JP2007043496A - 光トランシーバ - Google Patents

Abstract

【課題】 光トランシーバにおいて送信回路から受信回路へ空間伝播するノイズを低減する。
【解決手段】 光トランシーバは、光送信サブアセンブリ（ＴＯＳＡ）１０、受光素子を含む光受信サブアセンブリ（ＲＯＳＡ）２０、ＴＯＳＡ中の発光素子を駆動する送信回路４１、ＲＯＳＡからの電気信号を処理する受信回路４６、送信回路と受信回路を搭載するプリント基板４０を備えている。ＴＯＳＡ及びＲＯＳＡは、それぞれ第１及び第２のフレキシブル基板１２、２２によってプリント基板に接続されている。プリント基板は、送信回路が実装された面４０ａを有している。第２のフレキシブル基板の一の面にはグランド層２８が設けられ、反対側の面には信号ライン２４ａが設けられている。第２のフレキシブル基板は、グランド層２８を、送信回路が実装された面４０ａ側に向けて配置されている。
【選択図】 図６

Description

この発明は、光信号を送受信する光トランシーバに関する。

光通信では、電気信号と光信号を扱う光トランシーバがしばしば使用される。一般に、光トランシーバでは、電気信号を受けて光信号に変換する光送信サブアセンブリ（以降、「ＴＯＳＡ」）と、光信号を受けて電気信号に変換する光受信サブアセンブリ（以降、「ＲＯＳＡ」）とが、電気信号を処理するプリント回路基板に接続されている。この回路基板には、ＴＯＳＡに供給すべき駆動信号を生成する送信回路と、ＲＯＳＡから電気信号を受けて処理する受信回路が実装される。

近年では、伝送データの情報量の増大に伴い、光トランシーバが１０Ｇｂｐｓ程度の高速信号を伝送する必要が生じた。その一方で、伝送装置の小型化への要求も強く、それに応じて光トランシーバの小型化も進められている。

電気信号を高速で伝送するときは、一般に、伝送線路の特性インピーダンスのマッチングが必要になる。しかし、ＴＯＳＡ、ＲＯＳＡとプリント基板との接合部では微妙なインピーダンスミスマッチによる信号の反射、エネルギーロスが起こり、これがノイズの外部への輻射を引き起こす。

特開２００３−２４９７１１号公報には、ＴＯＳＡ、ＲＯＳＡとプリント基板との間を、特性インピーダンスを５０Ωに整合させた伝送路を具備するフレキシブル基板で接続し、インピーダンスマッチングを行う技術が開示されている。ＴＯＳＡ、ＲＯＳＡのリードピンを直接プリント基板に接続する従来の形態では、リードピン部分のインダクタンス成分が大きいため、インピーダンスマッチングが困難なのに対し、同公報の技術によればインピーダンスマッチングが容易になる。しかし、フレキシブル基板とプリント基板との間の半田接続部ではインピーダンスミスマッチが起こり、ノイズが外部へ放射される。特にレーザモジュールを駆動するために大振幅の信号を出力するＴＯＳＡ側から、小振幅信号を扱うＲＯＳＡ側へノイズが回り込み、特性に悪影響を与える。

特開平１１−３４５９８７号公報には、並列した２枚のプリント基板にＴＯＳＡおよびＲＯＳＡをそれぞれフレキシブル基板を介して接続する技術が開示されている。送信回路および受信回路を別個の基板上に実装することで、送信回路と受信回路間の直接のノイズ干渉を防止している。しかし、グランドや電源線から回り込むノイズはコンデンサなどによって取り除くことも可能であるが、ノイズの伝播はプリント基板中のグランドや電源だけでなく、空間も伝播する。さらに、この技術では、小振幅信号を扱う受信側の回路が空間伝播によるクロストークから受ける影響はあまり考慮されていない。

特開２００１−８５７３３号公報には、空間伝播による送受信回路間のクロストークの影響を最小限にするために、グランド層から構成されるプリント基板を折り返して受信回路および送信回路を包み込む構成が開示されている。これにより送受信間のクロストークは低減されると予想されるが、プリント基板の枚数が多くなるため、この構成を小型の光トランシーバに適用することは難しい。

