JP2013128016A - 光送受信器、及び光送受信器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一芯双方向伝送における送受信間のクロストークを抑制しつつ、所定のインピーダンスを維持することである。
【解決手段】光送受信器１は、一芯双方向光送受信デバイス３０と、回路基板４と、送信側ＦＰＣ５と、受信側ＦＰＣ６と、分離壁７とを有する。一芯双方向光送受信デバイス３０は、電気信号を光信号に変換して送信するＬＤステム３１と、光信号を受信して電気信号に変換するＰＤステム３２とを有する。送信側ＦＰＣ５は、ＬＤステム３１と回路基板４とを電気的に接続する。受信側ＦＰＣ６は、ＰＤステム３２と回路基板４とを電気的に接続する。分離壁７は、送信側ＦＰＣ５と受信側ＦＰＣ６との間に形成され、光送受信器１の筺体２に接地されている。受信側ＦＰＣ６は、筺体２と分離壁７との間に、基板表面が内側になるように折り曲げられて設けられると共に、上記基板表面にマイクロストリップラインが形成されている。
【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、光送受信器、及び光送受信器の製造方法に関する。

従来、通信技術の発達に伴い、光ファイバを用いて高速伝送を実現する光ネットワークが普及しつつある。通常、光ネットワークは、通信事業者側に設置される光伝送装置であるＯＬＴ（Optical Line Terminal）と、利用者側に設置される光加入者装置であるＯＮＵ（Optical Network Unit）と、その間を接続する光ファイバケーブルとから構成される。光ネットワークには、複数の方式が適用可能であるが、ネットワーク構成の簡易化や低コスト化の観点から、一般的に、ＰＯＮ（Passive Optical Network）方式が採用されている。ＰＯＮ方式は、１本の光ファイバを、光スプリッタにより分岐してユーザに配線することで、ＯＬＴとＯＮＵとの間で、光を双方向に伝送する一芯双方向光送受信を実現するものである。

一芯双方向光送受信器は、双方向光送受信デバイスを有する。双方向光送受信デバイスは、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）を介して、回路基板と接続される。双方向光送受信デバイスでは、光送信用のレーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）と光受信用のアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ：Avalanche Photo Diode）又はフォトダイオード（ＰＤ： Photo Diode）とが、１つの筺体内に実装される。特に、ＰＯＮ方式による光伝送に用いられる光送受信器では、一芯双方向光送受信に対応するため、同一の筐体内に、送信用のＦＰＣと受信用のＦＰＣとの双方が実装されることとなる。

特開２０１０−８６７３号公報

しかしながら、近年、ＩＴＵ（International Telecommunications Union）において、従来のＧＰＯＮ（Gigabit Passive Optical Network）方式よりも更に高速伝送の１０Ｇｂｐｓに対応したＸＧＰＯＮ方式が、標準規格化された。ＸＧＰＯＮ方式では、送信用のＦＰＣを流れる２．５Ｖ程度の電気信号と、受信用のＦＰＣを流れる数１０ｍＶ程度の微弱な電気信号との間のクロストークは特に大きくなり、小型の筺体を維持しつつ、同一筐体内で安定した光送受信を行うのは困難である。また、光受信用ＰＤと回路基板との接続に際して、受信用のＦＰＣ表面に形成されたマイクロストリップラインが筺体の壁面に接触することがある。これにより、所定値（例えば、５０Ω）に設定された特性インピーダンスが変化する。この様なインピーダンスの変化は、光伝送品質を劣化させる要因となる。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、一芯双方向伝送における送受信間のクロストークを抑制しつつ、所定のインピーダンスを維持することのできる光送受信器、及び光送受信器の製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本願の開示する光送受信器は、一つの態様において、光送受信デバイスと回路基板と第１のフレキシブルプリント基板と第２のフレキシブルプリント基板と分離壁とを有する。前記光送受信デバイスは、電気信号を光信号に変換して送信する発光部と、光信号を受信して電気信号に変換する受光部とを有する。前記回路基板は、前記光送受信デバイスの駆動回路と信号処理回路とを有する。前記第１のフレキシブルプリント基板は、前記発光部と前記回路基板とを電気的に接続する。前記第２のフレキシブルプリント基板は、前記受光部と前記回路基板とを電気的に接続する。前記分離壁は、前記第１のフレキシブルプリント基板と第２のフレキシブルプリント基板との間に形成され、光送受信器の筺体に接地されている。また、前記第２のフレキシブルプリント基板は、前記筺体と前記分離壁との間に、基板表面が内側になるように折り曲げられて設けられると共に、前記基板表面に配線パターンが形成され、裏面に信号接地パターンが形成されている。

