JP2023170357A - 光モジュール用パッケージおよび光モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】本開示は、隣接する信号配線間のクロストークを低減する光モジュール用パッケージを提供する。
【解決手段】表面配線層と、前記表面配線層との間に絶縁層を含む内部配線層と、を有する基板を備え、前記表面配線層は、第1方向に沿って延在する第1信号端子と、前記第1方向と交差する第2方向に配置され、前記第1方向に沿って延在する第2信号端子と、前記第1信号端子と前記第2信号端子との間に設けられ、前記第1方向に沿って延在するグランド端子と、を含み、前記内部配線層は、前記第1方向および前記第2方向に延在するグランドパターンを含み、前記基板は、前記基板に垂直な方向からの平面視において、前記グランド端子の内側に配置されるとともに前記第1方向に延在する溝部を含み、前記溝部は、前記基板に垂直な方向に沿って前記絶縁層を貫通し、前記内部配線層のグランドパターンを前記表面配線層から露出させる光モジュール用パッケージ。
【選択図】図7
【解決手段】表面配線層と、前記表面配線層との間に絶縁層を含む内部配線層と、を有する基板を備え、前記表面配線層は、第1方向に沿って延在する第1信号端子と、前記第1方向と交差する第2方向に配置され、前記第1方向に沿って延在する第2信号端子と、前記第1信号端子と前記第2信号端子との間に設けられ、前記第1方向に沿って延在するグランド端子と、を含み、前記内部配線層は、前記第1方向および前記第2方向に延在するグランドパターンを含み、前記基板は、前記基板に垂直な方向からの平面視において、前記グランド端子の内側に配置されるとともに前記第1方向に延在する溝部を含み、前記溝部は、前記基板に垂直な方向に沿って前記絶縁層を貫通し、前記内部配線層のグランドパターンを前記表面配線層から露出させる光モジュール用パッケージ。
【選択図】図7
Description
本開示は、光モジュール用パッケージおよび光モジュールに関する。
特許文献1には、両主面上のそれぞれの上面に信号線用配線導体と、グランド線用配線導体と、を有するフレキシブル配線基板が開示されている。特許文献1には、信号線用配線導体と、グランド線用配線導体のそれぞれが上、下で対象になる位置にそれぞれ信号線用配線導体と、グランド線用配線導体を設けることが開示されている。また、特許文献1には、フレキシブル配線基板の互いのそれぞれの信号線用配線導体と、グランド線用配線導体を結びつけるためのビア導体を長さ方向に等ピッチ間隔で形成することが開示されている。
特許文献2には、配線基板の上面に半導体素子が実装されている半導体装置が開示されている。特許文献2には、配線基板が有する二列目の信号端子と四列目の信号端子に接続された層間接続ビアの間にグランドの層間接続ビアを配置することが開示されている。特許文献2には、層間接続ビアがシールドの役割を果たし、差動ペアの異なる信号間のクロストークを抑制することが開示されている。
光モジュールにおいて、高速の電気信号を光信号に変換して送受信する際に、30GHz以上の周波数領域において、隣接する信号配線間のクロストークが大きくなり光信号の送受信特性が制限される場合がある。
本開示は、隣接する信号配線間のクロストークを低減する光モジュール用パッケージを提供する。
本開示は、表面配線層と、前記表面配線層との間に絶縁層を含む内部配線層と、を有する基板を備え、前記表面配線層は、第1方向に沿って延在する第1信号端子と、前記第1信号端子に対して前記第1方向と交差する第2方向に配置されるとともに前記第1方向に沿って延在する第2信号端子と、前記第1信号端子と前記第2信号端子との間に設けられるとともに前記第1方向に沿って延在する第1グランド端子と、を含み、前記内部配線層は、前記第1方向および前記第2方向に延在するグランドパターンを含み、前記基板は、前記基板に垂直な方向からの平面視において、前記第1グランド端子の内側に配置されるとともに前記第1方向に延在する溝部を含み、前記溝部は、前記基板に垂直な方向に沿って前記絶縁層を貫通し、前記内部配線層のグランドパターンを前記表面配線層から露出させる光モジュール用パッケージである。
本開示の光モジュール用パッケージによれば、隣接する信号配線間のクロストークを低減できる。
[本開示の実施形態の説明]
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
(1)本開示の光モジュール用パッケージは、表面配線層と、前記表面配線層との間に絶縁層を含む内部配線層と、を有する基板を備える。また、前記表面配線層は、第1方向に沿って延在する第1信号端子と、前記第1信号端子に対して前記第1方向と交差する第2方向に配置されるとともに前記第1方向に沿って延在する第2信号端子と、前記第1信号端子と前記第2信号端子との間に設けられるとともに前記第1方向に沿って延在する第1グランド端子と、を含む。さらに、前記内部配線層は、前記第1方向および前記第2方向に延在するグランドパターンを含む。さらにまた、前記基板は、前記基板に垂直な方向からの平面視において、前記第1グランド端子の内側に配置されるとともに前記第1方向に延在する溝部を含む。また、前記溝部は、前記基板に垂直な方向に沿って前記絶縁層を貫通し、前記内部配線層のグランドパターンを前記表面配線層から露出させる。
本開示の光モジュール用パッケージによれば、隣接する信号配線間のクロストークを低減できる。
(2)上記(1)において、前記基板は、前記第1方向に垂直な端面を有し、前記溝部は前記基板に垂直な方向からの平面視において、前記第1方向に沿って前記端面まで延びている。
本開示の光モジュール用パッケージによれば、隣接する信号配線間のクロストークをより低減できる。
(3)上記(1)または(2)において、前記溝部の前記基板に垂直な方向に平行な側面はメタライズされている。
本開示の光モジュール用パッケージによれば、グランド端子と信号端子の間隔を変更せずに、隣接する信号配線間のクロストークをより低減できる。また、本開示の光モジュール用パッケージによれば、フレキシブルプリント基板を接続する際にハンダの流れを促進して、ハンダの充填を十分行うことができる。
(4)本開示の光モジュールは、上記(1)から(3)のいずれかに記載の光モジュール用パッケージを含む。
本開示の光モジュールによれば、隣接する信号配線間のクロストークを低減できる。
[本開示の実施形態の詳細]
本開示の光モジュールの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本開示の光モジュールの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
なお、各実施形態に係る明細書および図面の記載に関して、実質的に同一のまたは対応する機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省略する場合がある。また、理解を容易にするために、図面における各部の縮尺は、実際とは異なる場合がある。
平行、直角、直交、水平、垂直などの方向には、実施形態の効果を損なわない程度のずれが許容される。角部の形状は、直角に限られず、弓状に丸みを帯びてもよい。平行、直角、直交、水平、垂直には、略平行、略直角、略直交、略水平、略垂直が含まれてもよい。例えば、略平行は、2つの線あるいは2つの面が互いに完全に平行でなくても、製造上許容される範囲内で互いに平行として扱うことができることを意味する。他の略直角、略直交、略水平および略垂直についても、略平行と同様に、2つの線または2つの面の相互の位置関係が製造上許容される範囲内であればそれぞれに当該することが意図される。
本実施形態に係る光トランシーバ1について説明する。図1は、本実施形態に係る光トランシーバ1の構成の概略を示す図である。
光トランシーバ1は、光モジュール10T、10Rと、フレキシブルプリント基板20T、20Rと、回路基板30と、を備える。光モジュール10T、10Rは、本開示の実施形態に係る光モジュール10の一例である。
[光モジュール]
