(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換を行う光素子を内包するパッケージ筐体と、
前記パッケージ筐体の一端に設けられ積層絶縁体で構成された第１の基板と、
前記第１の基板に設けられた導体部と電気的に接続する接続部を一端に有する導体パターンが主表面に設けられてなる第２の基板と、を備え、
前記導体部は、前記第１の基板の主表面に設けられた信号用導体パターンと接地用導体パターンとを含み、
前記信号用導体パターンと接地用導体パターンのそれぞれに固着された第１のリードピンと第２のリードピンは、その一端が前記第１の基板の主表面より外側に突き出るように設けられ、
前記突き出た第１および第２のリードピンの概ね直下に位置する前記第１の基板の側面に第１および第２の導体層がそれぞれ設けられ、
前記第１の導体層が設けられた側面と、前記第２の導体層が設けられた側面との間で前記信号用導体パターンに沿った第１の方向に高低差を有する
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
前記第１の導体層が設けられた側面を、前記第１の方向に沿って前記パッケージ筐体方向に移動した位置に設けることにより、前記第２の導体層が設けられた側面との間で前記第１の方向に高低差を構成する
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
前記第１の基板の側面に切り欠き部を設けることにより、前記第１の導体層が設けられた側面を前記パッケージ筐体に向かって前記第１の方向へ後退させる
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項４】
請求項３に記載の光モジュールにおいて、
前記切り欠き部は、前記高低差が概ね１００ミクロン以上で３００ミクロン以下となるように設定されている
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項５】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
前記第２の導体層が設けられた側面の位置が、前記第１の導体層が設けられた側面の位置よりも、前記第２の基板の前記接続部に近接するように配置されている
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項６】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
前記突き出た第１および第２のリードピンは、前記信号用導体パターンおよび前記接地用導体パターンのそれぞれと固着されていない延在部を有し、その延在部の長さは前記第１のリードピンと前記第２のリードピンとで異なる
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項７】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
前記第１および第２の導体層は、前記第１の基板の側面に金属が塗布された層か、あるいは、前記第１の基板の側端に設けられたビアの一部であるか、あるいは、前記第１の基板の側端に設けられた導体層を有するキャスタレーションである
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項８】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
前記第１の基板は、多層セラミックで構成され、
前記第２の基板は、フレキシブル基板で構成されている
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項９】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
前記第２の基板は、有機物質を基材とするプリント基板であるか、セラミックを基材とするプリント基板であるか、あるいは、液晶ポリマーやポリイミド系物質を基材としたフレキシブル基板である
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項１０】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
前記第２の基板上の前記接続部にはスルーホールが設けられ、
前記スルーホールに前記第１および第２のリードピンが挿入され、半田、導電性接着剤等によって固着されている
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項１１】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
前記第１の基板上の導体パターンの上面と、前記第２の基板上の導体パターンの上面に、同一方向から前記リードピンが半田、導電性接着剤、金属によって固着されていること
を特徴とする光モジュール。
【請求項１２】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
前記信号用導体パターンと接地用導体パターンのそれぞれの主表面に前記第１および第２のリードピンが配置固定され、
前記第２の基板上の導体パターンは、前記第１および第２のリードピンの上方向に配置され、該導体パターンと前記第１および第２のリードピンとが固着される
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項１３】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
前記第１の基板の接地用導体パターンの一部と、前記第２の基板の接地用導体パターンの一部が、前記第１の方向と概ね垂直方向に、前記リードピンを介して重畳されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項１４】
請求項１２に記載の光モジュールにおいて、
前記第１のリードピンが、前記信号用導体パターンと接続されずに概ね前記第１の方向に延在する部分を有している
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項１５】
請求項６に記載の光モジュールにおいて、
前記延在部の長さは、前記第１および第２の導体パターンのインピーダンスのそれぞれに対する前記第１および第２のリードピン周囲の特性インピーダンスの比が１２０％を超えないように設定されることを特徴とする光モジュール。
【請求項１６】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
前記第１のリードピンが設けられた前記第１の基板上の面と、前記第２のリードピンが設けられた前記第１の基板上の面とが異なる
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項１７】
請求項３に記載の光モジュールにおいて、
前記信号用導体パターンを２つ有し、
少なくとも前記信号用導体パターンと前記第１のリードピンとの固着領域において、前記２つの信号用導体パターンは並置され、
前記切り欠き部の側面に、前記２つの信号用導体パターンのそれぞれに接続する２つの前記第１の導体層が前記第１の方向に概ね同一位置となるように併設され、
前記第２の導体層が設けられた前記第１の基板の側面と、前記第１の導体層が設けられた前記切り欠き部の側面とは、前記第１の方向にずれて配置されている
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項１８】
請求項３に記載の光モジュールにおいて、
前記信号用導体パターンを２つ有し、
少なくとも前記信号用導体パターンと前記第１のリードピンとの固着領域において、前記接地用導電パターンの両側に前記信号用導体パターンが並置され、
前記切り欠き部の側面に、前記２つの信号用導体パターンのそれぞれに接続する２つの前記第１の導体層と前記接地用導電パターンに接続する前記第２の導体層が、前記第１の方向に概ね同一位置となるように併設され、
前記接地用導体パターン以外に接続する前記第２の導体層が設けられた前記第１の基板の側面と、前記切り欠き部の側面とは、前記第１の方向にずれて配置されている
