JP7698643B2 - 光通信モジュール基板 - Google Patents

Description

本発明は、配線基板（配線回路基板を含む）と光電気混載基板とを接続してなる光通信モジュール基板に関し、とりわけ高周波の信号に対して優れた信頼性を備えた光通信モジュール基板に関するものである。

最近の電子機器では、伝送情報量の増加に伴い、電気配線に加えて光配線が採用されており、電気配線と光配線をコンパクトに配置した光電気混載基板が賞用されている。また、上記光電気混載基板を、各種電子機器への信号伝送機能を備えた配線基板等にさらに接続して高速信号伝送を行う光通信モジュール等の使用も広がっている。

このような光通信モジュールの一例を、図１３に模式的に示す。この光通信モジュールは、配線基板１に光電気混載基板２を一体的に接続したもので、より詳しく説明すると、まず、上記配線基板１の表面には、差動信号伝送用の２本一対の配線を複数並べた電気配線Ｘが設けられている。

また、上記光電気混載基板２は、幅の広い部分と狭い部分とを備えた絶縁層３（図において粗い斜線で示す）を備え、上記絶縁層３の幅の広い部分の裏側の面、すなわち上記配線基板１の表面と重なる面に、差動信号伝送用の２本一対の配線を複数並べた電気配線Ｙや光素子４、光素子４を駆動するためのＩＣ５等を有する電気回路部６が設けられている。そして、上記絶縁層３の表側の面には、上記電気回路部６を補強するための金属補強層７が設けられており、この金属補強層７と部分的に重なる形で、同じく絶縁層３の表側の面に、帯状の光導波路８が設けられている。

上記光通信モジュールにおいて、配線基板１と光電気混載基板２の電気的な接続は、この接続部分を拡大して模式的に示す図１４に示すように、互いの電気配線Ｘ、Ｙの端部に設けられた接続用端子同士が重なるように配置し、ハンダバンプ等を用いて両者を接続することによって行われる。図において、接続点をＰで示す。

上記光通信モジュールのように、基板と基板を電気的に接続する場合、上記接続点Ｐにおけるインピーダンスを制御することが重要な課題となる。特に、上記差動信号を伝送するような、配線がファインピッチ化したもの、信号の高周波数化したものでは、伝送される信号が非常に繊細なものとなるため、上記接続点Ｐにおけるインピーダンスに不整合があると、その影響を受けて信号の伝達効率が大きく低下するおそれがあるからである。

ところで、回路付サスペンション基板と配線回路基板とを接続する構造において、配線回路基板に設けられた金属補強層のうち、基板同士の接続点となる端子部と重なる部分を、予め部分的に開口することにより、金属補強層と端子部の間に生じる静電容量成分を除去し、差動信号用配線の差動インピーダンスに対して接続点のインピーダンスが大きく低下することを避けるようにする技術が提案されている（特許文献１を参照）。

特開２００４－３６３２０５号公報

そこで、この技術と同様の考え方から、光通信モジュールにおいても、光電気混載基板における絶縁層裏面側の金属補強層のうち、接続点Ｐとなる電気配線Ｙの接続用端子と、絶縁層を挟んで反対側に対峙する部分を除去して開口とした基板を用いることが提案されている。例えば、図１５（ａ）に示すように、光通信モジュールの一部となる光電気混載基板２の金属補強層７において、電気配線Ｙ（図１３を参照）の先端の各端子に対峙する部分を除去し、端子より大きな輪郭を有する開口１０を形成したものが検討されている。なお、図において、貫通孔５０は、金属補強層７に一般に設けられるもので、光素子と光導波路との光結合のためのものである。

また、同様の考え方から、図１５（ｂ）に示すように、金属補強層７において、各端子に対峙する部分だけでなく、電気配線Ｙの各配線に沿う部分にも帯状の開口１１を形成したものも検討されている。

しかしながら、上記の構成では、接続点Ｐにおける電気的特性が向上するものの、光電気混載基板２側の端子と他の配線基板側の端子を接続するために端子同士を圧着する際、光電気混載基板２側において、上記金属補強層７が開口となって抜けているため、補強板としての機能が失われ接続点Ｐにおける接続強度が不充分になるという問題がある。

