JP6627397B2 - 光モジュール及び光伝送装置 - Google Patents

Description

本発明は、光モジュール及び光伝送装置に関する。

近年、例えば光変調器などを備え電気信号と光信号を相互に変換する光モジュールの小型化に伴い、光信号を送受信する光伝送装置を小型化することが望まれている。同時に、光伝送装置のボーレート（Baudrate）を例えば６４Ｇボー（baud）程度まで増大させる大容量化も望まれている。

このような光伝送装置としては、例えばコヒーレント光通信を用いるものがある。コヒーレント光通信を用いる光伝送装置では、例えば光源光の２つの偏波成分にそれぞれＩチャネルの信号とＱチャネルの信号とが重畳されて送受信される。このため、光伝送装置には、送信及び受信それぞれについて４チャネルずつ合計８チャネルの高速信号接続が設けられる。さらに、Ｉチャネル及びＱチャネルの信号として差動信号が用いられる場合には、高速信号接続の数は２倍の１６チャネルとなる。

このように、光伝送装置に多数のチャネルの高速信号接続が設けられるため、送信機能と受信機能を１つの光モジュールに集積することにより、光伝送装置の小型化が図られることがある。

特開２０１２−１８２８９号公報 特開２０１４−１０３１３８号公報

しかしながら、送信機能と受信機能を集積した光モジュールにおいては、配線間のクロストークが大きくなるという問題がある。すなわち、光モジュールには、例えば８チャネル又は１６チャネルに対応する端子が設けられ、これらの端子に接続される配線によって例えば３２Ｇボー以上の高速信号が伝送される。このため、高速信号を伝送する多数の端子及び配線が近接し、クロストークが発生する。

特に、光モジュールへ入力される送信電気信号のパワーは、光モジュールから出力される受信電気信号のパワーの１０倍程度の大きさである。このため、送信電気信号用及び受信電気信号用の端子や配線が互いに近接していると、送信電気信号によって発生するクロストークが受信電気信号にとって無視できないノイズとなる。

開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、クロストークの発生を抑制することができる光モジュール及び光伝送装置を提供することを目的とする。

本願が開示する光モジュールは、１つの態様において、電極が配置される基板と、前記基板に固定される筐体と、受信される光信号を光復調して受信電気信号に変換する受信部と、前記筐体の一面から突出し、前記受信部によって得られる受信電気信号を出力する複数の出力端子と、前記複数の出力端子とは前記基板からの高さが異なるとともに前記基板の面に平行な方向の配置範囲が前記複数の出力端子と重複する位置において前記筐体の一面から突出し、送信電気信号を入力する入力端子と、前記入力端子から入力される送信電気信号を光変調して得られる光信号を送信する送信部とを有するパッケージと、前記複数の出力端子及び前記入力端子のいずれか一方と前記基板に配置される電極とを接続する信号電極を有する可撓性のフレキシブル基板とを有する。

本願が開示する光モジュール及び光伝送装置の１つの態様によれば、クロストークの発生を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１に係る光モジュールの構成を示す正面模式図である。 図２は、実施の形態１に係る光モジュールの構成を示す側面模式図である。 図３は、実施の形態１に係る光モジュールの構成を示す平面模式図である。 図４は、実施の形態２に係る光モジュールの構成を示す正面模式図である。 図５は、実施の形態２に係る光モジュールの他の構成を示す平面模式図である。 図６は、実施の形態２に係る光モジュールのさらに他の構成を示す平面模式図である。 図７は、信号電極の配置を示す図である。 図８は、実施の形態３に係る光モジュールの構成を示す正面模式図である。 図９は、実施の形態４に係る光モジュールの構成を示す側面模式図である。 図１０は、光モジュールの変形例を示す平面模式図である。 図１１は、光モジュールの他の変形例を示す平面模式図である。 図１２は、光伝送装置の構成例を示すブロック図である。

以下、本願が開示する光モジュール及び光伝送装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る光モジュール１００の構成を示す正面模式図である。図１に示す光モジュール１００は、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）１１０、パッケージ１２０、光ファイバ１３０及びＦＰＣ１４０を有する。この光モジュール１００は、図示しないドライバから入力される送信電気信号を光信号に変換して送信するとともに、受信された光信号を受信電気信号に変換して出力する。

ＰＣＢ１１０は、例えばガラスエポキシ基板などであり、光モジュールを構成する各種の部品を搭載する基板となる部品である。ＰＣＢ１１０の表層には、各種の部品を電気的に接続するための電極がプリント可能になっている。また、ＰＣＢ１１０の内層には、接地電圧を有する接地電極１１１が配置されている。この接地電極１１１は、ＰＣＢ１１０の表層の各接地電極に接続される。

