(57)【要約】【課題】ＯＳＡと回路基板とを電気接続するＦＰＣの実装ランド部分への負荷が少ない小型の光トランシーバの提供。【解決手段】光トランシーバは、ＯＳＡと、回路基板７とがＦＰＣ８を介して電気的に接続されている。ＦＰＣ８が、実装ランド８ａが形成された本体部８ｂ、括れ部８ｃ、先端部８ｄを有し、本体部８ｂ及び先端部８ｄの幅は括れ部ｃの幅よりも広く、さらに、本体部８ｂの括れ部８ｃに隣接する領域、括れ部８ｃ、及び先端部８ｄは補強板９を備える。補強板９の幅は括れ部８ｃの幅よりも僅かに狭く設定されている。回路基板７は、貫通孔７ａを有する。この貫通孔７ａにＦＰＣ８を挿入したときに、ＦＰＣ８の括れ部８ｃ及び補強板９が貫通孔７ｂに位置し、ＦＰＣ８の本体部８ｂ及び先端部８ｄの補強板９からはみ出した領域が回路基板７を挟む。【選択図】図４
2015019021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号と電気信号とを相互に変換する光トランシーバであって、
光電変換素子を搭載した光サブアセンブリと、
該光サブアセンブリと電気的に接続される回路を搭載する回路基板と、
前記光サブアセンブリと前記回路基板とを接続するフレキシブル回路基板を備え、
該フレキシブル回路基板は、本体部、括れ部、先端部を有し、前記本体部及び前記先端部の幅は前記括れ部の幅よりも広く、さらに、前記本体部の前記括れ部に隣接する領域、前記括れ部、及び前記先端部は補強板を備え、該補強板の幅は前記括れ部の幅よりも僅かに狭く設定されており、
前記回路基板は、貫通孔を有し、前記フレキシブル回路基板の括れ部及び前記補強板が前記貫通孔に位置し、前記本体部及び前記先端部の前記補強板からはみ出した領域が当該回路基板を挟んでいる、光トランシーバ。
【請求項２】
前記先端部の幅は当該フレキシブルプリント回路基板の最先端で前記補強板の幅と等しく、かつ、前記貫通孔の幅よりも狭い請求項１に記載の光トランシーバ。
【請求項３】
前記フレキシブル回路基板は複数の実装ランドを有し、前記回路基板は前記複数の実装ランドそれぞれに対応する実装ランドを有し、
前記フレキシブル回路基板の複数の実装ランドは前記括れ部と前記本体部の境界に沿って配置されており、
前記回路基板の複数の実装ランドは、前記貫通孔の縁に沿って配置されている、請求項１、または２に記載の光トランシーバ。
【請求項４】
前記フレキシブル回路基板は複数の実装ランドを有し、前記回路基板は前記複数の実装ランドそれぞれに対応する実装ランドを有し、
前記フレキシブル回路基板の複数の実装ランドは前記括れ部と前記本体部の境界から所定距離だけ離間して配置されており、
前記回路基板の複数の実装ランドは、前記貫通孔の縁から所定距離だけ離間して配置されている、請求項１、または２に記載の光トランシーバ。
【請求項５】
前記括れ部の前記補強板からはみ出した領域は、前記貫通孔内で潰れている、請求項１または２に記載の光トランシーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光トランシーバに関し、より詳細には、筺体内部での電気接続にフレキシブルプリント回路基板を用いた光トランシーバに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信に用いられる光トランシーバは、光電変換素子としてレーザダイオード（ＬＤ:Laser Diode）やフォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）を備える他に、図６の光トランシーバ１００のように、ＬＤやＰＤを制御する回路が搭載された回路基板１０１をその内部に搭載している。また、光トランシーバ１００では、ＬＤやＰＤは、それ単体で実装されるのではなく、アセンブリ品（ＯＳＡ：Optical Sub-Assembly）１０２として実装される。
