JP7224921B2

JP7224921B2 - 光モジュール及び光モジュールの製造方法

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Publication number: JP7224921B2
Application number: JP2019001667A
Authority: JP
Inventors: 大輔野口
Original assignee: 日本ルメンタム株式会社
Priority date: 2019-01-09
Filing date: 2019-01-09
Publication date: 2023-02-20
Anticipated expiration: 2039-01-09
Also published as: US11653442B2; US11134563B2; US20220007495A1; US20200229297A1; JP2020112613A

Description

本発明は、光モジュール及び光モジュールの製造方法に関する。

現在、インターネットや電話ネットワークの大部分が光通信網によって構築されている。光通信機器であるルータ／スイッチや伝送装置のインターフェースとして使用される光モジュールは、電気信号を光信号に変換する重要な役割を担っている。光モジュールは、一般的に、光素子を収容した光サブアッセンブリと、変調電気信号を含む信号を処理するＩＣ等実装したプリント回路基板と、その間を電気的に接続するフレキシブルプリント基板を備えた形態をとる。

下記特許文献１においては、一方の部品が、伝送線路の信号配線に直交するように、伝送線路の端面にグラウンド導体を備え、当該グラウンド導体の上面と、他方の部品の下面に配置されたグラウンド導体の下面と、が半田で接続される構成が開示されている。このような構成により、下記特許文献１においては、高周波信号の一部が伝送線路から空気中に放射されることを抑制し、高周波帯域での信号伝達特性の向上を図っている。

特開２００４－２４７９８０号公報

しかしながら、上記従来の構成においては、両部品のグラウンド接続の信頼性が低いことが課題となっていた。即ち、上記従来の構成においては、一方の部品におけるグラウンド導体の上面と、他方の部品のグラウンド導体の下面とを半田で接続する際に、その接続部を外部から視認することが困難である。そのため、両部品のグラウンド接続の信頼性が低くなってしまっていた。

本開示は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、プリント回路基板のグラウンド導体と可撓性基板のグラウンド導体との接続信頼性を向上させることである。

上記課題を解決するために、本開示に係る光モジュールは、プリント回路基板と、可撓性基板と、を含む光モジュールであって、前記プリント回路基板は、絶縁性基材と、前記絶縁性基材に設けられた第１の伝送線路と、前記絶縁性基材に内在する第１のグラウンド導体と、前記絶縁性基材の第１の側面に形成され、前記第１のグラウンド導体の一部を露出させる切欠き部と、前記切欠き部に設けられ、前記第１のグラウンド導体と電気的に接続された導体と、前記絶縁性基材における前記可撓性基板と対向する主面において露出され、且つ前記第１の伝送線路に電気的に接続された第１の電極と、を含み、前記可撓性基板は、複数の絶縁層を含む絶縁性シートと、前記絶縁性シートに設けられた第２の伝送線路と、前記絶縁性シートに内在する第２のグラウンド導体と、前記絶縁性シートにおける前記プリント回路基板と対向する主面において露出され、且つ前記第２の伝送線路に接続された第２の電極と、前記絶縁性シートにおける前記プリント回路基板と対向する主面において露出され、且つ前記第２のグラウンド導体に接続された第３の電極と、を含み、前記第１の電極と、前記第２の電極と、が電気的に接続され、前記導体と、前記第３の電極と、が半田により接続された構成としている。

また、本開示に係る光モジュールの製造方法は、絶縁性基材と、前記絶縁性基材に設けられた第１の伝送線路と、前記絶縁性基材に内在する第１のグラウンド導体と、前記絶縁性基材における前記可撓性基板と対向する主面において露出され、且つ前記第１の伝送線路に電気的に接続された第１の電極と、を含む仕掛プリント回路基板を準備し、前記第１のグラウンド導体の一部を、前記絶縁性基材の第１の側面から露出させる切欠き部を形成し、前記切欠き部において前記第１のグラウンド導体と電気的に接続される導体を形成し、複数の絶縁層を含む絶縁性シートと、前記絶縁性シートに設けられた第２の伝送線路と、前記絶縁性シートに内在する第２のグラウンド導体と、前記絶縁性シートにおける前記プリント回路基板と対向する主面において露出され、且つ前記第２の伝送線路に接続された第２の電極と、前記絶縁性シートにおける前記プリント回路基板と対向する主面において露出され、且つ前記第２のグラウンド導体に接続された第３の電極と、を含む可撓性基板を準備し、前記絶縁性基材における前記主面に直交する方向から見て、前記第３の電極の少なくとも一部が、前記導体と第１の側面で囲われる領域の少なくとも一部と重畳するように、前記可撓性基板と前記プリント回路基板とを配置し、前記導体から前記電極にかけて半田を塗布する。

