JP2016072514A - 光モジュール、光送受信モジュール、プリント基板、及びフレキシブル基板 - Google Patents

光モジュール、光送受信モジュール、プリント基板、及びフレキシブル基板 Download PDF

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Abstract

【課題】接続箇所における反射や放射が軽減され、伝送する電気信号の信号劣化が低減される、光モジュール、光送受信モジュール、プリント基板及びフレキシブル基板の提供。
【解決手段】表面に形成される第1信号端子部及び第1接地端子部、を備える第1基板と、裏面に形成される第2信号端子部及び第2接地端子部、を備える第2基板と、を備える、光モジュールであって、前記第1基板は、第1誘電体層と、前記第1誘電体層の表面に形成される第1信号配線と、前記第1誘電体層の裏面に形成される第1接地導体層と、前記第1誘電体層を裏面から表面へ貫通する第1貫通接地導体と、をさらに備え、前記第1接地端子部は、平面視して、第1の方向において前記第1信号端子部を挟んで互いに反対側に位置する第1領域及び第2領域、並びに、前記第1の方向に直交する第2の方向において前記第1信号端子部を越えた位置に規定される第3領域、に形成される。
【選択図】図3A

Description

本発明は、光モジュール、光送受信モジュール、プリント基板、及びフレキシブル基板に関する。
光モジュールは、光高周波部品を備えている。光高周波部品に、高周波電気信号が入力、又は/及び、出力される。そのために、光高周波部品へ入力する高周波電気信号や、光高周波部品から出力する高周波電気信号が、伝送線路を伝搬する。伝送線路と伝送線路との接続箇所において、2枚の基板が重畳して接続している。2枚の基板のうち、下側に位置する基板を第1基板と、上側に位置する基板を第2基板と呼ぶこととする。例えば、光高周波部品と回路基板との間が配線基板によって接続されている場合を考える。プリント基板などの回路基板が第1基板であり、フレキシブル基板などの配線基板が第2基板である。
第1基板には、高周波電気信号を伝搬させるために、例えば、マイクロストリップラインが形成され、さらに、マイクロストリップラインの一方側の端部に接続する第1端子部が第1基板の表面に形成される。ここで、マイクロストリップラインは、高周波電気信号を伝搬するための伝送線路であり、誘電体層の裏面に接地電位となる接地導体層が形成され、誘電体層の表面に線状の信号配線パターンが形成される。また、第2基板には、第1端子部に接続される第2端子部が第2基板の裏面に形成される。第1端子部及び第2端子部は、ともに、接地端子と信号端子を含んでいる。第1端子部と第2端子部は、はんだ等の導電性接合材を介して、物理的に接して(重畳して)接続される。なお、特許文献1に、フレキシブルプリント基板の構造により、高周波を伝送する基板の共振周波数成分を使用帯域外とする光モジュールが開示されている。
特開2009−94390号公報
図15A及び図15Bはそれぞれ、従来技術に係る第1基板(例えば、プリント基板)端部の平面図及び底面図である。図15Aは第1基板の表面(上面)を、図15Bは第1基板の裏面(下面)を、それぞれ示している。図16A及び図16Bはそれぞれ、従来技術に係る第2基板(例えば、フレキシブル基板)端部の平面図及び底面図である。図16Aは第2基板の表面(上面)を、図16Bは第2基板の裏面(下面)を、それぞれ示している。第1基板は第1誘電体層120を有し、第1誘電体層120の表面(図15A)に、第1信号配線122に移行部123を介して接続される第1信号端子121と、第1信号端子121の両側にそれぞれ配置される第1接地端子125A,125Bと、さらに両側にそれぞれ配置される第1直流電圧端子128A,128Bとが、形成されている。第1直流電圧端子128A,128Bには、直流電圧配線129A,129Bがそれぞれ接続されている。第1誘電体層120の裏面(図15B)に、第1接地導体層124が形成されており、第1接地導体層124と、第1接地端子125A,125Bとは、複数のビアホール127A,127Bで、それぞれ電気的に接続されている。
第2基板は第2誘電体層130を有し、第2誘電体層130の裏面(図16B)に、第1信号端子121に重なり合って接続される第2信号端子142と、第1接地端子125A,125Bにそれぞれ重なり合って接続される第2接地端子145A,145Bと、第1直流電圧端子128A,128Bにそれぞれ重なり合って接続される第2直流電圧端子148A,148Bとが形成されている。さらに、第2誘電体層130の裏面に第2接地導体層134が形成され、第2接地端子145A,145Bに接続している。第2誘電体層130の表面(図16A)に、第2信号配線132に移行部133を介して接続される第3信号端子131と、第3信号端子131の両側にそれぞれ配置される第3接地端子135A,135Bと、さらに両側にそれぞれ配置される第3直流電圧端子138A,138Bとが、形成されている。第3直流電圧端子138A,138Bには、直流電圧配線139A,139Bがそれぞれ接続されている。第2信号端子142と第3信号端子131とは、複数のビアホール140で、第2接地端子145A,145Bと第3接地端子135A,135Bとは、複数のビアホール137A,137Bで、第2直流電圧端子148A,148Bと第3直流電圧端子138A,138Bとは、複数のビアホール141A,141Bで、それぞれ電気的に接続されている。
一般に、伝送線路の接続箇所において高周波電気信号の反射や放射が発生し、光モジュールにおいて伝搬する電気信号の信号劣化が発生してしまう。しかしながら、光モジュールにおいて、光高周波部品を基板上に搭載したり、それらを配線基板で接続したりする必要があり、伝送線路の接続は必要である。光通信などの分野において、光モジュールにおける伝送速度の向上が望まれており、発明者らは、信号劣化の原因を鋭意検討した。その結果、高周波特性を向上させるために、信号劣化をさらに低減させるためには、伝送線路と伝送線路との接続箇所における高周波電気信号の反射や放射のさらなる軽減が必要であるとの知見を得た。
本発明は、かかる課題を鑑みてなされたものであり、接続箇所における反射や放射が軽減され、伝送する電気信号の信号劣化が低減される、光モジュール、光送受信モジュール、プリント基板及びフレキシブル基板の提供を目的とする。
(1)上記課題を解決するために、本発明に係る光モジュールは、{表面に形成される第1信号端子部及び第1接地端子部、を備える第1基板}と、{前記第1信号端子部及び前記第1接地端子部とそれぞれ重なって接続され、裏面に形成される第2信号端子部及び第2接地端子部、を備える第2基板}と、を備える、光モジュールであって、前記第1基板は、第1誘電体層と、前記第1誘電体層の表面に形成され、前記第1信号端子部と電気的に接続される、第1信号配線と、前記第1誘電体層の裏面のうち、前記第1信号配線に対向する領域とその両側へ広がる領域を含んで形成される、第1接地導体層と、前記第1誘電体層を裏面から表面へ貫通するとともに、前記第1接地導体層と前記第1接地端子部との間を電気的に接続する、第1貫通接地導体と、をさらに備え、前記第1接地端子部は、平面視して、第1の方向において前記第1信号端子部を挟んで互いに反対側に位置する第1領域及び第2領域、並びに、前記第1の方向に直交する第2の方向において前記第1信号端子部を越えた位置に規定される第3領域、に形成される、ことを特徴とする。
(2)上記(1)に記載の光モジュールであって、前記第1接地端子部が形成される領域は、平面視して、前記第3領域のうち、前記第1信号配線とは前記第1信号端子部を挟んで反対側に位置する第4領域を含んでいてもよい。
(3)上記(1)又は(2)に記載の光モジュールであって、前記第1接地導体層は、平面視して、前記第1接地端子部を含む領域に形成されてもよい。
(4)上記(1)乃至(3)のいずれかに記載の光モジュールであって、前記第1貫通接地導体は、平面視して、前記第1接地端子部が形成される領域に形成されてもよい。
(5)上記(1)乃至(4)のいずれかに記載の光モジュールであって、前記第1貫通導体は、平面視して、前記第1領域及び前記第2領域、並びに、前記第3領域、に形成されてもよい。
(6)上記(1)乃至(5)のいずれかに記載の光モジュールであって、前記第1信号配線は、1つのストリップ導体からなり、前記第1信号端子部は、前記ストリップ導体に接続するとともに、前記第2の方向に延伸する1つの端子からなってもよい。
(7)上記(1)乃至(6)のいずれかに記載の光モジュールであって、前記第1信号配線は、前記第1の方向に並ぶ複数のストリップ導体からなり、前記第1信号端子部は、前記複数のストリップ導体それぞれに接続するとともに、前記第1の方向に並んで配置されるとともに、前記第2の方向にそれぞれ延伸する複数の端子からなってもよい。
(8)上記(6)又は(7)に記載の光モジュールであって、前記第1接地端子部は、平面視して、第1信号端子部の前記第1の方向における両側それぞれを前記第2の方向に沿って延伸する部分と、前記第3領域を前記第1の方向に沿って延伸する部分と、を有してもよい。