光モジュール10T、10Rは、電気信号と光信号とを相互に変換する。光モジュール10Tは、例えば、TOSA(Transmitter Optical SubAssembly)である。光モジュール10Rは、例えば、ROSA(Receiver Optical SubAssembly)である。
光モジュール10T、10Rは、電気信号と光信号とを相互に変換する。光モジュール10Tは、例えば、TOSA(Transmitter Optical SubAssembly)である。光モジュール10Rは、例えば、ROSA(Receiver Optical SubAssembly)である。
光モジュール10Tは、例えば、ドライバ(駆動回路)11と、送信用光素子12と、を備える。送信用光素子12は、例えば、発光素子あるいは光変調器である。
ドライバ11は、例えば、回路基板30が備えるDSP(Digital Signal Processor)31からの送信信号Tx2に基づいて、送信用光素子12を駆動する駆動信号Tdを送信用光素子12に出力する。
送信用光素子12は、駆動信号Tdに応じて送信光信号Ltを出力する。送信用光素子12から出力された送信光信号Ltは、光ファイバを経由して別の光トランシーバに伝送される。送信用光素子12は、例えば、レーザダイオードあるいはマッハツェンダー型光変調器である。
光モジュール10Rは、例えば、トランスインピーダンスアンプ13と、受信用光素子14と、を備える。トランスインピーダンスアンプ13は、受信用光素子14からの電流信号である受信信号Riを電圧信号である受信信号Rx2に変換して、回路基板30が備えるDSP31に出力する。
受信用光素子14は、例えば、フォトダイオードである。受信用光素子14は、光ファイバを介して別の光トランシーバから受信した受信光信号Lrを受信信号Riに変換する。
光トランシーバ1は、さらに光源15(不図示)を備えていてもよい。光源15は、例えば波長可変レーザである。光源15は、所定のピーク波長を有する連続光(CW光)Lbを生成し、送信用光素子12に出力する。例えば、送信用光素子12が光変調器の場合、光源15から供給されるCW光Lbを駆動信号Tdに応じて変調して送信光信号Ltを生成する。また、受信用光素子14は、90°光ハイブリッドを備えていてもよい。受信用光素子14は、受信光信号LrをCW光Lbと干渉させて生成された光信号から受信信号Riを生成してもよい。
[フレキシブルプリント基板]
フレキシブルプリント基板20T、20Rは、光モジュール10T、10Rと回路基板30とをそれぞれ電気的に接続する。フレキシブルプリント基板20T、20Rは、複数の信号配線を有する。フレキシブルプリント基板20T、20Rの信号配線は、例えば、伝送線路を形成する。例えば、フレキシブルプリント基板20T、20Rは、1つの差動信号を伝送するために、一対の信号配線から成る差動信号配線を備える。差動信号配線は、高速の差動信号を良好な波形品質にて伝送するために、例えば、差動伝送線路を形成する。
フレキシブルプリント基板20T、20Rは、光モジュール10T、10Rと回路基板30とをそれぞれ電気的に接続する。フレキシブルプリント基板20T、20Rは、複数の信号配線を有する。フレキシブルプリント基板20T、20Rの信号配線は、例えば、伝送線路を形成する。例えば、フレキシブルプリント基板20T、20Rは、1つの差動信号を伝送するために、一対の信号配線から成る差動信号配線を備える。差動信号配線は、高速の差動信号を良好な波形品質にて伝送するために、例えば、差動伝送線路を形成する。
[回路基板]
回路基板30は、例えば、光トランシーバ1の内部を制御する制御回路を備える。例えば、制御回路は、光モジュール10T、10Rの動作を制御するための検出回路やマイクロコントローラ等を含む。また、回路基板30は、光トランシーバ1が接続されるホスト(伝送装置)と光トランシーバ1の監視・制御のための通信を行う。さらに、回路基板30は、例えば、ホストとの通信に基づいて、光モジュール10T、10Rを制御する。回路基板30は、ホストからの問合せに応じて光モジュール10T、10Rの動作状態に関する情報をホストに送信する。
回路基板30は、例えば、光トランシーバ1の内部を制御する制御回路を備える。例えば、制御回路は、光モジュール10T、10Rの動作を制御するための検出回路やマイクロコントローラ等を含む。また、回路基板30は、光トランシーバ1が接続されるホスト(伝送装置)と光トランシーバ1の監視・制御のための通信を行う。さらに、回路基板30は、例えば、ホストとの通信に基づいて、光モジュール10T、10Rを制御する。回路基板30は、ホストからの問合せに応じて光モジュール10T、10Rの動作状態に関する情報をホストに送信する。
回路基板30は、例えば、DSP31を備える。DSP31は、ホストから送信される送信信号Tx1をドライバ11への送信信号Tx2に変換する。例えば、DSP31がCDR(Clock Data Recovery)回路を含む場合、送信信号Tx1から波形整形された信号を生成して送信信号Tx2として出力する。また、DSP31は、トランスインピーダンスアンプ13からの受信信号Rx2をホストに送信する受信信号Rx1に変換する。例えば、DSP31がCDR回路を含む場合、受信信号Rx2から波形整形された信号を生成して受信信号Rx1として出力する。DSP31は、例えば、送信信号Tx1および受信信号Rx1を伝達する信号配線とは別に用意された専用の信号配線を介してホストと監視制御のための制御信号Ctl1を送受信する。
次に、光トランシーバ1に用いられる構成について詳細を説明する。なお、図には、説明の便宜のためXYZ直交座標系が示される場合がある。例えば、図面の紙面に対して垂直な座標軸について、座標軸の丸の中にバツ印を示す場合は紙面に対して奥の方向が座標軸の正の領域であることを表す。また、図面の紙面に対して垂直な座標軸について、座標軸の丸の中に黒丸印を示す場合は紙面に対して手前側が座標軸の正の領域であることを表す。ただし、当該座標系は、説明のために主に方向を示すものであって、本開示の光モジュール等の座標および姿勢のそれぞれについて限定するものではない。
なお、本開示では、特に説明しない限り、X軸は光モジュール10T、10Rの端子が並ぶ方向、Y軸は光モジュール10T、10Rの端子の厚み方向、Z軸は光モジュール10T、10Rの端子が延びる方向とする。例えば、送信信号Tx2および受信信号Rx2は、Z軸に沿って回路基板30と光モジュール10T、10Rとの間を伝達される。また、特に断らない限り、各図に示される同一の名称の座標軸は、互いに同一のものを表す。例えば、図2におけるX軸は、図3におけるX軸と同一のものを表している。
[光モジュールアセンブリ]
光モジュールアセンブリ2は、光モジュール10Tまたは10Rと、光モジュール10Tまたは10Rに対応するフレキシブルプリント基板20Tまたは20Rと、を備える。
以下では、光モジュールアセンブリ2が光モジュール10Tとフレキシブルプリント基板20Tとによって構成される場合について説明する。図2は、本実施形態に係る光モジュールアセンブリ2の斜視図である。光モジュールアセンブリ2が備える光モジュール10Tとフレキシブルプリント基板20Tとは、ハンダ付け等により電気的に接続される。
光モジュールアセンブリ2は、光モジュール10Tまたは10Rと、光モジュール10Tまたは10Rに対応するフレキシブルプリント基板20Tまたは20Rと、を備える。
以下では、光モジュールアセンブリ2が光モジュール10Tとフレキシブルプリント基板20Tとによって構成される場合について説明する。図2は、本実施形態に係る光モジュールアセンブリ2の斜視図である。光モジュールアセンブリ2が備える光モジュール10Tとフレキシブルプリント基板20Tとは、ハンダ付け等により電気的に接続される。
[光モジュール]
光モジュール10Tは、ドライバ11および送信用光素子12に加えてパッケージ16を備える。図3は、本実施形態に係る光モジュール10Tの斜視図である。パッケージ16の内部には、例えば、ドライバ11、送信用光素子12、が収容されている。
