JP2016156893A - 光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】２つの基板間の接続部の強度を確保しつつ、高周波特性を向上すること。
【解決手段】光モジュールは、第１基板と、第２基板とを有する。第１基板は、電極パターンと、接地パターンと、第１貫通孔と、第２貫通孔とを有する。接地パターンは、電極パターンの両側に配置された。第１貫通孔は、電極パターンを貫通する。第２貫通孔は、接地パターンを貫通する。第２基板は、信号線と、電極端子と、接地端子とを有する。電極端子は、信号線から延出され、第１貫通孔へ挿入された状態で電極パターンに電気的に接続される。接地端子は、電極端子の両側に配置され、第２貫通孔へ挿入された状態で接地パターンに電気的に接続され、かつ、電極端子よりも幅、長さ及び面積の少なくともいずれか一つが大きい。
【選択図】図３

Description

本発明は、光モジュールに関する。

近年、光伝送システムの大容量化に伴い、光変調器等の光モジュールでは、変調速度の高速化と共に、構成の大規模化が進みつつある。このため、光モジュールを搭載する光送信機では、光導波路を形成する複数のマッハツェンダを１チップに集積し、小型化を図ることが望ましい。光モジュールでは、例えば４つのマッハツェンダにより光導波路が並列に形成され、各光導波路上に、信号電極と接地電極とが２本ずつパターニングされる。光モジュールは、２つの信号電極に、異なる電気信号を入力することで、多値変調の信号を生成する。この様な光モジュールでは、入力部の実装を容易とし実装面積を抑えるため、全ての電気信号の入力部をパッケージの片側に配置する。

入力部が片側に配置された光モジュールでは、パッケージの側面に設けられた同軸コネクタを介して、ＲＦ（Radio Frequency）信号等の電気信号が入力される。また、同軸コネクタには、外部からの電気信号を入力するための同軸アダプタが接続される。しかしながら、光モジュールは、同軸アダプタの幅に合わせて、電気信号の入力される信号電極間のピッチを広げる必要があるため、チャネル数が増えた場合に、これに伴って実装面積が増大してしまう。

上述した実装面積の増大を抑えるため、パッケージに設けられたＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）を介して、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）側からの電気信号を入力する表面実装型の光モジュールが開発されている。この様な光モジュールでは、電気信号を入力するため、ＰＣＢ上の電極パターンと、ＦＰＣ上の電極パッドとが半田で接続される。これにより、光モジュールは、同軸アダプタが撤廃されるため、電気信号の入力される信号電極間のピッチを狭くして、実装面積を小さくすることができる。その結果、光送信機の小型化が可能となる。

ところが、ＰＣＢ上の電極パターンと、ＦＰＣ上の電極パッドとの接続は、ＦＰＣがＰＣＢに沿って折り曲げられた状態で、半田付け作業により行われるので、ＦＰＣの折り曲げに伴って実装面積が余分に増大してしまう。これを防ぐため、ＦＰＣの折り曲げを伴うことなくＰＣＢとＦＰＣとを電気的に接続する構造が開発されている。この構造を採用する表面実装型の光モジュールでは、ＦＰＣ上のシグナルパターンから延出された電極端子がＰＣＢ上の電極パターンに設けられたスルーホールへ挿入された状態で、電極端子と、ＰＣＢ上の電極パターンとが半田で接続される。これにより、光モジュールは、ＦＰＣの折り曲げが行われないため、ＦＰＣの折り曲げに伴う実装面積の増大を抑えることができる。

特開平４−２８６８０８号公報

ＦＰＣでは、ＦＰＣ上のシグナルパターンから延出された１本の電極端子を挟むように２本の接地端子が並列に配置される。ＦＰＣ上のシグナルパターンは、ＰＣＢとＦＰＣとの接続部における特性インピーダンスが理想値である５０Ωとなる様に幅、長さ及び面積が設定される。電極端子及び接地端子は、シグナルパターンと同様に、上記接続部における特性インピーダンスが５０Ωとなる様に幅、長さ及び面積が設定されるが、幅、長さ及び面積は、電極端子と接地端子との間で同一の設計値に設定される。また、接地端子と、ＰＣＢ上の接地パターンとは、接続端子がＰＢＣ上の接地パターンに設けられたスルーホールへ挿入された状態で、半田で接続される。