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項１９】
請求項３に記載の光モジュールにおいて、
前記信号用導体パターンを２つ有し、
少なくとも前記信号用導体パターンと前記第１のリードピンとの固着領域において、前記接地用導電パターンの両側に前記信号用導体パターンが並置され、
前記切り欠き部を複数有し、前記切り欠き部の一つと他の一つが前記第１の基板の側面を介して並置され、
前記切り欠き部の一つおよび他の一つの側面には、前記第１の導体層が設けれ、前記第１の基板の側面には、前記第２の導体層が設けられている
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項２０】
光電変換を行う光素子を内包するパッケージ筐体と、
前記パッケージ筐体の一端に設けられ積層絶縁体で構成された第１の基板と、
前記第１の基板に設けられた導体部と電気的に接続する接続部を一端に有する導体パターンが主表面に設けられてなる第２の基板と、を備え、
前記導体部は、前記第１の基板の主表面に設けられた信号用導体パターンと接地用導体パターンとを含み、
前記第１の基板上に設けられ前記信号用導体パターンを配置する信号用導体パターン配置基板を有し、
前記信号用導体パターンに固着された第１のリードピンは、その一端が前記信号用導体パターン配置基板の主表面より外側に突き出るように設けられ、
前記接地用導体パターンに固着された第２のリードピンは、その一端が前記第１の基板の主表面より外側に突き出るように設けられ、
前記突き出た第１および第２のリードピンの概ね直下に位置する前記信号用導体パターン配置基板の側面および前記第１の基板の側面のそれぞれに第１および第２の導体層が設けられ、
前記信号用導体パターン配置基板の主表面と前記第１の基板の主表面との間に前記第１の基板の主表面に垂直な方向に高低差を設け、
前記第１の導体層と、前記第２の導体層との間で前記信号用導体パターンに沿った第１の方向に垂直な方向に高低差を有する
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項２１】
請求項２０に記載の光モジュールにおいて、
前記信号用導体パターン配置基板の側面を、前記第１の基板の側面に対して前記第１の方向に沿って前記パッケージ筺体方向に後退した位置に設けることにより、
前記第１の導体層と、前記第２の導体層との間で前記第１の方向および前記第１の方向に垂直な方向のいずれにも高低差を有する
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項２２】
電子素子を内包する第１の基板と、
前記第１の基板の一端に設けられた導体部と電気的に接続する接続部を一端に有する導体パターンが、主表面に設けられてなる第２の基板と、を備え、
前記導体部は、前記第１の基板の主表面に設けられた信号用導体パターンと接地用導体パターンとを含み、
前記信号用導体パターンと接地用導体パターンのそれぞれに固着された第１のリードピンと第２のリードピンは、その一端が前記第１の基板の主表面より外側に突き出るように設けられ、
前記突き出た第１および第２のリードピンの概ね直下に位置する前記第１の基板の側面に第１および第２の導体層がそれぞれ設けられ、
前記第１の導体層が設けられた側面と、前記第２の導体層が設けられた側面との間で前記信号用導体パターンに沿った第１の方向に高低差を有する
ことを特徴とする高周波モジュール。
【請求項２３】
請求項２２に記載の高周波モジュールにおいて、
請求項１に記載の光モジュールと前記第２の基板を介して電気的に接続されていること
を特徴とする高周波モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック基板を利用した光モジュールや高周波モジュールに係り、特に、光モジュールの高周波伝達特性に優れ、光モジュールからの電磁波放射の防止技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信網は、光信号を伝播するための媒体として光ファイバと、光信号を送受信するための光モジュールによって構成されている。光モジュールは、その筐体内に、電気信号を光信号に、光信号を電気信号に変換するための光電変換部と、制御のための電子素子や電気コネクタ等が搭載されたプリント基板とによって構成される。これら光モジュールの形状は、各ベンダ間で共通化されていることが多く、たとえば１０Ｇｂｐｓを伝送するものでは、ＸＦＰ、Ｘｅｎｐａｋ、Ｘ２、３００ＰＩＮの通称で呼ばれたＭＳＡ（Ｍｕｌｔｉ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ）規格で知られ、数社より製品化されている。
【０００３】
近年の光モジュールは、レーザ（発光素子）、フォトダイオード（受光素子）といった光電気変換を行う光素子を内部に搭載したパッケージと、パッケージ上の伝送線路と半田接続されたフレキシブル基板とを含んで成される。このフレキシブル基板が、プリント基板上の導体パターンと、半田固着される。一般的に、これら光モジュールのうち、パッケージとフレキシブル基板の結合体を、受光側ではＲＯＳＡ、送信側ではＴＯＳＡなどと呼ぶこともある。近年、これらのＴＯＳＡ・ＲＯＳＡのうち、１０Ｇｂｐｓ伝送クラスでは、ＸＭＤと呼ばれるＭＳＡ規格に対応した光モジュールが数社より製品化されている。なお、このＴＯＳＡとＲＯＳＡを光モジュールと言い、ＴＯＳＡ・ＲＯＳＡを、ＩＣなどが搭載されたボードに取り付けたものを光トランシーバと指し示す場合もあるが、本特許では、光トランシーバも広義の光モジュールであるとして説明する。
【０００４】
１０Ｇｂｐｓを伝送する高周波パッケージでは、しばしば、光素子やＩＣに、汚れや水分等が付着するのを防ぐために、気密封止されていることが多く、このようなパッケージには、パッケージ内部と外部の信号伝送にセラミック基板を用いた、パッケージがしばしば用いられる。これらのセラミック基板の代表的な材質として、アルミナやアルミナイトライド等が知られている。
【０００５】
そして、パッケージ外部のセラミック基板上の信号、グランド、電源パターン等には、リードピンが固着されており、このリードピンはプリント基板やフレキシブル基板上の導体パターンと半田固着される。
【０００６】
このような光モジュールの一例として、特許文献１が開示されている。
【０００７】
特許文献１では、パッケージ外部の積層セラミックス基板の表層に、高周波信号、電源、グランド等の伝送路がパターニングされている。このパターニング上に、リードピンが搭載接続されている。このリードピンの接続強度を高くするために、積層セラミックス端の側面にもメタライズが成されている。すなわち、リードピンを取り付けるために用いる半田金属は、リードピンが搭載されたパターン上だけでなく、側面のメタライズ上にも濡れ広がり、リードピンに外部から応力がかかった場合においても、剥離しづらいという利点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１３５３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前述の光モジュールでは、以下の（１）〜（３）が課題であった。
（１）１０Ｇｂｐｓを伝送する光モジュールでは、高周波信号用のパターンとグランドパターンは隣接しているのが一般的であり、これらのパターンにも、強度を保ちながらリードピンを取り付けようとした場合、この信号用の側面メタライズと、グランド用の側面メタライズとの間に、電磁界的な容量結合が起こり、特性インピーダンスが低下してしまう。特に、パッケージに用いているアルミナなどのセラミックは、比誘電率が８以上と大きいため、電気力線はパッケージ内に偏在しやすく容量結合は大きくなってしまう。
（２）側面メタライズはパターン端部（すなわちセラミック端部）にある。したがって、外部のプリント基板やフレキシブル基板上のパターンとリードピンを接続しようとした場合、基板上のパターンと側面メタライズ間にも容量結合が引き起こされ、更なる特性インピーダンスの低下が起きてしまう。
（３）以上の特性インピーダンス低下によって、高周波信号は、側面メタライズ周囲で反射もしくは放射を起こしてしまう。これらの反射、放射は、光モジュールの高周波伝達性能を劣化させてしまう。電磁界の放射に関しては、ボード上の能動電子素子（ＩＣ）の誤動作の原因となる。
