JP2007123183A - Connector for flexible board, board connection structure, optical transmitter and receiver module, and optical transmitter/receiver - Google Patents
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Description
本発明は、フレキシブル基板用コネクタと、このフレキシブル基板用コネクタを備えた基板接続構造、光送受信モジュール及び光送受信装置に関する。詳しくは、フレキシブル基板の接続端子に接続する挿入基板接続部から、当該フレキシブル基板用コネクタが実装されるプリント基板の接続端子に接続する実装基板接続部まで、伝送線路に対して突出部を非形成にしたコンタクトを備えることにより、フレキシブル基板と他基板の接続箇所における高周波信号の伝送特性を向上させることを可能とするものである。 The present invention relates to a flexible substrate connector, a substrate connection structure including the flexible substrate connector, an optical transmission / reception module, and an optical transmission / reception device. Specifically, no protrusion is formed on the transmission line from the insertion board connection part connected to the connection terminal of the flexible board to the mounting board connection part connected to the connection terminal of the printed board on which the connector for the flexible board is mounted. By providing the contact, it is possible to improve the transmission characteristics of the high-frequency signal at the connection point between the flexible substrate and the other substrate.
可撓性を有するフレキシブル基板と他の基板等を電気的に接続する際には、フレキシブル基板接続用のコネクタを介して接続する方法が用いられる。フレキシブル基板用コネクタとしては、フレキシブル基板が挿入される開口部内に、複数のコンタクトを所定の間隔で収容するハウジングを備えて、プリント基板上へ実装されるものが使用される。 When electrically connecting a flexible flexible substrate and another substrate or the like, a method of connecting via a connector for connecting a flexible substrate is used. As the flexible board connector, a connector that is mounted on a printed board and includes a housing that accommodates a plurality of contacts at predetermined intervals in an opening into which the flexible board is inserted is used.
図17及び図18は、従来のフレキシブル基板用コネクタ50(以下FPC(Flexible Printed Circuit)コネクタ50とする)及びこのFPCコネクタ50を備えた基板接続構造を示す説明図である。図17はFPCコネクタ50の概略を示す斜視図であり、後述するハウジング開閉部54aを開いた状態を示している。図18はFPCコネクタ50を備えた基板接続構造示す断面図であり、FPCコネクタ50がリジッド基板53上に実装され、フレキシブル基板52が接続された状態で、後述するハウジング開閉部54aを閉じた状態を示している。リジッド基板53は一部の構成を示している。 17 and 18 are explanatory views showing a conventional flexible board connector 50 (hereinafter referred to as an FPC (Flexible Printed Circuit) connector 50) and a board connection structure including the FPC connector 50. FIG. FIG. 17 is a perspective view schematically showing the FPC connector 50, and shows a state in which a housing opening / closing portion 54a described later is opened. FIG. 18 is a cross-sectional view showing a board connection structure provided with an FPC connector 50. The FPC connector 50 is mounted on a rigid board 53, and a housing opening / closing portion 54a to be described later is closed with the flexible board 52 connected. Is shown. The rigid substrate 53 shows a part of the configuration.
図17及び図18に示すように、FPCコネクタ50は、ハウジング開閉部54aにより開閉されるハウジング開口部54bを備えたハウジング54を備える。ハウジング54の内部には、ハウジング54を支持するための支持部55d、ハウジング開口部54b内に挿入されたフレキシブル基板52の接続端子に接続するFPC接続部55a及びリード部55dが一体形成された金属により構成されるコンタクト55が、所定の間隔で並列に収容される。支持部55d及びFPC接続部55aは、リード部55bから水平方向に突出し、上下に略平行に位置するように形成される。また、コンタクト55のリード部55bの端部には、リジッド基板53の接続端子に接続する基板接続部55cを備える。
As shown in FIGS. 17 and 18, the FPC connector 50 includes a housing 54 having a housing opening 54b that is opened and closed by a housing opening and closing portion 54a. Inside the housing 54 is a metal in which a support portion 55d for supporting the housing 54, an FPC connection portion 55a connected to a connection terminal of the flexible substrate 52 inserted into the housing opening 54b, and a lead portion 55d are integrally formed. The
各コンタクト55の支持部55dは、ハウジング54のハウジング開口部54bの下部に設けられた支持部挿通部54dに挿通される。また、FPC接続部55aはハウジング54に設けられた接続部収容溝54c内に位置する。フレキシブル基板52の接続端子に接続するFPC接続部55aの端部は、接続部収容溝54cから所定量突出した状態となる。
The support portion 55 d of each
ハウジング開閉部54aが開いた状態で、接続端子を下面にしてフレキシブル基板52をハウジング開口部54bに挿入し、ハウジング開閉部54aを閉じることにより、フレキシブル基板52は下方に押圧され、図18のOに示すように、フレキシブル基板52の接続端子とコンタクト55のFPC接続部55aが接触した状態になる。このようにフレキシブル基板52の下面に位置する接続端子と接触するタイプのFPCコネクタは、下接点タイプと呼ばれる。
When the housing opening / closing part 54a is opened, the flexible board 52 is pressed downward by inserting the flexible board 52 into the housing opening 54b with the connection terminal facing downward, and closing the housing opening / closing part 54a. As shown, the connection terminal of the flexible substrate 52 and the FPC connection part 55a of the
また、図18のPに示すように、コンタクト55の基板接続部55cは、リジッド基板53の接続端子に半田により接続される。
Further, as shown in P of FIG. 18, the board connection portion 55 c of the
ここでフレキシブル基板52としては、例えば次に示すようなものが使用される。図19から図22は、FPCコネクタ50に接続される従来のフレキシブル基板52の構造を示す説明図である。図19は、フレキシブル基板52の概略を示す平面図であり、説明のため一部の構成を透視した状態で破線で示している。図20は図19のQ−Q断面を示す概略図である。図21は後述するフレキシブル基板52の第一配線層52bを示す平面図であり、図20の上方から見た状態を示している。図22は後述するフレキシブル基板52の第二配線層52dを示す平面図であり、図20の下方から見た状態を示している。 Here, as the flexible substrate 52, for example, the following is used. 19 to 22 are explanatory views showing the structure of a conventional flexible substrate 52 connected to the FPC connector 50. FIG. FIG. 19 is a plan view showing an outline of the flexible substrate 52, and is shown by a broken line in a state where a part of the configuration is seen through for explanation. 20 is a schematic view showing a QQ cross section of FIG. FIG. 21 is a plan view showing a first wiring layer 52b of the flexible substrate 52, which will be described later, and shows a state seen from above in FIG. FIG. 22 is a plan view showing a second wiring layer 52d of the flexible substrate 52, which will be described later, and shows a state seen from below in FIG.
図19から図22に示すように、フレキシブル基板52は第一から第三の絶縁層及び第一、第二の配線層が交互に上下に積層されて形成される。第一絶縁層52a及び第三絶縁層52eは、例えば保護フィルムとしてカバーレイにより構成される。基板の端部の所定の領域においては、FPCコネクタ50と電気的な接続を行うために第三絶縁層52eは非形成となっている。第一絶縁層52aの上面にはFPCコネクタ50接続時の損傷を防ぐために補強板52fが備えられる。 As shown in FIGS. 19 to 22, the flexible substrate 52 is formed by alternately stacking first to third insulating layers and first and second wiring layers. The 1st insulating layer 52a and the 3rd insulating layer 52e are comprised by the coverlay as a protective film, for example. In a predetermined region at the end of the substrate, the third insulating layer 52e is not formed in order to make electrical connection with the FPC connector 50. A reinforcing plate 52f is provided on the upper surface of the first insulating layer 52a in order to prevent damage when the FPC connector 50 is connected.
