JP2007078844A - 光送受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型化、低コスト化を図りながら、光モジュールと回路基板間の配線部から発生する電気的クロストークを低減することができる光送受信装置を提供する。
【解決手段】 受光素子１２と発光素子１３がステム１１上に搭載され、電極ピン１０Ａ〜１０Ｆが送信側と受信側に分けてステム１１に保持された光モジュール２は、基材６１に半田パッド３２，３３が形成された回路基板３に側面方向から実装される。電極ピン１０Ａ〜１０Ｆは、半田パッド３２に接続される。さらに回路基板３の両側から、半田パッド３３に接続片２１ａが接続されたシールド部材２１Ａ，２１Ｂが、電極ピン１０Ａ〜１０Ｆを覆うように配設されている。また、シールド部材２１Ａ，２１Ｂは、ステム１１にも接続されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発光素子および受光素子を備えた光送受信モジュールを用いて光伝送媒体との間で双方向の光通信を行う光送受信装置に関する。

近年、１本の光ファイバを用いた１芯双方向光通信方式が開発されている。この１芯双方向光通信方式には、発光素子、受光素子等の光素子と、この光素子と光ファイバとを光結合する光導波路と、増幅用ＩＣ等を備えた光送受信装置が用いられる。１芯双方向光通信方式の普及には、安価な光送受信装置の開発が重要であり、そのためには、光素子、光導波路、及び増幅用ＩＣ等を１つのパッケージに内に集積化する必要がある。

しかし、高速かつ大電流で駆動される発光素子と、受光素子及び微小電流を増幅する増幅器用ＩＣとを近づけて配置すると、発光素子を駆動する電流による電磁ノイズによって電気的クロストークが発生し、受光素子による受光感度が低下する。

そこで、従来より、電気的クロストークを低減する手段として、発光素子と受光素子を相互に離れた場所に設置する構成（例えば、特許文献１，２参照。）、受光部（受光素子）、または受光部と発光部（発光素子）を導電性樹脂、金属メッシュ等のシールド部材で覆う構成が知られている（例えば、特許文献３，４参照。）。
特開平５−１００１３２号公報 特開２００５−３８６０号公報 特開平１１−２７１５４６号公報 特開２０００−２２８５５５号公報

しかし、特許文献１，２の従来例によると、発光素子と受光素子を相互に離れた場所に設置する構成では、小型化や一体化が難しくなる。また、特許文献３，４の従来例によると、光モジュール内部のシールドのみであるため、光モジュールと回路基板間の配線部で発生する電気的クロストークを低減することができない。

従って、本発明の目的は、小型化、低コスト化を図りながら、光モジュールと回路基板間の配線部から発生する電気的クロストークを低減することができる光送受信装置を提供することにある。

本発明の一態様は、上記目的を達成するため、少なくとも受光素子および発光素子を金属パッケージ内に収容した光モジュールと、前記光モジュールとの間で電気信号を送受信する回路基板とを備えた光送受信装置において、前記受光素子側と前記回路基板とを接続する第１の配線と、前記発光素子側と前記回路基板とを接続する第２の配線と、少なくとも前記第１の配線をシールドするシールド部材とを備えたことを特徴とする光送受信装置を提供する。

上記光送受信装置によれば、第２の配線は、回路基板から発光素子側に高周波信号を伝送するとき、電磁波を発生する。第１の配線を金属等からなるシールド部材によりシールドすることで、第２の配線で発生した電磁波が第１の配線に到達するのを妨げる。従って、第１の配線が伝送する受光素子側からの出力信号が第２の配線で発生した電磁波により乱されるのを防げ、発光素子側からの電磁波による電気的クロストークの影響が受け難くなる。シールド部材は、例えば、銅、アルミニウム等の金属からなり、板状、箔状、網状等の形状のものを用いることができる。

前記シールド部材は、前記第１の配線と、前記第２の配線とを別々にシールドする構成にすることができる。第２の配線をシールドすることにより、電磁波の漏れを抑えることができ、さらに第１の配線をシールドすることにより、第２の配線側からの電磁波による電気的クロストークの影響をより受け難くなる。