光モジュール10Tは、ドライバ11および送信用光素子12に加えてパッケージ16を備える。図3は、本実施形態に係る光モジュール10Tの斜視図である。パッケージ16の内部には、例えば、ドライバ11、送信用光素子12、が収容されている。
パッケージ16は、例えば、直方体状の外形を有する。より詳細には、パッケージ16は、基板16aと、載置基板16bと、側壁部16cと、蓋部16dと、を備える。
基板16aは、例えば、光モジュール10Tの外部からの信号を光モジュール10Tの内部に導入する。なお、基板16aは、光モジュール10Tの内部からの信号を光モジュール10Tの外部に出力してもよい。基板16aは、パッケージ16の内部と外部との間で信号を伝達するための信号配線を有する。そのような信号配線をフィードスルーともいう。また、そのような信号配線を有する基板16aのことをフィードスルーということがある。
基板16aは、例えば、セラミック基板である。基板16aは、表面および内部に配線層を有する多層配線基板である。基板16aは、例えば、配線層と配線層の間にセラミックで形成される絶縁層を有する。光モジュール10Tは、基板16aに端子部10aを有する。配線層には、送信信号Tx2や受信信号Rx2を伝達するための信号配線、グランド線および内部に電力を供給するための電源線等が設けられる。端子部10aは、例えば、基板16aの表面の配線層(第1配線層)に設けられる。
載置基板16bは、四角の平板状の外形を有する。載置基板16bは、例えば、XZ平面に平行な上面を有する。載置基板16bの上面には、例えば、光モジュール10Tが備えるドライバ11および送信用光素子12が載置される。載置基板16bは、側壁部16cの下側(-Y側)を閉塞する。載置基板16bは、例えば、側壁部16cの下側と接合されているか、側壁部16cと一体で形成されている。
側壁部16cは、パッケージ16の側壁を形成する。側壁部16cは、YZ面に平行な一対の側壁(以下、横壁という)と、XY面に平行な一対の側壁(以下、前壁および後壁という)と、を有する。前壁には基板16aが設けられている。後壁は、Z軸方向において前壁の反対側に位置する。後壁には、例えば、送信光信号Ltを外部に出力するための光学部品(不図示)が設けられている。前壁および後壁は、それぞれ一対の横壁と接続されている。一対の横壁、前壁および後壁は、内側に空間(内部空間)を構成する。内部空間は、XZ平面において一対の横壁、前壁および後壁によって周囲を囲まれている。内部空間には、光モジュール10Tが備えるドライバ11および送信用光素子12が収容される。
蓋部16dは、側壁部16cの上側(+Y側)を閉塞する。例えば、蓋部16dは、側壁部16cの上側と接合される。蓋部16dは、例えば、金属製のリッドであり、シーム溶接によって側壁部16cの上部に接合される。内部空間は、基板16a、載置基板16b、側壁部16cおよび蓋部16dにより画成される。例えば、内部空間がパッケージ16の外部から隔絶されるように、パッケージ16は、気密封止される。なお、光モジュール10Rは、光モジュール10Tのパッケージ16と同様のパッケージを有し、そのパッケージの内部空間にトランスインピーダンスアンプ13および受信用光素子14を収容する。光モジュール10Rのパッケージについての説明は省略する。
[フレキシブルプリント基板]
フレキシブルプリント基板20Tの構成について詳細を説明する。図4は、本実施形態に係るフレキシブルプリント基板20Tの上面図である。具体的には、図4は、フレキシブルプリント基板20TをY軸の正の領域からY軸の負の領域に向かって見たときの上面図である。図5は、本実施形態に係るフレキシブルプリント基板20Tの下面図である。具体的には、図5は、フレキシブルプリント基板20TをY軸の負の領域からY軸の正の領域に向かって見たときの上面図である。なお、フレキシブルプリント基板20Rは、フレキシブルプリント基板20Tの構成と同様の構成を有する。フレキシブルプリント基板20Rについては詳細な説明を省略する。
フレキシブルプリント基板20Tの構成について詳細を説明する。図4は、本実施形態に係るフレキシブルプリント基板20Tの上面図である。具体的には、図4は、フレキシブルプリント基板20TをY軸の正の領域からY軸の負の領域に向かって見たときの上面図である。図5は、本実施形態に係るフレキシブルプリント基板20Tの下面図である。具体的には、図5は、フレキシブルプリント基板20TをY軸の負の領域からY軸の正の領域に向かって見たときの上面図である。なお、フレキシブルプリント基板20Rは、フレキシブルプリント基板20Tの構成と同様の構成を有する。フレキシブルプリント基板20Rについては詳細な説明を省略する。
フレキシブルプリント基板20Tは、Z軸方向に沿って延在する。フレキシブルプリント基板20Tは、例えば、延在する方向(Z軸方向)の両端で同様の形状を有する。なお、両端での形状が異なっていてもよい。図4および図5では、フレキシブルプリント基板20Tの光モジュール10Tと接続する側(Z軸の負側)の端部について示し、フレキシブルプリント基板20Tの光モジュール10Tと接続する側の反対側(Z軸の正側)の端部については説明を省略する。
フレキシブルプリント基板20Tは、絶縁層Lmの上面LmS1に一対の信号配線WaS1pおよび信号配線WaS1nを有する。一対の信号配線WaS1pおよび信号配線WaS1nは、上面の配線層の一部として形成される。信号配線WaS1pおよび信号配線WaS1nのそれぞれは、Z軸方向に沿って延在する。信号配線WaS1pおよび信号配線WaS1nには、差動信号が伝送される。信号配線WaS1pおよび信号配線WaS1nは、例えば、伝送線路として形成される。
フレキシブルプリント基板20Tは、絶縁層Lmの上面LmS1における光モジュール10Tと接続する側の端部に、信号配線WaS1pと接続する信号端子FaS1pを有する。フレキシブルプリント基板20Tは、上面LmS1における光モジュール10Tと接続する側の端部に、信号配線WaS1nと接続する信号端子FaS1nを有する。信号端子FaS1pと信号端子FaS1nとをまとめて差動信号端子FaS1という場合がある。
同様に、フレキシブルプリント基板20Tは、絶縁層Lmの上面LmS1に一対の信号配線WaS2pおよび信号配線WaS2nを有する。一対の信号配線WaS2pおよび信号配線WaS2nは、上面の配線層の一部として形成される。信号配線WaS2pおよび信号配線WaS2nのそれぞれは、Z軸方向に沿って延在する。信号配線WaS2pおよび信号配線WaS2nには、信号配線WaS1pおよび信号配線WaS1nが伝送する差動信号とは異なる差動信号が伝送される。信号配線WaS2pおよび信号配線WaS2nは、例えば、伝送線路として形成される。フレキシブルプリント基板20Tは、上面LmS1における光モジュール10Tと接続する側の端部に、信号配線WaS2pと接続する信号端子FaS2pと、信号配線WaS2nと接続する信号端子FaS2nと、を有する。信号端子FaS2pと信号端子FaS2nとをまとめて差動信号端子FaS2という場合がある。
また、フレキシブルプリント基板20Tは、上面LmS1に一対の信号配線WaS3pおよび信号配線WaS3nと、一対の信号配線WaS4pおよび信号配線WaS4nと、を有する。一対の信号配線WaS3pおよび信号配線WaS3nは、一対の信号配線WaS1pおよび信号配線WaS1nと同様の構成を有する。一対の信号配線WaS4pおよび信号配線WaS4nは、一対の信号配線WaS1pおよび信号配線WaS1nと同様の構成を有する。一対の信号配線WaS3pおよび信号配線WaS3nと、一対の信号配線WaS4pおよび信号配線WaS4nと、については詳細な説明を省略する。
さらに、フレキシブルプリント基板20Tは、信号配線WaS3pと接続する信号端子FaS3pおよび信号配線WaS3nと接続する信号端子FaS3nと、信号配線WaS4pと接続する信号端子FaS4pおよび信号配線WaS4nと接続する信号端子FaS4nと、を有する。信号端子FaS3pおよび信号端子FaS3nと、信号端子FaS4pおよび信号端子FaS4nと、については詳細な説明を省略する。