図19及び図21に示すように、第一配線層52bにはベタ状のグランド層52mが形成される。図19及び図22に示すように、第二配線層52dの基板端部の近傍には、FPCコネクタ50との電気的接続を行うための各接続パッドとして、後述する信号線路9の接続を行うための信号接続パッド52l、及びグランド層の接続を行うためのグランド接続パッド52kが備えられる。各グランド接続パッド52kはフレキシブル基板52を貫通して形成された貫通ビアであるグランドビア52hにより、第一配線層52bに形成されたグランド層52mと接続される。また、第二配線層52dには、マイクロストリップラインである一対の信号線路9e・9fが配線され、それぞれ信号接続パッド52lに接続される。
As shown in FIGS. 19 and 21, a solid ground layer 52m is formed in the first wiring layer 52b. As shown in FIGS. 19 and 22, a
更に、FPCコネクタ50が実装されるリジッド基板53としては、例えば次に示すようなものが使用される。図23は、後述するリジッド基板53の最外層に設けられた信号配線層53aを示す平面図である。図18に示すように、リジッド基板53は、最外層に設けられた信号配線層53a、絶縁層53b及びグランド層53cを備えて構成される。最外層の信号配線層53aには、各コンタクト55の基板接続部55cと接続する接続端子として、グランド接続パッド53d及び信号接続パッド53eを備える。グランド接続パッド53dはグランドビア53hによりグランド層53cに接続されている。また、信号接続パッド53eは、マイクロストリップラインとして形成された信号線路9g・9hに接続されている。
Further, as the rigid board 53 on which the FPC connector 50 is mounted, for example, the following is used. FIG. 23 is a plan view showing a signal wiring layer 53a provided in the outermost layer of the rigid substrate 53 described later. As shown in FIG. 18, the rigid substrate 53 includes a signal wiring layer 53a, an insulating layer 53b, and a ground layer 53c provided in the outermost layer. The outermost signal wiring layer 53a includes a ground connection pad 53d and a signal connection pad 53e as connection terminals connected to the substrate connection portions 55c of the
FPCコネクタ50、フレキシブル基板52及びリジッド基板53がそれぞれ、上述したような構成を備えることにより、図17から図23で示した従来の基板接続構造では、フレキシブル基板52の信号線路9、FPCコネクタ50の信号線路9に対応したコンタクト5及びリジッド基板53の信号線路9で、高周波の信号電流が伝送される。またこの時、フレキシブル基板52のグランド層52m、グランドビア52h、FPCコネクタ50のグランドラインに対応したコンタクト55及びリジッド基板53のグランド層53cには、信号電流と逆の方向に信号電流に対する帰還電流が流れる。
Since the FPC connector 50, the flexible substrate 52, and the rigid substrate 53 have the above-described configurations, in the conventional substrate connection structure shown in FIGS. 17 to 23, the
また上記とは別に、フレキシブル基板の装着時における位置ずれを防ぎ、且つフレキシブル基板の保持力を向上させるフレキシブル基板用コネクタが提案されている(例えば特許文献1)。特許文献1に開示されるフレキシブル基板用コネクタは、ハウジング開閉部が開かれた状態で、ハウジング開口部に挿入されたフレキシブル基板を弾性的に押圧して支持する弾性支持片を備えることにより、フレキシブル基板の装着時における位置ずれを防ぎ、且つフレキシブル基板の保持力を向上させるものである。
In addition to the above, there has been proposed a connector for a flexible substrate that prevents misalignment during mounting of the flexible substrate and improves the holding force of the flexible substrate (for example, Patent Document 1). The connector for a flexible substrate disclosed in
しかし、図17から図23で説明した、従来のFPCコネクタ50及び、このFPCコネクタ50を備える基板接続構造では、次のような問題がある。フレキシブル基板52の信号線路9からFPCコネクタ50のコンタクト55を経由して、リジッド基板53の信号線路9へ信号電流が流れる際には、図18の矢印に示すように、コンタクト55に電流が流れる。この時Nで示す支持部55dが、伝送線路におけるスタブとなり、伝送線路の特性インピーダンスが低下してしまう。これにより、伝送線路の特性インピーダンスが所定の値にならないため、高周波信号の伝送特性が低下してしまう問題がある。
However, the conventional FPC connector 50 and the substrate connection structure including the FPC connector 50 described with reference to FIGS. 17 to 23 have the following problems. When a signal current flows from the
また、特許文献1に開示されるフレキシブル基板用コネクタは、フレキシブル基板の装着時における位置ずれを防ぎ、且つフレキシブル基板の保持力を向上させるための構成であり、高周波信号の伝送特性を向上させることはできない。
In addition, the connector for a flexible substrate disclosed in
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、フレキシブル基板と他基板の接続箇所における高周波信号の伝送特性を向上させることを可能とするフレキシブル基板用コネクタと、このフレキシブル基板用コネクタを備えた基板接続構造、光送受信モジュール及び光送受信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and a connector for a flexible substrate capable of improving the transmission characteristics of a high-frequency signal at a connection portion between the flexible substrate and another substrate, and for the flexible substrate. It is an object of the present invention to provide a substrate connection structure, an optical transceiver module, and an optical transceiver apparatus provided with a connector.
上述した課題を解決するため、本発明に係るフレキシブル基板用コネクタは、フレキシブル基板が挿入される開口部内に、複数のコンタクトを所定の間隔で収容するハウジングを備え、プリント基板上へ実装されるフレキシブル基板用コネクタにおいて、各コンタクトは、開口部内に挿入されるフレキシブル基板の接続端子に接続する挿入基板接続部から、当該フレキシブル基板用コネクタが実装されるプリント基板の接続端子に接続する実装基板接続部まで、伝送線路に対して突出部を非形成にしたことを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems, a flexible board connector according to the present invention includes a housing that accommodates a plurality of contacts at predetermined intervals in an opening into which a flexible board is inserted, and is mounted on a printed board. In the board connector, each contact is connected to the connecting terminal of the printed board on which the connector for the flexible board is mounted from the inserting board connecting part connected to the connecting terminal of the flexible board inserted into the opening. Up to this point, the protrusion is not formed on the transmission line.
本発明に係るフレキシブル基板用コネクタにおいては、当該フレキシブル基板用コネクタに挿入されたフレキシブル基板の接続端子と、当該フレキシブル基板用コネクタが実装されるプリント基板の接続端子との間を接続するコンタクトにて、高周波の信号が伝送される。 In the flexible board connector according to the present invention, the contact connecting the connection terminal of the flexible board inserted into the flexible board connector and the connection terminal of the printed board on which the flexible board connector is mounted. A high frequency signal is transmitted.
ここで、コンタクトは、フレキシブル基板の接続端子に接続する挿入基板接続部から、プリント基板の接続端子に接続する実装基板接続部まで、伝送線路に対して突出部を非形成とする。このため、信号の伝送線路にスタブとなる箇所が存在しないため、伝送線路の特性インピーダンスの低下が抑えられる。 Here, the contact does not form a protruding portion with respect to the transmission line from the insertion board connection portion connected to the connection terminal of the flexible board to the mounting board connection portion connected to the connection terminal of the printed board. For this reason, since the location which becomes a stub does not exist in the transmission line of a signal, the fall of the characteristic impedance of a transmission line is suppressed.
上述した課題を解決するため、本発明に係る基板接続構造は、フレキシブル基板とプリント基板とを、フレキシブル基板が挿入される開口部内に複数のコンタクトを所定の間隔で収容するハウジングを備え、プリント基板上へ実装されるフレキシブル基板用コネクタを用いて、電気的に接続する基板接続構造において、フレキシブル基板用コネクタの各コンタクトは、開口部内に挿入されるフレキシブル基板の接続端子に接続する挿入基板接続部から、プリント基板の接続端子に接続する実装基板接続部まで、伝送線路に対して突出部を非形成にしたことを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems, a board connection structure according to the present invention includes a housing that houses a flexible board and a printed board at a predetermined interval in a plurality of contacts in an opening into which the flexible board is inserted. In the board connection structure that is electrically connected using the flexible board connector mounted on the top, each contact of the flexible board connector is connected to the connection terminal of the flexible board inserted into the opening. To the mounting board connection part connected to the connection terminal of the printed circuit board, the protruding part is not formed with respect to the transmission line.
本発明に係る基板接続構造のフレキシブル基板用コネクタにおいては、当該フレキシブル基板用コネクタに挿入されたフレキシブル基板の接続端子と、当該フレキシブル基板用コネクタが実装されるプリント基板の接続端子との間を接続するコンタクトにて、高周波の信号が伝送される。 In the flexible board connector of the board connection structure according to the present invention, the connection between the connection terminal of the flexible board inserted into the flexible board connector and the connection terminal of the printed board on which the flexible board connector is mounted is connected. A high frequency signal is transmitted through the contact.
ここで、コンタクトは、フレキシブル基板の接続端子に接続する挿入基板接続部から、プリント基板の接続端子に接続する実装基板接続部まで、伝送線路に対して突出部を非形成とする。このため、信号の伝送線路にスタブとなる箇所が存在しないため、伝送線路の特性インピーダンスの低下が抑えられる。 Here, the contact does not form a protruding portion with respect to the transmission line from the insertion board connection portion connected to the connection terminal of the flexible board to the mounting board connection portion connected to the connection terminal of the printed board. For this reason, since the location which becomes a stub does not exist in the transmission line of a signal, the fall of the characteristic impedance of a transmission line is suppressed.
上述した課題を解決するため、本発明に係る光送受信モジュールは、光送受信回路基板、及び、光送受信回路基板に接続された、電気信号を光信号に変換して出力する光送信モジュールと光信号を電気信号に変換して出力する光受信モジュールとを備えた光送受信モジュールにおいて、光送受信回路基板は、最外層の信号配線層にマイクロストリップ線路を備えるフレキシブル基板を介して、他基板に実装されたフレキシブル基板用コネクタに電気的に接続され、フレキシブル基板用コネクタは、フレキシブル基板が挿入される開口部内に、複数のコンタクトを所定の間隔で収容するハウジングを備え、各コンタクトは、開口部内に挿入されるフレキシブル基板の接続端子に接続する挿入基板接続部から、他基板の接続端子に接続する実装基板接続部まで、伝送線路に対して突出部を非形成にしたことを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems, an optical transmission / reception module according to the present invention includes an optical transmission / reception circuit board, an optical transmission module connected to the optical transmission / reception circuit board, which converts an electrical signal into an optical signal and outputs the optical signal. In an optical transceiver module comprising an optical receiver module that converts a signal into an electrical signal and outputs the optical signal, the optical transceiver circuit board is mounted on another board via a flexible board having a microstrip line in the outermost signal wiring layer. The flexible board connector is provided with a housing that accommodates a plurality of contacts at predetermined intervals in an opening into which the flexible board is inserted, and each contact is inserted into the opening. Mounting board connected to connecting terminal of other board from connecting part of connecting board connected to connecting terminal of flexible board To the connecting portion, and is characterized in that it has a non-form protrusions against the transmission line.
