(57)【要約】【課題】プリント基板との低反射接続を実現できるフレキシブル基板及びこれを用いた基板接続構造を得ること。【解決手段】プリント基板との電気的接続を得るための端子部を備え、端子部は、第１の導体層５１に形成されてグランド層２とは電気的に分離された第１信号パッド１と、第１の導体層５１に第１信号パッド１を挟むように形成されてグランド層２と接続された一対の第１グランドパッド３と、第２の導体層５２に形成されて信号線４に接続された第２信号パッド５と、第２の導体層５２に第２信号パッド５を挟むように形成されて信号線４とは電気的に分離された一対の第２グランドパッド６と、第３の導体層５３に形成された第３信号パッド７と、第３の導体層５３に第３信号パッド７を挟むように形成された一対の第３グランドパッド８とを有し、第２信号パッド５は、第３信号パッド７よりも幅広である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１、第２及び第３の導体層が誘電体層を介して積層される多層構造のフレキシブル基板であって、
プリント基板との電気的接続を得るための端子部と、該端子部を介して前記プリント基板に接続される伝送線路が形成された伝送線路部とを備え、
前記伝送線路は、前記第１の導体層に形成されたグランド層と、前記第２の導体層に前記グランド層と平行に形成された信号線とによって形成され、
前記端子部は、前記第１の導体層に形成されて前記グランド層とは電気的に分離された第１信号パッドと、前記第１の導体層に形成されて前記第１信号パッドを左右から挟むように配置された一対の第１グランドパッドと、前記信号線に繋がるように前記第２の導体層に形成された第２信号パッドと、前記第２の導体層に形成されて前記信号線とは電気的に分離され、前記第２信号パッドを左右から挟むように配置された一対の第２グランドパッドと、前記第３の導体層に形成された第３信号パッドと、前記第３の導体層に形成され、前記第３信号パッドを左右から挟むように配置された一対の第３グランドパッドと、前記第１グランドパッドと前記第２グランドパッドと前記第３グランドパッドとを接続するグランドビアと、前記第１信号パッドと前記第２信号パッドと前記第３信号パッドとを接続する信号ビアとを有し、
前記一対の第１、第２及び第３のグランドパッドは、前記グランド層と電気的に接続されており、
前記第２信号パッドは、前記第３信号パッドよりも幅広であることを特徴とするフレキシブル基板。
【請求項２】
前記伝送線路は、２本の前記信号線を有する差動線路であることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル基板。
【請求項３】
前記第２信号パッドは、前記信号線よりも幅広であり、前記第２信号パッドと前記信号線との間で導体幅が連続的に変化することを特徴とする請求項１又は２に記載のフレキシブル基板。
【請求項４】
前記第１信号パッド及び前記第３信号パッドは、前記第２信号パッドからはみ出さずに形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のフレキシブル基板。
【請求項５】
前記第２の導体層と前記第３の導体層との間に形成される前記誘電体層は、前記第１の導体層と前記第２の導体層との間に形成される前記誘電体層よりも薄いことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のフレキシブル基板。
【請求項６】
前記グランド層は、複数箇所で部分的に除去されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のフレキシブル基板。
【請求項７】
５層以上の多層基板であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のフレキシブル基板。
【請求項８】
前記第１信号パッドと前記第３信号パッドとが同形状、かつ前記一対の第１グランドパッドと前記一対の第３グランドパッドとが同形状であり、
前記伝送線路部は、前記第３の導体層に、前記第１の導体層と同じ形状のグランド層を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のフレキシブル基板。
【請求項９】
前記伝送線路部は、前記第３の導体層に導体が形成されていないことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のフレキシブル基板。
【請求項１０】
前記グランド層は、前記信号線よりも幅広であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のフレキシブル基板。
【請求項１１】
前記一対の第１グランドパッドは前記伝送線路部まで延在し、前記第１の導体層において前記一対の第１のグランドパッドと前記グランド層とが繋がっており、
前記一対の第１グランドパッドの各々は、前記一対の第３グランドパッドの各々よりも幅広であり、前記第１信号パッド側に張り出すように配置されていることを特徴とする請求項１０に記載のフレキシブル基板。
【請求項１２】
前記一対の第２グランドパッドの各々は、前記伝送線路部まで延在しており、
前記伝送線路部は、前記一対の第２のグランドパッドの各々と前記グランド層とを接続する伝送線路部グランドビアを有し、
前記一対の第２グランドパッドの各々は、前記一対の第１グランドパッド及び前記一対の第３グランドパッドの各々よりも幅広であり、前記第２信号パッド側に張り出すように配置されていることを特徴とする請求項１０に記載のフレキシブル基板。
【請求項１３】
前記第１の導体層の前記第２の導体層とは反対側に誘電体層を介して積層された第４の導体層を備え、
前記端子部は、前記第４の導体層に形成されて、前記信号ビアを介して前記第１信号パッド、前記第２信号パッド及び前記第３信号パッドに接続される第４信号パッドと、前記第４の導体層に形成されて、前記グランドビアを介して前記一対の第１グランドパッド、前記一対の第２グランドパッド及び前記一対の第３グランドパッドに接続される一対の第４グランドパッドとを有し、
前記一対の第４グランドパッドと前記第４信号パッドとの間隔は、前記一対の第１グランドパッドと前記第１信号パッドとの間隔よりも広いことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載のフレキシブル基板。
【請求項１４】
第１及び第２のプリント基板導体層がプリント基板誘電体層を介して重ねて設けられた多層構造のプリント基板と、請求項１から１３のいずれか一つに記載のフレキシブル基板とを接続した基板接続構造であって、
前記プリント基板は、前記フレキシブル基板との電気的接続を得るためのプリント基板端子部と、該プリント基板端子部を介して前記フレキシブル基板に接続されるプリント基板伝送線路が形成されたプリント基板伝送線路部とを備え、
前記プリント基板伝送線路は、プリント基板信号線とプリント基板グランド層とによって形成され、
前記プリント基板端子部は、前記第１のプリント基板導体層に形成されて、前記プリント基板信号線に接続されたプリント基板信号パッドと、前記プリント基板信号パッドを左右から挟むように前記第１のプリント基板導体層に形成されて、前記プリント基板グランド層に接続された一対のプリント基板グランドパッドとを有し、
前記プリント基板信号パッドと前記第３信号パッドとが電気的に接続され、前記一対のプリント基板グランドパッドと前記一対の第３グランドパッドとが電気的に接続されたことを特徴とする基板接続構造。
【請求項１５】
第１及び第２のプリント基板導体層がプリント基板誘電体層を介して重ねて設けられた多層構造のプリント基板と、請求項１から１２のいずれか一つに記載のフレキシブル基板とを接続した基板接続構造であって、
前記プリント基板は、前記フレキシブル基板との電気的接続を得るためのプリント基板端子部と、該プリント基板端子部を介して前記フレキシブル基板に接続されるプリント基板伝送線路が形成されたプリント基板伝送線路部とを備え、
前記プリント基板伝送線路は、プリント基板信号線とプリント基板グランド層とによって形成され、