このため、接地端子の幅、長さ及び面積は、ＰＣＢ上の接地パターンからの剥離等を防ぐため、ある程度大きいことが望ましい。しかしながら、上述のように、幅、長さ及び面積は、電極端子と接地端子との間で同一の設計値に設定されることから、接地端子の幅、長さ及び面積が大きくなるほど、電極端子の幅、長さ及び面積も大きくなる。電極端子の幅、長さ及び面積が大き過ぎると、電極端子とシグナルパターンとの境目において、幅、長さ及び面積が急峻に変化することとなり、この変化点において、インピーダンスのミスマッチが発生してしまう。このミスマッチが、ＰＣＢとＦＰＣとの接続部における特性インピーダンスを、理想値である５０Ωから遠ざける要因となる。特に、光変調器の様に高周波信号を扱う光モジュールでは、上述したインピーダンスのミスマッチが高周波信号の反射を増大させ、その結果、高周波特性が低下してしまう。

その一方で、電極端子の幅、長さ及び面積が小さ過ぎると、電極端子とＰＣＢ上の電極パターンとが、半田で強固に接続されないため、ＰＣＢとＦＰＣとの接続部の強度が確保されない。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、２つの基板間の接続部の強度を確保しつつ、高周波特性を向上することができる光モジュールを提供することを目的とする。

本願の開示する光モジュールは、一つの態様において、第１基板と、第２基板とを有する。前記第１基板は、電極パターンと、接地パターンと、第１貫通孔と、第２貫通孔とを有する。前記接地パターンは、前記電極パターンの両側に配置された。前記第１貫通孔は、前記電極パターンを貫通する。前記第２貫通孔は、前記接地パターンを貫通する。前記第２基板は、信号線と、電極端子と、接地端子とを有する。前記電極端子は、前記信号線から延出され、前記第１貫通孔へ挿入された状態で前記電極パターンに電気的に接続される。前記接地端子は、前記電極端子の両側に配置され、前記第２貫通孔へ挿入された状態で前記接地パターンに電気的に接続され、かつ、前記電極端子よりも幅、長さ及び面積の少なくともいずれか一つが大きい。

本願の開示する光モジュールの一つの態様によれば、２つの基板間の接続部の強度を確保しつつ、高周波特性を向上することができるという効果を奏する。

図１は、本実施例に係る光モジュールの構成を示す上面図である。 図２は、本実施例に係るＰＣＢとＦＰＣとの接続部の一例を示す部分断面図である。 図３は、本実施例に係るＰＣＢとＦＰＣとの接続部の一例を示す拡大断面図である。 図４Ａは、ＰＣＢとＦＰＣとの接続部の一例を示す側断面図である。 図４Ｂは、ＰＣＢとＦＰＣとの接続部の別の一例を示す側断面図である。 図５は、変形例１に係るＰＣＢとＦＰＣとの接続部の一例を示す拡大断面図である。 図６は、変形例２に係るＰＣＢとＦＰＣとの接続部の一例を示す拡大断面図である。 図７は、変形例３に係るＰＣＢとＦＰＣとの接続部の一例を示す拡大断面図である。 図８は、変形例４に係るＰＣＢとＦＰＣとの接続部の一例を示す拡大断面図である。 図９は、上記実施例及び変形例に係る光モジュールの実装された送信機の構成を示す図である。

以下に、本願の開示する光モジュールの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により開示技術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モジュールの構成を説明する。図１は、本実施例に係る光モジュール１の構成を示す上面図である。図１に示すように、光モジュール１は、プリント回路板（ＰＣＢ：Printed Circuits Board）１０上に結晶基板１１が設けられ、結晶基板１１上に形成された光導波路１２近傍に、電極１３が設けられることで形成される。ＰＣＢ１０は、例えばガラスエポキシ基板などであり、光モジュール１を構成する各種の部品を搭載する。結晶基板１１は、ＬｉＮｂＯ_３（ＬＮ）、ＬｉＴａＯ_２等の電気光学結晶により形成される。また、光導波路１２は、Ｔｉ等の金属膜を形成して熱拡散させる、あるいは、パターニング後に安息香酸中でプロトン交換する、ことにより形成される。光導波路１２は、マッハツェンダ干渉系を成し、電極１３は、マッハツェンダの平行導波路上に設けられている。

また、電極１３は、ｚ軸方向の電界による屈折率変化を利用するため、光導波路１２の真上に配置される。電極１３は、光導波路１２上に、信号電極と接地電極とがパターニングされることにより形成されるコプレーナ電極である。光モジュール１は、光導波路１２中を伝搬する光が上記信号電極と接地電極とにより吸収されるのを防ぐため、結晶基板１１と電極１３との間にバッファ層を有する。バッファ層は、厚さ０．２〜２μｍ程度のＳｉＯ_２等により形成される。

光モジュール１は、高速で駆動する場合、上記信号電極と接地電極の終端を抵抗により接続して進行波電極とし、入力側からマイクロ波信号を印加する。このとき、電界によって、マッハツェンダを構成する２本の光導波路１２の屈折率が、それぞれ＋Δｎａ、−Δｎｂの様に変化し、これに伴い、光導波路１２間の位相差が変化する。その結果、マッハツェンダ干渉によって、位相変調された信号光が、光導波路１２から出力される。光モジュール１は、電極１３の断面形状を変化させることでマイクロ波の実効屈折率を制御して、光とマイクロ波との速度を整合させることにより、高速の光応答特性を得ることができる。

