(57)【要約】【課題】フレキシブル基板とリジッド基板の接続箇所における高周波の信号の伝送特性を向上させることを可能とする基板接続構造を提供する。【解決手段】第１の実施の形態の基板接続構造を備えるフレックスリジッド基板１では、フレキシブル基板３とリジッド基板４が重ね合わされた状態で電気的に接続される。フレキシブル基板３の第一配線層にはマイクロストリップラインである信号線路６ａ・６ｂが配線され、リジッド基板４の第一配線層にはマイクロストリップラインである信号線路６ｃ・６ｄが配線される。フレキシブル基板３の第一配線層に備えられた信号線路６ａ・６ｂは、信号ビア１２に向かって広くなるように形成された信号線路テーパ部３３を備える。フレキシブル基板３の第二配線層のグランド層５ａは、グランドビア１３の近傍において、信号線路テーパ部３３の形状に合わせて形成されたグランド層テーパ部３４を備える。【選択図】        図１
2007123742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
最外層の信号配線層にマイクロストリップ線路を備えるフレキシブル基板とリジッド基板を電気的に接続する基板接続構造において、
前記フレキシブル基板は、前記マイクロストリップ線路を備える前記信号配線層の他方の最外層に、信号配線用ビアを介して前記マイクロストリップ線路と導通し、前記リジッド基板と接続を行うリジッド基板接続信号端子を備えると共に、前記リジッド基板接続信号端子に対する所定の位置に、前記リジッド基板との接地導体部の接続を行うリジッド基板接続接地端子を備え、
前記リジッド基板は、前記マイクロストリップ線路を備える前記信号配線層に、前記フレキシブル基板の前記リジッド基板接続信号端子と接続されるフレキシブル基板接続信号端子を備えると共に、前記フレキシブル基板接続信号端子に対する所定の位置に、前記フレキシブル基板の前記リジッド基板接続接地端子と接続されるフレキシブル基板接続接地端子を備え、
前記フレキシブル基板の前記マイクロストリップ線路は、前記信号配線用ビアの近傍で前記信号配線用ビアに向けて徐々に線幅が広くなるように形成されたテーパ部を備え、
前記フレキシブル基板の前記マイクロストリップ線路に対応した接地導体層の接地導体部は、前記リジッド基板接続接地端子の位置に対応した箇所から前記フレキシブル基板の前記マイクロストリップ線路の配線方向に向けて、前記フレキシブル基板の前記マイクロストリップ線路の前記テーパ部の形状と合わせて形成されたテーパ部を備える
ことを特徴とする基板接続構造。
【請求項２】
前記フレキシブル基板の前記マイクロストリップ線路と、前記リジッド基板接続信号端子は、複数の前記信号配線用ビアにより接続される
ことを特徴とする請求項１記載の基板接続構造。
【請求項３】
前記フレキシブル基板及び前記リジッド基板に形成された一対のマイクロストリップ線路により差動信号が伝送される
ことを特徴とする請求項１記載の基板接続構造。
【請求項４】
前記リジッド基板の前記マイクロストリップ線路に対応した接地導体層は、前記フレキシブル基板接続信号端子の形状に応じて、接地導体部を非形成とした開口部を備える
ことを特徴とする請求項１記載の基板接続構造。
【請求項５】
前記フレキシブル基板は、少なくとも前記マイクロストリップ線路を備える前記信号配線層が位置する面に保護フィルムを備え、
前記保護フィルムは、前記信号配線用ビア及び前記リジッド基板接続接地端子の位置に対応した箇所の周囲の所定の領域において非形成であり、且つ、前記マイクロストリップ線路の前記テーパ部の所定の領域を覆う形状に形成される
ことを特徴とする請求項１記載の基板接続構造。
【請求項６】
前記フレキシブル基板は、前記マイクロストリップ線路に対応した前記接地導体層が、前記マイクロストリップ線路を備える前記信号配線層の他方の最外層として形成され、且つ、少なくとも前記マイクロストリップ線路に対応した前記接地導体層が位置する面に保護フィルムを備え、
前記保護フィルムは、前記リジッド基板接続信号端子及び前記リジッド基板接続接地端子の周囲の所定の領域において非形成であり、且つ、前記マイクロストリップ線路に対応した前記接地導体層の前記接地導体部の前記テーパ部の所定の領域を覆う形状に形成される
ことを特徴とする請求項１記載の基板接続構造。
【請求項７】
最外層の信号配線層にマイクロストリップ線路を備えるフレキシブル基板とリジッド基板が電気的に接続されたフレックスリジッド基板において、
前記フレキシブル基板は、前記マイクロストリップ線路を備える前記信号配線層の他方の最外層に、信号配線用ビアを介して前記マイクロストリップ線路と導通し、前記リジッド基板と接続を行うリジッド基板接続信号端子を備えると共に、前記リジッド基板接続信号端子に対する所定の位置に、前記リジッド基板との接地導体部の接続を行うリジッド基板接続接地端子を備え、
前記リジッド基板は、前記マイクロストリップ線路を備える前記信号配線層に、前記フレキシブル基板の前記リジッド基板接続信号端子と接続されるフレキシブル基板接続信号端子を備えると共に、前記フレキシブル基板接続信号端子に対する所定の位置に、前記フレキシブル基板の前記リジッド基板接続接地端子と接続されるフレキシブル基板接続接地端子を備え、
前記フレキシブル基板の前記マイクロストリップ線路は、前記信号配線用ビアの近傍で前記信号配線用ビアに向けて徐々に線幅が広くなるように形成されたテーパ部を備え、
前記フレキシブル基板の前記マイクロストリップ線路に対応した接地導体層の接地導体部は、前記リジッド基板接続接地端子の位置に対応した箇所から前記フレキシブル基板の前記マイクロストリップ線路の配線方向に向けて、前記フレキシブル基板の前記マイクロストリップ線路の前記テーパ部の形状と合わせて形成されたテーパ部を備える
ことを特徴とするフレックスリジッド基板。
【請求項８】
電気信号を光信号に変換して出力する光送信モジュール、光信号を電気信号に変換して出力する光受信モジュール、及び光送受信回路基板を備えた光送受信モジュールにおいて、
前記光送受信回路基板は最外層の信号配線層にマイクロストリップ線路を備えるリジット基板により構成され、
前記光送信モジュール及び前記光受信モジュールは、それぞれ最外層の信号配線層にマイクロストリップ線路を備えるフレキシブル基板を介して前記光送受信回路基板に接続され、
前記各フレキシブル基板は、前記マイクロストリップ線路を備える前記信号配線層の他方の最外層に、信号配線用ビアを介して前記マイクロストリップ線路と導通し、前記リジッド基板と接続を行うリジッド基板接続信号端子を備えると共に、前記リジッド基板接続信号端子に対する所定の位置に、前記リジッド基板との接地導体部の接続を行うリジッド基板接続接地端子を備え、
前記リジッド基板は、前記マイクロストリップ線路を備える前記信号配線層に、前記各フレキシブル基板の前記リジッド基板接続信号端子と接続されるフレキシブル基板接続信号端子を備えると共に、前記フレキシブル基板接続信号端子に対する所定の位置に、前記各フレキシブル基板の前記リジッド基板接続接地端子と接続されるフレキシブル基板接続接地端子を備え、
前記各フレキシブル基板の前記マイクロストリップ線路は、前記信号配線用ビアの近傍で前記信号配線用ビアに向けて徐々に線幅が広くなるように形成されたテーパ部を備え、
前記各フレキシブル基板の前記マイクロストリップ線路に対応した接地導体層の接地導体部は、前記リジッド基板接続接地端子の位置に対応した箇所から前記各フレキシブル基板の前記マイクロストリップ線路の配線方向に向けて、前記各フレキシブル基板の前記マイクロストリップ線路の前記テーパ部の形状と合わせて形成されたテーパ部を備える
ことを特徴とする光送受信モジュール。
【請求項９】
電気信号を光信号に変換して出力する光送信モジュール、光信号を電気信号に変換して出力する光受信モジュール、及び光送受信回路基板を備えた光送受信モジュールと、前記光送受信モジュールが接続される親基板を有する光送受信装置において、
前記光送受信回路基板及び前記親基板は、最外層の信号配線層にマイクロストリップ線路を備えるリジット基板により構成され、
前記光送信モジュール及び前記光受信モジュールは、それぞれ最外層の信号配線層にマイクロストリップ線路を備えるフレキシブル基板を介して前記光送受信回路基板に接続され、
前記光送受信回路基板は最外層の信号配線層にマイクロストリップ線路を備えるフレキシブル基板を介して前記親基板に接続され、
