JP2021067851A - 光トランシーバ - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化に適するとともに良好な放熱性を実現するのにも適するＱＳＦＰ−ＤＤ用の光トランシーバを提供する。【解決手段】光トランシーバＸ１は、ＱＳＦＰ−ＤＤ規格に準拠した光トランシーバであり、少なくとも一つの光電気混載基板１０と、外部端子２２を有する回路基板２０と、光コネクタ６０とを備える。光コネクタは、２列に並ぶ複数の導光路端面を含む接続用端面６２を有し、ＱＳＦＰ−ＤＤ規格に準拠した光ファイバケーブルと接続可能である。光電気混載基板は、２段光コネクタである光コネクタと回路基板との間の信号伝送路の少なくとも一部をなす。【選択図】図２

Description

本発明は、光トランシーバに関する。

光通信においては、光ファイバケーブルを伝送する光信号の送信機能と受信機能とを併有する光トランシーバが用いられることがある。光トランシーバは、電気信号を光信号に変換して送信する送信部と、光信号を電気信号に変換して受信する受信部とを備える。光トランシーバは、光ファイバケーブル内の光ファイバに対して光コネクタを介して光接続される光伝送路と、電気回路と、これらの間での光電変換を担う光素子（発光素子，受光素子）とを備える。

光トランシーバにおいては、伝送信号の高速化・大容量化への対応が進み、近年では、送信用８チャネルと受信用８チャネルとを用いての送受信を可能とするＱＳＦＰ−ＤＤ（Quad Small Form Factor Pluggable Duble Density）と呼ばれる技術の開発が進められている。ＱＳＦＰ−ＤＤとは、ＭＳＡ（Multi Source Agreement）において定められた規格の一つである。このような光トランシーバに関する技術については、例えば下記の特許文献１,２に記載されている。

特開２０１７−１５６４４８号公報 特開２０１９−１０２２７５号公報

ＱＳＦＰ−ＤＤ規格に準拠した光トランシーバにおいては、光伝送路と光素子との間で光路を９０度曲げてこれらを光接続する光学部品として、偏向ミラー面を有するレンズブロックを利用することが考えられる。この場合、回路基板上に光素子が搭載されるとともに、当該光素子に偏向ミラー面が対向し且つレンズブロックの有する側壁部が回路基板上の光素子を包囲するように、レンズブロックも回路基板上に搭載される。

しかしながら、このようなレンズブロックを備える光トランシーバでは、レンズブロックが嵩高いために薄型化を実現しにくく、また、光素子がレンズブロック側壁部に包囲されるために、光素子からの発熱について良好な放熱性を実現しにくい。

本発明は、薄型化に適するとともに良好な放熱性を実現するのにも適するＱＳＦＰ−ＤＤ用の光トランシーバを提供する。

本発明［１］は、ＱＳＦＰ−ＤＤ規格に準拠した光トランシーバであって、２列に並ぶ複数の第１導光路端面を含む接続用端面を有して、ＱＳＦＰ−ＤＤ規格に準拠した光ファイバケーブルと接続可能な、２段光コネクタである第１光コネクタと、外部端子を有する回路基板と、前記２段光コネクタと前記回路基板との間の信号伝送路の少なくとも一部をなす、少なくとも一つの光電気混載基板とを備える、光トランシーバを含む。

本発明の光トランシーバは、上述のように、光電気混載基板を備える。光導波路（光伝送路の一部）とこれに光接続された光素子とを備える光電気混載基板を光トランシーバが具備する構成は、光伝送路と光素子との間の光結合のための嵩高いレンズブロックの利用を避けるのに適する。レンズブロックの利用を避けるのに適する当該構成は、光トランシーバの薄型化に適し、且つ、光素子からの発熱について良好な放熱性を実現するのに適する。

本発明［２］は、１列に並ぶ複数の第２導光路端面を含む接続用端面を有する第２光コネクタと、１列に並ぶ複数の第３導光路端面を含む接続用端面を有し、且つ、前記第２導光路端面と前記第３導光路端面とが光接続されるように前記第２光コネクタと接続されている、第３光コネクタと、複数の光ファイバとを、前記信号伝送路において更に備え、前記光電気混載基板は、前記回路基板と電気的に接続されている電気回路基板と、前記電気回路基板の厚み方向一方側に配置され、且つ、ミラー面が形成されている一端部をそれぞれが有する複数のコアと当該コアを被覆するクラッドとを備える、光導波路と、前記電気回路基板の厚み方向他方側に配置され、且つ、前記電気回路基板と電気的に接続されているとともに前記複数のコアの前記ミラー面と一対一で光接続されている、複数の発光素子および複数の受光素子とを備え、前記第２光コネクタは、前記複数のコアの他端部における端面が前記複数の第２導光路端面をなすように、前記光導波路の端部に設けられ、前記第３光コネクタは、前記複数の光ファイバの一方端面が前記複数の第３導光路端面をなすように、前記複数の光ファイバの一方端部に設けられ、前記２段光コネクタは、前記複数の光ファイバの他方端面が前記複数の第１導光路端面をなすように、前記複数の光ファイバの他方端部に設けられている、上記［１］に記載の光トランシーバを含む。

このような構成によると、接続用端面にて複数の導光路端面が１列に並ぶ光コネクタ（第２光コネクタ）が、光電気混載基板の光導波路のための光コネクタとして用いられるため、ＱＳＦＰ−ＤＤ規格に対応した合計１６チャネルの信号伝送路を光電気混載基板を利用しつつ適切に形成しやすい。