(9)上記(1)乃至(8)のいずれかに記載の光モジュールであって、前記第2基板は、第2誘電体層と、前記第2誘電体層の表面に形成され、前記第2信号端子部と電気的に接続される、第2信号配線と、前記第2誘電体層の裏面のうち、前記第2信号配線に対向する領域とその両側へ広がる領域を含んで形成されるとともに、前記第2接地端子部と電気的に接続される、第2接地導体層と、前記第2誘電体層を裏面から表面へ貫通するとともに、前記第2接地端子部と電気的に接続する、第2貫通接地導体と、をさらに備え、前記前記第2接地端子部は、平面視して、前記第1領域及び前記第2領域、並びに、前記第3領域、に形成されてもよい。
(10)上記(9)に記載の光モジュールであって、前記第2接地端子部が形成される領域は、平面視して、前記第3領域のうち、前記第4領域を含んでもよい。
(11)本発明に係る光モジュールは、{表面に形成される第1信号端子部及び第1接地端子部、を備える第1基板}と、{前記第1信号端子部及び前記第1接地端子部とそれぞれ重なって接続され、裏面に形成される第2信号端子部及び第2接地端子部、を備える第2基板}と、を備える、光モジュールであって、前記第2基板は、第2誘電体層と、前記第2誘電体層の表面に形成され、前記第2信号端子部と電気的に接続される、第2信号配線と、前記第2誘電体層の裏面のうち、前記第2信号配線に対向する領域とその両側へ広がる領域を含んで形成されるとともに、前記第2接地端子部と電気的に接続される、第2接地導体層と、前記第2誘電体層を裏面から表面へ貫通するとともに、前記第2接地端子部と電気的に接続する、第2貫通接地導体と、をさらに備え、前記第2接地端子部は、平面視して、第1の方向において前記第2信号端子部を挟んで互いに反対側に位置する第1領域及び第2領域、並びに、前記第1の方向に直交する第2の方向において前記第2信号端子部を越えた位置に規定される第3領域、に形成されてもよい。
(12)上記(11)に記載の光モジュールであって、前記第2接地端子部が形成される領域は、平面視して、前記第3領域のうち、前記第2信号配線とは前記第2信号端子部を挟んで反対側に位置する第5領域を含んでもよい。
(13)上記(1)乃至(12)のいずれかに記載の光モジュールと、他の光モジュールと、を備える光送受信モジュールであって、前記光モジュールと前記他の光モジュールのいずれか一方が光送信器であり、他方が光受信器であってもよい。
(14)本発明に係るプリント基板は、表面に形成され、他の基板の裏面に形成される第2信号端子部及び第2接地端子部とそれぞれ重なって接続される、第1信号端子部及び第1接地端子部と、第1誘電体層と、前記第1誘電体層の表面に形成され、前記第1信号端子部と電気的に接続される、第1信号配線と、前記第1誘電体層の裏面のうち、前記第1信号配線に対向する領域とその両側へ広がる領域を含んで形成される、第1接地導体層と、前記第1誘電体層を裏面から表面へ貫通するとともに、前記第1接地導体層と前記第1接地端子部との間を電気的に接続する、第1貫通接地導体と、を備え、前記第1接地端子部は、平面視して、第1の方向において前記第1信号端子部を挟んで互いに反対側に位置する第1領域及び第2領域、並びに、前記第1の方向に直交する第2の方向において前記第1信号端子部を越えた位置に規定され且つ前記第1信号配線とは前記第1信号端子部を挟んで反対側に位置する第3領域、に形成されてもよい。
(15)本発明に係るフレキシブル基板は、裏面に形成され、他の基板の表面に形成される第1信号端子部及び第1接地端子部とそれぞれ重なって接続される、第2信号端子部及び第2接地端子部と、第2誘電体層と、前記第2誘電体層の表面に形成され、前記第2信号端子部と電気的に接続される、第2信号配線と、前記第2誘電体層の裏面のうち、前記第2信号配線に対向する領域とその両側へ広がる領域を含んで形成されるとともに、前記第2接地端子部と電気的に接続される、第2接地導体層と、前記第2誘電体層を裏面から表面へ貫通するとともに、前記第2接地端子部と前記第3接地端子との間を電気的に接続する、第2貫通接地導体と、を備え、前記第2接地端子部は、平面視して、第1の方向において前記第2信号端子部を挟んで互いに反対側に位置する第1領域及び第2領域、並びに、前記第1の方向に直交する第2の方向において前記第2信号端子部を越えた位置に規定される第3領域、に形成されてもよい。
本発明により、接続箇所における反射や放射が軽減され、伝送する電気信号の信号劣化が低減される、光モジュール、光送受信モジュール、プリント基板及びフレキシブル基板が提供される。
本発明の第1の実施形態に係る光送受信モジュールの平面図である。 本発明の第1の実施形態に係るプリント基板とフレキシブル基板の接続を示す模式図である。 本発明の第1の実施形態に係るプリント基板端部の平面図である。 本発明の第1の実施形態に係るプリント基板端部の底面図である。 本発明の第1の実施形態に係るフレキシブル基板端部の平面図である。 本発明の第1の実施形態に係るフレキシブル基板端部の底面図である。 本発明の第1の実施形態に係るプリント基板とフレキシブル基板との配置を示す断面図である。 本発明の第1の実施形態に係るプリント基板とフレキシブル基板との配置を示す断面図である。 本発明の信号端子部の周辺領域を説明するための模式図である。 本発明の第1の実施形態に係る光モジュールの信号伝達特性を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係るプリント基板端部の平面図である。 本発明の第2の実施形態に係るプリント基板端部の底面図である。 本発明の第2の実施形態に係るフレキシブル基板端部の平面図である。 本発明の第2の実施形態に係るフレキシブル基板端部の底面図である。 本発明の第3の実施形態に係るプリント基板端部の平面図である。 本発明の第3の実施形態に係るプリント基板端部の底面図である。 本発明の第3の実施形態に係るフレキシブル基板端部の平面図である。 本発明の第3の実施形態に係るフレキシブル基板端部の底面図である。 本発明の第4の実施形態に係るプリント基板端部の平面図である。 本発明の第4の実施形態に係るプリント基板端部の底面図である。 本発明の第4の実施形態に係るフレキシブル基板端部の平面図である。 本発明の第4の実施形態に係るフレキシブル基板端部の底面図である。 本発明の第5の実施形態に係るプリント基板端部の平面図である。 本発明の第5の実施形態に係るプリント基板端部の底面図である。 従来技術に係る第1基板端部の平面図である。 従来技術に係る第1基板端部の底面図である。 従来技術に係る第2基板端部の平面図である。 従来技術に係る第2基板端部の底面図である。
以下に、図面に基づき、本発明の実施形態を具体的かつ詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、以下に示す図は、あくまで、実施形態の実施例を説明するものであって、図の大きさと本実施例記載の縮尺は必ずしも一致するものではない。
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る光送受信モジュール100の平面図である。図1は、光送受信モジュール100の筐体内部に収納される部品を概略的に示している。具体的には、筐体1の上板(プリント基板2を基準として光受信部品3や光送信部品4等が実装される側の板状部材)を取り除いた状態を示している。なお、本実施例の光送受信モジュール100はCFP2の規格に準拠した外形寸法を有しているが、他の規格に準拠した光モジュールや規格に準拠していない独自サイズの光送受信モジュールであってもよい。
図1に示す通り、筐体1の内部においては平板状のプリント基板2(PCB:Printed Circuit Board))が固定されており、プリント基板2上には、主要光部品である光受信部品3(ROSA)と、光送信部品4(TOSA)と、が実装されており、これら光部品は、部品用トレイ5によってプリント基板2上に固定されている。なお、光受信部品3及び光送信部品4は、光高周波部品の例である。
光送受信モジュール100の光レセプタクル6から入力される光信号は、光ファイバ92を通って、光ファイバ92を保持する光ファイバトレイ7を経て、光受信部品3で電気信号に変換される。光受信部品3に、フレキシブル基板11(FPC:Flexible Printed Circuit)が接続されており、光受信部品3が出力する高周波の電気信号がフレキシブル基板11上の伝送線路を伝搬する。また、光受信部品3は、セラミック基板12(図示せず)を備えている。光受信部品3が出力する電気信号は、フレキシブル基板11及びプリント基板2上の伝送線路を経て、電気高周波部品8(増幅器)で増幅され、カードエッジコネクタ9に接続された機器に出力される。なお、光送受信モジュール100のうち、光信号が入力される光レセプタクル6の光受信用の部分から、光受信部品3を含み、電気信号が出力されるカードエッジコネクタ9の光受信用の部分までが、光受信モジュールに相当する領域(機能)である。
また、光送受信モジュール100のカードエッジコネクタ9に接続された機器から入力される電気信号は、電気高周波部品10(増幅器)で増幅され、フレキシブル基板91を経て、光送信部品4で光信号に変換される。光送信部品4にて変換された光信号は、光ファイバ92や合波器を経て光レセプタクル6から出力される。なお、光送受信モジュール100のうち、電気信号が入力されるカードエッジコネクタ9の光送信用の部分から、光送信部品4を含み、光信号が出力される光レセプタクル6の光送信用の部分までが、光送信モジュールに相当する領域(機能)である。