本願の開示する光送受信器の一つの態様によれば、一芯双方向伝送における送受信間のクロストークを抑制しつつ、所定のインピーダンスを維持することができる。

図１Ａは、本実施例に係る光送受信器の外観斜視図である。 図１Ｂは、本実施例に係る光送受信器の筺体内部を示す表面図である。 図２は、一芯双方向光送受信デバイスと回路基板とがＦＰＣにより接続された状態を示す拡大斜視図である。 図３Ａは、送信側ＦＰＣと受信側ＦＰＣとの間に分離壁が設けられた状態を示す拡大斜視図である。 図３Ｂは、送信側ＦＰＣと受信側ＦＰＣとの間に分離壁が設けられた状態を示す、光送受信器のＸ−Ｘ’断面図である。 図４Ａは、従来の光送受信器における周波数と動作減衰量との関係を示す図である。 図４Ｂは、本実施例の光送受信器における周波数と動作減衰量との関係を示す図である。 図５Ａは、受信側ＦＰＣを展開した際の表面図である。 図５Ｂは、受信側ＦＰＣを展開した際の裏面図である。 図６Ａは、受信側ＦＰＣを折り曲げる前の状態を示す拡大斜視図である。 図６Ｂは、受信側ＦＰＣを折り曲げた後の状態を示す拡大斜視図である。 図７Ａは、筺体装着前における光送受信器の拡大斜視図である。 図７Ｂは、筺体装着後における光送受信器の拡大斜視図である。 図８は、変形例１に係る受信側ＦＰＣを展開した際の裏面図である。 図９は、変形例２に係る受信側ＦＰＣを展開した際の裏面図である。 図１０は、変形例３に係る受信側ＦＰＣを展開した際の表面図である。 図１１は、変形例４に係る受信側ＦＰＣを示す拡大斜視図である。

以下に、本願の開示する光送受信器、及び光送受信器の製造方法の実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する光送受信器、及び光送受信器の製造方法が限定されるものではない。

まず、本願の開示する一実施例に係る光送受信器の構成を説明する。図１Ａは、本実施例に係る光送受信器１の外観斜視図である。光送受信器１は、光ファイバを通信装置に接続する光トランシーバの規格であるＳＦＰ（Small Form factor Pluggable）やＸＦＰ（１０Ｇｂｐｓ対応のＳＦＰ）に則った光モジュールの構成部品として使用される。図１Ａに示すように、光送受信器１は、光ファイバケーブルを着脱可能なコネクタ部３３を有する。これにより、上記光モジュールの実装された局側の光伝送装置であるＯＬＴは、コネクタ部３３に接続された１本の光ファイバケーブルを介して、光スプリッタとの間で、双方向に光信号の送受信を行うことが可能となる。

図１Ｂは、本実施例に係る光送受信器１の筺体内部を示す表面図である。図１Ｂに示すように、光送受信器１は、筺体２と一芯双方向光送受信デバイス３０と回路基板４と送信側フレキシブルプリント基板５（以下、「送信側ＦＰＣ５」と記す。）と受信側フレキシブルプリント基板６（以下、「受信側ＦＰＣ６」と記す。）と分離壁７とを有する。

筐体２は、加工性や導電性に優れた金属により形成される。筐体２は、例えば、表面に亜鉛めっきやニッケルめっきが施されたステンレス鋼板により形成される。筐体２の内部には、一芯双方向光送受信デバイス３０と回路基板４と送信側ＦＰＣ５と受信側ＦＰＣ６と分離壁７とが収容される。

一芯双方向光送受信デバイス３０は、光送信用のレーザダイオード（以下、「ＬＤ」と記す。）と光受信用のフォトダイオード（以下、「ＰＤ」と記す。）とを、１つの筐体に組み込んで一体としたデバイスである。ＰＤとしては、例えば、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）を用いることができる。一芯双方向光送受信デバイス３０は、送信側リード端子３１ａを有するＬＤステム３１と、受信側リード端子３２ａを有するＰＤステム３２と、コネクタ部３３とを有する。