光モジュール１では、図１に示すように、結晶基板１１と光導波路１２と電極１３とを収容するパッケージ１４に、中継基板１５を介して、ＦＰＣ１６が設けられている。ＦＰＣ１６上の電極における高周波の伝播損失が大きいと、変調帯域が狭くなり、駆動電圧が上がってしまう。このため、高周波信号を扱う光モジュール１においては、高周波の損失を減らすために、ＦＰＣ１６を極力短くすることが望ましい。

ＦＰＣ１６にはＰＣＢ１０が接続される。ＰＣＢ１０とＦＰＣ１６との接続部において、ＦＰＣ１６がＰＣＢ１０に沿って折り曲げられた状態で、ＦＰＣ１６とＰＣＢ１０とが半田により接続されると、ＦＰＣ１６の折り曲げに伴って実装面積が余分に増大してしまう。これを防ぐために、ＦＰＣ１６のシグナルパターンから延出された電極端子１６ａがＰＣＢ１０の電極パターン１０ａに設けられたスルーホールへ挿入された状態で、電極端子１６ａと、ＰＣＢ１０の電極パターン１０ａとが半田で接続される。これにより、光モジュール１は、ＦＰＣ１６の折り曲げが行われないため、ＦＰＣ１６の折り曲げに伴う実装面積の増大を抑えることができる。

また、光モジュール１では、ＰＣＢ１０とＦＰＣ１６との接続部においてインピーダンスにミスマッチが発生すると、高周波信号の反射が大きくなり、伝送周波数帯域が狭くなる。これを防ぐために、ＦＰＣ１６からの電極端子１６ａと、ＰＣＢ１０の電極パターン１０ａとの接続部におけるインピーダンスが極力５０Ωとなる様にすることが重要である。

ＰＣＢ１０の電極パターン１０ａから出力されたＲＦ信号等の電気信号は、パッケージ１４に取り付けられたＦＰＣ１６の電極端子１６ａを介して、電極１３に入力される。ＰＣＢ１０（電極パターン）とＦＰＣ１６（電極端子）との間は、半田により接続されるので、同軸アダプタを用いる場合と比較して、電極端子１６ａのピッチを狭めることができ、高密度実装が可能となる。

図２は、本実施例に係るＰＣＢ１０とＦＰＣ１６との接続部の一例を示す部分断面図である。図２に示すように、ＰＣＢ１０の電極パターン１０ａと、ＦＰＣ１６の一端（電極端子１６ａ側）とは、半田Ｓ１により接続されている。ＦＰＣ１６は、上向きに延在し、他端において、パッケージ１４に接触するとともに、リードピン１８ａ及び半田Ｓ２、Ｓ３により、パッケージ１４上のガラス端子１８に固定されている。また、ＦＰＣ１６は、リードピン１８ａを介して、中継基板１５と電極１３とに電気的に接続されている。これにより、電極パターン１０ａから電極端子１６ａに入力されたＲＦ信号等の電気信号が、ＦＰＣ１６を経由してリードピン１８ａに到達した後、中継基板１５を経由して電極１３を流れるようになっている。

図３は、本実施例に係るＰＣＢ１０とＦＰＣ１６との接続部の一例を示す拡大断面図である。図３に示すように、本実施例に係る光モジュール１のＰＣＢ１０では、表面（ＦＰＣ１６側の面）のみに、電極パターン１０ａが形成されている。また、ＰＣＢ１０の表面では、電極パターン１０ａの両側に、電極パターン１０ａに並行するように、２本の接地パターン１０ｂ、１０ｃが形成されている。ＰＣＢ１０の裏面では、表面の接地パターン１０ｂ、１０ｃと対向する位置に、２本の接地パターン１０ｂ、１０ｃが形成されている。すなわち、電極パターン１０ａは、ＰＣＢ１０の表面のみに形成され、接地パターン１０ｂ、１０ｃは、ＰＣＢ１０の表面と裏面とに形成されている。また、ＰＣＢ１０には、電極パターン１０ａを貫通する貫通孔１０ａ−１と、接地パターン１０ｂ、１０ｃを貫通する貫通孔１０ｂ−１、１０ｃ−１とが形成されている。貫通孔１０ｂ−１は、ＰＣＢ１０の表面と裏面とに形成された接地パターン１０ｂを電気的に接続するためのスルーホールである。貫通孔１０ｃ−１は、ＰＣＢ１０の表面と裏面とに形成された接地パターン１０ｃを電気的に接続するためのスルーホールである。