【００１０】
従来の光モジュールは、１０Ｇｂｐｓ以下の伝送を目的としており、１０ＧＨｚ以下では、これらの反射や放射は問題にならないほど小さかった。しかしながら、近年、２０Ｇｂｐｓ、さらには４０Ｇｂｐｓ程度の伝送速度に対応した光モジュール、及び光トランシーバが必要となってきており、１０ＧＨｚ以上の高周波域においても、光モジュール自体の高周波伝達特性を高め、光モジュールからの電磁界放射を防ぐ必要性が出てきた。
【００１１】
そこで、本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、強度等の機械的信頼性を損なうことなく、高周波性能に優れ、セラミック基板を一部に具備した光モジュールと、それを適用した光トランシーバを提供することにある。
【００１２】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
【００１４】
本発明の光モジュールでは、パッケージの一部が多層セラミック基板によって構成されており、さらに多層セラミック基板の内部または表層には信号が伝播する導体パターンやグランド導体がパターニングされている。この多層セラミック基板を第１の基板と指し示している。これらの光モジュール用のパッケージは、一般的に箱型もしくは同軸型形状を成しているが、目的に応じて形状が変わっても良い。なお、導体パターンとは、セラミック基板上にパターニングされたパターンだけでなく、セラミック基板内のパターン、セラミック基板を貫通するビアやスルーホールも含める。またグランド導体とは、接地導体などとも言われ、高周波信号が伝播する導体パターンの、特性インピーダンスが保つように、信号導体パターンに近接して配置される導体パターンのことを指し、グランド用導体の面積は、高周波信号が伝播する導体パターンの数十倍以上の広さを持つことが多い。またグランド用導体とは、必ずしも、パッケージ外部を覆う金属や金属パターン、もしくは、光モジュールおよび光トランシーバの筐体等と導通が取られている必要は無い。
【００１５】
さらに、本発明の光モジュールでは、第１の多層セラミック基板の導体パターンと、リードピンと半田等の導体を介して、導通がとられる導体パターンを有した第２の基板が取り付けられる。本発明の光モジュールとは、少なくとも、この第２の基板とパッケージを含めて指しているが、無論、パッケージ、第１、第２の基板と接続された部材等も指しても良い。
【００１６】
本発明の光モジュールでは、第１の多層セラミック基板上の導体パターン端には、リードピンの取り付け強度を高めるために、ハーフビア、キャスタレーション等によって側面がメタライズされており、少なくとも一つのグランド用とシグナル用の側面メタライズの位置が信号伝送方向にずれて位置するべく、第１の多層セラミック基板自体に機構が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
すなわち、本構成により効果が得られる原理を以下に述べる。本発明の光モジュールでは、セラミック基板端に設けられた、少なくとも１対の信号とグランドの側面メタライズが隣接することなく配置されており、信号とグランドの側面メタライズ間には比誘電率の低い空気層が多く位置している。また、信号とグランドの側面メタライズ間の距離も長くなる。容量結合とは、一般的に２平行平板間の容量で考えると、εｓε０×Ｓ／ｄ（εｓ：比誘電率、ε０：真空の誘電率、Ｓ：平板面積、ｄ：距離）に比例する。信号とグランドの側面メタライズの形状は、２平行平板では無いが、本願によって開示される技術によって、２つの側面メタライズ間に空気層が多く位置することで実効的な比誘電率が下がり、また２つの側面メタライズ間の距離が長くなる。
【００１８】
以上により、２つの側面メタライズ間の容量結合が小さく、特性インピーダンスの低下がおきにくい。また、光モジュールのパッケージに、外部のプリント基板やフレキシブル基板等の第２の基板を接続した場合、信号の側面メタライズと第２の基板上のパターンとの間に容量結合が生じることがなく、特性インピーダンス低下が抑制されている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、高周波信号の反射や放射の少ない、高周波伝達特性の高い光モジュールを提供することが可能となる。また、本光モジュールからの電磁界放射が抑制されているため、光モジュールおよび光トランシーバ自体の誤動作がなく、性能向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例１の光モジュールの構成を示す斜視図である。
【図２】図１の光モジュールの断面図である。
【図３】本発明の実施例２の光モジュール構成を示す斜視図である。
【図４】図３の光モジュールの上面図である。
【図５】本発明の実施例３の光モジュール構成を示す上面図である。
【図６】図５の光モジュールの側面図である。
【図７】図５の光モジュールの上面図である。
【図８】本発明の実施例４の光モジュールの構成を示す上面図である。
【図９】図８の光モジュールの側面図である。
【図１０】本発明の実施例５の光モジュールの構成を示す上面図である。
【図１１】本発明の実施例６の光モジュール構成を示す斜視図である。
【図１２】本発明の実施例７の光モジュール構成を示す斜視図である。
【図１３】図７の光モジュールの上面図である。
【図１４】本発明実施例８の光モジュール構成を示す上面図である。
【図１５】本発明実施例９の光モジュール構成を示す上面図である。
【図１６】図１５の光モジュールの上面図である。
【図１７】本発明実施例１０の光モジュール構成を示す上面図である。
【図１８】図１７の光モジュールの側面図である。
【図１９】本発明実施例１１の光モジュール構成を示す上面図である。
【図２０】図１９の光モジュールの側面図である。
【図２１】本発明の実施例１１の光モジュール構成を示す斜視図である。
【図２２】本発明の実施例１２の光モジュールと高周波モジュール構成を示す斜視図である。
【図２３】本発明の実施例１３の高周波モジュール構成を示す斜視図である。
【図２４】反射ロスと入力周波数との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２２】
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、その繰り返しの説明は省略する。
＜実施例１＞
図１は、本発明の実施例１の光モジュール構成を示す斜視図であり、図２は、当該光モジュールの断面図である。また、便宜的に座標軸を図のように設定し、光信号の入出力方向をＺ軸とした。なお、図示の都合上、同じ部材がある場合は、符号は代表する部材に付す場合がある。例えば、図１において、セラミック基板０１１５上の導体パターン０１２２や、図２においてフレキシブル基板０１１４上の導体パッド０１４８などは、代表して１つの部材に符号を付している。図１、２以外の図においても同様とする。
【００２３】
図１において、パッケージの筐体０１０１は金属でできており、パッケージ内部と外部で、信号、グランド、電源を伝送するために、パッケージの筐体０１０１の一側面に多層セラミック基板０１０３が取り付けられている。セラミック基板０１１５は多層セラミック基板０１０３の一部である。このセラミック基板０１０３の材質としては、アルミナ、アルミナイトライド等が知られているが、無論、別材質でもよい。ここで多層セラミック基板０１０３とセラミック基板０１１５は本質的に同じであり、セラミック基板０１１５は、多層セラミック基板０１０３のうちの複数もしくは１つの層である。また多層セラミック基板０１０３とセラミック基板０１１５は、複数の単層セラミック基板が積み重ねられて構成されている。一般的に、単層セラミック基板は、ＸＺ平面を主平面とし、厚さ数百ミクロン程度であることが多い。ここでは、多層セラミック基板０１１５の主平面上には、信号伝送用の導体パターン０１０６、電源や調整用の導体パターン０１２２、グランド用導体パターン０１３６等がパターニングされている。たとえば、信号用の導体パターン０１０６上には、リードピン０１２０が搭載接続されている。リードピン０１２０を接続する際に、銀ロウ等によってロウ付けされることが多いが、別材質でも構わない。以上は、他の導体パターンとリードピンにおいても同様である。セラミック基板０１１５上の導体パターン端にはハーフビア０１０４、０１０７、０１０８等があるが、これは、おおよそＹ軸を主軸とする円柱または多角柱状のビアを半分に割ったハーフビア構造となっている。これらのハーフビアは、例えば信号用の導体パターン０１０６にリードピン０１２０を取り付ける場合、接続用の銀ロウなどが導体パターン０１０６だけでなく、ハーフビア０１０７にも濡れ広がり、リードピン０１２０の接続強度を高めている。無論、必ずしも形状はハーフビアである必要はなく、セラミック基板０１１５側面にメタライズが施されていれば、その機能は同じである。