本開示の光モジュールによれば、プリント回路基板のグラウンド導体と、可撓性基板のグラウンド導体との接続信頼性を向上させることができる。

図１は第１の実施形態に係る光モジュールの外観図である。図２は第１の実施形態に係るプリント回路基板と可撓性基板とが接続される前の状態を示す斜視図である。図３は第１の実施形態に係るプリント回路基板と可撓性基板とが接続される前の状態を示す斜視図である。図４は第１の実施形態に係るプリント回路基板と可撓性基板とが接続された状態を示す斜視図である。図５は第１の実施形態に係るプリント回路基板と可撓性基板とが接続された状態を示す斜視図である。図６は第１の実施形態の実施例と比較例に係る、プリント回路基板から可撓性基板への透過特性を３次元電磁界シミュレータＨＦＳＳ（High Frequency Structure Simulator）を用いて計算したグラフである。図７は第１の実施形態に係る第１の伝送線路と、第２の伝送線路の中心線における断面構造を示す模式図である。図８は第１の実施形態に係る第１の伝送線路と、第２の伝送線路の中心線における断面構造を示す模式的な斜視図である。図９は第１の実施形態に係るプリント回路基板の模式的な平面図である。図１０は第１の実施形態の他の実施例に係るプリント回路基板の模式的な平面図である。図１１は第１の実施形態の他の実施例に係るプリント回路基板の模式的な平面図である。図１２は第１の実施形態に係るプリント回路基板から可撓性基板への透過特性を３次元電磁界シミュレータＨＦＳＳ（High Frequency Structure Simulator）を用いて計算したグラフである。図１３は第１の実施形態に係る切欠き部と第３の電極との重畳部を拡大した模式的な平面図である。

本開示の第１の実施形態について、図面を用いて以下に説明する。

図１は、本実施形態における光通信用途の光モジュール１の外観図である。プリント回路基板２００に搭載される駆動ＩＣ(図示せず)から、プリント回路基板２００に半田等によって接続される可撓性基板３００を介し、光サブアッセンブリ１００に変調電気信号が伝達される。光サブアッセンブリ１００は、光素子を収容し、かつ出射光をもしくは入射光を送受するインターフェースを備えている。光サブアッセンブリ１００は、アイレット１２０と、光レセプタクル２を含む。なお、図示しないが光サブアッセンブリ１００、プリント回路基板２００、そして可撓性基板３００は、金属製などの筐体に内蔵されて、光モジュール１は構成されている。

光サブアッセンブリ１００の例としては、レーザダイオードなどの発光素子を内部に有し、電気信号を光信号に変換して送信する光送信モジュール（TOSA; Transmitter Optical Subassembly）や、内部にフォトダイオードに代表される受光素子を有し、受信した光信号を電気信号に変換する光受信モジュール（ROSA; Receiver Optical Subassembly）や、これらの両方の機能を内包した双方向モジュール（BOSA；Bidirectional Optical Subassembly）などがある。本願発明は、上記いずれの光サブアセンブリにも適用でき、本実施形態では光送信モジュールを例として説明する。

図２は、本実施形態に係るプリント回路基板２００と可撓性基板３００とが接続される前の状態を示す上方から見た斜視図である。図３は、本実施形態に係るプリント回路基板２００と可撓性基板３００とが接続される前の状態を示す下方から見た斜視図である。

図２、３に示すように、プリント回路基板２００は、絶縁性基材２１０と、第１の伝送線路２２０と、第１のグラウンド導体２３０と、切欠き部２４０と、導体２５０と、第１の電極２６０と、を備える。

光サブアッセンブリ１００に設けられた光素子に電気信号を伝送する第１の伝送線路２２０は、絶縁性基材２１０上に設けられている。図２、３に示す例においては、第１のグラウンド導体２３０は複数のグラウンド導体を含み、絶縁性基材２１０に内在している。切欠き部２４０は、絶縁性基材２１０の第１の側面２１１に形成され、第１のグラウンド導体２３０の一部を露出させる。この切欠き部２４０には、第１のグラウンド導体と電気的に接続された導体２５０を形成しており、本実施例においては、この切欠き部２４０と、導体２５０と、によりキャスタレーションを構成している。第１の電極２６０は、絶縁性基材２１０における可撓性基板３００と対向する主面２１２（図２に示す例においては上面）において露出されている。また、第１の電極２６０は、第１の伝送線路２２０に電気的に接続されている。なお、図２に示す例においては、絶縁性基材２１０、及び第１の伝送線路２２０の上面にレジスト２８０が塗布されている。そして、このレジスト２８０が複数の開口を有しており、その内の一つの開口から露出する第１の伝送線路２２０の一部を第１の電極２６０としている。