前記プリント基板端子部は、前記第１のプリント基板導体層に形成されて、前記プリント基板信号線に接続されたプリント基板信号パッドと、前記プリント基板信号パッドを左右から挟むように前記第１のプリント基板導体層に形成されて、前記プリント基板グランド層に接続された一対のプリント基板グランドパッドとを有し、
前記プリント基板信号パッドと前記第１信号パッドとが電気的に接続され、前記一対のプリント基板グランドパッドと前記一対の第１グランドパッドとが電気的に接続されたことを特徴とする基板接続構造。
【請求項１６】
第１及び第２のプリント基板導体層がプリント基板誘電体層を介して重ねて設けられた多層構造のプリント基板と、請求項１３に記載のフレキシブル基板とを接続した基板接続構造であって、
前記プリント基板は、前記フレキシブル基板との電気的接続を得るためのプリント基板端子部と、該プリント基板端子部を介して前記フレキシブル基板に接続されるプリント基板伝送線路が形成されたプリント基板伝送線路部とを備え、
前記プリント基板伝送線路は、プリント基板信号線とプリント基板グランド層とによって形成され、
前記プリント基板端子部は、前記第１のプリント基板導体層に形成されて、前記プリント基板信号線に接続されたプリント基板信号パッドと、前記プリント基板信号パッドを左右から挟むように前記第１のプリント基板導体層に形成されて、前記プリント基板グランド層に接続された一対のプリント基板グランドパッドとを有し、
前記プリント基板信号パッドと前記第４信号パッドとが電気的に接続され、前記一対のプリント基板グランドパッドと前記一対の第４グランドパッドとが電気的に接続されたことを特徴とする基板接続構造。
【請求項１７】
前記プリント基板信号線は、前記第１のプリント基板導体層に形成され、かつ、前記プリント基板グランド層は前記第２のプリント基板導体層に前記プリント基板信号線よりも幅広に形成されており、
前記プリント基板端子部は、前記一対のプリント基板グランドパッドと前記プリント基板グランド層とを接続するプリント基板グランドビアを有することを特徴とする請求項１４から１６のいずれか１項に記載の基板接続構造。
【請求項１８】
前記プリント基板信号線は、前記第１のプリント基板導体層に形成されており、前記プリント基板グランド層は、前記プリント基板信号線を両側から挟むように前記第１のプリント基板導体層に形成されていることを特徴とする請求項１４から１６のいずれか１項に記載の基板接続構造。
【請求項１９】
前記プリント基板信号パッドが前記第２信号パッドからはみ出さないように、前記プリント基板と前記フレキシブル基板とが接続されたことを特徴とする請求項１４から１８のいずれか１項に記載の基板接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル基板及びフレキシブル基板とプリント基板とをはんだ実装した基板接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブル基板（Flexible Printed Circuit:FPC）を電気インタフェースとする光送受信モジュールでは、プリント基板とフレキシブル基板との接続部を数十Ｇｂｐｓの高速信号が伝送される。通常、ＦＰＣはベース材をポリイミドとし、伝送線路とグランド層とで構成したマイクロストリップ線路構造を有する２層フレキシブル基板が用いられる。伝送線路は単相又は差動線路として構成される。このフレキシブル基板とプリント基板とを接続するため、はんだ付けによる直接接合が用いられている。
【０００３】
特許文献１では、接続部のインピーダンス整合をとるために、信号線真下のグランド層を一部除去している。また、特許文献２では、配線パターンの工夫により、高周波で生じるインダクタンス成分を低減し、反射・通過特性の向上を図っている。特許文献２に示された構造では、フレキシブル基板の伝送線路部を端子部と相互に接続するための配線部を、伝送線路部の線路幅よりも幅広にすることでキャパシタンスを増加させ、プリント基板−フレキシブル基板接続部で生じるインダクタンスの影響を低減させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１２３７４２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１２６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献２は、プリント基板−フレキシブル基板接続部である端子部そのもののインダクタンスを減少させる形状ではないため、４０Ｇｂｐｓといった高速信号においてはインダクタンスの増加が生じ、反射が増加し、光モジュールの通過信号へのジッタ増加が生じるという問題があった。
【０００６】
この問題を解決するために、下記（１）、（２）のような対策が講じられていた。（１）フレキシブル基板の信号パッド幅を広くする。（２）パッド間隔を近づける。
【０００７】
信号パッド幅を０．８ｍｍ程度に広くした場合には、４０ＧＨｚまでで−２０ｄＢ以下の低反射接続が得られる。しかしながら、プリント基板にフレキシブル基板をはんだ付けする際に生じる理想位置からの位置ずれを考慮すると、フレキシブル基板のパッド間隔・パッド幅は隣接パッドと短絡ない程度の大きさにする必要がある。このような理由から、特許文献２に示されたパッドのピッチ０．８ｍｍ、パッド幅０．４ｍｍ程度にせざるを得ないため、パッド幅を広げたり、パッド間隔を近づけるといったインダクタンス低減策を講じることは困難であった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、プリント基板との低反射接続を実現できるフレキシブル基板及びこれを用いた基板接続構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第１、第２及び第３の導体層が誘電体層を介して積層される多層構造のフレキシブル基板であって、プリント基板との電気的接続を得るための端子部と、端子部を介してプリント基板に接続される伝送線路が形成された伝送線路部とを備え、伝送線路は、第１の導体層に形成されたグランド層と、第２の導体層にグランド層と平行に形成された信号線とによって形成され、端子部は、第１の導体層に形成されてグランド層とは電気的に分離された第１信号パッドと、第１の導体層に形成されて第１信号パッドを左右から挟むように配置された一対の第１グランドパッドと、信号線に繋がるように第２の導体層に形成された第２信号パッドと、第２の導体層に形成されて信号線とは電気的に分離され、第２信号パッドを左右から挟むように配置された一対の第２グランドパッドと、第３の導体層に形成された第３信号パッドと、第３の導体層に形成され、第３信号パッドを左右から挟むように配置された一対の第３グランドパッドと、第１グランドパッドと第２グランドパッドと第３グランドパッドとを接続するグランドビアと、第１信号パッドと第２信号パッドと第３信号パッドとを接続する信号ビアと有し、一対の第１、第２及び第３のグランドパッドは、グランド層と電気的に接続されており、第２信号パッドは、第３信号パッドよりも幅広であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、フレキシブル基板とプリント基板との低反射の接続を実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明にかかるフレキシブル基板の実施の形態１の層構成を示す分解斜視図である。
【図２】図２は、フレキシブル基板のパターンレイアウトを示す図である。
【図３】図３は、フレキシブル基板のパターンレイアウトを示す図である。
【図４】図４は、プリント基板の層構成を示す分解斜視図である。
【図５】図５は、プリント基板のパターンレイアウトを示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１にかかるフレキシブル基板を用いた基板接続構造の斜視図である。
【図７−１】図７−１は、実施の形態１にかかるフレキシブル基板を用いた基板接続構造の断面図である。
【図７−２】図７−２は、実施の形態１にかかるフレキシブル基板を用いた基板接続構造の断面図である。