前記各フレキシブル基板は、前記マイクロストリップ線路を備える前記信号配線層の他方の最外層に、信号配線用ビアを介して前記マイクロストリップ線路と導通し、前記リジッド基板と接続を行うリジッド基板接続信号端子を備えると共に、前記リジッド基板接続信号端子に対する所定の位置に、前記リジッド基板との接地導体部の接続を行うリジッド基板接続接地端子を備え、
前記各リジッド基板は、前記マイクロストリップ線路を備える前記信号配線層に、前記フレキシブル基板の前記リジッド基板接続信号端子と接続されるフレキシブル基板接続信号端子を備えると共に、前記フレキシブル基板接続信号端子に対する所定の位置に、前記フレキシブル基板の前記リジッド基板接続接地端子と接続されるフレキシブル基板接続接地端子を備え、
前記各フレキシブル基板の前記マイクロストリップ線路は、前記信号配線用ビアの近傍で前記信号配線用ビアに向けて徐々に線幅が広くなるように形成されたテーパ部を備え、
前記各フレキシブル基板の前記マイクロストリップ線路に対応した接地導体層の接地導体部は、前記リジッド基板接続接地端子の位置に対応した箇所から前記各フレキシブル基板の前記マイクロストリップ線路の配線方向に向けて、前記各フレキシブル基板の前記マイクロストリップ線路の前記テーパ部の形状と合わせて形成されたテーパ部を備える
ことを特徴とする光送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル基板とリジッド基板を電気的に接続する基板接続構造と、この基板接続構造を備えたフレックスリジッド基板と、このフレックスリジッド基板を備えた光送受信モジュール及び光送受信装置に関する。詳しくは、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路の信号配線用ビアの接続部近傍と、このマイクロストリップ線路に対応した接地導体部のリジッド基板接続接地端子の位置に対応した箇所の近傍とに、それぞれ向きを合わせたテーパ部を備えることにより、フレキシブル基板とリジッド基板の接続箇所における高周波の信号の伝送特性を向上させることを可能とするものである。
【背景技術】
【０００２】
可撓性を有するフレキシブル基板とリジット基板を電気的に接続する際には、一般的に、基板を互いに重ね合わせて、それぞれの基板の端部に備えられた接続端子により接続する構造が用いられる。また、プリント基板上で高周波の信号を伝送する際には、マイクロストリップライン構造を有するプリント基板が用いられる。
【０００３】
図１９から図２４は、差動信号を伝送する一対のマイクロストリップラインが設けられた、フレキシブル基板３とリジッド基板４の従来の接続構造を有するフレックスリジッド基板５０を示す説明図である。図１９はフレキシブル基板３とリジッド基板４の接続構造の概略を示す平面図であり、説明のため一部の構成を透視した状態で破線で示している。図２０は図１９のＰ−Ｐ断面を示す概略図である。図２１は後述するフレキシブル基板３のカバーレイ１６及び第一配線層３ａを示す平面図であり、図２０の上方から見た状態を示している。図２２は後述するフレキシブル基板３のカバーレイ１６及び第二配線層３ｃを示す平面図であり、図２０の下方から見た状態を示している。図２３は後述するリジッド基板４のレジスト１７及び第一配線層３ａを示す平面図であり、図２０の上方から見た状態を示している。図２４は後述するフレキシブル基板３の第二配線層３ｃを示す平面図であり、図２０の上方から見た状態を示している。
【０００４】
図１９から図２４に示すように、フレキシブル基板３は第一配線層３ａ、第一絶縁層３ｂ及び第三配線層３ｅが上下に積層されて形成される。第一配線層３ａの上部及び第二配線層３ｃの下部にはカバーレイ１６が備えられる。リジッド基板４は第一から第四の各配線層と第一から第三の各絶縁層が交互に上下に積層されて形成される。第一配線層３ａの上部にはレジスト１７が備えられる。
【０００５】
また、フレキシブル基板３の第一配線層３ａは信号配線層としてマイクロストリップラインである一対の信号線路６ｅ・６ｆが配線される。リジッド基板４の第一配線層４ａには、信号配線層としてマイクロストリップラインである一対の信号線路６ｇ・６ｈが配線される。フレキシブル基板３の第二配線層３ｃはグランド層５ｄが形成され、リジッド基板４の第二配線層４ｃはグランド層５ｅが形成される。リジッド基板４の第三配線層４ｅ及び第四配線層４ｇは信号配線層又はグランド層５として用いられる。
【０００６】
更に、フレキシブル基板３の第二配線層３ｃの端部には、リジッド基板４との電気的接続に用いられる信号接続パッド７及びグランド接続パッド８が備えられ、リジッド基板４の第一配線層４ａの端部には、フレキシブル基板３との電気的接続に用いられる信号接続パッド９及びグランド接続パッド１０が備えられる。フレキシブル基板３とリジッド基板４は、基板の一方の面の端部に備えられたこれらの接続パッドにより電気的に接続するように、互いに重ね合わされる。フレキシブル基板３とリジッド基板４の各接続パッドは半田１１により接続される。
【０００７】
またフレキシブル基板３は、第一配線層３ａに備えられた信号線路６ｅ・６ｆと第二配線層３ｃに備えられた信号接続パッド７を接続する貫通ビアである信号ビア１２を備える。更にフレキシブル基板３は、第一配線層３ａと第二配線層３ｃに備えられたグランド接続パッド８を接続する貫通ビアであるグランドビア１３を備える。グランドビア１３は、それぞれ信号ビア１２に対する所定の位置に設けられる。
【０００８】
また、図２２のＱに示す、フレキシブル基板３の第二配線層３ｃの信号接続パッド７の基板内部側には、フレキシブル基板３とリジッド基板４の各接続パッドの圧着による接続時の半田１１の流入を防ぐため、グランド層５ｄが非形成となる領域が設けられる。
【０００９】
また、フレキシブル基板３の両面に備えられるそれぞれのカバーレイ１６は信号ビア１２及びグランドビア１３の周囲の所定の領域にて非形成となっている。更にリジッド基板４の第一配線層４ａに備えられているレジスト１７は、信号ビア１２及びグランドビア１３の周囲の所定の領域にて非形成となっている。
【００１０】
このような構成を備えることにより、図１９から図２４に示す接続構造で電気的に接続されたフレキシブル基板３とリジッド基板４では、マイクロストリップラインである一対の信号線路６と一対の信号ビア１２で高周波の信号が伝送される。またこの時、各グランド層５及び一対のグランドビア１３には、信号電流と逆の方向に信号電流に対する帰還電流が流れる。図２５は、信号電流及び帰還電流の流れを示す平面図であり、フレキシブル基板３の第一配線層３ａに設けられた信号線路６ｅ・６ｆ及び第二配線層３ｃに設けられたグランド層５ｄを示している。フレキシブル基板３においては、図２５の矢印Ｒに示すように、信号ビア１２からフレキシブル基板３の信号線路６ｅ・６ｆへ信号電流が流れる際には、矢印Ｓに示すように第二配線層３ｃのグランド層５ｄに帰還電流が流れる。この時、高周波の電流はグランド層１６の端部を流れる性質があるため、帰還電流の一部は矢印Ｓに示すように迂回した経路をとる。
【００１１】
また上記とは別に、内径の異なる複数のビアが接続された構成により、特性インピーダンスの制御を行う多層基板が提案されている（例えば特許文献１）。特許文献１に開示されている多層基板は、内径の異なるビアを複数接続してビア群を構成し、各ビアの内径を変更することにより所望の特性インピーダンスに設定する。これにより、ビアとリード端子間の特性インピーダンスの不一致箇所における反射を防止し、伝送特性を良好にするものである。
【００１２】
更に、フレキシブル基板とリジッド基板の圧着時に、接合端子から必要以上の半田が押し出されるのを防ぐフレキシブル基板の接合構造が提案されている（例えば特許文献２）。特許文献２に開示されるフレキシブル基板の接合構造は、リジッド基板の接続端子に対して接続されるフレキシブル基板の端部を、所定の空間部を介したリブ部からなるストッパ構造とする。これにより、フレキシブル基板をリジッド基板へ圧着する際の半田溜りが形成できるため、接合端子から必要以上の半田が押し出されるのを防ぐものである。
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−０８７５６３号公報
【特許文献２】特開２００５−１０１０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、図１９から図２５で説明した、従来のフレキシブル基板３とリジッド基板４の接続構造では、次のような問題がある。図２５のＴに示すように、信号ビア１２と信号線路６の接続箇所において、伝送線路の特性インピーダンスが急激に変化してしまう。また、図２５の矢印Ｓに示すように、グランドビア１３の近傍において帰還電流の経路が急激に変化してしまう。これらにより、高周波の信号の伝送特性が悪くなってしまう。
