JP2007071980A

JP2007071980A - 光モジュール

Info

Publication number: JP2007071980A
Application number: JP2005256532A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ariga; 博有賀
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-09-05
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2007-03-22
Also published as: US20070053639A1; US7249897B2; FR2890457B1; FR2890457A1

Abstract

【課題】光トランシーバにおいて、機構面での自由度と高周波特性の両方を満足させることができる光モジュールを提供する。
【解決手段】光学部品を搭載したキャリア１２が収容されているパッケージ１の一端側に光コネクタ４が配設された光モジュールにおいて、上記パッケージ１の他端側に配設され、セラミックを積層して形成されると共に、外面に上記光コネクタへの入出射光の光軸と垂直となるように電気端子１１を設け、内面に上記電気端子と接続されたチップキャリア接続端子を設けたフィードスルー３と、上記フィードスルー３の電気端子と対応した位置に電気端子となる接続パッド６を有し、異方性接着剤によって上記フィードスルー３に固着されたフレキシブル基板５とを備えた構成とする。
【選択図】図１

Description

この発明は光モジュール、特に光学部品を搭載したキャリアが収容されているパッケージと光コネクタとを一体化した光モジュールに関するものである。

図１１は、従来のいわゆるバタフライモジュールと呼ばれている光モジュールの構成を示す斜視図である。この光モジュールにおいて、光の入出力はパッケージ１の一端側にファイバホルダ２１を設け、このファイバホルダ２１に装着されたファイバ２０を介して行われる。

また、電気信号のインターフェースとしてパッケージ１の両側面にそれぞれ複数のリードピン１９が設けられている。詳しくは、電気変調信号を伝送するリードピン１９Ａと、その両側にグランドリターン信号を伝送するリードピン１９Ｂ、１９Ｃが配設されている。

この光モジュールを光トランシーバへ実装する場合、高周波域までの通過特性を確保するために、パッケージ１を含む光モジュールと光トランシーバに設けられたプリント基板９との距離が極力短くなるように、リードピン１９とプリント基板配線１０とが接続されている。（例えば特許文献１参照）。

特開平１１−２０２１６６号公報

従来の光モジュールは上記のように構成され、光トランシーバへ組み込む場合、プリント基板９と光モジュールのパッケージ１とは高周波特性を重視して取り付けることができた。

ところが、小型化のためにファイバ２０を介さず光コネクタと一体化した光モジュールを光トランシーバへ組み込む場合、光コネクタは光トランシーバの所定の位置に固定されており、一方でプリント基板はカードエッジコネクタとしても利用されるため、光トランシーバの所定の位置に固定される。従って、光トランシーバの機構面における公差を吸収するには、光モジュールとプリント基板との間に隙間を設けておく必要があった。
このため、図１１に示す従来の構成では、機構面での自由度と高周波特性の確保の両方を満足させることは困難という問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、光トランシーバにおいて、機構面での自由度と高周波特性の両方を満足させることができる光モジュールを提供することを目的とする。

この発明に係る光モジュールは、光学部品を搭載したキャリアが収容されているパッケージの一端側に光コネクタが配設された光モジュールにおいて、上記パッケージの他端側に配設され、セラミックを積層して形成されると共に、外面に上記光コネクタへの入出射光の光軸と垂直となるように電気端子を設け、内面に上記電気端子と接続されたチップキャリア接続端子を設けたフィードスルーと、上記フィードスルーの電気端子と対応した位置に電気端子となる接続パッドを有し、異方性接着剤によって上記フィードスルーに固着されたフレキシブル基板とを備えたものである。

この発明に係る光モジュールは上記のように構成されているため、光トランシーバを構成する場合に、機構面での自由度と高周波特性の両方を満足させることができる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施の形態１の構成を示す斜視図、図２は、図１に示す実施の形態１からフレキシブル基板を取り除いた状態を示す斜視図、図３は、図１のIII−III線に沿った断面側面図、図４は、図１に示す実施の形態１からカバーを取り除いた状態を示す平面図、図５は、図４と同じ状態を示す斜視図、図６は、図２に示すフィードスルーの内部構成を示す透視斜視図で、伝送線路は高周波伝送線路部分のみを示している。

これらの図のうち、図１、図２に明確に示されるように、光モジュールの本体を構成するパッケージ１の一端側に光の取り出し口になると共に、光コネクタを形成するレセプタクル４が配設され、このレセプタクル４に図示しないファイバーが装着されるようにされている。