本発明［３］は、前記少なくとも一つの光電気混載基板は、第１光電気混載基板および第２光電気混載基板を含み、前記第１光電気混載基板は、前記回路基板と電気的に接続されている第１電気回路基板と、前記第１電気回路基板の厚み方向一方側に配置され、且つ、ミラー面が形成されている一端部をそれぞれが有する複数の第１コアと当該第１コアを被覆するクラッドとを備える、第１光導波路と、前記第１電気回路基板の厚み方向他方側に配置され、且つ、前記電気回路基板と電気的に接続されているとともに前記複数の第１コアの前記ミラー面と一対一で光接続されている、複数の発光素子とを備え、前記第２光電気混載基板は、前記回路基板と電気的に接続されている第２電気回路基板と、前記第２電気回路基板の厚み方向一方側に配置され、且つ、ミラー面が形成されている一端部をそれぞれが有する複数の第２コアと当該第２コアを被覆するクラッドとを備える、第２光導波路と、前記第２電気回路基板の厚み方向他方側に配置され、且つ、前記電気回路基板と電気的に接続されているとともに前記複数の第２コアの前記ミラー面と一対一で光接続されている、複数の受光素子とを備え、前記２段光コネクタは、前記複数の第１コアおよび前記複数の第２コアの端面が前記複数の第１導光路端面をなすように、前記厚み方向に並ぶ前記第１光導波路の端部と前記第２光導波路の端部とに設けられている、上記［１］に記載の光トランシーバを含む。

このような構成によっても、ＱＳＦＰ−ＤＤ規格に準拠した光トランシーバとして、光電気混載基板を利用して適切に信号伝送路を構成することが可能である。また、このような構成は、光トランシーバ内の信号伝送路を構築するための部品点数を削減するのに適し、従って、光トランシーバの小型化および製造コストの削減に適する。

本発明の光トランシーバの第１および第２の実施形態の斜視図である。 本発明の光トランシーバの第１の実施形態における信号伝送路の平面概略構成図である。 図２のIII−III断面図である。 図２のIV−IV断面図である。 図２のV−V断面図である。 第１の実施形態において光電気混載基板の伝送方向一方側の端部に設けられる光コネクタの接続用端面を表す。 第１の実施形態において光電気混載基板の伝送方向一方側の端部に設けられる光コネクタと接続される別の光コネクタの接続用端面を表す。 第１の実施形態において光電気混載基板の伝送方向一方側の端部に設けられる光コネクタと別の光コネクタとの接続態様を説明するための斜視図である。 第１の実施形態において光トランシーバ内の光ファイバの伝送方向一方側の端部に設けられる光コネクタの接続用端面を表す。 本発明の光トランシーバの第２の実施形態における信号伝送路の平面概略構成図である。 図１０のXI−XI断面図である。 図１０のXII−XII断面図である。 図１０のXIII−XIII断面図である。 第２の実施形態において光電気混載基板の伝送方向一方側の端部に設けられる光コネクタの接続用端面を表す。

図１および図２は、本発明の第１の実施形態の光トランシーバＸ１を表す。図１は、光トランシーバＸ１の斜視図である。図２は、光トランシーバＸ１の信号伝送路の平面概略構成図である。

光トランシーバＸ１は、ＱＳＦＰ−ＤＤ規格に準拠した光トランシーバであって、光電気混載基板１０と、回路基板２０と、光ファイバ３０と、光コネクタ４０,５０,６０と、これらを収容するハウジング１００と、ハウジング１００に取り付けられたプルタブ１１０とを備える。

光トランシーバＸ１は、ＱＳＦＰ−ＤＤ規格に準拠した信号伝送用の光ファイバケーブルの先端が接続され、且つ、当該光ファイバケーブルを介して信号が送受信される機器が備えるレセプタクルに接続されて、使用される。光トランシーバＸ１は、機器からの電気信号を光信号に変換して光ファイバケーブルに出力する送信機能と、光ファイバケーブルからの光信号を電気信号に変換して機器に出力する受信機能とを併有する。ＱＳＦＰ−ＤＤ規格では、送信用の例えば８チャネルと受信用の例えば８チャネルとが利用されて信号の送受信がなされる。図１において、光トランシーバＸ１は、信号の伝送方向一方側の端部に光ファイバケーブルＣが接続された状態にある。ハウジング１００における伝送方向一方側の端部１０１には、光ファイバケーブルＣの先端が接続可能な光レセプタクル（図示略）が開口している。また、ハウジング１００における伝送方向他方側の端部１０２が、図外の機器のレセプタクルに受容される。

光電気混載基板１０は、図３から図５に示すように、電気回路基板１１と、光導波路１２と、金属支持層１３と、発光素子１４と、受光素子１５と、駆動回路素子１６と、受信回路素子１７とを備える。光導波路１２は、電気回路基板１１の厚み方向一方側に配置されている。金属支持層１３は、厚み方向において、電気回路基板１１と光導波路１２との間に配置されている。発光素子１４、受光素子１５、駆動回路素子１６、および受信回路素子１７は、電気回路基板１１の厚み方向他方側に配置されている。このような光電気混載基板１０は、後述の回路基板２０と光コネクタ６０との間において、信号伝送路の一部をなす。

