CN101246266B - 光发送模块 - Google Patents

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Abstract

光发送模块(100)具有：使筐体(101)内部与外部电连接的引脚(102)，与引脚(102)连接的挠性基板(103)，挠性基板(103)分别具有：与光调制元件连接的信号图案(104)、2个接地导体图案(105、106)，与具有与半导体激光器连接的激光器端子图案，与佩尔贴元件连接的佩尔贴端子图案，和与具有这些图案的层不同的2个覆盖导体层(107、108)，其中，覆盖导体层(107、108)覆盖信号图案(104)之外的所有图案。

Description

光发送模块
技术领域
本发明是关于光发送模块，特别是使用具有可挠性的挠性基板、输出高频信号的光发送模块。
背景技术
光发送模块中使用直变和EA调制，上述直变是将从外部输入的电信号提供给激光二极管(以下称为LD)后输出光信号，上述EA调制是将电信号提供给电场吸收元件(以下称为EA元件)、将从LD连续输出的光调制后输出光信号。
这些光发送模块，在数据发送速度的高速化、低耗电·低成本的要求下，近几年在小型化·高集成化上发展很快。并且，搭载在收发机上时，为了克服封装装形状的差异，在小型化后的光发送模块中，作为电连接筐体的内部和外部的手段，大多使用挠性基板。
但是，使用了挠性基板的光发送模块，电信号在挠性基板的信号线路中传输，所以输出的光信号会劣化。图1是安装了挠性基板的光发送模块的光输出频率特性(S21)。如图1(a)所示，数GHz频带的频率响应中，有能量损失变大的部分，产生1dB以上深度的下陷。这时，输出波形(网孔图案)中产生依存于频率响应的时间方向的晃动(跳动)和输出振幅的错乱，网孔孔径变小。
此挠性基板上，除了传输发送的电信号的信号图案之外，还通着向LD供给驱动电流的激光器端子图案、向佩尔贴(Peltier)元件供给电流的佩尔贴端子图案等。上述下陷，推测为由于这些在挠性基板内并存的其他图案与信号图案之间的相互作用引起的。
因此，作为一般的下陷对策，考虑了实施屏蔽的方法。作为使用了挠性基板的光发送模块中的噪声对策，大多使用在挠性基板上实施屏蔽的方法，特开2003-110207号公报中记载了在挠性基板的整个面上设置了屏蔽的技术。实际上，光发送模块中利用导体屏蔽挠性基板后，如图1(b)所示，频率特性得到大幅改善。
EMI对策中一般使用的利用导体屏蔽传输线路的方法中，挠性基板的信号图案的特性阻抗必须为约50Ω，所以例如利用导体层覆盖挠性基板的整个面的结构时，由于信号图案宽度在制造上的限制(min尺寸：50μm)，一般挠性基板的厚度会变为500μm以上。于是，不仅失去了挠性，而且也不利于制造上的成本和图案制作的精度。
发明内容
本发明的目的在于提供频率特性好、且将维持了可挠性的挠性基板用于输入输出的光发送模块。
上述课题，通过下述光发送模块能够实现，具有：内置了半导体激光元件和利用电信号来调制激光的光调制元件的筐体，将该筐体的内部与外部电连接的引脚，以及与该引脚连接的挠性基板，
上述挠性基板具有：连接到上述光调制元件的信号图案，设置在该信号图案两侧的第1及第2接地导体图案，设置在上述信号图案的背面侧的第3接地导体图案，覆盖上述信号图案和上述第1及第2接地导体图案的第1绝缘层，覆盖上述第3接地导体图案的第2绝缘层，覆盖上述第1绝缘层的第1覆盖导体层，以及覆盖上述第2绝缘层的第2覆盖导体层，且上述第1覆盖导体层至少在上述信号图案部上形成有缝隙。
通过下述光发送模块也能够实现，具有：内置了利用电信号来调制激光的半导体激光元件的筐体，使该筐体的内部与外部电连接的引脚，以及与该引脚连接的挠性基板，
上述挠性基板具有：连接到上述光调制元件的信号图案，设置在该信号图案两侧的第1及第2接地导体图案，设置在上述信号图案的背面侧的第3接地导体图案，覆盖上述信号图案和上述第1及第2接地导体图案的第1绝缘层，覆盖上述第3接地导体图案的第2绝缘层，覆盖上述第1绝缘层的第1覆盖导体层，以及覆盖上述第2绝缘层的第2覆盖导体层，且上述第1覆盖导体层至少在上述信号图案部上形成有缝隙。
附图说明
图1是说明挠性基板中设置了覆盖导体层时的频率特性改善的样子。
图2是光发送模块的立体图。
图3]是挠性印刷电路基板的剖面图。
图4是说明阻抗50Ω中X尺寸与Y尺寸关系的图。
图5是说明Y尺寸与特性阻抗关系的图。
图6是说明频率特性的图。
图7是挠性印刷电路基板的剖面图。
图8是挠性印刷电路基板的剖面图。
具体实施方式
下面参照附图，用实施例来说明本发明的实施方式。并且实质上同一部位用同样的参考编号，不进行重复说明。
[实施例1]
使用图2至图6说明本发明的实施例1。这里，图2是光发送模块的立体图。图3是挠性印刷电路基板的剖面图。图4是说明阻抗50Ω中X尺寸与Y尺寸关系的图。图5是说明Y尺寸与特性阻抗关系的图。图6是说明频率特性的图。