このため、機械的強度の確保を優先して、例えば図１６（ａ）に示すように、金属補強層７の、接続点Ｐとなる部分や電気配線Ｙに対峙する部分には開口を設けないか、図１６（ｂ）に示すように、接続点Ｐとなる部分を除き電気配線Ｙに対峙する部分のみに開口１１を設けたものが、依然として用いられているが、上述のとおり、信号の高周波数化や配線のファインピッチ化の要請から、機械的強度を確保しつつ接続点Ｐにおける電気的特性を高める技術の開発が強く求められている。

本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、接続点Ｐにおける接続強度が充分に確保されており、しかも高速信号伝送に対応しうる優れた電気的特性を備えた光通信モジュール基板を提供する。

すなわち、本発明は、以下の［１］～［５］を提供する。
［１］配線基板と光電気混載基板とを接続してなる光通信モジュール基板であって、
上記配線基板が、電気配線Ｘとその接続用端子を備え、
上記光電気混載基板が、絶縁層と、上記絶縁層の第１の面側に設けられ、光素子実装用のパッドと電気配線Ｙとその接続用端子を有する電気回路部と、上記絶縁層の第２の面側に設けられた金属補強層と、同じく上記絶縁層の第２の面側に、その一部が上記金属補強層と重なる配置で設けられた光導波路とを備え、
上記配線基板の接続用端子と上記光電気混載基板の接続用端子とが、電気的な接続点になっており、
上記光電気混載基板の金属補強層が、上記絶縁層を挟んで反対側に設けられる上記電気配線Ｙの接続用端子に対峙する部分において、端子ごとにその端子を囲うように除去されて、枠状除去部が形成されている光通信モジュール基板。
［２］上記金属補強層の、上記枠状除去部に囲われた部分が、それぞれ、上記電気配線Ｙの接続用端子と導通されている上記［１］記載の光通信モジュール基板。
［３］上記金属補強層のうち、上記絶縁層を挟んで反対側に設けられる電気配線Ｙに対峙する部分が、電気配線Ｙに沿って帯状に除去されている上記［１］または［２］記載の光通信モジュール基板。
［４］上記配線基板の接続用端子と上記光電気混載基板の接続用端子とが、互いに重なり合うよう配置され、重なり合う接続用端子同士が、互いに直接もしくは導電部材を介して電気的に接続されている上記［１］～［３］のいずれかに記載の光通信モジュール基板。［５］上記配線基板の接続用端子と上記光電気混載基板の接続用端子とが、上記配線基板と光電気混載基板の間に配設された電気コネクタを介して電気的に接続されている上記［１］～［３］のいずれかに記載の光通信モジュール基板。

すなわち、本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、光通信モジュール基板を構成する光電気混載基板の金属補強層に、その電気配線の接続用端子に対峙する部分において、端子ごとに、その端子を囲うように枠状除去部を形成すれば、端子部分は金属補強層の枠内に残る部分によって機械的強度が確保され、しかも端子に対峙する部分の周囲は大面積の金属補強層と断絶して電気的特性への影響が抑制されることを見出した。

本発明の光通信モジュール基板によれば、配線基板と光電気混載基板との接続点Ｐにおいて、接続的強度が充分に確保されているとともに、インピーダンスの低下等を生じることがなく、優れた電気的特性を備えたものとなる。そして、その性能は、信号の高周波数化や配線のファインピッチ化にも充分に対応するものであるため、信頼性に優れた高速信号伝送用の光通信モジュールを提供することができる。