一方、ＦＰＣ１６では、裏面（パッケージ１４側の面）に、シグナルパターンとしてのマイクロストリップラインＭが形成されている。また、ＦＰＣ１６では、裏面に、マイクロストリップラインＭから延出される電極端子１６ａが形成されている。また、ＦＰＣ１６の表面では、電極端子１６ａの両側に、電極端子１６ａに並行するように、２本の接地端子１６ｂ、１６ｃが形成されている。また、ＦＰＣ１６の裏面では、表面の端子と対向する位置に、電極端子１６ａと、２本の接地端子１６ｂ、１６ｃが形成されている。すなわち、電極端子１６ａと、２本の接地端子１６ｂ、１６ｃとは、ＦＰＣ１６の表面と裏面とに形成されている。そして、電極端子１６ａは、ＰＣＢ１０の貫通孔１０ａ−１へ挿入された状態で、ＰＣＢ１０の表面のみに形成された電極パターン１０ａに半田Ｓ１により電気的に接続されている。一方、接地端子１６ｂ、１６ｃは、それぞれ、スルーホールであるＰＣＢ１０の貫通孔１０ｂ−１、１０ｃ−１へ挿入された状態で、ＰＣＢ１０の表面と裏面とに形成された接地パターン１０ｂ、１０ｃに半田Ｓ４、Ｓ５により電気的に接続されている。

図３に示すように、接地端子１６ｂ、１６ｃは、電極端子１６ａよりも幅、長さ及び面積が大きい。すなわち、従来は、接地端子１６ｂ、１６ｃは、ＰＣＢ１０とＦＰＣ１６との接続部における特性インピーダンスが理想値である５０Ωとなるように、電極端子１６ａと同一となる幅、長さ及び面積を有していた。このため、接地端子１６ｂ、１６ｃの幅、長さ及び面積が大きくなるほど、電極端子１６ａの幅、長さ及び面積も大きくなり、電極端子１６ａとマイクロストリップラインＭとの境目において、インピーダンスのミスマッチが発生することがあった。その結果、ＰＣＢ１０とＦＰＣ１６との接続部における高周波信号の反射が増大し、高周波特性が低下してしまう恐れがあった。その一方で、電極端子１６ａの幅、長さ及び面積が小さ過ぎると、電極端子１６ａとＰＣＢ１０の電極パターン１０ａとが、半田で強固に接続されないため、ＰＣＢ１０とＦＰＣ１６との接続部の強度が確保されない恐れがあった。そこで、本実施例に係る光モジュール１では、接地端子１６ｂ、１６ｃは、電極端子１６ａよりも幅、長さ及び面積が大きい。したがって、電極端子１６ａの幅、長さ及び面積の増大が抑えられ、ＰＣＢ１０とＦＰＣ１６との接続部におけるインピーダンスのミスマッチが抑えられる。これにより、ＰＣＢ１０とＦＰＣ１６との接続部における高周波信号の反射が抑えられ、高周波特性が向上する。さらに、接地端子１６ｂ、１６ｃとＰＣＢ１０の接地パターン１０ｂ、１０ｃとが、半田で強固に接続されるため、ＰＣＢ１０とＦＰＣ１６との接続部の強度が確保される。なお、図３に示す光モジュール１では、接地端子１６ｂ、１６ｃが、電極端子１６ａよりも幅、長さ及び面積が大きいこととしたが、接地端子１６ｂ、１６ｃは、電極端子１６ａよりも幅、長さ及び面積の少なくともいずれか一つが大きければよい。

また、図３に示すように、電極端子１６ａには、電極端子１６ａとＰＣＢ１０の電極パターン１０ａとを電気的に接続するための半田Ｓ１を通流させるスルーホールＴ１が形成されている。一方、接地端子１６ｂ、１６ｃには、それぞれ、接地端子１６ｂ、１６ｃとＰＣＢ１０の接地パターン１０ｂ、１０ｃとを電気的に接続するための半田Ｓ４、Ｓ５を通流させるスルーホールＴ２、Ｔ３が形成されている。これにより、電極端子１６ａとＰＣＢ１０の電極パターン１０ａとの間の接続、及び接地端子１６ｂ、１６ｃとＰＣＢ１０の接地パターン１０ｂ、１０ｃとの接続が強化される。