前記光モジュールは、前記受光素子の出力信号を増幅する増幅器を収容し、前記第１の配線は、前記増幅器と前記回路基板とを接続する構成にすることができる。増幅器により増幅された受光素子の出力信号は、ノイズを拾い易いが、増幅器の出力側をシールドすることで、電気的クロストークを防止することができる。

前記第１及び第２の配線は、それぞれ前記金属パッケージから分けて導出された前記発光素子側電極ピンと前記受光素子側電極ピンとすることができる。

前記光モジュールは、前記回路基板の側面方向から前記回路基板に実装され、前記発光素子側電極ピンと前記受光素子側電極ピンは、それぞれ前記回路基板の一方の面とこの一方面に対向する面に形成された導電パターンに接続された構成にすることができる。

前記シールド部材は、前記金属パッケージと前記回路基板上に設けられたグランド用のパッドとに接続された状態で前記配線を覆うように配設された構成にすることができる。

前記シールド部材は、金属板を用いることができる。シールド部材として、ある程度の剛性を有する金属板を用いることにより、配線に接触しないように配線との間に空間を確保することができる。

前記シールド部材は、前記配線との間に絶縁部材を介して形成された金属箔を用いることができる。剛性をほとんど有していない金属箔でも絶縁部材を介して配線をシールドすることができる。

前記光モジュールの前記金属パッケージは、前記回路基板上に設けられたグランド用のパッドに接続されるグランド用電極ピンを備え、前記金属箔は、前記グランド用電極ピンに接続された構成にすることができる。

前記光モジュールは、前記受光素子の出力信号を増幅する増幅器を収容し、前記受光素子は、絶縁材によるサブマウントによって位置決めされ、前記増幅器は、前記受光素子にボンディングワイヤにより接続され、前記サブマウントは、前記ボンディングワイヤの下方にインピーダンス低減部材が形成された構成にすることができる。インピーダンス低減部材によって増幅器の入力側を低インピーダンスにすることができ、電気的クロストークの影響が受け難くなる。

前記インピーダンス低減部材は、前記金属パッケージのグランドに接地され、表面が絶縁処理された金属部材を用いることができる。

前記第１および第２の配線として、フレキシブル基板を用いることができる。これにより、レイアウトの自由度が高まる。

前記フレキシブル基板は、前記受光素子側の導電パターンと前記受光素子側の導電パターンとが、前記光モジュールから異なる方向に引き出された構成としてもよい。受光素子側の導電パターンと受光素子側の導電パターンとの間の距離を離すことにより、クロストークの発生を抑えることができる。

前記フレキシブル基板は、マイクロストリップライン構造のものとすることができる。信号ラインとグランドパターンが基板を介して配置されるため、電気的クロストークを低減することができる。

本発明によれば、小型化、低コスト化を図りながら、光モジュールと回路基板間の配線部から発生する電気的クロストークを低減することができる。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光送受信装置を示す。同図中、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。また、図２は、図１の光モジュールの詳細構成を示す。なお、図１の（ａ）においては、光モジュールを断面図で示している。また、図２は、ステム上の実装部品を示し、光導波路を想像線で示す。

光送受信装置１は、光伝送媒体としての光ファイバ５がカプラ部材４を介して接続されるＣＡＮパッケージ型の光モジュール２と、光モジュール２を実装し、この光モジュール２との間で電気信号の送受信を行う回路基板３と、回路基板３に設けられて光モジュール２の配線部である電極ピン１０（１０Ａ〜１０Ｆ）をシールドするシールド部材２１Ａ，２１Ｂとを備える。

光モジュール２は、電極ピン１０を保持するピン保持部２２Ａ，２２Ｂを備えたステム１１と、ステム１１上に配設された受光素子１２及び発光素子１３と、受光素子１２の受光部１２ａと発光素子１３の発光部１３ａに光結合する光導波路１５と、受光素子１２、発光素子１３、及び光導波路１５を位置決めするサブマウント１６と、ステム１１上に設置され、受光素子１２の出力信号を増幅する増幅器１９と、コンデンサ２４とを備える。