【０００３】
ＯＳＡ１０２は、そのパッケージにガラス封止され絶縁を確保されたリードピン１０２ａを介して、ＯＳＡ１０２内部と回路基板１０１との間の電気的信号を交信する。その信号には、単なる制御信号だけでなく、ＬＤ，ＰＤ用に光信号と相互に変換される伝送信号も含まれるので、インピーダンス整合された配線により伝送し高周波特性の劣化を防止することが重要である。一形態では、回路基板１０１とＯＳＡ１０２との電気的接続には、フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit board）１０３を用い、該ＦＰＣ１０３上でインピーダンスマッチングを行うことが行われてきた。
【０００４】
上述のように光トランシーバに用いられるＯＳＡは、新たな機能が追加されたり高機能なものにされたりする毎に、その機能用の部品等をＯＳＡパッケージ内に搭載する必要からＯＳＡの全長が長くなってきている。また、そのような高機能なＯＳＡを制御する回路規模は膨大となるため、回路基板上のＯＳＡ実装領域の確保が困難になってきている。
【０００５】
さらに、ＯＳＡの高機能化に合わせて、回路基板及びＯＳＡパッケージを拡大させる必要があるため、光トランシーバ内での両者の間隔に余裕が無くなっている。光トランシーバ、特にプラガブル光トランシーバでは、ホスト装置のケージに挿着して使用することが前提となっているため、その外寸が厳密に規定されており、光トランシーバのハウジングを拡大して内部搭載空間を確保することはできない。
【０００６】
上述のような状況においては、ＦＰＣは急角度での折りたたみが要求される。しかし、ＦＰＣには元来可撓性の乏しい材料である銅が利用されており、折り曲げる部分で銅箔や実装ランド（電極）部分が露出していると（保護材にカバーされていないと）、この折り曲げ箇所で断線することがある。そこで、一般的には銅箔や実装ランドが露出している部分を折り曲げないようにしている。
また、特許文献１には、ＦＰＣが挿入可能なスリットを回路基板に設けておき、回路基板の裏面に、上記スリットに挿入されたＦＰＣを半田付けする構成とすることにより、実装ランドから折り曲がることを防ぐ技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３０５９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、ＦＰＣを折り曲げない形態とすることは、回路基板とＯＳＡとの間に距離が必要であり、光トランシーバの小型化の妨げになる。また、特許文献１の構造を光トランシーバに採用することにより、回路基板とＯＳＡとの間の距離を短くすることができるが、スリットへの挿入方向にＦＰＣが動いて、実装ランド部分に負荷がかかる虞がある。
【０００９】
本発明は、上述の実情に鑑みてなされたもので、ＯＳＡと回路基板とを電気接続するＦＰＣの実装ランド部分への負荷が少ない小型の光トランシーバを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の光トランシーバは、光信号と電気信号とを相互に変換するものであって、光電変換素子を搭載した光サブアセンブリと、該光サブアセンブリと電気的に接続される回路を搭載する回路基板と、光サブアセンブリと回路基板とを接続するフレキシブル回路基板を備え、該フレキシブル回路基板は、本体部、括れ部、先端部を有し、本体部及び先端部の幅は括れ部の幅よりも広く、さらに、本体部の括れ部に