本発明に係る光送受信モジュールのフレキシブル基板用コネクタにおいては、当該フレキシブル基板用コネクタに挿入されたフレキシブル基板の接続端子と、当該フレキシブル基板用コネクタが実装される他基板の接続端子との間を接続するコンタクトにて、高周波の信号が伝送される。 In the flexible substrate connector of the optical transceiver module according to the present invention, the connection between the connection terminal of the flexible substrate inserted into the flexible substrate connector and the connection terminal of the other substrate on which the flexible substrate connector is mounted is connected. A high frequency signal is transmitted through the contact.
ここで、コンタクトは、フレキシブル基板の接続端子に接続する挿入基板接続部から、プリント基板の接続端子に接続する実装基板接続部まで、伝送線路に対して突出部を非形成とする。このため、信号の伝送線路にスタブとなる箇所が存在しないため、伝送線路の特性インピーダンスの低下が抑えられる。 Here, the contact does not form a protruding portion with respect to the transmission line from the insertion board connection portion connected to the connection terminal of the flexible board to the mounting board connection portion connected to the connection terminal of the printed board. For this reason, since the location which becomes a stub does not exist in the transmission line of a signal, the fall of the characteristic impedance of a transmission line is suppressed.
上述した課題を解決するため、本発明に係る光送受信装置は、光送受信回路基板、及び、光送受信回路基板に接続された、電気信号を光信号に変換して出力する光送信モジュールと光信号を電気信号に変換して出力する光受信モジュールとを有する光送受信モジュールと、光送受信モジュールが接続される親基板とを備えた光送受信装置において、光送受信回路基板は、最外層の信号配線層にマイクロストリップ線路を備えるフレキシブル基板を介して、親基板に実装されたフレキシブル基板用コネクタに電気的に接続され、フレキシブル基板用コネクタは、フレキシブル基板が挿入される開口部内に、複数のコンタクトを所定の間隔で収容するハウジングを備え、各コンタクトは、開口部内に挿入されるフレキシブル基板の接続端子に接続する挿入基板接続部から、プリント基板の接続端子に接続する実装基板接続部まで、伝送線路に対して突出部を非形成にしたことを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems, an optical transmission / reception apparatus according to the present invention includes an optical transmission / reception circuit board, an optical transmission module connected to the optical transmission / reception circuit board, which converts an electrical signal into an optical signal and outputs the optical signal. In an optical transmission / reception apparatus comprising an optical transmission / reception module having an optical reception module for converting an electrical signal into an electrical signal and a parent substrate to which the optical transmission / reception module is connected, the optical transmission / reception circuit board is an outermost signal wiring layer Are electrically connected to a flexible board connector mounted on a parent board through a flexible board having a microstrip line, and the flexible board connector has a plurality of contacts in an opening into which the flexible board is inserted. Each contact is connected to the connection terminal of the flexible board inserted in the opening That from the insertion board connecting portion, to the mounting board connecting portion connected to the connection terminals of the printed circuit board, it is characterized in that it has a non-form protrusions against the transmission line.
本発明に係る光送受信装置のフレキシブル基板用コネクタにおいては、当該フレキシブル基板用コネクタに挿入されたフレキシブル基板の接続端子と、当該フレキシブル基板用コネクタが実装される親基板の接続端子との間を接続するコンタクトにて、高周波の信号が伝送される。 In the flexible board connector of the optical transceiver according to the present invention, the connection between the connection terminal of the flexible board inserted into the flexible board connector and the connection terminal of the parent board on which the flexible board connector is mounted is connected. A high frequency signal is transmitted through the contact.
ここで、コンタクトは、フレキシブル基板の接続端子に接続する挿入基板接続部から、プリント基板の接続端子に接続する実装基板接続部まで、伝送線路に対して突出部を非形成とする。このため、信号の伝送線路にスタブとなる箇所が存在しないため、伝送線路の特性インピーダンスの低下が抑えられる。 Here, the contact does not form a protruding portion with respect to the transmission line from the insertion board connection portion connected to the connection terminal of the flexible board to the mounting board connection portion connected to the connection terminal of the printed board. For this reason, since the location which becomes a stub does not exist in the transmission line of a signal, the fall of the characteristic impedance of a transmission line is suppressed.
本発明に係るフレキシブル基板用コネクタによれば、コンタクトは、フレキシブル基板の接続端子に接続する挿入基板接続部から、プリント基板の接続端子に接続する実装基板接続部まで、伝送線路に対して突出部を非形成とするため、伝送線路にスタブとなる箇所が存在せず、伝送線路の特性インピーダンスの低下が抑えられる。これにより、フレキシブル基板とプリント基板の接続箇所における高周波信号の伝送特性を向上させることが可能となる。 According to the connector for a flexible board according to the present invention, the contact protrudes from the insertion board connection part connected to the connection terminal of the flexible board to the mounting board connection part connected to the connection terminal of the printed board with respect to the transmission line. Therefore, the transmission line does not have a portion that becomes a stub, and a decrease in the characteristic impedance of the transmission line can be suppressed. Thereby, it becomes possible to improve the transmission characteristic of the high frequency signal in the connection location of a flexible substrate and a printed circuit board.
本発明に係る基板接続構造によれば、フレキシブル基板用コネクタのコンタクトは、フレキシブル基板の接続端子に接続する挿入基板接続部から、プリント基板の接続端子に接続する実装基板接続部まで、伝送線路に対して突出部を非形成とするため、伝送線路にスタブとなる箇所が存在せず、伝送線路の特性インピーダンスの低下が抑えられる。これにより、フレキシブル基板とプリント基板の接続箇所における高周波信号の伝送特性を向上させることが可能となる。 According to the board connection structure of the present invention, the contact of the flexible board connector is connected to the transmission line from the insertion board connection part connected to the connection terminal of the flexible board to the mounting board connection part connected to the connection terminal of the printed board. On the other hand, since the projecting portion is not formed, there is no portion that becomes a stub in the transmission line, and a decrease in characteristic impedance of the transmission line is suppressed. Thereby, it becomes possible to improve the transmission characteristic of the high frequency signal in the connection location of a flexible substrate and a printed circuit board.
本発明に係る光送受信モジュールによれば、フレキシブル基板用コネクタのコンタクトは、フレキシブル基板の接続端子に接続する挿入基板部から、他基板の接続端子に接続する実装基板接続部まで、伝送線路に対して突出部を非形成とするため、伝送線路にスタブとなる箇所が存在せず、伝送線路の特性インピーダンスの低下が抑えられる。これにより、フレキシブル基板と他基板の接続箇所における高周波信号の伝送特性を向上させることができ、高速のデータの送受信を安定して行うことが可能となる。 According to the optical transceiver module of the present invention, the contact of the connector for the flexible board is connected to the transmission line from the insertion board part connected to the connection terminal of the flexible board to the mounting board connection part connected to the connection terminal of the other board. Thus, since the projecting portion is not formed, there is no portion that becomes a stub in the transmission line, and a decrease in the characteristic impedance of the transmission line is suppressed. Thereby, the transmission characteristic of the high frequency signal in the connection part of a flexible substrate and another board | substrate can be improved, and it becomes possible to perform transmission and reception of high-speed data stably.
本発明に係る光送受信装置によれば、フレキシブル基板用コネクタのコンタクトは、フレキシブル基板の接続端子に接続する挿入基板接続部から、親基板の接続端子に接続する実装基板接続部まで、伝送線路に対して突出部を非形成とするため、伝送線路にスタブとなる箇所が存在せず、伝送線路の特性インピーダンスの低下が抑えられる。これにより、フレキシブル基板と他基板の接続箇所における高周波信号の伝送特性を向上させることができ、高速のデータの送受信を安定して行うことが可能となる。 According to the optical transmission / reception apparatus according to the present invention, the contact of the connector for the flexible board is connected to the transmission line from the insertion board connection part connected to the connection terminal of the flexible board to the mounting board connection part connected to the connection terminal of the parent board. On the other hand, since the projecting portion is not formed, there is no portion that becomes a stub in the transmission line, and a decrease in characteristic impedance of the transmission line is suppressed. Thereby, the transmission characteristic of the high frequency signal in the connection part of a flexible substrate and another board | substrate can be improved, and it becomes possible to perform transmission and reception of high-speed data stably.
以下図面を参照して、本発明のフレキシブル基板用コネクタ、基板接続構造、光送受信モジュール及び光送受信装置の実施の形態について説明する。まず、本発明のフレキシブル基板用コネクタ及びこのフレキシブル基板用コネクタを備えた基板接続構造の実施の形態について説明する。 Embodiments of a flexible board connector, a board connection structure, an optical transmission / reception module, and an optical transmission / reception apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. First, an embodiment of a flexible board connector and a board connection structure provided with the flexible board connector of the present invention will be described.