図４Ａは、ＰＣＢ１０とＦＰＣ１６との接続部の一例を示す側断面図である。なお、図４Ａは、図３のＡ−Ａ線における断面図に相当する。図４Ａに示すように、ＦＰＣ１６の表面と裏面とに形成された電極端子１６ａは、ＦＰＣ１６の端面１６ａ−１を越えて突出するとともに、ＰＣＢ１０の貫通孔１０ａ−１へ挿入される。電極端子１６ａのうちＦＰＣ１６の端面１６ａ−１から突出した部分の長さは、ＰＣＢ１０の厚みよりも小さいことが望ましく、例えば、５００μｍ以下であることが望ましい。また、ＦＰＣ１６の表面と裏面とに形成された電極端子１６ａの間には、ＦＰＣ１６の端面１６ａ−１から延出される補強部分１６ａ−２が介挿されている。これにより、ＦＰＣ１６の表面と裏面とに形成された電極端子１６ａの屈曲が抑えられ、電極端子１６ａとＰＣＢ１０の電極パターン１０ａとの間の接続がより安定化する。また、ＦＰＣ１６のマイクロストリップラインＭ及び電極端子１６ａは、ＦＰＣ１６からの剥離を防ぐために、メッキＣにより覆われる。また、ＦＰＣ１６のマイクロストリップラインＭ及び電極端子１６ａは、形成の容易化の観点から、同一の材料（例えば、銅箔）により形成されることが望ましい。

なお、図４Ａでは図示を省略するが、ＦＰＣ１６の表面と裏面とに形成された接地端子１６ｂ、１６ｃは、それぞれ、ＦＰＣ１６の端面１６ａ−１を越えて突出するとともに、ＰＣＢ１０の貫通孔１０ｂ−１、１０ｃ−１へ挿入される。また、ＦＰＣ１６の表面と裏面とに形成された接地端子１６ｂの間には、ＦＰＣ１６の端面１６ａ−１から延出される補強部分が介挿されている。さらに、ＦＰＣ１６の表面と裏面とに形成された接地端子１６ｃの間には、ＦＰＣ１６の端面１６ａ−１から延出される補強部分が介挿されている。
これにより、ＦＰＣ１６の表面と裏面とに形成された接地端子１６ｂ、１６ｃの屈曲が抑えられ、接地端子１６ｂ、１６ｃとＰＣＢ１０の接地パターン１０ｂ、１０ｃとの間の接続がより安定化する。

図４Ｂは、ＰＣＢ１０とＦＰＣ１６との接続部の別の一例を示す側断面図である。なお、図４Ｂは、図３のＡ−Ａ線における断面図に相当する。図４Ｂに示すように、ＦＰＣ１６の表面と裏面とに形成された電極端子１６ａは、ＦＰＣ１６の端面１６ａ−１を越えて突出するとともに、ＰＣＢ１０の貫通孔１０ａ−１へ挿入される。電極端子１６ａのうちＦＰＣ１６の端面１６ａ−１から突出した部分の長さは、ＰＣＢ１０の厚みよりも小さいことが望ましく、例えば、５００μｍ以下であることが望ましい。また、ＦＰＣ１６の表面と裏面とに形成された電極端子１６ａの間には、図４Ａに示した補強部分が介挿されていない。これにより、ＦＰＣ１６の構造が簡素化される。

以上説明したように、光モジュール１は、ＰＣＢ１０と、ＦＰＣ１６とを有する。ＰＣＢ１０は、電極パターン１０ａと、接地パターン１０ｂ、１０ｃと、貫通孔１０ａ−１と、貫通孔１０ｂ−１、１０ｃ−１とを有する。接地パターン１０ｂ、１０ｃは、電極パターン１０ａの両側に配置される。貫通孔１０ａ−１は、電極パターン１０ａを貫通する。貫通孔１０ｂ−１、１０ｃ−１は、接地パターン１０ｂ、１０ｃを貫通する。ＦＰＣ１６は、マイクロストリップラインＭと、電極端子１６ａと、接地端子１６ｂ、１６ｃとを有する。電極端子１６ａは、マイクロストリップラインＭから延出され、貫通孔１０ａ−１へ挿入された状態で電極パターン１０ａ−１に電気的に接続される。接地端子１６ｂ、１６ｃは、電極端子１６ａの両側に配置され、貫通孔１０ｂ−１、１０ｃ−１へ挿入された状態で接地パターン１０ｂ、１０ｃに電気的に接続される。接地端子１６ｂ、１６ｃは、電極端子１６ａよりも幅、長さ及び面積の少なくともいずれか一つが大きい。したがって、ＰＣＢ１０とＦＰＣ１６との接続部におけるインピーダンスのミスマッチに起因した高周波信号の反射が抑えられ、かつ、接地端子１６ｂ、１６ｃとＰＣＢ１０の接地パターン１０ｂ、１０ｃとが、半田で強固に接続される。その結果、ＰＣＢ１０とＦＰＣ１６との接続部の強度を確保しつつ、高周波特性を向上することができる。

（変形例１）
次に、変形例１について説明する。変形例１に係る光モジュールは、ＦＰＣ１６にスルーホールが複数形成される点を除き、上記実施例に係る光モジュール１と同様の構成を有する。したがって、変形例１では、上記実施例と共通する構成要素には、同一の参照符号を用いるとともに、その詳細な説明は省略する。