隣接する領域、括れ部、及び先端部は補強板を備え、該補強板の幅は括れ部の幅よりも僅かに狭く設定されており、回路基板は、貫通孔を有し、フレキシブル回路基板の括れ部及び補強板が貫通孔に位置し、本体部及び先端部の補強板からはみ出した領域が当該回路基板を挟んでいる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光トランシーバによれば、小型のまま、ＦＰＣの実装ランド部分への負荷を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の光トランシーバの一例を示す外観図である。
【図２】図１の光トランシーバが内蔵するＯＳＡ、回路基板、ＦＰＣ、補強板を説明するための図である。
【図３】回路基板及びＦＰＣの互いの半田接続部分を説明する図である。
【図４】回路基板及びＦＰＣの寸法について説明する図である。
【図５】ＦＰＣの実装ランド付近の断面図である。
【図６】従来の光トランシーバのパッケージ内部の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［本発明の実施形態の説明］
まず、本発明の実施形態を列記して説明する。
（１）本発明の光トランシーバは、光信号と電気信号とを相互に変換するものであって、光電変換素子を搭載した光サブアセンブリと、該光サブアセンブリと電気的に接続される回路を搭載する回路基板と、光サブアセンブリと回路基板とを接続するフレキシブル回路基板を備える。フレキシブル回路基板は、本体部、括れ部、先端部を有し、本体部及び先端部の幅は括れ部の幅よりも広く、さらに、本体部の括れ部に隣接する領域、括れ部、及び先端部は補強板を備え、該補強板の幅は括れ部の幅よりも僅かに狭く設定されている。回路基板は、貫通孔を有し、フレキシブル回路基板の括れ部及び補強板が貫通孔に位置し、本体部及び先端部の補強板からはみ出した領域が回路基板を挟んでいる。これにより、光トランシーバを大型化させることなく、ＦＰＣの実装ランド部分への負荷を少なくすることができる。
【００１４】
（２）フレキシブル回路基板の先端部の幅はその最先端で補強板の幅と等しく、かつ、回路基板の貫通孔の幅よりも狭い。これにより、フレキシブル回路基板の回路基板の貫通孔への挿入を容易にすることができる。
【００１５】
（３）フレキシブル回路基板は複数の実装ランドを有し、回路基板は上記複数の実装ランドそれぞれに対応する実装ランドを有する。フレキシブル回路基板の複数の実装ランドは括れ部と本体部の境界に沿って配置されており、回路基板の複数の実装ランドは、貫通孔の縁に沿って配置されている。これにより、少ない半田量で半田付けを容易に行うことができる。
【００１６】
（４）フレキシブル回路基板は複数の実装ランドを有し、回路基板は上記複数の実装ランドそれぞれに対応する実装ランドを有する。フレキシブル回路基板の複数の実装ランドは括れ部と本体部の境界から所定距離だけ離間して配置されており、回路基板の複数の実装ランドは、貫通孔の縁から所定距離だけ離間して配置されている。これにより、フレキシブル回路基板と回路基板の貫通孔のエッジとの隙間に沿って半田が広がるのを防ぐことができる。
【００１７】
（５）括れ部の補強板からはみ出した領域は、貫通孔内で潰れている。これによりフレキシブル回路基板の貫通孔内でのがたつきを妨ぐことができる。
【００１８】
［本発明の実施形態の詳細］
図１は、本発明の光トランシーバの一例を示す外観図である。図１（Ａ）の光トランシーバ１は、光信号を送受信する機能を備えており、光コネクタが挿入される光レセプタクル２を一端に有し、矩形状の本体部３がこの光レセプタクル２に後続している。以下の説明では、光トランシーバ１の光レセプタクル２が形成されている側を前方、その反対側を後方とする。