<本実施の形態のフレキシブル基板用コネクタ・基板接続構造の構成例>
図1から図3は、本実施の形態のフレキシブル基板用コネクタ(以下FPC(Flexible Printed Circuit)コネクタ1とする)及びこのFPCコネクタ1を備えた基板接続構造を示す説明図である。図1はFPCコネクタ1を備えた基板接続構造を示す断面図であり、後述するリジッド基板3上に実装された状態を示している。図1は後述するフレキシブル基板2を挿入した状態で、後述するハウジング開閉部4aを開いた状態を示している。図2はFPCコネクタ1の概略を示す斜視図であり、後述するハウジング開閉部4aを開いた状態を示している。図3はFPCコネクタ1を備えた基板接続構造を示す断面図であり、後述するリジッド基板3上に実装された状態を示している。図3は後述するフレキシブル基板2を挿入した状態で、後述するハウジング開閉部4aを閉じた状態を示している。図1及び図3では、リジッド基板3は一部の構成を示している。
<Configuration Example of Flexible Board Connector / Board Connection Structure of the Present Embodiment>
FIG. 1 to FIG. 3 are explanatory views showing a flexible board connector (hereinafter referred to as an FPC (Flexible Printed Circuit) connector 1) and a board connection structure including the
図1から図3に示すように、FPCコネクタ1は、ハウジング開閉部4aにより開閉されるハウジング開口部4bを備えたハウジング4を備える。ハウジング4の内部には、フレキシブル基板2の接続端子に接続するFPC接続部5a及びリード部5bが一体形成された金属により構成されるコンタクト5が、所定の間隔で並列に収容される。ハウジング開閉部4aは加圧部材の一例であり、ハウジング開口部4bは開口部の一例である。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
FPC接続部5aは、リード部5bから水平方向に突出して形成される。また、コンタクト5のリード部5bの端部には、リジッド基板3の接続端子に接続する基板接続部5cを備える。図1及び図3に示すように、FPCコネクタ1のコンタクト5は、図18に示す従来のFPCコネクタ50のコンタクト55の支持部55dのような突出部を形成せずに、FPC接続部5aから基板接続部5cまで、一筆書き状に形成される。FPC接続部5aは挿入基板接続部の一例であり、基板接続部5cは実装基板接続部の一例である。
The
また、図3のCに示すように、ハウジング4及びコンタクト5は相補的な凹凸部を有しており、この凹凸部で互いに嵌合した状態で固着される。これにより、図18に示す従来のFPCコネクタ50のハウジング54及びコンタクト55のように、それぞれ支持部挿通部54d及び支持部55dを設けなくても、ハウジング4及びコンタクト5の強度を保った状態で固着することが可能となる。
As shown in FIG. 3C, the housing 4 and the
FPC接続部5aはハウジング4のハウジング開口部4bの下部に設けられた接続部収容溝4c内に位置する。フレキシブル基板の接続端子に接続するFPC接続部5aの端部は、接続部収容溝4cから所定量突出した状態となる。
The
図1に示すようにハウジング開閉部4aが開いた状態で、接続端子を下面にしてフレキシブル基板2をハウジング開口部4bに挿入し、図3に示すようにハウジング開閉部4aを閉じることにより、フレキシブル基板2はハウジング開閉部4aにより下方に押圧され、図3のBに示すように、フレキシブル基板2の接続端子とコンタクト5のFPC接続部5aが接触した状態になる。また、図3のD示すように、コンタクト5の基板接続部5cは、リジッド基板3の接続端子に半田により接続される。
With the housing opening / closing part 4a open as shown in FIG. 1, the flexible substrate 2 is inserted into the housing opening 4b with the connection terminal on the bottom, and the housing opening / closing part 4a is closed as shown in FIG. The substrate 2 is pressed downward by the housing opening / closing portion 4a, and the connection terminal of the flexible substrate 2 and the
ここでフレキシブル基板2としては、例えば次に示すようなものが使用される。図4から図8は、フレキシブル基板2の構成の例を示す説明図である。図4は、フレキシブル基板2の概略を示す平面図であり、説明のため一部の構成を透視した状態で破線で示している。図5は図4のE−E断面を示す概略図である。図6は後述するフレキシブル基板2の第一配線層2bを示す平面図であり、図5の上方から見た状態を示している。図7及び図8は、後述するフレキシブル基板2の第二配線層2dを示す平面図であり、図5の下方から見た状態を示している。図7は図4及び図6に対応した箇所を示しており、図8は図7の左右方向を長くした状態で示している。 Here, for example, the following is used as the flexible substrate 2. 4 to 8 are explanatory diagrams illustrating examples of the configuration of the flexible substrate 2. FIG. 4 is a plan view illustrating the outline of the flexible substrate 2, and is illustrated by a broken line in a state where a part of the configuration is seen through for explanation. FIG. 5 is a schematic view showing an EE cross section of FIG. 6 is a plan view showing a first wiring layer 2b of the flexible substrate 2 to be described later, and shows a state seen from above in FIG. 7 and 8 are plan views showing a second wiring layer 2d of the flexible substrate 2 to be described later, and show a state seen from below in FIG. 7 shows portions corresponding to FIGS. 4 and 6, and FIG. 8 shows a state in which the left-right direction of FIG. 7 is elongated.
図4から図8に示すように、フレキシブル基板2は第一から第三の絶縁層及び第一、第二の配線層が交互に上下に積層されて形成される。第一、第二の配線層は、例えばCCL(Copper Clad Laminate)等の金属膜により形成される。第一から第三の絶縁層はエポキシ系又はポリミド系の樹脂により構成される。第一絶縁層2a及び第三絶縁層2eは、例えば保護フィルムとしてカバーレイにより構成される。基板の端部の所定の領域においては、FPCコネクタ1と電気的な接続を行うために第三絶縁層2eは非形成となっている。第一絶縁層2aの上面にはFPCコネクタ1への接続時の損傷を防ぐために補強板2fが備えられる。
As shown in FIGS. 4 to 8, the flexible substrate 2 is formed by alternately stacking first to third insulating layers and first and second wiring layers. The first and second wiring layers are formed of a metal film such as CCL (Copper Clad Laminate), for example. The first to third insulating layers are made of an epoxy or polyimide resin. The 1st insulating layer 2a and the 3rd insulating layer 2e are comprised by the coverlay as a protective film, for example. In a predetermined region at the end of the substrate, the third insulating layer 2e is not formed in order to make electrical connection with the
図4及び図6に示すように、第一配線層2bには、マイクロストリップラインとして信号線路9a・9bが形成される。また、第二配線層2dの端部には、FPCコネクタ1と各信号線路9の電気的接続を行うための信号接続パッド2l、及びFPCコネクタ1とグランド層の接続を行うためのグランド接続パッド2kが形成される。更に、図4、図7及び図8に示すように、第二配線層2dには、グランド層2mが形成される。グランド層2mは、図8のL16に示すように、信号線路9a・9bに対応した箇所で所定の幅に形成される。L16で示すグランド層2mの幅は、グランド層2mの共振による周囲への影響を考慮して決定される。信号接続パッド2lは信号接続端子の一例である。
As shown in FIGS. 4 and 6,
第一配線層2bの信号線路9と第二配線層2dの信号接続パッド2lは、フレキシブル基板2を貫通して形成された貫通ビアである信号ビア2gによって接続される。信号線路9と信号接続パッド2lは、両者間の電位差を少なくするために、例えば三つ以上の信号ビア2gにより接続される。信号ビア2gは信号配線用ビアの一例である。
The
また、図6に示すように、グランド接続パッド2kの位置に対応した箇所において、外部からのノイズの侵入及び各信号線間の干渉を防止するため、グランドガード部2iが形成される。グランドガード部2iを形成するために、グランド接続パッド2kに対応した箇所において、第一配線層2bと第二配線層2dに形成されたグランド層2mがグランドビア2hにより接続される。グランドガード部2iの第一配線層2bと第二配線層2dの間の電位差を少なくするため、両者は、例えば三つの以上のグランドビア2hにより接続される。グランドビア2hはフレキシブル基板接地配線用ビアの一例である。
Further, as shown in FIG. 6, a ground guard portion 2i is formed at a location corresponding to the position of the ground connection pad 2k in order to prevent external noise intrusion and interference between the signal lines. In order to form the ground guard portion 2i, the
図4及び図6に示すように、信号線路9a・9bは、信号ビア2gの近傍で信号ビア2gに向けて徐々に線幅が広くなるように形成されたフレキシブル基板信号テーパ部2jを備える。また、図4及び図7に示すように、第二配線層2dのグランド層2mは、グランド接続パッド2kに対応した箇所から信号線路9a・9bの配線方向に向けて、信号線路9a・9bのフレキシブル基板信号テーパ部2jの形状と合わせて形成されたグランド層テーパ部2oを備える。フレキシブル基板信号テーパ部2jは、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路に備えられたテーパ部の一例であり、グランド層テーパ部2oはフレキシブル基板のマイクロストリップ線路に対応した接地導体層に備えられたテーパ部の一例である。
As shown in FIGS. 4 and 6, the
更に、リジッド基板3としては、例えば次に示すようなものが使用される。図9は、後述するリジッド基板3の最外層に設けられた信号配線層3aを示す平面図である。図1及び図3に示すように、リジッド基板3は、最外層に設けられた信号配線層3a、絶縁層3b及びグランド層3cを備えて構成される。最外層の信号配線層3aには、各コンタクト5の基板接続部5cと接続する接続端子として、グランド接続パッド3d及び信号接続パッド3eを備える。グランド接続パッド3dはグランドビア3iによりグランド層3cに接続されている。
Further, as the rigid substrate 3, for example, the following is used. FIG. 9 is a plan view showing a signal wiring layer 3a provided in the outermost layer of the rigid substrate 3 to be described later. As shown in FIGS. 1 and 3, the rigid substrate 3 includes a signal wiring layer 3a, an insulating layer 3b, and a ground layer 3c provided in the outermost layer. The outermost signal wiring layer 3 a includes ground connection pads 3 d and signal connection pads 3 e as connection terminals connected to the substrate connection portions 5 c of the
また、信号接続パッド3eは、マイクロストリップラインとして形成された信号線路9c・9dに接続されている。ここで、信号線路9c・9dは、信号接続パッド3eの近傍で信号接続パッド3eに向けて徐々に線幅が広くなるように形成されたリジッド基板信号テーパ部3fを備える。リジッド基板信号テーパ部3fはリジッド基板のマイクロストリップ線路に備えられたテーパ部の一例である。 The signal connection pad 3e is connected to signal lines 9c and 9d formed as microstrip lines. Here, the signal lines 9c and 9d include a rigid substrate signal taper portion 3f formed so that the line width gradually increases toward the signal connection pad 3e in the vicinity of the signal connection pad 3e. The rigid substrate signal taper portion 3f is an example of a taper portion provided in the microstrip line of the rigid substrate.