【図７−３】図７−３は、実施の形態１にかかるフレキシブル基板を用いた基板接続構造の断面図である。
【図７−４】図７−４は、実施の形態１にかかるフレキシブル基板を用いた基板接続構造の断面図である。
【図７−５】図７−５は、実施の形態１にかかるフレキシブル基板を用いた基板接続構造の断面図である。
【図８】図８は、フレキシブル基板とプリント基板との接続部における電界の状態を示す図である。
【図９】図９は、基板接続構造の反射特性を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明にかかるフレキシブル基板の実施の形態２の構成を示す断面図である。
【図１１】図１１は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態３の構成を示す平面図である。
【図１２−１】図１２−１は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態３の構成を示す断面図である。
【図１２−２】図１２−２は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態３の構成を示す断面図である。
【図１２−３】図１２−３は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態３の構成を示す断面図である。
【図１３】図１３は、本発明にかかるフレキシブル基板の実施の形態４のパターンレイアウトを示す図である。
【図１４】図１４は、本発明にかかるフレキシブル基板の実施の形態４のパターンレイアウトを示す図である。
【図１５】図１５は、フレキシブル基板を実装するプリント基板のパターンレイアウトを示す図である。
【図１６】図１６は、本発明にかかる実施の形態４の基板接続構造の構成を示す平面図である。
【図１７−１】図１７−１は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態４の構成を示す断面図である。
【図１７−２】図１７−２は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態４の構成を示す断面図である。
【図１７−３】図１７−３は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態４の構成を示す断面図である。
【図１８】図１８は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態５の構成を示す平面図である。
【図１９−１】図１９−１は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態５の構成を示す断面図である。
【図１９−２】図１９−２は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態５の構成を示す断面図である。
【図１９−３】図１９−３は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態５の構成を示す断面図である。
【図２０】図２０は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態６に適用されるフレキシブル基板のパターンレイアウトを示す図である。
【図２１】図２１は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態６に適用されるフレキシブル基板のパターンレイアウトを示す図である。
【図２２】図２２は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態７に適用されるフレキシブル基板のパターンレイアウトを示す図である。
【図２３】図２３は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態７に適用されるフレキシブル基板のパターンレイアウトを示す図である。
【図２４】図２４は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態７に適用されるフレキシブル基板のパターンレイアウトを示す図である。
【図２５】図２５は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態８に適用されるフレキシブル基板の断面図である。
【図２６】図２６は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態９に適用されるフレキシブル基板のパターンレイアウトを示す図である。
【図２７】図２７は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態１０に適用されるフレキシブル基板のパターンレイアウトを示す図である。
【図２８】図２８は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態１０に適用されるフレキシブル基板のパターンレイアウトを示す図である。
【図２９】図２９は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態１１の構成を示す平面図である。
【図３０】図３０は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態１２の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかるフレキシブル基板の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかるフレキシブル基板の実施の形態１の層構成を示す分解斜視図である。図２は、フレキシブル基板のパターンレイアウトを示す図であり、プリント基板とはんだ付けされない側を示す。図３は、フレキシブル基板のパターンレイアウトを示す図であり、プリント基板とはんだ付けされる側を示す。図４は、プリント基板の層構成を示す分解斜視図である。図５は、プリント基板のパターンレイアウトを示す図である。図６は、実施の形態１にかかるフレキシブル基板を用いた基板接続構造の斜視図である。図７−１〜図７−５は、実施の形態１にかかるフレキシブル基板を用いた基板接続構造の断面図であり、図７−１は、図６におけるＡ−Ａ’断面を示し、図７−２は、図６におけるＢ−Ｂ’断面を示し、図７−３は、図６におけるＣ−Ｃ’断面を示し、図７−４は、図６におけるＤ−Ｄ’断面を示し、図７−５は、図６におけるＥ−Ｅ’断面を示す。なお、ここでの「基板接続構造」とは、フレキシブル基板とプリント基板とをはんだ接合した構造体を表す。
【００１４】
フレキシブル基板３１は、第１の導体層５１、第２の導体層５２及び第３の導体層５３の３層の導体層を有する構成であり、各導体層間の誘電体層９には汎用性の高いポリイミドベースが用いられている。なお、誘電体層９には、高周波特性に優れる液晶ポリイミドを用いることも可能である。
【００１５】
フレキシブル基板３１は、外部との電気的接続を得るための端子部１２と、信号を伝送する伝送線路部１３とを有する。伝送線路部１３は、第１の導体層５１に設けられたグランド層２と、第２の導体層５２に設けられた信号線４との間にマイクロストリップ線路として形成される。端子部１２は、第１の導体層５１に設けられた第１信号パッド１及び一対の第１グランドパッド３と、第２の導体層５２に設けられた第２信号パッド５及び一対の第２グランドパッド６と、第３の導体層５３に設けられた第３信号パッド７及び一対の第３グランドパッド８を有する。端子部１２において、第１グランドパッド３、第２グランドパッド６及び第３グランドパッド８は、グランドビア１１で接続されている。また、第１信号パッド１、第２信号パッド５及び第３信号パッド７は、信号ビア１０で接続されている。第１グランドパッド３は、伝送線路部１３まで延在しており、第１のグランドパッド３とグランド層２とが第１の導体層５１で接続されている。実施の形態１では、第３信号パッド７の幅ｂをｂ＝０．４ｍｍとした状態で第２信号パッド５の幅ａを０．４ｍｍよりも幅広のａ＝０．８ｍｍとし、第１グランドパッド３、第２グランドパッド６及び第３グランドパッド８との間でコプレーナ伝送線路３３を形成する。パッドのピッチは、例えばＸＭＤ−ＭＳＡ（10Gbit/s Miniature Device Multi Source Agreement）の規格に準拠する場合は０．７９ｍｍとするが、既存の規格とは異なるピッチとすることも可能である。
