JP2010067696A - 光トランシーバ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】OSA10と回路基板20とこれらを接続するフレキシブル基板30とを具備する光トランシーバであって、フレキシブル基板30が、同一面上に互いに離間して設けられた高速信号線路34および高速信号線路以外の他の線路32と、これらと離間して対向配置されたグランド層44と、高速信号線路34、他の線路32およびグランド層44と離間して配置された抵抗体層54とを有し、抵抗体層54が、他の線路32の少なくとも一部と対向している。
【選択図】図2
Description
フレキシブル基板は、TOSAやROSAと回路基板との間で電気信号を伝送する高速信号線路と、TOSAやROSAに電源供給を行う電源線路等の、高速信号線路以外の他の線路と、グランド層とを有する。
前記抵抗体層は、前記高速信号線路と対向していないことが好ましい。
前記抵抗体層は、前記他の線路のエッジ部の近傍に対向展開されていることが好ましい。
前記他の線路は、前記抵抗体層と対向している部分にて複数の線に分割されていることが好ましい。
光トランシーバは、通常、電気信号を受けて光信号に変換するTOSAと、光信号を受けて電気信号に変換するROSAと、TOSAへの電気信号を発生させるLDドライバ、ROSAからの電気信号を増幅するリミッタアンプ等を実装した回路基板と、TOSAと回路基板とを接続する第1のフレキシブル基板と、ROSAと回路基板とを接続する第2のフレキシブル基板とを具備する。
回路基板20側の接続は、回路基板20から突設されたリードピン(図示略)を、フレキシブル基板30の高速信号線路34および他の線路32の他端に設けられたスルーホール38に挿入し、半田等によって固定することによって行われる。
OSA10としては、TOSA、ROSA、LDおよびPDの両方を備え、上りと下りとで波長の異なる光信号をLD、PDに合分波させる光波長フィルタを備えた光送受信サブアセンブリ等が挙げられる。
回路基板20としては、TOSAへの電気信号を発生させるLDドライバ(図示略)、ROSAからの電気信号を増幅するリミッタアンプ(図示略)等を実装したリジッド基板等が挙げられる。
図2は、フレキシブル基板30を長さ方向に切断した際の断面図であり、図3は、図2におけるIII−III断面図であり、図4は、図2におけるIV−IV断面図である。フレキシブル基板30は、基板本体40の一方の表面に第1のカバーレイフィルム50が接着剤層60を介して貼り合わされ、基板本体40の他方の表面に第2のカバーレイフィルム70が接着剤層80を介して貼り合わされたものである。
高速信号線路34は、離間して対向配置されたグランド層44および/またはグランド線によって、伝送特性のよいマイクロストリップ構造またはコプレーナ構造となっている。
基板本体40は、基材フィルム42と、基材フィルム42の一方の表面に互いに離間して設けられた高速信号線路34および他の線路32と、基材フィルム42の他方の表面に高速信号線路34および他の線路32と離間して対向配置されたグランド層44とを有する。
銅張積層板としては、基材フィルム42に銅箔を接着剤で貼り合わせたもの;銅箔上に基材フィルム42を形成する樹脂溶液等をキャストしたもの等が挙げられる。
基材フィルム42の材料としては、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PC(ポリカーボネート)、ポリビニリデン、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー等が挙げられ、耐熱性を有する点から、ポリイミド、液晶ポリマーが好ましい。
基材フィルム42の表面抵抗は、1×106Ω以上が好ましい。
基材フィルム42の厚さは、5〜50μmが好ましく、屈曲性の点から、6〜25μmがより好ましく、10〜25μmが特に好ましい。
高速信号線路34は、1GHz以上の高周波信号を伝送する線路である。高周波信号の周波数は、3GHz以上が好ましく、10GHz以上がより好ましく、40GHz以上が特に好ましい。
他の線路32は、高速信号線路34以外の線路である。他の線路32としては、電源線路、線路形状のグランド線路、高速信号線路34よりも低い周波数の信号を伝送する低速信号線路(バイアス電圧制御用線路、光パワーモニター用制御用線路等。)等が挙げられる。
導体の厚さは、18〜35μmが好ましい。
高速信号線路34および他の線路32の長さ方向の端部(端子)には、OSA10から突設されたリードピン12または回路基板20から突設されたリードピン22が挿入され、半田等によって固定される、スルーホール36およびスルーホール38が形成される。そのため、該端部は、第1のカバーレイフィルム50および第2のカバーレイフィルム70に覆われていない。