更に図1、図3及び図8に示すように、リジッド基板3の信号配線層3aにおいて、フレキシブル基板2及びリジッド基板3の各信号線路9を接続するFPCコネクタ1のコンタクト5に対応した位置に、所定の大きさのグランド面3gを備える。このグランド面3gは、リジッド基板3を貫通して形成された貫通ビアであるグランドビア3hにより、リジッド基板3のグランド層3cに接続される。グランド面3gとグランド層3cの電位差を少なくするため、グランド面3gとグランド層3cは、例えば三つ以上のグランドビア3hにより接続される。グランド面3gはプリント基板の接地導体層に接続された接地導体部の一例であり、グランドビア3hはプリント基板接地配線用ビアの一例である。
Further, as shown in FIGS. 1, 3, and 8, the signal wiring layer 3 a of the rigid substrate 3 is positioned at a position corresponding to the
図1から図3で示すFPCコネクタ1を備えた基板接続構造では、図4から図8で示すフレキシブル基板2及び図1、図3及び図8で示すリジッド基板3を備える構成とした。しかし、図1から図3で示すFPCコネクタ1と共に、図19から図22で示すフレキシブル基板52又は図23で示すリジッド基板53を備える構成としても良い。
The board connection structure provided with the
更に、図1から図9に示す本実施の形態のFPCコネクタ1を備えた基板接続構造においては、一つの信号線路9によりシングルエンドモードの信号が伝送される構成としても良く、また、一対の信号線路9により差動信号が伝送される構成としても良い。
Furthermore, in the board connection structure provided with the
<本実施の形態のフレキシブル基板用コネクタ・基板接続構造の動作例>
次に、本実施の形態のFPCコネクタ1及びFPCコネクタ1を備えた基板接続構造の動作例について説明する。図1から図9で示す、本実施の形態の基板接続構造では、フレキシブル基板2の信号線路9a・9b、各信号ビア2g、FPCコネクタ1のコンタクト5及びリジッド基板の信号線路9c・9dにより信号が伝送される。
<Operation example of connector / board connection structure for flexible board of this embodiment>
Next, an operation example of the
フレキシブル基板2の信号線路9からFPCコネクタ1のコンタクト5を経由して、リジッド基板3の信号線路9へ信号電流が流れる際には、図3の矢印に示すように、コンタクト5に電流が流れる。FPCコネクタ1のコンタクト5では、図18に示す従来のFPCコネクタ50のコンタクト55の支持部55dのような、伝送線路におけるスタブとなる箇所が無いため、伝送線路の特性インピーダンスの低下が抑えられる。これにより、伝送線路の特性インピーダンスが所定の値にならないことによる、高周波信号の伝送特性の低下を防ぎ、フレキシブル基板2とリジッド基板3の接続箇所における高周波信号の伝送特性を向上させることが可能となる。
When a signal current flows from the
また、本実施の形態の基板接続構造では、図3に示すように、フレキシブル基板2の信号線路9が備えられる第一配線層2bは、FPCコネクタ1が実装されるリジッド基板3に対して逆側に位置する。このため、信号線路9は、フレキシブル基板2の第二配線層2dに備えられたグランド層2mと主に結合し、Aに示すリジッド基板3に備えられるグランド層3cとは結合しない。このため、フレキシブル基板2上の信号線路9と、リジッド基板3のグランド層3cが結合してキャパシタンスが生じることによる、信号線路9の特性インピーダンスの低下を防ぐことができ、高周波信号の伝送特性の低下を防ぐことができる。
Moreover, in the board | substrate connection structure of this Embodiment, as shown in FIG. 3, the 1st wiring layer 2b with which the signal track |
図10は本実施の形態の基板接続構造のフレキシブル基板2の信号線路9a・9bにて、高周波の信号が伝送される際の信号電流及び帰還電流の流れを示す平面図である。図10は、フレキシブル基板2の第一配線層2bに設けられた信号線路9a・9b及び第二配線層2dに設けられたグランド層2mを示している。フレキシブル基板2の各信号線路9a・9bに高周波の信号が伝送される際には、図10の矢印Fに示すように信号線路9a・9bに電流が流れる。またこの時、図10の矢印Gに示すようにグランド層2mを帰還電流が流れる。
FIG. 10 is a plan view showing the flow of a signal current and a feedback current when a high-frequency signal is transmitted through the
ここで本実施の形態の基板接続構造においては、フレキシブル基板2の第一配線層2bに備えられた信号線路9a・9bは、信号ビア2gの近傍で信号ビア2gに向かって徐々に広くなるように形成されたフレキシブル基板信号テーパ部2jを備える。また、第二配線層2dのグランド接続パッド2kの近傍において、信号線路9のフレキシブル基板信号テーパ部2jに合わせた向きに形成された、グランド層テーパ部2oを備える。
Here, in the substrate connection structure of the present embodiment, the
このため、信号線路9a・9bと信号ビア2gの接続部近傍における、信号線路9a・9bとの第二配線層2dのグランド層2mの結合を強めることができ、伝送線路の特性インピーダンスの急激な変化が抑えられる。更に、図10の矢印Gに示すように、グランド接続パッド2kの近傍において帰還電流の経路の急激な変化が抑えられる。これにより、フレキシブル基板2とFPCコネクタ1の接続箇所における高周波の信号の伝送特性を向上させることが可能となる。
For this reason, the coupling of the
また、本実施の形態の基板接続構造においては、図1、図3及び図8に示すように、リジッド基板3の信号配線層3aにおいて、フレキシブル基板2及びリジッド基板3の各信号線路を接続するFPCコネクタ1のコンタクト5に対応した位置に、グランド層3cに接続された所定の大きさのグランド面3gを備える。このため、フレキシブル基板2の接続端子とコンタクト5のFPC接続部5aの接続箇所の、グランドとの結合を高めることにより、特性インピーダンスの値が大きくなることが抑えられる。また、グランド面3gとグランド層3cが三つのグランドビア3hによって接続されることにより、グランド面3gの電位が安定し、共振等による伝送線路の高周波特性への悪影響が抑えられる。
In the substrate connection structure of the present embodiment, the signal lines of the flexible substrate 2 and the rigid substrate 3 are connected in the signal wiring layer 3a of the rigid substrate 3 as shown in FIGS. A ground surface 3g having a predetermined size connected to the ground layer 3c is provided at a position corresponding to the
更に、本実施の形態の基板接続構造においては、リジッド基板3の信号配線層3aに備えられた信号線路9c・9dは、信号接続パッド3eの近傍で信号接続パッド3eに向かって徐々に広くなるように形成されたリジッド基板信号テーパ部3fを備える。このため、信号線路9a・9bと信号接続パッド3eの接続部近傍における伝送線路の特性インピーダンスの急激な変化が抑えられる。これらにより、FPCコネクタ1とリジッド基板3の接続箇所における高周波の信号の伝送特性を向上させることが可能となる。
Furthermore, in the substrate connection structure of the present embodiment, the signal lines 9c and 9d provided in the signal wiring layer 3a of the rigid substrate 3 gradually become wider toward the signal connection pad 3e in the vicinity of the signal connection pad 3e. A rigid substrate signal taper portion 3f formed as described above is provided. For this reason, a rapid change in the characteristic impedance of the transmission line in the vicinity of the connection portion between the
以上のように、本実施の形態のFPCコネクタ1及びFPCコネクタ1を備えた基板接続構造では、フレキシブル基板2及びリジッド基板3の接続箇所における高周波信号の伝送特性を向上させることが可能となる。
As described above, in the board connection structure including the
次に本実施の形態のFPCコネクタ1を備える基板接続構造と、従来のFPCコネクタ50を備える基板接続構造における、反射損失(S11)と伝送損失(S12)の測定結果について説明する。図11は、図1から図9で示す本実施の形態のFPCコネクタ1を備える基板接続構造と、図17から図23で示す従来のFPCコネクタ50を備える基板接続構造の各周波数における、信号線路9上の信号電流の反射損失(S11)の測定結果を示す図である。Hは本実施の形態の基板接続構造の測定結果を示し、Iは従来の基板接続構造の測定結果を示している。
Next, the measurement results of the reflection loss (S11) and the transmission loss (S12) in the board connection structure including the
図12は、図1から図9で示す本実施の形態のFPCコネクタ1を備える基板接続構造と、図17から図23で示す従来のFPCコネクタ50を備える基板接続構造の各周波数における、信号線路9上の信号電流の伝送損失(S12)の測定結果を示す図である。Jは本実施の形態の基板接続構造の測定結果を示し、Kは従来の基板接続構造の測定結果を示している。
12 shows signal lines at each frequency of the board connection structure including the
各測定結果における各部の寸法は次の通りである。本実施の形態の基板接続構造のフレキシブル基板2において、信号ビア2g及びグランドビア2hの直径は0.25mmであり、図6のL4及びL5で示す、信号ビア2g及びグランドビア2hの間隔は0.725mmである。また、L7で示す長さは0.95mmであり、L8で示す長さは0.65mmである。更に、L1及びL2で示す長さは0.5mmであり、L3で示す長さは2.0mmであり、L26で示す長さは0.25mmであり、L5で示す長さは3.0mmである。 The dimensions of each part in each measurement result are as follows. In the flexible substrate 2 having the substrate connection structure of the present embodiment, the diameter of the signal via 2g and the ground via 2h is 0.25 mm, and the interval between the signal via 2g and the ground via 2h indicated by L4 and L5 in FIG. 725 mm. The length indicated by L7 is 0.95 mm, and the length indicated by L8 is 0.65 mm. Further, the length indicated by L1 and L2 is 0.5 mm, the length indicated by L3 is 2.0 mm, the length indicated by L26 is 0.25 mm, and the length indicated by L5 is 3.0 mm. is there.