パッケージ１２０は、電気信号と光信号の相互変換をするための部品を１つの筐体内に統合したパッケージである。具体的には、パッケージ１２０は、ＰＣＢ１１０に固定される筐体内に、光源光を送信電気信号によって変調し光信号を得る送信チップと、受信された光信号を復調して受信電気信号を得る受信チップとを有する。

そして、パッケージ１２０の筐体前面下方において、受信チップによって得られる受信電気信号を出力する出力用リード１２１ａが突出する。ここでは、受信電気信号としてＩチャネル及びＱチャネルの差動信号が出力されるため、２チャネル分の出力用リード１２１ａが設けられ、各チャネルの出力用リード１２１ａは、接地電極に接続される接地用リード１２１ｂに挟まれている。すなわち、両端及び中央の接地用リード１２１ｂの間に２つずつの出力用リード１２１ａが配置されている。リード１２１ａ、１２１ｂは、それぞれＰＣＢ１１０の表層にプリントされた信号電極及び接地電極にはんだ付けされる。すなわち、出力用リード１２１ａが信号電極にはんだ付けされ、接地用リード１２１ｂが接地電極にはんだ付けされる。

また、パッケージ１２０の筐体前面上方において、送信チップへ送信電気信号を入力する入力用リード１２２ａが突出する。すなわち、入力用リード１２２ａは、出力用リード１２１ａよりも高い位置に設けられている。ここでは、送信電気信号としてＩチャネル及びＱチャネルの差動信号が入力されるため、２チャネル分の入力用リード１２２ａが設けられ、各チャネルの入力用リード１２２ａは、接地電極に接続される接地用リード１２２ｂに挟まれている。すなわち、両端及び中央の接地用リード１２２ｂの間に２つずつの入力用リード１２２ａが配置されている。リード１２２ａ、１２２ｂは、後述するように、ＦＰＣ１４０のスルーホールを挿通し、ＦＰＣ１４０に形成された信号電極及び接地電極にはんだ付けされる。

光ファイバ１３０は、例えば他の光伝送装置との間で光信号を伝送する。すなわち、光ファイバ１３０は、パッケージ１２０から出力される光信号を例えば他の光伝送装置などへ伝送する。また、光ファイバ１３０は、例えば他の伝送装置から送信された光信号を伝送し、パッケージ１２０へ入力する。

ＦＰＣ１４０は、可撓性を有するフレキシブル基板であり、図示しないドライバから出力される送信電気信号をパッケージ１２０へ供給する。すなわち、ＦＰＣ１４０は、複数の信号電極及び複数の接地電極を有し、信号電極によって送信電気信号をパッケージ１２０へ伝送する。具体的には、ＦＰＣ１４０の信号電極及び接地電極は、ＦＰＣ１４０の一端側でＰＣＢ１１０の表層の信号電極及び接地電極にはんだ付けされる。また、ＦＰＣ１４０の他端側にはパッケージ１２０のリード１２２ａ、１２２ｂを挿通させるスルーホールが形成されており、ＦＰＣ１４０の信号電極及び接地電極は、それぞれリード１２２ａ、１２２ｂにはんだ付けされる。すなわち、信号電極が入力用リード１２２ａにはんだ付けされ、接地電極が接地用リード１２２ｂにはんだ付けされる。

なお、信号電極は、ＦＰＣ１４０のパッケージ１２０から遠い側の面に形成され、接地電極は、ＦＰＣ１４０のパッケージ１２０に近い側の面に形成される。すなわち、ＦＰＣ１４０の信号電極及び接地電極は、マイクロストリップラインを構成している。

図２は、実施の形態１に係る光モジュール１００の構成を示す側面模式図である。図２（ａ）は、信号電極の接続を示す図である。図２（ａ）に示すように、パッケージ１２０の下方においては、受信電気信号を出力する出力用リード１２１ａが突出し、ＰＣＢ１１０の表層の信号電極１１２ａにはんだ付けされる。また、パッケージ１２０の上方においては、送信電気信号を入力する入力用リード１２２ａが突出し、ＦＰＣ１４０のスルーホールを挿通してＦＰＣ１４０の信号電極にはんだ付けされる。ここでは、ＦＰＣ１４０の信号電極は、ＦＰＣ１４０のパッケージ１２０から遠い側の面に形成されている。ただし、ＦＰＣ１４０の上端及び下端においては、ＦＰＣ１４０の両面を貫通するパッド（又はランド）が形成されており、信号電極はパッド（又はランド）に接続されている。

