JP2017216408A - 光モジュール及びフレキシブル基板 - Google Patents

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Abstract

【課題】光モジュールに接続するフレキシブル基板の折り曲げによって信号配線の断線が生じる。【解決手段】光サブアッセンブリと、前記光サブアッセンブリと接続するフレキシブル基板とを備えた本発明の光モジュールにおいて、当該フレキシブル基板は、絶縁性フレキシブル層と、前記絶縁性フレキシブル層の上で前記一の方向に延伸するように形成される信号配線と、前記絶縁性フレキシブル層の端部に設けられて前記信号配線と電気的に接続する信号端子と、前記信号配線を覆い、前記信号端子側に端部を有するカバーレイと、前記一の方向に対して突出点を起点として側方に突出する少なくとも1つの突出部を有し、前記一の方向において、前記カバーレイの前記端部は前記突出点より前記信号端子に近い側にある。【選択図】図1

Description

本発明は光モジュール及びフレキシブル基板に関する。
従来、光通信の部品として光モジュールが使われている。光モジュールは電気信号を光信号に変換(光送信モジュール)もしくは光信号を電気信号に変換(光受信モジュール)、およびその両者の機能を備えたもの(送受信モジュール)などが知られている。光モジュールは、上記機能を有した光サブアッセンブリと、当該光サブアッセンブリに電気信号を伝達する手段として可撓性を有するフレキシブル基板(Flexible Printed Circuit、FPC)とで構成されている。またFPCが用いられる際、光サブアッセンブリとFPCを接続する手段として、光サブアッセンブリのセラミック基板配線上に導電性を有する材料(半田等の導電性接着剤)が用いられてきた。たとえば特許文献1では、接続部に補強パターンを設けることで接続部での断線を防ぐ接続構造が提案されている。
図14は、光モジュール2がFPC600を介して外部基板と接続されている従来技術の一例の側面を図示している。セラミック基板620を備える光サブアッセンブリ640が、FPC600を介して外部基板660に接続されている。
図15はセラミック基板620の上面を図示している。セラミック基板620は、表面上に形成された複数の光サブアッセンブリ信号端子622と光サブアッセンブリ接地端子621を有する。光サブアッセンブリ信号端子622と光サブアッセンブリ接地端子621は、交互に配置され、かつ、互いに離間している。
図16は、セラミック基板620及びセラミック基板620に接続されたFPC600の上面を図示している。図17は、図16の線E’−Eでの断面を図示している。
FPC600は、絶縁性フレキシブル層601と、該絶縁性フレキシブル層601の一端で交互に形成されて、かつ、互いに離間するFPC信号端子606及びFPC接地端子605と、FPC信号端子606と接続するように絶縁性フレキシブル層601の一の面上で形成されて該絶縁性フレキシブル層601の他端まで延伸する信号配線608と、FPC接地端子605と接続するように絶縁性フレキシブル層601の他の面上で形成されて該絶縁性フレキシブル層601の他端まで延伸する接地配線610と、信号配線608の一部を覆うカバーレイ602aと、接地配線610の一部を覆うカバーレイ602dを有する。
FPC信号端子606は、上側信号端子606aと、下側信号端子606bと、3つのビア607を有する。上側信号端子606aは絶縁性フレキシブル層601の一の面上に設けられ、下側信号端子606bは絶縁性フレキシブル層601の他の面上に設けられ、ビア607は絶縁性フレキシブル層601を貫通するように設けられる。光モジュールとの接続の際は、上側信号端子側よりビア607にはんだを流し込むことで、上側信号端子606aと下側信号端子606bは、電気的に接続される。
FPC接地端子605は、上側接地端子(図示されていない)と、下側接地端子(図示されていない)と、3つのビア607を有する。上側接地端子は絶縁性フレキシブル層601の一の面上に設けられ、下側接地端子は絶縁性フレキシブル層601の他の面上に設けられ、ビア607は絶縁性フレキシブル層601を貫通するように設けられる。光モジュールとの接続の際は、上側接地端子側よりビア607にはんだを流し込むことで、上側接地端子と下側接地端子は、電気的に接続される。