本発明の主な特徴は、プリント基板2(第1基板)の端子部の構成にある。以下、これについて説明する。なお、本明細書において、光モジュールとは、光送信モジュール(光送信器)又は光受信モジュール(光受信器)のいずれかを指すものとする。また、光送受信モジュールとは、光送信モジュール及び光受信モジュールを備えるものである。
図2は、当該実施形態に係るプリント基板2とフレキシブル基板11の接続を示す模式図であり、フレキシブル基板11とその周辺部品の側面を示している。図2に示す通り、光受信部品3と、プリント基板2との間に、フレキシブル基板11が配置され、フレキシブル基板11の一方の端部は、プリント基板2と、接続されている。また、フレキシブル基板11の他方の端部は、光受信部品3のセラミック基板12と、接続される。なお、実際には、光受信部品3は、前述の通り、プリント基板2上の部品用トレイ5に固定されているが、簡単のために、光受信部品3とプリント基板2は離れて示されている。また、本願発明は光受信部品3(または光送信部品4)がプリント基板2上に固定されず、互いが重畳していない場合であっても適用できる。
図3A及び図3Bはそれぞれ、当該実施形態に係るプリント基板2(第1基板)端部の平面図及び底面図である。図3Aはプリント基板2の表面(上面)を、図3Bはプリント基板2の裏面(下面)を、それぞれ示している。図4A及び図4Bはそれぞれ、当該実施形態に係るフレキシブル基板11(第2基板)端部の平面図及び底面図である。図4Aはフレキシブル基板11の表面(上面)を、図4Bはフレキシブル基板11の裏面(下面)を、それぞれ示している。図5A及び図5Bはそれぞれ、当該実施形態に係るプリント基板2とフレキシブル基板11との配置を示す断面図である。図5Aは、図3A乃至図4Bの5A−5A線を貫く断面を矢印の方向から見た断面を、図5Bは、図3A乃至図4Bの5B−5B線を貫く断面を矢印の方向から見た断面を、それぞれ示している。
図3Aに示す通り、プリント基板2の表面に、第1信号端子部と第1接地端子部が形成されている。プリント基板2は第1誘電体層20を含んでいる。第1信号端子部は、第1誘電体層20の表面に形成される第1信号端子21(1つの端子)であり、縦方向(第2の方向)に延伸する矩形状を有している。第1接地端子部は、第1誘電体層20の表面に形成される第1接地端子25(図示せず)であり、矩形状の第1信号端子21の左右両側とさらに上側を囲う形状(コの字状、Uの字状)をしている。第1接地端子25は、後述する通り、3つの第1接地端子25A,25B,25Cによって構成されている。第1信号端子21に電気的に接続される第1信号配線22は、所定の幅(第1の幅)で縦方向(第2の方向)に延伸する1つのストリップ導体からなっている。第1信号端子21は、第1信号配線22に、移行部23を介して、接続している。なお、第1信号端子21、移行部23、及び第1信号配線22は一体となって形成されており、ひと続きの金属箔で形成されている。第1信号端子21の幅(第2の幅)は、第1信号配線22の幅(第1の幅)より少し狭く、移行部23は、図の下端においては第1信号配線22の幅(第1の幅)であり、上向きに延伸するに伴って徐々に狭まり、図の上端においては第1信号端子21の幅(第2の幅)まで狭まっている。なお、ここでは、インピーダンス整合を考慮した形状により、第1信号端子21の幅(第2の幅)は、第1信号配線22の幅(第1の幅)より少し狭いが、これに限定されることはなく、第1誘電体層及び第2誘電体層の材質や厚みなどによって適宜選択される。図3Bに示す通り、第1誘電体層20の裏面に第1接地導体層24が形成されており、第1接地導体層24は、第1誘電体層20の裏面のうち、第1誘電体層20の表面に形成される第1信号配線22に対向する領域とその両側へ広がる領域を含んで形成されている。ここでは、第1接地導体層24は、プリント基板2の額縁領域を除いて全面に形成されており、すなわち、移行部23及び第1信号端子部(第1信号端子21)と対向する領域とその両側に広がる領域をさらに含んで形成されている。第1信号配線22(及び移行部23)と、第1接地導体層24との間で、マイクロストリップ線路を構成している。本発明に係る伝送線路はこれに限定されることはなく、接地層(グランド層)を伴うグランド付きコプレーナ線路により構成してもよい。すなわち、第1誘電体層20の表面に、第1接地端子25と接続し、第1信号配線22の両側を縦方向(第2の方向)に延伸する矩形状をそれぞれ有する1対の第1接地配線(図示せず)が形成されていてもよい。1対の第1接地配線と、第1信号配線22(及び移行部23)と、第1接地導体層24との間で、グランド付きコプレーナ線路を構成する。
第1接地端子25は複数のビアホールで接地導体層24と電気的に接続されている。ここで、複数のビアホールは、第1誘電体層20の裏面から表面へ貫通するとともに、第1接地導体層24と第1接地端子25との間を電気的に接続する、第1貫通接地導体である。ビアホールは、貫通孔の内壁に金属メッキ加工が施されている。第1接地端子25は、第1貫通接地導体の少なくとも一部を含む領域に形成されていればよいが、接地電位の安定的な接続や伝送線路としての特性向上の観点から、平面視して、第1貫通接地導体(すべて)を含む領域に形成されるのが望ましい。また、同様に、第1接地導体層24は、第1貫通接地導体(すべて)を含む領域に形成されているのが望ましい。また、ここでは、フレキシブル基板11に形成される接地端子部と重畳する面積をより確保する観点からは、第1接地端子部が1つの第1接地端子25によって構成されているのが望ましいが、これに限定されることなく、例えば、それぞれが図3に示す第1接地端子25の形状の一部を含み、互いに離間する複数の接地端子によって構成されていてもよい。
図6は、本発明の信号端子部の周辺領域を説明するための模式図である。平面視して、信号端子部(ここでは、第1信号端子21)を囲う周辺領域を分割される複数の領域が示されている。信号端子部の上端と下端とをそれぞれ貫き、横方向(第1の方向)に直進する2本の直線S1,S2、及び信号端子部によって、信号端子部を囲う周辺領域は4つの領域に分割される。2本の直線S1,S2の間に、図6の横方向(第1の方向)において、信号端子部を挟んで互いに反対側に位置する2つの領域がある。2つの領域のうち、一方側(左側)が第1領域(領域I)であり、他方側(右側)が第2領域(領域II)である。直線S1より上側の領域は、図の縦方向(第1の方向に直交する第2の方向)において信号端子部を越えた位置に規定される領域(第3領域)のうち、上側にある領域が第4領域(領域IV)である。また、直線S2より下側にある領域が第5領域(領域V)である。すなわち、第4領域と第5領域を合わせた領域が、第3領域(領域III)である。
図15Aに示す通り、従来技術に係る第1基板の端子部では、平面視して、縦方向(第2の方向)に延伸する第1信号端子121の周辺には、第1信号端子121の左右両側それぞれを縦方向(第2の方向)に延伸する第1接地端子125A,125Bのみが存在する。すなわち、接地端子部は、信号端子部の第1領域及び第2領域のみに形成されている。また、従来技術に係る第1基板の端子部では、平面視して、第1信号端子121の周辺を、図の紙面を前後に貫く方向に沿って延びる接地導体は、第1信号端子121の左右両側それぞれに並ぶビアホール127A,127Bのみである。すなわち、接地導体は、第1領域及び第2領域のみに形成されている。
これに対して、図3Aに示す通り、当該実施形態に係るプリント基板2では、第1接地端子部は、3つの第1接地端子25A,25B,25Cによって構成される第1接地端子25である。3つの第1接地端子25A,25B,25Cは一体となって形成されており、ひと続きの金属箔で形成される。ここで、第1接地端子25Aは第1領域に形成されており、第1接地端子25Bは第2領域に形成されており、第1接地端子25Cは第4領域(図3Aに網掛けで示される領域FAが含まれる)に形成されている。言い換えれば、第1接地端子部が形成される領域は、平面視して第4領域(の一部)を含んでいる。なお、図6に示す通り、第1領域及び第2領域の縦方向(第2の方向)における両端の位置は、第1信号端子21の両端の位置に一致している。ここで、領域FAについて説明する。領域FAは、図6に示す第4領域に含まれている。第4領域は、縦方向において第1信号端子21を越えた位置(第1信号端子21を含まない位置)に規定される領域(第3領域)であり、且つ、第1信号配線22(図の下側)とは第1信号端子21を挟んで反対側(上側)に位置する領域である。また、当該実施形態に係るプリント基板2では、第1接地端子25が第1接地端子25A,25B,25Cによって構成されていることに伴って、複数のビアホールは、第1領域及び第2領域に加えて、第4領域にも、形成されている。言い換えれば、複数のビアホール(第1貫通接地導体)が形成される領域は、平面視して第4領域(の一部)を含んでいる。