そして、ＦＰＣ１４０の下端のパッドは、ＰＣＢ１１０の表層の信号電極１１３ａにはんだ付けされる。これにより、図示しないドライバから出力される送信電気信号が、信号電極１１３ａ及びＦＰＣ１４０の信号電極を介して、パッケージ１２０へ入力される。また、受信電気信号の出力用リード１２１ａと送信電気信号の入力用リード１２２ａとが、ＰＣＢ１１０からの高さが異なる位置に離して設けられているため、パッケージ１２０の入出力端子付近におけるクロストークを低減することができる。

図２（ｂ）は、接地電極の接続を示す図である。図２（ｂ）に示すように、パッケージ１２０の下方においては、出力用リード１２１ａを挟む接地用リード１２１ｂが突出し、ＰＣＢ１１０の表層の接地電極１１２ｂにはんだ付けされる。また、パッケージ１２０の上方においては、入力用リード１２２ａを挟む接地用リード１２２ｂが突出し、ＦＰＣ１４０のスルーホールを挿通してＦＰＣ１４０の接地電極にはんだ付けされる。ここでは、ＦＰＣ１４０の接地電極は、ＦＰＣ１４０のパッケージ１２０に近い側の面に形成されている。ただし、ＦＰＣ１４０の上端及び下端においては、ＦＰＣ１４０の両面を貫通するパッド（又はランド）が形成されており、接地電極はパッド（又はランド）に接続されている。

そして、ＦＰＣ１４０の下端のパッドは、ＰＣＢ１１０の表層の接地電極１１３ｂにはんだ付けされる。接地電極１１２ｂ、１１３ｂは、いずれもＰＣＢ１１０の内層の接地電極１１１に接続されている。これにより、ＦＰＣ１４０のパッケージ１２０に近い側の面が接地電圧の接地電極によって被覆され、ＦＰＣ１４０の信号電極とＰＣＢ１１０の表層の信号電極１１２ａとの間を接地電極によって遮蔽することができる。結果として、ＦＰＣ１４０の信号電極によって伝送される送信電気信号とＰＣＢ１１０の表層の信号電極１１２ａによって伝送される受信電気信号との間のクロストークを低減することができる。

図１及び図２に示したように、出力用リード１２１ａと入力用リード１２２ａとがパッケージ１２０の筐体前面のＰＣＢ１１０からの高さが異なる位置に離して設けられるため、送信電気信号に関する配線と受信電気信号に関する配線とを離間させることができる。このため、たとえ送信電気信号のパワーが大きくても、受信電気信号の配線へ与えるクロストークを低減することができる。また、特にクロストークが大きくなるリードを空間的に離間させることで、クロストークの発生をより確実に抑制することができる。この結果、送信電気信号からのクロストークによって受信電気信号に発生するノイズを低減することができる。

図３は、実施の形態１に係る光モジュール１００の構成を示す平面模式図である。図３に示すように、パッケージ１２０は、光復調器を備えた受信チップ１２４と光変調器を備えた送信チップ１２５とがキャリア１２３に搭載されて構成されている。

受信チップ１２４は、光ファイバ１３０によって伝送される光信号を受信し、光信号を光復調することにより受信電気信号に変換して出力用リード１２１ａへ出力する。一方、送信チップ１２５は、入力用リード１２２ａから入力される送信電気信号を光変調することにより光信号に変換し、光ファイバ１３０へ出力する。上述したように、入力用リード１２２ａは、パッケージ１２０の出力用リード１２１ａよりも高い位置に設けられるため、送信チップ１２５は、受信チップ１２４よりも高い位置に設置される。そして、受信チップ１２４と出力用リード１２１ａとを接続する配線は、キャリア１２３の内層に設けられることで、送信チップ１２５の下方を通過する。これにより、送信チップ１２５を受信チップ１２４よりもリードに近接させることができ、パッケージ１２０内での送信電気信号が伝送される配線を短くすることができる。結果として、送信電気信号の伝搬損失を小さくすることができ、送信帯域を広帯域化することができる。

受信チップ１２４に接続する出力用リード１２１ａは、ＰＣＢ１１０の表層の信号電極１１２ａに直接はんだ付けされる。一方、送信チップ１２５に接続する入力用リード１２２ａは、ＦＰＣ１４０の一端に形成されたスルーホールにおいてＦＰＣ１４０の信号電極にはんだ付けされる。そして、ＦＰＣ１４０の信号電極は、ＦＰＣ１４０の他端においてＰＣＢ１１０の表層の信号電極１１３ａにはんだ付けされる。

以上のように、本実施の形態によれば、パッケージの入力用リードを出力用リードよりも高い位置に設け、出力用リードとＰＣＢを直接はんだ付けする一方、入力用リードとＰＣＢをＦＰＣを介して接続する。このため、パッケージの入力端子と出力端子を空間的に離間させることができ、送信電気信号を伝送する配線と受信電気信号を伝送する配線との間のクロストークの発生を抑制することができる。