信号配線608と接地配線610は、FPC信号端子606とFPC接地端子605が設けられているFPC600の一の端部から、FPC600が外部基板660に接続するFPC600の他の端部まで延伸している。信号配線608と接地配線610を保護するため、カバーレイ602aは絶縁性フレキシブル層601の一の面上に形成された信号配線608を覆い、かつ、カバーレイ602dは絶縁性フレキシブル層601の他の面上に形成された接地配線610を覆う。ただしFPC信号端子606の付近に位置する信号配線はカバーレイ602aによって覆われていない。その代わりにレジスト層603aが、FPC信号端子606の付近に位置する信号配線と、絶縁性フレキシブル層601の一の面上のFPC信号端子606とFPC接地端子605の周辺を覆っている。同様にFPC接地端子605の付近に位置する接地配線はカバーレイ602dによって覆われていない。その代わりにレジスト層603bが、FPC接地端子605の付近に位置する接地配線と、絶縁性フレキシブル層601の他の面上の信号端子606とFPC接地端子605の周辺を覆っている。
セラミック基板620の表面に形成された複数の光サブアッセンブリ信号端子622と光サブアッセンブリ接地端子621には、FPC信号端子606とFPC接地端子605がそれぞれ半田等の導電性接着剤623によって接続されている。光サブアッセンブリ信号端子622は、導電性接着剤623、FPC信号端子606の下側信号端子606b、ビア607、及び上側信号端子606aを介して信号配線608と電気的に接続している。光サブアッセンブリ接地端子621は、導電性接着剤623及びFPC接地端子605を介して接地配線610と電気的に接続している。
実開平5−15465号公報
しかし半田等の導電性接着剤623による接着では、FPC600が接着面に対して上下方向に折り曲げられる場合に、セラミック基板620とFPC600との接続部で断線が発生する懸念がある。
図17に示すように、FPC600は、外部基板(図示されていない)との接続間で外部応力の吸収等の目的のため折り曲げられている。前述したようにFPC600では、カバーレイ602aとカバーレイ602dはそれぞれ信号配線608と接地配線610を覆うが、FPC接地端子605及びFPC信号端子606の付近の領域を覆っていない。レジスト層603a,603bによって覆われた領域の機械的強度は、カバーレイ602a,602dによって覆われた領域の機械的強度よりも弱いため、FPC600が折り曲げられる場合、FPC600は、カバーレイ602a,602dによって覆われている領域でよりも、レジスト層603a,603bによって覆われた領域(カバーレイ602a、602dによって覆われていない領域)で大きく折り曲げられる。その結果、カバーレイ602a,602dによって覆われていない領域で信号配線608及び/又は接地配線610が断線してしまう恐れがある。
よって本発明の目的は、折り曲げによる信号配線の断線を防止するFPC及びそれを備えた光モジュールを供することである。
(1)光サブアッセンブリと、前記光サブアッセンブリと接続するフレキシブル基板と、を備えた本発明の光モジュールにおいて、当該フレキシブル基板は、絶縁性フレキシブル層と、前記絶縁性フレキシブル層の上で前記一の方向に延伸するように形成される信号配線と、前記絶縁性フレキシブル層の端部に設けられて前記信号配線と電気的に接続する信号端子と、前記信号配線を覆い、前記信号端子側に端部を有するカバーレイと、前記一の方向に対して突出点を起点として側方に突出する少なくとも1つの突出部を有し、前記一の方向において、前記カバーレイの前記端部は前記突出点より前記信号端子に近い側にある。
(2)上記(1)に記載の光モジュールにおいて、前記少なくとも1つの突出部は、一の側方に突出する第1突出部と、前記一の側方に対向する側方に突出する第2突出部を有してよい。
(3)上記(2)に記載の光モジュールにおいて、前記第1突出部と前記第2突出部は、互いに対向するように折り曲げられてよい。
(4)上記(1)乃至(3)のうちいずれかに記載の光モジュールにおいて、前記少なくとも1つの突出部はカバーレイによって覆われてよい。
(5)上記(1)乃至(4)のうちいずれかに記載の光モジュールにおいて、前記少なくとも1つの突出部は、前記一方向において前記絶縁性フレキシブル層の端部にまで延びてよい。
(6)本発明のフレキシブル基板は、絶縁性フレキシブル層と、前記絶縁性フレキシブル層の上で前記一の方向に延伸するように形成される信号配線と、前記絶縁性フレキシブル層の端部に設けられて前記信号配線と電気的に接続する信号端子と、前記信号配線を覆い、前記信号端子側に端部を有するカバーレイと、前記一の方向に対して突出点を起点として側方に突出する少なくとも1つの突出部を有し、前記一の方向において、前記カバーレイの前記端部は前記突出点より前記信号端子に近い側にある。