本発明の一実施の形態である光通信モジュール基板の要部の縦断面を模式的に示す説明図である。 上記光通信モジュール基板に用いられる光電気混載基板における金属補強層を、その金属補強層が形成された側から見た平面図として示す説明図である。 （ａ）は上記金属補強層の要部を、光電気混載基板の電気回路部が形成された側から見た部分的な平面図、（ｂ）は上記電気回路部における接続用端子部分の変形例を示す部分的な平面図である。 上記光電気混載基板の製造工程の説明図である。 上記光電気混載基板の製造工程の説明図である。 上記光電気混載基板の製造工程の説明図である。 上記光電気混載基板の製造工程の説明図である。 上記光電気混載基板における金属補強層の変形例を、その金属補強層が形成された側から見た平面図として示す説明図である。 本発明の光通信モジュール基板の他の実施形態の要部の縦断面を模式的に示す説明図である。 （ａ）は本発明の実施例、比較例の電気的特性を評価するための、第１の検証試験において用いるサンプルを示す説明図、（ｂ）は上記サンプルのうち、実施例サンプル１の端部の構成を示す説明図、（ｃ）は上記サンプルのうち、比較例サンプル１の端部の構成を示す説明図である。 （ａ）は上記実施例サンプル１、比較例サンプル１における差動インピーダンス特性を示す特性曲線図、（ｂ）は同じく両サンプルにおける高周波領域における挿入損失を示す特性曲線図である。 本発明の実施例、比較例の電気的特性を評価するための、第２の検証試験における評価方法の説明図である。 一般的な光通信モジュールの一例を示す模式的かつ部分的な説明図である。 上記光通信モジュールの課題を説明するための模式的な説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、ともに上記光通信モジュールにおける金属補強層の形状についての説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、ともに上記光通信モジュールにおける金属補強層の形状についての説明図である。

つぎに、本発明の実施の形態を、図面にもとづいて詳しく説明する。ただし、本発明は以下の形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の光通信モジュール基板の一実施の形態を模式的に示す部分的な縦断面図である（光導波路の延びる方向に沿って切断）。

この光通信モジュール基板は、前述の、図１３に示す一般的な光通信モジュールに用いられる基板と同様、配線基板２０と、光電気混載基板３０とを電気的に接続して一体化したものである。

上記配線基板２０は、差動信号伝送用の配線基板であり、絶縁層２１の表面に、差動信号を伝送するための２本一対の電気配線を複数並べた電気配線Ｘが形成されている。そして、上記電気配線Ｘの各配線の端部には、光電気混載基板３０側の電気配線Ｙと電気的に接続するための接続用端子２２が設けられており、各端子２２を露出した状態で、それ以外の部分がカバーレイ２３で被覆されている。

なお、上記配線基板２０には、その用途に応じて適宜の電子・電気部品を搭載もしくは接続するための各種の配線パターンやパッド等を設けることができる。そして、配線基板２０は、リジットであってもフレキシブルであってもよいが、通常、光電気混載基板３０との接続強度を考慮して、リジッドであることが好適である。

一方、上記配線基板２０に接続される光電気混載基板３０は、配線基板２０と同様、差動信号伝送用のもので、基本的な構成は、一般的な光電気混載基板と同じである。すなわち、一枚の略帯状の絶縁層３１を基板として、その片面（第１の面）に、差動信号を伝送するための２本一対の電気配線を複数並べた電気配線Ｙと、光素子３２やその駆動用ＩＣ３３等を実装するためのパッド３４等を備えた電気回路部Ｅが設けられている。そして、上記電気配線Ｙの各配線の先端は、上記配線基板２０の接続用端子２２と電気的に接続するための接続用端子３５になっており、これらの端子部分等を除く、絶縁保護の必要な部分が、カバーレイ３６で被覆されている。なお、光素子３２、駆動用ＩＣ３３は、基板の段階では取り付けないことがあり、一点鎖線で示している。

また、上記絶縁層３１の他面（第２の面）、すなわち電気回路部Ｅが設けられている側と反対側の面には、上記絶縁層３１の強度を補強するための金属補強層３７が、補強を必要とする領域に、部分的に設けられている。また、同じく上記絶縁層３１の他面に、上記金属補強層３７と部分的に重なる配置で、アンダークラッド層４０、コア４１、オーバークラッド層４２がこの順で積層されており、これら３層によって光導波路Ｗが形成されている。なお、上記光導波路Ｗの一部が傾斜面にカットされており、その傾斜面が、コア４１を経由して伝送される光信号の進行方向を９０度変更するための光反射部４３になっている。

上記絶縁層３１の他面側に設けられる金属補強層３７には、図２に示すように、従来と同様、光結合用の貫通孔５０等が形成されているが、さらに、上記絶縁層３１を挟んで反対側に設けられる電気配線Ｙの接続用端子３５に対峙する部分において、端子ごとに、その端子を囲うように金属補強層３７が枠状に除去されて、枠状除去部６０が形成されている。これが、本発明の最大の特徴である。