信号配線WaS1p、信号配線WaS1n、信号配線WaS2p、信号配線WaS2n、信号配線WaS3p、信号配線WaS3n、信号配線WaS4pおよび信号配線WaS4nは、X軸の負側から順に上面LmS1に並んで配置される。フレキシブルプリント基板20Tは、上面LmS1に、信号配線WaS1p、信号配線WaS1nおよび他の信号配線を覆うように、絶縁被覆Lgaを有する。絶縁被覆Lgaは、絶縁性を有する材料で形成され、例えば、各信号配線が他の配線等と電気的に接触することや信号配線が外部との接触によって傷つくことを防ぐ。絶縁被覆Lgaは、例えば、カバーレイであってもよいし、ソルダーレジストであってもよい。
フレキシブルプリント基板20Tは、光モジュール10Tと接続する側の端部におけるX軸の負側の端部に、グランドパターンFaG1を有する。また、フレキシブルプリント基板20Tは、信号端子FaS1nと信号端子FaS2pとの間、いいかえると、差動信号端子FaS1と差動信号端子FaS2との間に、グランドパターンFaG2を有する。同様に、フレキシブルプリント基板20Tは、信号端子FaS2nと信号端子FaS3pとの間、いいかえると、差動信号端子FaS2と差動信号端子FaS3との間に、グランドパターンFaG3を有する。また、フレキシブルプリント基板20Tは、信号端子FaS3nと信号端子FaS4pとの間、いいかえると、差動信号端子FaS3と差動信号端子FaS4との間に、グランドパターンFaG4を有する。光モジュール10Tと接続する側の端部におけるX軸の正側の端部に、グランドパターンFaG5を有する。
フレキシブルプリント基板20Tは、絶縁層Lmの下面LmS2にグランドパターンWbGを有する。グランドパターンWbGは、X軸方向およびZ軸方向に延在する平面状のパターンであり、例えば、いわゆるベタパターンとして形成される。グランドパターンWbGは、下面LmS2の配線層の一部として形成される。また、フレキシブルプリント基板20Tは、絶縁層Lmの下面LmS2における光モジュール10Tと接続する側の端部に、X軸の負側から順に、グランド端子FbG1、グランド端子FbG2、グランド端子FbG3、グランド端子FbG4およびグランド端子FbG5を有する。グランド端子FbG1、グランド端子FbG2、グランド端子FbG3、グランド端子FbG4およびグランド端子FbG5のそれぞれは、Z軸方向に沿って延在してグランドパターンWbGに接続される。なお、X軸方向に沿って配置されるグランド端子FbG1、信号端子FbS1p、信号端子FbS1nおよびグランド端子FbG2による構成をGSSG構成ともいう。ここで、Sは信号配線(信号端子)を意味し、Gはグランド配線(グランド端子)を意味する。
グランドパターンFaG1は、スルーホールビア(以下、単にビアという)を介してグランド端子FbG1と電気的に接続される。図4および図5に示される円は、ビアを表している。ビアは、Y軸方向に沿って絶縁層Lmを貫通し、上面LmS1の配線層と下面LmS2の配線層とを電気的に接続するよう内部はメッキが施されている。同様に、グランドパターンFaG2は、ビアを介してグランド端子FbG2と電気的に接続される。グランドパターンFaG3、グランドパターンFaG4およびグランドパターンFaG5についても同様に、ビアを介してそれぞれグランド端子FbG3、グランド端子FbG4およびグランド端子FbG5と電気的に接続される。
フレキシブルプリント基板20Tは、グランド端子FbG1とグランド端子FbG2との間に、信号端子FbS1pおよび信号端子FbS1nを有する。信号端子FbS1pは、信号端子FaS1pとビアを介して電気的に接続される。信号端子FbS1nは、信号端子FaS1nとビアを介して電気的に接続される。
同様に、フレキシブルプリント基板20Tは、グランド端子FbG2とグランド端子FbG3との間に、信号端子FbS2pおよび信号端子FbS2nを有する。信号端子FbS2pは、信号端子FaS2pとビアを介して電気的に接続される。信号端子FbS2nは、信号端子FaS2nとビアを介して電気的に接続される。
また、フレキシブルプリント基板20Tは、グランド端子FbG3とグランド端子FbG4との間に、信号端子FbS3pおよび信号端子FbS3nを有する。信号端子FbS3pは、信号端子FaS3pとビアを介して電気的に接続される。信号端子FbS3nは、信号端子FaS3nとビアを介して電気的に接続される。
さらに、フレキシブルプリント基板20Tは、グランド端子FbG4とグランド端子FbG5との間に、信号端子FbS4pおよび信号端子FbS4nを有する。信号端子FbS4pは、信号端子FaS4pとビアを介して電気的に接続される。信号端子FbS4nは、信号端子FaS4nとビアを介して電気的に接続される。
フレキシブルプリント基板20Tは、下面LmS2に、グランドパターンWbGを覆うように、絶縁被覆Lgbを有する。絶縁被覆Lgbは、絶縁性を有する材料で形成され、例えば、グランドパターンが他の配線等と電気的に接触することやグランドパターンが外部との接触によって傷つくことを防ぐ。絶縁被覆Lgbは、例えば、カバーレイであってもよいし、ソルダーレジストであってもよい。なお、絶縁被覆Lgbは、信号端子FbS1pおよび信号端子FbS1n等の配線層を露出させる必要がある部分以外を覆っていてもよい。
フレキシブルプリント基板20Tにおいて、信号配線WaS1pおよび信号配線WaS1nと、グランドパターンWbGとは、伝送線路を構成する。同様に、信号配線WaS2pおよび信号配線WaS2n、信号配線WaS3pおよび信号配線WaS3n並びに信号配線WaS4pおよび信号配線WaS4nと、グランドパターンWbGとは、伝送線路を構成する。伝送線路は、例えば、マイクロストリップラインであってもよく、グランデッドコプレーナ線路であってもよい。
フレキシブルプリント基板20Tの下面LmS2に形成される複数のグランド端子および複数の信号端子は、光モジュール10Tの端子部10aに形成されるグランド端子および複数の信号端子にハンダにより接続される。このとき、フレキシブルプリント基板20Tのグランド端子は、光モジュール10Tのグランド端子と一対一で接続され、フレキシブルプリント基板20Tの複数の信号端子は、それぞれに対応する光モジュール10Tの複数の信号端子と一対一で接続される。
フレキシブルプリント基板20Tと光モジュール10Tとを接続する際には、接続部分での信号の反射を低減するために、フレキシブルプリント基板20Tと光モジュール10Tとの間でインピーダンスが整合するように接続する。なお、フレキシブルプリント基板20Tの上下が反転した状態で、フレキシブルプリント基板20Tの上面LmS1に形成される複数のグランド端子および複数の信号端子が、光モジュール10Tの端子部10aに形成される対応するグランド端子および複数の信号端子にハンダにより接続されてもよい。フレキシブルプリント基板20Tの上下を反転した場合には、差動信号端子FaS1、FaS2、FaS3、FaS4のX軸方向の順番は上下を反転する前と反対になるが、フレキシブルプリント基板20Tの複数の信号端子と光モジュール10Tの複数の信号端子とが互いに正しく対応するように適宜差動信号の順番を入れ替えればよい。
<基板16aの詳細>
光モジュール10Tの端子部10aを構成する基板16aについて詳細を説明する。図6は、本実施形態に係る光モジュール10Tの端子部10aの上面図である。具体的には、図6は、光モジュール10TをY軸の正の領域からY軸の負の領域に向かって見たときの(あるいは、Y軸方向からの平面視における)上面図である。
光モジュール10Tの端子部10aを構成する基板16aについて詳細を説明する。図6は、本実施形態に係る光モジュール10Tの端子部10aの上面図である。具体的には、図6は、光モジュール10TをY軸の正の領域からY軸の負の領域に向かって見たときの(あるいは、Y軸方向からの平面視における)上面図である。