【００２４】
信号用のリードピン０１２０は、隣接して２本取り付けられており、さらに信号用のリードピン０１２０の両脇には、グランド用のリードピン０１２１が位置している。すなわち、信号入出力部は、ＧＳＳＧ（ＧＮＤ−ＳＩＧＮＡＬ−ＳＩＧＮＡＬ−ＧＮＤを略した表記である）配置となっており、これは図示した例が差動信号伝送用であることを示している。
【００２５】
さて、本光モジュールのセラミック基板０１１５には、切り欠き部０１０５が設けられており、Ｚ軸方向に、グランド用のハーフビア０１０４と、シグナル用のハーフビア０１０７の位置が、距離Ｌ１（図２を参照）だけ、Ｚ軸方向にずらされて位置している。つまり、ハーフビア０１０４とハーフビア０１０７との間の一部には空気層が位置することになる。
【００２６】
さて、本実施例のフレキブル基板０１１４上の一つの主平面上には、導体パターン０１１３、０１１９や導体パッド０１０９、０１１６、０１１２がパターニングされおり、スルーホール０１１７、０１１８、０１１０、０１１１によって、フレキシブル基板０１１４裏面側の導体パターンや導体パッド（図示されず）と電気的コンタクトがなされている。なお、前述した導体パターンと導体パッドはつながっている限り、同一であり、便宜的に呼称を変えているに過ぎない。たとえば、信号伝送用の導体パッド０１１６と、導体パターン０１１９は、その基材は同一であり、導通がとられ、つながっている。
【００２７】
ただし、一般的に導体パッドは、半田等によって他の導体と接続するために設けられた部位を指すことが多く、その基材上面には、半田メッキや金メッキ等が施されることが多い。そして、導体パターンは、電源や信号を伝送するために、フレキシブル基板０１１４上に長く延在し、その基材上面にはカバー層などによって外気から保護されることが多い。
【００２８】
スルーホール０１１８にはリードピン０１２０を挿入し、半田等によって両者を導通固着するために設けられている。以上によって信号は、フレキシブル基板０１１４上の導体パターン０１１９と、セラミック基板０１１５上の導体パターン０１０６を伝達することが可能となる。
【００２９】
図２は、フレキシブル基板０１１４をセラミック基板０１１５に対して固定した時の断面図である。
筐体０１０１内には、導体パターン０１３０等がパターニングされ、平板コンデンサ０１３９、ドライバＩＣ０１３２等が搭載された基板０１２７が搭載されている。基板０１２７上には、光素子０１２９が搭載された光素子搭載基板０１２８が搭載されている。
【００３０】
以上のように、基板０１２７は、様々な電子素子を搭載していてよく、様々なパターニングがなされることが多い。また光素子搭載基板０１２８は、温度コントローラ等の上に搭載されることもある。さらに、本実施例に記載されていなくても、筐体０１０１内の光素子０１２９の搭載法には様々な搭載法がある。筐体０１０１内のパターン、電子素子等の電気的導通には、半田、導電性接着剤のほか、ワイヤ０１３３等が使われている。
【００３１】
筐体０１０１には透光性窓０１２６が取り付けられており、筐体０１０１内部と外部の光信号の伝播が可能となっている。光ファイバ０１２４はスリーブ０１２５に取り付けられ、スリーブ０１２５は、ホルダ０１２３に取り付けられている。スリーブ０１２５は、ジルコニアなどのセラミックが使われることが多い。ホルダ０１２３自体は、筐体０１０１に、溶接、半田、接着剤などによって固定されている。ホルダ０１２３は外部から光ファイバコネクタが取り付けられるようになっている。レンズ０１４６はレンズホルダ０１４７に固定されており、光ファイバ０１２４を通る光信号と、光素子０１２９の光結合効率を高める役割を担っている。
【００３２】
多層セラミック基板０１０３は、筐体０１０１内部と外部の電気的な接続をする役割を担っている。多層セラミック基板０１０３のある層のセラミック基板０１３４の主平面上には導体パターン０１２２、０１３５、０１３７等がパターニングされているが、特に信号伝送用の導体パターン０１３７は導体パターン０１０６と同一主平面上にパターニングされていることが多い。ビア０１３８、０１４５によって、グランド用の導体パターン０１３５、０１３６は、多層セラミック基板０１０３内の他層にパターニングされたグランド用導体パターンと接続されている。また、グランドだけでなく、信号、電源、調整用の導体パターンもビアによってセラミック基板０１０３内もしくは表裏面にパターニングされた導体パターンと導通がとられることがある。
【００３３】
フレキシブル基板０１１４に設けられたスルーホール０１１０にリードピン０１０２が挿入され、半田０１４９によって固着されるが、他のスルーホールやリードピンも同様である。以上によって、フレキシブル基板０１１４が、セラミック基板０１０３に対して位置が固定されていることがわかる。
【００３４】
さて、切り欠き部０１０５が配置されることで、信号用のハーフビア０１０７とグランド用のハーフビア０１０４の距離が離間される。更に、自動的に２つのハーフビア中心間を結ぶ直線の間に空気層が位置することとなる。空気の比誘電率は１と、セラミック基板に対して低く、信号用のハーフビア０１０７とグランド用ハーフビア０１０４の間の容量結合が十分小さくなるという利点を有している。セラミック基板０１０３、０１１５に設ける切り欠き０１０５の、Ｚ軸方向の距離Ｌ１とＸ軸方向の幅、そして形状によって、以上の容量結合の大きさは変化させることが可能である。
【００３５】
さらに、筐体０１０１とセラミック基板０１０３を基材とするパッケージと、フレキシブル基板０１１４との接続を行うと、もし切り欠き０１０５が無ければ、信号用のハーフビア０１０７と、グランド用導体パッド０１１２との間に大きな容量結合が形成され、特性を劣化させやすい。
【００３６】
しかし、切り欠き部０１０５によって、信号用のハーフビア０１０７と、グランド用導体パッド０１１２との間が離間され、間に空気層が入ることによって、容量結合を小さくすることが可能となっている。セラミック基板０１１５に設ける切り欠き部０１０５の、Ｚ軸方向の距離Ｌ１とＸ軸方向の幅、そして形状によって、以上の容量結合は変化させることが可能である。特に本実施例のようにフレキシブル基板０１１４に設けたスルーホールに、リードピンを挿して固定する場合、距離Ｌ１によって、ハーフビア０１０７とグランド用導体パッド０１１２との間にできる容量結合をコントロールすることが可能となる。つまり、他の新たな他部材を使用すること無く、フレキシブル基板０１１４上の導体パッドとハーフビア０１０６間の距離を規定することが出来、高周波性能をコントロールすることが出来るという利点を有している。
＜実施例２＞
図３は、本発明の実施例２の光モジュール構成を示す斜視図であり、図４は、該光モジュールの上面図である。
【００３７】
図３では、フレキシブル基板０２１６の主平面が、リードピン０２０３、０２０４、０２０５、０２１２、０２１３の主軸とおおよそ平行である。フレキシブル基板０２１６とセラミック基板０２１１の固定を行う場合、例えば、信号用のリードピン０２０５は、導体パターン０２１８上と、半田接続されるのが一般的である。このほか、導通接続の方法には、導電性接着剤等が用いられることがある。図３では、フレキシブル基板０２１６の表面側の導体パターンしか示していないが、実際は、裏面側にも導体パターンがパターニングされるのが普通である。スルーホール０２２０は表面側のグランド用導体パターン０２２０と裏面側の導体パターンとを導通させる役割を担っている。無論グランド用導体パターン０２２０以外の導体パターンにも、スルーホールを設けることは可能であり、これはパターン設計の範疇である。
【００３８】