上記金属補強層３７の、上記枠状除去部６０が形成された部分を、絶縁層３１を挟んだ反対側の、電気回路部Ｅが形成された側から見て拡大すると、図３（ａ）に示すように、接続用端子３５が一個ずつ個別に、上記枠状除去部６０で囲われている。

なお、上記枠状除去部６０が形成された金属補強層３７の部分は、周囲から独立した小片となることから、この部分が電気的に周囲の金属から独立した状態になることを避けるために、接続用端子３５が形成される絶縁層３１の部分に、予め貫通孔３１ａを形成しておき、この貫通孔３１ａ内を、電気配線形成時に電気配線用の導電材料を充填し、接続用端子３５と金属補強層３７の上記小片部分とを導通して固定している。これにより、上記小片部分と接続用端子３５との間に静電容量を持つことが避けられる。また、上記小片部分が絶縁層３１から剥離せず、かつ、この部分において充分な機械的強度が確保される。

上記貫通孔３１ａは、平面視がどのような形状の孔であってもよいが、例えば円形である場合、その直径が５～２００μｍ、さらには５～１００μｍであることが好ましい。また、上記平面視形状が、例えば正方形である場合、その一辺が５～２００μｍ、さらには５～１００μｍであることが好ましい。そして、上記貫通孔３１ａは、図３（ａ）に示すように、各接続用端子３５に１個ずつ設けるだけでなく、例えば図３（ｂ）に示すように、各接続用端子３５の両端に２個ずつ設けてもよい。もちろん、３個以上設けてもよい。

ただし、上記貫通孔３１ａを設ける場合、その製造プロセスによっては、貫通孔３１ａが形成された接続用端子３５の表面が、それ以外の部分よりも窪んでしまい、その窪んだ部分によって、基板間の接続時に接続不良を招きやすいという問題がある。そこで、上記貫通孔３１ａを形成する場合、その形成によって接続用端子３５が窪んだ部分の面積をＳ１、窪んでいない平坦な部分の面積をＳとすると、（Ｓ）／（Ｓ１）が１以上となるように貫通孔３１ａの大きさや配置を考慮することが望ましく、なかでも、３以上、とりわけ７以上になることがより好ましい（Ｓ、Ｓ１については、図３（ａ）を参照）。もちろん、製造条件を吟味することによって、このような窪みを生じないように貫通孔３１ａを形成できれば、接続用端子３５の全面積が基板接続に寄与するため、最も好ましい。

＜光電気混載基板の形成工程＞
つぎに、上記光電気混載基板３０を得る工程の一例を、具体的な材料を例示しつつ簡単に説明する。
（１）電気回路部Ｅの形成
まず、図４に示すように、金属補強層３７となる金属板１００を用意し、その表面に、ポリイミド等の感光性絶縁樹脂を塗布して、絶縁層３１となる絶縁樹脂層１０１を形成する。

上記金属板１００の材料としては、ステンレス、銅、銀、アルミニウム、ニッケル、クロム、チタン、白金、金等があげられるが、強度性、屈曲性等の観点から、ステンレスが好ましい。また、上記金属補強層３７の厚みは、例えば、１０～７０μｍ（より好ましくは１０～３０μｍ）の範囲内に設定することが好適である。

そして、上記絶縁樹脂層１０１に対し、フォトリソグラフィ法（露光、プリベイク、現像、キュア）を施して、前記金属補強層３７の独立小片との導通用の貫通孔３１ａ等を含む所定のパターン形状を有する絶縁層３１を形成する。上記絶縁層３１の厚みは、例えば、３～５０μｍ（より好ましくは３～２５μｍ）の範囲内に設定することが好適である（図示せず）。

つぎに、上記絶縁層３１の上に、スパッタもしくは無電解メッキ等により銅等の導電材料からなる導電層を形成した後、ドライフィルムレジストラミネート、露光、現像等の必要な処理を経由して、電気配線Ｙや各種パッド３４、接続用端子３５等の導電パターンを形成する。そして、図５に示すように、この導電パターンの上に、ポリイミド等の感光性絶縁樹脂を塗布し、前記絶縁層３１の形成と同様にして、絶縁保護が必要な部分にカバーレイ３６を形成する。