ＬＤステム３１は、ＬＤ等の発光素子を収容する。送信側リード端子３１ａは、回路基板４の表面に形成された電極端子に接続される。ＰＤステム３２は、ＰＤ等の受光素子を収容する。受信側リード端子３２ａは、回路基板４の裏面に形成された電極端子に接続される。コネクタ部３３は、光ファイバ（図示せず）のコネクタを受容し、光送受信器１と光スプリッタ（図示せず）とを接続する。光通信用の電気信号は、ＬＤステム３１の収容するＬＤにより光信号に変換され、光ファイバに伝送される。ＬＤステム３１からは、ＬＤ用の送信側リード端子３１ａが延出し、送信側ＦＰＣ５を介して、回路基板４の送信側電極端子４ａに接続されている。一方、光ファイバにより伝送されてきた光信号は、ＰＤステム３２の収容するＰＤにより電気信号に変換され出力される。ＰＤステム３２からは、ＰＤ用の受信側リード端子３２ａが延出し、受信側ＦＰＣ６を介して、回路基板４の受信側電極端子４ｂに接続されている。

回路基板４は、約５０μｍの厚さを有する多層基板である。回路基板４の表面には、一芯双方向光送受信デバイス３０の送信側の駆動回路及び信号処理回路が設けられ、裏面には、一芯双方向光送受信デバイス３０の受信側の駆動回路及び信号処理回路が設けられている。送信側の駆動回路は、ＬＤ等の発光素子を駆動するためのＩＣ（Integrated Circuit）であり、受信側の駆動回路は、ＰＤ等の受光素子を駆動するためのＩＣである。信号処理回路は共に、一芯双方向光送受信デバイス３０に供給される電気信号や一芯双方向光送受信デバイス３０から出力される電気信号を処理する回路である。

送信側ＦＰＣ５は、一端がＬＤステム３１に係合し、他端が回路基板４に係合する。受信側ＦＰＣ６は、一端がＰＤステム３２に係合し、他端が回路基板４に係合する。図２は、一芯双方向光送受信デバイス３０と回路基板４とがＦＰＣ５、６により接続された状態を示す拡大斜視図である。図２に示すように、光送受信デバイス３０と回路基板４とは、送信側ＦＰＣ５及び受信側ＦＰＣ６を介して一体となっている。受信側ＦＰＣ６の表面には、受信側リード端子３２ａと受信側電極端子４ｂとを電気的に接続するための配線パターンとして、マイクロストリップライン６ａが形成されている。マイクロストリップライン６ａでは、５０Ωにインピーダンス整合された信号が伝送される。また、受信側ＦＰＣ６の裏面には、グランドパターンが形成されている。これにより、表面のマイクロストリップライン６ａとの信号接地（ＳＧ：Signal Ground）が図られている。

分離壁７は、送信側ＦＰＣ５と受信側ＦＰＣ６との間に形成される。分離壁７は、筺体２と同様、例えば、表面に亜鉛めっきやニッケルめっきが施されたステンレス鋼により形成されており、筐体２と同電位である。分離壁７は、送信側リード端子３１ａと受信側リード端子３２ａとの間に発生するクロストークを抑制可能なように、所定の幅、高さ、奥行きを有する。本実施例では、分離壁７は、回路基板４と同等の高さを有するが、これに限らず、少なくとも、全ての送信側リード端子３１ａ及び受信側リード端子３２ａの設けられた位置に達する高さを有していればよい。分離壁７の幅は、０．５〜２ｍｍ程度（例えば１ｍｍ）であり、高さは３〜５ｍｍ程度であり、奥行きは５〜１５ｍｍ程度である。また、分離壁７は、筺体２と一体にまたは分離可能に形成されるが、少なくとも筺体２と電気的に接続されることで、筺体２に接地（ＦＧ：Frame Ground）されている。

光送受信器１において、ＬＤを駆動するための電気信号の電圧は、２．５Ｖ程度の比較的高い電圧であり、大きな駆動電流が回路基板４から送信側リード端子３１ａを介してＬＤステム３１のＬＤに供給される。一方、ＰＤステム３２のＰＤから受信側リード端子３２ａを介して出力される電気信号の電圧は、数１０ｍＶから数μＶ程度であり、出力電流も微小電流である。

図３Ａは、送信側ＦＰＣ５と受信側ＦＰＣ６との間に分離壁７が設けられた状態を示す拡大斜視図である。図３Ａに示すように、ＬＤステム３１の送信側リード端子３１ａとＰＤステム３２の受信側リード端子３２ａとは互いに近接している。このため、大きな駆動電流が流れる送信側リード端子３１ａと微小電流が流れる受信側リード端子３２ａとの間で、電気的又は電磁的にクロストークが発生するおそれがある。クロストークが発生すると、受信側リード端子３２ａを介して回路基板４に出力されるフォトダイオードからの出力信号にノイズが印加される。そこで、クロストークを低減するための分離壁７が設けられる。