本発明に係る第1基板の主な特徴は、第1接地端子部が、平面視して、第1信号端子部の周辺において、第1領域及び第2領域、並びに、第3領域に形成されることにある。第1接地端子部が、第3領域にも形成されることにより、第1基板と第2基板の接続箇所で発生する高周波電気信号の反射や放射を軽減することが出来る。第1接地端子部が、平面視して、第3領域のいずれに形成されていても、本発明の効果は奏する。しかしながら、第3領域のうち、横方向(第1の方向)において、第1領域に形成される部分(の外側の縁)及び第2領域に形成される部分(の外側の縁)に挟まれた領域にあるのが望ましい。また、第1接地端子部のうち、第3領域に形成される部分と第1信号端子部との縦方向(第2の方向)における間隔は、第1領域及び第2領域に形成される部分と第1信号端子部との横方向(第1の方向)における間隔と、同じかより短いかのいずれかであるのが望ましい。ここで、間隔とは、互いの内側の縁との間の距離をいう。
第1接地端子部をどのような形状にするかは、設計者が選択すればよいが、第3領域のうち、第1信号端子21の上端よりさらに上方にある領域(第4領域)は、第1信号配線22などが配置されておらず、第1接地端子部を配置する自由度が高い。よって、第1接地端子部は、平面視して、第3領域のうち少なくとも第4領域に形成されるのが望ましい。当該実施形態においては、第1信号端子21は、第2の方向に延伸する矩形状をしている。第1接地端子25は、第1信号端子21の両側を、図の下端から縦方向(第2の方向)上向きに沿って所定の幅で延伸し(延伸する部分に、第1接地端子25A,25Bが含まれる)、さらに、第1信号端子21の図の上端よりもさらに上方で、それぞれ内側に屈曲し、所定の幅で横方向に延びて互いに接続している。すなわち、第1接地端子25は、平面視して、第1信号端子21の両側それぞれを縦方向に沿って延伸する部分と、第3領域のうち、第1信号端子21の上端よりさらに上方にある領域(第4領域)を横方向(第1の方向)に沿って延伸する部分とを有している。
当該実施形態に係る第1貫通接地導体は、5つのビアホール27Aと、5つのビアホール27Bと、3つのビアホール26A,26B,26Cからなっている。ビアホール27A,27Bは、第1接地端子25のうち、第1信号端子21の両側それぞれを縦方向に沿って延伸する部分に形成され、ビアホール26A,26B,26Cは、第4領域を横方向に沿って延伸する部分に形成される。第1接地端子25がかかる形状を有することにより、平面視して、第1接地端子25が形成される領域に、より多くのビアホール(第1貫通接地導体)を配置することが出来、本発明の効果はさらに高まる。平面視して、第1信号端子21の周辺のうち、第1信号配線側(下側)を除く3方向(左側、右側、上側)を、第1接地端子25(及び、第1貫通接地導体)で囲うことが出来ているからである。縦方向(第2の方向)に並ぶ5つのビアホール27A(27B)と第1信号端子21との間隔L1と比較して、第1信号端子21のさらに上方に横方向に並ぶ3つのビアホール26A,26B,26Cと第1信号端子21との間隔L2は、同じかより短いのが望ましい。
なお、図3Aに示す通り、第1誘電体層20の表面のうち、第1接地端子25のさらに横方向両側にそれぞれ配置される第1直流電圧端子28A,28Bが、形成されている。第1直流電圧端子28A,28Bには、縦方向に延伸する直流電圧配線29A,29Bがそれぞれ接続されている。
図4Bに示す通り、フレキシブル基板11の裏面に、第2信号端子部と第2接地端子部が形成されており、第2信号端子部と第2接地端子部は、第1信号端子部と第1接地端子部とそれぞれ重なって接続される。フレキシブル基板11は第2誘電体層30を含んでいる。第2信号端子部は、第2誘電体層20の裏面に形成される第2信号端子42(1つの端子)であり、第2接地端子部は、第2誘電体層20の裏面に形成される第2接地端子45である。また、第2接地端子45の両側に第2直流電圧端子48A,48Bがそれぞれ形成されている。第2信号端子42、第2接地端子45、及び第2直流電圧端子48A,48Bは、図3Aに示す第1信号端子21、第1接地端子25、及び第1直流電圧端子28A,28Bと、はんだ等の導電性接合剤を介して、物理的に接して(重畳して)接続されており、対応する端子同士同じ形状をしている。さらに、第2誘電体層30の裏面に第2接地導体層34が形成され、第2接地端子45に電気的に接続している。なお、第2接地導体層34及び第2接地端子45は一体となって形成されており、ひと続きの金属箔で形成されている。
図4Aに示す通り、フレキシブル基板11の表面に、第3信号端子部と第3接地端子部が形成されている。第3信号端子部は、第2誘電体層30の表面に形成される第3信号端子31(1つの端子)である。第3信号端子31は、平面視して、第2信号端子42と一致するよう重畳しており、同じ形状をしている。第3信号端子31は、3個の(複数の)ビアホール40(第2貫通信号導体)で第2信号端子42と電気的に接続している。第3信号端子31に電気的に接続される第2信号配線32は、所定の幅(第3の幅)で縦方向(第2の方向)に延伸する1つのストリップ導体からなっている。第3信号端子31は、第2信号配線32に、移行部33を介して、接続している。なお、第3信号端子31、移行部33、及び第2信号配線32は一体となって形成されており、ひと続きの金属箔で形成されている。第3信号端子31の幅(第2の幅)は、第2信号配線32の幅(第3の幅)より広い。なお、ここでは、インピーダンス整合を考慮した形状により、第3信号端子31の幅(第2の幅)は、第2信号配線32の幅(第3の幅)より広いが、これに限定されることはなく、第1誘電体層及び第2誘電体層の材質や厚みなどによって適宜選択される。第2接地導体層34は、第2誘電体層30の裏面のうち、第2誘電体層20の表面に形成される第2信号配線32に対向する領域とその両側に広がる領域を含んで形成されている。ここでは、第2誘電体層30の裏面に形成される第2信号端子42が、プリント基板2の第1信号端子21と重なって接続するために、第2接地導体層34は、第2誘電体層30の裏面のうち、第2信号端子42及びその周辺となる領域には形成されていない。第2信号配線32(及び移行部33)と、第2接地導体層34とで、マイクロストリップライン(シングルエンドの伝送線路TL)を構成している。上述の通り、本発明に係る伝送線路はこれに限定されることはなく、グランド付きコプレーナ線路により構成してもよい。すなわち、第2誘電体層30の表面に、第3接地端子35A、35Bと接続し、第2信号配線32の両側を縦方向(第2の方向)に延伸する矩形状をそれぞれ有する1対の第2接地配線(図示せず)が形成されてもよい。1対の第2接地配線と、第2信号配線32(及び移行部33)と、第2接地導体層34との間で、グランド付きコプレーナ線路を構成する。
第3接地端子部は、第2誘電体層30の表面に形成される第3接地端子35A,35Bである。第3接地端子35A,35Bは、平面視して、第2接地端子45と重畳している。しかし、第2誘電体層30の表面には、第3信号端子31から移行部33を介して縦方向に延伸する第2信号配線32が形成されており、平面視して、第2信号配線32又は移行部33は、第2接地端子45と重畳する領域が存在する。それゆえ、第3接地端子35A,35Bは、第2誘電体層30の表面のうち、第2信号配線32及び移行部33が形成される領域と、さらにその周辺の領域には形成することが形成されない。よって、第3接地端子35A,35Bは、第2信号配線32と電気的に接続しないように第2信号配線32及び移行部33から所望の間隔以上離間しつつ、より広い面積で、第2接地端子45と重畳しているのが望ましい。当該実施形態においては、第3信号端子31は、第2の方向に延伸する矩形状をしている。第3接地端子35A,35Bは、第3信号端子31の両側を、図の下端から縦方向(第2の方向)上向きに沿って所定の幅で延伸し(第1領域及び第2領域)、さらに、第3信号端子31の図の上端よりもさらに上方で、それぞれ内側に屈曲し、所定の幅で横方向に延びて、移行部33及び第2信号配線32の近傍まで及んでいる。すなわち、第3接地端子35A,35Bは、平面視して、第3信号端子31の両側それぞれを縦方向に沿って延伸する部分と、第3領域のうち、第3信号端子31の上端よりさらに上方にある領域(第4領域)を横方向(第1の方向)に沿って延伸する部分とを有している。なお、移行部33は、下端から上端にかけて、テーパー形状をしている。それゆえ、第3接地端子35A,35Bは、所望の間隔以上離間しつつ、より、移行部33の近傍へ及んでいるので、第3接地端子35A、35Bの先端の形状は、移行部33に対して、逆テーパー形状となっている。
第3接地端子35A,35Bは複数のビアホール36A,37A,36B,37Bで第2接地端子45とそれぞれ電気的に接続されている。ここで、複数のビアホールは、第2誘電体層30の裏面から表面へ貫通するとともに、第2接地端子45と電気的に接続する、第2貫通接地導体であり、第2接地端子45に加えて、第3接地端子35A,35Bとも電気的に接続している。当該実施形態に係る第2貫通接地導体は、5つのビアホール37Aと、5つのビアホール37Bと、2つのビアホール36A,36Bからなっている。ビアホール37A(37B)は、第3接地端子35A(35B)のうち、第3信号端子31の側方を縦方向に沿って延伸する部分に形成され、ビアホール36A(36B)は、第4領域を横方向に沿って延伸する部分に形成される。図16Aに示す通り、従来技術に係る第2基板の端子部では、平面視して、縦方向(第2の方向)に延伸する第3信号端子131の周辺には、第3信号端子131の左右両側それぞれを縦方向(第2の方向)に延伸する第3接地端子135A、135Bのみが存在する。すなわち、接地端子部は、信号端子部の第1領域及び第2領域のみに形成されている。また、従来技術における第2基板の端子部では、平面視して、第3信号端子131の周辺を、図の紙面を前後に貫く方向に沿って延びる接地導体は、第3信号端子131の左右両側それぞれに並ぶビアホール137A,137Bのみである。すなわち、接地導体は、第1領域及び第2領域のみに形成されている。