なお、上記導電材料としては、銅の他、クロム、アルミニウム、金、タンタル等、導電性および展性に優れた金属材料が好適に用いられる。また、これらの金属の少なくとも一種を用いた合金も好適に用いられる。そして、上記電気配線Ｙ等の導電パターンの厚みは、３～３０μｍ（より好ましくは３～１８μｍ）の範囲に設定することが好適である。また、その上に形成されるカバーレイ３６の厚みは、電気配線Ｙ等の絶縁・保護、さらには補強を考慮して、例えば、１～５０μｍ（より好ましくは１～２５μｍ）の範囲に設定することが好適である。

そして、上記カバーレイ３６から露出する、各種パッド３４や接続用端子３５となる部分に、Ｎｉ、Ａｕ等の電解めっき層を形成することにより、電気回路部Ｅを得ることができる（図５を参照）。

（２）金属補強層のパターン形成
つぎに、上記絶縁層３１を挟んで電気回路部Ｅとは反対側の金属補強層３７に、エッチング処理（ドライフィルムレジストラミネート、露光、現像、エッチング、ドライフィルムレジスト剥離等）を施して、不要な部分を除去して、所定のパターン形状にする。これにより、図６に示すように、光素子３２（図１を参照）との光結合用の貫通孔５０や、接続用端子３５に対峙する部分における枠状除去部６０等が形成される。

（３）光導波路Ｗの形成
つぎに、上記電気回路部Ｅと金属補強層３７を備えた絶縁層３１を上下逆にして、金属補強層３７を上に向ける。そして、上記絶縁層３１の、金属補強層３７が形成された側の面に、公知の方法によってアンダークラッド層４０とコア４１とオーバークラッド層４２とを、必要に応じて各層を所定パターンにパターニングした状態で、積層形成することにより、光導波路Ｗを得ることができる。

そして、図７に示すように、上記絶縁層３１の、電気回路部Ｅ側に設けられる光素子３２との光結合を想定して、上記光導波路Ｗの所定部分を、ダイシング、レーザ加工、切削加工等により、コア４１の長手方向に対して４５°傾斜した傾斜面に形成して光反射面４３とする。これによって、光通信モジュール基板に用いられる光電気混載基板３０を得ることができる。なお、光導波路Ｗの、電気回路部Ｅと対峙する側と反対側の、図示されていない先端側は、他の光配線部材と接続するための光コネクタを取り付けた構成であってもよいし、光導波路Ｗを挟んで先端側にも同様の電気回路部Ｅ'が形成された構成であっ
てもよい。

＜光通信モジュール基板の形成工程＞
このようにして得られた光電気混載基板３０と、前記配線基板２０を、図１に示すように、互いの接続用端子３５、２２が重なる配置とし、互いの接合部をハンダバンプ等により、電気的に接続する。そして、上記配線基板２０と光電気混載基板３０を安定的に組み付ける。これによって、目的とする光通信モジュール基板を得ることができる。

上記光通信モジュール基板によれば、光電気混載基板３０の金属補強層３７に、各接続用端子３５に対応する枠状除去部６０が個別に形成されているため、各端子部分が金属補強層３７の枠状除去部６０の枠内に残る小片部分によって機械的強度が確保されている。しかも、各接続用端子３５に対峙する、上記小片部分の周囲は、大面積の金属補強層と絶縁しており、かつ、各接続用端子３５と導通しているため、電気的特性への影響が大幅に抑制されている。

したがって、本発明の光通信モジュール基板は、配線基板２０と光電気混載基板３０との接続点Ｐ（図１４参照）において、接続的強度と電気的特性がともに優れており、信号の高周波数化や配線のファインピッチ化に充分対応可能なものとなる。そして、本発明の光通信モジュール基板を用いることにより、信頼性に優れた高速信号伝送用の光通信モジュールを提供することができる。