また、本実施の形態の基板接続構造のフレキシブル基板2において、図7のL11に示す信号接続パッド2lの幅は0.95mmであり、L13に示すグランド接続パッド2kの幅は0.65mmである。更にL9で示す長さは0.35mmであり、L10で示す長さは0.1025mmであり、L12で示す長さは1.35mmである。図8において、L14で示す長さは1.5mmであり、L15で示す長さは2.0mmであり、L16で示す長さは2.5mmである。
Further, in the flexible substrate 2 of the substrate connection structure of the present embodiment, the width of the
また、本実施の形態の基板接続構造のフレキシブル基板2において、第二絶縁層2cはポリミド系の樹脂で構成され、比誘電率の値は3.2であり、tanδの値は0.005である。また基板の厚みは0.05mmであり、特性インピーダンスの値は50Ωに制御されている。 In the flexible substrate 2 having the substrate connection structure of the present embodiment, the second insulating layer 2c is made of a polyimide resin, the relative dielectric constant is 3.2, and the tan δ is 0.005. is there. The thickness of the substrate is 0.05 mm, and the characteristic impedance value is controlled to 50Ω.
また、本実施の形態の基板接続構造のリジッド基板3において、図9のL17に示すグランド面3gの幅は0.6mmであり、L18に示すグランド面3gの長さは2mmであり、L19に示すグランド面3gの中心間の距離は2mmである。また、L20に示すグランド接続パッド3dと信号接続パッド3eの中心間の距離は1mmであり、L21及びL22で示すグランド接続パッド3dと信号接続パッド3eの幅は0.3mmであり、L23及びL25で示す長さは1.5mmである。更にL24で示す長さは0.3mmである。 Further, in the rigid substrate 3 having the substrate connection structure of the present embodiment, the width of the ground surface 3g shown in L17 of FIG. 9 is 0.6 mm, the length of the ground surface 3g shown in L18 is 2 mm, The distance between the centers of the ground surfaces 3g shown is 2 mm. The distance between the centers of the ground connection pad 3d and the signal connection pad 3e indicated by L20 is 1 mm, the widths of the ground connection pad 3d and the signal connection pad 3e indicated by L21 and L22 are 0.3 mm, and L23 and L25. The length indicated by is 1.5 mm. Further, the length indicated by L24 is 0.3 mm.
更に、本実施の形態の基板接続構造のリジッド基板3において、絶縁層3bはFR4(Flame Retardant Type 4)で構成され、比誘電率の値は4.4であり、tanδの値は0.02である。また基板の厚みは0.15mmであり、銅箔の厚みは0.03mmであり、特性インピーダンスの値は50Ωに制御されている。 Furthermore, in the rigid substrate 3 of the substrate connection structure of the present embodiment, the insulating layer 3b is composed of FR4 (Flame Retardant Type 4), the relative permittivity value is 4.4, and the tan δ value is 0.02. It is. The thickness of the substrate is 0.15 mm, the thickness of the copper foil is 0.03 mm, and the characteristic impedance value is controlled to 50Ω.
また、FPCコネクタ1のコンタクト5の間隔は1mmであり、ハウジング4の素材はポリミドで、比誘電率の値は3.8程度、tanδの値は0.01である。
Further, the distance between the
高速信号の安定した伝送を行うためには、伝送データレートの周波数において伝送路の反射損失(S11)が−10dB以下であり、伝送損失(S21)が−3dB以上であることが必要であるとされる。図11及び図12に示すように、本実施の形態の基板接続構造においては10GHzで反射損失が−23dB以下の値となり、伝送損失が−0.2dB以上の値となる。よって、本実施の形態の基板接続構造においては、10Gbpsの高速のシリアル伝送を安定して行うことができる。以上より、本実施の形態のFPCコネクタ1及びこのFPCコネクタ1を備えた基板接続構造で、フレキシブル基板2とリジッド基板3との接続箇所における高周波信号の伝送特性を向上させることが可能となることが確認できる。
In order to perform stable transmission of a high-speed signal, it is necessary that the reflection loss (S11) of the transmission line is −10 dB or less and the transmission loss (S21) is −3 dB or more at the frequency of the transmission data rate. Is done. As shown in FIGS. 11 and 12, in the substrate connection structure of the present embodiment, the reflection loss is a value of −23 dB or less and the transmission loss is a value of −0.2 dB or more at 10 GHz. Therefore, in the substrate connection structure of the present embodiment, high-speed serial transmission at 10 Gbps can be stably performed. As described above, the
次に本発明に係る光送受信モジュール及び光送受信装置の実施の形態として、本実施の形態のFPCコネクタ1を備えた基板接続構造を用いた光送受信モジュール及びネットワークカードについて説明する。
Next, as an embodiment of an optical transceiver module and an optical transceiver apparatus according to the present invention, an optical transceiver module and a network card using a board connection structure provided with the
<本実施の形態の光送受信モジュール及びネットワークカードの構成例>
図13から図16は、本実施の形態の光送受信モジュール19及びネットワークカード20の構成を示す説明図である。図13は本実施の形態の光送受信モジュール19及びネットワークカード20の第1の例の概略を示す平面図であり、図14は本実施の形態の光送受信モジュール19及びネットワークカード20の第1の例の概略を示す断面図である。図15は光送受信モジュール19及びネットワークカード20の第2の例の概略を示す平面図であり、図16は光送受信モジュール19及びネットワークカード20の第2の例の概略を示す断面図である。図14及び図16においては、後述するベゼル24は示していない。
<Configuration example of optical transceiver module and network card of this embodiment>
FIGS. 13 to 16 are explanatory diagrams showing configurations of the optical transceiver module 19 and the
本実施の形態のネットワークカード20は、光送受信モジュール19を備えており、パーソナルコンピュータ等の拡張スロットに搭載され、後述する光ケーブル接続コネクタ33に接続された光ケーブルを通じて、外部の情報通信機器等とのデータの送受信を可能とするものである。光送受信モジュール19及びネットワークカード20は、例えば次のような構成となる。
The
図13から図16に示すように、ネットワークカード20は、光ケーブル接続コネクタ33を有する光送受信モジュール19、光送受信ボード接続用FPC21、光送受信回路部B22を有するホストボード23及びホストボード23の端部に取り付けられるベゼル24を備えて構成される。光送受信モジュール19は、光ケーブル接続コネクタ33がベゼル24から突出するようにホストボード23に取り付けられている。また、ホストボード23はカードエッジ部25を有しており、ネットワークカード20はこのカードエッジ部25にてパーソナルコンピュータ等の拡張スロットへ搭載することが可能となっている。
As shown in FIGS. 13 to 16, the
光送受信モジュール19は、光送受信モジュール筐体26、TOSA27、ROSA28、TOSA接続用FPC30、ROSA接続用FPC29及び光送受信回路部A31を有する光送受信ボード32を備えて構成される。
The optical transmission / reception module 19 includes an optical transmission / reception board 32 having an optical transmission / reception module housing 26, a
TOSA27及びROSA28は、光送受信モジュール筐体26の光ケーブル接続コネクタ33に対応した位置に並んで配置される。TOSA(Transmitter Optical Sub-Assembly)27は、レーザーダイオード等を備えた送信用の光デバイスであり、光ケーブル接続コネクタ33に接続される光ケーブルのコネクタに対するインターフェースを有し、電気信号を光信号に変換して出力する。TOSA27は光送信モジュールの一例である。ROSA(Receiver Optical Sub-Assembly)28は、フォトダイオード等を備えた受信用の光デバイスであり、光ケーブル接続コネクタ33に接続される光ケーブルのコネクタに対するインターフェースを有し、光信号を電気信号に変換して出力する。ROSA28は光受信モジュールの一例である。
The
TOSA27及びROSA28は、それぞれTOSA接続用FPC30及びROSA接続用FPC29により、光送受信ボード32に接続される。光送受信ボード32は、リジット基板により構成され、TOSA接続用FPC30及びROSA接続用FPC29を介してTOSA27及びROSA28に接続された光送受信回路部A31を備える。光送受信回路部A31には、例えばTOSA27のレーザーダイオードの駆動回路、及びROSA28のフォトダイオードにより受光した信号のポストアンプ回路等が備えられる。