さらに、光モジュール２は、天井面に開口１７ａを有してステム１１上の各部材を封止する金属製のキャップ１７と、開口１７ａを封止する透過窓１８と、透過窓１８と光導波路１５の間に配設された屈折率整合剤２０とを備える。キャップ１７とステム１１の組み合わせにより、金属パッケージを形成している。

回路基板３は、エポキシ樹脂等の絶縁材による基材３１と、この基材３１の両面に形成されて、光モジュール２の電極ピン１０Ａ〜１０Ｆに接続される半田パッド３２と、基材３１の両面に形成されて、シールド部材２１Ａ，２１Ｂに接続されると共にグランドに接続されている半田パッド３３とを備える。さらに、回路基板３は、半田パッド３２，３３のそれぞれに接続される図示しない配線パターンが形成されているほか、発光素子１３の駆動回路や、増幅器１９の出力をさらに増幅する増幅器等の電子部品を実装している。

カプラ部材４は、例えば、透明な樹脂材をモールドして作られており、キャップ１７に装着される。このカプラ部材４は、キャップ１７に外嵌されるハウジング部４１と、ハウジング部４１内の中心部に形成されたレンズ部４２と、ハウジング部４１の上部に筒状に形成されて内部に光ファイバ５が嵌入される光ファイバ挿入部４３と、光ファイバ挿入部４３の外周に設けられた鍔部４４とを備える。

ハウジング部４１は、その下端面がキャップ１７の周縁部の上面との間に所定の間隙を有している。これにより、カプラ部材４を上下、左右方向に微調整でき、レンズ部４２の焦点調整が行えるようになっている。

電極ピン１０Ａ〜１０Ｆは、電極ピン１０Ａ〜１０Ｃがグランド用（ＧＮＤ）および第２の配線となる送信用であり、電極ピン１０Ｂは駆動信号用、電極ピン１０Ａ，１０Ｃはグランド（ＧＮＤ）用である。また、電極ピン１０Ｄ〜１０Ｆが第１の配線となる受信用であり、電極ピン１０Ｄ，１０Ｅは差動信号出力用、電極ピン１０Ｆは増幅器１９の電源用である。また、電極ピン１０Ａ〜１０Ｆは、ステム１１の表面、受光素子１２、発光素子１３、及び増幅器１９のそれぞれの端子との間に、ワイヤボンディング２３Ａ〜２３Ｍが接続されている。

ステム１１は、その表面へのグランド接続用のワイヤボンディングが可能な銅、銅合金等の金属により円板状に加工されている。ステム１１には、ピン保持部２２Ａ，２２Ｂが所定の間隔をもって埋め込まれている。

受光素子１２は、上面に光信号を受光する受光部１２ａを備え、下面にステム１１に実装される実装面を備え、上面に２つの電極を有する面型光素子であり、例えば、ＧａＡｓ製ＰＩＮフォトダイオードを用いることができる。

発光素子１３は、上面に光信号を発光する発光部１３ａを備え、下面にステム１１に実装される実装面を備え、さらに上面と下面に電極を有する面型光素子であり、例えば、波長８５０ｎｍのＶＣＳＥＬを用いることができる。なお、上面に２つの電極を有する発光素子を用いてもよい。

光導波路１５は、例えば、高分子光導波路であり、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等のコア材からなるト字形の導光部１５ａを形成し、導光部１５ａの周囲にコア材よりも屈折率の小さいフッ素系ポリマー等からなるクラッドを形成して構成されている。このような光導波路１５は、例えば、特開平２００４−２２６９４１号公報に開示されているように作製することができる。すなわち、硬化性樹脂からなる型の表面に形成された凹部に紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂からなるコア形成用硬化性樹脂を充填し、型表面にクラッド用フィルム基材を密着させ、コア形成用硬化性樹脂を硬化させてコアを形成した後、型を剥離し、クラッド用フィルム基材のコア形成面側にクラッド層を形成することにより、高分子光導波路が作製される。なお、導光部１５ａのパターンは、上記ト字形に限定されず、光素子の組合せに応じてＹ字形等の他のパターンを用いることができる。