图2中，光发送模块100具有：容纳了未图示的LD、佩尔贴元件、热敏电阻、光学系统等的筐体101，与从筐体101的一端引出的上下2列引脚102连接的挠性印刷电路基板103，安装在筐体101另一端的套圈111。光发送模块100根据从挠性基板103发出的电信号，将光信号从套圈111中发送。
挠性基板103的结构为，在绝缘体基板109两面上形成布线104～106，还在两面上形成未图示的绝缘层110，并在绝缘层的两面上形成覆盖导体层107、108。信号图案104两侧设置了接地导体图案105。另外，接地导体图案105-1、信号图案104、接地导体图案105-2的绝缘体基板109里侧，设置了宽的接地导体图案106。另外，信号图案104的背面侧覆盖导体层108是整面图案，与此相对，在信号图案104侧的覆盖导体层107的信号图案104上部，设置了缝隙状的开口。未附参照标号的布线图案是向LD供给驱动电流的激光器端子图案、向佩尔贴元件供给电流的佩尔贴端子图案、热敏用监控器图案等。另外，覆盖导体层107、108可以电浮置。并且，LD可以是集成了调制器后的半导体激光器。
图3中，挠性基板103A是一般的挠性基板结构：在绝缘基板109上形成以信号图案104为首的多个图案，整个两面都由绝缘层110覆盖。信号图案104与接地导体图案105形成共面线。信号图案104与接地导体图案106形成微带线。另外，覆盖导体层107、108在绝缘层110上粘接形成。覆盖导体层107在信号图案104的延伸方向上具有开口部。
本说明书中，信号图案104与接地导体图案105的距离表示为Xμm、信号图案104与信号图案侧的覆盖导体层107端部的距离表示为Yμm。这里，参照图4至图6说明这些尺寸与特性的关系。这里，图4是说明阻抗50Ω中X尺寸与Y尺寸关系的图。图5是说明Y尺寸与特性阻抗关系的图。图6是说明频率特性的图。
实施例1中，X与Y的关系为X＜Y。一般在尽可能将挠性基板变薄的情况下，信号图案104的特性阻抗为50Ω的X尺寸与Y尺寸的关系如图4所示。图3是表示图4的A点的形状。根据实施例1，信号图案104与接地导体图案106的位置关系决定信号图案104的特性阻抗，所以Y的精度变缓。图5表示对于图3形状中有代表性的尺寸，特性阻抗与Y的关系。Y的尺寸变小，导致对于信号图案104的特性阻抗的显著降低。因此，此例中使Y＞150μm形成覆盖导体层107时，能够得到特性阻抗的匹配。并且，可以使用VIA(通路孔)等使接地导体图案105、106与覆盖导体层107、108导通。
通过设置覆盖导体层107、108，能够抑制挠性基板引起的电磁噪声，降低·消除下陷，得到良好的频率特性。一般来说，将覆盖导体层设置在挠性基板整个面上时能够得到最高的屏蔽效果。但是，光发送模块中，推测到与挠性基板中并存的其他图案(激光器端子图案、佩尔贴端子图案等)之间的相互作用导致频率特性发生下陷，通过覆盖信号图案之外的所有图案，能够得到充分的高屏蔽效果。实施这样的覆盖时，如图6所示，与图1(a)相比，能够得到良好的频率特性。特性改善的效果，在信号图案104中传输的电信号位速率为9.95Gbit/s以上时显著。
新设置的覆盖导体层107，由于不存在于信号图案104附近，所以不会显著降低信号图案104的阻抗，不增加挠性基板厚度就能够匹配信号图案104的特性阻抗。这样设置覆盖导体层107时，信号图案104与接地导体图案105的层方向的距离、信号图案104与信号图案侧的覆盖导体层107端部的层方向的距离保持为任意关系，就能够容易地将信号图案的特性阻抗调整为50Ω。
另外，用另外的工序制造具有各图案的层和覆盖导体层，从而在具有各图案的层中，能够以高精确度制造信号线路的特性阻抗，在覆盖导体层中，由于结构简单，能够以低成本制造，并且覆盖导体层的厚度能够容易达到最小限度，在制造成本和基板的挠性方面都有利。
[实施例2]
使用图7说明本发明的实施例2。这里，图7是挠性印刷电路基板的剖面图。
实施例2中，挠性基板103B中的X尺寸与Y尺寸的关系为X＞Y。这里，表示图4中的B点的形状。一般来说，尽可能地使覆盖导体层范围大，屏蔽效果好。因此，根据实施例2，Y尽可能小时，能够将没有被导体层覆盖的区域(缝隙宽度)降为最小限度，能够得到更好的屏蔽效果。并且，可以使用VIA等使接地导体图案105、106与覆盖导体层107、108导通。
[实施例3]
使用图8说明本发明的实施例3。这里，图8是挠性印刷电路基板的剖面图。
实施例3中，挠性基板103C中的X尺寸与Y尺寸的关系与实施例2一样，为X＞Y。但是，实施例3中，如图8所示，接地导体图案106分为2个，与信号图案104分离。于是，接地导体图案106对特性阻抗的影响变小，Y尺寸可以比实施例2更小。结果，能够得到更好的屏蔽效果。另外，8可以使用VIA等使接地导体图案105、106与覆盖导体层107、10导通。
下陷的发生原理是由信号图案与其他并存图案的相互作用引起的，所以对受到相互作用的其他并存图案整个面实施屏蔽，也可以得到与对信号图案实施屏蔽时同样的效果。
因此，根据本发明，能够提供频率特性好、且将维持了可挠性的挠性基板用于输入输出的光发送模块。