図５は、変形例１に係るＰＣＢ１０とＦＰＣ１６との接続部の一例を示す拡大断面図である。図５に示すように、ＦＰＣ１６の電極端子１６ａには、電極端子１６ａとＰＣＢ１０の電極パターン１０ａとを電気的に接続するための半田Ｓ１を通流させるスルーホールＴ１が複数形成されている。一方、ＦＰＣ１６の接地端子１６ｂ、１６ｃには、それぞれ、接地端子１６ｂ、１６ｃとＰＣＢ１０の接地パターン１０ｂ、１０ｃとを電気的に接続するための半田Ｓ４、Ｓ５を通流させるスルーホールＴ２、Ｔ３が複数形成されている。これにより、電極端子１６ａとＰＣＢ１０の電極パターン１０ａとの間の接続、及び接地端子１６ｂ、１６ｃとＰＣＢ１０の接地パターン１０ｂ、１０ｃとの接続がより強化される。その結果、ＰＣＢ１０とＦＰＣ１６との接続部の強度を増大させることができる。

（変形例２）
次に、変形例２について説明する。変形例２に係る光モジュールは、ＦＰＣ１６の接地端子の形状を除き、上記変形例１に係る光モジュール１と同様の構成を有する。したがって、変形例２では、上記変形例１と共通する構成要素には、同一の参照符号を用いるとともに、その詳細な説明は省略する。

上記変形例１に係る光モジュール１では、接地端子１６ｂ、１６ｃのスルーホールＴ２、Ｔ３に半田が入り込むため、特性インピーダンスが、理想値である５０Ωからずれてしまうことが懸念される。すなわち、接地端子１６ｂ、１６ｃのスルーホールＴ２、Ｔ３に半田が入り込むと、スルーホールＴ２、Ｔ３に入り込んだ半田の分だけ導電性物質の部分が増大する。したがって、スルーホールＴ２、Ｔ３の部分のインピーダンスが、他の部分（接地端子１６ｂ、１６ｃの半田による非接続部分）のインピーダンスと整合しなくなり、その結果、接続部における特性インピーダンスが５０Ωからずれてしまう恐れがある。このようなインピーダンスの不整合は、高周波信号の反射を増大させ、高周波特性を低下させる要因となる。

そこで、変形例２に係る光モジュール１では、上記インピーダンスの調整を図る。図６は、変形例２に係るＰＣＢ１０とＦＰＣ１６との接続部の一例を示す拡大断面図である。図６に示すように、接地端子１６ｂは、接地端子１６ｂのうち、ＰＣＢ１０の貫通孔１０ｂ−１へ挿入されない基端部から電極端子１６ａに向かって延出される延出部１６ｄを有する。同様に、接地端子１６ｃは、接地端子１６ｃのうち、ＰＣＢ１０の貫通孔１０ｃ−１へ挿入されない基端部から電極端子１６ａに向かって延出される延出部１６ｅを有する。また、左側の延出部１６ｄの先端と電極端子１６ａとの間には、図３のギャップｇ１よりも小さいギャップｇ２が存在する。同様に、右側の延出部１６ｅの先端と電極端子１６ａとの間には、図３のギャップｇ１よりも小さいギャップｇ２が存在する。

上記特性インピーダンスを調整するためのパラメータとしては、例えば、シグナルパターン（電極端子１６ａ）とグランドパターン（接地端子１６ｂ、１６ｃ）との間隔等がある。したがって、光モジュール１の製造者は、シグナルパターンとグランドパターンとの間隔に相当するギャップｇ２を適切な値に調整することで、特性インピーダンスを５０Ωに近似させることができる。

上述したように、変形例２に係る光モジュール１では、接地端子１６ｂ、１６ｃは、接地端子１６ｂ、１６ｃのうち、貫通孔１０ｂ−１、１０ｃ−１へ挿入されない基端部から電極端子１６ａに向かって延出される延出部１６ｄ、１６ｅを有する。これにより、上述したインピーダンスの不整合は抑制される。したがって、高周波信号の反射は減少する。その結果、高周波特性が向上する。

（変形例３）
次に、変形例３について説明する。変形例３に係る光モジュールは、ＦＰＣ１６の電極端子の形状を除き、上記変形例１に係る光モジュール１と同様の構成を有する。したがって、変形例３では、上記変形例１と共通する構成要素には、同一の参照符号を用いるとともに、その詳細な説明は省略する。