米国特許出願公開２００３／０２１４８６０号公報には、ＴＯＳＡ、ＲＯＳＡをプリント基板に接続するためにフレキシブル基板を使用している。従来は、フレキシブル基板およびプリント基板の双方の高速信号に対する特性インピーダンスをマッチングするために、高速信号ラインの幅を制御していたが、両基板の接続点でインピーダンスの不連続が発生し、反射が起きる。そこで、この技術では、ライン幅を一定にし、信号ラインと参照グランド層との間の距離を制御することでインピーダンスマッチングを実施している。しかしながら、信号ラインおよびグランド層の積層方向の距離を細かく制御するのは層数の増加を招き、コストアップにつながる。また、プリント基板とフレキシブル基板の境界近傍でノイズを無くすることは難しく、ひとたびノイズが発生してしまえば、それが送信回路から受信回路に飛び込んで、クロストークノイズを引き起こす。
特開２００３−２４９７１１号公報 特開平１１−３４５９８７号公報 特開２００１−８５７３３号公報 米国特許出願公開２００３／０２１４８６０号公報

本発明は、送信回路から受信回路へ空間伝播するクロストークノイズを低減する光トランシーバを提供することを課題とする。

本発明は、光信号を送信および受信する光トランシーバを提供する。この光トランシーバは、発光素子を含む光送信サブアセンブリと、受光素子を含む光受信サブアセンブリと、発光素子に電気信号を供給して発光素子を駆動する送信回路と、光受信サブアセンブリからの電気信号を処理する受信回路と、送信回路および受信回路を搭載するプリント基板と、光送信サブアセンブリに接続された第１のフレキシブル基板と、光受信サブアセンブリに接続された第２のフレキシブル基板とを備えている。プリント基板は、送信回路が実装された第１の面と、第１の面の裏側に位置する第２の面とを有している。第１のフレキシブル基板の一端は、プリント基板の一端と接続されている。第２のフレキシブル基板の一端もプリント基板の一端と接続されている。第２のフレキシブル基板は、第１のグランド層が設けられた第３の面と、第３の面の裏側に位置し、光受信サブアセンブリをプリント基板に電気的に接続する信号ラインが設けられた第４の面とを有している。第２のフレキシブル基板の第３の面は、プリント基板の第１の面に向けて配置されている。

第２のフレキシブル基板上の信号ラインと送信回路との間に第１のグランド層が介在するので、送信回路から輻射されるノイズは第１のグランド層によって遮断される。このように、第２のフレキシブル基板上のグランド層を電磁波シールドとして使用することにより、プリント基板の枚数を増やしたりコストを増加させたりすることなく、送信回路から受信側の信号ラインへ空間伝播するクロストークノイズを低減することができる。

受信回路は、プリント基板の第２の面上に実装されていてもよい。プリント基板において送信回路の反対側に受信回路が実装されているので、送信回路から受信回路へ空間伝播するクロストークノイズが低減される。

受信回路は、プリント基板の第１の面上に実装されていてもよい。この場合、光トランシーバは、第１の面上で受信回路を覆うように実装されたシールド部材をさらに備えていてもよい。このシールド部材は、送信回路から輻射されるノイズを遮断する。このシールド部材によって、送信回路から受信回路へ空間伝播するクロストークノイズが低減される。

シールド部材は、第２のグランド層を有する第３のフレキシブル基板であってもよい。第３のフレキシブル基板は、第２のグランド層に導通する電極が設けられた第１の端部を有していてもよい。プリント基板は、第３のグランド層を有していてもよい。上記の電極は、第３のグランド層に電気的に接続されてもよい。第３のフレキシブル基板は、プリント基板に接続された第２の端部をさらに有していてもよい。第３のフレキシブル基板は、第２の端部を支点にして湾曲していてもよい。第２のグランド層と第３のグランド層との電気的な接続が第１の端部で行われるので、第２の端部にて第３のフレキシブル基板を大きく曲げても、第２および第３のグランド層間の電気的接続は切断されにくい。したがって、この構成は、プリント基板を小型の筐体に収容するのに適している。

第２のグランド層は、湾曲した第３のフレキシブル基板の内表面に設けられていてもよい。この構成によれば、光トランシーバの各構成要素が筐体に収容される場合に、第２のグランド層と筐体との接触を回避しやすい。