また、パッケージ１の他端側には電気信号の取り出し口となるフィードスルー３が配設されている。フィードスルー３はその断面構造を図３に示し、透視斜視図を図６に示すように、例えばセラミックを積層して形成され、セラミック積層面にはフィードスルー配線パターン１５ａ、１５ｂ、１５ｃが並行配置され、セラミック内層には一端が外面に達するようにされたフィードスルー内層パターン１７ａ、１７ｂ、１７ｃが設けられ、また、フィードスルー配線パターン１５ａ、１５ｂ、１５ｃとフィードスルー内層パターン１７ａ、１７ｂ、１７ｃとをそれぞれ接続するビア１６ａ、１６ｂ、１６ｃが設けられている。

さらに、フィードスルー３の外面には、フィードスルー接続パッド１１ａ、１１ｂ、１１ｃが上述した各パターン及びビアを焼成した後に、いわゆる側面メタライズとしてパターン形成されている。フィードスルー接続パッド１１ａ、１１ｂ、１１ｃはフィードスルー内層パターン１７ａ、１７ｂ、１７ｃにそれぞれ接続されると共に、光コネクタの入出射光の光軸と垂直となるように設けられている。

高周波伝送については、上述したフィードスルー配線パターン、フィードスルー内層パターン、ビア及びフィードスルー接続パッドを図示のようにそれぞれ３個ずつ設けて図６のように接続し、中心に位置するフィードスルー配線パターン１５ａ、ビア１６ａ、フィードスルー内層パターン１７ａ及びフィードスルー接続パッド１１ａを信号線路とし、その両側に位置する各パターン、ビア及び接続パッドを地導体（グランド）パターンとすることによって、Ｇ−Ｓ−Ｇ構造のコプレーナ線路を構成し、高周波信号を伝送している。

また、パッケージ１の中には図３〜図５に示すように、光変調デバイス等の光学部品を搭載しているキャリア１２が設けられており、その表面に光学部品との電気的な接続をするための内部配線基板１３が設けられている。内部配線基板１３とフィードスルー３のフィードスルー配線パターン１５とはワイヤ１４によって接続されている。２はパッケージ１のカバーである。

パッケージ１のフィードスルー３にはフレキシブル基板５が固定されている。この固定方法については後述する。
フレキシブル基板５には上述したフィードスルー３の接続パッド１１に対応した位置にフレキシブル基板側接続パッド６が設けられると共に、フレキシブル基板５の端縁部には後述するプリント基板との接続部となるプリント基板接続パッド８が設けられ、各フレキシブル基板側接続パッド６と各プリント基板接続パッド８との間をそれぞれフレキシブル基板配線パターン７によって接続している。

フィードスルー３に近接して設けられたプリント基板９にはプリント基板配線１０が設けられ、上述したフレキシブル基板５のプリント基板接続パッド８と半田等によって接続されている。

次に、実施の形態１の動作について説明する。プリント基板９のプリント基板配線１０を通ってきた高速変調された電気信号は、プリント基板接続パッド８−フレキシブル基板配線パターン７−フレキシブル基板側接続パッド６を経由してフィードスルー側接続パッド１１に入力される。その後、フィードスルー内層パターン１７−ビア１６−フィードスルー配線パターン１５−ワイヤ１４−内部配線基板１３を経てキャリア１２の光変調デバイスに給電される。

フィードスルー３とフレキシブル基板５との固定は、両者に異方性導電接着剤を塗布することによって接着固定されているため、フィードスルー側接続パッド１１とフレキシブル基板側接続パッド６の位置を対応させておけば、対応する接続パッド間のみが導通し、隣接する接続パッドへは導通しない。

実施の形態１は上記のように構成され、Ｇ−Ｓ−Ｇ構造のコプレーナ線路を構成しているため、高周波信号を問題なく伝送することができ、また、フィードスルー３とプリント基板９との間をフレキシブル基板５で接続しているため、機構面での自由度も十分に確保することができる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２について説明する。光モジュールやプリント基板の全体的な構成は実施の形態１と同じであるため図示及び説明を省略する。
実施の形態２の特徴は、フィードスルー３とフレキシブル基板５との固着方法にある。