【００１５】
また、特許文献１に開示される、内径の異なる複数のビアが接続された構成により特性インピーダンスの制御を行う方法を適用するためには、複数のビアを直列に接続するために基板にある程度の厚さが必要になる。よって、図１９から図２５に示すフレキシブル基板３とリジッド基板４の接続構造のような、信号ビア１２が設けられる基板が薄いような場合は、適用することができない。
【００１６】
更に、特許文献２に開示される、フレキシブル基板の接合構造は、フレキシブル基板とリジッド基板の圧着時の、必要以上の半田の押し出しを防ぐものであり、フレキシブル基板とリジッド基板の接続箇所における高周波の信号の伝送特性を向上させることはできない。
【００１７】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、フレキシブル基板とリジッド基板の接続箇所における高周波の信号の伝送特性を向上させることを可能とする基板接続構造と、この基板接続構造を備えたフレックスリジッド基板と、このフレックスリジッド基板を備えた光送受信モジュール及び光送受信装置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】
【００１８】
上述した課題を解決するため、本発明に係る基板接続構造は、最外層の信号配線層にマイクロストリップ線路を備えるフレキシブル基板とリジッド基板を電気的に接続する基板接続構造において、フレキシブル基板は、マイクロストリップ線路を備える信号配線層の他方の最外層に、信号配線用ビアを介してマイクロストリップ線路と導通し、リジッド基板と接続を行うリジッド基板接続信号端子を備えると共に、リジッド基板接続信号端子に対する所定の位置に、リジッド基板との接地導体部の接続を行うリジッド基板接続接地端子を備え、リジッド基板は、マイクロストリップ線路を備える信号配線層に、フレキシブル基板のリジッド基板接続信号端子と接続されるフレキシブル基板接続信号端子を備えると共に、フレキシブル基板接続信号端子に対する所定の位置に、フレキシブル基板のリジッド基板接続接地端子と接続されるフレキシブル基板接続接地端子を備え、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路は、信号配線用ビアの近傍で信号配線用ビアに向けて徐々に線幅が広くなるように形成されたテーパ部を備え、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路に対応した接地導体層の接地導体部は、リジッド基板接続接地端子の位置に対応した箇所からフレキシブル基板のマイクロストリップ線路の配線方向に向けて、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路のテーパ部の形状と合わせて形成されたテーパ部を備えることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明に係る基板接続構造においては、フレキシブル基板及びリジッド基板の最外層の信号配線層に設けられたマイクロストリップ線路、及びフレキシブル基板のマイクロストリップ線路とリジッド基板接続信号端子を接続する信号配線用ビアに高周波の信号電流が流れる。またこの時、リジッド基板及びフレキシブル基板のマイクロストリップ線路に対応した各接地導体層には、信号電流と反対方向に帰還電流が流れる。
【００２０】
ここで、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路は、信号配線用ビアの近傍で信号配線用ビアに向けて徐々に線幅が広くなるように形成されたテーパ部を備える。また、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路に対応した接地導体層の接地導体部は、リジッド基板接続接地端子の位置に対応した箇所からフレキシブル基板のマイクロストリップ線路の配線方向に向けて、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路のテーパ部の形状と合わせて形成されたテーパ部を備える。
【００２１】
このため、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路と信号配線用ビアの接続部近傍における、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路と接地導体層の結合を強めることができ、伝送線路の特性インピーダンスの急激な変化が抑えられる。更に、リジッド基板接続接地端子の位置に対応した箇所の近傍において帰還電流の経路の急激な変化が抑えられる。
【００２２】
上述した課題を解決するため、本発明に係るフレックスリジッド基板は、最外層の信号配線層にマイクロストリップ線路を備えるフレキシブル基板とリジッド基板が電気的に接続されたフレックスリジッド基板において、フレキシブル基板は、マイクロストリップ線路を備える信号配線層の他方の最外層に、信号配線用ビアを介してマイクロストリップ線路と導通し、リジッド基板と接続を行うリジッド基板接続信号端子を備えると共に、リジッド基板接続信号端子に対する所定の位置に、リジッド基板との接地導体部の接続を行うリジッド基板接続接地端子を備え、リジッド基板は、マイクロストリップ線路を備える信号配線層に、フレキシブル基板のリジッド基板接続信号端子と接続されるフレキシブル基板接続信号端子を備えると共に、フレキシブル基板接続信号端子に対する所定の位置に、フレキシブル基板のリジッド基板接続接地端子と接続されるフレキシブル基板接続接地端子を備え、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路は、信号配線用ビアの近傍で信号配線用ビアに向けて徐々に線幅が広くなるように形成されたテーパ部を備え、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路に対応した接地導体層の接地導体部は、リジッド基板接続接地端子の位置に対応した箇所からフレキシブル基板のマイクロストリップ線路の配線方向に向けて、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路のテーパ部の形状と合わせて形成されたテーパ部を備えることを特徴とするものである。
【００２３】
本発明に係るフレックスリジッド基板においては、フレキシブル基板及びリジッド基板の最外層の信号配線層に設けられたマイクロストリップ線路、及びフレキシブル基板のマイクロストリップ線路とリジッド基板接続信号端子を接続する信号配線用ビアに高周波の信号電流が流れる。またこの時、リジッド基板及びフレキシブル基板のマイクロストリップ線路に対応した各接地導体層には、信号電流と反対方向に帰還電流が流れる。
【００２４】
ここで、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路は、信号配線用ビアの近傍で信号配線用ビアに向けて徐々に線幅が広くなるように形成されたテーパ部を備える。また、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路に対応した接地導体層の接地導体部は、リジッド基板接続接地端子の位置に対応した箇所からフレキシブル基板のマイクロストリップ線路の配線方向に向けて、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路のテーパ部の形状と合わせて形成されたテーパ部を備える。
【００２５】
このため、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路と信号配線用ビアの接続部近傍における、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路と接地導体層の結合を強めることができ、伝送線路の特性インピーダンスの急激な変化が抑えられる。更に、リジッド基板接続接地端子の位置に対応した箇所の近傍において帰還電流の経路の急激な変化が抑えられる。
【００２６】