本発明は、受信側のフレキシブル基板のグランド層を電磁波シールドとして利用することにより、送信回路から受信回路へ空間伝播するクロストークノイズを低減することができる。ノイズ低減のために特別な部品を追加する必要がないので、本発明は、小型の筐体を有する光トランシーバに好適に適用することができる。

以下、添付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。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

まず、本実施形態の具体的な構成を説明する前に、本発明の背景を詳細に説明する。通常、光トランシーバは、送信回路や受信回路を搭載するプリント基板、発光素子（または発光素子とその周辺回路）を内蔵する光送信サブアセンブリ（以降、「ＴＯＳＡ」）、および受光素子（または受光素子と増幅器などの周辺回路）を内蔵する光受信サブアセンブリ（以降、「ＲＯＳＡ」）を収納している。ここで想定する光トランシーバは、例えば１８．４ｍｍ×７８．０ｍｍ×８．５ｍｍといった小さなパッケージサイズを有しており、伝送レートが１０Ｇｂｐｓ程度の高速信号伝送に適応する。

電気信号を１０Ｇｂｐｓ程度の高速レートで伝送する場合、一般に、伝送線路の特性インピーダンスを、例えば５０Ωに整合する必要がある。しかし、図１に示されるように、サブアセンブリ９０（ＴＯＳＡまたはＲＯＳＡ）のリードピン９３をプリント基板４０に直接接続する方法では、リードピン９３のインダクタンス成分が無視できなくなり、インピーダンスマッチングが難しい。そこで、図２に示されるように、フレキシブル基板９２を介してサブアセンブリ９０をプリント基板４０に接続する方法が一般に採用されている。このフレキシブル基板９２には、伝送線路９４が実装されている。伝送線路９４は、マイクロストリップライン構造を採用することにより、その特性インピーダンスを５０Ωに整合させている。

図３は、フレキシブル基板９２の構造の一例を示す概略図である。このフレキシブル基板９２は、伝送線路９４として高周波信号ライン９４ａを有する。高周波信号ライン３４ａは、ストリップ状の導体である。図３に示されるように、絶縁層９５がグランド層９８と高周波信号ライン９４ａとによって挟まれており、それにより、特性インピーダンスを５０Ωに合わせたマイクロストリップラインが形成されている。グランド層９８および高周波信号ライン９４ａは、ともに銅箔から構成されている。絶縁層９５には一般にポリイミドが用いられることが多い。この絶縁層９５の厚み、銅箔の厚み、高周波信号ライン９４ａの幅などを変えることで特性インピーダンスを調整することが出来る。リードピン接続（図１）と比較して、フレキシブル基板９２の片面に大きなグランド層を形成することができるため、グランド電位が安定するという利点がある。

ＴＯＳＡ内の発光素子としては、レーザダイオードモジュールや外部変調レーザモジュールなどが一般に使用される。一方、ＲＯＳＡ内の受光素子としては、ＰＩＮフォトダイオードやＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）を使用するものが一般的である。１０Ｇｂｐｓクラスの伝送速度に対応するＲＯＳＡのなかには、受光素子に加えて前置増幅器を内蔵するものが多い。

ＴＯＳＡおよびＲＯＳＡを小型なパッケージ内に収納する場合は、前述のように、光トランシーバ内部で発生するノイズが光受信信号（すなわち、ＲＯＳＡ出力）に与える悪影響を抑えることが大きな課題となっている。以下では、図４を参照しながら、この悪影響について説明する。ここで、図４は、光トランシーバの送信回路および受信回路間で生じるクロストークの一例を示す概略図である。

図４に示されるように、ＴＯＳＡ１０はフレキシブル基板１２を介して、ＲＯＳＡ２０はフレキシブル基板２２を介して、それぞれプリント基板４０に接続されている。フレキシブル基板１２および２２は、図３に示されるフレキシブル基板９２と同じ構造を有している。

プリント基板４０の一方の面、すなわち上面には、送信回路４１および受信回路４６が実装されている。送信回路４１は、ドライバＩＣ４２と、クロック・データ再生ＩＣ（以降、「ＣＤＲ−ＩＣ」）４３を含んでいる。ドライバＩＣ４２は、ＴＯＳＡ１０内部の発光素子（レーザダイオードなど）を駆動するために、振幅の大きな電気駆動信号をＴＯＳＡ１０に供給する。例えば、レーザダイオードに対しては約０．５Ｖｐｐの振幅、外部変調器付レーザに対しては約２．０〜４．０Ｖｐｐの振幅を有する信号をＴＯＳＡ１０に供給する。送信回路４１は、ドライバＩＣ４２をフレキシブル基板９２上の高周波信号ライン９４ａに電気的に接続する信号ライン４５も含んでいる。この信号ライン４５は、プリント基板４０の上面に設けられている。

