CN113013262B - 光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于防止频率特性的劣化。光模块具有光电元件(12)和与光电元件(12)电连接的柔性基板(14)。柔性基板(14)包括：具有第一面(28)及第二面(42)的绝缘基板(18)；位于第一面(28)的第一配线图案(30)；以及位于第二面(42)的第二配线图案(44)。第一配线图案(30)包括：信号配线(32)，其包含位于前端的信号端子部(34)和比信号端子部(34细的信号线部(36)；以及一对接地焊盘(38)，其至少一部分避开与信号端子部(34)相邻而位于隔着信号线部(36)的位置。第二配线图案(44)包括：接地平面(50)，其位于与信号线部(36)重叠的位置且与一对接地焊盘(38)连接；以及信号焊盘(46)，其与信号端子部(34)连接。

Description

光模块
技术领域
本发明涉及光模块。
背景技术
在光模块所具备的柔性基板(FPC)上，为了与外部的电连接，将焊盘排列成横向一列(专利文献1及2)。例如，用于传递高频信号的焊盘位于被用于与接地图案连接的焊盘夹着的位置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-51770号公报
专利文献2：日本特开2004-247980号公报
发明内容
发明所要解决的课题
当多个焊盘排列成横向一列时，柔性基板的宽度变大。或者，若使焊盘变细，则焊接的作业性变差，接合变得不均匀，光模块的频率特性的劣化成为问题。
本发明的目的在于防止频率特性的劣化。
用于解决课题的方案
(1)本发明的光模块具有：光电元件，其用于将光信号及电信号至少从一方转换为另一方；以及柔性基板，其与上述光电元件电连接，上述柔性基板具有：绝缘基板，其具有第一面及第二面；第一配线图案，其位于上述第一面；第二配线图案，其位于上述第二面，上述第一配线图案包含：信号配线，其包括位于前端的信号端子部和比上述信号端子部细的信号线部；以及一对接地焊盘，其至少一部分避开与上述信号端子部相邻而位于隔着上述信号线部的位置，上述第二配线图案包括：接地平面，其位于与上述信号线部重叠的位置且与上述一对接地焊盘连接；以及信号焊盘，其与上述信号端子部连接。
根据本发明，能够使接地焊盘接近信号线部，由此，能够防止频率特性的劣化。
(2)根据(1)所述的光模块，其特征在于，上述绝缘基板具有：第一边，其以平面形状沿第一方向延伸；以及一对第二边，其从上述第一边的两端分别沿与上述第一方向交叉的第二方向延伸，上述信号端子部位于包含上述第一边的端部，上述一对接地焊盘分别位于包含上述一对第二边的端部。
(3)根据(2)所述的光模块，其特征也可以是，上述信号端子部的边缘与上述第一边一致，上述一对接地焊盘的边缘分别与上述一对第二边一致。
(4)根据(2)或(3)所述的光模块，其特征也可以是，上述绝缘基板在上述平面形状中包括主体部和来自上述主体部的至少一个凸部，上述至少一个凸部的外形由上述第一边及上述一对第二边构成。
(5)根据(4)所述的光模块，其特征也可以是，上述第一配线图案还包括电源配线，上述第二配线图案还包括与上述电源配线连接的电源焊盘。
(6)根据(5)所述的光模块，其特征也可以是，上述电源配线配置为在上述第一方向上避开与上述一对接地焊盘相邻。
(7)根据(6)所述的光模块，其特征也可以是，上述电源配线避开上述至少一个凸部而位于上述主体部。
(8)根据(4)～(7)中任一项所述的光模块，其特征也可以是，上述至少一个凸部是多个凸部，上述绝缘基板在上述多个凸部的相邻的彼此之间具有狭缝。
(9)根据(1)～(8)中任一项所述的光模块，其特征也可以是，还具有印刷基板，该印刷基板具备利用导电性的连接材料与上述接地平面及上述信号焊盘连接的电路图案。
附图说明
图1是第一实施方式的光模块的立体图。
图2是表示柔性基板及印刷基板的连接的俯视图。
图3是图2所示的柔性基板的相反侧的俯视图。
图4是图2所示的印刷基板的俯视图。
图5是图4所示的印刷基板的V-V线剖视图。
图6是表示通过使用了三维电场解析工具的模拟而得到的现有例和第一实施方式的频率特性的图。
图7是第二实施方式中的柔性基板的第一面的俯视图。
图8是第二实施方式中的柔性基板的第二面的俯视图。
图9是表示通过使用了三维电场解析工具的模拟而得到的第二实施方式的频率特性的图。
图中：