これに対して、図4Aに示す通り、当該実施形態に係るフレキシブル基板11では、第3接地端子部は、2つの第3接地端子35A,35Bによって構成されており、第1領域及び第2領域に加えて、第4領域にも形成されている。言い換えれば、第3接地端子部が形成される領域は、平面視して第4領域(の一部)を含んでいる。また、当該実施形態に係るフレキシブル基板11では、第3接地端子部の構成により、複数のビアホールは、第1領域及び第2領域に加えて、第4領域にも、形成されている。言い換えれば、複数のビアホール(第2貫通接地導体)が形成される領域は、平面視して第4領域(の一部)を含んでいる。
ここで、第1基板から第2基板に高周波電気信号が伝搬する場合について考察する。第1基板上の伝送線路では、高周波電気信号は、基板上の信号配線の延伸方向、すなわち、基板平面に平行な方向に伝搬する。その後、第1基板と第2基板の接続箇所において、伝搬方向は、過渡的に平行方向から垂直方向に変わり、その後、第2基板上では、基板平面に平行な方向に伝搬する。当該実施形態では、第1基板と第2基板の接続箇所において、すなわち、高周波信号の伝搬方向が、過渡的に基板平面に平行な方向から垂直方向に変わる箇所において、第1貫通接地導体と接続された第1接地端子と、第2貫通接地導体と接続された第2接地端子とを、はんだ接続することにより、高周波電気信号の閉じ込めを強くし、延伸方向への放射や反射を抑制することで、良好な伝送特性を実現している。
フレキシブル基板11の第3信号端子31は、第2信号端子42と第2信号配線32を電気的に接続する役割を担っている。しかしながら、第3接地端子35A,35Bは、ビアホール36A,37A,36B,37Bを介して、第2接地端子45と電気的に接続しているが、フレキシブル基板11を鉛直方向に延びる接地導体としては、主に、第2貫通接地導体がその役割を担っており、第3接地端子35A,35Bの役割は小さい。しかしながら、当該実施形態において、プリント基板2の第1信号端子21及び第1接地端子25は、フレキシブル基板11の第2信号端子42及び第2接地端子45と、はんだによって接続(接合)されている。接続の際、はんだを溶解させるために熱を加える必要があるが、第3信号端子31及び第3接地端子35A,35Bを熱することで、ビアホールを介して、第2信号端子42及び第2接地端子45へ熱を伝える役割も担っている。また、第1接地端子25と第2接地端子45全体をはんだ接続する場合の熱の伝わりを考えると、第3接地端子部(第3接地端子35A,35B)及び第2貫通接地導体(複数のビアホール36A,37A,36B,37B)は、平面視して、第4領域にも形成されるのが望ましい。当該実施形態に係る第3接地端子部は、はんだ等によって接続する場合など、熱を第2接地端子部へ伝えるのに望ましい構造となっている。
なお、図4Aに示す通り、第2誘電体層30の表面のうち、第3接地端子35A,35Bのさらに横方向両側にそれぞれ配置される第3直流電圧端子38A,38Bが、形成されている。第3直流電圧端子38A,38Bは、複数のビアホール41A,41Bを介して、第2直流電圧端子48A,48Bと電気的に接続している。さらに、第3直流電圧端子38A,38Bは、縦方向に延伸する直流電圧配線39A,39Bがそれぞれ接続されている。
図7は、当該実施形態に係る光モジュールの信号伝達特性を示す図である。三次元電磁界シミュレーションにより、当該実施形態に係る光モジュールの周波数に対する透過率(シンボル●)が、図15A乃至図16Bに示す従来技術に係る光モジュールの透過率(シンボル■)ともに、図7に示されている。図7に示す通り、従来技術に係る透過率には、25GHz付近にて局所的な落ち込み(図のA)が見られる。また、25GHzから30GHz付近まで透過率は再度上昇(図のB)するものの、35GHzより高周波側で急峻な透過率の劣化(図のC)が見られる。これに対して、当該実施形態に係る透過率は、従来技術と異なり、25GHz付近においても局所的な落ち込みも見られず、50GHz付近までなだらかに低下している。すなわち、当該実施形態に係る光モジュールは、従来技術に係る光モジュールと比較して、透過率の劣化が抑制されている。特に、50GHz付近まで、透過率の劣化が顕著に低減されており、良好な信号伝達特性を実現している。
また、発明者らは、当該実施形態に係る光モジュールに対して、IEEE802.3baにて規定されている25Gbit/sでのアイマスク(Eye Mask)を測定した。従来技術に係る光モジュールのマスクマージンが20〜30%であったのに対して、当該実施形態に係る光モジュールのマスクマージンが40〜50%となっており、信号波形に顕著な改善が見られ、良好な信号伝達特性を実現している。よって、当該実施形態に係るプリント基板2及びフレキシブル基板11は、単体で伝送速度25Gbit/sの光通信に用いる光高周波部品を備える光モジュール及び光送受信モジュールに最適である。
[第2の実施形態]
図8A及び図8Bはそれぞれ、本発明の第2の実施形態に係るプリント基板2(第1基板)端部の平面図及び底面図である。図9A及び図9Bはそれぞれ、当該実施形態に係るフレキシブル基板11(第2基板)端部の平面図及び底面図である。第1の実施形態では、基板上にシングルエンドの伝送線路が形成されていたのに対して、当該実施形態では、基板上に差動伝送線路が形成されている。それに伴い、当該実施形態に係るプリント基板2及びフレキシブル基板11の構成が以下の点で第1の実施形態と異なっているが、それ以外については、第1実施形態と同じ構成をしている。
図8Aに示す通り、第1信号端子部は、縦方向に延伸するとともに横方向に並び、それぞれ矩形状を有する1対(2つ)の第1信号端子21A,21Bである。また、第1信号配線22A,22Bは、所定の幅(第4の幅)で所定の間隔を維持して縦方向に延伸するとともに横方向に並ぶ1対(2つ)のストリップ導体からなっている。第1信号端子21A,21Bは、第1信号配線22A,22Bに、移行部23A,23Bを介して、それぞれ接続している。第1信号端子21A,21Bの幅(第5の幅)は、第1信号配線22A,22Bの幅(第4の幅)より少し狭い。また、図9Bに示す通り、第2信号端子部は、第2信号端子42A,42Bであり、図9Aに示す通り、第3信号端子部は、第3信号端子31A,31Bである。また、第2信号配線32A,32Bは、所定の幅(第6の幅)で所定の間隔を維持して縦方向に延伸するとともに横方向に並ぶ1対(2つ)のストリップ導体からなっている。第3信号端子31A,31Bは、第2信号配線32A,32Bに、移行部33A,33Bを介して、それぞれ接続している。第3信号端子31A,31Bの幅(第5の幅)は、第2信号配線32A,32Bの幅(第6の幅)より広い。第2信号端子42A,42Bと第3信号端子31A,31Bとは、それぞれ3つ(複数)のビアホール40A,40Bにより電気的に接続されている。なお、ここでは、インピーダンス整合を考慮した形状により、第1信号端子21A,21Bの幅(第5の幅)は、第1信号配線22A,22Bの幅(第4の幅)より少し狭く、第3信号端子31A,31Bの幅(第5の幅)は、第2信号配線32A,32Bの幅(第6の幅)より広くなっているが、これに限定されることはなく、第1誘電体層及び第2誘電体層の材質や厚みなどによって適宜選択される。
第1信号端子部が第1信号端子21A,21Bからなることにより、第1信号端子部の周辺に配置される第1接地端子部の形状が第1実施形態と異なっている。具体的には、第1接地端子25は、第1の実施形態と同様に、第1信号端子部の左右両側と、さらに上側を囲う形状をしているが、第1信号端子部の横方向の幅が広がっていることに伴って、第1接地端子25のうち、第4領域を横方向に沿って延伸する部分の長さが長くなっている。かかる部分には、複数のビアホール26A,26B,26C,26D,26Eが形成されている。なお、プリント基板2に形成される第2接地端子45は、重ねて接続される第1接地端子25の形状と同じ形状をしており、また、それに伴い、第3接地端子35A,35Bの間隔は広がっている。
基板上に、複数本のシングルエンドの伝送線路が形成される場合、端子部には、接地端子と信号端子が複数回繰り返して第1の方向に並ぶのが一般的である。また、基板上に、複数対の差動伝送線路が形成される場合、端子部には、接地端子と1対の信号端子が複数回繰り返して第1の方向に並ぶのが一般的である。それゆえ、本発明は、1本のシングルエンドの伝送線路、又は1対の差動伝送線路に限定されることはなく、信号端子部と接地端子部とが繰り返される場合にも適用できる。さらに、ここでは、第1(第2)信号端子部は、1つ又は1対の信号端子からなる場合について説明したが、これに限定されることはなく、複数(又は複数対)の信号端子が第1の方向に沿って順に並ぶとともに第2の方向に延伸していてもよい。
[第3の実施形態]