一方、ＲＯＳＡ２０は、パワーの弱い光信号を受信した時には、数十ｍＶｐｐ程度の微弱な電気信号を出力する。受信回路４６は、このような電気信号を増幅する主増幅器を内蔵したＣＤＲ−ＩＣ４７と、ＣＤＲ−ＩＣ４７をフレキシブル基板２２上の高周波信号ライン２４ａに接続する信号ライン４８を含んでいる。この信号ライン４８は、プリント基板４０の上面に設けられている。

小型のパッケージ内では、送信回路４１および受信回路４６間の距離が短くなりがちである。このため、図４において矢印で示されるように、送信回路４１からの大振幅信号の不要輻射、すなわちノイズが、ＲＯＳＡ側の高周波信号ライン２４ａ上の微弱な信号に干渉し、受信感度の劣化などの弊害を引き起こす。なお、ＲＯＳＡ２０の内部はＲＯＳＡのパッケージによってシールドされるため、ノイズの干渉はあまり受けない。

図５は、送受信回路間クロストークのノイズ放射源とノイズ飛び込み箇所を示す概略図である。このクロストークノイズは、特にドライバＩＣ４２の出力部５１やプリント基板４０とフレキシブル基板１２との接続部５２など、特性インピーダンスの不連続部から著しく放射される。このノイズは、空間を伝搬して、特にＲＯＳＡ２０のＣＡＮパッケージにおいてリードピン２６が接続されている部分、すなわちステム２１や、ＲＯＳＡ２０側のフレキシブル基板２２ａ上の高周波信号ライン９４ａに飛び込む。

本発明者は、上記に鑑みて、下記の実施形態を考え出した。これらの実施形態は、ＲＯＳＡ２０のステム２１の近傍に位置するリードピン２６に飛び込む送信回路４１からのノイズを抑えるため、ＲＯＳＡ２０に接続されるフレキシブル基板の新規な配置を採用する。

第１実施形態
図６は、本発明の第１の実施形態に係る光トランシーバの構造を示す概略斜視図であり、図７は、本実施形態におけるフレキシブル基板２２の配置を示す概略側面図である。なお、図７では、ＲＯＳＡ２０、フレキシブル基板２５およびドライバＩＣ４２の位置関係を示すために、ＣＤＲ−ＩＣ４３、受信回路４６およびＴＯＳＡ１０が省略されている。ＴＯＳＡ１０、ＲＯＳＡ２０、送信回路４１および受信回路４６の構成は既に説明した通りである。

図７に示されるように、プリント基板４０は互いに対向する二つの面を有している。以下では、これらの面を上面４０ａおよび下面４０ｂと呼ぶことにする。図４に示される光トランシーバと同様に、送信回路４１および受信回路４６はプリント基板４０の上面４０ａに設けられている。

フレキシブル基板２２は、図３に示されるフレキシブル基板９２と同じ構造を有している。すなわち、フレキシブル基板２２は、高周波信号ライン２４ａとグランド層２８によって絶縁層２５が挟まれたマイクロストリップライン構造を有している。フレキシブル基板２２の一方の端部は、ＲＯＳＡ２０のステム２１に取り付けられており、ステム２１から突出するリードピン２６は、この端部を貫通している。フレキシブル基板２２の他方の端部は、プリント基板４０の上面４０ａに接続されている。

図６および図７に示されるように、フレキシブル基板２２は、そのグランド層２８がプリント基板４０の上面４０ａ側を向くように配置されている。つまり、フレキシブル基板２２の上面にグランド層２８が現れ、下面に高周波信号ライン２４ａが隠れている。フレキシブル基板２２は、グランド層２８がプリント基板４０やステム２１よりも高く突出するように湾曲されている。高周波信号ライン２４ａは、フリップチップ接続など任意の方法によって、プリント基板４０上の信号ライン４８に電気的に接続されている。