電気回路基板１１は、図４および図５に示すように、透明なベース絶縁層１１ａと、その厚み方向他方面上にパターン形成された配線パターン１１ｂとを含む。配線パターン１１ｂは、回路基板２０との電気的接続のための端子部１１ｃを含む。電気回路基板１１は、端子部１１ｃを介して回路基板２０と電気的に接続されている。ベース絶縁層１１ａの構成材料としては、例えばポリイミドが挙げられる。ベース絶縁層１１ａの厚みは、例えば２μｍ以上であり、また、例えば３５μｍ以下である。配線パターン１１ｂの構成材料としては、例えば、銅が挙げられる。配線パターン１１ｂの厚みは、例えば２μｍ以上であり、また、例えば２０μｍ以下である。

光導波路１２は、図３から図５に示すように、アンダークラッド層１２ａと、コア１２ｂと、オーバークラッド層１２ｃとを含む。アンダークラッド層１２ａは、電気回路基板１１の厚み方向一方側に配置されている。コア１２ｂは、アンダークラッド層１２ａの厚み方向一方面に配置されている。コア１２ｂは、発光素子１４および受光素子１５ごとに設けられており、本実施形態では、図３に示すように合計１６本のコア１２ｂが設けられている。オーバークラッド層１２ｃは、アンダークラッド層１２ａの厚み方向一方側に、複数のコア１２ｂを覆うように、配置されている。このオーバークラッド層１２ｃおよびアンダークラッド層１２ａは、コア１２ｂを被覆するクラッドをなす。

コア１２ｂは、アンダークラッド層１２ａおよびオーバークラッド層１２ｃよりも屈折率が高くて光伝送路そのものをなす。また、コア１２ｂは、コア１２ｂの一端部（伝送方向他方側の端部）にミラー面１２ｍを有する。ミラー面１２ｍは、アンダークラッド層１２ａの厚み方向一方面に対して４５度の角度を成す斜面である。ミラー面１２ｍによって光路が９０度曲げられてコア１２ｂと後述の発光素子１４または受光素子１５とが光学的に接続されている。

光導波路１２（アンダークラッド層１２ａ，コア１２ｂ，オーバークラッド層１２ｃ）の構成材料としては、例えば、エポキシ樹脂などの透明であって可撓性を有する樹脂材料が挙げられ、光信号の伝送性の観点から、好ましくはエポキシ樹脂が挙げられる。光導波路１２の厚みは、例えば２０μｍ以上であり、また、例えば２００μｍ以下、好ましくは１５０μｍ以下である。

金属支持層１３は、光電気混載基板１０を補強する要素であり、例えば、光電気混載基板１０において発光素子１４、受光素子１５、駆動回路素子１６、および受信回路素子１７が搭載される領域を包含する領域に設けられている。金属支持層１３の構成材料としては、ステンレスなどの金属が挙げられる。金属支持層１３の厚みは、例えば３μｍ以上であり、また、例えば１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下である。

発光素子１４は、電気信号を光信号に変換するための素子であり、例えば、垂直共振器面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）などのレーザダイオードである。本実施形態では、例えば合計８個の発光素子１４が設けられている。例えば８個の複数の発光素子１４は、１チップ内に構成されてもよいし、例えば４個ずつの２チップに分けて構成されてもよい（図２では、複数の発光素子１４が１チップ内に構成された場合を例示的に表す）。また、図４に示すように、発光素子１４は、電気回路基板１１に対して一のコア１２ｂのミラー面１２ｍとは反対の側であって当該ミラー面１２ｍに対応する位置に配置され、且つミラー面１２ｍに向けて光出射可能に配置されている。これにより、発光素子１４は、コア１２ｂのミラー面１２ｍと一対一で光接続されている。これとともに、発光素子１４は、電気回路基板１１と電気的に接続されている。具体的には、発光素子１４は、電気回路基板１１の配線パターン１１ｂに対し、バンプなどの接合材１８ａを介して接合されて電気的に接続されている。

受光素子１５は、光信号を電気信号に変換するための素子であり、例えばフォトダイオードである。フォトダイオードとしては、例えば、ＰＩＮ（ｐ-intrinsic-n）型フォトダイオード、ＭＳＭ（Metal Semiconductor Metal）フォトダイオード、およびアバランシェフォトダイオードが挙げられる。本実施形態では、例えば合計８個の受光素子１５が設けられている。例えば８個の複数の受光素子１５は、１チップ内に構成されてもよいし、例えば４個ずつの２チップに分けて構成されてもよい（図２では、複数の受光素子１５が１チップ内に構成された場合を例示的に表す）。また、図５に示すように、受光素子１５は、電気回路基板１１に対して一のコア１２ｂのミラー面１２ｍとは反対の側であって当該ミラー面１２ｍに対応する位置に配置され、且つミラー面１２ｍからの光信号を受光可能に配置されている。これにより、受光素子１５は、コア１２ｂのミラー面１２ｍと一対一で光接続されている。これとともに、受光素子１５は、電気回路基板１１と電気的に接続されている。具体的には、受光素子１５は、電気回路基板１１の配線パターン１１ｂに対し、バンプなどの接合材１８ｂを介して接合されて電気的に接続されている。

駆動回路素子１６は、発光素子１４を駆動するための駆動回路をなす素子である。駆動回路素子１６は、電気回路基板１１の配線パターン１１ｂに対し、バンプなどの接合材１８ｃを介して接合されて電気的に接続されている。