図10A及び図10Bはそれぞれ、本発明の第3の実施形態に係るプリント基板2(第1基板)端部の平面図及び底面図である。図11A及び図11Bはそれぞれ、当該実施形態に係るフレキシブル基板11(第2基板)端部の平面図及び底面図である。第1の実施形態では、第1接地端子部及び第1貫通接地導体、並びに、第2接地端子部及び第2貫通接地導体が、第3領域のうち、第4領域のみに形成されていたのに対して、当該実施形態では、第1接地端子部及び第1貫通接地導体、並びに、第2接地端子部及び第2貫通接地導体が、それぞれ、さらに第5領域にも形成されている。それに伴い、当該実施形態に係るプリント基板2及びフレキシブル基板11の構成が以下の点で第1の実施形態と異なっているが、それ以外については、第1実施形態と同じ構成をしている。
図10Aに示す通り、第1接地端子部は、5つの第1接地端子25A,25B,25C,25D,25Eによって構成される第1接地端子25(図示せず)である。5つの第1接地端子25A,25B,25C,25D,25Eは一体となって形成されており、ひと続きの金属箔で形成される。ここで、第1の実施形態に係る第1接地端子25と同様に、第1接地端子25Aは第1領域に形成されており、第1接地端子25Bは第2領域に形成されており、第1接地端子25Cは第4領域(図10Aに網掛けで示される領域FAが含まれる)に形成されている。そして、第1の実施形態と異なり、さらに、第1接地端子25D,25Eは第5領域(図10Aに網掛けで示される領域BAが含まれる)に形成されている。すなわち、第1接地端子25の形状は、第1の実施形態に係る第1接地端子25の形状に加えて、図に網掛けで領域BAとして示す形状が加えられている。第1誘電体層20の表面には、第1信号端子21から移行部23を介して縦方向に延伸する第1信号配線22が形成されており、第1接地端子25は、第1信号配線22と電気的に接続しないように第1信号配線22及び移行部23から所望の間隔以上離間しつつ、より広い面積で、第1接地導体層24と重畳しているのが望ましい。当該実施形態においては、第1接地端子25は、第1信号端子21の両側を、縦方向(第2の方向)に沿って所定の幅で延伸する(延伸する部分に、第1接地端子25A,25Bが含まれる)。さらに、第1信号端子21の図の上端よりもさらに上方で、それぞれ内側に屈曲し、所定の幅で横方向に延びて互いに接続している。また、第1信号端子21の図の下端よりもさらに下方で、それぞれ内側に屈曲し、所定の幅で横方向に延びて、移行部23及び第1信号配線22の近傍まで及んでいる。すなわち、第1接地端子25は、平面視して、第1信号端子21の両側それぞれを縦方向に沿って延伸する部分と、第3領域のうち、第1信号端子21の上端よりもさらに上方にある領域(第4領域)を横方向(第1の方向)に沿って延伸する部分と、第3領域のうち、第1信号端子21の下端よりもさらに下方にある領域(第5領域)を横方向に沿って延伸する部分と、を有している。
第1接地端子25が形成される領域には、複数のビアホールが形成されている。具体的には、第1接地端子25が形成される領域のうち、第1信号端子21の左側を縦方向に延伸する領域には、6つのビアホール27Aが、第1信号端子21の右側を縦方向に延伸する領域には、6つのビアホール27Bが、第4領域のうち横方向に延伸する領域には、3つのビアホール26A,26B,26Cが、第5領域のうち横方向に延伸する領域には、左右それぞれに1つのビアホール50A,50Bが、それぞれ形成されている。すなわち、第1の実施形態において、第1接地端子部及び第1貫通接地導体が、第1領域、第2領域、及び第4領域に形成されているのに対して、当該実施形態において、第1接地端子部及び第1貫通接地導体と接続された第1接地端子は、さらに、第5領域にも形成されている。
図11Bに示す通り、第2接地端子部は、5つの第2接地端子45A,45B,45F,45G,45Hによって構成される第2接地端子45(図示せず)であり、重ねて接続される第1接地端子25と同一の形状をしている。ここで、第2接地端子45Aは第1領域に形成されており、第2接地端子45Bは第2領域に形成されており、第2接地端子45Fは第4領域(図11Bに網掛けで示される領域FA3が含まれる)に形成されており、第2接地端子45G,45Hは第5領域(図11Bに網掛けで示される領域BA3が含まれる)に形成されている。すなわち、第2接地端子45は、平面視して、第1領域及び第2領域に形成される部分に加えて、第4領域に形成される部分(領域FA3)と、第5領域に形成される部分(領域BA3)とを有している。また、図11Aに示す通り、第3接地端子部は、5つの第3接地端子35A,35B,35C,35D,35Eによって構成される第3接地端子35(図示せず)である。すなわち、第3接地端子35は、第1領域及び第2領域に形成される部分(第3接地端子35A,35B)に加えて、第4領域に形成される部分(領域FA2:第3接地端子35C,35D)と、第5領域に形成される部分(領域BA2:第3接地端子35E)とを有している。第3接地端子35は、第2信号端子31の両側を、縦方向(第2の方向)に沿って所定の幅で延伸する(第1領域及び第2領域)。さらに、第2信号端子31の図の上端よりもさらに上方で、それぞれ内側に屈曲し、所定の幅で横方向に延びて、移行部33及び第1信号配線32の近傍まで及んでいる。また、第2信号端子31の図の下端よりもさらに下方で、それぞれ内側に屈曲し、所定の幅で横方向に延びて互いに接続している。すなわち、第3接地端子35は、平面視して、第2信号端子31の両側それぞれを縦方向に沿って延伸する部分と、第3領域のうち、第2信号端子31の上端よりもさらに上方にある領域(第4領域)を横方向(第1の方向)に沿って延伸する部分と、第3領域のうち、第2信号端子31の下端よりもさらに下方にある領域(第5領域)を横方向に沿って延伸する部分と、を有している。
第2接地端子45及び第3接地端子35が形成される領域には、複数のビアホールが形成されている。具体的には、第3接地端子35が形成される領域のうち、第2信号端子31の左側を縦方向に延伸する領域には、6つのビアホール37Aが、第2信号端子31の右側を縦方向に延伸する領域には、6つのビアホール37Bが、第4領域のうち横方向に延伸する領域には、左右それぞれに1つのビアホール36A,36Bが、第5領域のうち横方向に延伸する領域には、2つのビアホール51A,51Bが、それぞれ形成されている。すなわち、第1の実施形態において、第2接地端子部及び第2貫通接地導体が、第1領域、第2領域、及び第4領域に形成されているのに対して、当該実施形態において、第2接地端子部及び第2貫通接地導体は、さらに、第5領域にも形成されている。
当該実施形態に係る第1基板及び第2基板では、第1貫通接地導体及び第2貫通接地導体が、第1領域及び第2領域に加えて、ともに、第4領域及び第5領域の両方に形成される。接続箇所における反射や放射をより軽減するとの観点では、かかる構成が望ましい。しかし、これに限定されることはない。例えば、第1基板(プリント基板2)の第1貫通接地導体のみ、第4領域、又は/及び、第5領域に形成されていてもよいし、第2基板(フレキシブル基板11)の第2貫通接地導体のみ、第4領域、又は/及び、第5領域に形成されていてもよい。又は、その組み合わせであってもよい。いずれの場合であっても、本発明の効果を奏する。
一般に、フレキシブル基板11の端子部は、他の基板と重ねて接続する面積(重畳面積)を低減させるために、フレキシブル基板の外縁に並べて配置されるのが一般的である。しかしながら、当該実施形態に係るフレキシブル基板11のように、フレキシブル基板の外縁と信号端子部との間に空白領域を設け、そこに、接地端子及び貫通接地導体を配置すればよい。接続箇所における反射や放射の更なる低減を意図しなければ、重畳面積を広げてでも、かかる構成に想到することは困難である。
なお、第1基板の第1信号端子部と、第2基板の第2信号端子部とは、重なって接続されるため、第1信号端子部と第2信号端子部は同じ形状を有している。言い換えれば、重なって接続している部分が、それぞれ第1信号端子部及び第2信号端子部であると定義してもよい。重なり合う第1信号端子部及び第2信号端子部と、接続される第1信号配線及び第2信号配線との位置関係を考える。重なり合う第1信号端子部及び第2信号端子部の両端を、平面視して、一方側と他方側とする。第1信号端子部の一方側には第1信号配線が接続され、第2信号端子部の他方側には第2信号配線が接続される。それゆえ、第2の方向において第1信号端子部(第2信号端子部)を越えた位置に規定される第3領域のうち、第4領域は、他方側にある。言い換えれば、第2信号配線側と言ってもよいし、第1信号配線とは第1信号端子部を挟んで反対側であると言ってもよい。同様に、第5領域は、一方側にある。言い換えれば、第1信号配線側と言ってもよいし、第2信号配線とは第2信号端子部を挟んで反対側であると言ってもよい。
[第4の実施形態]
図12A及び図12Bはそれぞれ、本発明の第4の実施形態に係るプリント基板2(第1基板)端部の平面図及び底面図である。図13A及び図13Bはそれぞれ、当該実施形態に係るフレキシブル基板11(第2基板)端部の平面図及び底面図である。第2の実施形態では、基板上に差動伝送線路が1対形成されていたのに対して、当該実施形態では、基板上に差動伝送線路が複数対形成されている。ただし、第1接地端子部、第2接地端子、及び第3接地端子部は、第1の実施形態と同様に、第1領域及び第2領域、並びに、第4領域のみに形成されている。また、第1乃至第3の実施形態に係る第1接地端子部は、一体となって形成されていたが、当該実施形態に係る第1接地端子部は分離して形成されている。それに伴い、当該実施形態に係るプリント基板2及びフレキシブル基板11の構成が以下の点で第1及び第2の実施形態と異なっているが、それ以外については同じ構造をしている。