なお、上記実施の形態１においては、図２及び図３に示したように、ＦＰＣ１４０の一端がパッケージ１２０から離れた位置においてＰＣＢ１１０の表層の信号電極１１３ａ及び接地電極１１３ｂにはんだ付けされるものとした。しかし、ＦＰＣ１４０の一端は、パッケージ１２０の直近においてＰＣＢ１１０の表層の信号電極１１３ａ及び接地電極１１３ｂにはんだ付けされても良い。この場合には、ＦＰＣ１４０は、パッケージ１２０の筐体前面に沿って延伸しても良い。ＦＰＣ１４０がパッケージ１２０の筐体前面に沿って延伸しても、特にクロストークが大きくなるリードが離間しているため、入力用リードと出力用リードの間で発生するクロストークを低減することが可能である。

（実施の形態２）
実施の形態２の特徴は、入力用リードと出力用リードの配列方向の位置を重複させることにより、パッケージを小型化する点である。

図４は、実施の形態２に係る光モジュール２００の構成を示す正面模式図である。図４において、図１と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図４に示す光モジュール２００は、図１に示す光モジュール１００のパッケージ１２０及びＦＰＣ１４０をそれぞれパッケージ２１０及びＦＰＣ２２０に代えた構成を採る。

パッケージ２１０は、光源光を送信電気信号によって変調し光信号を得る送信チップと、受信された光信号を復調して受信電気信号を得る受信チップとを有する。パッケージ２１０の筐体前面下方においては、出力用リード１２１ａと接地用リード１２１ｂが突出し、それぞれＰＣＢ１１０の表層の電極にはんだ付けされる。

また、パッケージ２１０の筐体前面上方においては、送信チップへ送信電気信号を入力する入力用リード２１１ａが突出する。すなわち、入力用リード２１１ａは、出力用リード１２１ａよりも高い位置に設けられている。ここでは、送信電気信号としてＩチャネル及びＱチャネルの差動信号が入力されるため、２チャネル分の入力用リード２１１ａが設けられ、各チャネルの入力用リード２１１ａは、接地電極に接続される接地用リード２１１ｂに挟まれている。すなわち、両端及び中央の接地用リード２１１ｂの間に２つずつの入力用リード２１１ａが配置されている。リード２１１ａ、２１１ｂは、後述するように、ＦＰＣ２２０のスルーホールを挿通し、ＦＰＣ２２０に形成された信号電極及び接地電極にはんだ付けされる。

複数のリード１２１ａ、１２１ｂと複数のリード２１１ａ、２１１ｂとは、パッケージ２１０の筐体前面のＰＣＢ１１０からの高さが異なる位置に離れて設けられるが、ＰＣＢ１１０の面に平行な方向に関しては、リード１２１ａ、１２１ｂとリード２１１ａ、２１１ｂとの配置範囲が重複する。すなわち、少なくとも一部のリード１２１ａ、１２１ｂの上方に重複して少なくとも一部のリード２１１ａ、２１１ｂが配置される。

このようにパッケージ２１０の下方のリード１２１ａ、１２１ｂとパッケージ２１０の上方のリード２１１ａ、２１１ｂとを重複させることにより、ＰＣＢ１１０の面に平行な方向のパッケージ１２０の幅を小さくすることができる。換言すれば、パッケージ１２０を小型化することができる。

ＦＰＣ２２０は、可撓性を有するフレキシブル基板であり、図示しないドライバから出力される送信電気信号をパッケージ２１０へ供給する。すなわち、ＦＰＣ２２０は、複数の信号電極及び複数の接地電極を有し、信号電極によって送信電気信号をパッケージ２１０へ伝送する。具体的には、ＦＰＣ２２０の信号電極及び接地電極は、ＦＰＣ２２０の一端側でＰＣＢ１１０の表層の信号電極及び接地電極にはんだ付けされる。また、ＦＰＣ２２０の他端側にはパッケージ２１０のリード２１１ａ、２１１ｂを挿通させるスルーホールが形成されており、ＦＰＣ２２０の信号電極及び接地電極は、それぞれリード２１１ａ、２１１ｂにはんだ付けされる。すなわち、信号電極が入力用リード２１１ａにはんだ付けされ、接地電極が接地用リード２１１ｂにはんだ付けされる。