プリント基板４０の上面４０ａには、一定のグランド電位を有するグランド層８０が設けられている。フレキシブル基板２２のグランド層２８の一端は、ボンディングワイヤ８１を介してこのグランド層８０に電気的に接続されている。また、グランド層２８の他端は、ＲＯＳＡ２０のステム２１に接続されている。つまり、グランド層２８は、後述するシールドとしての役割のほかに、ＲＯＳＡ２０のパッケージ電位を与えるステム２１をプリント基板４０のグランド層８０に接続する役割を担っている。

グランド層２８が、ノイズ源である送信回路４１（特にドライバＩＣ４２）が設けられたプリント基板４０の上面４０ａ側を向いているので、リードピン２６および高周波信号ライン２４ａと送信回路４１との間にグランド層２８が介在することになる。したがって、リードピン２６および高周波信号ライン２４ａと、送信回路４１との間にグランド層２８からなるシールドが形成される。このシールドは、送信回路４１から輻射されて空間伝播するノイズ５０を遮断する。この結果、送信回路４１からリードピン２６または信号ライン２４ａへのクロストークを低減し、ノイズ５０によるＲＯＳＡ２０の出力信号への干渉を抑えることができる。

第２実施形態
本発明の第２の実施形態に係る光トランシーバは、フレキシブル基板２２の配置を除いて第１実施形態と同じ構造を有している。図８は、本実施形態におけるフレキシブル基板２２の配置を示す概略側面図である。図８では、ＲＯＳＡ２０、フレキシブル基板２５およびドライバＩＣ４２の位置関係を示すために、ＣＤＲ−ＩＣ４３、受信回路４６およびＴＯＳＡ１０が省略されている。

第１実施形態と同様に、フレキシブル基板２２は、そのグランド層２８がプリント基板４０の上面４０ａ側を向くように配置されている。しかし、第１実施形態と異なり、フレキシブル基板２２の端部はプリント基板４０の下面４０ｂに接続される。プリント基板４０には、下面４０ｂに設けられた電極パッド８３と上面４０ａに設けられた信号ライン４８との間に延在するビアホール８４を有している。電極パッド８３は、ボンディングワイヤ８２を介して高周波信号ライン２４ａに接続されている。この結果、下面４０ｂ側に配置された高周波信号ライン２４ａの端部が、ボンディングワイヤ８２、電極パッド８３、およびビアホール８４を介して、上面４０ａに設けられた信号ライン４８に電気的に接続される。

第１実施形態と同様に、ＲＯＳＡ２０のステム２１と送信回路４１（特にドライバＩＣ４２）との間にグランド層２８からなるシールドが形成される。このシールドは、送信回路４１から輻射されて空間伝播するノイズ５０を遮断するので、送信回路４１からリードピン２６や信号ライン２４ａへのクロストークを低減し、ノイズ５０によるＲＯＳＡ２０の出力信号への干渉を抑えることができる。

図９および図１０は、第１および第２実施形態との比較のために、高周波信号ライン２４ａをプリント基板４０の上面４０ａ側に向けてフレキシブル基板２２を配置した光トランシーバを示す概略側面図である。これらの光トランシーバでは、フレキシブル基板２２を貫通するリードピン２６の先端や、フレキシブル基板２２の高周波信号ライン２４ａが、送信回路４１（特にドライバＩＣ４２）からのノイズ５０に直接、晒されることになる。このため、ノイズ５０が、リードピン２６や高周波信号ライン２４ａに飛び込んで、受信特性を劣化させやすい。これに対し、第１および第２実施形態では、ステム２１および高周波信号ライン２４ａがフレキシブル基板２２のグランド層２８によって覆われているので、受信特性の劣化を防ぐことができる。

上記の実施形態は、もっともノイズを受けやすい２箇所、すなわちＲＯＳＡ２０のリードピン２６と、ＲＯＳＡ２０に接続されたフレキシブル基板２２上の信号ライン２４ａをグランド層２８によってシールドする。しかしながら、図４に示されるように、プリント基板４０上の受信回路４６、すなわちＣＤＲ−ＩＣ４７や信号ライン４８もノイズを受ける可能性がある。以下では、受信回路４６をノイズから保護する方法を検討する。