なお、上記の例では、金属補強層３７の除去部を、図２に示すように、一般的に設けられる貫通孔５０等は別として、各接続用端子３５を囲う枠状除去部６０のみとしたが、例えば図８に示すように、差動信号用配線部の高周波帯での挿入損失を向上させるために、上記枠状除去部６０とともに、電気配線Ｙ（図示せず）の配線に対峙する部分についても、その配線に沿って延びる帯状除去部６１を形成することができる。

また、上記の例では、金属補強層３７の枠状除去部６０に囲われた内側の、独立した小片部分と接続用端子３５との間に静電容量を持たないように、予め絶縁層３１に貫通孔３１ａを設けて、上記小片部分を接続用端子３５と一体化して導通したが、場合によっては、このような導通構造は必ずしも必要ではない。

さらに、上記の例では、光通信モジュール基板を形成する際、上記配線基板２０の接続用端子２２と、上記光電気混載基板３０の接続用端子３５とを、互いに重なる配置として、上記接続用端子２２、３５の接合部を、ハンダバンプによって電気的に接続したが（図１を参照）、上記接続用端子２２、３５の電気的な接続は、ハンダバンプに限らず、金バンプ等、他の金属バンプによっても行うことができる。また、ＡＣＦ（異方性導電膜）等の導電フィルムを介在させることによっても行うことができる。すなちち、重なり合う接続用端子２２、３５同士を電気的に接続するための導電部材の種類は特に限定されない。また、上記接続用端子２２、３５の構造によっては、両者を直接接合することもできる。

また、上記接続用端子２２、３５を電気的に接続するために、上記のような導電部材に限らず、電気コネクタを用いてもよい。例えば、図９に示すように、上記光電気混載基板３０の、接続用端子３５が並ぶ片端部に、電気コネクタ（例えばＺＩＦコネクタ等）７０を取り付け、この電気コネクタ７０の接続用端子７１を、上記光電気混載基板３０側の接続用端子３５と、上記配線基板２０側の接続用端子２２の間に介在させることにより、両者を電気的に接続することができる。

このように、電気コネクタ７０を組み込んだ光通信モジュール基板も、金属補強層３７に枠状除去部６０が設けられているため、図１に示す光通信モジュール基板と同様の優れた効果を得ることができる。

なお、電気コネクタ７０の構造によっては、光電気混載基板３０の配置を上下逆にして、光電気混載基板３０の、金属補強層３７が設けられた側の面を配線基板２０に対峙させた配置で、両者を電気的に接続することができる。すなわち、電気コネクタ７０の第１の接続用端子を、光電気混載基板３０側の接続用端子３５に接続し、上記電気コネクタ７０の第２の接続用端子を、配線基板２０側の接続用端子２２に接続することにより、両者を電気的に接続することができる（図示を省略）。この場合も、金属補強層３７に枠状除去部６０が設けられていることにより、図１に示す光通信モジュール基板と同様の優れた効果を得ることができる。

また、当然ながら、用いる電気コネクタの構造７０や、光電気混載基板３０側の接続用端子３５の配置、配線基板２０側の接続用端子２２の配置によっては、それぞれの端子が上下に重ならず、互いにずれる場合もあるが、そのような場合にも、光電気混載基板３０の金属補強層３７に、枠状除去部６０が設けられていることにより、図１に示す光電気混載基板と同様の優れた効果が得られる。

そして、上記の例は、本発明を、差動信号伝送用の光通信モジュール基板に適用した例であるが、光通信モジュール基板は、必ずしも差動信号伝送用のものである必要はなく、例えば、シングルエンド伝送用の基板であっても差し支えない。ただし、すでに述べたとおり、より高周波数の信号伝送やファインピッチ配線を前提とする高速信号伝送において、本発明の利点が生かされるため、差動信号伝送等の高速信号伝送用途に用いることが好適である。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるわけではない。

光通信モジュール基板を構成する光電気混載基板における金属補強層の、電気回路部側の接続用端子と対峙する部分に、枠状除去部を形成した場合と、枠状除去部を形成しない場合とで、電気的特性にどの程度の効果の差が生じるかを検証する２種類の試験を行った。