図12Aに示す通り、プリント基板2には、2対の第1信号端子21A,21Bと、それぞれに接続される2対の第1信号配線22A,22Bが、2対の移行部23A,23Bを介して、それぞれ接続している。すなわち、当該実施形態において、プリント基板2には、2つの第1信号端子部が形成されている。
図12Aに示す通り、当該実施形態に係る第1接地端子部は、縦方向(第2の方向)に延伸する3つの第1接地端子65Aと、横方向(第1の方向)に延伸する2つの第1接地端子65Bと、を含んでいる。図12Aの左側の第1接地端子65Aと真ん中の第1接地端子65Aと左側の第1接地端子65Bは、第1実施形態に係る第1接地端子25に対応しており、図3Aに示す第1接地端子25が形成される領域に含まれる。言い換えれば、かかる3つの第1接地端子は第1実施形態の第1接地端子25はコの字状の形状を有しているが、その屈曲箇所を除いた3つの部分である。同様に、図12Aの真ん中の第1接地端子65Aと右側の第1接地端子65Aと右側の第1接地端子65Bは、第1実施形態の第1接地端子25に対応している。このように、当該実施形態に係る第1接地端子部は、互いに分離して形成される複数の第1接地端子である。3つの第1接地端子65Aは、第1接地導体層24と、それぞれ縦方向に並ぶ4つのビアホール66を介して電気的に接続されており、2つの第1接地端子65Bは、第1接地導体層24と、それぞれ横方向に並ぶ5つのビアホール67を介して電気的に接続されている。よって、当該実施形態に係るプリント基板2は本発明の効果を奏している。なお、第1接地端子部を一体として形成することも可能である。しかし、第1接地端子部を一体として形成する場合、1つの端子(第1接続端子部)の面積は広くなり、1つの端子においてはんだ付けに用いるはんだ量が多くなる。その結果、当該端子において、位置におけるはんだの厚みに変動が生じやすくなる。当該実施形態では、第1接地端子部を、互いに分離する複数の第1接地端子によって構成することにより、各端子の面積を狭くすることができ、各端子において、位置におけるはんだの厚みの変動を抑制することが出来る。
なお、当該実施形態に係る第1接地端子部の形状に応じて、図12Bに示す通り、第1接地導体層24に形成されるビアホールの配置が第1の実施形態と異なっている。さらに、図13Bに示す通り、第1接地端子部の形状に応じて、第2接地端子部の形状も異なっている。厳密には、第2接地端子部は、第1接地端子部と重なって接続されており、図13Bに示す第2接地端子45とは形状が異なっているが、簡単のため、詳細は示していない。また、図13Aに示す通り、フレキシブル基板11には、2対の第3信号端子31A,31Bと、それぞれに接続される2対の第2信号配線32A,32Bが、2対の移行部を介して、それぞれ接続している。それに伴い、当該実施形態に係る第3接地端子部は、3つの第3接地端子75A,75B,75Cを含んでいる。図13Aに示す第3接地端子75A,75Bは、図4Aに示す第1実施形態に係る第3接地端子35A,35Bに対応している。同様に、図13Aに示す第3接地端子75B,75Cも、第1実施形態に係る第3接地端子35A,35Bに対応している。
[第5の実施形態]
図14A及び図14Bはそれぞれ、本発明の第5の実施形態に係るプリント基板2(第1基板)端部の平面図及び底面図である。当該実施形態に係る第1接地端子部の形状が、第4の実施形態に係る第1接地端子部の形状と異なっており、それに伴い、ビアホール(第1貫通接地導体)の配置が異なっているが、それ以外については、第4の実施形態と同じ構造をしている。
図14Aに示す通り、当該実施形態に係る第1接地端子部は、第1接地端子65C,65D,65Eを含んでいる。図14Aに示す第1接地端子65C,65Dは、図3Aに示す第1の実施形態に係る第1接地端子25に対応しており、同様に、図14Aに示す第1接地端子65D,65Eは、図3Aに示す第1の実施形態に係る第1接地端子25に対応している。第4の実施形態と同様に、第1接地端子部を、互いに分離する複数の第1接地端子によって構成しており、第4の実施形態と同様の効果を奏している。
以上、本発明の実施形態に係る光送受信モジュール100、プリント基板2、及びフレキシブル基板11について説明した。本発明は、上記実施形態には限定されず、広く適用することが出来る。上記実施形態において、信号端子の形状はすべて矩形状としているが、これに限定されることはなく、信号端子は第2の方向に延伸する形状(簡単に言えば、細長い形状)であればよく、この場合であっても、第1領域及び第2領域と、第4領域(第5領域)との境界線は、1又は複数の信号端子からなる信号端子部の、第2の方向における先端(第2の方向において、最も第2信号配線側(第1信号配線側)にある位置)であるとすればよい。
上記実施形態では、説明を簡単にするために省略しているが、プリント基板2の第1誘電体層20の両面に形成される第1信号配線や第1接地導体層を外部から電気的に遮断するために、接続箇所における反射や放射をより軽減するレジストなどの保護膜が形成されることがある。同様に、フレキシブル基板11の第2誘電体層30の両面に形成される第2信号配線や第2接地導体層を外部から電気的に遮断するために、レジストやカバーレイなどの保護膜が形成されることがある。いずれの場合であっても、第1基板の表面に形成される第1信号端子部及び第1接地端子部には、かかる保護膜は形成されておらず、露出している。第2基板の裏面に形成される第2信号端子部及び第2接地端子部についても同様である。
本発明に係る第1基板は、表面に第1信号端子部及び第1接地端子部が形成されていればよく、例えば、接地導体層が誘電体層を介して複数積層される多層構造を有するプリント基板であってもよい。この場合であっても、接続箇所における反射や放射は軽減する観点からは、信号配線が第1基板の表面に形成されるのが望ましく、それゆえ、第1誘電体層は多層構造に含まれる複数の誘電体層のうち最上層に位置するのが望ましい。しかし、これに限定されることはなく、第1誘電体層が多層構造のいずれかの誘電体層であってもよい。いずれの場合であっても、第1誘電体層に形成される第1信号配線及び第1接地導体層が、第1基板の表面に形成される第1信号端子部及び第1接地端子部と、それぞれ電気的に接続されていればよい。第2基板についても同様であり、第2誘電体層に形成される第2信号配線及び第2接地導体層が、第2基板の裏面に形成される第2信号端子部及び第2接地端子部と、それぞれ電気的に接続されていればよい。
本発明に係る第1基板及び第2基板は、プリント基板及びフレキシブル基板がそれぞれ最適であるが、これらに限定されることはなく、本発明は、伝送線路と伝送線路の接続箇所に、広く適用することが出来る。第1基板はプリント基板に限定されず回路基板に広く適用できる。また、第2基板はフレキシブル基板に限定されず配線基板に広く適用できる。例えば、図2に示すセラミック基板12(第1基板)とフレキシブル基板11の接続箇所に、本発明を適用してもよい。また、第1基板及び第2基板がともにフレキシブル基板などの配線基板であってもよい。さらに、第1基板単体や第2基板単体でも、本発明の効果は奏する。なお、ここでは、簡単な説明のために、マイクロストリップラインにおいて、慣習上、誘電体層の2つの面のうち、信号配線(導電ストリップ)が形成される面を表面(上面)と、接地導体層が形成される面を裏面(下面)としているので、便宜上、第1基板の2つの面のうち、信号配線が形成される側の面を表面としていて、第2基板の2つの面のうち、接地導体層が形成される側の面を裏面としている。より厳密に、表裏の定義に依らず、第1基板の2つ面のうち、第2基板に対向する側を第1の面、第1の面の反対側を第2の面としてもよい。第2基板についても同様である。
上記実施形態に係る光モジュールは光受信モジュールであり、上記実施形態に係る光送受信モジュール100は、上記実施形態に係る光受信モジュールと、公知の光送信モジュールを備える光送受信モジュールとしたが、これに限定されることはない。本発明に係る光モジュールは、光送信器又は光受信器のいずれかの単体であってもよいし、本発明に係る光送受信モジュールが、本発明に係る光送信モジュールと、公知の光受信モジュールを備えていてもよいし、本発明に係る光送信モジュールと、本発明に係る光受信モジュールの両方を備えていてもよい。
1 筐体、2 プリント基板、3 光受信部品、4 光送信部品、5 部品用トレイ、6 光レセプタクル、7 光ファイバトレイ、8,10 電気高周波部品、9 カードエッジコネクタ、11,91 フレキシブル基板、12 セラミック基板、20,120 第1誘電体層、21,21A,21B,121 第1信号端子、22,22A,22B,122 第1信号配線、23,23A,23B,123 移行部、24,124 第1接地導体層、25,25A,25B,25C,25D,25E,65A,65B,65C,65D,65E,125A,125B 第1接地端子、26A,26B,26C,26D,26E,27A,27B,36A,36B,37A,37B,40,40A,40B,41A,41B,50A,50B,51A,51B,66,67,127A,127B,137A,137B,140,141A,141B ビアホール、28A,28B,128A,128B 第1直流電圧端子、29A,29B,39A,39B,129A,129B,139A,139B 直流電圧配線、30 第2誘電体層、31 第3信号端子、32,132 第2信号配線、33,133 移行部、34,134 第2接地導体層、35,35A,35B,35C,35D,35E 第3接地端子、38A,38B,138A,138B 第2直流電圧端子、42,42A,42B,142 第2信号端子、45,45A,45B,45F,45G,45H,145A,145B 第2接地端子、92 光ファイバ、100 光送受信モジュール。