【００１９】
本体部３内には、送信用のＯＳＡ及び受信用のＯＳＡと、回路基板と、ＦＰＣとが搭載されている。また、本体部３には、その前方側に取り付けられた光レセプタクル２を覆うようにして接地フィンガ３ａが設けられる。接地フィンガ３ａは、光トランシーバ１が不図示のホスト装置のケージに挿入した際に、接地電位のケージと電気的に接触すると共に、ケージに対する放熱経路の一部を形成する。
【００２０】
光レセプタクル２の外側には、図１（Ｂ）に示すように、アクチュエータ４とベール５が取り付けられている。アクチュエータ４は、ホスト装置のケージの底面に設けられた係止穴に掛合するフック４ａを備える。ベール５は光レセプタクル２の前方で回動するように装着される。ベール５を前方へ回転することにより、該ベール５と連動するアクチュエータ４にシーソー運動を生じさせ、その結果、アクチュエータ４のフック４ａを本体部３側に引き込み、フック４ａとケージの係止穴との係合を解除する。
【００２１】
図２は、図１の光トランシーバ１が内蔵するＯＳＡ６、回路基板７、ＦＰＣ８、補強板９を説明するための側面図で、ＯＳＡ６と回路基板７とのＦＰＣ８による接続部分を示す。
図２のＯＳＡ６は、送信用または受信用のものであり、ＬＤやＰＤ等の光電変換素子を内蔵し、電気信号を出入力するためのリードピン６ａを有する。リードピン６ａはＯＳＡ６のパッケージにガラス封止されている。
【００２２】
回路基板７は、ＯＳＡ６で電気的に接続されると共に該ＯＳＡ６内の光電変換素子を制御する回路等を搭載し、ＯＳＡ６側の端部に貫通孔７ａが形成されている。また、貫通孔７ａの後方縁に沿って実装ランド７ｂが配置されている（図３（Ａ）参照）。
【００２３】
ＦＰＣ８は、ＯＳＡ６と回路基板７とを電気的に接続するもので、その一端が、ＯＳＡ６のリードピン６ａと電気接続され、他端が、回路基板７の貫通孔７ａに挿通され、回路基板７の実装面に対して垂直となっている状態で半田１０により回路基板７の表側の実装面と電気接続される。補強板９は、ＦＰＣ８の回路基板７との半田接続部分すなわち実装ランド、及び、その周囲が折れ曲がるのを防ぐためにＦＰＣ８を補強するもので、ＦＰＣ８の実装ランド８ａ（図３（Ｂ）参照）が形成されている面とは反対側の面に接着される。この補強板９は、ＦＰＣ８と共に回路基板７の貫通孔７ａに挿通される。
【００２４】
上述のように、本発明の光トランシーバでは、回路基板７に形成された貫通孔７ａに挿通され且つ回路基板７に対し垂直な状態でＦＰＣ８が回路基板７と半田により電気接続される。また、ＦＰＣ８と共に上記貫通孔７ａに挿通される補強板により、ＦＰＣ８の回路基板７との半田接続部分及びその周囲が補強されている。したがって、本発明の光トランシーバでは、ＦＰＣ８の回路基板７との半田接続部分が折り曲がることがない。
【００２５】
図３（Ａ）は、回路基板７のＦＰＣ８接続部分の部分拡大斜視図、図３（Ｂ）は、ＦＰＣ８の回路基板７接続部分の部分拡大斜視図である。回路基板７は、図３（Ａ）に示すように、その一端に実装ランド７ｂが複数形成されており、その実装ランド７ｂより更に先端の位置に貫通孔７ａが形成されている。
【００２６】
また、ＦＰＣ８は、図３（Ｂ）に示すように、その一端に、回路基板７の実装ランド７ｂと対応する形態で実装ランド８ａが形成されており、その実装ランド８ａが設けられた本体部８ｂより更に先端の位置に、括れ部８ｃが形成されている。また、括れ部８ｃより先端の位置には、先端部８ｄが形成されている。このＦＰＣ８には、少なくとも実装ランド８ａ全体を覆い且つ括れ部８ｃを覆う大きさを有する補強板９が、実装ランド８ａの形成面とは反対側の面に接着剤により貼り付けられる。