【００１６】
第１の導体層５１に形成されたグランド層２と第２の導体層５２に形成された信号線４の間で伝送線路部１３が形成されているが、第３の導体層５３は伝送線路部１３にパターンを有さない。
【００１７】
図３に示すように、第３の導体層５３は端子部１２に第３信号パッド７及び第３グランドパッド８のみを有し、伝送線路部１３には導体パターンを有しない。換言すると、第３の導体層５３は、電送線路部１３の部分には導体が形成されていない。このような構造とすることで、パターン面積を最小限とし、フレキシブル基板３１の柔軟性を確保できる。
【００１８】
本実施形態によると、パターン面積を最低限とすることでフレキシブル基板３１を柔らかくすることができ、プリント基板３２への実装が容易となる。
【００１９】
プリント基板３２は、第１のプリント基板導体層６１及び第２のプリント基板導体層６２の２層の導体層を少なくとも有する構成であり、ここではプリント基板誘電体層１９の表裏に第１のプリント基板導体層６１及び第２のプリント基板導体層６２がそれぞれ設けられている。プリント基板３２は、外部との電気的接続を得るためのプリント基板端子部２２とプリント基板伝送線路部２１とを有する。プリント基板伝送線路部２１は、第２のプリント基板導体層６２に設けられたプリント基板グランド層１７と、第１のプリント基板導体層６１に設けられたプリント基板信号線１４との間にマイクロストリップ線路として形成される。プリント基板端子部２２は、第１のプリント基板導体層６１に設けられたプリント基板信号パッド１５及び一対のプリント基板グランドパッド１６と、プリント基板グランド層１７を部分的に非形成とすることによって第２のプリント基板導体層６２に設けられたプリント基板グランド層除去部１８とを有する。プリント基板端子部２２において、プリント基板グランドパッド１６とプリント基板グランド層１７とは、プリント基板グランドビア２０で接続されている。
【００２０】
フレキシブル基板３１とプリント基板３２とは、第３信号パッド７とプリント基板信号パッド１５とが向かい合い、第３グランドパッド８とプリント基板グランドパッド１６とが向かい合う向きで、はんだ２３を用いて実装されることにより、基板接続構造１００を構成する。ここでは、はんだ付けの際に、フレキシブル基板３１とプリント基板３２との間にはんだが流れ込みやすいようにフレキシブル基板３１の端部でグランドビア１１や信号ビア１０を露出させた構成を例としているが、グランドビア１１や信号ビア１０はフレキシブル基板３１の端部に露出していなくても良い。プリント基板３２とフレキシブル基板３１の実装の際は、プリント基板３２と接する面である第３信号パッド７及び第３グランドパッド８と反対側の面（ここでは第１信号パッド１や第１グランドパッド３が設けられた側の面）から、信号ビア１０及びグランドビア１１を介してはんだを流し込む手法がとられる。
【００２１】
図示はしていないが、フレキシブル基板３１の端子部１２と反対側は、例えばボックス型パッケージに接続されて、光モジュールに適用されている。
【００２２】
次に、動作について説明する。なお、本実施の形態においては、基板接続構造１００を光送信モジュールへ適用することを前提にして電流の流れを説明するが、光受信モジュールに対して適用することも可能であり、この場合は電流の向きは以下の説明とは逆となる。
【００２３】
プリント基板伝送線路部２１を信号が伝播する際、信号電流はプリント基板信号線１４を、帰還電流はプリント基板グランド層１７を流れる。端子部１２とプリント基板端子部２２との接続部では、信号電流はプリント基板信号パッド１５から、第３信号パッド７及び信号ビア１０を介し、第２信号パッド５へと伝わる。帰還電流は、第１グランドパッド３からグランドビア１１を介して第２グランドパッド６及び第３グランドパッド８へと流れ、プリント基板グランドパッド１６からプリント基板グランドビア２０を介してプリント基板グランド層１７へと流れることによりプリント基板グランド層除去部１８を迂回する。その結果、端子部１２において信号電流と帰還電流とは平行して流れる。なお、第１信号パッド１は、上記のように、フレキシブル基板３１とプリント基板３２との実装の際には、第１信号パッド１側から信号ビア１０を介してはんだを流し込むため必要であるが、信号電流の流れには寄与しない。
【００２４】
本実施の形態では、端子部１２では、第２信号パッド５の幅ａをａ＝０．８ｍｍとし、第３信号パッド７の幅ｂ＝０．４ｍｍよりも幅広として、第１グランドパッド３、第２グランドパッド６及び第３グランドパッド８と第２信号パッド５とを結合させることでコプレーナ伝送線路３３を形成し、端子部１２及びプリント基板端子部２２をはんだ付けした状態でインピーダンスが整合するように設計されている。
【００２５】
図８は、フレキシブル基板とプリント基板との接続部における電界の状態を示す図である。図８中の各矢印は電界ベクトル３４であり、電界の向き及び大きさを示している。図８に示す通り、第１グランドパッド３、第２グランドパッド６及び第３グランドパッド８と第２信号パッド５との間で電界ベクトル３４が最も強く、基板の水平方向にコプレーナ伝送線路３３が形成されている。
【００２６】
伝送線路部１３においては、信号電流は信号線４を、帰還電流はグランド層２を流れる。
【００２７】
従来の２層構造のフレキシブル基板では、信号線と同一導体層（便宜上、ＳＩＧ層と称する。）に形成された信号パッド及びグランドパッドを用いてはんだ実装がなされる。したがって、ＳＩＧ層の信号パッドの幅を広くすると、はんだ実装の際にＳＩＧ層のグランドパッドと短絡してしまう可能性が生じる。このため、従来の２層構造のフレキシブル基板では、実装時の短絡を防ぐため、パッド幅は特許文献２に示されている端子の幅程度（０．４ｍｍ程度）に制限される。本実施の形態では、３層化により第２信号パッド５を内層配線としているため、実装時の短絡を防ぎつつパッド幅を広げることが可能である。このように、端子部１２を３層構成とし、幅広の信号パターンを内層化することで、インピーダンス整合したコプレーナ伝送線路３３を形成することを可能としている。
【００２８】
図９は、基板接続構造の反射特性を示す図であり、縦軸は反射係数（Ｓ１１）を表し、横軸は周波数を表す。第２、第３信号パッドの幅による反射特性の違いを示すために、第２信号パッド５の幅ａを０．４ｍｍ、第３信号パッド７の幅ｂを０．４ｍｍとした比較例の反射特性も合わせて図示している。比較例では、図９に示す通り、４０ＧＨｚ以下の周波数帯域で最大１０ｄＢの反射が生じている。一方、第２信号パッド５の幅ａを０．８ｍｍ、第３信号パッド７の幅ｂを０．４ｍｍとし、インピーダンス整合したコプレーナ伝送線路３３を形成した実施の形態１の構成では、比較例と比べると大幅に反射が低減され、４０ＧＨｚまでで反射係数（Ｓ１１）が−２０ｄＢとなる低反射な接続が得られている。
【００２９】
本実施の形態では、フレキシブル基板３１の端子部１２を３層構成とし、第２信号パッド５を幅広くすることで、実装時の位置ずれによる短絡を防ぎつつ、インピーダンス整合したコプレーナ伝送線路３３を端子部１２に形成できるため、光モジュールの出力波形の安定化とジッタ量低減とが可能である。
【００３０】
ボックス型パッケージの光モジュールの場合、フレキシブル基板の代わりに同軸ケーブルを用いて低損失の接続を実現することも可能であるが、フレキシブル基板を用いることにより、同軸ケーブルを用いる構成と比較して、小型化・軽量化が可能であり、運搬も容易となる。また、小型化が実現されることにより、同軸ケーブルを用いる構成と比較して包装資材の使用量を削減したり、輸送効率を高めることが可能となる。さらに、フレキシブル基板は同軸ケーブルよりも廃材が少ないため、光モジュールのライフサイクルにおいて環境負荷が低減される。
【００３１】
実施の形態２．