上述した課題を解決するため、本発明に係る光送受信モジュールは、電気信号を光信号に変換して出力する光送信モジュール、光信号を電気信号に変換して出力する光受信モジュール、及び光送受信回路基板を備えた光送受信モジュールにおいて、光送受信回路基板は最外層の信号配線層にマイクロストリップ線路を備えるリジット基板により構成され、光送信モジュール及び光受信モジュールは、それぞれ最外層の信号配線層にマイクロストリップ線路を備えるフレキシブル基板を介して光送受信回路基板に接続され、各フレキシブル基板は、マイクロストリップ線路を備える信号配線層の他方の最外層に、信号配線用ビアを介してマイクロストリップ線路と導通し、リジッド基板と接続を行うリジッド基板接続信号端子を備えると共に、リジッド基板接続信号端子に対する所定の位置に、リジッド基板との接地導体部の接続を行うリジッド基板接続接地端子を備え、リジッド基板は、マイクロストリップ線路を備える信号配線層に、各フレキシブル基板のリジッド基板接続信号端子と接続されるフレキシブル基板接続信号端子を備えると共に、フレキシブル基板接続信号端子に対する所定の位置に、各フレキシブル基板のリジッド基板接続接地端子と接続されるフレキシブル基板接続接地端子を備え、各フレキシブル基板のマイクロストリップ線路は、信号配線用ビアの近傍で信号配線用ビアに向けて徐々に線幅が広くなるように形成されたテーパ部を備え、各フレキシブル基板のマイクロストリップ線路に対応した接地導体層の接地導体部は、リジッド基板接続接地端子の位置に対応した箇所から各フレキシブル基板のマイクロストリップ線路の配線方向に向けて、各フレキシブル基板のマイクロストリップ線路のテーパ部の形状と合わせて形成されたテーパ部を備えることを特徴とするものである。
【００２７】
本発明に係る光送受信モジュールのフレキシブル基板及びリジッド基板においては、フレキシブル基板及びリジッド基板の最外層の信号配線層に設けられたマイクロストリップ線路、及びフレキシブル基板のマイクロストリップ線路とリジッド基板接続信号端子を接続する信号配線用ビアに高周波の信号電流が流れる。またこの時、リジッド基板及びフレキシブル基板のマイクロストリップ線路に対応した各接地導体層には、信号電流と反対方向に帰還電流が流れる。
【００２８】
ここで、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路は、信号配線用ビアの近傍で信号配線用ビアに向けて徐々に線幅が広くなるように形成されたテーパ部を備える。また、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路に対応した接地導体層の接地導体部は、リジッド基板接続接地端子の位置に対応した箇所からフレキシブル基板のマイクロストリップ線路の配線方向に向けて、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路のテーパ部の形状と合わせて形成されたテーパ部を備える。
【００２９】
このため、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路と信号配線用ビアの接続部近傍における、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路と接地導体層の結合を強めることができ、伝送線路の特性インピーダンスの急激な変化が抑えられる。更に、リジッド基板接続接地端子の位置に対応した箇所の近傍において帰還電流の経路の急激な変化が抑えられる。
【００３０】
上述した課題を解決するため、本発明に係る光送受信装置は、電気信号を光信号に変換して出力する光送信モジュール、光信号を電気信号に変換して出力する光受信モジュール、及び光送受信回路基板を備えた光送受信モジュールと、光送受信モジュールが接続される親基板を有する光送受信装置において、光送受信回路基板及び親基板は、最外層の信号配線層にマイクロストリップ線路を備えるリジット基板により構成され、光送信モジュール及び光受信モジュールは、それぞれ最外層の信号配線層にマイクロストリップ線路を備えるフレキシブル基板を介して光送受信回路基板に接続され、光送受信回路基板は最外層の信号配線層にマイクロストリップ線路を備えるフレキシブル基板を介して親基板に接続され、各フレキシブル基板は、マイクロストリップ線路を備える信号配線層の他方の最外層に、信号配線用ビアを介してマイクロストリップ線路と導通し、リジッド基板と接続を行うリジッド基板接続信号端子を備えると共に、リジッド基板接続信号端子に対する所定の位置に、リジッド基板との接地導体部の接続を行うリジッド基板接続接地端子を備え、各リジッド基板は、マイクロストリップ線路を備える信号配線層に、フレキシブル基板のリジッド基板接続信号端子と接続されるフレキシブル基板接続信号端子を備えると共に、フレキシブル基板接続信号端子に対する所定の位置に、フレキシブル基板のリジッド基板接続接地端子と接続されるフレキシブル基板接続接地端子を備え、各フレキシブル基板のマイクロストリップ線路は、信号配線用ビアの近傍で信号配線用ビアに向けて徐々に線幅が広くなるように形成されたテーパ部を備え、各フレキシブル基板のマイクロストリップ線路に対応した接地導体層の接地導体部は、リジッド基板接続接地端子の位置に対応した箇所から各フレキシブル基板のマイクロストリップ線路の配線方向に向けて、各フレキシブル基板のマイクロストリップ線路のテーパ部の形状と合わせて形成されたテーパ部を備えることを特徴とするものである。
【００３１】
本発明に係る光送受信装置のフレキシブル基板及びリジッド基板においては、フレキシブル基板及びリジッド基板の最外層の信号配線層に設けられたマイクロストリップ線路、及びフレキシブル基板のマイクロストリップ線路とリジッド基板接続信号端子を接続する信号配線用ビアに高周波の信号電流が流れる。またこの時、リジッド基板及びフレキシブル基板のマイクロストリップ線路に対応した各接地導体層には、信号電流と反対方向に帰還電流が流れる。
【００３２】
ここで、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路は、信号配線用ビアの近傍で信号配線用ビアに向けて徐々に線幅が広くなるように形成されたテーパ部を備える。また、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路に対応した接地導体層の接地導体部は、リジッド基板接続接地端子の位置に対応した箇所からフレキシブル基板のマイクロストリップ線路の配線方向に向けて、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路のテーパ部の形状と合わせて形成されたテーパ部を備える。
【００３３】
このため、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路と信号配線用ビアの接続部近傍における、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路と接地導体層の結合を強めることができ、伝送線路の特性インピーダンスの急激な変化が抑えられる。更に、リジッド基板接続接地端子の位置に対応した箇所の近傍において帰還電流の経路の急激な変化が抑えられる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係る基板接続構造によれば、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路は、信号配線用ビアに向けて徐々に線幅が広くなるように形成されたテーパ部を備え、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路に対応した接地導体層の接地導体部は、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路のテーパ部の形状と合わせて形成されたテーパ部を備える。これにより、信号電流の伝送線路の特性インピーダンス及び帰還電流の経路の急激な変化が抑えられる。よって、フレキシブル基板とリジッド基板の接続箇所における高周波の信号の伝送特性を向上させることが可能となる。
【００３５】