キャップ１７は、外部からのノイズを低減するために、銅、銅合金等の金属により缶状に形成されている。

透過窓１８は、キャップ１７内に塵埃等が侵入するのを防止するもので、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィン等のプラスチック材料や、無機ガラス等の透明な材料からなる。

増幅器１９は、低雑音特性と広帯域特性を備えたＴＩＡ（トランス・インピーダンス・アンプ）であり、例えば、高速で低雑音の差動アンプを用いて、受光素子１２の出力電流を増幅して出力するＮＦＢ（ネガティブフィードバック）反転増幅器の回路構成を有している。受光素子１２の出力に対する増幅は、耐ノイズ性の向上のために２段階に分けて行われるが、増幅器１９は第１段階の増幅を分担する構成を有し、第２段階用の増幅器は、増幅器１９からの電圧信号を増幅するもので、回路基板３側に実装される。なお、第２段階用の増幅器は、光モジュール２側に設けられていてもよい。

屈折率整合剤２０は、光導波路１５および透過窓１８の屈折率と同程度の屈折率を有し、かつ、透明な材料からなり、例えば、シリコーン系樹脂、紫外線硬化型接着剤等を用いることができる。

シールド部材２１Ａ，２１Ｂは、シールド性、半田性に優れる銅等の金属板を長板状にし、かつ対向する２辺のコーナ部に一対の接続片２１ａを延伸させた形状に加工されている。また、シールド部材２１Ａ，２１Ｂは、剛性の高い方が、変形を防止できるので好ましい。なお、シールド部材２１Ａ，２１Ｂは、両方を備えることが望ましいが、受信側のシールド部材２１Ｂのみであってもよい。

ピン保持部２２Ａ，２２Ｂは、合成樹脂、ガラス等の絶縁材によりステム１１と同じ厚みで楕円型に加工されており、各３つの電極ピン１０Ａ〜１０Ｃ，１０Ｄ〜１０Ｆが等間隔に配設されている。

コンデンサ２４は、受光素子１２に印加される逆バイアス電位を安定にするために用いられ、上面に２つの電極を有している。

（サブマウントの構成）
図３は、サブマウントの構成を示す。サブマウント１６は、Ｓｉ等の絶縁材からなる本体１６ａと、本体１６ａの中央部に設けられ、所定の位置に配置された受光素子１２および発光素子１３の上に光導波路１５を載置した状態の外形に対応した貫通孔１６ｂと、貫通孔１６ｂの一辺に設けられて発光素子１３を位置決めする発光素子搭載部１６ｃと、発光素子搭載部１６ｃに隣接させて貫通孔１６ｂに設けられて受光素子１２を位置決めする受光素子搭載部１６ｄと、受光素子搭載部１６ｄの近傍のコーナ部にＬ字形に形成されたインピーダンス低減部材としての金属パターン１６ｅとを有している。

金属パターン１６ｅは、上方を通過するボンディングワイヤ２３Ｆ，２３Ｊとの接触を防止できるように、表面は絶縁膜で被覆されている。

（光送受信装置の組立）
次に、光送受信装置１の組立方法の一例について説明する。最初に、光モジュール２を製造する。電極ピン１０Ａ〜１０Ｆを保持したピン保持部２２Ａ，２２Ｂを備えるステム１１上の所定の位置に、サブマウント１６、増幅器１９、及びコンデンサ２４を位置決めして搭載する。ついで、サブマウント１６の発光素子搭載部１６ｃ及び受光素子搭載部１６ｄに、発光素子１３及び受光素子１２を位置決め固定する。このとき、発光素子１３の底面は、ステム１１の上面に接触してグランド接続される。

次に、電極ピン１０Ａ，１０Ｃとステム１１の表面とをボンディングワイヤ２３Ａ，２３Ｂで接続し、金属パターン１６ｅの両端部とステム１１の表面とをボンディングワイヤ２３Ｇ，２３Ｈで接続し、増幅器１９とステム１１の表面とをボンディングワイヤ２３Ｌ，２３Ｍで接続する。また、電極ピン１０Ｂと発光素子１３の電極とをボンディングワイヤ２３Ｃで接続する。