10—光子组件，12—光电元件，13—引脚，14—柔性基板，16—印刷基板，18—绝缘基板，20—主体部，22—凸部，24—第一边，26—第二边，28—第一面，30—第一配线图案，32—信号配线，34—信号端子部，36—信号线部，38—接地焊盘，40—电源配线，41—电源端子部，42—第二面，44—第二配线图案，46—信号焊盘，48—通孔，50—接地平面，52—电源焊盘，54—电路图案，56—接地线结构，58—高频信号线结构，60—直流信号线结构，62—导电性的连接材料，214—柔性基板，218—绝缘基板，222—凸部，228—第一面，230—第一配线图案，232—信号配线，238—接地焊盘，242—第二面，244—第二配线图案，246—信号焊盘，264—狭缝，D1—第一方向，D2—第二方向。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行具体且详细的说明。在全部附图中，标注相同的附图标记的构件具有相同或等同的功能，省略其重复的说明。另外，图形的大小并不一定与倍率一致。
[第一实施方式]
图1是第一实施方式的光模块的立体图。光模块是TO-CAN(Transistor Outline-Can)型光模块，具有光子组件10。光子组件10可以是具有发光元件的光发送子组件(TOSA：Transmitter Optical Sub-Assembly)、具备受光元件的光接收子组件(ROSA：ReceiverOpticalSub-Assembly)、具备发光元件以及受光元件双方的双向光子组件(BOSA：Bidirector(OpticalSub-Assembly)中的任一种。在光子组件10中内置有用于将光信号和电信号至少从一方转换为另一方的光电元件12。光子组件10具有用于将光电元件12与外部电连接的引脚13。在引脚13上连接有柔性基板(FPC)14。柔性基板14与印刷基板(PCB)16连接。
图2是表示柔性基板14及印刷基板16的连接的俯视图。柔性基板14具有绝缘膜等绝缘基板18。绝缘基板18在平面形状中包括主体部20和来自主体部20的至少一个凸部22。主体部20和凸部例如为矩形。凸部22的外形由第一边24以及一对第二边26构成。第一边24在第一方向D1上延伸。一对第二边26从第一边24的两端分别沿与第一方向D1交叉的第二方向D2延伸。绝缘基板18具有第一面28。
柔性基板14在第一面28具有第一配线图案30。第一配线图案30包括用于传递高频信号的信号配线32。信号配线32在其前端包括信号端子部34。信号端子部34位于包含第一边24的端部(凸部22的前端部分)。信号端子部34的边缘与第一边24一致。信号配线32包括比信号端子部34细的信号线部36。
第一配线图案30包括一对接地焊盘38。一对接地焊盘38位于隔着信号线部36的位置。一对接地焊盘38之间的距离为3mm以下。即，接地焊盘38接近信号线部36。由此，返回电流经由接近高频信号的路径流向接地焊盘38。通过路径的最短化，能够减少电磁场的无用辐射、稳定接地、并减少串扰。另外，即使接地焊盘38接近信号线部36，由于信号线部36较细，因此能够不降低特性阻抗地确保期望的阻抗。
一对接地焊盘38的至少一部分避开与信号端子部34相邻。例如，一对接地焊盘38分别位于包含一对第二边26的端部(凸部22的侧边部)。一对接地焊盘38的边缘分别与一对第二边26一致。
第一配线图案30包含用于传递直流信号(被施加直流电压)的电源配线40。电源配线40配置为在第一方向D1上避开与一对接地焊盘38相邻。电源配线40避开凸部22而位于主体部20。电源配线40在其前端包括电源端子部41。
图3是图2所示的柔性基板14的相反侧的俯视图。绝缘基板18具有第二面42。柔性基板14在第二面42具有第二配线图案44。
第二配线图案44包括信号焊盘46。信号焊盘46位于与信号端子部34重叠的位置。即，信号焊盘46也位于包含第一边24的端部(凸部22的前端部分)，信号焊盘46的边缘与第一边24一致。信号焊盘46与信号端子部34连接。在该连接中使用通孔48。通孔48贯通绝缘基板18，因此能够通过目视进行对位，或者确认接合部。
第二配线图案44包含接地平面50。接地平面50位于与图2所示的信号线部36重叠的位置，构成微带线路。接地平面50与一对接地焊盘38连接。在该连接中也使用通孔48。
第二配线图案44包括电源焊盘52。电源焊盘52位于与电源端子部41重叠的位置，两者连接。在连接中使用通孔48。电源焊盘52位于比信号焊盘46更靠近光子组件10(图1)的位置。由于电源焊盘52远离信号焊盘46，因此叠加在直流信号上的高频信号分量的降低效果较大。
图4是图2所示的印刷基板16的俯视图。图5是图4所示的印刷基板16的V-V线剖视图。光模块具有印刷基板16。印刷基板16为了能够高密度安装而具备电路图案54。电路图案54包括接地线结构56、高频信号线结构58和直流信号线结构60，它们分别为多层。
柔性基板14和印刷基板16通过导电性的连接材料62而电连接。如图4所示，由导电性的连接材料62实现的连接是通过使导电性的连接材料62(焊料、钎料、导电性粘接剂等)介于其间而实现的电连接方法。例如，图3所示的接地平面50(与接地焊盘38重叠的部分)与接地线结构56接合。图3所示的信号焊盘46与高频信号线结构58接合。图3所示的接地平面50的一部分(与接地焊盘38重叠的部分)从信号焊盘46的位置偏移，因此焊接的作业性优异。并且，电源焊盘52与直流信号线结构60接合。