図３Ｂは、送信側ＦＰＣ５と受信側ＦＰＣ６との間に分離壁７が設けられた状態を示す、光送受信器のＸ−Ｘ’断面図である。図３Ｂに示すように、送信側リード端子３１ａと受信側リード端子３２ａとの間は、分離壁７により遮蔽されるため、クロストークは抑制される。更に、受信側ＦＰＣ６は、表面（信号配線面）が内側になり、裏面（信号接地面）が外側になるように折り曲げられて、筺体２と分離壁７とに挟まれた状態で、設けられる。このとき、受信側ＦＰＣ６の表面は、マイクロストリップライン６ａが形成されている分離壁７側の面と当該面に対向する筐体２側の面との間に空間を形成する。

また、受信側ＦＰＣ６は、図３Ｂに示すように、横方向の断面がＵ字型になるように折り曲げられているため、外方向（筺体２と分離壁７とを遠ざける方向）に弾性力が生じる。５０Ωの特性インピーダンスを有するマイクロストリップライン６ａは、受信側ＦＰＣ６の表面（内側）に形成されていることから、マイクロストリップライン６ａと筐体２の壁面との間には、常に所定の空間が確保されることとなる。したがって、受信側ＦＰＣ６がフレキシブルに形成されていても、マイクロストリップライン６ａは、筐体２の壁面と常に離間することとなり、接触することはない。つまり、マイクロストリップライン６ａの筐体２への接触は、確実に防止される。特性インピーダンスは、マイクロストリップライン（配線パターン）の筺体への接触に起因して変化することから、この接触を防止することで、伝送線路のインピーダンスは、整合された所定値である５０Ωに維持される。これにより、線路を流れる信号の伝送特性の劣化は低減される。したがって、１０Ｇｂｐｓ程度の高周波においても、安定した光伝送が実現される。その結果、光伝送品質が向上する。

図４Ａは、従来の光送受信器における周波数と動作減衰量との関係を示す図である。図４Ｂは、本実施例の光送受信器１における周波数と動作減衰量との関係を示す図である。図４Ａ及び図４Ｂでは、ｘ軸方向に周波数（単位はＧＨｚ）が規定され、ｙ軸方向に動作減衰量（単位はｄＢ）が規定されている。動作減衰量が低い値をとる程、クロストークに対する耐性（アイソレーション）が高いこと、すなわち、光送受信器１が、より高いゲイン（受信信号に対する送信信号の比率）に対応可能であることを示す。動作減衰量の測定条件として、本実施例の光送受信器１では、６個の送信側電極端子４ａの内、受信側ＦＰＣ６に近い方から３番目の端子４ａ−１（図２の黒塗り部分）と、５個の受信側電極端子４ｂの内、最も分離壁７に近い端子４ｂ−１（図３Ａの黒塗り部分）とを上記ゲインの測定対象とした。従来の光送受信器においても、公平性を維持し比較結果の信頼性を確保するため、本実施例と同様に、同位置にある電極端子（下から３番目と上から１番目の端子）を、上記ゲインの測定用端子として選択した。

図４Ａにおいては、１ＧＨｚの低周波では、減衰量は、約−７０ｄＢと比較的低い値を示すが、８ＧＨｚ辺りから急激に上昇し、１０ＧＨｚの高周波になると、約−４０ｄＢの高い値をとる。以降、２０ＧＨｚを過ぎるまで、動作減衰量は、高い値を維持する。このため、従来の光送受信器は、高周波に対応することが困難である。これに対して、図４Ｂでは、周波数に拘らず、動作減衰量が低減されている。例えば、周波数５ＧＨｚでは、約−６７ｄＢの値をとる。特に、周波数１０ＧＨｚでは、約−６４ｄＢの値をとり、動作減衰量は、２０ｄＢ以上改善されている。また、周波数が１０ＧＨｚを超えても、動作減衰量は、急激に上昇することはなく、常に−３５ｄＢを下回る値が維持されている。このように、図４Ａと図４Ｂとの比較により、本実施例に係る光送受信器１は、ＸＧＰＯＮ方式により実現される１０Ｇｂｐｓを含む、極めて高い周波数に対応可能であることが判る。

次に、図５Ａ〜図７Ｂを参照して、光送受信器１の製造方法について説明する。図５Ａは、受信側ＦＰＣ６を展開した際の表面図である。受信側ＦＰＣ６は信号面であり、表面には、図５Ａに示すように、マイクロストリップライン６ａと電源供給パターン６ｂとリセット信号パターン６ｃとが並列に形成される。マイクロストリップライン６ａは、信号の反射や伝送損失を抑制するために形成された、特性インピーダンス５０オームのインピーダンス整合配線パターンである。マイクロストリップライン６ａは、約０．１ｍｍであるが、クロストークを極力低減するため、配線距離の短い右端側のルートをとっている。