受光回路素子１７は、受光素子１５からの出力電流を増幅するためのトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）を含む。受光回路素子１７は、電気回路基板１１の配線パターン１１ｂに対し、バンプなどの接合材１８ｄを介して接合されて電気的に接続されている。

回路基板２０は、図２、図４および図５に示すように、基板２１と、基板２１上の回路（後記の外部端子２２およびパッド部２３以外は図示略）とを備える。基板２１は、面２１ａおよびこれとは反対の面２１ｂを有する。基板２１の構成材料としては、ガラス繊維強化エポキシ樹脂などの硬質材料が挙げられる。回路には、集積回路および配線パターンが含まれる。配線パターンには、図２に示すように、面２１ａ上の複数の外部端子２２が含まれる。配線パターンには、図４および図５に示すパッド部２３が含まれる。面２１ａ上の配線パターンと面２１ｂ上の配線パターンとは、基板２１をその厚み方向に貫通するビア（図示略）を介して電気的に接続される。回路基板２０と光電気混載基板１０とは、例えば、バンプなどの接合材１９を介して接合されて電気的に接続されている。

光ファイバ３０は、図２に示すように、光トランシーバＸ１内の伝送路の一部をなし、送信用の例えば８本の光ファイバ３１および受信用の例えば８本の光ファイバ３２を含む。各光ファイバ３０は、相対的に屈折率が高くて光伝送路そのものをなすコアと、相対的に屈折率が低く且つコア周りに位置してコアに添って延びるクラッドとを含む。コアの構成材料としては、例えば、ポリメタクリル酸メチルやポリカーボネートなど可撓性を有する樹脂材料、および石英ガラスが挙げられ、好ましくは、可撓性を有する樹脂材料が採用される。クラッドの構成材料としては、例えば、含フッ素ポリイミドなどの含フッ素ポリマーが挙げられる。

光コネクタ４０は、光電気混載基板１０における伝送方向一方側の端部（端部１０’）に設けられている。光コネクタ４０は、いわゆるＰＭＴ光コネクタであり、図６および図８に示すように、ＰＭＴ本体部４１と、ＰＭＴ蓋体４２と、光電気混載基板１０の端部１０’とを含み、これらがなす接続用端面４３を伝送方向一方側の端部において有する。図６では、端部１０’について、積層構造の描出を省略し、コア１２ｂの端面の配置を概略的に表す。接続用端面４３は、図６に示すように、１列に並ぶ複数（本実施形態では１６個）の導光路端面４４を含む。光電気混載基板１０における上述の１６本のコア１２ｂの伝送方向一方側の端部における端面が、導光路端面４４をなす。また、光コネクタ４０は、接続用端面４３にて開口するガイド孔４５を有する。ガイド孔４５には、後述のガイドピンＧが部分的に嵌め入れられる。

光コネクタ５０は、図２に示すように、光ファイバ３０の伝送方向他方側の端部に設けられている。光コネクタ５０は、光ファイバ用の光コネクタであり、１列で並列する複数の貫通孔を有する樹脂成形体である本体部５１における各貫通孔に光ファイバ３０（光ファイバ３１,３２）の伝送方向他方側の端部が挿入されて形成され、図７に示すように、接続用端面５２を伝送方向他方側の端部において有する。接続用端面５２は、１列に並ぶ複数（本実施形態では１６個）の導光路端面５３を含む。１６本の光ファイバ３０の伝送方向他方側の端部における端面が、導光路端面５３をなす。また、光コネクタ５０は、接続用端面５２にて開口するガイド孔５４を有する。ガイド孔５４には、後述のガイドピンＧが部分的に嵌め入れられる。

光コネクタ４０および光コネクタ５０は、導光路端面４４と導光路端面５３とが一対一で光接続されるように接続用端面４３,５２が突き合わされて接続されている。この接続には、図８に示すガイドピンＧが用いられる。具体的には、接続用端面４３のガイド孔４５と接続用端面５２のガイド孔５４とにガイドピンＧが部分的に嵌め入れられつつ、接続用端面４３,５２が突き合わされて、光コネクタ４０,５０が接続されている。

光コネクタ６０は、図２に示すように、光ファイバ３０における伝送方向一方側の端部に設けられている。光コネクタ６０は、光ファイバ用の２段光コネクタであり、２列で並列する複数の貫通孔を有する樹脂成形体である本体部６１における各貫通孔に光ファイバ３０の伝送方向一方側の端部が挿入されて形成され、図９に示すように、接続用端面６２を伝送方向一方側の端部において有する。接続用端面６２は、２列に並ぶ複数（本実施形態では１６個）の導光路端面６３を含む。１６本の光ファイバ３０の伝送方向一方側の端部における端面が、導光路端面６３をなす。本実施形態では、図９中下段１列の導光路端面６３は、上述の送信用の光ファイバ３１の端面であり、図９中上段１列の導光路端面６３は、上述の受信用の光ファイバ３２の端面である。光コネクタ６０は、接続用端面６２にて開口するガイド孔６４を有する。ガイド孔６４には、所定のガイドピンが部分的に嵌め入れられる。また、光コネクタ６０は、ＱＳＦＰ−ＤＤ規格に準拠した光ファイバケーブルＣと光接続可能である。光ファイバケーブルＣは、その先端に設けられるコネクタ部に、２列に並ぶ複数の導光路端面を有する。