本発明に係るフレックスリジッド基板によれば、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路は、信号配線用ビアに向けて徐々に線幅が広くなるように形成されたテーパ部を備え、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路に対応した接地導体層の接地導体部は、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路のテーパ部の形状と合わせて形成されたテーパ部を備える。これにより、信号電流の伝送線路の特性インピーダンス及び帰還電流の経路の急激な変化が抑えられる。よって、フレキシブル基板とリジッド基板の接続箇所における高周波の信号の伝送特性を向上させることが可能となる。
【００３６】
本発明に係る光送受信モジュールによれば、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路は、信号配線用ビアに向けて徐々に線幅が広くなるように形成されたテーパ部を備え、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路に対応した接地導体層の接地導体部は、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路のテーパ部の形状と合わせて形成されたテーパ部を備える。これにより、信号電流の伝送線路の特性インピーダンス及び帰還電流の経路の急激な変化が抑えられる。よって、フレキシブル基板とリジッド基板の接続箇所における高周波の信号の伝送特性を向上させることができ、高速のデータの送受信を安定して行うことが可能となる。
【００３７】
本発明に係る光送受信装置によれば、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路は、信号配線用ビアに向けて徐々に線幅が広くなるように形成されたテーパ部を備え、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路に対応した接地導体層の接地導体部は、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路のテーパ部の形状と合わせて形成されたテーパ部を備える。これにより、信号電流の伝送線路の特性インピーダンス及び帰還電流の経路の急激な変化が抑えられる。よって、フレキシブル基板とリジッド基板の接続箇所における高周波の信号の伝送特性を向上させることができ、高速のデータの送受信を安定して行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下図面を参照して、本発明の基板接続構造、フレックスリジッド基板、光送受信モジュール及び光送受信装置の実施の形態について説明する。まず、本発明の基板接続構造及びこの基板接続構造を備えるフレックスリジッド基板の実施の形態について説明する。
【００３９】
＜第１の実施の形態の基板接続構造及びフレックスリジッド基板の構成例＞
図１から図６は、第１の実施の形態の基板接続構造及びこの基板接続構造を備えるフレックスリジッド基板１の構成を示す説明図である。図１はフレキシブル基板３とリジッド基板４の接続構造の概略を示す平面図であり、説明のため一部の構成を透視した状態で破線で示している。図２は図１のＡ−Ａ断面を示す概略図である。図３は後述するフレキシブル基板３のカバーレイ１６及び第一配線層３ａを示す平面図であり、図２の上方から見た状態を示している。図４は後述するフレキシブル基板３のカバーレイ１６及び第二配線層３ｃを示す平面図であり、図２の下方から見た状態を示している。図５は後述するリジッド基板４のレジスト１７及び第一配線層３ａを示す平面図であり、図２の上方から見た状態を示している。図６は後述するフレキシブル基板３の第二配線層３ｃを示す平面図であり、図２の上方から見た状態を示している。
【００４０】
図１から図６に示すように、第１の実施の形態のフレックスリジッド基板１では、フレキシブル基板３とリジッド基板４が、重ね合わされた状態で電気的に接続される。フレキシブル基板３は第一配線層３ａ、第一絶縁層３ｂ及び第二配線層３ｃが上下に積層されて形成される。第一配線層３ａの上部及び第二配線層３ｃの下部にはカバーレイ１６が備えられる。リジッド基板４は第一から第四の各配線層と第一から第三の各絶縁層が交互に上下に積層されて形成される。第一配線層３ａの上部にはレジスト１７が備えられる。
【００４１】
また、フレキシブル基板３の第一配線層３ａには、信号配線層としてマイクロストリップラインである一対の信号線路６ａ・６ｂが配線される。リジッド基板４の第一配線層４ａには、信号配線層としてマイクロストリップラインである一対の信号線路６ｃ・６ｄが配線される。フレキシブル基板３の第二配線層３ｃにはグランド層５ａが形成され、リジッド基板４の第二配線層４ｃはグランド層５ｂが形成される。リジッド基板４の第三配線層４ｅ及び第四配線層４ｇは信号配線層又はグランド層５として用いられる。グランド層５は接地導体層の一例である。
【００４２】
更に、フレキシブル基板３の第二配線層３ｃの端部には、リジッド基板４との電気的接続に用いられる信号接続パッド７及びグランド接続パッド８が備えられる。信号接続パッド７はリジッド基板接続信号端子の一例であり、グランド接続パッド８はリジッド基板接続接地端子の一例である。リジッド基板４の第一配線層４ａの端部には、フレキシブル基板３との電気的接続に用いられる信号接続パッド９及びグランド接続パッド１０が備えられる。信号接続パッド９はフレキシブル基板接続信号端子の一例であり、グランド接続パッド１０はフレキシブル基板接続接地端子の一例である。フレキシブル基板３とリジッド基板４は、基板の一方の面の端部に備えられたこれらの接続パッドにより電気的に接続するように、互いに重ね合わされた状態となる。フレキシブル基板３とリジッド基板４の各接続パッドは半田１１により接続される。
【００４３】
リジッド基板４の各接続パッドは、例えばフレキシブル基板３の対応した各接続パッドと比較してある程度大きいサイズに形成される。これにより、フレキシブル基板３及びリジッド基板４が、所定の位置からある程度ずれて重ね合わされた場合にも各信号及びグランドのラインの電気的な接続を確保することが可能となる。
【００４４】
またフレキシブル基板３は、第一配線層３ａに備えられた信号線路６ａ・６ｂと第二配線層３ｃに備えられた各信号接続パッド７を接続する貫通ビアである信号ビア１２を備える。第一配線層３ａに備えられた信号線路６ａ・６ｂと第二配線層３ｃに備えられた信号接続パッド７は、インダクタンスの影響による特性インピーダンスのミスマッチを避けるため、例えば二つの信号ビア１２により接続される。更にフレキシブル基板３は、第一配線層３ａと第二配線層３ｃに備えられたグランド接続パッド８を接続する貫通ビアであるグランドビア１３を備える。グランドビア１３は、それぞれ信号ビア１２に対する所定の位置に設けられる。
【００４５】
ここで、信号ビア１２及びグランドビア１３は貫通ビアとして形成されているため、フレキシブル基板３とリジッド基板４の各接続パッドどうしを圧着により半田１１で接続する際に、各信号ビア１２及びグランドビア１３の上部から加えられる熱を半田１１に対して効率良く伝達することが可能となる。信号ビア１２は信号配線用ビアの一例である。
【００４６】
また、第一の実施の形態のフレックスリジッド基板１においては、例えば、フレキシブル基板３の第一配線層３ａの信号線路６ａ・６ｂの線幅は０．１ｍｍ、信号ビア１２の直径は０．２５ｍｍにそれぞれ形成される。図１及び図３に示すように、フレキシブル基板３の第一配線層３ａに備えられた信号線路６ａ・６ｂは、信号ビア１２の近傍で、各信号線路６ａ・６ｂの所定の線幅と信号ビア１２の直径に応じて信号ビア１２に向かってテーパ状に広くなるように形成された信号線路テーパ部３３を備える。信号線路テーパ部３３は、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路に形成されたテーパ部の一例である。
【００４７】
更に、第一の実施の形態のフレックスリジッド基板１においては、図１及び図４に示すように、フレキシブル基板３の第二配線層３ｃのグランド層５ａは、グランドビア１３の近傍において、第一配線層３ａに形成された信号線路６ａ・６ｂの信号線路テーパ部３３の向きに合わせて形成されたグランド層テーパ部３４を備える。グランド層テーパ部３４は、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路に対応した接地導体部に形成されたテーパ部の一例である。図４のＣに示す領域は、フレキシブル基板３とリジッド基板４の各接続パッドの圧着による接続時の半田１１の流入を防ぐため、グランド層５ａが非形成となる。