光モジュール10Tは、端子部10aに、より具体的には基板16aの上面16aSに、X軸の負側の端からX軸の正側に向かって順に、グランド端子TaG1、信号端子TaS1p、信号端子TaS1nおよびグランド端子TaG2を有する。グランド端子TaG1、信号端子TaS1p、信号端子TaS1nおよびグランド端子TaG2は、上面16aSの配線層の一部として形成される。信号端子TaS1pおよび信号端子TaS1nのそれぞれは、Z軸方向に沿って延在する。信号端子TaS1pおよび信号端子TaS1nをまとめて差動信号端子TaS1という場合がある。なお、X軸方向に沿って配置されるグランド端子TaG1、信号端子TaS1p、信号端子TaS1nおよびグランド端子TaG2による構成は、GSSG構成の一例である。
また、光モジュール10Tは、上面16aSに、グランド端子TaG2に隣接してX軸の正側に向かって順に、信号端子TaS2p、信号端子TaS2nおよびグランド端子TaG3を有する。信号端子TaS2pおよび信号端子TaS2nのそれぞれは、Z軸方向に沿って延在する。信号端子TaS2pおよび信号端子TaS2nをまとめて差動信号端子TaS2という場合がある。なお、X軸方向に沿って配置されるグランド端子TaG2、信号端子TaS2p、信号端子TaS2nおよびグランド端子TaG3による構成は、GSSG構成の一例である。このように、このGSSG構成と上述のGSSG構成とは、端のグランド端子(G)を互いに共有して構成されてもよい。したがって、例えば、GSSGSSGと表記されるように構成されてもよい。
さらに、光モジュール10Tは、上面16aSに、グランド端子TaG3に隣接してX軸の正側に向かって順に、信号端子TaS3p、信号端子TaS3nおよびグランド端子TaG4を有する。信号端子TaS3pおよび信号端子TaS3nのそれぞれは、Z軸方向に沿って延在する。信号端子TaS3pおよび信号端子TaS3nをまとめて差動信号端子TaS3という場合がある。X軸方向に沿って配置されるグランド端子TaG3、信号端子TaS3p、信号端子TaS3nおよびグランド端子TaG4による構成は、GSSG構成の一例である。X軸方向に沿って配置されるグランド端子TaG3、信号端子TaS3p、信号端子TaS3nおよびグランド端子TaG4による構成は、グランド端子TaG2、信号端子TaS2p、信号端子TaS2nおよびグランド端子TaG3による構成と同じ形状や間隔等を有していてもよい。
さらにまた、光モジュール10Tは、上面16aSに、グランド端子TaG4に隣接してX軸の正側に向かって順に、信号端子TaS4p、信号端子TaS4n、グランド端子TaG5を有する。信号端子TaS4pおよび信号端子TaS4nのそれぞれは、Z軸方向に沿って延在する。信号端子TaS4pおよび信号端子TaS4nをまとめて差動信号端子TaS4という場合がある。X軸方向に沿って配置されるグランド端子TaG4、信号端子TaS4p、信号端子TaS4nおよびグランド端子TaG5による構成は、GSSG構成の一例である。
グランド端子TaG1、グランド端子TaG2、グランド端子TaG3、グランド端子TaG4およびグランド端子TaG5のそれぞれは、上面16aSにおいてZ軸方向に沿って延在する。なお、各グランド端子のX軸方向の長さ(幅)、X軸方向の間隔(ピッチ)およびZ軸方向の長さは、互いに同じ値に設定されていてもよい。例えば、グランド端子TaG1およびグランド端子TaG2の間隔は、グランド端子TaG2およびグランド端子TaG3の間隔と同じ値に設定されてもよい。基板16aは、Y軸方向からの平面視においてグランド端子TaG2の内側に、後述する第2配線層L2のグランドパターンTcGによって底面が構成される溝部G2hを含む。同様に、基板16aは、グランド端子TaG3の内側に、グランドパターンTcGによって底面が構成される溝部G3hを含む。また、基板16aは、グランド端子TaG4の内側に、グランドパターンTcGによって底面が構成される溝部G4hを含む。
図7は、本実施形態に係る光モジュール10Tの基板16aの斜視図である。図7において、基板16aの絶縁層は透明として配線層およびビアを実線にて描いている。図8は、本実施形態に係る光モジュール10Tの端子部10aについて、図6の領域Aを拡大した上面図である。具体的には、図8は、光モジュール10Tの端子部をY軸の正の領域からY軸の負の領域に向かって見たときの上面図である。
図9は、図8のI-I断面における断面図である。具体的には、光モジュール10Tの端子部10aを図8のI-I断面で切断し、X軸の正の領域からX軸の負の領域に向かって見たときの断面図である。さらに、図9は、光モジュール10Tの端子部10aにフレキシブルプリント基板20Tを接続した状態を示す図である。
基板16aは、基板16aの上面16aSに設けられる第1配線層(表面配線層)L1と、第1配線層L1との間に第1絶縁層Li1を含む第2配線層(中間配線層)L2と、第2配線層L2との間に第2絶縁層Li2を含む第3配線層(内部配線層)L3と、を有する。すなわち、第3配線層L3、第2絶縁層Li2、第2配線層L2、第1絶縁層Li1および第1配線層L1は、この順にY軸方向に沿ってY軸の負の領域からY軸の正の領域に向かって積層されている。第1配線層L1、第2配線層L2および第3配線層L3は、XZ平面に平行に形成されている。第1配線層L1、第2配線層L2および第3配線層L3は、導電性を有する金属(例えば、銅箔)によって形成されている。
(第1配線層)
基板16aは、第1配線層L1に、グランド端子として、グランド端子TaG1、グランド端子TaG2、グランド端子TaG3、グランド端子TaG4およびグランド端子TaG5を有する。また、基板16aは、第1配線層L1に、信号端子として、信号端子TaS1p、信号端子TaS1n、信号端子TaS2p、信号端子TaS2n、信号端子TaS3p、信号端子TaS3n、信号端子TaS4pおよび信号端子TaS4nを有する。信号端子TaS1pおよび信号端子TaS1nは、1つの差動信号を伝達するために使用される。図6は、4つの差動信号が互いに並行して伝達される場合の実施形態の一例を示している。1つの差動信号あるいは1つの差動信号配線を、チャネルともいう。すなわち、図6は、4チャネルを扱う場合の実施形態の一例を示している。1つのチャネルのみ扱う場合には、第1配線層L1は、少なくともグランド端子TaG1、信号端子TaS1p、信号端子TaS1nおよびグランド端子TaG2を有していればよい。その場合に、グランド端子TaG1、信号端子TaS1p、信号端子TaS1nおよびグランド端子TaG2は、上述のGSSG構成となるように構成されてもよい。また、2つのチャネルを扱う場合には、第1配線層L1は、少なくともグランド端子TaG1、信号端子TaS1p、信号端子TaS1n、グランド端子TaG2、信号端子TaS2p、信号端子TaS2nおよびグランド端子TaG3、を有していればよい。その場合に、グランド端子TaG1、信号端子TaS1p、信号端子TaS1n、グランド端子TaG2、信号端子TaS2p、信号端子TaS2nおよびグランド端子TaG3は、上述のGSSGSSG構成となるように構成されてもよい。
基板16aは、第1配線層L1に、グランド端子として、グランド端子TaG1、グランド端子TaG2、グランド端子TaG3、グランド端子TaG4およびグランド端子TaG5を有する。また、基板16aは、第1配線層L1に、信号端子として、信号端子TaS1p、信号端子TaS1n、信号端子TaS2p、信号端子TaS2n、信号端子TaS3p、信号端子TaS3n、信号端子TaS4pおよび信号端子TaS4nを有する。信号端子TaS1pおよび信号端子TaS1nは、1つの差動信号を伝達するために使用される。図6は、4つの差動信号が互いに並行して伝達される場合の実施形態の一例を示している。1つの差動信号あるいは1つの差動信号配線を、チャネルともいう。すなわち、図6は、4チャネルを扱う場合の実施形態の一例を示している。1つのチャネルのみ扱う場合には、第1配線層L1は、少なくともグランド端子TaG1、信号端子TaS1p、信号端子TaS1nおよびグランド端子TaG2を有していればよい。その場合に、グランド端子TaG1、信号端子TaS1p、信号端子TaS1nおよびグランド端子TaG2は、上述のGSSG構成となるように構成されてもよい。また、2つのチャネルを扱う場合には、第1配線層L1は、少なくともグランド端子TaG1、信号端子TaS1p、信号端子TaS1n、グランド端子TaG2、信号端子TaS2p、信号端子TaS2nおよびグランド端子TaG3、を有していればよい。その場合に、グランド端子TaG1、信号端子TaS1p、信号端子TaS1n、グランド端子TaG2、信号端子TaS2p、信号端子TaS2nおよびグランド端子TaG3は、上述のGSSGSSG構成となるように構成されてもよい。