図２、３に示すように、可撓性基板３００は、絶縁性シート３１０と、第２の伝送線路３２０と、第２のグラウンド導体３３０と、第２の電極３４０と、第３の電極３５０と、を備える。

絶縁性シート３１０は、複数の絶縁層を含んで構成されている。絶縁性シート３１０には、光サブアッセンブリ１００に設けられた光素子に電気信号を伝送する第２の伝送線路３２０が設けられており、図２に示す例においては、第２の伝送線路３２０は、絶縁層３１１、絶縁層３１２の間に設けられている。また、第２のグラウンド導体３３０は、絶縁性シート３１０に内在しており、図３に示す例においては、絶縁層３１２、絶縁層３１３の間に設けられている。第２の電極３４０は、絶縁性シート３１０における少なくともプリント回路基板２００と対向する主面３１４において露出されている。また、第２の電極３４０は、図２に示すように、第２の伝送線路３２０に接続されている。図２、３に示す例においては、第２の電極３４０は二つの電極が絶縁層３１２を挟み込み、ビア３４１に充填される半田により当該二つの電極が電気的に接続される構成としている。第３の電極３５０は、絶縁性シート３１０における主面３１４において露出されている。また、第３の電極３５０は、第２のグラウンド導体３３０に接続されている。図３に示す例においては、絶縁性シート３１０に含まれる最外層である絶縁層３１３が開口を有し、当該開口から露出する第２のグラウンド導体３３０の一部を第３の電極３５０としている。

図４は、本実施形態に係るプリント回路基板２００と可撓性基板３００とが接続された状態を示す上方から見た斜視図である。また、図５は、本実施形態に係るプリント回路基板２００と可撓性基板３００とが接続された状態を示す下方から見た斜視図である。

図４に示すように、プリント回路基板２００に設けられた第１の伝送線路２２０に電気的に接続された第１の電極２６０（図２参照）と、可撓性基板３００に設けられた第２の伝送線路３２０に接続された第２の電極３４０（図３参照）とが、第２の電極３４０に設けられたビア３４１に充填された半田７０により電気的に接続されている。また、図５に示すように、プリント回路基板２００に設けられた切欠き部２４０に形成され、第１のグラウンド導体２３０と電気的に接続された導体２５０と、可撓性基板３００に設けられた第２のグラウンド導体３３０に接続された第３の電極３５０（図３参照）とが、導体２５０から第３の電極３５０にかけて塗布された半田７４により接続された構成としている。

このような構成により、プリント回路基板２００と可撓性基板３００のグラウンド接続の信頼性を向上させることが可能となる。即ち、本実施形態の構成においては、プリント回路基板２００における第１のグラウンド導体２３０に接続された導体２５０と、可撓性基板３００の第２のグラウンド導体３３０に接続された第３の電極３５０とが、半田７４により電気的に接続される際に、その接続部を外部から視認することが可能である。そのため、プリント回路基板２００と可撓性基板３００のグラウンド接続の信頼性を向上させることが可能となる。

更に、図２に示す例においては、プリント回路基板２００が、第１のグラウンド導体２３０に接続された２つの第４の電極２７０を有している。図２に示す例においては、レジスト２８０が複数の開口を有し、その内の二つの開口から露出する第１のグラウンド導体２３０の一部を第４の電極２７０としている。即ち、プリント回路基板２００の絶縁性基材２１０の上面に形成されたレジスト２８０は、第１の電極２６０、及び第４の電極２７０には塗布されておらず、第１の電極２６０、及び第４の電極２７０が、レジスト２８０から露出された状態となっている。レジスト２８０の存在により、第１の電極２６０、及び第４の電極２７０に塗布される半田が、絶縁性基材２１０の主面２１２方向に流れることを抑制することができる。

また、図２、３に示す例においては、可撓性基板３００が、第２のグラウンド導体３３０に接続された２つの第５の電極３６０を有している。第５の電極３６０は二つの電極が絶縁層３１２を挟み込み、ビア３６１に充填される半田により当該二つの電極が電気的に接続される構成としている。

そして、図２に示した、プリント回路基板２００に設けられ第４の電極２７０と、可撓性基板３００に設けられた第５の電極３６０とが、図４に示すように、第５の電極３６０に設けられたビア３６１に充填された半田７２により電気的に接続されている。このような構成により、更にプリント回路基板２００と可撓性基板３００とのグラウンド接続を強固にすることが可能となる。