実施の形態１では異方性導電接着剤によって両者を固定しているが、異方性導電接着剤は高周波特性が比較的悪いという欠点がある。
これを補うために実施の形態２ではフィードスルー３とフレキシブル基板５との接合に異方性導電接着剤を使用せず、半田によってフィードスルー側接続パッド１１とフレキシブル基板側接続パッド６とを接合するようにしたものである。

このような構成とすることにより、高周波特性を改善した光モジュールを形成することができる。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３について説明する。光モジュールやプリント基板の全体的な構成は実施の形態１と同じであるため図示及び説明を省略する。
実施の形態３の特徴は、フィードスルー３とフレキシブル基板５との固着方法にある。

実施の形態２ではフィードスルー側接続パッド１１とフレキシブル基板側接続パッド６とを半田によって接続固着するようにしているが、半田による接合は高周波特性の改善には役立つが、隣接するパッド間でショートする恐れがあるという欠点がある。

これを補うために実施の形態３ではフィードスルー側接続パッド１１とフレキシブル基板側接続パッド６の両方を金メッキした後、位置合わせして加圧、熱圧着して接続するようにしたものである。

このような構成とすることにより、高周波特性を改善し、かつ隣接パッド間のショートの恐れを回避することができる。

実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４を図にもとづいて説明する。この実施の形態はフレキシブル基板５の構成に特徴を有するものであり、光モジュールのその他の構成及びプリント基板は実施の形態１と同じであるため全体構成の図示及び説明は省略する。

図７は、実施の形態４の構成を説明するため、フレキシブル基板側接続パッド６付近の構成、即ち図１においてＢで示す円で囲った部分を拡大して示す斜視図、図８は、フレキシブル基板５のプリント基板接続パッド８付近の構成、即ち図１においてＣで示す円で囲った部分を拡大して示す斜視図である。

実施の形態４は、フレキシブル基板配線パターン７ａのフレキシブル基板５を挟んで反対側にフレキシブル基板地導体（グランド）パターン１８を設け、換言すれば、フレキシブル基板５の一面にフレキシブル基板配線パターン７ａを設けると共に、他面にフレキシブル基板グランドパターン１８を設け、フレキシブル基板グランドパターン１８とフレキシブル基板側接続パッド６ｂ、６ｃ及びプリント基板接続パッド８ｂ、８ｃを接続したものである。

このような構成とすることにより、フレキシブル基板配線パターン７ａはフレキシブル基板グランドパターン１８との間でマイクロストリップ線路を形成し、コブレーナ配線パターンとなっているプリント基板配線パッド１０ａ、１０ｂ、１０ｃとプリント基板接続パッド８ａ、８ｂ、８ｃ及びフィードスルー側接続パッド１１ａ、１１ｂ、１１ｃとフレキシブル基板側接続パッド６ａ、６ｂ、６ｃでそれぞれコプレーナ−マイクロストリップ接続変換を行ない高周波信号が伝送される。

この結果、フレキシブル基板５上での伝送はフレキシブル基板配線パターン７ａとフレキシブル基板グランドパターン１８との間で電界が集中するためＥＭＩ等電気干渉を受けにくい構造とすることができる。

実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５を図にもとづいて説明する。この実施の形態はフレキシブル基板５の配線パターンの配置に特徴を有するものであり、光モジュールのその他の構成及びプリント基板は実施の形態１と同じであるため全体構成の図示及び説明は省略する。

図９は、実施の形態５の構成を説明するため、フレキシブル基板側接続パッド６付近の構成、即ち図１においてＢで示す円で囲った部分を拡大して示す斜視図、図１０は、フレキシブル基板５のプリント基板接続パッド８付近の構成、即ち図１においてＣで示す円で囲った部分を拡大して示す斜視図である。

実施の形態５は、フレキシブル基板側接続パッド６ａ及びプリント基板接続パッド８ａに接続されたフレキシブル基板配線パターン７ａに高周波信号を供給し、その両側に配設されフレキシブル基板側接続パッド６ｂ、６ｃ及びプリント基板接続パッド８ｂ、８ｃにそれぞれ接続されたフレキシブル基板配線パターン７ｂ、７ｃをグランドとすることによりコプレーナ線路を形成するようにしたものである。

このような構成とすることにより、フレキシブル基板５上での配線パターンはフレキシブル基板５の片面に形成されるため、フレキシブル基板５の層構成が簡単となり、低コスト化を図ることができる。また、層数を削減できるため、フレキシブル基板５の可撓性も向上することになる。