セラミック基板及びセラミック基板に接続された本発明の第1実施形態によるフレキシブル基板の上面を図示している。 セラミック基板及びセラミック基板に接続された本発明の第1実施形態によるフレキシブル基板の下面を図示している。 本発明の第1実施形態によるフレキシブル基板のD’−Dでの断面を図示している。 本発明の第1実施形態によるフレキシブル基板のC’−Cでの断面を図示している。 本発明の第1実施形態によるフレキシブル基板のA−A’での断面を図示している。 本発明の第1実施形態によるフレキシブル基板のB−B’での断面を図示している。 突出部が折り曲げられた本発明の第1実施形態によるセラミック基板及びフレキシブル基板の上面を図示している。 突出部が折り曲げられた本発明の第1実施形態によるフレキシブル基板のA−A’での断面を図示している。 突出部が折り曲げられた本発明の第1実施形態による光モジュールの側面を図示している。 本発明の第2実施形態によるフレキシブル基板の上面を図示している。 本発明の第3実施形態によるフレキシブル基板の上面を図示している。 本発明の第4実施形態によるフレキシブル基板の上面を図示している。 本発明の第5実施形態によるフレキシブル基板の上面を図示している。 従来技術に係る光モジュールおよび外部基板の側面を図示している。 セラミック基板の端子部分の上面を図示している。 セラミック基板及びセラミック基板に接続された従来技術に係るフレキシブル基板の上面を図示している。 従来技術に係る光モジュールの断面を図示している。
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。図中、光モジュール(光サブアッセンブリ)には、光送信機能を有するTOSA(Transmitter Optical Sub-Assembly)と光受信機能を有するROSA(Receiver Optical Sub-Assembly)、及び光送受信機能を有するBOSA(Bidirectional Optical Subassembly)が知られている。以降の説明では、光サブアッセンブリとは少なくとも上記3つのいずれかを示し、かつ同様の機能を有していれば上記3つ以外も含む概念を示す。
[第1の実施形態]
図1は、光サブアッセンブリのセラミック基板とFPCが接続された本実施形態による光モジュール1の上面図を示している。なお、光サブアッセンブリの本体は省略し、セラミック基板部分のみを図示している。図2は、図1に図示された光サブアッセンブリのセラミック基板及びFPCの下面を図示している。図2は透視図である。図3は、図1に図示されたFPCのD−D’での断面を図示している。図4は、図1に図示されたFPCのC−C’での断面を図示している。図5は、図1に図示されたFPCのA−A’での断面を図示している。図6は、図1に図示されたFPCのB−B’での断面を図示している。図7は、突出部が折り曲げられた図1に図示されたセラミック基板及びFPCの上面を図示している。図8は、図7に図示されたFPCのA−A’での断面を図示している。図9は、図7に図示された光モジュールの側面を図示している。
セラミック基板120を備える光サブアッセンブリ140が、FPC100を介して外部基板(図示されていない)に接続されている。セラミック基板120は、上で交互に形成された複数の光サブアッセンブリ信号端子122と光サブアッセンブリ接地端子121を有する。光サブアッセンブリ信号端子122と光サブアッセンブリ接地端子121は互いに離間している。
FPC100は、絶縁性フレキシブル層101と、該絶縁性フレキシブル層101の一端で交互に形成されて、かつ、互いに離間するFPC信号端子106及びFPC接地端子105と、各FPC信号端子106と接続するように絶縁性フレキシブル層101の一の面上で形成されて、外部基板(図示されていない)と接続される絶縁性フレキシブル層101の他端まで延伸する信号配線108と(以降、信号配線108が延伸する方向を延伸方向と表記する。)、櫛歯型を有して各櫛歯部が各FPC接地端子105と接続するように絶縁性フレキシブル層101の他の面上で形成されて該絶縁性フレキシブル層101の他端まで延伸する接地配線110と、信号配線108の一部を覆うカバーレイ102aと、接地配線110の一部を覆うカバーレイ102dを有する。
FPC信号端子106は、上側信号端子106aと、下側信号端子106bと、3つのビア107を有する。本実施形態では、3つのビア107が設けられているが、それ以外の数のビアが設けられてもよい。上側信号端子106aは絶縁性フレキシブル層101の一の面上に設けられ、下側信号端子106bは絶縁性フレキシブル層101の他の面上に設けられ、ビア107は絶縁性フレキシブル層101を貫通するように設けられる。光モジュールとの接続の際は、上側信号端子106a側よりビア107にはんだを流し込むことで、上側信号端子106aと下側信号端子106bは、電気的に接続される。
FPC接地端子105は、上側接地端子105aと、下側接地端子105bと、3つのビア107を有する。本実施形態では、3つのビア107が設けられているが、それ以外の数のビアが設けられてもよい。上側接地端子105aは絶縁性フレキシブル層101の一の面上に設けられ、下側接地端子105bは絶縁性フレキシブル層101の他の面上に設けられ、ビア107は絶縁性フレキシブル層101を貫通するように設けられる。光モジュールとの接続の際は、上側接地端子105a側よりビア107にはんだを流し込むことで、上側接地端子105aと下側接地端子105bは、電気的に接続される。