本発明にかかる基板接続構造の実施の形態２の全体的な構成は、実施の形態１の構成と概ね同様であるため、相違する点についてのみ説明し、重複する部分についての説明は省略する。図１０は、本発明にかかるフレキシブル基板の実施の形態２の構成を示す断面図であり、図６に示した実施の形態１の基板接続構造１００でのＤ−Ｄ’断面に相当する断面を示している。実施の形態１は、第３信号パッド７よりも第２信号パッド５の幅が広い（ａ＞ｂ）ことを条件とした構造であったが、第１グランドパッド３の幅を広げても良い。実施の形態２にかかる基板接続構造１１０では、フレキシブル基板３１の第２信号パッド５は、第３信号パッド７よりも幅広であり、かつ第１グランドパッド３が第３グランドパッド８よりも幅広であり、第１信号パッド１側に張り出すように配置されている。
【００３２】
端子部１２とプリント基板端子部２２とでコプレーナ伝送線路３３を形成することについては実施の形態１と同様である。ここで、第１グランドパッド３が第２グランドパッド６及び第３グランドパッド８よりも幅広であるため、第２信号パッド５と第１グランドパッド３との結合が最も強くなる。フレキシブル基板３１では、第１の導体層５１に設けられたグランド層２と第２の導体層５２に設けられた信号線４との間で伝送線路部１３が形成されているため、グランド層２と同一層（第１の導体層５１）の第１グランドパッド３と、信号線４と同一層（第２の導体層５２）の第２信号パッド５との結合を強くすることで、端子部１２から伝送線路部１３へと、帰還電流をスムーズに流すことが可能となる。
【００３３】
一般的にフレキシブル基板の製造誤差は比較的大きく、導体層間の位置ずれは最大０．１ｍｍ程度生じることがある。実施の形態２では、第１グランドパッド３を、第２グランドパッド６及び第３グランドパッド８よりも幅広にすることで、例えば第３グランドパッド８が第２信号パッド５側に横方向の位置ずれをした場合にも、第１グランドパッド３と第２信号パッド５との結合を最も強くできるため、第３グランドパッド８の横方向の位置ずれの影響を受けず、製造誤差による反射・通過特性劣化を防ぐことが可能である。
【００３４】
一例として、第２信号パッド５の幅ａ、第３信号パッド７の幅ｂ、第１グランドパッド３の幅ｃ、第２グランドパッド６及び第３グランドパッド８の幅ｄの各部について、ａ＝０．６ｍｍ、ｂ＝０．４ｍｍ、ｄ＝０．４ｍｍとし、第１グランドパッド３を第２信号パッド５側に０．１ｍｍ伸ばすかたちでｃ＝０．５ｍｍとすることで、第３グランドパッド８に０．１ｍｍ以下の横方向の位置ずれが生じても、第３グランドパッド８と第２信号パッド５の距離よりも、第１グランドパッド３と第２信号パッド５の距離が短くなり、第１グランドパッド３と第２信号パッド５との結合を最も強くできる。これにより、製造誤差により第３グランドパッド８に横方向の位置ずれが生じても、ずれの大きさが０．１ｍｍ以下であれば、反射・透過特性の劣化は生じなくなる。
【００３５】
また、フレキシブル基板３１とプリント基板３２とのはんだ付けの際には、０．２ｍｍ程度の実装位置ずれが生じうる。実装位置ずれが生じた際、幅広の第２信号パッド５とプリント基板グランドパッド１６とが重なり、容量成分が増加してインピーダンス不整合を生じる問題がある。実施の形態２では、第２信号パッド５に加え第１グランドパッド３を幅広とすることで、インピーダンス整合したコプレーナ伝送線路３３の第２信号パッド５の幅ａを０．６ｍｍ程度に抑えることができ、第２信号パッド５とプリント基板グランドパッド１６とが極端に近づく問題を回避できる。
【００３６】
第２信号パッド５とプリント基板グランドパッド１６との横方向の距離ｆは、第２信号パッド５の幅ａの半分とプリント基板グランドパッド１６の幅ｅの半分との和をパッドのピッチから減じた値である。上記の例のようにａ＝０．６ｍｍである場合、プリント基板グランドパッド１６の幅ｅが０．４ｍｍ、パッドのピッチが０．７９ｍｍであるならば、ｆ＝０．７９−（０．６＋０．４）／２＝０．２９ｍｍとなる。したがって、第２信号パッド５とプリント基板グランドパッド１６との横方向の距離ｆは０．２９ｍｍ確保されるため、０．２ｍｍの実装位置ずれ発生時にも上記の問題が生じない構造とできる。
【００３７】
実施の形態２によれば、幅の広い第２信号パッド５を有するフレキシブル基板３１において、フレキシブル基板３１に製造誤差が生じた際のプリント基板３２−フレキシブル基板３１接続部の反射・通過特性劣化が抑制されるため、フレキシブル基板３１の製造誤差に対する耐性が向上し、歩留まりの向上が可能である。また、実装位置ずれ時の特性劣化を抑えることができ、実装工程で要求される精度が緩和されるため、工程の簡略化が可能となる。
【００３８】
実施の形態３．
本発明にかかる基板接続構造の実施の形態３の全体的な構成は、実施の形態２の構成と概ね同様であるため、相違する点についてのみ説明し、重複する部分についての説明は省略する。図１１は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態３の構成を示す平面図である。図１２−１〜図１２−３は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態３の構成を示す断面図であり、図１２−１は、図１１におけるＦ−Ｆ’断面を示し、図１２−２は、図１１におけるＧ−Ｇ’断面を示し、図１２−３は、図１１におけるＨ−Ｈ’断面を示す。実施の形態３にかかる基板接続構造１２０は、実施の形態２のフレキシブル基板３１に対し第４の導体層５４を追加し、４層構造とした構造である。第４の導体層５４は、端子部１２に第４信号パッド２４ａ及び第４グランドパッド２４ｂが追加で設けられている。第１信号パッド１、第２信号パッド５、第３信号パッド７及び第４信号パッド２４ａは、端子部１２において信号ビア１０で接続される。第１グランドパッド３、第２グランドパッド６、第３グランドパッド８及び第４グランドパッド２４ｂは、端子部１２においてグランドビア１１で接続される。
【００３９】
第２信号パッド５の幅ａ及び第１グランドパッド３の幅ｃを広げることで、コプレーナ伝送線路３３を形成した構成において、第４信号パッド２４ａ及び第４グランドパッド２４ｂを形成することで、第２信号パッド５及び第１グランドパッド３を内層配線とする構成である。
【００４０】
信号電流及び帰還電流の流れは、実施の形態１、２と同様である。
【００４１】
上記のように、プリント基板３２とフレキシブル基板３１の実装の際は、プリント基板３２と接する面である第３信号パッド７及び第３グランドパッド８と反対側の面から、信号ビア１０及びグランドビア１１を介してはんだを流し込む手法がとられる。その際、パッドピッチが狭い場合、隣接パッド同士ではんだが短絡する。実施の形態３では、第４の導体層５４を設けて第４信号パッド２４ａ及び第４グランドパッド２４ｂを形成することで、第１信号パッド１及び第１グランドパッド３を内層の配線パターンとしている。これにより、第１グランドパッド３の幅ｃを設定するにあたって、はんだ付けの際の短絡の発生を考慮する必要がなくなる。
【００４２】
一例として、第４信号パッド２４ａの幅ｇ及び第４グランドパッド２４ｂの幅ｈを、ｇ＝０．４ｍｍ、ｈ＝０．４ｍｍとすることで、第４信号パッド２４ａと第４グランドパッド２４ｂとの間隔を十分に確保できるため、第４信号パッド２４ａと第４グランドパッド２４ｂとの間に短絡が発生することを防止できる。また、第１信号パッド１及び第１グランドパッド３は内層の配線パターンとされているため、両者の間に短絡は発生しない。
【００４３】
実施の形態３によれば、第１信号パッド１と第１グランドパッド３とのパッド間隔が狭まることにより生じるプリント基板３２−フレキシブル基板３１実装時のはんだ流し込みの際の短絡を防ぐことができ、歩留まりの向上が可能である。
【００４４】
実施の形態４．