また、受信側ＦＰＣ６の中央付近及び左端部には、受信側ＦＰＣ６を筐体２及び分離壁７に固定するための貫通孔６ｄ、６ｅが形成される。貫通孔６ｄ、６ｅの直径は、０．８ｍｍ程度である。更に、各々のパターン６ａ、６ｂ、６ｃの下端部には、回路基板４の受信側電極端子４ｂに半田接合するためのランド６ａ−１、６ｂ−１、６ｃ−１がそれぞれ形成される。

なお、受信側ＦＰＣ６には、受信側ＦＰＣ６をＵ字形状に折り曲げる際の目印となる２本の谷折りラインＬ１、Ｌ２が記録されている。同様に、受信側ＦＰＣ６には、受信側ＦＰＣ６の一部を回路基板４と接合させる際の目印となる山折りラインＬ３が記録されている。

図５Ｂは、受信側ＦＰＣ６を展開した際の裏面図である。図５Ｂに示すように、受信側ＦＰＣ６の裏面の略全面には、信号接地用のＳＧパターン６ｆがベタパターンとして形成されている。図５Ｂにおいて斜線が施された部分が信号接地パターン６ｆである。受信側ＦＰＣ６は、例えば、ポリミドにより形成され、信号接地パターン６ｆは、例えば、銅により形成される。

図６Ａは、受信側ＦＰＣ６を折り曲げる前の状態を示す拡大斜視図である。図６Ａに示すように、受信側ＦＰＣ６が、一芯双方向光送受信デバイス３０と回路基板４とを介在するように実装される。受信側ＦＰＣ６に形成されたリード孔には、受信側リード端子３２ａが挿入され、受信側リード端子３２ａから受信側電極端子４ｂまで、受信側ＦＰＣ６の表面上にマイクロストリップライン６ａが伝送線路として形成される。なお、受信側ＦＰＣ６の表面には、マイクロストリップライン６ａと並行するように、電源供給パターン６ｂとリセット信号パターン６ｃとが同様に形成されるが、図６Ａでは、クロストークや特性インピーダンスに与える影響の大きいマイクロストリップライン６ａのみ、代表的に図示する。

受信側ＦＰＣ６には、ＰＤステム３２から延出する受信側リード端子３２ａに対応する貫通孔が設けられている。受信側ＦＰＣ６の貫通孔に受信側リード端子３２ａが挿入され、図６Ａに示すように、受信側リード端子３２ａの先端が受信側ＦＰＣ６から突出した状態で、受信側リード端子３２ａの先端が受信側ＦＰＣ６のマイクロストリップライン６ａに半田接合される。ＰＤステム３２から延出する受信側リード端子３２ａは、受信側ＦＰＣ６に形成された５０Ω整合パターンにより引き回されて、ランドを介して回路基板４の裏面に形成された受信側電極端子４ｂに接続される。回路基板４の裏面には、ＰＤの駆動回路及び信号処理回路等の電子部品が搭載されている。

一方、回路基板４の表面には、ＬＤの駆動回路及び信号処理回路等の電子部品が搭載されている。ＬＤステム３１から延出した送信側リード端子３１ａは、送信側ＦＰＣ５を介して、回路基板４の表面に形成された送信側電極端子４ａに接続される。なお、ＬＤに関する回路には、比較的振幅の大きな電流が流れるため、ＰＤに関する回路ほどノイズに対して弱くない。したがって、ＬＤステム３１から延出した送信側リード端子３１ａは、送信側ＦＰＣ５を介することなく、回路基板４の送信側電極端子４ａに直接接続されるものとしてもよい。

上述したように、光送信用のＬＤに関する回路を形成する電子部品は、回路基板４の表面に搭載されるのに対し、光受信用のＰＤに関する回路を形成する電子部品は、回路基板４の裏面に搭載される。これにより、送信側回路と受信側回路とは、互いに分離される。このため、送信側回路と受信側回路との相互の影響、特に送信側回路が受信側回路に与える影響は抑制される。例えば、送信側回路を流れる大きな電流が変化した際、この電流変化が受信側回路にノイズとして表れることがない。

また、回路基板４には、表面と裏面との層間を接続するためのビアホールが形成されている。ビアホールは、回路基板４を貫通して形成された貫通孔の内面にめっきを施したものである。なお、ビアホールとして、貫通孔ではなく、回路基板４の途中までの深さの孔の内面にめっきが施された、いわゆるインナビアホール（ＩＶＨ：Inner Via Hole）を用いてもよい。