【００２７】
本発明の光トランシーバでは、回路基板７の貫通孔７ａにＦＰＣ８が挿通され、括れ部８ｃ及び補強板９が貫通孔７ａに位置したときに、本体部８ｂ及び先端部８ｄの補強板９からはみ出した領域で回路基板を挟むことにより、ＦＰＣ８の回路基板７に対する挿通方向の位置決めがなされて固定される。また、ＦＰＣ８の回路基板７に対する挿通方向と垂直方向の位置決め固定は、後述のように、補強板９が貼り付けられたＦＰＣ８の括れ部８ｃと回路基板７の貫通孔７ａの嵌め合いによりなされる。
【００２８】
図４は、回路基板７及びＦＰＣ８の寸法について説明する図で、図４（Ａ）は、補強板９が貼り付けられたＦＰＣ８の側面図、図４（Ｂ）は同ＦＰＣ８の実装ランド８ａの形成面側の正面図、図４（Ｃ）は、回路基板７の実装ランド７ｂの形成面側の正面図である。
【００２９】
回路基板７の貫通孔７ａの奥行きｄＢは、ＦＰＣ８の厚さｔＦと補強板９の厚さｔＳの総和と実質等しいか僅かに大きく形成される。これにより、補強板９が貼り付けられたＦＰＣ８を回路基板の貫通孔７ａに挿入できることになり、挿入がスムーズに運ぶ。また、貫通孔７ａの幅ｗＢは、回路基板７の実装ランド７ｂの位置とＦＰＣ８の実装ランド８ａの位置とが互いにずれないように、補強板９の幅ｗＳと実質等しいか僅かに大きく形成される。
【００３０】
一方、ＦＰＣ８の括れ部８ｃの長さｄＮは、回路基板７の厚みより僅かに大きく形成され、さらにその幅ｗＮは補強板９の幅ｗＳよりも僅かに広く設定される。また、先端部８ｄは、最先端に向けて漸次幅狭となり、その最先端の幅ｗＴと補強板９の幅ｗＳとが実質等しい。一方、ＦＰＣ８の本体部８ｂの幅は、回路基板７の貫通孔７ａの幅ｗＢより広くなっている。
【００３１】
寸法例を挙げると、回路基板７の貫通孔７ａの奥行きｄＢは０．８０ｍｍ、同幅ｗＢは１０ｍｍ、回路基板７の厚さは１ｍｍ、ＦＰＣ８の厚さｔＦは０．３７ｍｍ、補強板９の厚さｔＳは０．３７ｍｍ、補強板９の幅ｗＳは１０ｍｍ、ＦＰＣ８の括れ部８ｃの幅ｗＮは１０．０５ｍｍ、同長さｄＮは１ｍｍである。
【００３２】
上述のような回路基板７とＦＰＣ８の形状により、補強板９を貼り合わせたＦＰＣ８を回路基板７の貫通孔７ａに挿入する際には、ＦＰＣ８の先端部８ｄのうち補強板９の両側にはみだした部分８ｅが潰れながら挿入され、すなわち、無理な負荷をかけずとも容易にＦＰＣ８の先端部８ｄを上記貫通孔７ａに挿入することができる。そして、括れ部８ｃが貫通孔７ａにセットされると、本体部８ｂの先端８ｆがストッパとなりそれ以上ＦＰＣ８が挿入され難くなる。一方、挿入の際に潰れたＦＰＣ８の先端部８ｄは、その形状を一部（ＦＰＣ８の弾性力の範囲で）回復するため、先端部８ｄの後端８ｇは、ＦＰＣ８が貫通孔７ａから抜け出る動作に対するストッパとなる。このように、本形状の（補強板９を貼り合わせた）ＦＰＣ８は、回路基板７の貫通孔７ａに容易にセットすることが可能であり、且つ、一旦セットされた後には抜け出る、すなわち、外れることが防止される。
【００３３】
また、ＦＰＣ８の実装ランド８ａは、その一端が、本体部８ｂと括れ部８ｃの境界に沿う形態で配置されている。他方、回路基板７の実装ランド７ｂは、その一端が、貫通孔７ａのエッジに沿う形態で配置されている。これらの配置により、ＦＰＣ８を回路基板７の貫通孔７ａに挿入した後に、ＦＰＣ８の実装ランド８ａと回路基板７の実装ランド７ｂの位置が整合される。また、ＦＰＣ８には、その括れ部８ｃの幅ｗＮが補強板９の幅ｗＳよりも僅かに広く設定されており、補強板９の両側にはみ出した部分８ｈが存在する。括れ部８ｃを貫通孔７ａに挿入すると、このはみ出した部分８ｈすなわち余剰部分８ｈが僅かに潰れるため、ＦＰＣ８の貫通孔７ｂ内での幅方向のがたつきを妨げる。
