方にはレバー３４が設けられている。レバー３４はストッパ３３に連結する支持部３４ａを有し、支持部３４ａは前方に向けてストッパ３３に対してほぼ直角に折り曲げられている。

また、レバー３４はボード当接部３４ｂおよび筐体当接部３４ｃを有している。ボード当接部３４ｂは、図５で見て支持部３４ａの上方に設けられ、支持部３４ａの上辺とほぼ同じ幅で形成されており、プラグボード１２の中央に向けて支持部３４ａに対してほぼ直角に折り曲げられている。そして、図５で見たボード当接部３４ｂの下面が、図１１に示したボトムリブ１７の前方でプラグボード１２に接触する。

一方、筐体当接部３４ｃは、ボード当接部３４ｂとほぼ同じ幅で形成され、ボード当接部３４ｂに連なってプラグボード１２の中央に向けて延びているが、その先端が図５で見てボード当接部３４ｂよりも上方に位置しており、筐体当接部３４ｃはプラグボード１２の中央に向けて競り上がっている。このため、図５で見た筐体当接部３４ｃの上面が、図２に示した開口５ｄと凹部５ｅとの間で下筐体５の内面に弾性的に接触できる。

なお、図４の左奥に見える連結部材３０も上述した連結部材３０と同じ構造であり、第２のホールド３２、第１のホールド３１、ストッパ３３、レバー３４の順に配置されている。
そして、連結部材３０は、まず、プラグボード１２を把持した後、より詳しくは、第１のホールド３１の上面クランプ３１ｂおよび下面クランプ３１ｃでプラグボード１２のビーム１６を上下方向で把持し、レバー３４をプラグボード１２に当接させた後、第２のホールド３２の上面クランプ３２ｂおよび下面クランプ３２ｃで回路基板２を上下方向で把持してプラグボード１２と回路基板２とを連結している。

図６は、図４のプラグボードと回路基板との連結を説明する図である。特に図６（Ｃ）は図４のＶＩ−ＶＩ線の矢視断面図に相当し、図６では、図４の左奥に見える連結部材３０が見えている。
図６（Ａ）に示すように、連結部材３０で把持されたプラグボード１２と、回路基板２とを準備し、例えば回路基板２を前進させると、図６（Ｂ）に示すように、第２のホールド３２で回路基板２を把持すると共に、ビーム１６のガイド溝１６ａで回路基板２を保持できる。続いて、図５のストッパ３３に当接するまで回路基板２を前進させると、図６（Ｃ）に示すように、回路基板２はレセプタクル１５に受け入れられ、回路基板２の表裏両面がリードピン１５ａで挟持される。

図７は、図４の連結部材周辺の拡大図である。図７（Ａ）に示すように、第１のホールド３１がプラグボード１２のビーム１６を上下方向で把持し、第２のホールド３２が回路基板２を上下方向で把持しており、プラグボード１２と回路基板２との平行度を容易に確保できる。
また、図７（Ｂ）に示すように、ストッパ３３は回路基板２の前方向への移動を規制でき、プラグボード１２に対する回路基板２の前後方向の位置が決まるので、プラグボード１２と回路基板２との平行度をより一層容易に確保できる。

図８は、図４のプラグボードと回路基板とのリフロー半田付けを説明する図である。
上述の回路基板２は多面取りで実装される。詳しくは、図８に示すような例えば１４枚の回路基板２がタイバー２０で連結されており、各回路基板２には電子部品が予め実装されている。
上記のように連結部材３０で各回路基板２の一端とプラグボード１２とを連結した後、プラグボード１２付きの１４枚の回路基板２は、支持腕２１で支持されてコンベア２２に乗せられてリフロー炉内を移動するが、連結部材３０がプラグボード１２と回路基板２との平行度を確保しているので、プラグボードのいわゆる首振りによる平行度が失われたままのリフロー半田付けを回避できる。

よって、プラグボード１２および回路基板２を筐体３に収容する際にも半田付け箇所には不要な力が作用しないことから、導通不良を防止できる。
なお、半田ペーストは回路基板２のプラグやリードピン１５ａに塗布され、連結部材３０には塗布されないので、連結部材３０は金属製であっても回路基板２やプラグボード１２と導通されない。このため、連結部材３０は半田付け後に回路基板２やプラグボード１２から取り外すことも可能である。