なお、光モジュールは、近年のブロードバンドネットワークの普及とともに高速化、小型化、低コスト化が図られている。光モジュール１の小型化実現のためには、光モジュール１に含まれる光サブアッセンブリ１００の小型化のみならず、ＩＣやプリント回路基板２００の小型化も必要となる。ＩＣを小型化するため、近年のＩＣパッケージはＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）型として提供されており、その時のボール状の端子は概ね０．５ｍｍのピッチで配置される。更に、端子搭載面の格子上すべてが端子で埋め尽くされたフルグリッド構成を採用することで高密度実装を実現している。

しかしながら、０．５ｍｍの端子間に配線を通すことは困難であるため、格子状に配置された端子のうち、格子の２列目以降の内側に配置された端子には、プリント回路基板２００の絶縁性基材２１０を構成する複数の絶縁層間を延伸する配線を用いて、プリント回路基板２００との接続を行う必要がある。

ここで、ドリルでＩＣ内にビアを形成する場合、ランド径が大きくなり、隣接する端子間に干渉が発生してしまうため、フルグリッドにおける２列目以降の内側端子に配線することが困難となる。そのため、ランド径を小さく構成すべく、レーザを用いてビアを形成することが望ましい。そして、ＩＣに設けたフルグリッドの端子全てと、プリント回路基板２００における複数の絶縁層間を延伸する配線との接続を図ることができる。よってプリント回路基板２００を構成する絶縁性基材２１０の材料は、レーザの出力や、コスト等の制約を受け、基材厚と誘電率、誘電正接などがおのずと決定される。また、プリント回路基板２００は、高密度実装を可能にするため、複数のグラウンド導体からなる第１のグラウンド導体２３０を有する。そして、図５に示すように、第１のグラウンド導体２３０に含まれる複数のグラウンド導体は、プリント回路基板２００を貫通する複数のビア２９０により互いに電気的に接続されている。

また、近年では高速化要求のため５０Ｇｂｉｔ／ｓ級の高速電気信号を伝送可能な光モジュールの需要が拡大している。このような高速伝送下において、複数のグラウンド導体からなる第１のグラウンド導体２３０を有するプリント回路基板２００を、可撓性基板３００を介して、半田等を用いて光サブアッセンブリ１００と接続する場合、プリント回路基板２００と可撓性基板３００との接続点でのグラウンド共振が甚大となり、光モジュール１の波形品質を劣化させてしまう恐れがある。即ち、プリント回路基板２００と可撓性基板３００との接続部において、可撓性基板３００の信号配線が励振源となり、平行平板共振を誘発する可能性がある。

しかしながら、図４、５に示すように、本実施形態に係る光モジュール１は、プリント回路基板２００の第１のグラウンド導体２３０と、可撓性基板３００の第２のグラウンド導体３３０とを、半田７４を用いて最短経路で接続しているため、リターン電流の遅延を抑制し、平行平板共振現象の発生を抑制することができる。

図６は、本実施形態の実施例と比較例に係る、プリント回路基板２００から可撓性基板３００への透過特性を３次元電磁界シミュレータＨＦＳＳ（High Frequency Structure Simulator）を用いて計算したグラフである。図６に示す実施例のグラフは、図４、５に示したように、プリント回路基板２００が切欠き部２４０、導体２５０を有し、この導体２５０と、可撓性基板３００の第３の電極３５０（図３参照）とが半田７４により接続された状態の透過特性を示す。図６に示す比較例のグラフは、プリント回路基板２００が導体２５０を有さない状態の透過特性を示す。つまり、比較例におけるプリント回路基板２００と可撓性基板３００のグラウンド導体同士の接続は、プリント回路基板２００の第４の電極２７０と可撓性基板３００の第５の電極３６０との接続のみである。

図６に示すように、実施例のグラフは、比較例のグラフと比べて、プリント回路基板２００の第１のグラウンド導体２３０と、可撓性基板３００の第２のグラウンド導体３３０とを、半田７４を用いて最短経路で接続しているため、平行平板共振現象に起因する透過特性の劣化が抑制されていることがわかる。