プリント基板４０は一般に多層基板であり、内層にひろいグランド層を持っている。そこで、プリント基板４０においてＣＤＲ−ＩＣ４７を送信回路４１の反対側に実装すれば、ＣＤＲ−ＩＣ４７は送信回路４１からノイズを受けずにすむ。また、信号ライン４８は、プリント基板４０において送信回路４１の反対側か、あるいはプリント基板４０の内層に設けることが好ましい。したがって、第１および第２実施形態においても、ＣＤＲ−ＩＣ４７をプリント基板４０の下面４０ｂに設け、信号ライン４８をプリント基板４０の下面４０ｂあるいは内層に設けてもよい。第１実施形態にこのような変形を加えた場合、高周波信号ライン２４ａはプリント基板４０の上面に接続されているので、プリント基板４０にビアホールを設けて、高周波信号ライン２４ａを下面４０ｂ上のＣＤＲ−ＩＣ４７に導通させることになる。

空間的な制約から、ＣＤＲ−ＩＣ４７を送信回路４１と同じ側に設けざるを得ない場合でも、ＲＯＳＡ２０からＣＤＲ−ＩＣ４７に至る信号ライン４８はプリント基板４０の内層を走らせることが好ましい。ただし、配線配置上の制約から、信号ライン４８を送信回路４１と同じくプリント基板４０の上面４０ａに設けなくてはならない場合もありうる。この場合でも、光トランシーバのプリント基板４０上には一般に小型化のため多くの電子部品が高密度実装されており、実装された電子部品の谷間を信号ライン４８が走ることになる。したがって、基板の面積に余裕があれば、信号ライン４８がノイズを受けにくいような設計が可能である。

（ａ）基板面積に余裕がなく、（ｂ）直流成分を遮断するためのコンデンサや周波数特性を補正するための整合回路を設ける必要から、プリント基板４０の内層に信号ライン４８を走らせることが難しく、かつ、（ｃ）回路設計上の制約から、ノイズを受けにくい部品配置を採用することが難しい場合には、別の方法を考える必要がある。以下の実施形態は、このような制約下で使用するのに適した光トランシーバに関する。

第３実施形態
図１１は、本発明の第３の実施形態に係る光トランシーバの構造を示す概略平面図である。本実施形態の光トランシーバは、第１実施形態の光トランシーバに整合回路５８およびシールド部材６０を追加した構成を有している。整合回路５８は、信号ライン４８中に設けられており、上述のように、信号ライン４８によって伝送される信号の周波数特性を補正する。このように、本実施形態では、受信回路４６がＣＤＲ−ＩＣ４７、信号ライン４８および整合回路５８から構成されている。

図１２は、シールド部材６０を拡大して示す斜視図である。シールド部材６０は、底の空いた箱形の金属体である。このようなシールド部材６０は、板金加工によって比較的廉価に作製することができる。

シールド部材６０はプリント基板４０の上面４０ａに半田を用いて実装され、ＣＤＲ−ＩＣ４７、信号ライン４８、および整合回路５８を覆っている。シールド部材６０は、プリント基板４０のグランド層８０に電気的に接続されている。シールド部材６０は、送信回路４１から輻射されて空間伝播するノイズ５０を遮断するので、送信回路４１から受信回路４６へのクロストークを低減する。したがって、フレキシブル基板２２によるシールド効果と相まって、ノイズ５０のＲＯＳＡ出力への干渉を一層抑えることができる。

第４実施形態
以下では、本発明に係る第４の実施形態を説明する。本実施形態は、受信回路４６をシールドする他の方法を提供する。図１３は、本実施形態に係る光トランシーバの構造を示す概略背面図である。本実施形態では、フレキシブル基板６２を用いて受信回路４６をシールドする。

図１３に示されるように、フレキシブル基板６２は、絶縁層６５の一方の面上にグランド層６８が設けられた構造を有している。グランド層６８は銅箔から成る。絶縁層６５の他方の面上には、銅箔からなる電極６９が設けられている。後述するように、この電極はグランド層６８の一部である。つまり、グランド層６８は、絶縁層６５の一方の面から絶縁層６５の側面および他方の面まで延在している。フレキシブル基板６２の電極６９を含む端部は、半田７０によってプリント基板４０のグランド層８０に電気的に接続されている。