さらに、増幅器１９と電極ピン１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆとの間をボンディングワイヤ２３Ｄ，２３Ｅ，２３Ｆで接続し、増幅器１９と受光素子１２及びコンデンサ２４のそれぞれの一方の電極との間をボンディングワイヤ２３Ｋ，２３Ｊで接続し、受光素子１２とコンデンサ２４のそれぞれの他方の電極間をボンディングワイヤ２３Ｉで接続する。

次に、サブマウント１６の貫通孔１６ｂの部分に、導光部１５ａの下端が受光部１２ａおよび発光部１３ａに光結合されるようにして、光導波路１５を位置決め固定する。さらに、導光部１５ａ上に屈折率整合剤２０を介在させ、この状態で、予め透過窓１８を取り付け済みのキャップ１７をステム１１上に導電性接着剤で固定する。

次に、以上のようにして製造された光モジュール２の電極ピン１０Ａ〜１０Ｆを、先端のピン列間の間隔が回路基板３の厚み相当になるように中間部で内側へ折り曲げる。この光モジュール２を、電極ピン１０Ａ〜１０Ｃ側が上になるようにして水平姿勢にし、さらに回路基板３をピン列間に位置決めして、側面方向から回路基板３に挿入する。次に、電極ピン１０Ａ〜１０Ｆのそれぞれの先端を回路基板３の両面に設けられている半田パッド３２に半田付けする。更に、シールド部材２１Ａ，２１Ｂの上端部を光モジュール２のステム１１の表面に半田付けするとともに、一対の接続片２１ａを回路基板３の半田パッド３３に半田付けする。

次に、カプラ部材４のハウジング部４１をキャップ１７に嵌合させ、光ファイバ５を光ファイバ挿入部４３に保持し、カプラ部材４を位置決めした後、ハウジング部４１をキャップ１７にエポキシ樹脂等によって固定する。

（光送受信装置の動作）
次に、光送受信装置の動作について説明する。光ファイバ５から光信号が送られてくると、その光信号は、カプラ部材４のレンズ部４２、透過窓１８、及び屈折率整合剤２０を介して光導波路１５の導光部１５ａに入光する。導光部１５ａからの光信号は、受光素子１２の受光部１２ａに入光し、受光素子１２によって光−電気変換される。この電気信号は、増幅器１９で電流−電圧変換された差動信号となり、電極ピン１０Ｄ，１０Ｅを介して回路基板３へ出力される。回路基板３では、半田パッド３２を介して光モジュール２からの差動信号を受信し、回路基板３に実装されている図示しない増幅器により、電圧増幅が行われる。

一方、回路基板３に実装されている図示しない駆動回路から駆動信号が半田パッド３２を介して電極ピン１０Ｂに印加されると、発光素子１３が駆動され、発光部１３ａから光信号が出力される。この光信号は、光導波路１５の導光部１５ａに入光して屈折率整合剤２０に到達し、さらに透過窓１８、レンズ部４２を経由して光ファイバ５へ送出される。以上のようにして１芯双方向通信が行われる。