＜検証試験１＞
まず、図１０（ａ）に示すような幅１０ｍｍ×長さ６０ｍｍの帯状の配線基板を作製した。基板は、絶縁層１２０を挟んで裏面に金属補強層１２１が形成され、表面に差動伝送用の２本一対の電気配線Ｙ１が形成された構成になっており、上記電気配線Ｙ１の両端部には、接続用端子１２２が設けられている。

上記配線基板の各層の材質と厚みは以下のとおりである。
絶縁層１２０：ポリイミド、厚み１０μｍ
金属補強層１２１：ステンレス、厚み２０μｍ
電気配線Ｙ１：銅、厚み６μｍ（接続用端子１２２は金メッキ付）

［実施例サンプル１］
そして、上記配線基板に、図１０（ｂ）に示すように、上記接続用端子１２２に対峙する金属補強層１２１の部分において、各端子１２２を個別に囲う枠状除去部１２３と電気配線Ｙ１に沿う帯状除去部１２４とを形成することにより、実施例サンプル１とした。なお、絶縁層１２０の、上記接続用端子１２２に対応する位置に貫通孔を形成しておき、電気配線Ｙ１の形成材料である銅を、この貫通孔内に充填させて、金属補強層１２１の、枠状除去部１２３によって独立した小片部分を導通した（図３を参照）。

［比較例サンプル２］
また、図１０（ｃ）に示すように、上記配線基板の金属補強層１２１に、上記実施例サンプルのような枠状除去部１２３は形成せず、電気配線Ｙ１に沿う帯状除去部１２４のみを形成することにより、比較例サンプル１とした。

そして、これらの実施例サンプル１と比較例サンプル１について、下記の２つの測定を行い、両者の電気的特性を評価した。これらの測定結果を、図１１（ａ）、（ｂ）に示す。

［接続部のインピーダンス整合の評価］
各サンプルに対して、サンプリング・オシロスコープＤＳＡ８２００とＴＤＲモジュール８０Ｅ０４からなる装置（テクトロニクス社製）を用いたタイム・ドメイン・リフレクトメトリー（ＴＤＲ）法にて、差動インピーダンス（Ω）を測定した。
上記ＴＤＲ法は、高速な立ち上がり時間をもつパルス波をサンプルに入力し、インピーダンス不整合部で生じる反射現象を利用してインピーダンスを計測するものである。これにより、接続部におけるインピーダンス整合を評価することができる。

［挿入損失（Ｓｄｄ２１）測定による高周波信号品質の評価］
各サンプルに対して、４ポート構成のベクトル・ネットワークアナライザＮ５２３２Ａ装置（キーサイト・テクノロジ―社製）を用いて、差動信号入力時の挿入損失（Ｓｄｄ２１）を測定した。
上記挿入損失は、サンプルへの入力信号エネルギーに対する透過信号エネルギーの比を、ｄＢ表示したものである。これにより、高周波信号品質を評価することができる。

上記の結果から、実施例サンプル１は、比較例サンプル１に比べて、非常に優れた電気的特性を有していることがわかる。すなわち、図１１（ａ）に示すように、比較例サンプル１では、その接続用端子部分においてインピーダンスが低下し、大きなインピーダンス不連続点となっているのに対し、実施例サンプル１では、そのような不連続点が生じないことがわかる。

また、図１１（ｂ）に示すように、１ＧＨｚを超える周波数領域では、比較例サンプル１に比べて実施例サンプル１は接続用端子部分のインピーダンス不連続に起因した挿入損失の劣化がなく、信号品質低下が抑制されていることがわかる。

そして、実施例サンプル１は、接続用端子１２２に対峙する部分にも金属補強層１２１の独立した小片が残されていることから、金属補強層１２１を除去しない場合と遜色のない機械的強度を備えているものと思われる。

したがって、上記実施例サンプル１の構造を、本発明の光通信モジュール基板に適用した場合、優れた電気的特性と機械的強度を兼ね備えた、優れた品質の光通信モジュール基板となることがわかる。