如图2所示，在接地焊盘38的外侧没有柔性基板14的配线。因此，能够扩大印刷基板16的接地线构造56，能够为了层间连接而配置多个通孔，能够将多层的接地线构造56牢固地电连接。
图6是表示通过使用了三维电场解析工具的模拟而得到的现有例和第一实施方式的频率特性的图。在现有例中，柔性基板的焊盘排成横向一列。与这样的现有例相比，可知第一实施方式的透射特性(S21)得到改善。
[第二实施方式]
图7是在第二实施方式中柔性基板的第一面的俯视图。图8是在第二实施方式中柔性基板的第二面的俯视图。绝缘基板218具有多个凸部222，在相邻彼此的凸部222之间具有狭缝264。由此，能够降低柔性基板214(绝缘基板218)的热容量，通过导电性的连接材料62实现的连接部的视觉辨认性也提高，稳健性也提高。
在第一面228中，第一配线图案230包含多对(例如四对)接地焊盘238，包含多个信号配线232。在第二面242上，第二配线图案244包含多个信号焊盘246。相邻的信号焊盘246之间的间距为1.5mm以上。在第一实施方式中说明的内容能够应用于本实施方式。
图9是表示通过使用了三维电场解析工具的模拟而得到的第二实施方式的频率特性的图。S21表示从相同配线的输入端子向输出端子的透过系数。S41表示从输入端子到其旁边的配线的输出端子的透过系数(即串扰)。根据模拟的结果可知，在第二实施方式中，串扰降低。
本发明并不限定于上述实施例，能够进行各种变形。例如，实施方式中说明的结构能够置换成以下结构，即，实质上相同的结构、发挥相同的作用效果的结构、或能够实现相同目的的结构。

Claims (9)

1.一种光模块，其特征在于，具有：
光电元件，其用于将光信号及电信号至少从一方转换为另一方；以及
柔性基板，其与上述光电元件电连接，
上述柔性基板包含：绝缘基板，其具有第一面及第二面；第一配线图案，其位于上述第一面；以及第二配线图案，其位于上述第二面，
上述第一配线图案包括：信号配线，其包含位于前端的信号端子部和比上述信号端子部细的信号线部；以及一对接地焊盘，其至少一部分避开与上述信号端子部相邻而位于隔着上述信号线部的位置，上述信号端子部的至少一部分在该信号端子部与上述一对接地焊盘的排列方向上避免与上述一对接地焊盘中的任一个相邻，
上述第二配线图案包含：接地平面，其位于与上述信号线部重叠的位置且与上述一对接地焊盘连接；以及信号焊盘，其与上述信号端子部连接。
2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，
上述绝缘基板具有：第一边，其以平面形状沿第一方向延伸；以及一对第二边，其从上述第一边的两端分别沿与上述第一方向交叉的第二方向延伸，
上述信号端子部位于包含上述第一边的端部，
上述一对接地焊盘分别位于包含上述一对第二边的端部。
3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，
上述信号端子部的边缘与上述第一边一致，
上述一对接地焊盘的边缘分别与上述一对第二边一致。
4.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，
上述绝缘基板在上述平面形状中包括主体部和来自上述主体部的至少一个凸部，
上述至少一个凸部的外形由上述第一边及上述一对第二边构成。
5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，
上述第一配线图案还包括电源配线，
上述第二配线图案还包括与上述电源配线连接的电源焊盘。
6.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，
上述电源配线配置为在上述第一方向上避开与上述一对接地焊盘相邻。
7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，
上述电源配线避开上述至少一个凸部而位于上述主体部。
8.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，
上述至少一个凸部是多个凸部，
上述绝缘基板在上述多个凸部的相邻的彼此之间具有狭缝。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的光模块，其特征在于，
上述光模块还具有印刷基板，该印刷基板具有通过导电性的连接材料与上述接地平面和上述信号焊盘连接的电路图案。
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