図４は、図３に示された光モジュールにおいて、フレキシブル基板０２１６をセラミック基板０２１１、０２０２に対して固定した時の、Ｙ軸正方向から見たときの上面図である。フレキシブル基板０２１６上の導体パターン０２１７、０２１８、０２１９、０２１７の上にリードピン０２０３、０２０４、０２０５、０２１３が配置されるように取り付けられているが、これは使用方法に応じて、逆でも構わず、リードピンがフレキシブル基板０２１６に対してＹ軸負方向に位置することもある。
【００３９】
セラミック基板０２１１上の信号伝送用リードピン０２０５は隣接して配置されており、その隣にはグランド用リードピン０２０４が位置している。すなわち、セラミック基板０２１１とフレキシブル基板０２１６上の信号パターンの配置はＧＳＳＧ（ＧＮＤ−ＳＩＧＮＡＬ−ＳＩＧＮＡＬ−ＧＮＤ）となっており、２本のシグナルラインには差動信号が伝播している。
【００４０】
さて、セラミック基板０２１１には切り欠き部０２１５が設けられている。そのため、隣接したシグナル用ハーフビア０２０８とグランド用ハーフビア０２０９との間の電磁界結合は小さくなり、容量結合が小さくなる。また、シグナル用ハーフビア０２０８はフレキシブル基板０２１６に対して、Ｚ軸正方向に後退しているため、シグナル用ハーフビア０２０８とフレキシブル基板上の導体パターン間の電磁界結合は小さくなる。
【００４１】
したがって、フレキシブル基板０２１６とセラミック基板０２１１の接続部において、高周波伝送導体パターンの特性インピーダンスは低下することがなく、反射ロスが抑制される。さらに、この反射によって生じる電磁界放射も抑制されるため、本発明の光モジュールを適用した光トランシーバは、高周波ノイズによる誤動作が抑制されている。
【００４２】
また、フレキシブル基板０２１６は、リードピン０２０５等に対してＹ軸負方向から接続している。すなわち、フレキシブル基板０２１６とセラミック基板０２１１はオーバーラップすること無く、フレキシブル基板０２１６の位置は、セラミック基板０２１１端面によって規定される。これは、シグナル用ハーフビア０２０８と、フレキシブル基板０２１６上の導体パターン間の容量結合を他部材を用いることなく制御することが可能であるとい利点を有している。
【００４３】
本実施例をモデリング化し、シミュレーションによる反射計算を行った。シミュレータにはＡｎｓｏｆｔ社のＨＦＳＳを用いている。計算に際しては、厚さ０．２ｍｍ、比誘電率５．０の基板に信号とグランド配線をパターニングした基板を、パッケージに使用されるセラミック基板のＺ軸正方向に配置し、２つの基板のパターン同士はワイヤによって接続した。また、パッケージに使用されるセラミック基板としては、比誘電率を８．７、信号配線パターンから直下のグランドパターンまでの基板厚を０．７５ｍｍとした。セラミック基板上の導体パターンには、幅０．２ｍｍ、高さ０．１ｍｍのリードピンを搭載し、リードピンをフレキブル基板上の導体パターンに接触させた。セラミック基板に設けるビアは０．２ｍｍφ（径）の円柱状とした。すなわち、リードピン取り付けに際して、パターン端に配置するハーフビアは、Ｙ軸方向から見ると半円状である。計算では、ハーフビアの高さをシグナル側は０．２５ｍｍ、グランド側を０．７５ｍｍとした。フレキシブル基板は、厚さ５０μｍ、比誘電率３程度のフィルム上下に、導体パターンをパターニングしたものである。また導体パターンの一部を保護するために、一部の導体パターン上にカバーフィルムを接着している。パッケージに使用されるセラミック基板に設ける切り欠き部の形状は直方体とし、そのＸ軸方向の幅は１．６ｍｍ、Ｙ軸方向の高さは０．７５ｍｍである。
【００４４】
図２４にフレキシブル基板側から見た４０ＧＨｚまでの反射ロスのシミュレーション結果を示す。図の縦軸は、反射ロス（Return loss）を示し、横軸は入力周波数（Frequency）を示している。各グラフは、切り欠き部のＺ軸方向深さ（すなわち図４のＬ１）をパラメータとして変化させた時の周波数と反射ロスとの関係を示している。例えば３０ＧＨｚにおける反射ロスを見ると、切り欠き部のＺ軸方向深さＬ１が０ミクロンの場合（すなわち切り欠き部がない場合）より、１５０μｍとした場合において、反射ロスが１３ｄＢ程度改善していることが分かる。但し３００μｍでは逆に劣化が見られるが、これは信号用リードピン０２０５が空気中に延在する長さが増え、インダクタンス成分が大きくなってしまい、５０オーム系で設計した場合、リードピン周囲の特性インピーダンスが６０オーム以上になってしまうためである。
【００４５】
これらの結果は、ハーフビア間の距離、形状、大きさによって変化するが、性能を鑑みるとＬ１の長さは１００ミクロン以上３００ミクロン以下が適当である。上限は、リードピン周囲の特性インピーダンスが、他の伝送線路の特性インピーダンスよりも２０％以上増えない程度（即ち、１２０％以下）で規定するのが適当である。
【００４６】
以上より、本発明による効果が確認された。ここで、セラミック基板に設けた切り欠き部によって生じる、信号とグランド用ハーフビアの、信号伝播方向の位置ずれの大きさ（図４ではＺ軸方向の位置ずれ）は、数百μｍ程度であり、これはセラミック基板のゆがみ、欠けによって生じる程度のものでは無いのは明らかである。
＜実施例３＞
図５は、本発明の実施例３の光モジュール構成の一部を示す上面図であり、図６は、Ｚ軸負方向から光モジュールの一部を見た側面図であり、図７は、Ｙ軸負方向からみた裏面図である。なお、以下の説明において、実施例１等での説明と重複する部分、例えば、パッケージの筐体やリードピンなどは、図中の符号は付してあるが、説明は省略している。
実施例４以降においても、図中の符号の付し方は、同様とする。
【００４７】
セラミック基板０３１０上には、高周波伝送路として、グランド用導体パターン０３１１、０３０５と、信号用導体パターン０３０２がパターニングされている。すなわち、信号線の並び方は、ＧＳＧＳＧ（ＧＮＤ−ＳＩＧＮＡＬ−ＧＮＤ−ＳＩＧＮＡＬ−ＧＮＤを略した表記）構成となっている。切り欠き部０３０４によって、両脇のＧＮＤ用ハーフビア０３１５とシグナル用のハーフビア０３１８の位置はＺ軸方向にずれており、ハーフビア０３１５とハーフビア０３１８間に出来る容量結合を小さくする効果を持っている。
【００４８】
ところで、真ん中のＧＮＤ用ハーフビア０３１７は信号用ハーフビア０３１８とＺ軸方向にズレは無い。無論、ＧＮＤ用ハーフビア０３１７と信号用ハーフビア０３１８の間に容量結合がつきやすい構成となるが、セラミック基板０３１０に切り欠き部０３０４の作成を考えた場合、Ｌ２（図５を参照）の幅を広く取ることが出来るため、加工性に優れるという利点を有している。このように加工性を鑑みて、全てのＧＮＤ用ハーフビアと信号用ハーフビアの位置をずらす必要は必ずしも無く、必要とする性能を鑑み、一部のＧＮＤ用ハーフビアと信号用ハーフビアの位置をずらす必要がある。
【００４９】
ところで、ＧＮＤ用のハーフビア０３１５はＧＮＤ用導体パターン０３１１とＧＮＤ用導体パターン０３１６を接続している。これはセラミック基板０３０９、０３１０の表面または内部にパターニングされたＧＮＤ用導体パターンの電位を安定にさせ、光モジュールが誤動作することが無いようにする効果を持っている。
【００５０】
図７では、Ｙ軸負方向からセラミック基板０３１０を見たものであるが、信号用リードピン０３０３直下付近のＧＮＤ用導体パターン０３１６がパターニングされていない部分があり、セラミック基板０３１０が表出している。これは、ハーフビア０３１８とＧＮＤ用導体パターン０３１６の容量結合を小さくするという効果を有している。
＜実施例４＞
図８は、本発明の実施例４の光モジュール構成の一部を示す上面図であり、図９は、Ｚ軸負方向から光モジュールの一部を見た側面図である。
セラミック基板０４１１上には、グランド用の導体パターン０４０７、電源や調整端子用の導体パターン０４０３、信号用導体パターン０４０９等がパターニングされている。高周波信号が伝送する導体パターンは、ＧＳＧＳＧ（ＧＮＤ−Ｓｉｇｎａｌ−ＧＮＤ−Ｓｉｇｎａｌ−ＧＮＤを略した表記）構造となっている。信号用導体パターン０４０９の端部に配置されたハーフビア０４１５は、切り欠き部０４０６によって、ＧＮＤ用ハーフビア０４１２より距離Ｌ３（図８を参照）だけ、Ｚ軸正方向に配置されていることが分かる。これにより、信号用のハーフビア０４１５とＧＮＤ用ハーフビア０４１２との間に出来る電磁界結合が大きくなるのを防いでいる。
【００５１】
なお、本実施例において、切り欠き部０４０６は幅Ｌ４（図８を参照）、深さＬ３の直方体形状になっているが、この形状は必ずしも直方体形状である必要は無い。ハーフビア０４１５とハーフビア０４１２とのＺ軸方向距離が距離Ｌ３だけずれていれば、形状は問わない。