グランド端子および信号端子のそれぞれは、導電性を有する部材により形成される。グランド端子および信号端子のそれぞれは、Z軸方向に沿って延在する。グランド端子は、X軸方向に横幅W1(図8参照)を有する。グランド端子TaG2は、溝部G2h部分に開口を有する。同様に、グランド端子TaG3は、溝部G3h部分に開口を有する。グランド端子TaG4は、溝部G4h部分に開口を有する。信号端子の横幅、一対の信号端子間の距離および信号端子とグランド端子との距離は、絶縁層のY軸方向の厚さ、絶縁層の比誘電率等に応じて差動伝送線路が形成されるように決められる。なお、一方で、光モジュール10Tの小型化あるいは高密度実装のためには、端子部10aのX軸方向の長さ(例えば、光モジュール10Tの横幅Wに等しい)は、小さい値となることが好ましい(図6参照)。したがって、グランド端子の横幅W1、信号端子の横幅、一対の信号端子間の距離および信号端子とグランド端子との距離は、小さい値とされることが好ましい。
(第1絶縁層)
基板16aは、第1配線層L1および第2配線層L2との間に、第1絶縁層Li1を有する。第1絶縁層Li1は、例えば、セラミック材料を含むグリーンシートとして成形され、焼結によって形成される。第1絶縁層Li1は、絶縁性を有する材料によって形成され、第1配線層L1と第2配線層L2とを電気的に絶縁する。第1絶縁層Li1の厚さt1は、例えば、100から300マイクロメートルである。なお、基板16aには、第1配線層L1に設けられた配線あるいは端子と第2配線層L2に設けられた配線とを電気的に接続するために第1絶縁層Li1を貫通するビアが設けられる。ビアについては、後述する。
基板16aは、第1配線層L1および第2配線層L2との間に、第1絶縁層Li1を有する。第1絶縁層Li1は、例えば、セラミック材料を含むグリーンシートとして成形され、焼結によって形成される。第1絶縁層Li1は、絶縁性を有する材料によって形成され、第1配線層L1と第2配線層L2とを電気的に絶縁する。第1絶縁層Li1の厚さt1は、例えば、100から300マイクロメートルである。なお、基板16aには、第1配線層L1に設けられた配線あるいは端子と第2配線層L2に設けられた配線とを電気的に接続するために第1絶縁層Li1を貫通するビアが設けられる。ビアについては、後述する。
(第2配線層)
基板16aは、第2配線層L2に、グランド端子TaG1の下にグランドパターンTbG1を有する。同様に、基板16aは、グランド端子TaG2の下にグランドパターンTbG2、グランド端子TaG3の下にグランドパターンTbG3、グランド端子TaG4の下にグランドパターンTbG4およびグランド端子TaG5の下にグランドパターンTbG5を有する。グランドパターンTbG2は、溝部G2h部分が貫通する穴を有する。同様に、グランドパターンTbG3は、溝部G3h部分が貫通する穴を有する。グランドパターンTbG4は、溝部G4h部分が貫通する穴を有する。
基板16aは、第2配線層L2に、グランド端子TaG1の下にグランドパターンTbG1を有する。同様に、基板16aは、グランド端子TaG2の下にグランドパターンTbG2、グランド端子TaG3の下にグランドパターンTbG3、グランド端子TaG4の下にグランドパターンTbG4およびグランド端子TaG5の下にグランドパターンTbG5を有する。グランドパターンTbG2は、溝部G2h部分が貫通する穴を有する。同様に、グランドパターンTbG3は、溝部G3h部分が貫通する穴を有する。グランドパターンTbG4は、溝部G4h部分が貫通する穴を有する。
なお、第2配線層L2において、信号端子TaS1p、信号端子TaS1n、信号端子TaS2p、信号端子TaS2n、信号端子TaS3p、信号端子TaS3n、信号端子TaS4pおよび信号端子TaS4nのそれぞれの下には、電極等の導電性部材は設けられていない。この電極等の導電性部材のない領域では、第1絶縁層と第2絶縁層とが互いに接触して形成されている。
(第2絶縁層)
基板16aは、第2配線層L2および第3配線層L3との間に、第2絶縁層Li2を有する。第2絶縁層Li2は、例えば、セラミック材料を含むグリーンシートとして成形され、焼結によって形成される。第2絶縁層Li2は、絶縁性を有する材料によって形成され、第2配線層L2と第3配線層L3とを電気的に絶縁する。第2絶縁層Li2の厚さt2は、例えば、100から300マイクロメートルである。なお、第2絶縁層Li2には、第2配線層L2に設けられた配線と第3配線層L3に設けられた配線とを電気的に接続するためにビアが設けられる。
基板16aは、第2配線層L2および第3配線層L3との間に、第2絶縁層Li2を有する。第2絶縁層Li2は、例えば、セラミック材料を含むグリーンシートとして成形され、焼結によって形成される。第2絶縁層Li2は、絶縁性を有する材料によって形成され、第2配線層L2と第3配線層L3とを電気的に絶縁する。第2絶縁層Li2の厚さt2は、例えば、100から300マイクロメートルである。なお、第2絶縁層Li2には、第2配線層L2に設けられた配線と第3配線層L3に設けられた配線とを電気的に接続するためにビアが設けられる。
(第3配線層)
基板16aは、第3配線層L3に、グランド端子TaG1の下からグランド端子TaG5の下まで、X軸方向にわたって設けられるグランドパターンTcGを有する。したがって、グランドパターンTcGはY軸方向およびX軸方向に沿って延在する。グランドパターンTcGは、いわゆるベタパターン(ベタグランド)であってもよい。Y軸方向からの平面視において、グランド端子TaG1、TaG2、TaG3、TaG4およびTaG5はグランドパターンTbG3の中に含まれる。グランドパターンTcGは、溝部G2h、溝部G3hおよび溝部G4hのそれぞれの底面を構成する。
基板16aは、第3配線層L3に、グランド端子TaG1の下からグランド端子TaG5の下まで、X軸方向にわたって設けられるグランドパターンTcGを有する。したがって、グランドパターンTcGはY軸方向およびX軸方向に沿って延在する。グランドパターンTcGは、いわゆるベタパターン(ベタグランド)であってもよい。Y軸方向からの平面視において、グランド端子TaG1、TaG2、TaG3、TaG4およびTaG5はグランドパターンTbG3の中に含まれる。グランドパターンTcGは、溝部G2h、溝部G3hおよび溝部G4hのそれぞれの底面を構成する。
なお、第1絶縁層Li1および第2絶縁層Li2をまとめて絶縁層という場合がある。すなわち、第3配線層(内部配線層)L3は、第1配線層(表面配線層)L1との間に絶縁層を含む。なお、基板16aは、第3配線層L3の下側、すなわち、第3配線層L3と基板16aの下面にも絶縁層を含んでいる。したがって、第3配線層L3は、Y軸方向に沿って絶縁層に挟まれて形成されている。
(溝部)
次に溝部について関連する図を参照しながら詳細に説明する。なお、溝部G2h、溝部G3hおよび溝部G4hは、いずれも同様の構成を有していることから、ここでは、グランド端子TaG3の溝部G3hを例に図8および図9を用いて説明する。
次に溝部について関連する図を参照しながら詳細に説明する。なお、溝部G2h、溝部G3hおよび溝部G4hは、いずれも同様の構成を有していることから、ここでは、グランド端子TaG3の溝部G3hを例に図8および図9を用いて説明する。