【００３４】
なお、実装ランド８ａ，７ｂの形成位置はそれぞれ、本体部８ｂと括れ部８ｃの境界や貫通孔７ａのエッジから僅かに後方であること、すなわち上記境界やエッジから所定距離だけ離間していることが好ましい。上述のように、回路基板７の貫通孔７ａの奥行きｄＢが、ＦＰＣ８の厚さｔＦと補強板９の厚さｔＳの総和と実質等しいか僅かに大きいので、貫通孔７ａへの挿入後のＦＰＣ８と回路基板７の貫通孔７ａのエッジとの隙間はほとんど確保されない。その場合、半田付けを行うと半田が隙間に沿って広がる場合がある。実装ランド７ｂ，８ａを上述のように上記境界や貫通孔７ａの縁から後方に形成することで、この半田の広がりを防止することができ、回路基板７の実装ランド７ｂとＦＰＣ８の実装ランド８ａの電気的接続の信頼性を確保することができる。
【００３５】
図５は、ＦＰＣ８の実装ランド８ａ付近の断面図である。ＦＰＣ８は、樹脂材料から成るフレキ材８１を有する。フレキ材８１には信号伝送用の銅箔８２がメッキされ、該銅箔８２を保護するために、絶縁材料から成るカバーレイ８３が接着剤８４により銅箔８２へ接着されている。なお、実装ランド８ａ部分において、カバーレイ８３が接着されていない領域が銅箔８２に存在する。また、実装ランド８ａ部分において、フレキ材８１の信号伝送用の銅箔８２とは反対側の面には半田接続用の銅箔８５がメッキされている。
【００３６】
銅箔８２，８５は、酸化防止のために導電性を確保しつつ別のもので保護する必要があるので、ニッケルを下地材とした金メッキ処理が銅箔８２，８５に対して施され、ニッケル箔８６及び金箔８７が銅箔８２，８５上に形成されている。銅箔８２，８５の保護は、上述の方法に限られず、半田レベラーと言われる所謂半田メッキを銅箔上に施す方法や、フラックスにより銅箔をコーティングする方法がある。
【００３７】
また、ＦＰＣ８は、ニッケル箔８６及び金箔８７を介して銅箔８２と銅箔８５とが電気接続されるように、スルーホール８８が形成されている。さらに、ＦＰＣ８には、実装ランド８ａが折り曲げられないよう補強する補強板９が、実装ランド８ａの裏側に、該実装ランド８ａの全体を覆うように、カプトン８９を介して接着される。図中領域Ｔは、回路基板７の貫通孔７ａ内に位置する箇所であり、上述のように、回路基板７の貫通孔７ａの奥行きｄＢは、ＦＰＣ８の厚さｔＦと補強板９の厚さｔＳの総和と、より詳細には、ＦＰＣ８のフレキ材８１の厚さと同カプトン８９の厚さと補強板９の厚さの総和と実質等しいか僅かに大きく形成されている。
【００３８】
なお、送信用と受信用の両方のＯＳＡについて上述のようなＦＰＣ及び回路基板を介した半田接続形態を採用してもよいが、受信用のものに比べパッケージが大きい送信用のもののみ上述のような形態を採用してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１…光トランシーバ、２…光レセプタクル、３…本体部、３ａ…接地フィンガ、４…アクチュエータ、４ａ…フック、５…ベール、６…ＯＳＡ、６ａ…リードピン、７…回路基板、７ａ…貫通孔、７ｂ…実装ランド、８…ＦＰＣ、８ａ…実装ランド、８ｂ…本体部、８ｃ…括れ部、８ｄ…先端部、９…補強板、１０…半田。
【図１】
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【図２】
2015019021.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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