信号配線108と接地配線110は、FPC信号端子106とFPC接地端子105が設けられているFPC100の一の端部から、FPC100が外部基板(図示されていない)に接続するFPC100の他の端部まで延伸している。信号配線108と接地配線110を保護するため、カバーレイ102aは絶縁性フレキシブル層101の一の面上に形成された信号配線108を覆い、かつ、カバーレイ102dは絶縁性フレキシブル層101の他の面上に形成された接地配線110を覆う。ただしFPC信号端子106の付近に位置する信号配線はカバーレイ102aによって覆われていない。つまりFPC信号端子106は、カバーレイ102aから離間している。その代わりにレジスト層103aが、FPC信号端子106の付近に位置する信号配線と、上側接地端子105aと上側信号端子106aの周辺を覆っている。同様にFPC接地端子105の付近に位置する接地配線はカバーレイ102dによって覆われていない。つまりFPC接地端子105は、カバーレイ102dから離間している。その代わりにレジスト層103bが、FPC接地端子105の付近に位置する接地配線と、下側接地端子105bと上側信号端子106bの周辺を覆っている。ただしレジスト層はFPCにとって必須ではない。ここで、カバーレイ102aのFPC信号端子106側の端部をカバーレイ端部111aとし、カバーレイ102dのFPC接地端子105側の端部をカバーレイ端部111bとする。
セラミック基板120の表面に形成された複数の光サブアッセンブリ信号端子122と光サブアッセンブリ接地端子121には、FPC信号端子106とFPC接地端子105がそれぞれ半田等の導電性接着剤によって接続されている。光サブアッセンブリ信号端子122は、導電性接着剤、FPC信号端子106の下側信号端子106b、ビア107、及び上側信号端子106aを介して信号配線108と電気的に接続している。光サブアッセンブリ接地端子121は、導電性接着剤及びFPC接地端子105を介して接地配線110と電気的に接続している。
絶縁性フレキシブル層101は、延伸方向に対して側方に突出する2つの突出部104a,104bを有する。2つの突出部104a,104bは、レジスト層103a,103bで覆われた領域を挟む位置に設けられる。突出部104aと突出部104bはそれぞれ、延伸方向において、絶縁性フレキシブル層101の一の端部から突出点109a,109bまで延伸する。突出点109a,109bの位置は、上面から見ると、突出点109aと突出点109bとを結ぶ直線がカバーレイ102aを分割するように設定される。また突出点109a,109bの位置は、下面から見ると、突出点109aと突出点109bとを結ぶ直線がカバーレイ102dを分割するように設定される。つまりカバーレイ端部111aは、突出点109a及び突出点109bより信号端子106側に配置されていることとなる。同様に、カバーレイ端部111bは、突出点109aおよび突出点109bより接続端子105側に配置されていることとなる。
突出部104aの一の面上にはカバーレイ102bが設けられ、かつ、突出部104aの他の面上にはカバーレイ102fが設けられている。同様に、突出部104bの一の面上にはカバーレイ102cが設けられ、かつ、突出部104bの他の面上にはカバーレイ102eが設けられている。ただし後述するように、突出部104上にはカバーレイ102は設けられなくてもよい。また図示された実施形態では、FPC100は2つの突出部104aと突出部104bを有するが、FPC100は1つの突出部のみを有してもよい。
図7と図8で図示されているように、突出部104aと突出部104bは、レジスト層103a,103bで覆われた領域を挟んで対向するように折り曲げられる。図9では、外部基板(図示されていない)との接続間で外部応力の吸収等の目的のためFPC100は折り曲げられている。
レジスト層103a,103bで覆われた領域の側方から突出する突出部104a,104bを有するように絶縁性フレキシブル層101を形成することによって、FPC100は、レジスト層103a,103bで覆われた領域よりも突出点109付近の領域で折り曲げられやすくなる。つまり突出部104によって、折り曲げられやすい領域は、レジスト層103a,103bで覆われた領域から突出点109付近の領域へ移動する。しかし突出点109付近の領域はカバーレイ102a,102dで覆われているので、折り曲げによる断線は生じにくい。つまりFPC100は、突出部104を有することによって、実質的に機械的強度を改善する。その結果FPC100の信号破線の断線を防止することができる。なお、突出部104a,104bは図8,9で示す方向とは逆側(図8で示せば下側)に曲げても、本願発明の効果は得られる。さらに図8では90°に折り曲げた例を示したがこの角度に限定はされない。
また突出部104によって、FPC100の補強のための追加工程は不要となる。結果としてコストを低下させることができる。