本実施形態の光電気混載基板１０は、要すれば、回路基板２０と電気的に接続されている電気回路基板１０と、電気回路基板１０の厚み方向一方側に配置された光導波路１２と、電気回路基板１１の厚み方向他方側に配置された複数の発光素子１４および複数の受光素子１５とを備え、光導波路１２が、ミラー面１２ｍが形成されている一端部をそれぞれが有する複数のコア１２と当該コア１２を被覆するクラッド（アンダークラッド層１２ａ，オーバークラッド層１２ｃ）とを備え、複数の発光素子１４および複数の受光素子１５が、電気回路基板１１と電気的に接続されているとともに複数のコア１２のミラー面１２ｍと一対一で光接続されている。

光トランシーバＸ１は、上述のように、光導波路１２（光伝送路の一部）とこれに光接続された光素子（発光素子１４，受光素子１５）とを備える光電気混載基板１０を、ＱＳＦＰ−ＤＤ規格に準拠した光ファイバケーブルＣと接続可能な２段光コネクタである光コネクタ６０と、外部端子２２を有する回路基板２０との間の、信号伝送路に含む。このような構成は、光伝送路と光素子との間の光結合のための嵩高いレンズブロックの利用を避けるのに適する。レンズブロックの利用を避けるのに適する当該構成は、光トランシーバＸ１の薄型化に適し、且つ、光素子からの発熱について良好な放熱性を実現するのに適する。

また、光トランシーバＸ１では、上述のように、光電気混載基板１０の光導波路１２を光ファイバ３０と光接続するためのコネクタとして、接続用端面４３にて複数の導光路端面４４が１列に並ぶ光コネクタ４０が用いられている。このような構成によると、ＱＳＦＰ−ＤＤ規格に対応した合計１６チャネルの信号伝送路を光電気混載基板１０を利用しつつ適切に形成しやすい。

図１０は、本発明の第２の実施形態の光トランシーバＸ２における信号伝送路の平面概略構成図である。光トランシーバＸ２は、ＱＳＦＰ−ＤＤ規格に準拠した光トランシーバであって、光電気混載基板１０Ａ（第１光電気混載基板）および光電気混載基板１０Ｂ（第２光電気混載基板）と、回路基板２０Ａと、光コネクタ７０と、図１に示す筐体１００およびプルタブ１１０とを備える。光トランシーバＸ２は、光トランシーバＸ１と同様に、ＱＳＦＰ−ＤＤ規格に準拠した信号伝送用の光ファイバケーブルの先端が接続され、且つ、当該光ファイバケーブルを介して信号が送受信される機器が備えるレセプタクルに接続されて、使用される。光トランシーバＸ２は、機器からの電気信号を光信号に変換して光ファイバケーブルに出力する送信機能と、光ファイバケーブルからの光信号を電気信号に変換して機器に出力する受信機能とを併有する。

二つの光電気混載基板１０Ａ,１０Ｂは、伝送方向一方側では厚み方向に離隔して並び、伝送方向他方側では面方向に離隔して並ぶ。このような配置をとりうるように、二つの光電気混載基板１０Ａ,１０Ｂは、平面視において図１０に示すような非直線形状をとり、且つフレキシブルである。

光電気混載基板１０Ａは、図１１から図１３に示すように、電気回路基板１１Ａと、光導波路１２Ａと、金属支持層１３Ａと、発光素子１４と、駆動回路素子１６とを備える。光導波路１２Ａは、電気回路基板１１Ａの厚み方向一方側に配置されている。金属支持層１３Ａは、厚み方向において、電気回路基板１１Ａと光導波路１２Ａとの間に配置されている。発光素子１４および駆動回路素子１６は、電気回路基板１１Ａの厚み方向他方側に配置されている。このような光電気混載基板１０Ａは、後述の回路基板２０Ａと光コネクタ７０との間において送信用の信号伝送路をなす。

電気回路基板１１Ａは、透明なベース絶縁層１１ａと、その厚み方向他方面上にパターン形成された配線パターン１１ｂとを含む。配線パターン１１ｂは、回路基板２０Ａとの電気的接続のための端子部１１ｃを含む。電気回路基板１１Ａは、その端子部１１ｃを介して回路基板２０Ａと電気的に接続されている。ベース絶縁層１１ａの構成材料および厚み、並びに、配線パターン１１ｂの構成材料および厚みは、光トランシーバＸ１における電気回路基板１１に関して上述したのと同様である。

光導波路１２Ａは、アンダークラッド層１２ａと、複数のコア１２ｂと、オーバークラッド層１２ｃとを含む。光導波路１２Ａにおいて、アンダークラッド層１２ａは、電気回路基板１１Ａの厚み方向一方側に配置され、コア１２ｂは、アンダークラッド層１２ａの厚み方向一方面に配置されて発光素子１４ごとに設けられ（本実施形態では、光導波路１２Ａにて例えば合計８本のコア１２ｂが設けられ）、オーバークラッド層１２ｃは、アンダークラッド層１２ａの厚み方向一方側に、複数のコア１２ｂを覆うように配置されている。また、光導波路１２Ａにおいて、コア１２ｂは、コア１２ｂの一端部（伝送方向他方側の端部）にミラー面１２ｍを有する。ミラー面１２ｍは、アンダークラッド層１２ａの厚み方向一方面に対して４５度の角度を成す斜面である。ミラー面１２ｍによって光路が９０度曲げられてコア１２ｂと発光素子１４とが光学的に接続されている。光導波路１２Ａにおけるこのような各コア１２ｂは、ミラー面１２ｍを有する一端部から光コネクタ７０内に位置する他端部までの間において、略Ｓ字状に湾曲する非直線形状を有する。光導波路１２Ａの構成材料、屈折率および厚みは、光トランシーバＸ１における光導波路１２の構成材料、屈折率および厚みに関して上述したのと同様である。