The
光送受信ボード32は光送受信ボード接続用FPC21を介してホストボード23に接続される。これにより、光送受信回路部A31の各回路は、光送受信ボード接続用FPC21を介して光送受信回路部B22の各回路に接続された状態となる。光送受信回路部B22には、例えばPHY(Physical layer)用チップ、及びMAC(Media Access Control)用チップ等が備えられる。光送受信ボード32は光送受信回路基板の一例であり、ホストボード23は親基板の一例である。
The optical transmission / reception board 32 is connected to the host board 23 via the optical transmission / reception
図13及び図14で示す、第1の例の光送受信モジュール19は、TOSA接続用FPC30、ROSA接続用FPC29、光送受信ボード接続用FPC21及び光送受信ボード32は、図13及び図14のMで示す各基板の接続箇所において、半田付けされている。よって、TOSA接続用FPC30、ROSA接続用FPC29、光送受信ボード接続用FPC21及び光送受信ボード32が一体で形成されるフレックスリジッド基板により構成される場合と比較して、各基板を別々に製造することが可能となる。よって各基板を低コストで製造することが可能となる。また、各基板が別々に製造されることにより、例えば光送受信ボード接続用FPC21にのみ設計変更が生じた場合でも、光送受信ボード接続用FPC21の製造工程のみを変更すれば良く、設計変更による影響を小さい範囲に押さえることが可能となる。
The optical transceiver module 19 of the first example shown in FIG. 13 and FIG. 14 is an FPC 30 for TOSA connection, an
また、図15及び図16で示す、第2の例の光送受信モジュール19は、TOSA接続用FPC30、ROSA接続用FPC29、光送受信ボード接続用FPC21及び光送受信ボード32はフレックスリジット基板により構成される。これにより、TOSA接続用FPC30、ROSA接続用FPC29及び光送受信ボード接続用FPC21の各フレキシブル基板を光送受信ボード32に半田付けする構成と比較して、製造時の半田付け作業が不要になる。よって、製造作業時間の短縮することができ、更に、半田付けの作業不良、及び半田付け作業時の熱による周辺の各部品に対する悪影響による製造不良の発生防止することができる。
15 and FIG. 16, the optical transceiver module 19 of the second example includes a FPC 30 for TOSA connection, an
更に、図13から図16に示す、本実施の形態の光送受信モジュール19及びネットワークカード20は、光送受信ボード接続用FPC21が、ホストボード23に備えられたFPCコネクタ34により接続されている。これにより、光送受信ボード接続用FPC21のホストボード23への取り付け作業を容易に行うことが可能となる。ここで、光送受信ボード接続用FPC21、ホストボード23及びFPCコネクタ34には、図1から図9で説明した本実施の形態のFPCコネクタ1を備えた基板接続構造が適用される。
Further, the optical transceiver module 19 and the
また、本実施の形態の光送受信モジュール19及びネットワークカード20においては、TOSA27、ROSA28、光送受信ボード32及びホストボード23がフレキシブル基板により接続される。これにより、各フレキシブル基板の長さの範囲内で各部材の配置を変更することができ、例えば、各部材がフレキシブル基板により接続された後に、光送受信ボード32が取り付けられた光送受信モジュール筐体の端面を、ベゼル24の位置に合わせるために位置の調整を行うことが可能となる。
In the optical transceiver module 19 and the
更に、本実施の形態の光送受信モジュール19及びネットワークカード20においては、光送受信を行うための各モジュール及び回路の一部が、光送受信モジュールとして構成されている。これにより、他のネットワークカード等の光送受信装置と光送受信モジュールの仕様を共通化し、他のネットワークカード等の光送受信装置と同一仕様の光送受信モジュールを使用することが可能となる。これにより、設計・製造のコストを下げることが可能となる。
Furthermore, in the optical transmission / reception module 19 and the
<本実施の形態の光送受信モジュール及びネットワークカードの動作例>
次に、図13から図16で説明した光送受信モジュール19及びネットワークカード20の動作例を説明する。光送受信モジュール19及びネットワークカード20は、パーソナルコンピュータ等の拡張スロットに搭載され、光ケーブル接続コネクタ33に接続された光ケーブルを通じて、次に示すように外部の情報通信機器等とのデータの送受信が行われる。
<Operation example of optical transceiver module and network card of this embodiment>
Next, operation examples of the optical transceiver module 19 and the
外部の情報通信機器等へのデータの送信は、次のように行われる。パーソナルコンピュータ等の拡張スロットに接続されたカードエッジ部25を介して、データ送信に必要な情報が電気信号で光送受信回路部B22に入力される。光送受信回路部B22に電気信号で入力されたデータ送信に必要な情報は、MAC用チップ及びPHY用チップ等により処理が行われ、光送受信ボード接続用FPC21を介して光送受信ボード32上の光送受信回路部A31に電気信号で入力される。その後、光送受信回路部A31に入力された情報に基づき、TOSA接続用FPC30を介して、電気信号でTOSA27のレーザーダイオードが駆動され、光ケーブルを通じて外部の情報通信機器に対して光信号でデータの送信が行われる。
Data transmission to an external information communication device or the like is performed as follows. Information necessary for data transmission is input as an electrical signal to the optical transmission / reception circuit unit B22 via the
外部の情報通信機器等からのデータの受信は、次のように行われる。外部の情報通信機器からのデータが、ROSA28のフォトダイオードに光ケーブルを通じて光信号で入力される。ROSA28のフォトダイオードに入力された光信号は電気信号に変換され、ROSA接続用FPC29を介して、光送受信ボード32上の光送受信回路部A31に電気信号で入力される。光送受信回路部A31に入力された電気信号はポストアンプ回路等により処理された後、光送受信ボード接続用FPC21を介してホストボード23上の光送受信回路部B22に入力される。光送受信回路部B22に入力された電気信号はPHY用チップ及びMAC用チップ等により処理が行われ、受信したデータとしてカードエッジ部25を介してパーソナルコンピュータ等側に電気信号で出力される。
Reception of data from an external information communication device or the like is performed as follows. Data from an external information communication device is input to the photodiode of
また、上述したように、光ケーブルを通じて外部の情報通信機器とデータの送受信が行われる際には、TOSA接続用FPC30、ROSA接続用FPC29、光送受信ボード接続用FPC21、光送受信ボード32及びホストボード23の各信号線路、及び各基板の接合箇所では高周波の電気信号が伝送される。例えば、10Gビット/秒といった高速のシリアルデータ伝送が行われるような場合は、10GHzを越える高周波の信号に対しても対応する必要がある。
As described above, when data is transmitted / received to / from an external information communication device through an optical cable, the TOPC connection FPC 30, the
本実施の形態の光送受信モジュール19及びネットワークカード20においては、光送受信ボード接続用FPC21、ホストボード23及びFPCコネクタ34には、図1から図9で説明した本実施の形態のFPCコネクタ1を備えた基板接続構造が適用される。これにより、高速のデータの送受信を行うことで光送受信ボード接続用FPC21とホストボード23の接続箇所において、高周波の信号が伝送される場合であっても、高品位な信号の伝送が可能となり、安定したデータの送受信が可能となる。
In the optical transceiver module 19 and the
本発明は、フレキシブル基板と他基板を接続するフレキシブル基板用コネクタと、このフレキシブル基板用コネクタを備えた基板接続構造、光送受信モジュール及び光送受信装置に適用される。 The present invention is applied to a flexible substrate connector for connecting a flexible substrate and another substrate, a substrate connection structure including the flexible substrate connector, an optical transmission / reception module, and an optical transmission / reception device.
1・・・FPCコネクタ、2・・・フレキシブル基板、2g・・・信号ビア、2h・・・グランドビア、2j・・・フレキシブル基板信号テーパ部、2k・・・グランド接続パッド、2l・・・信号接続パッド、2m・・・グランド層、2o・・・グランド層テーパ部、3・・・リジッド基板、3c・・・グランド層、3f・・・リジッド基板信号テーパ部、3g・・・グランド面、3h・・・グランドビア、4・・・ハウジング、4a・・・ハウジング開閉部、4b・・・ハウジング開口部、5・・・コンタクト、5a・・・FPC接続部、5c・・・基板接続部、9・・・信号線路、9a・・・信号線路、9b・・・信号線路、9c・・・信号線路、9d・・・信号線路、19・・・光送受信モジュール、21・・・光送受信ボード接続用FPC、23・・・ホストボード、27・・・TOSA、28・・・ROSA、29・・・ROSA接続用FPC、30・・・TOSA接続用FPC、32・・・光送受信ボード
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記各コンタクトは、前記開口部内に挿入される前記フレキシブル基板の接続端子に接続する挿入基板接続部から、当該フレキシブル基板用コネクタが実装される前記プリント基板の接続端子に接続する実装基板接続部まで、伝送線路に対して突出部を非形成にした
ことを特徴とするフレキシブル基板用コネクタ。 In the connector for a flexible board, which is provided with a housing that accommodates a plurality of contacts at predetermined intervals in the opening into which the flexible board is inserted, and is mounted on the printed board.