【００４８】
また、フレキシブル基板３の両面に備えられるそれぞれのカバーレイ１６は信号ビア１２及びグランドビア１３の周囲の所定の領域にて非形成となっている。ここで図３のＢに示すように、フレキシブル基板３の第一配線層３ａの面に備えられるカバーレイ１６は、第一配線層３ａの信号線路６ａ・６ｂの信号線路テーパ部３３の一部を覆う形状に形成される。また、図４のＤに示すように、フレキシブル基板３の第二配線層３ｃの面に備えられるカバーレイ１６は、第二配線層３ｃのグランド層５ａのグランド層テーパ部３４の一部を覆う形状に形成される。カバーレイ１６は保護フィルムの一例である。
【００４９】
更にリジッド基板４の第一配線層４ａに備えられているレジスト１７は、信号ビア１２及びグランドビア１３の周囲の所定の領域にて非形成となっている。
【００５０】
図１から図６に示す第１の実施の形態のフレックスリジッド基板１においては、二つの信号線路６ａ・６ｂにより差動信号が伝送される構成とした。しかし、一つの信号線路６によりシングルエンドモードの信号が伝送され、この信号線路６の接続を行う信号ビア１２及び信号接続パッド７の両側に所定の間隔でグランドビア１３及びグランド接続パッド８が配置される構成としても良い。
【００５１】
＜第２の実施の形態の基板接続構造及びフレックスリジッド基板の構成例＞
次に第２の実施の形態の基板接続構造及びこの基板接続構造を備えるフレックスリジッド基板２の構成について説明する。後述するように、第２の実施の形態のフレックスリジッド基板２は、リジッド基板４の第二配線層４ｃのグランド層５ｃを、第１の実施の形態のフレックスリジッド基板１のリジッド基板４の第二配線層４ｃのグランド層５ｂで、信号接続パッド９の形状に応じてグランド層を非形成としたグランド層開口部１４を備える形状としたものである。
【００５２】
図７から図１２は、第２の実施の形態のフレックスリジッド基板２の構成を示す説明図である。図７はフレキシブル基板３とリジッド基板４の接続構造の概略を示す平面図であり、説明のため一部の構成を透視した状態で破線で示している。図８は図７のＥ−Ｅ断面を示す概略図である。図９は後述するフレキシブル基板３のカバーレイ１６及び第一配線層３ａを示す平面図であり、図８の上方から見た状態を示している。図１０は後述するフレキシブル基板３のカバーレイ１６及び第二配線層３ｃを示す平面図であり、図８の下方から見た状態を示している。図１１は後述するリジッド基板４のレジスト１７及び第一配線層３ａを示す平面図であり、図８の上方から見た状態を示している。図１２は後述するフレキシブル基板３の第二配線層３ｃを示す平面図であり、図８の上方から見た状態を示している。
【００５３】
図７から図１２に示すように、第２の実施の形態のフレックスリジッド基板２では、第１の実施の形態のフレックスリジッド基板１と同様に、フレキシブル基板３とリジッド基板４が、重ね合わされた状態で電気的に接続される。第２の実施の形態のフレックスリジッド基板２においては、フレキシブル基板３は第一配線層３ａ、第一絶縁層３ｂ及び第二配線層３ｃが上下に積層されて形成され、第一配線層３ａの上部及び第二配線層３ｃの下部にはカバーレイ１６が備えられる。リジッド基板４は第一から第四の各配線層と第一から第三の各絶縁層が交互に上下に積層されて形成され、第一配線層３ａの上部にはレジスト１７が備えられる。
【００５４】
また、フレキシブル基板３の第一配線層３ａには、信号配線層としてマイクロストリップラインである一対の信号線路６ａ・６ｂが配線される。リジッド基板４の第一配線層４ａには、信号配線層としてマイクロストリップラインである一対の信号線路６ｃ・６ｄが配線される。フレキシブル基板３の第二配線層３ｃにはグランド層５ａが形成され、リジッド基板４の第二配線層４ｃはグランド層５ｃが形成される。リジッド基板４の第三配線層４ｅ及び第四配線層４ｇは信号配線層又はグランド層５として用いられる。グランド層５は接地導体層の一例である。
【００５５】
更に、フレキシブル基板３の第二配線層３ｃの端部には、リジッド基板４との電気的接続に用いられる信号接続パッド７及びグランド接続パッド８が備えられる。信号接続パッド７はリジッド基板接続信号端子の一例であり、グランド接続パッド８はリジッド基板接続接地端子の一例である。リジッド基板４の第一配線層４ａの端部には、フレキシブル基板３との電気的接続に用いられる信号接続パッド９及びグランド接続パッド１０が備えられる。信号接続パッド９はフレキシブル基板接続信号端子の一例であり、グランド接続パッド１０はフレキシブル基板接続接地端子の一例である。フレキシブル基板３とリジッド基板４は、基板の一方の面の端部に備えられたこれらの接続パッドにより電気的に接続するように、互いに重ね合わされた状態となる。フレキシブル基板３とリジッド基板４の各接続パッドは半田１１により接続される。
【００５６】
リジッド基板４の各接続パッドは、例えばフレキシブル基板３の対応した各接続パッドと比較してある程度大きいサイズに形成される。これにより、フレキシブル基板３及びリジッド基板４が、所定の位置からある程度ずれて重ね合わされた場合にも各信号及びグランドのラインの電気的な接続を確保することが可能となる。
【００５７】
また図７及び図１２に示すように、第２の実施の形態のフレックスリジッド基板２は、第１の実施の形態のフレックスリジッド基板１と異なり、リジッド基板４の第二配線層４ｃのグランド層５ｃに、リジッド基板４の信号接続パッド７の形状に応じてグランド層を非形成としたグランド層開口部１４を備える。グランド層開口部１４は、例えば一対の信号線路６を接続する一対の信号接続パッド７に対応した矩形に形成される。グランド層開口部１４は開口部の一例である。
【００５８】
またフレキシブル基板３は、第一配線層３ａに備えられた信号線路６ａ・６ｂと第二配線層３ｃに備えられた信号接続パッド７を接続する貫通ビアである信号ビア１２を備える。第一配線層３ａに備えられた信号線路６と第二配線層３ｃに備えられた信号接続パッド７は、インダクタンスの影響による特性インピーダンスのミスマッチを避けるため、例えば二つの信号ビア１２により接続される。更にフレキシブル基板３は、第一配線層３ａと第二配線層３ｃに備えられたグランド接続パッド８を接続する貫通ビアであるグランドビア１３を備える。グランドビア１３は、それぞれ信号ビア１２に対する所定の位置に設けられる。
【００５９】
ここで、信号ビア１２及びグランドビア１３は貫通ビアとして形成されているため、フレキシブル基板３とリジッド基板４の各接続パッドどうしを圧着により半田１１で接続する際に、各信号ビア１２及びグランドビア１３の上部から加えられる熱を半田１１に対して効率良く伝達することが可能となる。信号ビア１２は信号配線用ビアの一例である。
【００６０】
また、第二の実施の形態のフレックスリジッド基板２においては、例えば、フレキシブル基板３の第一配線層３ａの信号線路６ａ・６ｂの線幅は０．１ｍｍ、信号ビア１２の直径は０．２５ｍｍにそれぞれ形成される。図７及び図９に示すように、フレキシブル基板３の第一配線層３ａに備えられた信号線路６ａ・６ｂは、信号ビア１２の近傍で、各信号線路６ａ・６ｂの所定の線幅と信号ビア１２の直径に応じて信号ビア１２に向かってテーパ状に広くなるように形成された信号線路テーパ部３３を備える。信号線路テーパ部３３は、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路に形成されたテーパ部の一例である。
【００６１】
更に、第二の実施の形態のフレックスリジッド基板２においては、第一の実施の形態のフレックスリジッド基板１と同様に、図７及び図１０に示すように、フレキシブル基板３の第二配線層３ｃのグランドビア１３の近傍において、第一配線層３ａに形成された信号線路６ａ・６ｂの信号線路テーパ部３３の向きに合わせて形成されたグランド層テーパ部３４を備える。グランド層テーパ部３４は、フレキシブル基板のマイクロストリップ線路に対応した接地導体部に形成されたテーパ部の一例である。図４のＣに示す領域は、フレキシブル基板３とリジッド基板４の各接続パッドの圧着による接続時の半田１１の流入を防ぐため、グランド層５ａが非形成となる。
【００６２】
また、フレキシブル基板３の両面に備えられるそれぞれのカバーレイ１６は信号ビア１２及びグランドビア１３の周囲の所定の領域にて非形成となっている。ここで図９のＦに示すように、フレキシブル基板３の第一配線層３ａの面に備えられるカバーレイ１６は、第一配線層３ａの信号線路６ａ・６ｂの信号線路テーパ部３３の一部を覆う形状に形成される。また、図１０のＨに示すように、フレキシブル基板３の第二配線層３ｃの面に備えられるカバーレイ１６は、第二配線層３ｃのグランド層５ａのグランド層テーパ部３４の一部を覆う形状に形成される。カバーレイ１６は保護フィルムの一例である。