金属支持層１３Ａは、光電気混載基板１０Ａを補強する要素であり、例えば、光電気混載基板１０Ａにおいて発光素子１４および駆動回路素子１６が搭載される領域を包含する領域に設けられている。金属支持層１３Ａの構成材料および厚みは、光トランシーバＸ１における金属支持層１３の構成材料および厚みに関して上述したのと同様である。

発光素子１４は、光トランシーバＸ１に関して上述したのと同様に、電気信号を光信号に変換するための素子である。本実施形態では、光電気混載基板１０Ａにおいて例えば合計８個の発光素子１４が設けられている。図１２に示すように、発光素子１４は、電気回路基板１１Ａに対して一のコア１２ｂのミラー面１２ｍとは反対の側であって当該ミラー面１２ｍに対応する位置に配置され、且つミラー面１２ｍに向けて光出射可能に配置されている。これにより、発光素子１４は、コア１２ｂのミラー面１２ｍと一対一で光接続されている。また、発光素子１４は、電気回路基板１１Ａと電気的に接続されている。具体的には、発光素子１４は、電気回路基板１１Ａの配線パターン１１ｂに対し、バンプなどの接合材１８ａを介して接合されて電気的に接続されている。

電気回路基板１１Ａにおける駆動回路素子１６は、光トランシーバＸ１の電気回路基板１１における駆動回路素子１６と同様に発光素子１４を駆動するための駆動回路をなす素子であり、電気回路基板１１Ａの配線パターン１１ｂに対し、バンプなどの接合材１８ｃを介して接合されて電気的に接続されている。

光電気混載基板１０Ｂは、電気回路基板１１Ｂと、光導波路１２Ｂと、金属支持層１３Ｂと、受光素子１５と、受光回路素子１７とを備える。光導波路１２Ｂは、電気回路基板１１Ｂの厚み方向一方側に配置されている。金属支持層１３Ｂは、厚み方向において、電気回路基板１１Ｂと光導波路１２Ｂとの間に配置されている。受光素子１５および受光回路素子１７は、電気回路基板１１Ｂの厚み方向他方側に配置されている。このような光電気混載基板１０Ｂは、後述の回路基板２０Ａと光コネクタ７０との間において受信用の信号伝送路をなす。

電気回路基板１１Ｂは、透明なベース絶縁層１１ａと、その厚み方向他方面上にパターン形成された配線パターン１１ｂとを含む。配線パターン１１ｂは、回路基板２０Ａとの電気的接続のための端子部１１ｃを含む。電気回路基板１１Ｂは、その端子部１１ｃを介して回路基板２０Ａと電気的に接続されている。ベース絶縁層１１ａの構成材料および厚み、並びに、配線パターン１１ｂの構成材料および厚みは、光トランシーバＸ１における電気回路基板１１に関して上述したのと同様である。

光導波路１２Ｂは、アンダークラッド層１２ａと、複数のコア１２ｂと、オーバークラッド層１２ｃとを含む。光導波路１２Ｂにおいて、アンダークラッド層１２ａは、電気回路基板１１Ｂの厚み方向一方側に配置され、コア１２ｂは、アンダークラッド層１２ａの厚み方向一方面に配置されて受光素子１５ごとに設けられ（本実施形態では、光導波路１２Ｂにて例えば合計８本のコア１２ｂが設けられ）、オーバークラッド層１２ｃは、アンダークラッド層１２ａの厚み方向一方側に、複数のコア１２ｂを覆うように配置されている。また、光導波路１２Ｂにおいて、コア１２ｂは、コア１２ｂの一端部（伝送方向他方側の端部）にミラー面１２ｍを有する。ミラー面１２ｍは、アンダークラッド層１２ａの厚み方向一方面に対して４５度の角度を成す斜面である。ミラー面１２ｍによって光路が９０度曲げられてコア１２ｂと受光素子１４とが光学的に接続されている。光導波路１２Ｂにおけるこのような各コア１２ｂは、ミラー面１２ｍを有する一端部から光コネクタ７０内に位置する他端部までの間において、略Ｓ字状に湾曲する非直線形状を有する。光導波路１２Ｂの構成材料、屈折率および厚みは、光トランシーバＸ１における光導波路１２の構成材料、屈折率および厚みに関して上述したのと同様である。

金属支持層１３Ｂは、光電気混載基板１０Ｂを補強する要素であり、例えば、光電気混載基板１０Ｂにおいて受光素子１５および受光回路素子１７が搭載される領域を包含する領域に設けられている。金属支持層１３Ｂの構成材料および厚みは、光トランシーバＸ１における金属支持層１３の構成材料および厚みに関して上述したのと同様である。