本発明にかかる基板接続構造の実施の形態４の全体的な構成は、実施の形態１の構成と概ね同様であるため、相違する点についてのみ説明し、重複する部分についての説明は省略する。図１３は、本発明にかかるフレキシブル基板の実施の形態４のパターンレイアウトを示す図であり、プリント基板とはんだ付けされない側から見たパターンレイアウトを示す。図１４は、本発明にかかるフレキシブル基板の実施の形態４のパターンレイアウトを示す図であり、プリント基板とはんだ付けされる側から見たパターンレイアウトを示す。図１５は、フレキシブル基板を実装するプリント基板のパターンレイアウトを示す図である。図１６は、本発明にかかる実施の形態４の基板接続構造の構成を示す平面図である。図１７−１〜図１７−３は、基板接続構造の構成を示す断面図であり、図１７−１は、図１６におけるＩ−Ｉ’断面を示し、図１７−２は、図１６におけるＪ−Ｊ’断面を示し、図１７−３は、図１６におけるＫ−Ｋ’断面を示す。
【００４５】
プリント基板３２及びフレキシブル基板３１に対して差動線路を適用しても良い。実施の形態４にかかる基板接続構造１３０においては、プリント基板３２及びフレキシブル基板３１の層構成は実施の形態１と同様であるが、伝送線路は差動線路となっており、プリント基板伝送線路部２１にはプリント基板差動信号線２９がペアで、伝送線路部１３には差動信号線２６がペアで配置される。プリント基板差動信号線２９に対応して、プリント基板差動信号パッド３０もペアで設けられる。また、差動信号線２６に対応して、差動第１信号パッド２５、差動第２信号パッド２７及び差動第３信号パッド２８もペアで設けられる。差動第２信号パッド２７は、差動第３信号パッド２８よりも幅が広い。
【００４６】
実施の形態４では、ｉ＞ｊとして差動第２信号パッド２７の幅を広くすることで差動第２信号パッド２７同士を結合させ、端子部１２とプリント基板端子部２２との接続部にインピーダンス整合した差動伝送線路３５を形成する。差動第２信号パッド２７の幅を差動第３信号パッド２８よりも幅広にすることで、フレキシブル基板３１表面に露出する差動第３信号パッド２８の幅を変えることなくインピーダンスの制御が可能である。これにより、はんだ付けの際の実装位置ずれにより生じる隣接パッドとの短絡を回避しつつ、良好な差動線路を形成することが可能である。
【００４７】
一例として、ｉ＝０．６ｍｍ、ｊ＝０．４ｍｍとすることで、はんだ付けの際の実装位置ずれが生じる隣接パッドとの短絡を回避しつつ、良好な差動線路を形成することが可能である。
【００４８】
実施の形態４によれば、フレキシブル基板３１の端子部１２を３層構成とし、実装位置ずれが生じた際の短絡を防ぎつつ、端子部１２とプリント基板端子部２２との接続部においてインピーダンス整合した差動伝送線路３５を形成でき、高周波特性に優れ、かつ実装性に優れた差動信号線路の接続が可能となる。
【００４９】
実施の形態５．
本発明にかかる基板接続構造の実施の形態５の全体的な構成は、実施の形態１の構成と概ね同様であるため、相違する点についてのみ説明し、重複する部分についての説明は省略する。図１８は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態５の構成を示す平面図である。図１９−１〜図１９−３は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態５の構成を示す断面図であり、図１９−１は、図１８におけるＬ−Ｌ’断面を示し、図１９−２は、図１８におけるＭ−Ｍ’断面を示し、図１９−３は、図１８におけるＮ−Ｎ’断面を示す。実施の形態５にかかる基板接続構造１４０は、実施の形態１で示したフレキシブル基板３１を、プリント基板３２に対して裏返して実装されている点で実施の形態１の基板接続構造１００と相違する。
【００５０】
実施の形態５においては、フレキシブル基板３１を実施の形態１とは表裏逆に実装するため、プリント基板３２と接する面は第１信号パッド１及び第１グランドパッド３が設けられた面となる。図１９−２に示すように、表面側には第３信号パッド７及び第３グランドパッド８が配置される。
【００５１】
実施の形態１の構造では、伝送線路部１３を伝播する信号は、プリント基板誘電体層１９の影響を受ける。この際、フレキシブル基板３１とプリント基板３２との隙間が小さければ、プリント基板誘電体層１９の影響が大きくなり、フレキシブル基板３１とプリント基板３２との隙間が大きければプリント基板誘電体層１９の影響が小さくなるため、伝送線路部１３を通過する信号への影響は一定ではなく、伝送線路部１３を伝播する信号が不安定となりやすくなる。実施の形態５では、伝送線路部１３においてプリント基板３２と信号線４との間に、グランド層２が挟まるため、信号線４とグランド層２との間で形成される伝送線路部１３の伝播モードがプリント基板誘電体層１９やプリント基板グランド層１７から独立し、プリント基板３２の影響を受けない。
【００５２】
実施の形態５によれば、フレキシブル基板３１をプリント基板３２に実装した際にプリント基板３２とフレキシブル基板３１とが密着しているか、又は隙間が空いているかといった実装状態によらず安定した伝送線路部１３が形成されるため、モジュール出力波形が安定する。
【００５３】
なお、ここでは実施の形態１のフレキシブル基板３１を裏返してプリント基板３２に実装した構成を例としたが、他の実施の形態のフレキシブル基板３１を裏返してプリント基板３２に実装することも可能である。
【００５４】
実施の形態６．
本発明にかかる基板接続構造の実施の形態６の全体的な構成は、実施の形態１の構成と概ね同様であるため、相違する点についてのみ説明し、重複する部分についての説明は省略する。図２０は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態６に適用されるフレキシブル基板のパターンレイアウトを示す図であり、プリント基板とはんだ付けされない側を示す。図２１は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態６に適用されるフレキシブル基板のパターンレイアウトを示す図であり、プリント基板とはんだ付けされる側を示す。
【００５５】
本実施の形態では、フレキシブル基板３１において、端子部１２と伝送線路部１３とは、テーパ部３８を介して接続されている。テーパ部３８において、第１グランドパッド３とグランド層２とは太さが直線的に変化する第１グランドテーパ３６を介して接続されており、第２信号パッド５と信号線４とは太さが直線的に変化する第２信号テーパ３７を介して接続されている。端子部１２に形成されたコプレーナ伝送線路３３は、特定のインピーダンスとなるよう設計されており、伝送線路部１３と同じインピーダンスとされている。本実施の形態では、第１グランドテーパ３６の長さｋ＝０．６ｍｍ、第２信号テーパ３７の長さをｌ＝０．６ｍｍとしている。
【００５６】
このとき、第１信号パッド１又は第３信号パッド７の角が、第２信号テーパ３７又は第２信号パッド５からはみ出すとその個所で信号電流と帰還電流との経路間隔が狭まるため、過剰な容量が生じ、インピーダンスが低下してしまう。第１信号パッド１及び第３信号パッド７の角が第２信号テーパ３７からはみ出さないように第２信号パッド５の長さｍを設計することで、端子部１２と伝送線路部１３との間をインピーダンス不整合なく接続できる。本実施の形態では、第１信号パッド１及び第３信号パッド７の長さｎ＝１．０ｍｍ、ｏ＝１．０ｍｍに対し、第２信号パッド５の長さをｍ＝１．０ｍｍとし、第１信号パッド１又は第３信号パッド７の角が、第２信号テーパ３７又は第２信号パッド５からはみ出すことを確実に防止できるようにしている。なお、テーパ部３８では円弧状のテーパ又はテーパ無しでそれぞれ接続した場合も同様である。
【００５７】
本実施形態により、端子部１２と伝送線路部１３との間で生じるインピーダンス不整合を無くすことができ、高周波信号の反射を抑えられるため、光モジュールの出力波形の安定性を高められることに加え、ジッタ量低減が可能である。
【００５８】
実施の形態７．
本発明にかかる基板接続構造の実施の形態７の全体的な構成は、実施の形態１の構成と概ね同様であるため、相違する点についてのみ説明し、重複する部分についての説明は省略する。図２２は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態７に適用されるフレキシブル基板のパターンレイアウトを示す図であり、プリント基板とはんだ付けされない側を示す。図２３は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態７に適用されるフレキシブル基板のパターンレイアウトを示す図であり、第２の導体層のパターンレイアウトを示す。図２４は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態７に適用されるフレキシブル基板のパターンレイアウトを示す図であり、プリント基板とはんだ付けされる側を示す。