（第１の実施の形態の効果）
第１の実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（イ）シールド部材２１Ａ，２１Ｂが電極ピン１０Ａ〜１０Ｆを覆うように設けられ、これらがグランドに接続されていることにより、送信側の電磁波に起因する電気的クロストークを低減することができるため、受信側における電磁ノイズを低減することができる。すなわち、発光素子１３に印加される駆動信号により、電極ピン１０Ｂを含む送信側の配線部において電磁波が発生する。電極ピン１０Ａ〜１０Ｆは、送信側と受信側に分離されてはいるが、駆動信号が大電流であるため、電極ピン１０Ｂで発生した電磁波は受信用の電極ピン１０Ｄ，１０Ｅの設置位置が到達圏になり、電極ピン１０Ｄ，１０Ｅにノイズを誘導する。しかし、シールド部材２１Ａ，２１Ｂによって電極ピン１０Ａ〜１０Ｆのインダクタンス成分の影響を除去できるため、上記電磁波の問題を解決することができる。特に、シールド部材２１Ａ，２１Ｂと電極ピン１０Ａ〜１０Ｆを近づけるほど、電極ピン１０Ａ〜１０Ｆのインダクタンス成分を低減できるため、効果が大きくなる。
（ロ）受光素子１２と増幅器１９の間に介在し、またボンディングワイヤ２３Ｆに平行するようにして金属パターン１６ｅを配置したことによりシールドがなされ、微小電流が入力される増幅器１９の入力部を低インピーダンスにできる結果、電気的クロストークを低減することができる。
（ハ）増幅器１９に接続される電極ピン１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆは、送信用の電極ピン１０Ａ〜１０Ｃと異なるピン列にして送信側から離されているため、電気的クロストークを発生しにくくすることができる。
（ニ）送信側の電極ピン１０Ａ〜１０Ｃと、受信側の電極ピン１０Ｄ〜１０Ｆが、回路基板３によって分離されるため、回路基板３を介しての電気的クロストークを低減することができる。
（ホ）追加する部品は、シールド部材２１Ａ，２１Ｂのみであるため、光送受信装置１の小型化及び低コスト化を図ることができる。

なお、第１の実施の形態において、シールド部材２１Ａ，２１Ｂは、光モジュール２に近い側をステム１１に接続するものとしたが、ステム１１に代えて、キャップ１７に接続する構成であってもよい。

［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る光送受信装置を示す。同図中、（ａ）は底面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

本実施の形態は、第１の実施の形態において、受信側のシールド部材２１Ｂを剛性の低いシールド部材２１Ｃに代え、送信側のシールド部材２１Ａを用いない構成にし、また、受信側の電極ピン１０Ｄ〜１０Ｆの両側の近傍にグランド用電極ピン２５Ａ，２５Ｂを設け、このグランド用電極ピン２５Ａ，２５Ｂを半田パッド３３に接続する構成にしたものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

シールド部材２１Ｃは、例えば、剛性の低い銅箔であり、電極ピン１０Ｄ〜１０Ｆを覆うサイズを有し、両側には、半田パッド３３に接続される接続片２１ａが、半田パッド３３に達するように延伸している。

シールド部材２１Ｃは、剛性が低いため、変形して電極ピン１０Ｄ〜１０Ｆに接触し易くなる。そこで、電極ピン１０Ｄ〜１０Ｆとシールド部材２１Ｃの間に層状の絶縁部材２６を配設して絶縁している。絶縁部材２６は、例えば、フッ素樹脂等による樹脂シートからなる。

グランド用電極ピン２５Ａ，２５Ｂは、金属ステム１０Ｄ〜１１Ｆと同一仕様であり、ステム１１に直に機械的及び電気的に固定されており、ステム１１と同電位になるように構成されている。

（第２の実施の形態の効果）
第２の実施の形態によれば、剛性の低いシールド部材２１Ｃを用いても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。更に、シールド部材２１Ｃを電極ピン１０Ａ〜１０Ｆに近接して配置できるため、配線部の高さを低くすることができ、これにより、光送受信装置１の小型化、軽量化を図ることができる。

なお、第２の実施の形態においては、シールド部材２１Ｃを受信側にのみ設ける構成としたが、受信側と送信側の両方に設ける構成にしてもよい。

［第３の実施の形態］
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る光送受信装置を示す。同図中、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。また、図６は、光モジュールを実装したフレキシブル基板の展開図を示す。同図中、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。

第３の実施の形態に係る光送受信装置１は、第１の実施の形態に示した光モジュール２及び回路基板３と、光モジュール２と回路基板３を接続するフレキシブル基板６とを備えている。光モジュール２の構成は、第１の実施の形態の図１、図２と同様であるが、ここでは板厚の小さいフレキシブル基板６に実装することを前提にしているため、電極ピン１０Ａ〜１０Ｆは第１の実施の形態に比べて長さを短くしている。