上記変形例１に係る光モジュール１では、ＦＰＣ１６の電極端子１６ａとＰＣＢ１０の電極パターン１０ａとの間の接続を強化するために、半田Ｓ１を通流させるスルーホールを電極端子１６ａに複数形成した。ところが、電極端子１６ａは、ＰＣＢ１０の表面のみに形成された電極パターン１０ａに半田Ｓ１により電気的に接続されることにより、ＰＣＢ１０の表面のみに固定されている。したがって、半田Ｓ１の量が少ない場合には、ＦＰＣ１６の電極端子１６ａとＰＣＢ１０の電極パターン１０ａとの間の接続が弱体化する可能性がある。ＦＰＣ１６の電極端子１６ａとＰＣＢ１０の電極パターン１０ａとの間の接続の弱体化は、ＰＣＢ１０とＦＰＣ１６との接続部の強度を低下させる要因となる。

そこで、変形例３に係る光モジュール１では、電極端子１６ａがＰＣＢ１０の表面だけでなく裏面にも固定される。図７は、変形例３に係るＰＣＢ１０とＦＰＣ１６との接続部の一例を示す拡大断面図である。図７に示すように、電極端子１６ａは、電極端子１６ａのうち、ＰＣＢ１０の貫通孔１０ａ−１へ挿入される先端部から貫通孔１０ａ−１の終端に向かって突出される絶縁部分１６ｆを有する。また、電極端子１６ａは、絶縁部分１６ｆによって電極端子１６ａから絶縁される電極部分１６ｇを有する。電極部分１６ｇは、ＰＣＢ１０の裏面に形成された接地パターン１０ｂ、１０ｃに半田Ｓ６により電気的に接続されている。これにより、ＦＰＣ１６の電極端子１６ａとＰＣＢ１０の電極パターン１０ａとの間の接続は、電極部分１６ｇとＰＣＢ１０の裏面に形成された接地パターン１０ｂ、１０ｃとの接続によって、強化される。その結果、ＰＣＢ１０とＦＰＣ１６との接続部の強度がさらに増大される。

（変形例４）
次に、変形例４について説明する。変形例４に係る光モジュールは、ＦＰＣ１６の電極端子の形状を除き、上記変形例３に係る光モジュール１と同様の構成を有する。したがって、変形例４では、上記変形例３と共通する構成要素には、同一の参照符号を用いるとともに、その詳細な説明は省略する。

図８は、変形例４に係るＰＣＢ１０とＦＰＣ１６との接続部の一例を示す拡大断面図である。図８に示すように、絶縁部分１６ｆ及び電極部分１６ｇは、電極端子１６ａのうち、ＰＣＢ１０の貫通孔１０ａ−１へ挿入される先端部よりも幅が広い。そして、電極部分１６ｇには、電極部分１６ｇと、ＰＣＢ１０の裏面に形成された接地パターン１０ｂ、１０ｃとを電気的に接続するための半田Ｓ６を通流させるスルーホールＴ４が形成されている。これにより、電極部分１６ｇとＰＣＢ１０の裏面に形成された接地パターン１０ｂ、１０ｃとの接続がさらに強化される。その結果、ＰＣＢ１０とＦＰＣ１６との接続部の強度がさらに増大される。

（適用例）
上述した光モジュール１を用いた光変調器は、２つの基板間の接続部の強度を確保しつつ、高周波特性を向上することができることから、例えば、送信機への適用が有効である。図９は、上記実施例及び変形例に係る光モジュール１の実装された送信機１００の構成を示す図である。図９に示すように、送信機１００は、データ生成回路１０１と、光変調器１０２と、光ファイバ１０３とを有する。また、データ生成回路１０１は、ドライバ１０１ａを有し、光変調器１０２は、ＬＤ（Laser Diode）１０２ａを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、各種信号やデータの入出力が可能な様に接続されている。データ生成回路１０１により生成されたデータは、光変調器１０２により、電気信号から光信号に変換された後、光ファイバ１０３を伝送媒体として、装置外部に送信される。

特に、光モジュール１は、ＦＰＣ１６を用いてＰＣＢ１０側からの電気信号を入力する光変調器への適用が有効である。この様な光変調器としては、例えば、Ｉ／Ｑ（In-phase／Quadrature）光変調器、偏波多重光変調器、ＩＴＸＡ、ＩＣＲ、光送受信一体デバイス等がある。なお、光モジュール１は、送信機に限らず受信機（レシーバ）へ適用してもよい。

また、上記説明では、個々の実施例及び変形例毎に個別の構成、及び動作を説明した。しかしながら、上記実施例の及び各変形例に係る光モジュール１は、他の変形例に特有の構成要素を併せて有するものとしてもよい。また、実施例、変形例毎の組合せについても、２つに限らず、３つ以上の組合せ等、任意の形態を採ることが可能である。例えば、変形例２に係る光モジュール１が、変形例３に係る絶縁部分１６ｆ及び電極部分１６ｇを電極端子１６ａに有するものとしてもよい。さらに、１つの光モジュールが、両立可能な範囲内で、上記実施例及び変形例１〜４において説明した全ての構成要素を併有するものとしてもよい。