【００５９】
フレキシブル基板３１の端子部１２でのコプレーナ伝送線路３３は、第２信号パッド５と第２グランドパッド６との間に形成されてもよい。本実施の形態においては、第２グランドパッド６は、伝送線路部１３まで延在しているとともに、第１グランドパッド３や第３グランドパッド８よりも幅広である。第２グランドパッド６は第２信号パッド５の方向に張り出すように配置されている。伝送線路部１３では、グランド層２、第２グランド層３９、第３グランド層４０が互いに伝送線路部グランドビア４１で接続される。図２２〜図２４では伝送線路部１３にはマイクロストリップ線路が形成されるが、グランデッドコプレーナ線路で置き換えてもよい。また、第１グランドパッド３及びグランド層２は、第１導体層５１では離れたパターンとしているが、つなげてもよい。第３グランドパッド８及び第３グランド層４０についてもつなげてもよい。
【００６０】
端子部１２におけるコプレーナ伝送線路３３は、帰還電流は第２信号パッド５に最も近いグランドパターンである第２グランドパッド６に流れるため、第２信号パッド５と第２グランドパッド６との間に線路が形成される。本実施形態では、第２グランドパッド６の幅ｐ＝０．５ｍｍ、第２信号パッド５の幅ａ＝０．６ｍｍ、第３グランドパッド８の幅ｄ＝０．４ｍｍ、第１グランドパッド３の幅ｃ＝０．４ｍｍとしている。
【００６１】
本実施形態により、同一層内でコプレーナ伝送線路３３を形成することができる。同一層内のパターン公差は±０．０１ｍｍ程度で、層間パターン位置公差の±０．１ｍｍと比べ高精度で作製が可能であるため、より精密なインピーダンス制御が可能となる。
【００６２】
実施の形態８．
本発明にかかる基板接続構造の実施の形態８の全体的な構成は、実施の形態１の構成と概ね同様であるため、相違する点についてのみ説明し、重複する部分についての説明は省略する。図２５は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態８に適用されるフレキシブル基板の断面図である。
【００６３】
伝送線路部１３にマイクロストリップ線路を形成する第１の導体層５１と第２の導体層５２との間の第１誘電体層４２の厚みｑに比べ、第２の導体層５２と第３の導体層５３との間の第２誘電体層４３の厚みｒを薄くしてもよい。
【００６４】
図２５では、インピーダンスを５０Ωとしたマイクロストリップ線路が伝送線路部１３に形成されることを想定し、第１の導体層５１と第２の導体層５２との間の第１誘電体層４２の厚みｑ＝０．０５ｍｍとした例である。第２の導体層５２と第３の導体層５３との間の第２導体層４３は０．０３ｍｍであり、第１導体層４２の厚みよりも薄くなっている。これによりフレキシブル基板３１の厚みを抑え、柔らかいフレキシブル基板３１を実現できる。なお、伝送線路部１３に形成されるマイクロストリップ線路をコプレーナ伝送線路で置き換えても良い。
【００６５】
本実施形態ではフレキシブル基板３１を柔らかくすることでプリント基板３２への実施を容易にすることができ、実装性の向上が可能となる。
【００６６】
実施の形態９．
本発明にかかる基板接続構造の実施の形態９の全体的な構成は、実施の形態１の構成と概ね同様であるため、相違する点についてのみ説明し、重複する部分についての説明は省略する。図２６は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態９に適用されるフレキシブル基板のパターンレイアウトを示す図であり、プリント基板とはんだ付けされない側を示す。
【００６７】
本実施の形態では、グランド層２のうちの伝送線路部１３を構成する領域を部分的にくり抜いて、第１の導体層５１にグランド層除去部４４を形成している。ここでは、伝送線路部１３を形成するグランド層２を、メッシュ状にくり抜いた場合を例としている。すなわち、伝送線路部１３を形成するグランド層２は、複数箇所で部分的に除去されている。
【００６８】
図２６に示すフレキシブル基板３１は、グランド層除去部４４を有する。グランド層除去部４４を設けることによりパターン面積を低減し、フレキシブル基板３１を柔らかくすることができる。図２６ではグランド層除去部４４は正方形となっているが、長方形や円形等、形状を変えても良い。
【００６９】
本実施の形態ではフレキシブル基板３１を柔らかくすることでプリント基板３２への実施を容易にすることができ、実装性の向上が可能となる。
【００７０】
実施の形態１０．
本発明にかかる基板接続構造の実施の形態１０の全体的な構成は、実施の形態１の構成と概ね同様であるため、相違する点についてのみ説明し、重複する部分についての説明は省略する。図２７は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態１０に適用されるフレキシブル基板のパターンレイアウトを示す図であり、プリント基板とはんだ付けされない側を示す。図２８は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態１０に適用されるフレキシブル基板のパターンレイアウトを示す図であり、プリント基板とはんだ付けされる側を示す。
【００７１】
本実施の形態では、実施の形態１のフレキシブル基板３１に対し、第１グランドパッド３と第３グランドパッド８、第１信号パッド１と第３信号パッド７をそれぞれ同形状にし、グランド層２と同じ形状の第３グランド層４０を新たに追加し、表裏を対象構造としている。これにより伝送線路部１３には、ストリップ伝送線路が形成される。グランド層２と第３グランド層４０は、互いに伝送線路部グランドビア４１で電気的に接続される。端子部１２と伝送線路部１３とは、テーパ部３８を介して接続されている。テーパ部３８において、第１グランドパッド３とグランド層２とは太さが直線的に変化する第１グランドテーパ３６を介して接続されており、第２信号パッド５と信号線４とは太さが直線的に変化する第２信号テーパ３７を介して接続されており、第３グランドパッド８と第３グランド層４０とは太さが直線的に変化する第３グランドテーパ４６を介して接続されている。
【００７２】
実装の形態１では、伝送線路部１３には、グランド層２と信号線４との間にマイクロストリップ線路が形成されていたが、本実施の形態では、伝送線路部１３には、グランド層２と第３グランド層４０との間に信号線４が挟まれたストリップ線路が形成される。
【００７３】
本実施形態によりフレキシブル基板３１の構造が表裏対象となるため、プリント基板３２に対して表裏同じ高周波特性が得られるため、プリント基板３２とフレキシブル基板３１の位置関係によらず同一設計のフレキシブル基板３１を使用することができる。また、信号線４の上下がグランド層２、第３グランド層４０となっているため、電磁放射ノイズ放射を抑えられると同時に、外部からのノイズの影響を受けない。
【００７４】
なお、本実施の形態では、実施の形態９で説明したグランド層除去部を第３グランド層４０にも設けるようにしてもよい。
【００７５】
実施の形態１１．
本発明にかかる基板接続構造の実施の形態１１の全体的な構成は、実施の形態１の構成と概ね同様であるため、相違する点についてのみ説明し、重複する部分についての説明は省略する。図２９は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態１１の構成を示す平面図である。
【００７６】
第２信号パッド５の長さｍは、プリント基板信号パッド１５が第２信号パッド５又は第２信号テーパ３７からはみ出さない構造となるように定められている。
【００７７】