図５の（ｂ）に示すように、回路基板３は、フレキシブル基板６を接続するためのコネクタ３４を備えている。ここでは、コネクタ３４を回路基板３の下面に設けたが、上側に設けてもよい。或いは、コネクタを用いない接続であってもよい。

図６に示すように、フレキシブル基板６は、可撓性の絶縁材によりコ字形に加工された基材６１と、基材６１の表面にＬ字状に形成された複数の導電パターン６２Ａ〜６２Ｄと、導電パターン形成面を保護する絶縁層６３と、基材６１の裏面に形成された銅箔等によるシールド層６４と、このシールド層６４を保護する絶縁層６５とを備える。

導電パターン６２Ａは駆動信号用である。また、導電パターン６２Ｂ〜６２Ｄは受信用で、導電パターン６２Ｂ，６２Ｃは差動信号、導電パターン６２Ｄは増幅器電源用である。シールド層６４は光モジュール２のグランド（ＧＮＤ）用を兼ねている。

導電パターン６２Ａ〜６２Ｆのそれぞれの内側端は、光モジュール２の電極ピン１０Ａ〜１０Ｆのそれぞれに接続される半田パッド６６を有し、その中心には電極ピン１０Ａ〜１０Ｆが挿通される貫通孔が設けられている。半田パッド６６から延びる導電パターン６２Ａ〜６２Ｆは、電気的クロストークを発生しないように、送信側と受信側を異なる方向に引き出される。また、導電パターン６２Ａ〜６２Ｆの両端の所定部分は、回路基板３のコネクタ３４内の電極に接触できるように絶縁層６３は形成されておらず、その露出面には金メッキ等が施されている。

光モジュール２、フレキシブル基板６および回路基板３間の接続は、光モジュール２の電極ピン１０Ａ〜１０Ｆをフレキシブル基板６の半田パッド６６の貫通孔に挿入した後、電極ピン１０Ａ〜１０Ｆを半田パッド６６に半田により接続する。次に、図６の（ａ）のように光モジュール２を実装済みのフレキシブル基板６の接続端６７を回路基板３のコネクタ３４の挿入口に挿入する。その後、フレキシブル基板６を約９０度に折り曲げると、図５の（ｂ）の状態になる。

（第３の実施の形態の効果）
第３の実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（イ）コ字形のフレキシブル基板６によって配線部を送信側と受信側に分離し、送信信号と受信信号の配線を空間的に分けてシールドしているため、配線部での電気的クロストークを低減することができる。
（ロ）光モジュール２は、電極ピン１０Ａ〜１０Ｆの長さを短くしているため、電極ピン１０Ａ〜１０Ｆにおける電気的クロストークを低減することができる。
（ハ）金属パターン１６ｅを備えた図２の光モジュール２を用いることにより、電気的クロストークをさらに改善することができる。
（ニ）追加する部品は、フレキシブル基板６のみであるため、光送受信装置１の小型化及び低コスト化を図ることができる。
（ホ）配線部にフレキシブル基板６を用いているので、光モジュール２を回路基板３から離れた位置に設置することができ、光送受信装置１の設計の自由度を高めることができる。
（ヘ）フレキシブル基板６は、基材６１の表面に信号を伝送する導電パターン６２Ａ〜６２Ｆが形成され、基材６１の裏面にシールド層６４が形成されたマイクロストリップライン構造であるので、パターン相互間の干渉が低減し、電気的クロストークを低減することができる。

なお、第３の実施の形態において、フレキシブル基板６は、導電パターン６２Ａ〜６２Ｄの周囲をシールド層６４で囲むように形成してもよく、これによりシールド効果をさらに高めることができる。

［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々な変形が可能である。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で上記各実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る光送受信装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 第１の実施の形態に係る光モジュールの詳細構成を示す平面図である。 図１のサブマウントの構成を示す平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る光送受信装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る光送受信装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 第３の実施の形態に係るフレキシブル基板を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。