ＦＰＣ２２０の信号電極は、ＦＰＣ２２０の上端から下端へ向かうに従って、リード１２１ａ、１２１ｂから離れる方向へ延伸する。これは、リード１２１ａ、１２１ｂとリード２１１ａ、２１１ｂとは重複して配置されるものの、ＰＣＢ１１０の表層においては、送信電気信号と受信電気信号それぞれを伝送する信号電極が並んでプリントされるためである。すなわち、リード２１１ａ、２１１ｂに対応してＰＣＢ１１０の表層にプリントされる信号電極及び接地電極は、リード２１１ａ、２１１ｂの真下よりもリード１２１ａ、１２１ｂから離れる方向に位置するからである。

以上のように、本実施の形態によれば、パッケージの入力用リードを出力用リードよりも高い位置に設けるとともに、ＰＣＢの面に平行な方向の入力用リードの配置範囲を出力用リードの配置範囲に重複させる。このため、パッケージのＰＣＢの面に平行な方向の幅を小さくすることができ、パッケージの小型化を図ることができる。

なお、図４に示した構成では、ＦＰＣ２２０における送信電気信号を伝送する信号電極を変形させることにより、送信電気信号を伝送する配線と受信電気信号を伝送する配線との重複を回避した。しかし、受信電気信号を伝送する信号電極を変形させることにより、両配線の重複を回避することも可能である。

図５は、実施の形態２に係る光モジュール２００の他の構成を示す平面模式図である。図５において、図１、４と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図５に示す光モジュール２００においては、図４に示す光モジュール２００のＦＰＣ２２０を図１に示す光モジュール１００と同じＦＰＣ１４０に変更している。そして、ＰＣＢ１１０の表層には、受信電気信号を伝送する信号電極２３１がプリントされている。

図５に示すように、信号電極２３１は、出力用リード１２１ａから離れるに従って、入力用リード２１１ａから離れる方向へ延伸する。具体的には、ＦＰＣ１４０が上端の入力用リード２１１ａから下端へ向かうにつれてパッケージ１２０から離れる方向へ延伸し、このＦＰＣ１４０のＰＣＢ１１０の面への投影範囲外では、信号電極２３１は、入力用リード２１１ａから十分に離れている。これは、ＦＰＣ１４０のＰＣＢ１１０の面への投影範囲内では、送信電気信号を伝送するための信号電極及び接地電極がＦＰＣ１４０に形成されるため、受信電気信号を伝送するための信号電極をＰＣＢ１１０の表層にプリント可能なためである。換言すれば、ＦＰＣ１４０のＰＣＢ１１０の面への投影範囲外では、送信電気信号を伝送するための信号電極がＰＣＢ１１０の表層にプリントされるため、この信号電極から十分に離れた位置に信号電極２３１がプリントされる。

このように、受信電気信号を伝送する信号電極２３１を変形することにより、ＦＰＣ２２０よりも幅が小さいＦＰＣ１４０を利用することが可能となり、パッケージ及びＦＰＣの小型化を図ることができる。

さらに、図６、７に示すように、信号電極２４１をＰＣＢ１１０の内層に設けるようにしても良い。すなわち、送信電気信号を伝送する信号電極１１３ａは、ＰＣＢ１１０の表層に設け、受信電気信号を伝送する信号電極２４１は、ＰＣＢ１１０の内層に設ける。このとき、信号電極２４１は、ＰＣＢ１１０の内層に設けられた接地電極１１１とは異なる層に配置されるようにする。

このように、受信電気信号を伝送する信号電極２４１をＰＣＢ１１０の内層に設けることにより、送信電気信号を伝送する信号電極１１３ａと受信電気信号を伝送する信号電極２４１との重複が許容され、パッケージ及びＦＰＣに加えてＰＣＢの小型化も可能になる。

（実施の形態３）
実施の形態３の特徴は、ＦＰＣに接続する接地用リードを太くするとともに数を増やして、ＦＰＣの信号電極の断線を防止する点である。

図８は、実施の形態３に係る光モジュール３００の構成を示す正面模式図である。図８において、図１と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図８に示す光モジュール３００は、図１に示す光モジュール１００のパッケージ１２０及びＦＰＣ１４０をそれぞれパッケージ３１０及びＦＰＣ３２０に代えた構成を採る。

パッケージ３１０は、光源光を送信電気信号によって変調し光信号を得る送信チップと、受信された光信号を復調して受信電気信号を得る受信チップとを有する。パッケージ３１０の筐体前面下方においては、出力用リード１２１ａと接地用リード１２１ｂが突出し、それぞれＰＣＢ１１０の表層の電極にはんだ付けされる。なお、図８においては、１チャネル分の出力用リード１２１ａと接地用リード１２１ｂのみを図示している。