本実施の形態では、端子部１２と伝送線路部１３との間にテーパ部３８を有するフレキシブル基板３１を示している。プリント基板信号パッド１５のうちフレキシブル基板３１と重なる長さｓが長く、第２信号テーパ３７からはみ出す場合、その個所で信号電流と帰還電流の経路間隔が狭まるため、過剰な容量が生じ、インピーダンスが低下してしまう。テーパ部３８を持たない構成においても、プリント基板信号パッド１５が第２信号パッド５からはみ出す場合、予期せぬ容量成分を発生させる。プリント基板信号パッド１５の角が第２信号テーパ３７又は第２信号パッド５からはみ出さないようにｍを設計することで端子部１２と伝送線路部１３の間をインピーダンス不整合なく接続できる。図２９ではプリント基板信号パッド１５のうちフレキシブル基板３１と重なる長さであるｓ＝１．２ｍｍに対し、ｍ＝１ｍｍとしている。プリント基板信号パッド１５の角は９０度である必要はなく、第２信号テーパ３７からプリント基板信号パッド１５の角がはみ出すのを防ぐため、角を半径０．２ｍｍ以下（プリント基板グランドパッド１６の幅ｅ＝０．４ｍｍの半分）の円弧、又は長さ０．２ｍｍ以下の直線で面とりをしても良い。
【００７８】
本実施形態により、テーパ部３８におけるインピーダンス不整合を防ぐことができる、高周波信号の反射を抑えられるため、光モジュールの出力波形の安定性とジッタ量低減が可能である。
【００７９】
実施の形態１２．
本発明にかかる基板接続構造の実施の形態１２の全体的な構成は、実施の形態１の構成と概ね同様であるため、相違する点についてのみ説明し、重複する部分についての説明は省略する。図３０は、本発明にかかる基板接続構造の実施の形態１２の構成を示す平面図である。
【００８０】
実施の形態１で示したプリント基板３２に対し、プリント基板伝送線路部２１にコプレーナ線路を形成しても良い。実施の形態１ではプリント基板伝送線路部２１にはマイクロストリップ線路を形成していたが、プリント基板信号線１４の両脇に、平行するプリント基板グランド配線４７を追加することで、プリント基板伝送線路部２１にコプレーナ線路を形成している。
【００８１】
図３０に示す実施の形態によると、プリント基板信号線１４の両脇に、近接したプリント基板グランド配線４７を追加することでコプレーナ伝送線路を形成できるため、帰還電流と信号電流がいずれも第１のプリント基板導体層６１に流れる。端子部１２とプリント基板端子部２２との接続部ではコプレーナ伝送線路３３が形成されるため、プリント基板伝送線路部２１との電解分布不一致が少なくなり、インピーダンス整合した接続が得られる。また、プリント基板伝送線路部２１にコプレーナ伝送線路を形成することで第２のプリント基板導体層６２に形成されたプリント基板グランド層１７の影響を受けにくいため、実施の形態１で示したプリント基板グランド層除去部１８を無くすことができる。
【００８２】
本実施形態により、プリント基板端子部２２と端子部１２の電解分布不一致に起因する反射を抑えることができるため、光モジュールの出力波形の安定性とジッタ量低減が可能である。
【００８３】
実施の形態１３．
本発明にかかる基板接続構造の実施の形態１３の全体的な構成は、実施の形態１の構成と概ね同様であるため、相違する点についてのみ説明し、重複する部分についての説明は省略する。
【００８４】
端子部１２にコプレーナ伝送線路を形成したフレキシブル基板３１を、５層以上に多層化しても良い。
【００８５】
本実施形態によると、コプレーナ伝送線路３３を形成したことでフレキシブル基板３１の端子部１２におけるインピーダンス整合が得られている。更に、５層以上に多層化することで、同一フレキシブル基板上に形成される電源配線等をフレキシブル基板３１上で交差させることができ、設計の自由度が増す。
【００８６】
実施の形態１４．
本発明にかかる基板接続構造の実施の形態１４の全体的な構成は、実施の形態１の構成と概ね同様であるため、相違する点についてのみ説明し、重複する部分についての説明は省略する。
【００８７】
フレキシブル基板３１は、プリント基板３２に対しはんだ２３を介して接続するとしていたが、フレキシブル基板とプリント基板を接触させる手法として、接着剤やコネクタ等を用いてプリント基板３２に対して固定してもよい。
【００８８】
本実施形態により、高温に加熱するはんだ付けに比べ低温で固定することができ、製造工程が簡略化できる。また、コネクタを使用した場合は脱着が可能となり、フレキシブル基板の交換が容易となる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上のように、本発明にかかるフレキシブル基板は、光モジュールの出力波形の安定化とジッタ量低減とが可能である点で有用であり、特に、光送信モジュールや光受信モジュールへの適用に適している。
【符号の説明】
【００９０】
１  第１信号パッド、２  グランド層、３  第１グランドパッド、４  信号線、５  第２信号パッド、６  第２グランドパッド、７  第３信号パッド、８  第３グランドパッド、９  誘電体層、１０  信号ビア、１１  グランドビア、１２  端子部、１３  伝送線路部、１４  プリント基板信号線、１５  プリント基板信号パッド、１６  プリント基板グランドパッド、１７  プリント基板グランド層、１８  プリント基板グランド層除去部、１９  プリント基板誘電体層、２０  プリント基板グランドビア、２１  プリント基板伝送線路部、２２  プリント基板端子部、２３  はんだ、２４ａ  第４信号パッド、２４ｂ  第４グランドパッド、２５  差動第１信号パッド、２６  差動信号線、２７  差動第２信号パッド、２８  差動第３信号パッド、２９  プリント基板差動信号線、３０  プリント基板差動信号パッド、３１  フレキシブル基板、３２  プリント基板、３３  コプレーナ伝送線路、３４  電界ベクトル、３５  差動伝送線路、３６  第１グランドテーパ、３７  第２信号テーパ、３８  テーパ部、３９  第２グランド層、４０  第３グランド層、４１  伝送線路グランドビア、４２  第１誘電体層、４３  第２誘電体層、４４  グランド層除去部、４６  第３グランドテーパ、４７  プリント基板グランド配線、５１  第１の導体層、５２  第２の導体層、５３  第３の導体層、５４  第４の導体層、６１  第１のプリント基板導体層、６２  第２のプリント基板導体層、１００，１１０，１２０，１３０，１４０  基板接続構造。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【図７−３】
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【図７−４】
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【図７−５】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２−１】
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【図１２−２】
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【図１２−３】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７−１】
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【図１７−２】
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【図１７−３】
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【図１８】
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【図１９−１】
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【図１９−２】
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【図１９−３】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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