なお、この平行平板共振現象の発生を抑制するのみであれば、プリント回路基板２００を貫通するスルーホールを設け、当該スルーホールを介して第１のグラウンド導体２３０と第２のグラウンド導体３３０とを接続してもよい。これに対して、本実施形態においては、上述したとおり、プリント回路基板２００の第１の側面２１１に切欠き部２４０を設け、この切欠き部２４０に、第１のグラウンド導体と接続される導体２５０を形成する構成としている。このような構成とすることにより、第１のグラウンド導体２３０に接続された導体２５０と、第２のグラウンド導体３３０に接続された第３の電極３５０とが、半田７４により電気的に接続される際に、その接続部を外部から視認することが可能となる。その結果として、プリント回路基板２００と可撓性基板３００のグラウンド接続の信頼性を向上させることが可能となる。可撓性基板３００は図１に示すように、光モジュール１内に曲げられた状態で格納されることが多い。そのため可撓性基板３００は、プリント回路基板２００から、例えば図１の上方向に剥がれる恐れがある。プリント回路基板２００の第４の電極２７０と可撓性基板３００の第５の電極３６０との接続箇所において、半田７２は露出したそれぞれの電極の領域のみに留まるため、十分な半田量が供給できず、十分な接続強度が得られない恐れがある。しかし、切欠き部２４０に設けられた半田７４により、第１のグラウンド導体２３０に接続された導体２５０と、第２のグラウンド導体３３０に接続された第３の電極３５０とを接続することにより、ある程度広い領域に半田７４を供給できるために、十分な接続強度を得ることが可能となり、プリント回路基板２００から可撓性基板３００が剥がれることを抑制する効果が得られる。つまり、本実施例によれば製造時の接続信頼性のみではなく、長期的な観点においても接続信頼性を確保することができる。さらに、単にプリント回路基板２００の側部にてグラウンド接続するのではなく、切欠き部２４０を設けて、そこでグラウンド接続する構成とすることにより、半田７４が接続箇所付近に留まるという効果が得られる。仮に切欠き部２４０を設けない場合、つまりプリント回路基板２００の側部全体に導体が設けられている場合は、半田は側部全体に塗れ広がるために、プリント回路基板２００と可撓性基板３００との接続箇所に半田が留まらず、接続部において半田が不足し、必要な接続強度が得られない恐れがある。本実施例では、切欠き部２４０を設ける構成とすることで本課題を解決している。また、プリント回路基板２００を貫通するスルーホールを形成するよりも、切欠き部２４０と導体２５０とを設ける構成とする方が、プリント回路基板２００における部品搭載領域を確保することが可能となる。従って、本実施形態の構成によれば、プリント回路基板２００における部品搭載領域を拡充しながらも、プリント回路基板２００と可撓性基板３００との間のグラウンド接続を強化することが可能であり、且つプリント回路基板２００と可撓性基板３００のグラウンド接続部の視認性を向上させることを両立することが可能となる。

図７は、第１の伝送線路２２０と、第２の伝送線路３２０の中心線における断面構造を示す模式図である。図７に示すように、プリント回路基板２００の第１の側面２１１に設けられた導体２５０と、可撓性基板３００の第３の電極３５０とが、直交する構成となっているため、フィレットが形成されやすく、プリント回路基板２００と可撓性基板３００との接続部の強度を向上させることができる。

図８は、第１の伝送線路２２０と、第２の伝送線路３２０の中心線における断面構造を示す模式的な斜視図である。図７、８に示すように、本実施形態に係る光モジュール１は、絶縁性基材２１０の主面２１２に直交する方向から見て、第１の電極２６０と重畳する位置に、第１のグラウンド導体２３０が開口部２３０Ａを有する構成としている。このような構成とすることにより、インピーダンス整合の精度をより向上させることができる。例えば、製造工程におけるプリント回路基板２００の第１の電極２６０と可撓性基板３００の第２の電極３４０との間に位置ずれが起こった場合でも、第１の電極２６０と第２の電極３４０との接触面積の変化を小さくするため、図２に示すように、第１の電極２６０の幅（第１の伝送線路２２０の延伸方向に垂直な方向の長さ）を、第１の伝送線路２２０の幅よりも大きくしている。そのため、第１の電極２６０の面積が大きくなる分、インピーダンスが低くなってしまう。この課題に対し、図７、８に示すように、第１のグラウンド導体２３０が、絶縁性基材２１０の主面２１２に直交する方向から見て、第１の電極２６０と重畳する位置に開口部２３０Ａを有する構成とすることによりインピーダンスを調整し、インピーダンス整合を行うことが可能となる。

図９、１０、１１は、本実施形態に係るプリント回路基板２００の模式的な平面図である。図１２は、図９、１０、１１に係る構成についてのプリント回路基板２００から可撓性基板３００への透過特性を３次元電磁界シミュレータＨＦＳＳ（High Frequency Structure Simulator）を用いて計算したグラフである。