第1のカバーレイフィルム50は、基材フィルム52の片面に抵抗体層54が形成されたものである。
第2のカバーレイフィルム70は、基材フィルム72からなり、抵抗体層54は形成されていない。
基材フィルム52および基材フィルム72の材料としては、ポリイミド、液晶ポリマー、ポリアラミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート等が挙げられる。
基材フィルム52および基材フィルム72の表面抵抗は、1×106Ω以上が好ましい。
基材フィルム52および基材フィルム72の厚さは、可とう性の点から、3〜25μmが好ましく、表面形状への追従性が高くなる点から、3〜10μmが特に好ましい。
抵抗体層54は、接着剤層60を介して他の線路32と離間し、他の線路32に沿って他の線路32の近傍に対向配置されているが、他の線路32とは電気的に接続していない。
OSA10から突設されたリードピン12同士の間隔と、回路基板20から突設されたリードピン22同士の間隔とが異なる場合、図5に示すように、フレキシブル基板30における高速信号線路34および他の線路32の位置が幅方向に途中で変化する。そして、該位置が、フレキシブル基板30が略180度に折り返される部分(図中、折り返し位置)の前後で変化する場合、折り返されて対向している一方のフレキシブル基板30の高速信号線路34および該端部のリードピン12が、他方のフレキシブル基板30の他の線路32と対向する場合がある。この場合は、一方のフレキシブル基板30の高速信号線路34等が、他方のフレキシブル基板30の抵抗体層54と対向しないようにするために、図2、図3および図5に示すように、一方のフレキシブル基板30の高速信号線路34等と、他方のフレキシブル基板30の他の線路32とが対向する領域(A)においては、他の線路32に抵抗体層54を対向配置しないことが好ましい。
抵抗体層54の影響を弱める他の方法として、図6および図7に示すように、他の線路32をスルーホール46により基材フィルム42の反対側に配線し、高速信号線路34等から抵抗体層54を離して設置する方法が挙げられる。この際、第2のカバーレイフィルム70に抵抗体層54を形成してもよい。
また、抵抗体層54を他の線路32のエッジ部33の近傍に対向展開させるためには、抵抗体層54は、他の線路32の表面形状にコンフォーマルに(すなわち、基板本体40の表面形状に沿うように)設けられていることが好ましい。
また、図11に示すように、抵抗体層54を、他の線路32を挟み込むように設置することにより、他の線路32のエッジ部33から生じる磁束を効率よく受けることが好ましい。
さらに、他の線路32の表面に複数の凹凸を形成したり、表面を粗面化したりして、エッジ部33の数を増やしてもよい。
強磁性金属としては、鉄、カルボニル鉄、鉄合金(Fe−Ni、Fe−Co、Fe−Cr、Fe−Si、Fe−Al、Fe−Cr−Si、Fe−Cr−Al、Fe−Al−Si、Fe−Pt等。)、コバルト、ニッケル、これらの合金等が挙げられる。
常磁性金属としては、金、銀、銅、錫、鉛、タングステン、ケイ素、アルミニウム、チタン、クロム、タンタル、モリブデン、それらの合金、アモルファス合金、強磁性金属との合金等が挙げられる。
金属としては、酸化に対して抵抗力のある点から、ニッケル、鉄クロム合金、タングステン、クロム、タンタルが好ましく、実用的には、ニッケル、ニッケルクロム合金、鉄クロム合金、タングステン、クロム、タンタルがより好ましく、ニッケルまたはニッケル合金が特に好ましい。
導電性セラミックスは、物理的蒸着法における反応性ガスとして、窒素、炭素、ケイ素、ホウ素、リンおよび硫黄からなる群から選ばれる1種以上の元素を含むガスを用いることによって容易に得られる。
炭素材料としては、アモルファスカーボン、グラファイト、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)等が挙げられる。
抵抗体層54の厚さは、可とう性の点から、5〜50nmが好ましい。
接着剤層60および接着剤層80は、例えば、市販の接着剤シート(ボンディングシート)が硬化または固化したものである。従来のように、カバーレイフィルムに湿式の接着剤を塗布、乾燥させて接着剤層を形成すると、(i)パターン状の抵抗体層が形成されたカバーレイフィルムがカールし、その後の位置あわせが困難になる、(ii)加熱によってパターニング寸法が変化してしまい位置あわせ精度が低下する、(iii)抵抗体層の劣化を促す、等の不具合がある。このような不具合を避けるためにも、ドライな接着剤シートを用いることが好ましく、さらに抵抗体層をエッチング加工した後、直ちに基板本体と積層プレスを行うことができ、非常に簡便に接着加工を行うことができる。