【００５２】
また、切り欠き部０４０６を作成する方法としては、セラミック基板０４０２、０４１１を焼結する前に、セラミック基板を型によってプリフォームし、その後、セラミック基板０４０２、０４１１を焼結するのが一般的である。したがって、型の作製の容易さなどによって、Ｌ３の長さは１００μｍ以上となることが多い。またＬ３が数百μｍ程度の時は、Ｌ４がＬ３以上の長さを有している方が、セラミック基板をプリフォームし易い。
＜実施例５＞
図１０は、本発明の実施例５の光モジュール構成の一部を示す上面図である。
【００５３】
セラミック基板０５０３にはグランド用のリードピン０５０６、０５０８が固定されており、その真ん中に信号用のリードピン０５０７が固定されている。すなわち、信号入出力部は、ＧＳＧ（ＧＮＤ−ＳＩＧＮＡＬ−ＧＮＤを略した表記）構造となっている。
【００５４】
さて、ここで切り欠き部０５０９は、グランド側に形成されている。すなわち、グランド用導体パターン０５１２端に設けられたハーフビア（図示されず）は、信号用導体パターン０５１３端に設けられたハーフビア（図示されず）よりもＺ軸正方向に位置している。
【００５５】
以上のように、信号用とグランド用のハーフビアの位置がＺ軸正方向にずれていれば、信号用導体パターン端に設けられたハーフビアがＺ軸正方向にずれていても良い。ハーフビア間の容量結合を小さくするという効果は他実施例と同様にある。
＜実施例６＞
図１１は、本発明の実施例６の光モジュール構成を示す斜視図である。
【００５６】
信号用のリードピンのＹ軸下方には、切り欠き部０６１０が設けられている。切り欠き部０６１０は、セラミック基板０６０５裏面につながっていない。しかしながら、この切り欠き部０６１０によって信号用導体パターン端に設けられたハーフビア０６０８と、グランド用導体パターン端に設けられたハーフビア０６０７の位置は、Ｚ軸方向にずれている。
【００５７】
セラミック基板０６０５の上面の導体パターンには、それぞれ電源や調整端子用のリードピン０６０６と、信号用のリードピン０６０３が固定されている。セラミック基板０６０５の下面の導体パターンには、グランド用のリードピン０６０２が固定されている。このように、リードピンの取付位置はセラミック基板の同一面上である必要は必ずしもない。
セラミック基板０６０５とフレキシブル基板０６１３の固定は、リードピンをフレキシブル基板０６１３に設けられたスルーホールに挿入し、半田などによって固着することでなされる。例えば、スルーホール０６１１にリードピン０６０３を挿入し、グランド用のスルーホール０６１９にリードピン０６０２を挿入することとなる。
＜実施例７＞
図１２は、本発明の実施例７の光モジュール構成を示す斜視図であり、図１３は、Ｙ軸正方向から光モジュールを構成するパッケージを見た上面図である。
【００５８】
セラミック基板０７１３と０７０３は、セラミック基板０７０２の一部である。セラミック基板０７１３上に信号用導体パターン０７１２が形成されている。セラミック基板０７０３上にはグランド用導体パターン０７０８や、電源および調整端子用の導体パターン０７１１がパターニングされている。導体パターン０７１２の主平面は、導体パターン０７０８、０７１１の主平面よりも、Ｙ軸方向に高い。無論、図示はしていないが、０７０８、０７１１のＹ軸方向の高さは、導体パターン０７１２と同等か、高くなるように、セラミック基板０７０２の形状が調整されていても良い。ただし、信号用の導体パターン０７１２の特性インピーダンスは、セラミック基板０７０２の表面および内部にて、おおよそ一定に保たれている。
【００５９】
さて、本実施例の光モジュール構成では、グランド用の導体パターン０７０８が信号用の導体パターン０７１２のＹ軸下方向に位置しているために、信号用導体パターン０７１２のＹ軸直下にグランド用導体パターンを配した、マイクロストリップ線路構造を構成しやすい。実際、本実施例では、セラミック基板０７０２内において、信号用の導体パターン０７１２のＹ軸方向直下にグランド用導体パターン０７０８が位置している部分がある。
【００６０】
信号用導体パターン０７１２端にあるハーフビア０７０９の位置は、グランド用導体パターン端０７０８端にあるハーフビア０７０７の位置より、Ｚ軸方向正方向にある。これにより、ハーフビア０７０９と０７０７間の容量結合は低減されている。
【００６１】
図１３から明らかなように、グランド用導体パターン０７０８の一部が後退し、セラミック表出部０７２４をなしている。すなわち、ハーフビア０７０９の直下には、グランド用導体パターン０７０８が来ていない構造となっている。これはハーフビア０７０９とグランド用導体パターン０７０８との容量結合を防ぐ役割を担っている。
【００６２】
さて、本実施例では、フレキシブル基板０７２３を、セラミック基板０７０２、０７０３、０７１３に対して固定しようとした場合、リードピンを、フレキシブル基板０７２３に設けたスルーホールに貫通し、半田、導電性接着剤等によって接着する方法が一般的である。例えば、信号用のリードピン０７０６は、スルーホール０７１５に貫通し、半田によってリードピンと導体パッド０７１６とを導通固定する。その際、ハーフビア０７０９と、フレキシブル基板０７２３（もしくはフレキシブル基板０７２３上の導体パターン）との間に、おおよそＬ７（図１３を参照）だけ間隙が出来る。すなわち、信号用の導体パターン０７１２と導体パッド０７１６の間に、信号用のリードピン０７０６が空気中を延在する部分が構成される。そのため、他部材を使用することなく、導体パターン０７１２と導体パッド０７１６の間にインダクタンス成分が付加することが可能となり、ハーフビア０７０９による容量成分増加をキャンセルすることが可能となる。
【００６３】
なお、本実施例とは逆に、グランド用の導体パターン０７０８端にあるハーフビア０７０７を、ハーフビア０７０９よりＺ軸正方向に配することも可能である。しかしながら、グランドにインダクタンス成分を付加することは、グランド用導体パターンの共振などの原因になりやすく、光モジュール全体の安定性を損なう可能性がある。
＜実施例８＞
図１４は、本発明の実施例８の光モジュール構成を示す上面図である。セラミック基板０８０６は、セラミック基板０８０２の一部である。セラミック基板０８０６上には、信号用の導体パターン０８０７、グランド用の導体パターン０８１０、電源、調整端子用の導体パターン０８０９がパターニングされている。これら各種導体パターン上に、リードピン０８０４、０８０５、０８０８等が固着されている。このリードピンのＹ軸上方からフレキシブル基板０８１６を搭載する。点線は、フレキシブル基板搭載位置０８１８である。切り欠き部０８１５によって、信号用導体パターン端にあるハーフビア（図示せず）の位置は、おおよそ距離Ｌ５＋Ｌ６だけ、グランド用導体パターン端にあるハーフビア（図示せず）の位置よりも、Ｚ軸正方向に位置している。
【００６４】
したがって、信号用ハーフビアとグランド用ハーフビア間に出来る容量結合は小さくなり、Ｌ５＋Ｌ６によって、その大きさを制御することが可能である。ここで、フレキシブル基板搭載位置０８１８端は、距離Ｌ６だけ、セラミック基板０８０６端よりＺ軸正方向にオーバーラップしている。すなわち、信号用導体パターン０８０７と導体パッド０８１９との間に出来るインダクタンス成分は距離Ｌ５によって制御することが可能である。
【００６５】
本実施例における光モジュールでは以下の利点がある。
（１）信号伝送用リードピン０８０５と導体パターン０８０７の接合長さはＬ８である。この接合部は一般的に、製造工程において特性インピーダンスばらつきが生じ易いため、特性確保のため、Ｌ８の長さは短いほど良く、一般的に数百ミクロン程度が良い。一方、リードピン０８０４、０８０８と、導体パターン０８０９、０８１０との接合長さはＬ５＋Ｌ６＋Ｌ８であり、その接合強度はＬ６の長さを長くすることによって強化することが可能となる。すなわち、性能向上を目的にＬ８を短くしても、Ｌ６の長さを調整することで、取り付けているフレキシブル基板０８１６を介して、リードピンに応力等が加わっても、リードピンが、セラミック基板から剥離するなどの恐れが少ないという利点を有している。つまり性能にも優れ、接続強度も強い光モジュール構成が可能となっている。