図９に示す構成においては、絶縁性基材２１０の主面２１２に直交する方向から見て、第１の電極２６０の中心線２６０Ａが、切欠き部２４０と重畳する構成としている。また、図９に示す構成においては、絶縁性基材２１０の主面２１２に直交する方向から見て、切欠き部２４０の中心線２４０Ａと、第１の電極２６０の中心線２６０Ａとが一致した構成としている。ここで、第１の電極２６０の中心線２６０Ａとは、第１の伝送線路２２０の延伸方向に平行な直線であって、当該延伸方向に直交する方向における第１の電極２６０の中心位置を通る直線を意味する。また、切欠き部２４０の中心線２４０Ａとは、第１の伝送線路２２０の延伸方向に平行な直線であって、当該延伸方向に直交する方向における切欠き部２４０の中心位置を通る直線を意味する。

図１０に示す構成においては、絶縁性基材２１０の主面２１２に直交する方向から見て、第１の電極２６０の中心線２６０Ａが、切欠き部２４０と重畳する構成としている。また、図１０に示す構成においては、絶縁性基材２１０の主面２１２に直交する方向から見て、切欠き部２４０の中心線２４０Ａと、第１の電極２６０の中心線２６０Ａとが一致しない構成としている。

図１１に示す構成においては、絶縁性基材２１０の主面２１２に直交する方向から見て、第１の電極２６０の中心線２６０Ａが、切欠き部２４０と重畳しない構成としている。また、図１１に示す構成においては、絶縁性基材２１０の主面２１２に直交する方向から見て、切欠き部２４０の中心線２４０Ａと、第１の電極２６０の中心線２６０Ａが一致しない構成としている。

図１２において、図９に示す構成についての透過特性は、「中心線一致」として表示している。また、図１０に示す構成についての透過特性は、「中心線不一致」として表示している。また、図１１に示す構成についての透過特性は、「重畳せず」として表示している。

図１２に示すように、図９、１０に示す構成に係る透過特性は、図１１に示す構成に係る透過特性と比較して、ディップが少なく、安定した伝送を行うことが可能であることがわかる。特に、５０Ｇｂｉｔ／ｓ級の伝送を行うためには、３５ＧＨｚまでの安定した伝送を行う必要がある。図９、１０に示す構成においては、３５ＧＨｚ近傍においても大きなディップを有しておらず望ましい。従って、図９、１０に示すように、絶縁性基材２１０の主面２１２に直交する方向から見て、第１の電極２６０の中心線２６０Ａが、切欠き部２４０と重畳する構成とすることが望ましい。

また、図１２に示すように、図９に示す構成に係る透過特性と、図１０に示す構成に係る透過特性を比較すると、絶縁性基材２１０の主面２１２に直交する方向から見て、切欠き部２４０の中心線２４０Ａと、第１の電極２６０の中心線２６０Ａが一致する図９に示す構成のほうが、４０ＧＨｚを超えても大きなディップがなく、安定した伝送を行えることがわかる。従って、信号の伝送を安定的に行うという観点からは、図９に示すように、切欠き部２４０の中心線２４０Ａと、第１の電極２６０の中心線２６０Ａが一致する構成とすることが望ましい。

一方、図１０に示す構成であれば、切欠き部２４０を配置する位置についての許容範囲が増えるため、プリント回路基板２００上における部品搭載の自由度が増す。そのため、プリント回路基板２００上の部品搭載に関する設計自由度の観点からは図９に示す構成よりも図１０に示す構成の方が望ましいといえる。即ち、図１０に示す構成は、伝送の安定性と、部品搭載の自由度との両立を実現する構成であるといえる。

図１３は、本実施形態に係る切欠き部２４０と第３の電極３５０との重畳部を拡大した模式的な平面図である。図１３に示すように、絶縁性シート３１０の延伸方向において、第３の電極３５０の全部が、プリント回路基板２００における、切欠き部２４０が形成された第１の側面２１１と同じ位置か、第１の側面２１１よりもプリント回路基板２００の内側に配置された構成としている。図１３に示す例においては、絶縁性シート３１０の延伸方向において、第３の電極３５０の全部が、第１の側面２１１よりもプリント回路基板２００の内側に配置された構成としている。このような構成とすることにより、以下に示すようなメリットを得ることができる。