また、パッケージ３１０の筐体前面上方においては、送信チップへ送信電気信号を入力する入力用リード３１１ａが突出する。すなわち、入力用リード３１１ａは、出力用リード１２１ａよりも高い位置に設けられている。ここでは、送信電気信号としてＩチャネル及びＱチャネルの差動信号が入力されるため、２チャネル分の入力用リード３１１ａが設けられ、各チャネルの入力用リード３１１ａは、接地電極に接続される接地用リード３１１ｂに挟まれている。すなわち、両端及び中央に高さ方向に並ぶ１対の接地用リード３１１ｂの間に２つずつの入力用リード３１１ａが配置されている。

本実施の形態においては、接地用リード３１１ｂは、入力用リード３１１ａよりも大径となっており、パッケージ３１０の筐体前面から高さ方向に並んで２つずつ突出する。このような１対の接地用リード３１１ｂは、パッケージ３１０の筐体前面の同程度の高さの３箇所において突出し、それぞれの対の接地用リード３１１ｂの間に入力用リード３１１ａが突出する。したがって、図８に示すように、入力用リード３１１ａが合計４つ設けられるのに対し、接地用リード３１１ｂは、入力用リード３１１ａの合計数よりも多く、合計６つ設けられる。

このように大径かつ多数の接地用リード３１１ｂは、ＦＰＣ３２０のスルーホールにおいて接地電極にはんだ付けされる。このため、接地用リード３１１ｂが配置される高さにおいては、ＦＰＣ３２０が撓みにくくなる。この結果、入力用リード３１１ａとＦＰＣ３２０の信号電極との接続部分付近が撓みにくくなり、信号電極の断線を防止することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、ＦＰＣに接続される接地用リードを入力用リードよりも大径にするとともに、２つずつパッケージの高さ方向に並べて配置し、それぞれの対の接地用リードの間に入力用リードを配置する。このため、接地用リードとＦＰＣとの接続が補強され、入力用リードとＦＰＣの信号電極との接続部分におけるＦＰＣの撓みが抑制される。結果として、入力用リードとＦＰＣの信号電極との接続部分における断線を防止することができる。

なお、上記実施の形態３においては、接地用リード３１１ｂを入力用リード３１１ａよりも大径にするのみであっても良く、接地用リード３１１ｂの数を増やすのみであっても良い。いずれの場合でも、接地用リード３１１ｂとＦＰＣとの接続が補強されるため、ＦＰＣ３２０が撓みにくくなり、断線を防止するという効果が得られる。

（実施の形態４）
実施の形態４の特徴は、パッケージから外部へセラミック基板を露出させ、セラミック基板上の端子にＦＰＣをはんだ付けすることにより、端子間のピッチを小さくしてパッケージの小型化を図る点である。

図９は、実施の形態４に係る光モジュール４００の構成を示す側面模式図である。図９において、図１と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図９に示す光モジュール４００は、図１に示す光モジュール１００のパッケージ１２０及びＦＰＣ１４０をそれぞれパッケージ４１０及びＦＰＣ４２０に代えた構成を採る。

パッケージ４１０は、光源光を送信電気信号によって変調し光信号を得る送信チップと、受信された光信号を復調して受信電気信号を得る受信チップとを有する。パッケージ４１０の筐体前面においては、セラミック基板４１１が露出し、セラミック基板４１１の上面には、送信チップに接続する入力用端子４１２が形成される。また、セラミック基板４１１の下方においては、受信チップに接続する出力用リード４１３が突出し、ＰＣＢ１１０の表層の信号電極にはんだ付けされる。図９においては、受信電気信号がＰＣＢ１１０の内層の配線によって伝送されるものとしているため、出力用リード４１３がはんだ付けされる信号電極は、ＰＣＢ１１０の内層の配線に接続される。

ＦＰＣ４２０は、可撓性を有するフレキシブル基板であり、図示しないドライバから出力される送信電気信号をパッケージ４１０へ供給する。すなわち、ＦＰＣ４２０は、複数の信号電極及び複数の接地電極を有し、信号電極によって送信電気信号をパッケージ４１０へ伝送する。具体的には、ＦＰＣ４２０の信号電極及び接地電極は、ＦＰＣ４２０の一端側でＰＣＢ１１０の表層の信号電極及び接地電極にはんだ付けされる。また、ＦＰＣ４２０の他端側では、信号電極がセラミック基板４１１の上面に形成された入力用端子４１２に直接はんだ付けされる。同様に、ＦＰＣ４２０の接地電極もセラミック基板４１１の上面に形成された端子に直接はんだ付けされる。したがって、ＦＰＣ４２０にはスルーホールを形成する必要がなく、スルーホールの周囲のランドも不要であるため、信号電極及び接地電極に対応する端子の間のピッチを小さくすることができる。結果として、図９の奥行方向のパッケージ４１０の幅を小さくすることができる。