受信側ＦＰＣ６の内、筺体２と分離壁７との間に設けられる部分は、基板表面が内側になるように、図５Ａに示した谷折りラインＬ１、Ｌ２を中央にして、矢印Ｙ１に示す方向にＵ字状に折り曲げられる。図６Ｂは、受信側ＦＰＣ６を折り曲げた後の状態を示す拡大斜視図である。受信側ＦＰＣ６の折り曲げ部は、その弾性を利用して、若干開いた状態で、筐体２の壁面と分離壁７との間に垂直方向に差し込まれる。受信側ＦＰＣ６の折り曲げ部は、その表面が内側となって折り曲げられるため、折り曲げ部の一方の裏面は筐体２に対向し、他方の裏面は分離壁７に対向する。折込みを行わずに受信側ＦＰＣ６を分離壁７に固着させた場合、受信側ＦＰＣ６は柔軟性を有することから、振動や衝撃等、何らかの要因により、受信側ＦＰＣ６の信号面が筺体２に接触してしまうおそれがある。そこで、受信側ＦＰＣ６の信号面（表面）を内側にして折り畳むことで、信号面に対向する面の裏面側を筺体２に接近させる。これにより、マイクロストリップライン６ａが配線された信号面の筐体２への接触は、確実に防止される。

図７Ａは、筺体装着前における光送受信器１の拡大斜視図である。図７Ａに示すように、受信側ＦＰＣ６の折り曲げられた部分が、筺体２と分離壁７との間に挟み込まれると共に、送信側ＦＰＣ５と受信側ＦＰＣ６との間に、分離壁７が設けられるように、受信側ＦＰＣ６が、筺体２に収容される。その後、分離壁７の凸部７ａと筐体２の凸部２ａとは、それぞれ貫通孔６ｄ、６ｅに挿入され、半田接合される。これにより、受信側ＦＰＣ６が、筺体２と分離壁７との間に確実に固定される。したがって、振動や衝撃等により、受信側ＦＰＣ６の基板表面のマイクロストリップライン６ａが筐体に接近あるいは接触することが、より確実に防止される。なお、貫通孔６ｄ、６ｅの内面には銅メッキが施されており、受信側ＦＰＣ６の表面側から半田接合する際に、半田が表面側から裏面側に流れ易くなっている。

図７Ｂは、筺体装着後における光送受信器１の拡大斜視図である。図７Ｂに示すように、受信側ＦＰＣ６は、Ｕ字型に折り曲げられ、筺体２の壁面と分離壁７との間に挿入される。これにより、光送受信器１は、フレキシブル基板の内層の弾性を利用して、信号面と金属壁とを強制的に離間させる。また、一芯双方向光送受信デバイス３０を筐体２に嵌めこむ際、受信側ＦＰＣ６を折り曲げて、壁の間に差し込むという簡易な手法を採用しているため、整合されたインピーダンスを低コストで維持することができる。

なお、回路基板４は、筐体２に対してネジ止めにより固定されるが、ネジ止め部は回路基板４の基材の部分であり、ネジ止め部で電気的に導通することはない。また、金属製の筐体２及び分離壁７は、受信側ＦＰＣ６の信号接地（ＳＧ）面に電気的に接続されることで、接地電位とされる。

以上説明したように、光送受信器１は、一芯双方向光送受信デバイス３０と、回路基板４と、送信側ＦＰＣ５と、受信側ＦＰＣ６と、分離壁７とを有する。一芯双方向光送受信デバイス３０は、電気信号を光信号に変換して送信するＬＤステム３１と、光信号を受信して電気信号に変換するＰＤステム３２とを有する。回路基板４は、一芯双方向光送受信デバイス３０の駆動回路と信号処理回路とを有する。送信側ＦＰＣ５は、ＬＤステム３１と回路基板４とを電気的に接続する。受信側ＦＰＣ６は、ＰＤステム３２と回路基板４とを電気的に接続する。分離壁７は、送信側ＦＰＣ５と受信側ＦＰＣ６との間に形成され、光送受信器１の筺体２に接地（ＦＧ）されている。受信側ＦＰＣ６は、筺体２と分離壁７との間に、基板表面が内側になるように折り曲げられて設けられると共に、上記基板表面にマイクロストリップライン６ａが形成され、裏面に信号接地（ＳＧ）パターン６ｆが形成されている。