（２）グランド用導体パターン０８１０とフレキシブル基板０８１６上のグランド用導体パッド０８１４は、Ｙ軸方向から見た場合、オーバーラップをしている。すなわち、この接続部において、グランドには、リードピンが空気中を延在することによるインダクタンス成分が付加されにくくなり、共振等がおきにくくなる。
（３）他実施例と比して、グランド用導体パターン０８１０端にあるハーフビア（図示せず）と、信号用導体パターン０８０７端のハーフビア（図示せず）の位置は、Ｌ６だけ多く離間されている。すなわち、信号とグランド用のハーフビア間の容量結合がより小さく抑制されていることがわかる。
【００６６】
切り欠き部０８１５の寸法、形状等は、その目的によって変わる。また、Ｌ５とＬ６の大きさは、その目的に応じて長さが変化する。ただし、切り欠き部０８１５は、セラミック基板を焼結する前に、型抜き等によって形作るのが一般的であり、型の作製精度を鑑みると、Ｌ５＋Ｌ６は少なくとも１００ミクロン以上はある。
＜実施例９＞
図１５は、本発明の実施例９の光モジュール構成の一部を示す上面図であり、図１６は、側面図である。
【００６７】
セラミック基板０９０３は、セラミック基板０９０２の一部であり、セラミック基板０９０２上には信号用の導体パターン０９１１、グランド用導体パターン０９０９、電源および調整端子用の導体パターン０９０４がパターニングされている。本実施例の光モジュールでは、これら導体パターン端にキャスタレーション０９０５、０９０６、０９０８が設けられている。キャスタレーションとはセラミック基板に形成された凹であり、その内壁がメタライズされている。すなわち、導体パターンにリードピン（図示せず）を、半田、銀ロウ付けなどによって接続する場合、ロウ材となる金属がキャスタレーション上にも濡れ広がり、リードピンの取り付け強度が強くなるというメリットを有している。
【００６８】
本実施例では、セラミック基板０９０３に切り欠き部０９０７が設けられることで、信号用のキャスタレーション０９０８と、グランド用のキャスタレーション０９０６の間に出来る容量結合が小さくなるという利点を有している。
【００６９】
図１６で示したとおり、グランド側のキャスタレーション０９０６は、上面のグランド導体パターン０９０９と、下面のグランド導体パターン０９１２を接続している。これによってセラミック基板０９０２、０９０３の内部、表面にパターニングされたグランド導体パターンの電位が揺らぐことが防がれている。図１６では、グランド用の導体パターン０９１２がハーフビア０９０８の直下ではパターニングされていない。これは、信号用ハーフビア０９０８と導体パターン０９１２との間の容量結合を小さくするためである。
＜実施例１０＞
図１７は、本発明の実施例１０の光モジュール構成の一部を示す上面図であり、図１８は、側面図である。
【００７０】
本実施例では、信号用導体パターン１０１２端にハーフビア１０１１、グランド用の導体パターン１００９端にハーフビア１００７、電源もしくは調整端子用の導体パターン１００４端にハーフビア１００６が配されている。ハーフビア１００６、１００７、１０１１の形状は、円柱を半分に切った形状をなしている。
【００７１】
信号用のハーフビア１０１１の直下には、グランド用の導体パターン１０１３が配されている。ハーフビア１０１１と導体パターン１０１３間で容量結合が生じやすいが、セラミック基板１００３の厚さによって、その影響を小さくすることは可能である。
＜実施例１１＞
図１９は、本発明の実施例１１の光モジュール構成の一部を示す上面図であり、図２０は、側面図である。セラミック基板１１０３はセラミック基板１１０２の一部であり、セラミック基板１１０３上には導体パターン１１０４、１１０６、１１０７がパターニングされており、これらの導体パターン端のセラミック基板１１０３側面部には、メタライズ１１１０、１１１１、１１１２がパターニングされている。これは、リードピン（図示せず）を取り付ける場合において、接続強度を高めることが可能となる。
【００７２】
セラミック基板１１０３には、切り欠き部１１０８が設けられており、信号用のメタライズ面１１１２とグランド用メタライズ面１１１１のＺ軸方向の位置がずれて配置されている。これによって信号用のメタライズ面１１１２とグランド用のメタライズ面１１１１との間の容量結合が低減されるという利点を有している。
＜実施例１２＞
図２１に、本発明の実施例１２の光モジュールを示す斜視図である。光モジュールは、筐体１２１６がプリント基板１２１２に固定されることからなる光受信モジュールと、筐体１２０２とフレキシブル基板１２０７から構成される光送信モジュールによって構成されている。この光受信モジュール、光送信モジュール、プリント基板１２１２、およびそれらに接続された部材を含めて、光トランシーバという呼び方もあるが、本発明では光トランシーバを広義の光モジュールとして含めて扱っている。光受信モジュールの筐体１２１６は同軸型をなしている。筐体１２１６にはセラミック基板１２０３が取り付けられている。セラミック基板１２０３には切り欠き部１２０４が設けられており、プリント基板１２１２とセラミック基板１２０３の接続部において高周波信号の反射を低減する役割を担っている。
【００７３】
一方、光送信モジュールにおいては、筐体１２０２の形状がボックス型を成しており、フレキシブル基板１２０７はリードピン１２０５を介して、セラミック基板１２０３に固定されている。フレキシブル基板１２０７上の導体パターンは、半田等によってプリント基板１２１２上の導体パターンに固着されている。さて、セラミック基板１２０３には切り欠き部１２０４が設けられているが、これはフレキシブル基板１２０７とセラミック基板１２０３接続部における高周波信号の反射を低減している。
【００７４】
プリント基板１２１２上には、電子素子１２０８、１２０９、１２１０、１２１１、１２１３，１２１４，１２１５等が搭載されており、これらは、増幅作用、波形整形作用、調整機能を伴った能動素子がパッケージングされたものであるか、チップコンデンサ、インダクタ、抵抗などに代表される受動素子である。プリント基板１２１２の裏面には電気コネクタ１２１１が取り付けられている。この電気コネクタは、ルータ、サーバなどに代表される伝送装置のボードとの電気インターフェースをなしている。
【００７５】
さて、本実施例では、光モジュールを構成するセラミック基板１２０３に切り欠き部１２０４を設けることで、接続部における高周波信号の反射を低減している。
高周波基板の反射は、例えば、フレキシブル基板１２０７の信号用導体パターンを往復し、共振することで、光トランシーバ内にノイズとして放出される。すなわち、高周波反射を引き起こすことになる。これらのノイズは、例えば、プリント基板１２１２上に搭載された電子素子１２０９の誤動作などを引き起こしてしまう。すなわち、切り欠き部１２０４を設けることは図２１で示した光モジュール全体の性能を向上させるという利点を有している。
＜実施例１３＞
【００７６】
図２２に、本発明の実施例１３の光モジュールと高周波モジュールを示す斜視図を示す。筐体１３０１などで構成される光モジュール１３２７とセラミック基板１３２２などによって構成される高周波モジュール１３２８は、フレキシブル基板１３１５によって接続されている。光モジュール１３２７は、送信または受信光モジュールであって、筐体１３０１内には、光素子と電子素子が内包されている。筐体にはファイバホルダ１３０２が取り付けられており、光信号の入出力は光ファイバ１３０３によって行われる。筐体１３０１はセラミックによって構成されており、材質はアルミナ、アルミナイトライド、ＬＴＣＣなどが使われている。筐体１３０１にはセラミック基板１３０４が取り付けられており、表面または内装に導体パターンがパターニングされている。セラミック基板１３０４表面には、信号入出力用導体パターンとして、一つの信号用導体パターン１３０５と、両サイドに２つのグランド導体パターン１３０６がパターニングされ、リードピン１３０９、１３１０が固着されている。これらのリードピンは、フレキシブル基板１３１５上の導体パターンと半田、導電性接着剤、金属によって固着されている。
【００７７】
例えば、信号用の導体パターン１３１４は、リードピン１３１０に固着されている。セラミック基板１３０４には切り欠き部１３０８が設けられている。これによって信号用の導体パターン１３０５とグランド用導体パターン１３０９の端に配置されたハーフビアや側面メタライズ（図示されず）の位置は、おおよそ信号伝送方向にずれて配置されており、セラミック基板１３０４とフレキシブル基板１３１４との接続部において高周波伝送特性が優れるという利点を有している。