この発明の実施の形態１の構成を示す斜視図である。図１に示す実施の形態１からフレキシブル基板を取り除いた状態を示す斜視図である。図１のIII−III線に沿った断面側面図である。図１に示す実施の形態１からカバーを取り除いた状態を示す平面図である。図４と同じ状態を示す斜視図である。図２に示すフィードスルーの内部構成を示す透視斜視図である。この発明の実施の形態４の構成を示すフレキシブル基板の一部拡大斜視図である。この発明の実施の形態４の構成を示すフレキシブル基板の一部拡大斜視図である。この発明の実施の形態５の構成を示すフレキシブル基板の一部拡大斜視図である。この発明の実施の形態５の構成を示すフレキシブル基板の一部拡大斜視図である。従来の光モジュールの構成を示す斜視図である。

符号の説明

１パッケージ、２カバー、３フィードスルー、４レセプタクル、
５フレキシブル基板、６フレキシブル基板側接続パッド、７フレキシブル基板配線パターン、８プリント基板接続パッド、９プリント基板、１０プリント基板配線、１１フィードスルー側接続パッド、１２キャリア、１３内部配線基板、１４ワイヤ、１５フィードスルー配線パターン、１８フレキシブル基板グランドパターン、１９リードピン、２０ファイバ、２１ファイバホルダ。

Claims

光学部品を搭載したキャリアが収容されているパッケージの一端側に光コネクタが配設された光モジュールにおいて、上記パッケージの他端側に配設され、セラミックを積層して形成されると共に、外面に上記光コネクタへの入出射光の光軸と垂直となるように電気端子を設け、内面に上記電気端子と接続されたキャリア接続端子を設けたフィードスルーと、上記フィードスルーの電気端子と対応した位置に電気端子となる接続パッドを有し、異方性導電接着剤によって上記フィードスルーに固着されたフレキシブル基板とを備えた光モジュール。
光学部品を搭載したキャリアが収容されているパッケージの一端側に光コネクタが配設された光モジュールにおいて、上記パッケージの他端側に配設され、セラミックを積層して形成されると共に、外面に上記光コネクタへの入出射光の光軸と垂直となるように電気端子を設け、内面に上記電気端子と接続されたキャリア接続端子を設けたフィードスルーと、上記フィードスルーの電気端子と対応した位置に電気端子となる接続パッドを有し、上記フィードスルーの電気端子と上記接続パッドとを半田接合したフレキシブル基板とを備えた光モジュール。
光学部品を搭載したキャリアが収容されているパッケージの一端側に光コネクタが配設された光モジュールにおいて、上記パッケージの他端側に配設され、セラミックを積層して形成されると共に、外面に上記光コネクタへの入出射光の光軸と垂直となるように金メッキされた電気端子を設け、内面に上記電気端子と接続されたキャリア接続端子を設けたフィードスルーと、上記フィードスルーの電気端子と対応した位置に電気端子となる金メッキされた接続パッドを有し、上記フィードスルーの電気端子と上記接続パッドとを圧着したフレキシブル基板とを備えた光モジュール。
光学部品を搭載したキャリアが収容されているパッケージの一端側に光コネクタが配設された光モジュールにおいて、上記パッケージの他端側に配設され、セラミックを積層して形成されると共に、外面に上記光コネクタへの入出射光の光軸と垂直となるように電気端子を設け、内面に上記電気端子と接続されたキャリア接続端子を設けたフィードスルーと、一面に上記フィードスルーの電気端子に接続された信号線路が形成され、他面に上記信号線路と共にマイクロストリップ線路を構成する地導体パターンが形成されたフレキシブル基板とを備えた光モジュール。
光学部品を搭載したキャリアが収容されているパッケージの一端側に光コネクタが配設された光モジュールにおいて、上記パッケージの他端側に配設され、セラミックを積層して形成されると共に、外面に上記光コネクタへの入出射光の光軸と垂直となるように電気端子を設け、内面に上記電気端子と接続されたキャリア接続端子を設けたフィードスルーと、上記フィードスルーの電気端子に接続された信号線路及び上記信号線路の近傍に設けられ、上記信号線路と共にコプレーナ線路を構成する地導体パターンを同一面に形成したフレキシブル基板とを備えた光モジュール。