１ 光モジュール
１０ ＰＣＢ
１０ａ 電極パターン
１０ｂ、１０ｃ 接地パターン
１０ａ−１、１０ｂ−１、１０ｃ−１ 貫通孔
１１ 結晶基板
１２ 光導波路
１３ 電極
１４ パッケージ
１５ 中継基板
１６ ＦＰＣ
１６ａ 電極端子
１６ａ−１ ＦＰＣの端面
１６ａ−２ 補強部分
１６ｂ、１６ｃ 接地端子
１６ｄ、１６ｅ 延出部
１６ｆ 絶縁部分
１６ｇ 電極部分
１８ ガラス端子
１８ａ リードピン
１００ 送信機
１０１ データ生成回路
１０２ 光変調器
１０３ 光ファイバ
ｇ１、ｇ２ ギャップ
Ｍ マイクロストリップライン
Ｓ１〜Ｓ６ 半田
Ｔ１〜Ｔ４ スルーホール

Claims (10)

1. 電極パターンと、前記電極パターンの両側に配置された接地パターンと、前記電極パターンを貫通する第１貫通孔と、前記接地パターンを貫通する第２貫通孔とを有する第１基板と、
   信号線と、前記信号線から延出され、前記第１貫通孔へ挿入された状態で前記電極パターンに電気的に接続される電極端子と、前記電極端子の両側に配置され、前記第２貫通孔へ挿入された状態で前記接地パターンに電気的に接続され、かつ、前記電極端子よりも幅、長さ及び面積の少なくともいずれか一つが大きい接地端子とを有する第２基板と
   を有することを特徴とする光モジュール。
2. 前記電極端子は、前記第２基板の表面と裏面とに形成され、
   前記第２基板の表面と裏面とに形成された前記電極端子は、前記第２基板の端面を越えて突出するとともに、前記第１貫通孔へ挿入され、
   前記第２基板の表面と裏面とに形成された前記電極端子の間には、前記第２基板の端面から延出される補強部分が介挿されることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
3. 前記接地端子は、前記第２基板の表面と裏面とに形成され、
   前記第２基板の表面と裏面とに形成された前記接地端子は、前記第２基板の端面を越えて突出するとともに、前記第２貫通孔へ挿入され、
   前記第２基板の表面と裏面とに形成された前記接地端子の間には、前記第２基板の端面から延出される補強部分が介挿されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光モジュール。
4. 前記電極端子には、前記電極端子と前記電極パターンとを電気的に接続するための半田を通流させるスルーホールが形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光モジュール。
5. 前記接地端子には、前記接地端子と前記接地パターンとを電気的に接続するための半田を通流させるスルーホールが形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光モジュール。
6. 前記接地端子は、前記接地端子のうち、前記第２貫通孔へ挿入されない基端部から前記電極端子に向かって延出される延出部を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の光モジュール。
7. 前記電極パターンは、前記第１基板の表面のみに形成され、
   前記接地パターンは、前記第１基板の表面と裏面とに形成され、
   前記第２貫通孔は、前記第１基板の表面と裏面とに形成された前記接地パターンを電気的に接続するためのスルーホールであり、
   前記電極端子は、前記第１貫通孔へ挿入された状態で、前記第１基板の表面のみに形成された前記電極パターンに電気的に接続され、
   前記接地端子は、スルーホールである前記第２貫通孔へ挿入された状態で、前記第１基板の表面と裏面とに形成された前記接地パターンに電気的に接続されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の光モジュール。
8. 前記電極端子は、前記電極端子のうち、前記第１貫通孔へ挿入される先端部から前記第１貫通孔の終端に向かって突出される絶縁部分と、前記絶縁部分によって前記電極端子から絶縁される電極部分とを有し、
   前記電極部分は、前記第１基板の裏面に形成された前記接地パターンに電気的に接続されることを特徴とする請求項７に記載の光モジュール。
9. 前記電極部分には、前記電極部分と、前記第１基板の裏面に形成された前記接地パターンとを電気的に接続するための半田を通流させるスルーホールが形成されることを特徴とする請求項８に記載の光モジュール。
10. 第１の面から複数の電極へ入力される電気信号を用いて光変調をする光変調器と、
    前記第１の面において前記複数の電極とそれぞれ電気的に接続する複数の配線パターンを有する可撓性のフレキシブル基板とを有し、
    前記フレキシブル基板は、
    信号線と、前記信号線から延出される電極端子と、前記電極端子の両側に配置され、前記電極端子よりも幅、長さ及び面積の少なくともいずれか一つが大きい接地端子とを有することを特徴とする光モジュール。

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