グランド層６８は、フレキシブル基板６２の内側の面、すなわち内表面に配置され、電極６９は、フレキシブル基板６２の外側の面、すなわち外表面に配置されている。グランド層６８がフレキシブル基板６２の内表面に設けられているのは、光トランシーバの筐体とグランド層６８との接触を避けるためである。通常、フレキシブル基板上のグランド層の表面は保護膜によって被覆されるので、グランド層が光トランシーバの筐体に接触しても、筐体と導通することはない。しかし、光トランシーバの絶縁試験では、筐体に数百Ｖの電圧を印加することがあり、上記の保護膜にはこのような高電圧に対する耐圧はない。このため、本実施形態では、グランド層６８をフレキシブル基板６２の内表面に設けている。

図１４および図１５は、湾曲される前のフレキシブル基板６２を示す概略平面図および概略背面図である。フレキシブル基板６２のうち半田付けされる端部と反対側の端部６３は、ＣＤＲ−ＩＣ４７、信号ライン４８および整合回路５８の側方においてプリント基板４０の縁部に接続されている。フレキシブル基板６２は、この端部６３を支点として、ＣＤＲ−ＩＣ４７、信号ライン４８および整合回路５８を覆うように湾曲させられる。

図１５に示されるように、グランド層６８は、フレキシブル基板６２の一方の面の大部分を覆うと共に、反対側の面にまで回り込んでいる。この回り込み部分が前述した電極６９である。プリント基板４０に接続されたフレキシブル基板６２の端部６３には、グランド層６８は設けられていない。この理由は後述する。

グランド層６８は、送信回路４１から輻射されて空間伝播するノイズ５０を遮断するので、送信側の回路から受信回路４６や信号ライン４８へのクロストークを低減する。したがって、フレキシブル基板２２によるシールド効果と相まって、ノイズ５０のＲＯＳＡ出力への干渉を一層抑えることができる。

フレキシブル基板６２のグランド層６８とプリント基板４０のグランド層８０との電気的な接続は、端部６３と反対側の端部で行われている。フレキシブル基板６２を湾曲させる際に支点となる端部６３での電気的な接続を避けることにより、光トランシーバの小型化とグランド接続の切断回避という二つの要件を満足することができる。以下では、この点について詳細に説明する。

一般にフレキシブル基板はある程度以上曲げると折れて、中の配線が切れたり、表面の保護膜が破れて、内部の配線が露出したりしやすい。特にプリント基板とフレキシブル基板の接続部ではこのような折れが起こりやすい。フレキシブル基板６２のグランド層６８とプリント基板４０のグランド層８０との電気的な接続部において折れが生じると、電気的な接続が切断されやすい。

図１６は、フレキシブル基板６２の様々な曲げ方を示す概略図である。なお、図１６では、図面の簡単のため、グランド層６８は省略されている。折れを回避するためには、図１６（ａ）に示されるように、端部６３をプリント基板４０と平行に延ばせばよい。これは、光トランシーバの筐体８８とプリント基板４０との間に、ある程度の間隔が空いている場合に有効である。しかし、小型の光トランシーバでは、空間的な制約からフレキシブル基板をプリント基板の横方向に伸ばすスペースがなく、図１６（ｂ）のようにプリント基板４０に対して端部６３を直角に折り曲げねばならない場合が殆どである。このため、端部６３で電気的な接続を行うと、グランド層６８および８０間の電気的な接続が切断されやすい。

そこで、本実施形態では、電気的な接続を端部６３から遠い方の端部（半田付け部）で行うことにした。このため、グランド層６８および８０間で断線が起こりにくく、したがって、フレキシブル基板６２をシールドとして安定して機能させることができる。また、端部６３でフレキシブル基板６２を大きく曲げることにより、光トランシーバの筐体８８にプリント基板４０を近接させることができるので、光トランシーバの小型化も可能である。

以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

上記実施形態において、フレキシブル基板２２のグランド層２８、シールド部材６０、およびフレキシブル基板６２のグランド層６８は、プリント基板４０のグランド層８０を介してグランド電位に接続されている。しかし、これらは、グランド層８０の代わりに、他の一定電位を有する導電層に接続されていてもよい。これらの導電層は、その電位が安定するように十分に広い面積を有することが好ましい。また、グランド層８０はプリント基板４０の上面４０ａに設けられているが、下面４０ｂに設けられていてもよい。