【００６３】
更にリジッド基板４の第一配線層４ａに備えられているレジスト１７は、信号ビア１２及びグランドビア１３の周囲の所定の領域にて非形成となっている。
【００６４】
図７から図１２に示す第２の実施の形態のフレックスリジッド基板２においては、二つの信号線路６ａ・６ｂにより差動信号が伝送される構成とした。しかし、一つの信号線路６によりシングルエンドモードの信号が伝送され、この信号線路６接続を行う信号ビア１２及び信号接続パッド７の両側に所定の間隔でグランドビア１３及びグランド接続パッド８が配置される構成としても良い。
【００６５】
＜第１・第２の実施の形態の基板接続構造及びフレックスリジッド基板の動作例＞
次に、第１及び第２の実施の形態の基板接続構造及びフレックスリジッド基板の動作例について説明する。第１及び第２の実施の形態のフレックスリジッド基板では、フレキシブル基板３の第一配線層３ａに設けられた一対の信号線路６ａ・６ｂ、及びリジッド基板４の第一配線層４ａに設けられた一対の信号線路６ｃ・６ｄにより差動信号が伝送される。信号が伝送される際には、フレキシブル基板３の第一配線層３ａの一対の信号線路６ａ・６ｂ及びリジッド基板４の第一配線層４ａの一対の信号線路６ｃ・６ｄ、及び、これらの信号線路６を接続する一対の信号ビア１２に信号電流が流れる。
【００６６】
図１３は第１・第２の実施の形態のフレックスリジッド基板のフレキシブル基板３の信号線路６にて、高周波の信号が伝送される際の信号電流及び帰還電流の流れを示す平面図である。図１３は、フレキシブル基板３の第一配線層３ａに設けられた信号線路６ａ・６ｂ及び第二配線層３ｃに設けられたグランド層５ａを示している。フレキシブル基板３及びリジッド基板４の各信号線路６に高周波の信号が伝送される際には、図１３の矢印Ｉに示すように信号線路６ａ・６ｂに電流が流れる。またこの時、図１３の矢印Ｊに示すようにグランド層５ａを帰還電流が流れる。
【００６７】
ここで第１・第２の実施の形態のフレックスリジッド基板においては、フレキシブル基板３の第一配線層３ａに備えられた信号線路６ａ・６ｂは、信号ビア１２の近傍で信号ビア１２に向かってテーパ状に広くなるように形成された信号線路テーパ部３３を備える。また、フレキシブル基板３の第二配線層３ｃのグランドビア１３の近傍において、フレキシブル基板３の信号線路６の信号線路テーパ部３３に合わせた向きに形成された、グランド層テーパ部３４を備える。
【００６８】
このため、信号線路６ａ・６ｂと信号ビア１２の接続部近傍における、信号線路６ａ・６ｂとフレキシブル基板３の第二配線層３ｃのグランド層５の結合を強めることができ、図２５に示す従来のフレックスリジッド基板５０と比較して、伝送線路の特性インピーダンスの急激な変化が抑えられる。更に、図２５の矢印Ｓに示す従来のフレックスリジッド基板５０と比較して、図１３の矢印Ｊに示すように、グランドビア１３の近傍において帰還電流の経路の急激な変化が抑えられる。これにより、フレキシブル基板３とリジッド基板４の接続箇所における高周波の信号の伝送特性を向上させることが可能となる。
【００６９】
また、第２の実施の形態のフレックスリジッド基板２は、図７及び図１２に示すように、リジッド基板４の第二配線層４ｃのグランド層５ｃに、リジッド基板４の信号接続パッド９の形状に応じてグランド層を非形成としたグランド層開口部１４を備える。これにより、リジッド基板４の信号接続パッド９とリジッド基板４の第二配線層４ｃのグランド層５ｃとの間の結合が弱まり、生じるキャパシタンスを小さくなる。よって、リジッド基板４の信号接続パッド９における特性インピーダンスの低下による伝送線路の特性インピーダンスのミスマッチを防ぎ、高周波の信号の伝送特性を更に向上させることが可能となる。これは、リジッド基板４の第一絶縁層４ｂの厚さが薄く、信号接続パッド９とリジッド基板４の第二配線層４ｃのグランド層５ｃとの間の結合が強い場合に、特に有効となる。
【００７０】
また、第１及び第２の実施の形態のフレックスリジッド基板では、フレキシブル基板３の両面にカバーレイ１６が備えられる。図３のＢ及び図９のＦに示すように、フレキシブル基板３の第一配線層３ａの面に備えられるカバーレイ１６は、第一配線層３ａの信号線路６の信号線路テーパ部３３の一部を覆う形状に形成される。また、図４のＤ及び図１０のＨに示すように、フレキシブル基板３の第二配線層３ｃの面に備えられるカバーレイ１６は、第二配線層３ｃのグランド層５ａのグランド層テーパ部３４の一部を覆う形状に形成される。
【００７１】
このため、図２１及び図２２に示す従来のフレックスリジッド基板５０と比較して、カバーレイ１６の端部が重なる箇所の信号線路６ａ・６ｂ及びグランド層５ａの幅が広くなり、フレキシブル基板３の折り曲げに対する強度を向上させることができる。
【００７２】
図１４は、図７から図１２で示す第２の実施の形態のフレックスリジッド基板２と、図１９から図２４で示す従来のフレックスリジッド基板５０の各周波数における、信号線路６上の信号電流の反射損失の測定結果を示す図である。Ｋは第２の実施の形態のフレックスリジッド基板２の測定結果を示し、Ｍは従来のフレックスリジッド基板５０の測定結果を示している。
【００７３】
各測定結果における各部の寸法は次の通りである。第２の実施の形態のフレックスリジッド基板２及び従来のフレックスリジッド基板５０において、フレキシブル基板３の第一配線層３ａの信号線路６ａ・６ｂ・６ｅ・６ｆの線路幅は０．１ｍｍであり、リジッド基板４の第一配線層４ａの信号線路６ｃ・６ｄ・６ｇ・６ｈの線路幅は０．１９ｍｍであり、各信号ビア１２及びグランドビア１３の直径は０．２５ｍｍである。また、図９のＬ１０及び図２１のＬ３１に示すフレキシブル基板３の第一配線層３ａの信号線路６ａと６ｂ及び信号線路６ｃと６ｄの線路間距離は０．６１ｍｍであり、図１１のＬ１１及び図２３のＬ３２に示すリジッド基板４の第一配線層４ａの信号線路６ｃと６ｄ及び６ｇと６ｈの線路間距離は０．３ｍｍである。
【００７４】
また、図９のＬ１及びＬ２、図１１のＬ１９及びＬ２０、図２１のＬ２４及びＬ２５、図２３のＬ４０及びＬ４１に示す各接続パッドの中心間の距離は０．８５ｍｍである。図９のＬ５及びＬ７、図１１のＬ１７、図２１のＬ２９及びＬ３０、図２３のＬ３８に示す一対の信号ビア１２間、及び一対のグランドビア間の距離は０．４５ｍｍである。フレキシブル基板３のグランド接続パッド８の、図９のＬ３及び図２１のＬ２７に示す長さは０．９ｍｍであり、図９のＬ４及び図２１のＬ２６に示す長さは０．４５ｍｍである。フレキシブル基板３の信号接続パッド７の、図９のＬ５及び図２１のＬ２８に示す長さは０．４ｍｍである。
【００７５】
また、リジッド基板４のグランド接続パッド８の、図１１のＬ１２及び図２３のＬ３５に示す長さは１１．５ｍｍであり、図１１のＬ１３及び図２３のＬ３３に示す長さは０．５ｍｍである。リジッド基板４の信号接続パッド７の、図１１のＬ１４及び図２３のＬ３６に示す長さは０．９１ｍｍであり、図１１のＬ１５及び図２３のＬ３４に示す長さは０．４５ｍｍである。また図１１のＬ１８及び図２３のＬ３９に示すリジッド基板４のグランド接続パッド８とリジッド基板４の端部との間の距離は１．８ｍｍであり、図１１のＬ１６及び図２３のＬ３７に示すリジッド基板４のグランド接続パッド８とレジスト開口部１５の端部との間の距離は１．８ｍｍである。また図１２のＬ２３及び図２４のＬ４２に示す、リジッド基板４の第二配線層４ｃのグランド層５とリジッド基板４の端部との間の距離は０．５ｍｍである。
【００７６】
また第２の実施の形態のフレックスリジッド基板２において、図９のＬ８に示す長さは０．２ｍｍであり、Ｌ９に示す長さは０．１ｍｍであり、図１２のＬ２１に示す長さは１．３ｍｍであり、Ｌ２２に示す長さは０．９１ｍｍである。
【００７７】
高速信号の安定した伝送を行うためには、伝送データレートの周波数において伝送路の反射損失が−１５ｄＢ以下であることが必要であるとされる。図１４に示すように、従来のフレックスリジッド基板５０においては、７ＧＨｚ程度までしか安定した信号の伝送を行うことができない。しかし、第２の実施の形態のフレックスリジッド基板２では、２０ＧＨｚ以上の高速信号を安定して伝送することが可能となる。これにより、本実施の形態の基板接続構造及びフレックスリジッド基板により、フレキシブル基板３とリジッド基板４の接続箇所における高周波の信号の伝送特性を向上させることが可能となることが確認できる。