図９，１０は、図３の内部構造と図２のシールド構造との組み付けを説明する図である。
図９に示すように、リフロー半田付けされたプラグボード１２および回路基板２は、例えば連結部材３０を取り付けたまま、上筐体４内に収容される。この場合、図１のＸ−Ｘ線の矢視断面図に相当する図１０（Ａ）に示すように、図１１にも示したトップリブ１８が上筐体４の凹部４ｅに受け入れられ、この凹部４ｅの後面に接触する。これにより、上筐体４に対するプラグボード１２の位置が決まり、また、プラグボード１２のコネクタ１３とホスト装置のホストコネクタとの係合時に生ずる反力を吸収できる。

次いで、図９に示すように、上筐体４は図９で見た上方から下筐体５で覆われる。この場合、図１０（Ａ）に示すように、ボトムリブ１７が図２で説明した凹部５ｅに受け入れられて凹部５ｅの前面に接触するので、下筐体５に対するプラグボード１２の位置が決まるが、ボトムリブ１７の頂面は凹部５ｅの底面に接触しない。なお、図１０（Ａ）ではトップリブ１８の頂面も凹部４ｅの底面に接触していないが、こちらは接触するように設計できる。

言い換えると、上筐体４と下筐体５とを組み合わせても、プラグボード１２と下筐体５との間には隙間が生ずるように設計されている。
しかし、図１０（Ａ）のＢ−Ｂ線の矢視断面図に相当する図１０（Ｂ）に示すように、レバー３４のボード当接部３４ｂがプラグボード１２に当接し、競り上がった筐体当接部３４ｃが下筐体５の内面に弾性的に接触してプラグボード１２と下筐体５との間の隙間を埋めている。このため、下筐体５のがたつきを無くすことができる。

１…光トランシーバ、２…回路基板、３…筐体、４…上筐体、４ｅ…凹部、５…下筐体、５ａ…第１シールド部、５ｂ…シールドチューブ、５ｃ…第２シールド部、５ｄ…開口、５ｅ…凹部、６…ＴＯＳＡ、６ａ…フレキシブル回路基板、７…ＲＯＳＡ、７ａ…フレキシブル回路基板、８…光レセプタクル、９…スライダ、１０…プルタブ、１２…プラグボード、１３…コネクタ、１３ａ…プラグ、１４…ソケット、１５…レセプタクル、１５ａ…リードピン、１６…ビーム、１６ａ…ガイド溝、１７…ボトムリブ、１８…トップリブ、２０…タイバー、２１…支持腕、２２…コンベア、３０…連結部材、３１…第１のホールド、３１ａ…ビーム対向部、３１ｂ…上面クランプ、３１ｃ…下面クランプ、３２…第２のホールド、３２ａ…基板対向部、３２ｂ…上面クランプ、３２ｃ…下面クランプ、３２ｄ…支持部、３３…ストッパ、３４…レバー、３４ａ…支持部、３４ｂ…ボード当接部、３４ｃ…筐体当接部。

Claims

所定の電子回路が形成された回路基板と、リフロー半田付けで前記回路基板に接続される、該回路基板とホスト装置とを電気的に接続するプラグボードと、該プラグボードおよび前記回路基板を収容するハウジングを備えた光トランシーバであって、
前記プラグボードと前記回路基板とをそれぞれ把持して前記プラグボードと前記回路基板を連結させる連結部材を備えた、光トランシーバ。
前記連結部材は、前記プラグボードを上下方向で把持する第１のホールドと、前記回路基板を上下方向で把持する第２のホールドとを有する、請求項１に記載の光トランシーバ。
前記連結部材は、前記第１のホールドを挟んで前記第２のホールドの反対側に設けられ、前記プラグボードおよび前記ハウジングに接触して前記プラグボードと前記ハウジングとの間に形成された隙間を埋めるレバーを有する、請求項２に記載の光トランシーバ。
前記連結部材は、前記第１のホールドを挟んで前記第２のホールドの反対側に設けられ、前記回路基板に接触して前記回路基板の移動を規制するストッパを有する、請求項２又は３に記載の光トランシーバ。