受光素子１５は、光トランシーバＸ１に関して上述したのと同様に、光信号を電気信号に変換するための素子である。本実施形態では、光電気混載基板１０Ｂにおいて例えば合計８個の受光素子１５が設けられている。図１３に示すように、受光素子１５は、電気回路基板１１Ｂに対して一のコア１２ｂのミラー面１２ｍとは反対の側であって当該ミラー面１２ｍに対応する位置に配置され、且つミラー面１２ｍからの光信号を受光可能に配置されている。これにより、受光素子１５は、コア１２ｂのミラー面１２ｍと一対一で光接続されている。また、受光素子１５は、電気回路基板１１Ｂと電気的に接続されている。具体的には、受光素子１５は、電気回路基板１１Ｂの配線パターン１１ｂに対し、バンプなどの接合材１８ｂを介して接合されて電気的に接続されている。

電気回路基板１１Ｂにおける受光回路素子１７は、光トランシーバＸ１の電気回路基板１１における受光回路素子１７と同様に受光素子１５からの出力電流を増幅するためのトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）を含み、電気回路基板１１Ｂの配線パターン１１ｂに対し、バンプなどの接合材１８ｄを介して接合されて電気的に接続されている。

回路基板２０Ａは、図１０、図１２および図１３に示すように、基板２１と、基板２１上の回路（図１０に示す外部端子２２と、図１２および１３に示すパッド部２３以外は、図示略）とを備える。回路基板２０Ａは、１枚の光電気混載基板１０の電気回路基板１１と電気的に接続されるのに代えて２枚の光電気混載基板１０Ａ,１０Ｂの電気回路基板１１Ａ,１１Ｂと電気的に接続されること以外は、光トランシーバＸ１の回路基板２０と同様の構成を有する。

光コネクタ７０は、光電気混載基板１０Ａ,１０Ｂにおける伝送方向一方側の端部（端部１０ａ,１０ｂ）に設けられている。光コネクタ７０は、いわゆるＰＭＴ光コネクタであり、図１４に示すように、ＰＭＴ本体部７１と、ＰＭＴ蓋体７２と、光電気混載基板１０の端部１０ａと、光電気混載基板１０の端部１０ｂとを含み、これらがなす接続用端面７３を伝送方向一方側の端部において有する。図１４では、端部１０ａ,１０ｂについて、積層構造の描出を省略し、コア１２ｂの端面の配置を概略的に表す。

ＰＭＴ本体部７１は、伝送方向に延びる凹部７１ａを有する。受信用の光電気混載基板１０Ｂの端部１０ｂは、ＰＭＴ本体部７１の凹部７１ａに収容されて固定されている。例えば接着剤により、端部１０ｂは凹部７１ａに固定されている。凹部７１ａに固定される端部１０ｂは、光電気混載基板１０Ｂの所定端部領域の電気回路基板１１Ｂが取り除かれた形態における光導波路１Ｂがなす端部であってもよい。

ＰＭＴ蓋体７２は、伝送方向に延びる凸部７２ａを有する。送信用の光電気混載基板１０Ａの端部１０ａは、ＰＭＴ蓋体７２の凸部７２ａに沿って配置されて固定されている。例えば接着剤により、端部１０ａは凸部７２ａに固定されている。具体的には例えば次のようにして、光電気混載基板１０Ａの端部１０ａをＰＭＴ蓋体７２の凸部７２ａに固定することができる。まず、ＰＭＴ蓋体７２を、その凸部７２ａを上向きにして用意する。次に、凸部７２ａ上に光電気混載基板１０Ａの端部１０ａを配置し、凸部７２ａを厚み方向に貫通する吸引孔７２ｂを介して凸部７２上の端部１０ａに負圧を作用させて、当該端部１０ａを凸部７２ａに吸引固定する。この後、例えば、端部１０ａおよび凸部７２ａにわたる所定箇所に対して接着剤を塗布して硬化させる。例えばこのようにして、端部１０ａを凸部７２ａに固定することができる。また、凸部７２ａに固定される端部１０ａは、光電気混載基板１０Ａの所定端部領域の電気回路基板１１Ａが取り除かれた形態における光導波路１Ａがなす端部であってもよい。

光電気混載基板１０Ｂの端部１０ｂが固定されたＰＭＴ本体部７１と、光電気混載基板１０Ａの端部１０ａが固定されたＰＭＴ蓋体７２とが、接着剤（図示略）を介して接合されて、光コネクタ７０が形成されている。

接続用端面７３は、２列に並ぶ複数（本実施形態では１６個）の導光路端面７４ａ,７ｂ、即ち、１列に並ぶ複数（本実施形態では例えば８個）の導光路端面７４ａと、１列に並ぶ複数（本実施形態では例えば例えば８個）の導光路端面７４ｂとを含む。光電気混載基板１０Ａにおける上述の例えば８本のコア１２ｂの伝送方向一方側の端部における端面が、導光路端面７４ａをなす。光電気混載基板１０Ｂにおける上述の例えば８本のコア１２ｂの伝送方向一方側の端部における端面が、導光路端面７４ｂをなす。すなわち、光コネクタ７０は、光電気混載基板１０Ａ,１０Ｂにおける複数のコア１２ｂの端面が導光路端面７４をなすように、厚み方向に並ぶ光電気混載基板１０Ａの端部１０ａと光電気混載基板１０Ｂの端部１０ｂとに設けられている。また、光コネクタ７０は、接続用端面７３にて開口するガイド孔７５を有する。ガイド孔７５には、光ファイバケーブルＣがその先端に有する光コネクタとの接続のためのガイドピンが部分的に嵌め入れられる。