＜検証試験２＞
［実施例サンプル２］
前記の記載に従い、図９に示す構成の光通信モジュール基板（実施例サンプル２）を作製した。各層の構造等は、一般的な光通信モジュール基板の構造に準じており、その詳細を省略する。なお、この実施例サンプル２において、光電気混載基板３０側の、高速差動信号用の接続用端子３５は一列８個であり、８個の枠状除去部６０が形成されている（図２を参照）。そして、上記接続用端子３５を、配線基板２０側の接続端子２２に接続するための電気コネクタ７０として、ＺＩＦコネクタ（ＦＨ４３Ｂ－２１Ｓ－０．２ＳＨＷ、ヒロセ電機社製）を用いた。

［比較例サンプル２］
上記枠状除去部６０を形成しない以外は、実施例サンプル２と同様にして、光通信モジュール基板（比較例サンプル２）を作製した。

そして、各サンプル（光通信モジュール基板）の光電混載基板３０側より、パルスパターンジェネレータＭ８０４５Ａ（キーサイトテクノロジー社製）を用いて、６Ｇｂｐｓ、８Ｇｂｐｓ、１０Ｇｂｐｓ、のデジタル信号を入力し、配線基板２０側から取り出した出力信号波形をサンプリング・オシロスコープＮ１０００Ａとモジュール５４７５４Ａ（共にキーサイトテクノロジ―社製）で観測した。なお、サンプルごとに、観測した３０００信号波形を重ね合わせることで、アイパターンを得た。各アイパターンにおいて、アイ開口部の電圧幅が最大となる値を「アイ高さ」（図１２においてＨで示す）とし、サンプル同士のアイ高さＨを比較した。上記アイ高さＨが大きいほど、伝送信号の品質が保たれていることを示す。その結果は以下のとおりである。

上記の結果から、実施例サンプル２は、比較例サンプル２に比べて、伝送信号の品質劣化が抑制されており、優れた光通信性能を備えるものとなることがわかる。

なお、上記実施例においては、本発明における具体的な形態について示したが、上記実施例は単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるものではない。当業者に明らかな様々な変形は、全て本発明の範囲内であることが企図されている。

本発明の光通信モジュール基板は、配線基板と光電気混載基板との接続点Ｐにおける接続強度が充分に確保されており、しかも高速信号伝送に対応しうる優れた電気的特性を備えたものであり、差動信号伝送等を用いた高速信号伝送技術に広く利用可能である。

３０ 光電気混載基板
３１ 絶縁層
３５ 接続用端子
３７ 金属補強層
６０ 枠状除去部

Claims (5)

1. 配線基板と光電気混載基板とを接続してなる光通信モジュール基板であって、
   上記配線基板が、電気配線Ｘとその接続用端子を備え、
   上記光電気混載基板が、絶縁層と、上記絶縁層の第１の面側に設けられ、光素子実装用のパッドと電気配線Ｙとその接続用端子を有する電気回路部と、上記絶縁層の第２の面側に設けられた金属補強層と、同じく上記絶縁層の第２の面側に、その一部が上記金属補強層と重なる配置で設けられた光導波路とを備え、
   上記配線基板の接続用端子と上記光電気混載基板の接続用端子とが、電気的な接続点になっており、
   上記光電気混載基板の金属補強層が、上記絶縁層を挟んで反対側に設けられる上記電気配線Ｙの接続用端子に対峙する部分において、端子ごとにその端子を囲うように除去されて、枠状除去部が形成され、枠状除去部の内側が周囲から独立した小片となっている光通信モジュール基板。
2. 上記金属補強層の、上記枠状除去部に囲われた部分が、それぞれ、上記電気配線Ｙの接続用端子と導通されている請求項１記載の光通信モジュール基板。
3. 上記金属補強層のうち、上記絶縁層を挟んで反対側に設けられる電気配線Ｙに対峙する部分が、電気配線Ｙに沿って帯状に除去されている請求項１または２記載の光通信モジュール基板。
4. 上記配線基板の接続用端子と上記光電気混載基板の接続用端子とが、互いに重なり合うよう配置され、重なり合う接続用端子同士が、互いに直接もしくは導電部材を介して電気的に接続されている請求項１～３のいずれか一項に記載の光通信モジュール基板。
5. 上記配線基板の接続用端子と上記光電気混載基板の接続用端子とが、上記配線基板と光 電気混載基板の間に配設された電気コネクタを介して電気的に接続されている請求項１～３のいずれか一項に記載の光通信モジュール基板。

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