すなわち、本実施例に係る光送受信器１は、受信側回路と送信側回路との間でのクロストークを低減するため、２．５Ｖ程度の送信信号と数１０ｍＶ程度の受信信号とを、筺体接地された分離壁７でシールドする。併せて、受信側ＦＰＣ６は、回路基板４と接続する際、側面近傍から回路基板４の裏面に回り込むため、筺体２の壁面に接近することとなり、受信側ＦＰＣ６の有する特性インピーダンスが劣化することがある。光送受信器１は、この特性インピーダンスへの影響を排除するため、ＦＰＣの銅箔の弾性を利用して、受信側ＦＰＣ６をＵ字形状に折り曲げて筺体２壁面と分離壁７との間に差し込む構造を採る。受信側ＦＰＣ６は、弾性を有することから、折り曲げた方向と反対方向に広がろうとする性質を有する。このため、受信側ＦＰＣ６の表面上のマイクロストリップライン６ａには、分離壁７側方向の力が働き、マイクロストリップライン６ａに対向する表面には、筺体２の壁面側方向の力が働く。これにより、マイクロストリップライン６ａの筺体２への接近が抑止される。その結果、特性インピーダンスの劣化が抑制される。

以下、図８〜図１１を参照し、上記実施例の変形例を説明する。

（変形例１）
図８は、変形例１に係る受信側ＦＰＣ６を展開した際の裏面図である。上記実施例では、受信側ＦＰＣ６の折り曲げ部分を含めて裏面の略全域に、信号接地パターン６ｆが形成されるものとした。しかしながら、図８に示すように、受信側ＦＰＣ６の裏面の内、折り曲げ部分には、信号接地パターン６ｆを施さないものとしてもよい。これにより、受信側ＦＰＣ６の弾性（バネ性）を容易に増加させることができる。また、信号接地パターン６ｆを除外する部分は、必ずしも折り曲げ部分の全体である必要はなく、一部であってもよい。更に、かかる部分の位置や形状についても、位置や形状に応じた弾性の調整を図るため、適宜変更してもよい。

（変形例２）
図９は、変形例２に係る受信側ＦＰＣ６を展開した際の裏面図である。上記実施例では、受信側ＦＰＣ６の折り曲げ部分を含めて裏面の略全域に、斜線状の信号接地パターン６ｆが形成されるものとした。しかしながら、変形例１とは反対に、図９に示すように、受信側ＦＰＣ６の裏面の内、折り曲げ部分には、メッシュ状の信号接地パターン６ｆを施すものとしてもよい。かかる態様によっても、受信側ＦＰＣ６の弾性を容易に調整（減少）することができる。また、信号接地パターン６ｆをメッシュ化する部分は、必ずしも折り曲げ部分の全体である必要はなく、一部であってもよい。更に、かかる部分の位置や形状についても、位置や形状に応じた弾性の調整を図るため、適宜変更してもよい。

（変形例３）
受信側ＦＰＣ６の弾性は、信号接地パターンに限らず、折り曲げ部分の形状によっても、調整することができる。図１０は、変形例３に係る受信側ＦＰＣ６を展開した際の表面図である。図１０に示すように、光送受信器１は、上記実施例よりも、受信側ＦＰＣ６の面積を小さくするものとしてもよい。これにより、図中破線に示す谷折りラインＬ１の距離が短くなり、受信側ＦＰＣ６の弾性が減少する。したがって、かかる態様によれば、信号接地パターン６に変更を加えることなく、受信側ＦＰＣ６の弾性を容易に調整することができる。また、受信側ＦＰＣ６のサイズの変更は、縮小に限らず拡大であってもよい。同様に、谷折りラインＬ１の距離の変更は、短縮に限らず延長であってもよい。更に、折り曲げ部分の変更の対象は、サイズでなく、形状またはこれら双方であってもよい。換言すれば、折り曲げ部分のサイズや形状を適宜変更することによっても、受信側ＦＰＣ６の弾性を調整することが可能となる。

（変形例４）
図１１は、変形例４に係る受信側ＦＰＣ６を示す拡大斜視図である。上記実施例では、図３Ａに示したように、送信側リード端子３１ａは、受信側ＦＰＣ６によって完全には覆われず、一部が上方に露出されるものとした。しかしながら、光送受信器１は、図１１に示すように、受信側ＦＰＣ６の形状をＬＤステム３１側に更に延在させることにより、受信側ＦＰＣ６が、クロストークの源となる送信側リード端子３１ａ及び送信側ＦＰＣ５を覆う態様を採ることもできる。これにより、受信側ＦＰＣ６によって、送信電気信号が完全にシールドされる。したがって、送信電気信号と受信電気信号との間のクロストークは、より改善される。その結果、光伝送品質が更に向上する。