接着剤シートは、離型性フィルム等の上に、所望の厚みになるよう前記材料をキャスティングすることにより形成され、その後、離型性フィルム等を剥離して連続シート状にしてもよく、あるいは、離型性フィルムまたは保護フィルム付きで貯留してもよい。
このうちアスペクト比が3以上の粉体を用いることにより、接着剤層の流動により、効果的に他の線路32のエッジ部33に配向し留まることが可能となるので好ましい。
絶縁性粉体の径は、接着剤層の厚みの1/2から1/20が好ましい。これより小さいと、絶縁性スペーサーの機能を果たせなくなり、これより大きいと接着阻害をもたらす恐れがある。
絶縁性粉体の配合量は、接着剤層100質量部中、おおよそ1〜30質量部である。これより少ないと十分な絶縁性を出せず、多いと接着阻害をもたらすほか、表面形状の追従性に問題が生じて来る。
他の線路32(またはグランド層44)から電磁波ノイズが放射され、他の線路32(またはグランド層44)の周囲に電磁界変動、すなわち他の線路32(またはグランド層44)から生じる磁束密度の変化が起きた際に、この磁束密度の変化を妨げるように対向配置された抵抗体層54中に渦電流が発生し、抵抗損によりエネルギーは消費され、他の線路32(またはグランド層44)を流れる伝導ノイズは減衰していくものと考えられる。
透過型電子顕微鏡(日立製作所社製、H9000NAR)を用いてサンプルの断面を観察し、各層の5箇所の厚さを測定し、平均した。
石英ガラス上に金を蒸着して形成した、2本の薄膜金属電極(長さ10mm、幅5mm、電極間距離10mm)を用い、該電極上に被測定物を置き、被測定物上から、被測定物の10mm×20mmの領域を50gの荷重で押し付け、1mA以下の測定電流で電極間の抵抗を測定し、この値を表面抵抗とした。
フレキシブル基板30の他の線路32の両端間のSパラメータをネットワークアナライザー(アンリツ社製、37247D)で評価し、伝導ノイズ抑制効果を確認した。
また、隣接する高速信号線路34と他の線路32とのSパラメータを測定し、クロストークの影響を確認した。
厚さ25μmのポリイミドフィルムと厚さ18μmの圧延銅箔とエポキシ系接着剤とからなる両面銅張積層板(200mm×200mm、厚さ86μm)の一方の表面をエッチング法にて加工し、図5に示すような、線幅:0.1mm、線長:9mmの4本の導体(高速信号線路34および他の線路32)を形成した。導体の両端には、測定用の同軸リード線が半田付けできるように2mmΦのランド部分を形成した。前記両面銅張積層板の他方の表面をエッチング法にて加工し、15mm×6mmのグランド層44を形成し、基板本体40を作製した。
フレキシブル基板30について、ランド部分に測定用の同軸リード線を半田付けし、グランド層44に外部導体を半田付けし、ネットワークアナライザーと接続した後、隣接する高速信号線路34と他の線路32のSパラメータを測定した。高周波ノイズが乗った他の線路32の伝導ノイズは抑制され、隣接する高速信号線路34への影響はなかった。結果を図13〜図15に示す。
抵抗体層を設けない以外は、例1と同様にして、フレキシブル基板を作製し、例1と同様にして評価した。高周波ノイズが乗った他の線路32の伝導ノイズは抑制されず、隣接する高速信号線路34へ影響を及ぼした。結果を図13〜図15に示す。
20 回路基板
30 フレキシブル基板
32 他の線路
33 エッジ部
34 高速信号線路
40 基板本体
44 グランド層
54 抵抗体層
Claims (5)
- 光サブアセンブリと、
回路基板と、
前記光サブアセンブリと前記回路基板とを接続するフレキシブル基板と
を具備する光トランシーバであって、
前記フレキシブル基板が、互いに離間して設けられた、高周波信号を伝送する高速信号線路と、該高速信号線路以外の他の線路と、グランド層と、抵抗体層とを有し、
前記抵抗体層が、前記他の線路の少なくも一部と対向している、光トランシーバ。 - 前記抵抗体層が、前記高速信号線路と対向していない、請求項1に記載の光トランシーバ。
- 前記フレキシブル基板が、途中で折り返されて配置され、
折り返されて対向している一方のフレキシブル基板の高速信号線路が、他方のフレキシブル基板の抵抗体層と対向していない、請求項1または2に記載の光トランシーバ。 - 前記抵抗体層が、前記他の線路のエッジ部の近傍に対向展開されている、請求項1〜3のいずれかに記載の光トランシーバ。
- 前記他の線路が、前記抵抗体層と対向している部分にて複数の線に分割されている、請求項1〜4のいずれかに記載の光トランシーバ。
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