以上のように、本実施の形態によれば、パッケージから外部に露出するセラミック基板の上面に入力用端子を設け、セラミック基板の下方に出力用リードを設け、ＦＰＣの信号電極をセラミック基板の上面の入力用端子に直接はんだ付けする。このため、入力用リードを挿通させるスルーホールをＦＰＣに形成する必要がなく、入力用端子間のピッチを小さくすることができる。結果として、パッケージの小型化を図ることができる。

なお、上記実施の形態４においては、ＦＰＣ４２０のパッケージ４１０に近い側の面に信号電極が配置されても良いが、パッケージ４１０から遠い側の面に信号電極が配置されても良い。いずれの場合でも、ＦＰＣ４２０の端部に形成されるパッドによって、セラミック基板４１１の上面に形成される入力用端子とＦＰＣ４２０の信号電極とをはんだ付けすることが可能である。

また、ＦＰＣ４２０のパッケージ４１０から遠い側の面に信号電極を配置する場合には、パッケージ４１０に近い側の面を接地電極で被覆することが可能となる。こうすることにより、送信電気信号を伝送するＦＰＣ４２０の信号電極と受信電気信号を伝送するＰＣＢ１１０の表層の信号電極との間が接地電極によって遮蔽され、クロストークを低減することができる。また、ＦＰＣ４２０のパッケージ４１０に近い側の面を被覆する接地電極を例えば樹脂製のカバーレイで覆うことにより、さらにクロストークを低減することができる。

上記各実施の形態においては、電気信号の入出力端子と光ファイバ１３０とがパッケージの隣り合う側面に接続されるものとした。しかしながら、送信チップ及び受信チップの構成や光モジュールの設計条件などによっては、電気信号の入出力端子と光ファイバ１３０との位置関係を変更することも可能である。

例えば図１０に示すように、受信電気信号の出力用リード１２１ａ及び送信電気信号の入力用リード１２２ａと光ファイバ１３０とがパッケージ１２０の対向する側面に接続されるようにしても良い。また、例えば図１１に示すように、パッケージ１２０内にプリズム１２６を設置して光信号の進行方向を変更することにより、受信電気信号の出力用リード１２１ａ及び送信電気信号の入力用リード１２２ａと光ファイバ１３０とがパッケージ１２０の同一側面に接続されるようにしても良い。なお、図１０、１１において、図３と同じ部分には同じ符号を付している。

さらに、上記各実施の形態においては、送信電気信号を入力する入力端子が受信電気信号を出力する出力端子よりもパッケージの筐体前面の高い位置に設けられるものとしたが、出力端子を入力端子よりも高い位置に設けることも可能である。この場合には、パッケージ内の受信チップ１２４及び送信チップ１２５の位置関係も上記各実施の形態で説明した位置関係とは逆にしても良い。同様に、ＰＣＢ１１０の内層に送信電気信号を伝送する信号電極を配置し、ＰＣＢ１１０の表層に受信電気信号を伝送する信号電極を配置しても良い。

また、上記各実施の形態に係る光モジュールは、例えば光信号を送受信する光伝送装置に適用することが可能である。図１２は、このような光伝送装置５００の構成例を示すブロック図である。

図１２に示すように、光伝送装置５００は、データ生成回路５１０、光モジュール５２０及びデータ受信回路５５０を有する。そして、光モジュール５２０は、ドライバ５３０及びパッケージ５４０を含む。

データ生成回路５１０は、送信データを生成し、光モジュール５２０へ出力する。光モジュール５２０へ出力された送信データは、光モジュール５２０内のドライバ５３０へ入力され、ドライバ５３０によって、送信データに応じた送信電気信号が生成される。そして、送信電気信号がドライバ５３０からパッケージ５４０へ供給され、送信電気信号に基づく光変調が行われる。

一方、光ファイバからパッケージ５４０へ受信された光信号は、パッケージ５４０によって光復調され、得られた受信電気信号がデータ受信回路５５０へ出力される。そして、データ受信回路５５０によって、受信電気信号が復調及び復号されることにより、受信データが得られる。

このように、パッケージ５４０は、光変調をする送信チップと光復調をする受信チップを搭載しており、ドライバ５３０からの送信電気信号を入力する入力端子とデータ受信回路５５０へ受信電気信号を出力する出力端子とを有する。これらの入力端子及び出力端子は、上記各実施の形態で説明したように、パッケージ５４０の基板からの高さが異なる位置に離れて設けられる。このため、送信電気信号を伝送する配線と受信電気信号を伝送する配線とが空間的に離間し、両配線間のクロストークの発生を抑制することができる。