Each of the contacts is from an insertion board connection part connected to the connection terminal of the flexible board inserted into the opening to a mounting board connection part connected to the connection terminal of the printed board on which the flexible board connector is mounted. The flexible board connector is characterized in that no protrusion is formed on the transmission line.
ことを特徴とする請求項1記載のフレキシブル基板用コネクタ。 The connector for a flexible substrate according to claim 1, wherein the housing and the contact include a concave portion and a convex portion that are fitted to each other.
ことを特徴とする請求項1記載のフレキシブル基板用コネクタ。 The pressurizing member which is provided so that the said opening part may be opened and closed, and presses the said flexible substrate inserted in the said opening part with respect to the said insertion board | substrate connection part of the said contact is provided. Flexible board connector.
前記フレキシブル基板用コネクタの前記各コンタクトは、前記開口部内に挿入される前記フレキシブル基板の接続端子に接続する挿入基板接続部から、前記プリント基板の接続端子に接続する実装基板接続部まで、伝送線路に対して突出部を非形成にした
ことを特徴とする基板接続構造。 A flexible board and a printed board are electrically connected to each other by using a flexible board connector that is mounted on the printed board and includes a housing that houses a plurality of contacts at predetermined intervals in an opening into which the flexible board is inserted. In the board connection structure that connects to
Each of the contacts of the flexible board connector includes a transmission line from an insertion board connecting portion connected to the connecting terminal of the flexible board inserted into the opening to a mounting board connecting portion connected to the connecting terminal of the printed board. The board connection structure is characterized in that no protrusion is formed.
前記プリント基板は、前記マイクロストリップ線路を備える信号配線層において、前記フレキシブル基板及び前記プリント基板の前記各マイクロストリップ線路を接続する前記コンタクトの位置に対応した箇所に、前記プリント基板を貫通して形成されたプリント基板接地配線用ビアにより前記プリント基板の接地導体層に接続された接地導体部を備える
ことを特徴とする請求項4記載の基板接続構造。 The flexible board and the printed board include a microstrip line in the outermost signal wiring layer,
The printed circuit board is formed through the printed circuit board at a location corresponding to a position of the contact connecting the microstrip line of the flexible circuit board and the printed circuit board in a signal wiring layer including the microstrip line. The board connection structure according to claim 4, further comprising a ground conductor portion connected to the ground conductor layer of the printed board by the printed board ground wiring via.
ことを特徴とする請求項5記載の基板接続構造。 The board connection structure according to claim 5, wherein the ground conductor portion provided in the signal wiring layer including the microstrip line of the printed board is connected by a plurality of vias for the printed board ground wiring. .
ことを特徴とする請求項5記載の基板接続構造。 The contacts on both sides of the contacts connecting the microstrip lines of the flexible board and the printed board connect the grounding conductor portions of the flexible board and the printed board, respectively. 5. The substrate connection structure according to 5.
ことを特徴とする請求項5記載の基板接続構造。 The microstrip line of the printed circuit board includes a taper portion formed so that the line width gradually increases toward the connection terminal in the vicinity of the connection terminal of the printed circuit board. The board connection structure described.
前記フレキシブル基板の前記マイクロストリップ線路と前記信号接続端子は、前記フレキシブル基板を貫通して形成される信号配線用ビアにより接続され、
前記フレキシブル基板の前記マイクロストリップ線路は、前記信号配線用ビアの近傍で前記信号配線用ビアに向けて徐々に線幅が広くなるように形成されたテーパ部を備え、
前記フレキシブル基板の前記マイクロストリップ線路に対応した接地導体層の接地導体部は、前記接地接続端子の位置に対応した箇所から前記フレキシブル基板の前記マイクロストリップ線路の配線方向に向けて、前記フレキシブル基板の前記マイクロストリップ線路の前記テーパ部の形状と合わせて形成されたテーパ部を備える
ことを特徴とする請求項5記載の基板接続構造。 The flexible substrate includes, as the connection terminal, a signal connection terminal for connecting the microstrip line to the flexible substrate connector on the other outermost layer of the signal wiring layer including the microstrip line, and In a predetermined position with respect to the signal connection terminal, provided with a ground connection terminal for connecting the ground conductor portion with the connector for the flexible substrate,
The microstrip line of the flexible substrate and the signal connection terminal are connected by a signal wiring via formed through the flexible substrate,
The microstrip line of the flexible substrate includes a tapered portion formed so that the line width gradually increases toward the signal wiring via in the vicinity of the signal wiring via,
The grounding conductor portion of the grounding conductor layer corresponding to the microstrip line of the flexible substrate has a position corresponding to the position of the ground connection terminal toward the wiring direction of the microstrip line of the flexible substrate. The board connecting structure according to claim 5, further comprising a tapered portion formed in accordance with the shape of the tapered portion of the microstrip line.
ことを特徴とする請求項9記載の基板接続構造。 The substrate connection structure according to claim 9, wherein the microstrip line and the signal connection terminal of the flexible substrate are connected by a plurality of the signal wiring vias.
ことを特徴とする請求項5記載の基板接続構造。 6. The board connection structure according to claim 5, wherein a differential signal is transmitted by a pair of microstrip lines formed on the flexible board and the printed board.
ことを特徴とする請求項5記載の基板接続構造。 The signal wiring layer, the ground conductor layer, and the ground connection terminal provided with the microstrip line of the flexible substrate are connected by a flexible substrate ground wiring via formed through the flexible substrate. The board connection structure according to claim 5.
ことを特徴とする請求項12記載の基板接続構造。 The substrate according to claim 12, wherein the signal wiring layer including the microstrip line of the flexible substrate, the ground conductor layer, and the ground connection terminal are connected by a plurality of vias for flexible substrate ground wiring. Connection structure.
前記光送受信回路基板は、最外層の信号配線層にマイクロストリップ線路を備えるフレキシブル基板を介して、他基板に実装されたフレキシブル基板用コネクタに電気的に接続され、
前記フレキシブル基板用コネクタは、前記フレキシブル基板が挿入される開口部内に、複数のコンタクトを所定の間隔で収容するハウジングを備え、
前記各コンタクトは、前記開口部内に挿入される前記フレキシブル基板の接続端子に接続する挿入基板接続部から、前記他基板の接続端子に接続する実装基板接続部まで、伝送線路に対して突出部を非形成にした
ことを特徴とする光送受信モジュール。 An optical transmission / reception circuit board, an optical transmission module connected to the optical transmission / reception circuit board for converting an electrical signal into an optical signal and outputting the optical signal, and an optical receiving module for converting the optical signal into an electrical signal and outputting the optical signal are provided. In optical transceiver module,
The optical transceiver circuit board is electrically connected to a flexible board connector mounted on another board via a flexible board having a microstrip line in the outermost signal wiring layer,
The flexible board connector includes a housing that accommodates a plurality of contacts at predetermined intervals in an opening into which the flexible board is inserted.
Each of the contacts has a protruding portion with respect to the transmission line from the insertion board connection portion connected to the connection terminal of the flexible substrate inserted into the opening to the mounting board connection portion connected to the connection terminal of the other substrate. An optical transceiver module that is not formed.
前記光送受信回路基板は、最外層の信号配線層にマイクロストリップ線路を備えるフレキシブル基板を介して、前記親基板に実装されたフレキシブル基板用コネクタに電気的に接続され、
前記フレキシブル基板用コネクタは、前記フレキシブル基板が挿入される開口部内に、複数のコンタクトを所定の間隔で収容するハウジングを備え、
前記各コンタクトは、前記開口部内に挿入される前記フレキシブル基板の接続端子に接続する挿入基板接続部から、前記プリント基板の接続端子に接続する実装基板接続部まで、伝送線路に対して突出部を非形成にした
ことを特徴とする光送受信装置。
Light having an optical transmission / reception circuit board, an optical transmission module connected to the optical transmission / reception circuit board for converting an electrical signal into an optical signal and outputting the optical signal, and an optical receiving module for converting the optical signal into an electrical signal and outputting the electrical signal In an optical transceiver including a transceiver module and a parent substrate to which the optical transceiver module is connected,
The optical transceiver circuit board is electrically connected to a flexible board connector mounted on the parent board via a flexible board having a microstrip line in the outermost signal wiring layer,
The flexible board connector includes a housing that accommodates a plurality of contacts at predetermined intervals in an opening into which the flexible board is inserted.
Each of the contacts has a protruding portion with respect to the transmission line from an insertion board connection portion connected to the connection terminal of the flexible board inserted into the opening to a mounting board connection portion connected to the connection terminal of the printed board. An optical transceiver characterized by not being formed.
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