まず、可撓性基板３００は、光モジュール１の全長ばらつきを吸収する役割を有している。また、可撓性基板３００は、プリント回路基板２００側で発生した応力を吸収し、光サブアッセンブリ１００への応力の伝達を抑制するという役割を有している。本実施形態においては、図５、７に示したように、絶縁性シート３１０の延伸方向において、第３の電極３５０の全部が、第１の側面２１１と同じ位置か、第１の側面２１１よりもプリント回路基板２００の内側に配置された構成とすることにより、半田７４の存在によって、可撓性基板３００における絶縁性シート３１０の延伸方向の可撓性が失われる影響を小さくすることができ、上述した２つの役割が失われることを抑制することができる。

上述したような本実施形態にかかる光モジュール１は、以下のような製造工程を経て製造することが可能である。

まず、絶縁性基材２１０と、絶縁性基材２１０に設けられた第１の伝送線路２２０と、絶縁性基材２１０に内在する第１のグラウンド導体２３０と、絶縁性基材２１０における可撓性基板３００と対向する主面２１２において露出され、且つ第１の伝送線路２２０に電気的に接続された第１の電極２６０と、を含む仕掛プリント回路基板を準備する。

次に、図２、３に示すように、第１のグラウンド導体２３０の一部を、絶縁性基材２１０の第１の側面２１１から露出させる切欠き部２４０を形成する。

その後、切欠き部２４０において第１のグラウンド導体２３０と電気的に接続される導体２５０を形成する。第１のグラウンド導体２３０が複数のグラウンド導体を含む場合、この導体２５０の形成により、複数のグラウンド導体が互いに電気的に接続される。

上述した仕掛プリント回路基板を準備する工程、切欠き部２４０を形成する工程、導体２５０を形成する工程の３工程と並行してか、あるいはその前後に、可撓性基板３００を準備する工程を行う。即ち、上記３工程と、可撓性基板３００を準備する工程の前後関係は問わない。可撓性基板３００を準備する工程では、図２、３に示すように、複数の絶縁層３１１、３１２、３１３を含む絶縁性シート３１０と、絶縁性シート３１０に設けられた第２の伝送線路３２０と、絶縁性シート３１０に内在する第２のグラウンド導体３３０と、絶縁性シート３１０におけるプリント回路基板２００と対向する主面３１４において露出され、且つ第２の伝送線路３２０に接続された第２の電極３４０と、絶縁性シート３１０における主面３１４において露出され、第２のグラウンド導体３３０に接続された第３の電極３５０と、を含む可撓性基板３００を準備する。

その後、図５に示すように、可撓性基板３００における裏面側にプリント回路基板２００の上面を載置する。その際、プリント回路基板２００の主面２１２に直交する方向から見て、可撓性基板３００における第２のグラウンド導体３３０と電気的に接続された第３の電極３５０の少なくとも一部が、導体２５０と第１の側面２１１で囲われる領域の少なくとも一部と重畳するように、可撓性基板３００とプリント回路基板２００とを配置する。

そして、図５に示すように、プリント回路基板２００の導体２５０から、可撓性基板３００の第３の電極３５０まで半田７４を塗布し、導体２５０と第３の電極３５０とを電気的に接続する。

このような製造工程により、上述した本実施形態に係る光モジュール１を製造することができる。

また、このような製造方法を用いれば、プリント回路基板２００と可撓性基板３００とのグラウンド接続に伴うインピーダンスの変化を抑制することができる。即ち、プリント回路基板２００と可撓性基板３００とのグラウンド接続に際し、例えば両者の間に配置された半田を溶かすため、可撓性基板３００の絶縁層３１１（図４参照）側から熱をかけるような場合、当該熱により、絶縁層３１１の一部が剥がれてしまう可能性がある。絶縁層３１１の一部が剥がれると、絶縁層３１１内に空隙が発生し、絶縁層３１１内の誘電率が変化し、インピーダンスが変化してしまう可能性がある。しかし、上記製造方法であれば、そのような熱を絶縁層３１１側からかけることなく、半田７４により導体２５０と第３の電極３５０とを電気的に接続することができる。その結果として、プリント回路基板２００と可撓性基板３００とのグラウンド接続に伴うインピーダンスの変化を抑制することができる。

１光モジュール、２光レセプタクル、３光パッケージ、７０半田、７２半田、７４半田、１００光サブアッセンブリ、１２０アイレット、２００プリント回路基板、２１０絶縁性基材、２１１第１の側面、２１２主面、２２０第１の伝送線路、２３０第１のグラウンド導体、２３０Ａ開口部、２４０切欠き部、２４０Ａ中心線、２５０導体、２６０第１の電極、２６０Ａ中心線、２７０第４の電極、２８０レジスト、２９０ビア、３００可撓性基板、３１０絶縁性シート、３１１絶縁層、３１２絶縁層、３１３絶縁層、３１４主面、３２０第２の伝送線路、３３０第２のグラウンド導体、３４０第２の電極、３４１ビア、３５０第３の電極、３６０第５の電極、３６１ビア。