グランド端子TaG3は、基板16aに垂直な方向(Y軸方向)から見たとき(すなわち、Y軸方向からの平面視において)、信号端子TaS2nと信号端子TaS3pとの間に配置される。なお、グランド端子TaG3は、差動信号端子TaS2と差動信号端子TaS3との間に設けられている(図6参照)。溝部G3hは、Y軸方向からの平面視において、グランド端子TaG3の内側に設けられる。溝部G3hは、Y軸方向に沿って、第1配線層L1から第3配線層L3まで、第1絶縁層Li1、第2配線層L2および第2絶縁層Li2を貫通する穴として設けられる。溝部G3hは、例えば、基板16aの製造工程において、第1絶縁層Li1および第2絶縁層Li2のそれぞれに対応するグリーンシートの層を所定の形状となるように金型で打ち抜くことで形成される。図9に示すように、溝部G3hの内部には、はんだSLDが充填される。グランド端子TaG3は、はんだSLDと電気的に接続されている。はんだSLDは、端子部10aのグランド端子TaG3がフレキシブルプリント基板20Tのグランド端子FbG3に電気的に接続されることにより、電位がグランド電位となる。したがって、溝部G3hは、信号端子TaS2nおよび信号端子TaS3pの互いの電磁気による影響を遮断するシールドとして作用する。はんだSLDには、溝部G3hの内部に充填されていてX軸方向に沿って電磁場が漏洩する空間がないことから、高速信号に対しても十分な遮断効果を有する。
本実施形態に係る光モジュール10Tのパッケージ16によれば、間にグランド端子を挟んで設けられた2つの信号端子において、一方の信号端子で発生した電磁場が、グランド端子の部分から漏れて、他方の信号端子に伝わることを防止できる。すなわち、本実施形態に係る光モジュールによれば、隣接する信号端子間のクロストークを抑制できる。溝部の内部がはんだによって充填され、溝部内のはんだがグランド電位とされることによって2つの信号端子間に電磁界に対するシールドが形成され、一方の信号端子で発生した電磁場は他方の信号端子に広がらないようより確実に遮断される。
例えば、比較例の一つとして、グランド端子TaG3をグランドパターンTbG3およびグランドパターンTcGと電気的に接続するためにY軸方向に延びるビアを設けることが考えられる。例えば、図11Aに示すように、グランドパターンTbG3についてグランドパターンTcGと接続するためのビアVb1、Vb2、Vb3を設けた場合、グランドパターンTbG3は、ビアVb1、Vb2、Vb3のそれぞれの中心を通る直線を中心線としてX軸方向に横幅W11を有する。横幅W11は、例えば、パッケージの製造上の制約によって決まる値(最小値)に設定される。ビアVb1、Vb2、Vb3は、一定の間隔pbでZ軸方向に沿って配置されている。間隔pbは、例えば、パッケージの製造上の制約によって決まる値(最小値)に設定される。このように設けられたビアVb1、Vb2、Vb3によっても、信号の速度が比較的遅い場合には互いに隣接する信号端子TaS2nおよび信号端子TaS3p間のクロストークを低減する効果を期待できる。しかし、信号速度が速くなると高い周波数(例えば、30GHz以上)の周波数成分が十分に遮断されなくなり、クロストークが起こり得る。
そのような高速の信号に対して、上記比較例の変形例として、図11Bに示すように、一定の間隔pb1でZ軸方向に沿って一列に配置されるビアVb11、Vb12、Vb13と、同様に一定の間隔pb2でZ軸方向に沿って一列に配置されるビアVb21、Vb22、Vb23と、をX軸方向に沿って並べて配置することが考えられる。このとき、ビアVb11およびビアVb21は、Z軸方向において同じ位置に配置される。ビアVb12およびビアVb22、ビアVb13およびビアVb23についても同様に同じ位置に配置される。ビアVb11、Vb12、Vb13の列とビアVb21、Vb22、Vb23の列との間隔pbは、例えば、パッケージの製造上の制約によって決まる値(最小値)に設定される。このとき、グランドパターンTbG3は、X軸方向に横幅W12を有する。横幅W12は、比較例の横幅W11に対してW12≧W11+pbと表される。なお、この比較例の変形例において、X軸方向にビアの数が2倍に増えることによって上述の比較例と比べて相対的にクロストークを低減する効果が向上することが期待できる。しかし、それでも高い周波数(例えば、30GHz以上)の周波数成分を十分に遮断することはできない。
ところで、本開示の実施形態に係る光モジュール10Tにおいて、溝部G3hが設けられたグランドパターンTb3Gの横幅W1(図8参照)は、上述の比較例の横幅W11よりも大きくなるが、上述の変形例の横幅W12より小さくすることができる。横幅W1は、端子部10aのX軸方向の長さ(図6の横幅Wに相当)を小さくして光モジュール10Tを小型化するために、小さいことが好ましい。上述したように、溝部G3hに充填されたはんだによってX軸方向に沿って電磁場が漏洩する隙間がなくシールドが形成されるため、高い周波数(例えば、30GHz以上)の周波数成分を十分に遮断することができる。したがって、本開示の実施形態に係る光モジュール10Tによって、横幅W1の増大を抑えながらも隣接する信号端子間のクロストークをより確実に低減することができる。
なお、Z軸方向が第1方向の一例、X軸方向が第1方向に交差する第2方向の一例、である。また、例えば、グランド端子TaG3を第1グランド端子として例示すると、信号端子TaS2nが第1信号端子の一例、信号端子TaS3pが第2信号端子の一例である。さらに、グランドパターンTcGがグランドパターンの一例、である。
<変形例1>
図10は、本実施形態に係る光モジュール10Tのパッケージ16の変形例であるパッケージ16Aを示す図である。パッケージ16Aは、パッケージ16が有する基板16aに換えて基板16aAを備える点においてパッケージ16と相違している。
図10は、本実施形態に係る光モジュール10Tのパッケージ16の変形例であるパッケージ16Aを示す図である。パッケージ16Aは、パッケージ16が有する基板16aに換えて基板16aAを備える点においてパッケージ16と相違している。
基板16aAは、Z軸方向に垂直な端面16aAS1を備える。パッケージ16Aは、基板16aAを有し、基板16aAは、グランド端子TaG1A、TaG2A、TaG3A、TaG4AおよびTaG5Aを有する。グランド端子TaG1A、TaG2A、TaG3A、TaG4AおよびTaG5Aは、端面16aAS1まで延びて設けられる。グランド端子TaG2Aにおいて、溝部G2hAは、Y軸方向からの平面視において、グランド端子TaG2Aの内側にて端面16aAS1まで延びて設けられる。溝部G2hAのYZ平面に平行な側面は、導電性を有する金属材料によってメタライズされてメタライズ層GM2が形成される。同様に、グランド端子TaG3Aにおいて、溝部G3hAは、Y軸方向からの平面視において、グランド端子TaG3Aの内側にて端面16aAS1まで延びて設けられる。溝部G3hAのYZ平面に平行な側面は、導電性を有する金属材料によってメタライズされてメタライズ層GM3が形成される。また、グランド端子TaG4Aにおいて、溝部G4hAは、Y軸方向からの平面視において、グランド端子TaG4Aの内側にて端面16aAS1まで延びて設けられる。溝部G4hAのYZ平面に平行な側面は、導電性を有する金属材料によってメタライズされてメタライズ層GM4が形成される。
溝部G2hA、溝部G3hAおよび溝部G4hAのそれぞれが、Z軸方向に沿って端面16aAS1まで形成されることにより、信号端子からのX軸方向に沿った電磁場の漏れをより確実に抑制することができる。さらに、溝部G2hA、溝部G3hAおよび溝部G4hAのそれぞれの側面がメタライズされることにより、フレキシブルプリント基板を端子部に接続する際に溝部の内部へのハンダの流れを促進して、溝部でのハンダの充填を確実に行うことができる。
なお、基板16aAは、グランド端子TaG1Aにおいて、端面16aAS1にも開口する溝GC1を有する。溝GC1のYZ平面に平行な側面はメタライズされて、メタライズ層GM1を有する。同様に、基板16aAは、グランド端子TaG5Aにおいて、端面16aAS1にも開口する溝GC5を有する。溝GC5のYZ平面に平行な側面はメタライズされて、メタライズ層GM5を有する。
また、メタライズ層については、基板16aの溝部G2h、溝部G3hおよび溝部G4hの側面に設けてもよい。
<変形例2>