[第2の実施形態]
図10は、第2実施形態によるFPC200を図示している。本実施形態は第1実施形態と略同一であるが、本実施形態によるFPC200は、突出部104上にカバーレイを有していない点が異なる。
[第3の実施形態]
図11は、第3実施形態によるFPC300を図示している。本実施形態は第2実施形態と略同一であるが、本実施形態によるFPC300は、信号端子106と接地端子105が設けられているFPC300の端部であって突出部104aと突出部104bが突出する位置に窪み部311aと窪み部311bをそれぞれ有する点が異なる。この窪み部311a,311bによって、突出部104の折り曲げが容易になる。
[第4の実施形態]
図12は、第4実施形態によるFPC400を図示している。本実施形態は第2実施形態と略同一であるが、突出部104aと突出部104bが突出する絶縁性フレキシブル層101の側部にミシン目411が設けられている点が異なる。このミシン目411によって、突出部104の折り曲げが容易になる。
[第5の実施形態]
図13は、第5実施形態によるFPC500を図示している。本実施形態は第2実施形態と略同一であるが、第2実施形態に係る突出部は、絶縁性フレキシブル層の一の端部から延伸方向に突出点まで延伸するが、本実施形態に係る突出部504aと突出部504bの端部はそれぞれ、延伸方向において、絶縁性フレキシブル層101の一の端部と段差511a,511bを構成する点が異なる。突出部504a,504bは、レジスト層103a,103bで覆われた領域を挟んでいる。
1、2 光モジュール、100、200、300、400、500、600 フレキシブル基板(FPC)、101、601 絶縁性フレキシブル層、102、602 カバーレイ、103、603 レジスト層、104、504 突出部、105、605 FPC接地端子、106、606 FPC信号端子、107、607 ビア、108、608 信号配線、109 突出点、110、610 接地配線、111 カバーレイ端部、120、620 セラミック基板、121、621 光サブアッセンブリ接地端子、122、622 光サブアッセンブリ信号端子、311 窪み部、411 ミシン目、511 段差、140、640 光サブアッセンブリ、660 外部基板。

Claims (6)

  1. 光サブアッセンブリと、
    前記光サブアッセンブリと接続するフレキシブル基板と、を備えた光モジュールであって、
    当該フレキシブル基板は、
    絶縁性フレキシブル層と、
    前記絶縁性フレキシブル層の上で前記一の方向に延伸するように形成される信号配線と、
    前記絶縁性フレキシブル層の端部に設けられて前記信号配線と電気的に接続する信号端子と、
    前記信号配線を覆い、前記信号端子側に端部を有するカバーレイと、
    前記一の方向に対して突出点を起点として側方に突出する少なくとも1つの突出部を有し、
    前記一の方向において、前記カバーレイの前記端部は前記突出点より前記信号端子に近い側にある、
    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、
    前記少なくとも1つの突出部は、一の側方に突出する第1突出部と、前記一の側方に対向する側方に突出する第2突出部を有する、光モジュール。
  3. 請求項2に記載の光モジュールであって、
    前記第1突出部と前記第2突出部は、互いに対向するように折り曲げられる、光モジュール。
  4. 請求項1乃至3のうちいずれか一項に記載の光モジュールであって、
    前記少なくとも1つの突出部はカバーレイによって覆われている、光モジュール。
  5. 請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の光モジュールであって、
    前記少なくとも1つの突出部は、前記一の方向において前記絶縁性フレキシブル層の端部にまで延びる、光モジュール。
  6. 絶縁性フレキシブル層と、
    前記絶縁性フレキシブル層の上で前記一の方向に延伸するように形成される信号配線と、
    前記絶縁性フレキシブル層の端部に設けられて前記信号配線と電気的に接続する信号端子と、
    前記信号配線を覆い、前記信号端子側に端部を有するカバーレイと、
    前記一の方向に対して突出点を起点として側方に突出する少なくとも1つの突出部を有し、
    前記一の方向において、前記カバーレイの前記端部は前記突出点より前記信号端子に近い側にある、
    ことを特徴とするフレキシブル基板。
JP2016110435A 2016-06-01 2016-06-01 光モジュール及びフレキシブル基板 Active JP6782563B2 (ja)

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