上記実施形態では、送信回路４１が駆動回路４２およびＣＤＲ−ＩＣ４３を含んでいるが、ＣＤＲ−ＩＣ４３は光トランシーバの外部に配置されていてもよい。また、送信回路４１および受信回路４６は、図示されない他の回路要素を含んでいてもよい。

サブアセンブリのリードピン接続を示す概略図である。 サブアセンブリのフレキシブル基板接続を示す概略図である。 フレキシブル基板の構造を示す断面図である。 送受信回路間クロストークの一例を示す概略図である。 送受信回路間クロストークのノイズ放射源と飛び込み箇所を示す概略図である。 第１の実施形態に係る光トランシーバを示す概略斜視図である。 第１の実施形態に係る光トランシーバを示す概略側面図である。 第２の実施形態に係る光トランシーバを示す概略側面図である。 第１の比較例の光トランシーバを示す概略側面図である。 第２の比較例の光トランシーバを示す概略側面図である。 第３の実施形態に係る光トランシーバの構造を示す概略平面図である。 シールド部材を拡大して示す斜視図である。 第４実施形態に係る光トランシーバの構造を示す概略背面図である。 湾曲される前のフレキシブル基板を示す概略平面図である。 湾曲される前のフレキシブル基板を示す概略背面図である。 フレキシブル基板の様々な曲げ方を示す概略図である。

符号の説明

１０…ＴＯＳＡ、２０…ＲＯＳＡ、１１および２１…ステム、１２および２２…フレキシブル基板、２４ａ…高周波信号ライン、２５…絶縁層、２６…リードピン、２８…グランド層、４０…プリント基板、４１…送信回路、４２…ドライバＩＣ、４３…ＣＤＲ−ＩＣ、４５および４８…信号ライン、４６…受信回路、４７…ＣＤＲ−ＩＣ、５８…整合回路、６０…シールド部材、６２…シールド部材としてのフレキシブル基板、６６…絶縁層、６８…グランド層、６９…電極、７０…半田、８０…グランド層。

Claims (5)

1. 光信号を送信および受信する光トランシーバであって、
   発光素子を含む光送信サブアセンブリと、
   受光素子を含む光受信サブアセンブリと、
   前記発光素子に電気信号を供給して前記発光素子を駆動する送信回路と、
   前記光受信サブアセンブリからの電気信号を処理する受信回路と、
   前記送信回路および前記受信回路を搭載するプリント基板と、
   前記光送信サブアセンブリに接続された第１のフレキシブル基板と、
   前記光受信サブアセンブリに接続された第２のフレキシブル基板と、
   を備え、
   前記プリント基板は、前記送信回路が実装された第１の面と、前記第１の面の裏側に位置する第２の面とを有しており、
   前記第１のフレキシブル基板の一端は、前記プリント基板の一端と接続され、
   前記第２のフレキシブル基板の一端は、前記プリント基板の一端と接続され、
   前記第２のフレキシブル基板は、第１のグランド層が設けられた第３の面と、前記第３の面の裏側に位置し、前記光受信サブアセンブリを前記プリント基板に電気的に接続する信号ラインが設けられた第４の面とを有しており、
   前記第２のフレキシブル基板の前記第３の面は、前記プリント基板の第１の面に向けて配置されている、
   光トランシーバ。
2. 前記受信回路は、前記プリント基板の前記第２の面上に実装されている、請求項１に記載の光トランシーバ。
3. 前記受信回路が前記プリント基板の前記第１の面上に実装されている請求項１に記載の光トランシーバであって、
   前記第１の面上で前記受信回路を覆うように実装され、前記送信回路から輻射されるノイズを遮断するシールド部材をさらに備える請求項１に記載の光トランシーバ。
4. 前記シールド部材は、第２のグランド層を有する第３のフレキシブル基板であり、
   前記第３のフレキシブル基板は、前記第２のグランド層に導通する電極が設けられた第１の端部を有しており、
   前記プリント基板は、第３のグランド層を有しており、
   前記電極は、前記第３のグランド層に電気的に接続され、
   前記第３のフレキシブル基板は、前記プリント基板に接続された第２の端部をさらに有しており、
   前記第３のフレキシブル基板は、前記第２の端部を支点にして湾曲している、請求項３に記載の光トランシーバ。
5. 前記第２のグランド層は、湾曲した前記第３のフレキシブル基板の内表面に設けられている、請求項４に記載の光トランシーバ。

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