JP2017005159A - 光モジュール - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る光モジュールの概略を示す断面図である。光モジュールは、光信号及び電気信号を少なくとも一方から他方に変換するための光サブアセンブリ10を有する。光サブアセンブリ10として、半導体レーザ12などの発光素子を内部に有して電気信号を光信号に変換して送信する光送信モジュール(TOSA; Transmitter Optical Subassembly)や、内部にフォトダイオードに代表される受光素子を有して受信した光信号を電気信号に変換する光受信モジュール(ROSA; Receiver Optical Subassembly)や、これらの両方の機能を内包したBOSA(Bidirectional Optical Subassembly)などがある。本願発明は、上記いずれの光サブアセンブリにも適用することができ、以下では光送信モジュールを例として説明する。
図4は、本発明の第2実施形態に係る光モジュールの詳細を示す断面図である。本実施形態では、絶縁材料232は、ステム214の表面から盛り上がる凸部258を有するように設けられている。凸部258は、ロット間バラつきによって絶縁材料232が表面張力で信号リード226を伝って這い上がることで形成される。このような場合、柔軟性絶縁層256は、凸部258に接触する凹部260を有する。つまり、柔軟性絶縁層256は、絶縁材料232の凸部258を吸収して、配線基板236とステム214間にエアギャップを生じさせることなく実装される。よって、ステム214の設計に、絶縁材料232の這い上がり量を考慮する必要がなく、ステム214の価格低減にも効果がある。その他の構造は、第1実施形態で説明した内容が該当する。
図5は、本発明の第3実施形態に係る光モジュールの詳細を示す断面図である。本実施形態では、保護膜354は、第1面340では、ステム314との重複を避けるように設けられている。ステム314と配線基板336との間に保護膜354が介在しないので、配線パターン344及び信号リード326の接合部をステム314に接近させることができる。よって、第1実施形態と比較して、インピーダンス不整合を緩和することができ、優れた高周波特性を期待することができる。その他の構造は、第1実施形態で説明した内容が該当する。
図6は、本発明の第4実施形態に係る光モジュールの詳細を示す断面図である。本実施形態では、配線パターン444は、第1面440では、ステム414との重複を避けるように設けられている。また、保護膜454は、第1面440では、ステム414との重複を避けるように設けられている。
図7は、本発明の第5実施形態に係る光モジュールの詳細を示す断面図である。本実施形態では、信号配線548は第1面540(ステム514に対向する側)に設けられ、プレーン層546は第2面542(ステム514とは反対側)に設けられている。信号配線548を第1面540に配置することで、インピーダンスの不整合が生じやすい部分を、図6に示す例よりも短くしている。信号配線548がプレーン層546とステム514とで囲まれて、ストリップ線路を構成している。その他の構造は、第1実施形態で説明した内容が該当する。
従来、フレキシブルプリント基板とステムの間には、スペーサを設けることで、はんだとステムとのショートを防止していた。スペーサには、高周波電気信号を伝送する信号リードが貫通する開口が設けられており、その開口は信号リードの直径よりも大きい。そのため、スペーサを貫通している領域の信号リードのまわりには0.1mm程の空気の層(以下、エアギャップと称する。)が生じていた。さらに、ステムと信号リードを電気的に絶縁するガラスなどの絶縁材料は、作り込みのバラつきにより、ステムの表面まで充填されず(例えば図3の状態)、エアギャップが形成されてしまう。スペーサはある程度の硬さを持った材質であり、このエアギャップはスペーサが変形することで埋められるということはない。上記のエアギャップ領域は、10Gbit/sの電気信号の伝送には問題にならなかった微小誘導性領域となり、25Gbit/s級の高周波電気信号を伝送させるには問題となることが筆者らの検討により分かった。
Claims (14)
- 光信号及び電気信号を少なくとも一方から他方に変換するための光サブアセンブリと、
接続部を含む配線パターンを有して前記光サブアセンブリに重なって電気的に接続される配線基板と、
前記光サブアセンブリと前記配線基板との間に介在する柔軟性絶縁層と、
を有する光モジュールであって、
前記光サブアセンブリは、前記配線基板に対向する表面を有して前記表面に貫通穴が開口する形状で基準電位に接続されるように構成された導電性のステムと、前記ステムとは電気的に絶縁されて前記貫通穴を通って信号を伝送するための信号リードと、を有し、
前記信号リードは、前記柔軟性絶縁層を貫通して前記接続部に接合され、
前記柔軟性絶縁層は、前記接続部、前記信号リード及び前記ステムの前記表面に接触していることを特徴とする光モジュール。 - 請求項1に記載された光モジュールであって、
前記配線基板は、第1面及び第2面の間隔が厚みとなる絶縁基板を有し、
前記第1面は、前記ステムの前記表面に対向し、
前記接続部の少なくとも一部は、前記第1面に設けられていることを特徴とする光モジュール。 - 請求項2に記載された光モジュールであって、
前記接続部は、前記絶縁基板を貫通するように前記第1面及び前記第2面に設けられて、電気的接続のためのスルーホールを構成し、
前記信号リードは、前記スルーホールに挿入されていることを特徴とする光モジュール。 - 請求項2又は3に記載された光モジュールであって、
前記配線パターンは、前記接続部に接続されて前記信号を伝送するための信号配線と、前記基準電位に接続するためのプレーン層と、を有することを特徴とする光モジュール。 - 請求項4に記載された光モジュールであって、
前記信号配線は、前記第2面に設けられ、
前記プレーン層は、前記第1面に設けられていることを特徴とする光モジュール。 - 請求項4に記載された光モジュールであって、
前記信号配線は、前記第1面に設けられ、
前記プレーン層は、前記第2面に設けられていることを特徴とする光モジュール。 - 請求項2から6のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
前記配線基板は、前記配線パターンを覆う保護膜を有し、
前記配線パターンは、前記第1面及び前記第2面に設けられていることを特徴とする光モジュール。 - 請求項7に記載された光モジュールであって、
前記配線パターンは、前記第1面では、前記ステムと重なるように設けられていることを特徴とする光モジュール。 - 請求項7に記載された光モジュールであって、
前記配線パターンは、前記第1面では、前記ステムとの重複を避けるように設けられていることを特徴とする光モジュール。 - 請求項7から9のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
前記保護膜は、前記第1面では、前記ステムと重なるように設けられていることを特徴とする光モジュール。 - 請求項7から9のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
前記保護膜は、前記第1面では、前記ステムとの重複を避けるように設けられていることを特徴とする光モジュール。 - 請求項1から11のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
光サブアセンブリは、前記基準電位に電気的に接続するために、前記ステムに電気的に接続するように設けられた基準リードをさらに有することを特徴とする光モジュール。 - 請求項1から11のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
前記配線パターンは、前記第1面で前記ステムと電気的に接続され、
前記ステムは、前記表面を避けて側面で前記配線パターンに電気的に接続されていることを特徴とする光モジュール。 - 請求項1から13のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
前記ステムの前記貫通穴と前記信号リードとは、絶縁材料によって電気的に絶縁され、
前記絶縁材料は、前記ステムの前記表面から盛り上がる凸部を有するように設けられ、
前記柔軟性絶縁層は、前記凸部に接触する凹部を有することを特徴とする光モジュール。
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