なお、上記実施例では、配線パターンを容易に形成する、あるいは、配線距離を短縮する観点から、マイクロストリップライン６ａは、受信側ＦＰＣ６の表面（信号面）の内、分離壁７側（内側）に形成されるものとした。しかしながら、マイクロストリップライン６ａは、筺体２の壁面側（外側）に形成されるものとしてもよい。また、マイクロストリップライン６ａは、片面に限らず、双方の面に形成されるものとしてもよい。

また、上記実施例では、受信側ＦＰＣ６は、固定用の孔及び凸部により、筐体２と分離壁７との２箇所において固定されるものとしたが、１箇所あるいは３箇所以上で固定されるものとしてもよい。

１ 光送受信器
２ 筺体
２ａ 凸部
３０ 一芯双方向光送受信デバイス
３１ ＬＤステム
３１ａ 送信側リード端子
３２ ＰＤステム
３２ａ 受信側リード端子
３３ コネクタ部
４ 回路基板
４ａ 送信側電極端子
４ａ−１ 減衰量測定用送信側電極端子
４ｂ 受信側電極端子
４ｂ−１ 減衰量測定用受信側電極端子
５ 送信側フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）
６ 受信側フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）
６ａ マイクロストリップライン
６ｂ 電源供給パターン
６ｃ リセット信号パターン
６ａ−１、６ｂ−１、６ｃ−１ ランド
６ｄ、６ｅ 貫通孔
６ｆ 信号接地（ＳＧ）パターン
７ 分離壁
７ａ 凸部
Ｌ１、Ｌ２ 谷折りライン
Ｌ３ 山折りライン
Ｙ１ 矢印

Claims (6)

1. 電気信号を光信号に変換して送信する発光部と、光信号を受信して電気信号に変換する受光部とを有する光送受信デバイスと、
   該光送受信デバイスの駆動回路と信号処理回路とを有する回路基板と、
   前記発光部と前記回路基板とを電気的に接続する第１のフレキシブルプリント基板と、
   前記受光部と前記回路基板とを電気的に接続する第２のフレキシブルプリント基板と、
   前記第１のフレキシブルプリント基板と第２のフレキシブルプリント基板との間に形成され、光送受信器の筺体に接地された分離壁とを有し、
   前記第２のフレキシブルプリント基板は、前記筺体と前記分離壁との間に、基板表面が内側になるように折り曲げられて設けられると共に、前記基板表面に配線パターンが形成され、裏面に信号接地パターンが形成されることを特徴とする光送受信器。
2. 前記配線パターンは、前記第２のフレキシブルプリント基板の折り曲げられた部分の内、前記分離壁側の基板表面に形成されることを特徴とする請求項１記載の光送受信器。
3. 前記第２のフレキシブルプリント基板は、前記発光部に接続されたリード端子及び前記第１のフレキシブルプリント基板を覆うように形成されることを特徴とする請求項１記載の光送受信器。
4. 前記第２のフレキシブルプリント基板に固定用の孔が形成され、前記分離壁に形成された凸部が前記孔に挿入されて半田接合されることを特徴とする請求項１記載の光送受信器。
5. 電気信号を光信号に変換して送信する発光部と、光信号を受信して電気信号に変換する受光部とを有する光送受信デバイスを形成する工程と、
   該光送受信デバイスの駆動回路と信号処理回路とを有する回路基板を形成する工程と、
   前記発光部と前記回路基板とを電気的に接続する第１のフレキシブルプリント基板を形成する工程と、
   前記受光部と前記回路基板とを電気的に接続する第２のフレキシブルプリント基板を形成する工程と、
   筺体に接地された分離壁を有する筺体を形成する工程と、
   前記第２のフレキシブルプリント基板の内、前記筺体と前記分離壁との間に設けられる部分を、基板表面が内側になるように折り曲げる工程と、
   前記第２のフレキシブルプリント基板の折り曲げられた部分を、前記筺体と前記分離壁との間に挟み込むと共に、前記第１のフレキシブルプリント基板と第２のフレキシブルプリント基板との間に、前記分離壁が設けられるように、前記第２のフレキシブルプリント基板を、前記筺体に収容する工程と
   を含むことを特徴とする光送受信器の製造方法。
6. 前記第２のフレキシブルプリント基板の折り曲げられた部分の内、前記分離壁側の基板表面に、前記配線パターンを形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項５記載の光送受信器の製造方法。

Images