光トランシーバＸ２は、上述のように、ＱＳＦＰ−ＤＤ規格に準拠した光ファイバケーブルＣと接続可能な２段光コネクタである光コネクタ７０と、外部端子２２を有する回路基板２０Ａとの間の信号伝送路において、光電気混載基板１０Ａ（光導波路１２Ａとこれに光接続された発光素子１４とを備える）と光電気混載基板１０Ｂ（光導波路１２Ｂとこれに光接続された受光素子１５とを備える）とを含む。このような構成は、光伝送路と光素子（発光素子１４および受光素子１５）との間の光結合のための嵩高いレンズブロックの利用を避けるのに適する。レンズブロックの利用を避けるのに適する当該構成は、光トランシーバＸ２の薄型化に適し、且つ、光素子からの発熱について良好な放熱性を実現するのに適する。

また、光トランシーバＸ２は、例えば光トランシーバＸ１よりも、信号伝送路を構築するための部品点数を削減するのに適する。このような構成は、光トランシーバの小型化および製造コストの削減に適する。

Ｘ１，Ｘ２ 光トランシーバ
１０，１０Ａ，１０Ｂ 光電気混載基板
１１，１１Ａ，１１Ｂ 電気回路基板
１１ａ ベース絶縁層
１１ｂ 配線パターン
１１ｃ 端子部
１２，１２Ａ，１２Ｂ 光導波路
１２ａ アンダークラッド層
１２ｂ コア
１２ｃ オーバークラッド層
１２ｍ ミラー面
１３，１３Ａ，１３Ｂ 金属支持層
１４ 発光素子
１５ 受光素子
１６ 駆動回路素子
１７ 受信回路素子
２０，２０Ａ 回路基板
２２ 外部端子
３０，３１，３２ 光ファイバ
４０，５０，６０，７０ 光コネクタ
４３，５２，６２，７３ 接続用端面
４４，５３，６３，７４ 導光路端面
１００ ハウジング
１１０ プルタブ
Ｃ 光ファイバケーブル

Claims (3)

1. ＱＳＦＰ−ＤＤ規格に準拠した光トランシーバであって、
   ２列に並ぶ複数の第１導光路端面を含む接続用端面を有して、ＱＳＦＰ−ＤＤ規格に準拠した光ファイバケーブルと接続可能な、２段光コネクタである第１光コネクタと、
   複数の外部端子を有する回路基板と、
   前記第１光コネクタと前記回路基板との間の信号伝送路の少なくとも一部をなす、少なくとも一つの光電気混載基板とを備えることを特徴とする、光トランシーバ。
2. １列に並ぶ複数の第２導光路端面を含む接続用端面を有する第２光コネクタと、
   １列に並ぶ複数の第３導光路端面を含む接続用端面を有し、且つ、前記第２導光路端面と前記第３導光路端面とが光接続されるように前記第２光コネクタと接続されている、第３光コネクタと、
   複数の光ファイバとを、前記信号伝送路において更に備え、
   前記光電気混載基板は、
   前記回路基板と電気的に接続されている電気回路基板と、
   前記電気回路基板の厚み方向一方側に配置され、且つ、ミラー面が形成されている一端部をそれぞれが有する複数のコアと当該コアを被覆するクラッドとを備える、光導波路と、
   前記電気回路基板の厚み方向他方側に配置され、且つ、前記電気回路基板と電気的に接続されているとともに前記複数のコアの前記ミラー面と一対一で光接続されている、複数の発光素子および複数の受光素子とを備え、
   前記第２光コネクタは、前記複数のコアの他端部における端面が前記複数の第２導光路端面をなすように、前記光電気混載基板の端部に設けられ、
   前記第３光コネクタは、前記複数の光ファイバの一方端面が前記複数の第３導光路端面をなすように、前記複数の光ファイバの一方端部に設けられ、
   前記第１光コネクタは、前記複数の光ファイバの他方端面が前記複数の第１導光路端面をなすように、前記複数の光ファイバの他方端部に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の光トランシーバ。
3. 前記少なくとも一つの光電気混載基板は、第１光電気混載基板および第２光電気混載基板を含み、
   前記第１光電気混載基板は、
   前記回路基板と電気的に接続されている第１電気回路基板と、
   前記第１電気回路基板の厚み方向一方側に配置され、且つ、ミラー面が形成されている一端部をそれぞれが有する複数の第１コアと当該第１コアを被覆するクラッドとを備える、第１光導波路と、
   前記第１電気回路基板の厚み方向他方側に配置され、且つ、前記電気回路基板と電気的に接続されているとともに前記複数の第１コアの前記ミラー面と一対一で光接続されている、複数の発光素子とを備え、
   前記第２光電気混載基板は、
   前記回路基板と電気的に接続されている第２電気回路基板と、
   前記第２電気回路基板の厚み方向一方側に配置され、且つ、ミラー面が形成されている一端部をそれぞれが有する複数の第２コアと当該第２コアを被覆するクラッドとを備える、第２光導波路と、
   前記第２電気回路基板の厚み方向他方側に配置され、且つ、前記電気回路基板と電気的に接続されているとともに前記複数の第２コアの前記ミラー面と一対一で光接続されている、複数の受光素子とを備え、
   前記第１光コネクタは、前記複数の第１コアおよび前記複数の第２コアの端面が前記複数の第１導光路端面をなすように、前記厚み方向に並ぶ前記第１光電気混載基板の端部と前記第２光電気混載基板の端部とに設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の光トランシーバ。
   

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