Claims (15)

  1. 表面に形成される第1信号端子部及び第1接地端子部、を備える第1基板と、
    前記第1信号端子部及び前記第1接地端子部とそれぞれ重なって接続され、裏面に形成される第2信号端子部及び第2接地端子部、を備える第2基板と、
    を備える、光モジュールであって、
    前記第1基板は、
    第1誘電体層と、
    前記第1誘電体層の表面に形成され、前記第1信号端子部と電気的に接続される、第1信号配線と、
    前記第1誘電体層の裏面のうち、前記第1信号配線に対向する領域とその両側へ広がる領域を含んで形成される、第1接地導体層と、
    前記第1誘電体層を裏面から表面へ貫通するとともに、前記第1接地導体層と前記第1接地端子部との間を電気的に接続する、第1貫通接地導体と、
    をさらに備え、
    前記第1接地端子部は、平面視して、第1の方向において前記第1信号端子部を挟んで互いに反対側に位置する第1領域及び第2領域、並びに、前記第1の方向に直交する第2の方向において前記第1信号端子部を越えた位置に規定される第3領域、に形成される、
    ことを特徴とする、光モジュール。
  2. 請求項1に記載の光モジュールであって、
    前記第1接地端子部が形成される領域は、平面視して、前記第3領域のうち、前記第1信号配線とは前記第1信号端子部を挟んで反対側に位置する第4領域を含む、
    ことを特徴とする、光モジュール。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の光モジュールであって、
    前記第1接地導体層は、平面視して、前記第1接地端子部を含む領域に形成される、
    ことを特徴とする、光モジュール。
  4. 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の光モジュールであって、
    前記第1貫通接地導体は、平面視して、前記第1接地端子部が形成される領域に形成される、
    ことを特徴とする、光モジュール。
  5. 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の光モジュールであって、
    前記第1貫通導体は、平面視して、前記第1領域及び前記第2領域、並びに、前記第3領域、に形成される、
    ことを特徴とする、光モジュール。
  6. 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の光モジュールであって、
    前記第1信号配線は、1つのストリップ導体からなり、
    前記第1信号端子部は、前記ストリップ導体に接続するとともに、前記第2の方向に延伸する1つの端子からなる、
    ことを特徴とする、光モジュール。
  7. 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の光モジュールであって、
    前記第1信号配線は、前記第1の方向に並ぶ複数のストリップ導体からなり、
    前記第1信号端子部は、前記複数のストリップ導体それぞれに接続するとともに、前記第1の方向に並んで配置されるとともに、前記第2の方向にそれぞれ延伸する複数の端子からなる、
    ことを特徴とする、光モジュール。
  8. 請求項6又は請求項7に記載の光モジュールであって、
    前記第1接地端子部は、平面視して、第1信号端子部の前記第1の方向における両側それぞれを前記第2の方向に沿って延伸する部分と、前記第3領域を前記第1の方向に沿って延伸する部分と、を有する、
    ことを特徴とする、光モジュール。
  9. 請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の光モジュールであって、
    前記第2基板は、
    第2誘電体層と、
    前記第2誘電体層の表面に形成され、前記第2信号端子部と電気的に接続される、第2信号配線と、
    前記第2誘電体層の裏面のうち、前記第2信号配線に対向する領域とその両側へ広がる領域を含んで形成されるとともに、前記第2接地端子部と電気的に接続される、第2接地導体層と、
    前記第2誘電体層を裏面から表面へ貫通するとともに、前記第2接地端子部と電気的に接続する、第2貫通接地導体と、
    をさらに備え、
    前記前記第2接地端子部は、平面視して、前記第1領域及び前記第2領域、並びに、前記第3領域、に形成される、
    ことを特徴とする、光モジュール。
  10. 請求項9に記載の光モジュールであって、
    前記第2接地端子部が形成される領域は、平面視して、前記第3領域のうち、前記第4領域を含む、
    ことを特徴とする、光モジュール。
  11. 表面に形成される第1信号端子部及び第1接地端子部、を備える第1基板と、
    前記第1信号端子部及び前記第1接地端子部とそれぞれ重なって接続され、裏面に形成される第2信号端子部及び第2接地端子部、を備える第2基板と、
    を備える、光モジュールであって、
    前記第2基板は、
    第2誘電体層と、
    前記第2誘電体層の表面に形成され、前記第2信号端子部と電気的に接続される、第2信号配線と、
    前記第2誘電体層の裏面のうち、前記第2信号配線に対向する領域とその両側へ広がる領域を含んで形成されるとともに、前記第2接地端子部と電気的に接続される、第2接地導体層と、
    前記第2誘電体層を裏面から表面へ貫通するとともに、前記第2接地端子部と電気的に接続する、第2貫通接地導体と、
    をさらに備え、
    前記第2接地端子部は、平面視して、第1の方向において前記第2信号端子部を挟んで互いに反対側に位置する第1領域及び第2領域、並びに、前記第1の方向に直交する第2の方向において前記第2信号端子部を越えた位置に規定される第3領域、に形成される、
    ことを特徴とする、光モジュール。
  12. 請求項11に記載の光モジュールであって、
    前記第2接地端子部が形成される領域は、平面視して、前記第3領域のうち、前記第2信号配線とは前記第2信号端子部を挟んで反対側に位置する第5領域を含む
    ことを特徴とする、光モジュール。
  13. 請求項1乃至請求項12のいずれかに記載の光モジュールと、他の光モジュールと、を備える光送受信モジュールであって、
    前記光モジュールと前記他の光モジュールのいずれか一方が光送信器であり、他方が光受信器である、
    ことを特徴とする、光送受信モジュール。
  14. 表面に形成され、他の基板の裏面に形成される第2信号端子部及び第2接地端子部とそれぞれ重なって接続される、第1信号端子部及び第1接地端子部と、
    第1誘電体層と、
    前記第1誘電体層の表面に形成され、前記第1信号端子部と電気的に接続される、第1信号配線と、
    前記第1誘電体層の裏面のうち、前記第1信号配線に対向する領域とその両側へ広がる領域を含んで形成される、第1接地導体層と、
    前記第1誘電体層を裏面から表面へ貫通するとともに、前記第1接地導体層と前記第1接地端子部との間を電気的に接続する、第1貫通接地導体と、
    を備え、
    前記第1接地端子部は、平面視して、第1の方向において前記第1信号端子部を挟んで互いに反対側に位置する第1領域及び第2領域、並びに、前記第1の方向に直交する第2の方向において前記第1信号端子部を越えた位置に規定され且つ前記第1信号配線とは前記第1信号端子部を挟んで反対側に位置する第3領域、に形成される
    ことを特徴とする、プリント基板。
  15. 裏面に形成され、他の基板の表面に形成される第1信号端子部及び第1接地端子部とそれぞれ重なって接続される、第2信号端子部及び第2接地端子部と、
    第2誘電体層と、
    前記第2誘電体層の表面に形成され、前記第2信号端子部と電気的に接続される、第2信号配線と、
    前記第2誘電体層の裏面のうち、前記第2信号配線に対向する領域とその両側へ広がる領域を含んで形成されるとともに、前記第2接地端子部と電気的に接続される、第2接地導体層と、
    前記第2誘電体層を裏面から表面へ貫通するとともに、前記第2接地端子部と前記第3接地端子との間を電気的に接続する、第2貫通接地導体と、
    を備え、
    前記第2接地端子部は、平面視して、第1の方向において前記第2信号端子部を挟んで互いに反対側に位置する第1領域及び第2領域、並びに、前記第1の方向に直交する第2の方向において前記第2信号端子部を越えた位置に規定される第3領域、に形成される、
    ことを特徴とする、フレキシブル基板。
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