Claims (5)

1.一种光发送模块，其特征在于，具有：内置了半导体激光元件和利用电信号来调制激光的光调制元件的筐体，将该筐体的内部与外部电连接的引脚，以及与该引脚连接的挠性基板，
上述挠性基板具有：连接到上述光调制元件的信号图案，设置在该信号图案两侧的第1及第2接地导体图案，设置在上述信号图案的背面侧的第3接地导体图案，覆盖上述信号图案和上述第1及第2接地导体图案的第1绝缘层，覆盖上述第3接地导体图案的第2绝缘层，覆盖上述第1绝缘层的第1覆盖导体层，以及覆盖上述第2绝缘层的第2覆盖导体层，且
上述第1覆盖导体层至少在上述信号图案部上形成有缝隙。
2.一种光发送模块，其特征在于，具有：内置了利用电信号来调制激光的半导体激光元件的筐体，使该筐体的内部与外部电连接的引脚，以及与该引脚连接的挠性基板，
上述挠性基板具有：连接到上述半导体激光元件的信号图案，设置在该信号图案两侧的第1及第2接地导体图案，设置在上述信号图案的背面侧的第3接地导体图案，覆盖上述信号图案和上述第1及第2接地导体图案的第1绝缘层，覆盖上述第3接地导体图案的第2绝缘层，覆盖上述第1绝缘层的第1覆盖导体层，以及覆盖上述第2绝缘层的第2覆盖导体层，且
上述第1覆盖导体层至少在上述信号图案部上形成有缝隙。
3.根据权利要求1或2所述的光发送模块，其特征在于，
传输上述信号图案的电信号的位速率为9.95Gbit/s以上。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的光发送模块，其特征在于，
上述信号图案与上述第3接地导体图案，形成微带线。
5.根据权利要求1或2所述的光发送模块，其特征在于，
上述信号图案、上述第1接地导体图案、以及上述第2接地导体图案，形成共面线。
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