１００、２００、３００、４００、５２０ 光モジュール
１１０ ＰＣＢ
１１１ 接地電極
１１２ａ、１１３ａ、２３１、２４１ 信号電極
１１２ｂ、１１３ｂ 接地電極
１２０、２１０、３１０、４１０、５４０ パッケージ
１２１ａ、４１３ 出力用リード
１２１ｂ、１２２ｂ、２１１ｂ、３１１ｂ 接地用リード
１２２ａ、２１１ａ、３１１ａ 入力用リード
１２３ キャリア
１２４ 受信チップ
１２５ 送信チップ
１２６ プリズム
１３０ 光ファイバ
１４０、２２０、３２０、４２０ ＦＰＣ
４１１ セラミック基板
４１２ 入力用端子
５００ 光伝送装置
５１０ データ生成回路
５３０ ドライバ
５５０ データ受信回路

Claims (12)

1. 電極が配置される基板と、
   前記基板に固定される筐体と、受信される光信号を光復調して受信電気信号に変換する受信部と、前記筐体の一面から突出し、前記受信部によって得られる受信電気信号を出力する複数の出力端子と、前記複数の出力端子とは前記基板からの高さが異なるとともに前記基板の面に平行な方向の配置範囲が前記複数の出力端子と重複する位置において前記筐体の一面から突出し、送信電気信号を入力する入力端子と、前記入力端子から入力される送信電気信号を光変調して得られる光信号を送信する送信部とを有するパッケージと、
   前記複数の出力端子及び前記入力端子のいずれか一方と前記基板に配置される電極とを接続する信号電極を有する可撓性のフレキシブル基板と
   を有することを特徴とする光モジュール。
2. 前記複数の出力端子及び前記入力端子のいずれか一方は、前記フレキシブル基板の信号電極にはんだ付けされ、
   前記複数の出力端子及び前記入力端子のいずれか他方は、前記基板に配置される電極にはんだ付けされる
   ことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
3. 前記フレキシブル基板は、
   前記複数の出力端子及び前記入力端子のいずれか他方がはんだ付けされる位置よりも前記パッケージから離れた位置で前記基板に配置される電極にはんだ付けされる信号電極を有することを特徴とする請求項２記載の光モジュール。
4. 前記基板は、
   前記複数の出力端子及び前記入力端子のいずれか一方と前記フレキシブル基板を介して電気的に接続し、表層に配置される第１の電極と、
   前記複数の出力端子及び前記入力端子のいずれか他方と電気的に接続し、内層に配置される第２の電極と
   を有することを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
5. 前記パッケージは、
   前記複数の出力端子及び前記入力端子それぞれを挟む位置に、接地電圧を有する接地端子をさらに有し、
   前記フレキシブル基板は、
   前記信号電極とは反対の面に前記接地端子に接続する接地電極をさらに有する
   ことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
6. 前記パッケージは、
   前記複数の出力端子及び前記入力端子のいずれか一方を挟む位置に、前記複数の出力端子及び前記入力端子のいずれか一方よりも大径の接地端子を有することを特徴とする請求項５記載の光モジュール。
7. 前記パッケージは、
   前記複数の出力端子及び前記入力端子のいずれか一方を挟む位置に、前記複数の出力端子及び前記入力端子のいずれか一方の合計数よりも多数の接地端子を有することを特徴とする請求項５記載の光モジュール。
8. 前記フレキシブル基板は、
   前記パッケージから遠い側の面に信号電極を有し、前記パッケージに近い側の面に接地電極を有することを特徴とする請求項５記載の光モジュール。
9. 前記フレキシブル基板は、
   前記接地電極を覆うカバーレイをさらに有することを特徴とする請求項５記載の光モジュール。
10. 光信号を伝送する光伝送部材と、
    電極が配置される基板と、
    前記基板に固定される筐体と、前記光伝送部材から受信される光信号を光復調して受信電気信号に変換する受信部と、前記筐体の一面から突出し、前記受信部によって得られる受信電気信号を出力する複数の出力端子と、前記複数の出力端子とは前記基板からの高さが異なるとともに前記基板の面に平行な方向の配置範囲が前記複数の出力端子と重複する位置において前記筐体の一面から突出し、送信電気信号を入力する入力端子と、前記入力端子から入力される送信電気信号を光変調して得られる光信号を前記光伝送部材へ送信する送信部とを有するパッケージと、
    前記複数の出力端子及び前記入力端子のいずれか一方と前記基板に配置される電極とを接続する信号電極を有する可撓性のフレキシブル基板と
    を有することを特徴とする光伝送装置。
11. 前記光伝送部材は、
    前記パッケージの前記筐体の一面とは反対の面に接続されることを特徴とする請求項１０記載の光伝送装置。
12. 前記光伝送部材は、
    前記パッケージの前記筐体の一面に接続されることを特徴とする請求項１０記載の光伝送装置。

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