Claims

プリント回路基板と、可撓性基板と、を含む光モジュールであって、
前記プリント回路基板は、
絶縁性基材と、
前記絶縁性基材に設けられた第１の伝送線路と、
前記絶縁性基材に内在する第１のグラウンド導体と、
前記絶縁性基材の第１の側面に形成され、前記第１のグラウンド導体の一部を露出させる切欠き部と、
前記切欠き部に設けられ、前記第１のグラウンド導体と電気的に接続された導体と、
前記絶縁性基材における前記可撓性基板と対向する主面において露出され、且つ前記第１の伝送線路に電気的に接続された第１の電極と、を含み、
前記可撓性基板は、
複数の絶縁層を含む絶縁性シートと、
前記絶縁性シートに設けられた第２の伝送線路と、
前記絶縁性シートに内在する第２のグラウンド導体と、
前記絶縁性シートにおける前記プリント回路基板と対向する主面において露出され、且つ前記第２の伝送線路に接続された第２の電極と、
前記絶縁性シートにおける前記プリント回路基板と対向する主面において露出され、且つ前記第２のグラウンド導体に接続された第３の電極と、を含み、
前記第１の電極と、前記第２の電極と、が電気的に接続され、
前記導体と、前記第３の電極と、が半田により接続された、
光モジュール。
請求項１に記載の光モジュールであって、
前記切欠き部と、前記導体と、によりキャスタレーションを構成する、
光モジュール。
請求項１または２に記載の光モジュールであって、
前記第１のグラウンド導体は、複数のグラウンド導体からなる、
光モジュール。
請求項１乃至３のいずれかに記載の光モジュールであって、
前記第３の電極は、前記絶縁性シートから露出した前記第２のグラウンド導体の一部である、
光モジュール。
請求項１乃至４のいずれかに記載の光モジュールであって、
前記絶縁性基材の前記主面に直交する方向から見て、
前記第１の電極の中心線が、前記切欠き部と重畳する、
光モジュール。
請求項５に記載の光モジュールであって、
前記絶縁性基材の前記主面に直交する方向から見て、
前記切欠き部の中心線と、前記第１の電極の中心線が一致しない、
光モジュール。
請求項５に記載の光モジュールであって、
前記絶縁性基材の前記主面に直交する方向から見て、
前記切欠き部の中心線と、前記第１の電極の中心線が一致している、
光モジュール。
請求項１乃至７のいずれかに記載の光モジュールであって、
前記絶縁性シートの延伸方向において、
前記第３の電極の全部が、前記第１の側面と同じ位置か、前記第１の側面よりも前記プリント回路基板の内側に配置された、
光モジュール。
請求項１乃至８のいずれかに記載の光モジュールであって、
前記第１のグラウンド導体が、前記絶縁性基材の前記主面に直交する方向から見て、前記第１の電極と重畳する位置に開口部を有する、
光モジュール。
請求項１乃至９のいずれかに記載の光モジュールであって、
前記導体と、前記第３の電極と、が直交し、前記半田がフィレットを形成する、
光モジュール。
絶縁性基材と、前記絶縁性基材に設けられた第１の伝送線路と、前記絶縁性基材に内在する第１のグラウンド導体と、前記絶縁性基材における主面において露出され、且つ前記第１の伝送線路に電気的に接続された第１の電極と、を含むプリント回路基板を準備し、
前記第１のグラウンド導体の一部を、前記絶縁性基材の第１の側面から露出させる切欠き部を形成し、
前記切欠き部において前記第１のグラウンド導体と電気的に接続される導体を形成し、
複数の絶縁層を含む絶縁性シートと、前記絶縁性シートに設けられた第２の伝送線路と、前記絶縁性シートに内在する第２のグラウンド導体と、前記絶縁性シートにおける前記プリント回路基板と対向する主面において露出され、且つ前記第２の伝送線路に接続された第２の電極と、前記絶縁性シートにおける前記プリント回路基板と対向する主面において露出され、且つ前記第２のグラウンド導体に接続された第３の電極と、を含む可撓性基板を準備し、
前記絶縁性基材における前記主面に直交する方向から見て、前記第３の電極の少なくとも一部が、前記導体と第１の側面で囲われる領域の少なくとも一部と重畳するように、前記可撓性基板と前記プリント回路基板とを配置し、
前記導体から前記第３の電極にかけて半田を塗布する、
光モジュールの製造方法。