【００７８】
一方、高周波モジュール１３２８はセラミック基板１３２２を筐体として使用している。セラミック基板の表裏面もしくは内部には導体パターンがパターニングされている。さらに目的によってセラミック基板１３２２内には電子素子が内包されており、例えば、ドライバ、増幅ＩＣ、波形整形ＩＣ、シリアルパラレル変換ＩＣ、コントロールＩＣ等の能動素子の他、チップコンデンサ、チップインダクタ、チップ抵抗等などの受動素子が搭載されている。セラミック基板１３２２の表面には、導体パターンがパターニングされており、フレキシブル基板を接続にはリードピンが取り付けられている。例えば、信号用導体パターン１３２１上にはリードピン１３１６が取り付けられている。セラミック基板１３２２には切り欠き部１３２０が設けられている。そのため、信号用導体パターン１３２１端に設けられたハーフビア（図示されず）と、グランド用導体パターン１３１８端に設けられたハーフビア（図示されず）の位置は信号伝送方向にずれて配置されている。
【００７９】
セラミック基板１３２２の下面には導体パターンがパターニングされており、プリント基板１３２４との固着導通には半田のボールグリッドアレイ１３２３によって行われている。プリント基板１３２４には電子素子１３２５、１３２６等が搭載される。
【００８０】
以上で説明したように、本発明は、光モジュールおよび高周波モジュールに適用され、その高周波特性に優れるという利点を有している。
＜実施例１４＞
【００８１】
図２３に本発明の実施例１４の高周波モジュールを示す斜視図を示す。高周波モジュールはセラミック基板１４０１から成り、内部に電子素子を内包し、セラミック基板の表裏面および内部には導体パターンがパターニングされている。
セラミック基板裏面には、信号用導体パターン１４０５、グランド用導体パターン１４０７、電源や制御端子用導体パターン１４０６がパターニングされる。これらの導体パターン上には、リードピン１４０２、１４０３、１４０４、１４１２等が固着されている。これらリードピンの固着強度を高めるために、それぞれの導体パターン端にはハーフビアが配置されている。例えば、信号用導体パターン１４０５のパターン端にはハーフビア１４０８が配置されており、リードピン１４０４の取り付け強度を高めている。セラミック基板１４０１には切り欠き部１４１１が設けられており、信号用のハーフビア１４０８とグランド用のハーフビア１４０９の位置は信号伝送方向にずれて配置されている。これは、高周波伝送性能を高める役割を担っている。
【００８２】
プリント基板１４１３には信号用の導体パターン１４１８、グランド用の導体パターン１４１５、信号や制御用導体パターン１４１６がパターニングされており、セラミック基板１４０１をプリント基板１４１３に固着する際には、リードピン１４０２、１４０３、１４０４、１４１２等を半田もしくは導電性接着剤もしくは金属によって固着する。
【００８３】
プリント基板１４１３上には、ボールグリッドアレイ１４２０を用いて電子素子１４１９が搭載されている。また半田や導電性接着剤によって電子素子１４２１、１４２２等が、プリント基板１４１３上に搭載されている。
以上より、本発明は高周波モジュールに適用され、その高周波的特性を高めることが可能となる。
【符号の説明】
【００８４】
０１０１,０２０１,０３０１,０４０１,０５０１,０６０１,０７０１,０８０１,０９０１,１００１,１１０１,１２０２,１３０１…筐体、
０１０２,０１２０,０１２１,０２０３,０２０４,０２０５,０２１２,０２１３,０３０３,０３０７,０３０８,０３１２,０４０４,０４０５,０４１０,０５０４,０５０５,０５０６,０５０７,０５０８,０６０２,０６０３,０６０６,０７０６,０８０５,０８０８,１３０９,１３１０,１３１６,１３１７,１４０２,１４０３,１４０４,１４１２…リードピン、
０１０３,０１１５,０１３４,０２０２,０３０９,０３１０,０４０２,０４１１,０５０２,０５０３,０６０４,０６０５,０７０２,０７０３,０７１３,０８０２,０９０２,０９０３,１００２,１００３,１１０２,１１０３,１２０３,１２０５,１３０４,１３２２,１４０１…セラミック基板、
０１０４,０１０７,０１０８,０２０６,０２０８,０２１０,０２１１,０３１４,０３１５,０３１８,０４１３,０４１５,０６０７,０６０８,０６０９,０７０４,０７０５,０７０７,０７１０,１００６,１００７,１０１１,１４０８,１４０９,１４１０…ハーフビア、
０１０６,０１１３,０１１９,０１２２,０１３０,０１３１,０１３５,０１３６,０１３７,０１３８,０１４０,０１４１,０１４２,０１４４,０１４５,０２０７,０２０９,０２１４,０２１７,０２１８,０２１９,０２２２,０２２３,０３０２,０３０５,０３０６,０３１１,０３１３,０３１６,０３１７,０４０３,０４０７,０４０８、０５１１,０７１４,０８１１,０９１０,１００８,１１０５…ビア、
０４０９,０４１２,０４１４,０５１０,０５１２,０５１３,０６１４,０６１８,０７０８,０７０９,０７１１,０７１２,０７２１,０７２２,０８０４,０８０６,０８０７,０８０９,０８１０,０８１７,０９０４,０９０９,０９１１,０９１２,１００４,１００９,１０１２,１０１３，１１０４,１１０６,１１０７,１１０９,１１１０,１２０６,１３０５,１３０６,１３０７,１３１４,１３１８,１３１９,１３２１,１４０５,１４０６,１４０７,１４１５,１４１６,１４１８…導体パターン、
０１０５,０２１５,０３０４,０４０６,０５０９,０６１０,０８１５,０９０７,１０１０,１１０８,１２０４,１３０８,１３２０,１４１１…切り欠き部、
０１０９,０１１２,０１１６,０１４８,０６１２,０６１５,０６１７,０７１６,０７１７,０７１９,０８１３,０８１４,０８１９,１３１２…導体パッド、
０１１０,０１１１,０１１７,０１１８,０２２０,０６１１,０６１６,０７１５,０７１８,０７２０,０８１２,１３１１,１３１３,１４１４,１４１７…スルーホール、
０１１４,０２１６,０６１３,０７２３,０８１６,１２０７,１３１５…フレキシブル基板、
０１２３,０２２１,０８０３…ホルダ、
０１２４,１３０３…光ファイバ、０１４９…半田、
０１２５…スリーブ、０１２６…透光性窓、０１２７…基板、０１２８…光素子搭載基板、０１２９…光素子、０１３２…ドライバＩＣ、０１３３…ワイヤ、０１３９…平板コンデンサ、０１４３…チップサーミスタ、０１４６…レンズ、０１４７…レンズホルダ、
０７２４…セラミック表出部、０８１８…フレキシブル基板搭載位置、０９０５,０９０６,０９０８…キャスタレーション、１１１１,１１１２…メタライズ、１２０８,１２０９,１２１０,２１３,１２１４,１２１５,１３２５,１３２６,１４１９,１４２１,１４２２…電子素子、１２１１…電気コネクタ、１２１２,１３２４,１４１３…プリント基板、１、１２１６…ステム、１２１７,１３０２…ファイバホルダ、１３２３,１４２０…ボールグリッドアレイ、１３２７…光モジュール、１３２８…高周波モジュール。
【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】
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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】
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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】
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【図１８】
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【図１９】
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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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