符号の説明

１ 光送受信装置
２ 光モジュール
３ 回路基板
４ カプラ部材
５ 光ファイバ
６ フレキシブル基板
１０Ａ〜１０Ｆ 電極ピン
１１ ステム
１２ 受光素子
１２ａ 受光部
１３ 発光素子
１３ａ 発光部
１５ 光導波路
１５ａ 導光部
１６ サブマウント
１６ａ 本体
１６ｂ 貫通孔
１６ｃ 発光素子搭載部
１６ｄ 受光素子搭載部
１６ｅ 金属パターン
１７ キャップ
１７ａ 開口
１８ 透過窓
１９ 増幅器
２０ 屈折率整合剤
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ シールド部材
２１ａ 接続片
２２Ａ，２２Ｂ ピン保持部
２３Ａ〜２３Ｍ ワイヤボンディング
２４ コンデンサ
２５Ａ，２５Ｂ グランド用電極ピン
２６ 絶縁部材
３１ 基材
３２，３３ 半田パッド
４１ ハウジング部
４２ レンズ部
４３ 光ファイバ挿入部
４４ 鍔部
６１ 基材
６２Ａ〜６２Ｄ 導電パターン
６３，６５ 絶縁層
６４ シールド層
６６ 半田パッド

Claims (14)

1. 少なくとも受光素子および発光素子を金属パッケージ内に収容した光モジュールと、前記光モジュールとの間で電気信号を送受信する回路基板とを備えた光送受信装置において、
   前記受光素子側と前記回路基板とを接続する第１の配線と、
   前記発光素子側と前記回路基板とを接続する第２の配線と、
   少なくとも前記第１の配線をシールドするシールド部材とを備えたことを特徴とする光送受信装置。
2. 前記シールド部材は、前記第１の配線と、前記第２の配線とを別々にシールドすることを特徴とする請求項１に記載の光送受信装置。
3. 前記光モジュールは、前記受光素子の出力信号を増幅する増幅器を収容し、
   前記第１の配線は、前記増幅器と前記回路基板とを接続するものであることを特徴とする請求項１に記載の光送受信装置。
4. 前記第１及び第２の配線は、それぞれ前記金属パッケージから分けて導出された前記発光素子側電極ピンと前記受光素子側電極ピンであることを特徴とする請求項１に記載の光送受信装置。
5. 前記光モジュールは、前記回路基板の側面方向から前記回路基板に実装され、
   前記発光素子側電極ピンと前記受光素子側電極ピンは、それぞれ前記回路基板の一方の面とこの一方面に対向する面に形成された導電パターンに接続されたことを特徴とする請求項４に記載の光送受信装置。
6. 前記シールド部材は、前記金属パッケージと前記回路基板上に設けられたグランド用のパッドとに接続された状態で前記配線を覆うように配設されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光送受信装置。
7. 前記シールド部材は、金属板であることを特徴とする請求項６に記載の光送受信装置。
8. 前記シールド部材は、前記配線との間に絶縁部材を介して形成された金属箔であることを特徴とする請求項６に記載の光送受信装置。
9. 前記光モジュールの前記金属パッケージは、前記回路基板上に設けられたグランド用のパッドに接続されるグランド用電極ピンを備え、
   前記金属箔は、前記グランド用電極ピンに接続されたことを特徴とする請求項８に記載の光送受信装置。
10. 前記光モジュールは、前記受光素子の出力信号を増幅する増幅器を収容し、
    前記受光素子は、絶縁材によるサブマウントによって位置決めされ、
    前記増幅器は、前記受光素子にボンディングワイヤにより接続され、
    前記サブマウントは、前記ボンディングワイヤの下方にインピーダンス低減部材が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の光送受信装置。
11. 前記インピーダンス低減部材は、前記金属パッケージのグランドに接地され、表面が絶縁処理された金属部材であることを特徴とする請求項１０に記載の光送受信装置。
12. 前記第１および第２の配線は、フレキシブル基板であることを特徴とする請求項１に記載の光送受信装置。
13. 前記フレキシブル基板は、前記受光素子側の導電パターンと前記受光素子側の導電パターンとが、前記光モジュールから異なる方向に引き出されていることを特徴とする請求項１２に記載の光送受信装置。
14. 前記フレキシブル基板は、マイクロストリップライン構造であることを特徴とする請求項１２に記載の光送受信装置。