本実施形態に係る光モジュール10として、TOSAの例として光モジュール10Tを用いて説明したが、光モジュール10はTOSAに限らない。例えば、光モジュール10として、ROSA(Receiver Optical Sub-Assembly)の例として光モジュール10Rであってもよい。また、例えば、光モジュール10として、光源、光変調器および光受信器が一つのパッケージに収容された光モジュールであってもよい。すなわち、パッケージ16は、複数の高速信号を入出力するさまざまな光モジュール用パッケージとして適用可能である。
本実施形態に係る光モジュール10として、TOSAの例として光モジュール10Tを用いて説明したが、光モジュール10はTOSAに限らない。例えば、光モジュール10として、ROSA(Receiver Optical Sub-Assembly)の例として光モジュール10Rであってもよい。また、例えば、光モジュール10として、光源、光変調器および光受信器が一つのパッケージに収容された光モジュールであってもよい。すなわち、パッケージ16は、複数の高速信号を入出力するさまざまな光モジュール用パッケージとして適用可能である。
また、本実施形態に係る光モジュール10において、信号端子により伝送される信号は、差動信号として説明したが、信号端子に伝送される信号は、シングルエンドの信号であってもよい。
1 光トランシーバ
2 光モジュールアセンブリ
10、10T、10R 光モジュール
10a 端子部
11 ドライバ(駆動回路)
12 送信用光素子
13 トランスインピーダンスアンプ
14 受信用光素子
15 光源
16、16A パッケージ
16a、16aA 基板
16aAS1 端面
16aS 上面
16b 載置基板
16c 側壁部
16d 蓋部
20T、20R フレキシブルプリント基板
30 回路基板
A 領域
FaG1、FaG2、FaG3、FaG4、FaG5 グランドパターン
FaS1n、FaS1p、FaS2n、FaS2p、FaS3n、FaS3p、FaS4n、FaS4p 信号端子
FaS1、FaS2、FaS3、FaS4 差動信号端子
FbG1、FbG2、FbG3、FbG4、FbG5 グランド端子
FbS1n、FbS1p、FbS2n、FbS2p、FbS3n、FbS3p、FbS4n、FbS4p 信号端子
G2h、G2hA、G3h、G3hA、G4h、G4hA 溝部
GC1、GC5 溝
GM1、GM2、GM3、GM4、GM5 メタライズ層
L1 第1配線層(表面配線層)
L2 第2配線層
L3 第3配線層(内部配線層)
Li1 第1絶縁層
Li2 第2絶縁層
Lga 絶縁被覆
Lgb 絶縁被覆
Lm 絶縁層
LmS1 上面
LmS2 下面
Lb CW光
Lr 受信光信号
Lt 送信光信号
Ri 受信信号
Rx1 受信信号
Rx2 受信信号
TaG1、TaG1A、TaG2、TaG3、TaG4、TaG5、TaG5A グランド端子
TaS1、TaS2、TaS3、TaS4 差動信号端子
TaS1n、TaS1p、TaS2n、TaS2p、TaS3n、TaS3p、TaS4n、TaS4p 信号端子
TbG1、TbG2、TbG3、TbG4、TbG5 グランドパターン
TcG グランドパターン
Td 駆動信号
Tx1、Tx2 送信信号
WaS1n、WaS1p、WaS2n、WaS2p、WaS3n、WaS3p、WaS4n、WaS4p 信号配線
WbG グランドパターン
t1、t2 厚さ
W、W1、W11、W12 横幅
pb、pb1、pb2 間隔
2 光モジュールアセンブリ
10、10T、10R 光モジュール
10a 端子部
11 ドライバ(駆動回路)
12 送信用光素子
13 トランスインピーダンスアンプ
14 受信用光素子
15 光源
16、16A パッケージ
16a、16aA 基板
16aAS1 端面
16aS 上面
16b 載置基板
16c 側壁部
16d 蓋部
20T、20R フレキシブルプリント基板
30 回路基板
A 領域
FaG1、FaG2、FaG3、FaG4、FaG5 グランドパターン
FaS1n、FaS1p、FaS2n、FaS2p、FaS3n、FaS3p、FaS4n、FaS4p 信号端子
FaS1、FaS2、FaS3、FaS4 差動信号端子
FbG1、FbG2、FbG3、FbG4、FbG5 グランド端子
FbS1n、FbS1p、FbS2n、FbS2p、FbS3n、FbS3p、FbS4n、FbS4p 信号端子
G2h、G2hA、G3h、G3hA、G4h、G4hA 溝部
GC1、GC5 溝
GM1、GM2、GM3、GM4、GM5 メタライズ層
L1 第1配線層(表面配線層)
L2 第2配線層
L3 第3配線層(内部配線層)
Li1 第1絶縁層
Li2 第2絶縁層
Lga 絶縁被覆
Lgb 絶縁被覆
Lm 絶縁層
LmS1 上面
LmS2 下面
Lb CW光
Lr 受信光信号
Lt 送信光信号
Ri 受信信号
Rx1 受信信号
Rx2 受信信号
TaG1、TaG1A、TaG2、TaG3、TaG4、TaG5、TaG5A グランド端子
TaS1、TaS2、TaS3、TaS4 差動信号端子
TaS1n、TaS1p、TaS2n、TaS2p、TaS3n、TaS3p、TaS4n、TaS4p 信号端子
TbG1、TbG2、TbG3、TbG4、TbG5 グランドパターン
TcG グランドパターン
Td 駆動信号
Tx1、Tx2 送信信号
WaS1n、WaS1p、WaS2n、WaS2p、WaS3n、WaS3p、WaS4n、WaS4p 信号配線
WbG グランドパターン
t1、t2 厚さ
W、W1、W11、W12 横幅
pb、pb1、pb2 間隔
Claims (4)
- 表面配線層と、
前記表面配線層との間に絶縁層を含む内部配線層と、
を有する基板を備え、
前記表面配線層は、第1方向に沿って延在する第1信号端子と、前記第1信号端子に対して前記第1方向と交差する第2方向に配置されるとともに前記第1方向に沿って延在する第2信号端子と、前記第1信号端子と前記第2信号端子との間に設けられるとともに前記第1方向に沿って延在する第1グランド端子と、を含み、
前記内部配線層は、前記第1方向および前記第2方向に延在するグランドパターンを含み、
前記基板は、前記基板に垂直な方向からの平面視において、前記第1グランド端子の内側に配置されるとともに前記第1方向に延在する溝部を含み、
前記溝部は、前記基板に垂直な方向に沿って前記絶縁層を貫通し、前記内部配線層のグランドパターンを前記表面配線層から露出させる、
光モジュール用パッケージ。 - 前記基板は、前記第1方向に垂直な端面を有し、
前記溝部は、前記基板に垂直な方向からの平面視において、前記第1方向に沿って前記端面まで延びている、
請求項1に記載の光モジュール用パッケージ。 - 前記溝部の前記基板に垂直な方向に平行な側面はメタライズされている、
請求項1に記載の光モジュール用パッケージ。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光モジュール用パッケージを含む光モジュール。
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JP2022082045A JP2023170357A (ja) | 2022-05-19 | 2022-05-19 | 光モジュール用パッケージおよび光モジュール |
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JP7324038B2 (ja) * | 2019-04-23 | 2023-08-09 | モレックス エルエルシー | コネクタ |
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JP2022172741A (ja) * | 2021-05-07 | 2022-11-17 | モレックス エルエルシー | コネクタ |
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---|---|---|---|
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