【００７８】
次に本発明に係る光送受信モジュール及び光送受信装置の実施の形態として、本実施の形態の基板接続構造及びフレックスリジッド基板を用いた光送受信モジュール及びネットワークカードについて説明する。
【００７９】
＜本実施の形態の光送受信モジュール及びネットワークカードの構成例＞
図１５から図１８は、本実施の形態の光送受信モジュール１９及びネットワークカード２０の構成を示す説明図である。図１５は本実施の形態の光送受信モジュール１９及びネットワークカード２０の第１の例の概略を示す平面図であり、図１６は本実施の形態の光送受信モジュール１９及びネットワークカード２０の第１の例の概略を示す断面図である。図１７は光送受信モジュール１９及びネットワークカード２０の第２の例の概略を示す平面図であり、図１８は光送受信モジュール１９及びネットワークカード２０の第２の例の概略を示す断面図である。図１６及び図１８においては、後述するベゼル２４は示していない。
【００８０】
本実施の形態のネットワークカード２０は、光送受信モジュール１９を備えており、パーソナルコンピュータ等の拡張スロットに搭載され、後述する光ケーブル接続コネクタ３３に接続された光ケーブルを通じて、外部の情報通信機器等とのデータの送受信を可能とするものである。光送受信モジュール１９及びネットワークカード２０は、例えば次のような構成となる。
【００８１】
図１５から図１８に示すように、ネットワークカード２０は、光ケーブル接続コネクタ３３を有する光送受信モジュール１９、光送受信ボード接続用ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）２１、光送受信回路部Ｂ２２を有するホストボード２３及びホストボード２３の端部に取り付けられるベゼル２４を備えて構成される。光送受信モジュール１９は、光ケーブル接続コネクタ３３がベゼル２４から突出するようにホストボード２３に取り付けられている。また、ホストボード２３はカードエッジ部２５を有しており、ネットワークカード２０はこのカードエッジ部２５にてパーソナルコンピュータ等の拡張スロットへ搭載することが可能となっている。
【００８２】
光送受信モジュール１９は、光送受信モジュール筐体２６、ＴＯＳＡ２７、ＲＯＳＡ２８、ＴＯＳＡ接続用ＦＰＣ３０、ＲＯＳＡ接続用ＦＰＣ２９及び光送受信回路部Ａ３１を有する光送受信ボード３２を備えて構成される。
【００８３】
ＴＯＳＡ２７及びＲＯＳＡ２８は、光送受信モジュール筐体２６の光ケーブル接続コネクタ３３に対応した位置に並んで配置される。ＴＯＳＡ（Transmitter Optical Sub-Assembly）２７は、レーザーダイオード等を備えた送信用の光デバイスであり、光ケーブル接続コネクタ３３に接続される光ケーブルのコネクタに対するインターフェースを有し、電気信号を光信号に変換して出力する。ＴＯＳＡ２７は光送信モジュールの一例である。ＲＯＳＡ（Receiver Optical Sub-Assembly）２８は、フォトダイオード等を備えた受信用の光デバイスであり、光ケーブル接続コネクタ３３に接続される光ケーブルのコネクタに対するインターフェースを有し、光信号を電気信号に変換して出力する。ＲＯＳＡ２８は光受信モジュールの一例である。
【００８４】
ＴＯＳＡ２７及びＲＯＳＡ２８は、それぞれＴＯＳＡ接続用ＦＰＣ３０及びＲＯＳＡ接続用ＦＰＣ２９により、光送受信ボード３２に接続される。光送受信ボード３２は、リジット基板により構成され、ＴＯＳＡ接続用ＦＰＣ３０及びＲＯＳＡ接続用ＦＰＣ２９を介してＴＯＳＡ２７及びＲＯＳＡ２８に接続された光送受信回路部Ａ３１を備える。光送受信回路部Ａ３１には、例えばＴＯＳＡ２７のレーザーダイオードの駆動回路、及びＲＯＳＡ２８のフォトダイオードにより受光した信号のポストアンプ回路等が備えられる。
【００８５】
光送受信ボード３２は光送受信ボード接続用ＦＰＣ２１を介してホストボード２３に接続される。これにより、光送受信回路部Ａ３１の各回路は、光送受信ボード接続用ＦＰＣ２１を介して光送受信回路部Ｂ２２の各回路に接続された状態となる。光送受信回路部Ｂ２２には、例えばＰＨＹ（Physical layer）用チップ、及びＭＡＣ（Media Access Control）用チップ等が備えられる。光送受信ボード３２は光送受信回路基板の一例であり、ホストボード２３は親基板の一例である。
【００８６】
ＴＯＳＡ接続用ＦＰＣ３０、ＲＯＳＡ接続用ＦＰＣ２９、光送受信ボード接続用ＦＰＣ２１及び光送受信ボード３２は、図１５から図１８のＮで示す各基板の接続箇所において、半田付けされている。よって、ＴＯＳＡ接続用ＦＰＣ３０、ＲＯＳＡ接続用ＦＰＣ２９、光送受信ボード接続用ＦＰＣ２１及び光送受信ボード３２が一体で形成されるフレックスリジッド基板により構成される場合と比較して、各基板を別々に製造することが可能となる。よって各基板を低コストで製造することが可能となる。また、各基板が別々に製造されることにより、例えば光送受信ボード接続用ＦＰＣ２１にのみ設計変更が生じた場合でも、光送受信ボード接続用ＦＰＣ２１の製造工程のみを変更すれば良く、設計変更による影響を小さい範囲に押さえることが可能となる。図１５から図１８のＮで示す各基板の接続箇所において、図１から図６で示した第１の実施の形態の基板接続構造、又は図７から図１２で示した第２の実施の形態の基板接続構造が適用される。
【００８７】
また、図１５及び図１６に示す第１の例の光送受信モジュール１９及びネットワークカード２０は、Ｏに示すように光送受信ボード接続用ＦＰＣ２１がホストボード２３に半田付けされている。これにより、光送受信ボード接続用ＦＰＣ２１とホストボード２３をコネクタにより接続する場合と比較して、部品点数を減らすことができコストを削減することができる。Ｏで示す各基板の接続箇所において、図１から図６で示した第１の実施の形態の基板接続構造、又は図７から図１２で示した第２の実施の形態の基板接続構造が適用される。
【００８８】
更に、図１７及び図１８に示す第２の例の光送受信モジュール１９及びネットワークカード２０は、光送受信ボード接続用ＦＰＣ２１が、ホストボード２３に備えられたＦＰＣコネクタ３４により接続されている。これにより、図１５及び図１６に示す第一の例の光送受信モジュール１９及びネットワークカード２０と比較して、光送受信ボード接続用ＦＰＣ２１のホストボード２３への取り付け作業を容易に行うことが可能となる。
【００８９】
また、図１５から図１８で説明した本実施の形態の光送受信モジュール１９及びネットワークカード２０においては、ＴＯＳＡ２７、ＲＯＳＡ２８、光送受信ボード３２及びホストボード２３がフレキシブル基板により接続される。これにより、各フレキシブル基板の長さの範囲内で各部材の配置を変更することができ、例えば、各部材がフレキシブル基板により接続された後に、光送受信ボード３２が取り付けられた光送受信モジュール筐体の端面を、ベゼル２４の位置に合わせるために位置の調整を行うことが可能となる。
【００９０】
更に、図１５から図１８で説明した本実施の形態の光送受信モジュール１９及びネットワークカード２０においては、光送受信を行うための各モジュール及び回路の一部が、光送受信モジュールとして構成されている。これにより、他のネットワークカード等の光送受信装置と光送受信モジュールの仕様を共通化し、他のネットワークカード等の光送受信装置と同一仕様の光送受信モジュールを使用することが可能となる。これにより、設計・製造のコストを下げることが可能となる。
【００９１】
＜本実施の形態の光送受信モジュール及びネットワークカードの動作例＞
次に、図１５から図１８で説明した光送受信モジュール１９及びネットワークカード２０の動作例を説明する。光送受信モジュール１９及びネットワークカード２０は、パーソナルコンピュータ等の拡張スロットに搭載され、光ケーブル接続コネクタ３３に接続された光ケーブルを通じて、次に示すように外部の情報通信機器等とのデータの送受信が行われる。
【００９２】
外部の情報通信機器等へのデータの送信は、次のように行われる。パーソナルコンピュータ等の拡張スロットに接続されたカードエッジ部２５を介して、データ送信に必要な情報が電気信号で光送受信回路部Ｂ２２に入力される。光送受信回路部Ｂ２２に電気信号で入力されたデータ送信に必要な情報は、ＭＡＣ用チップ及びＰＨＹ用チップ等により処理が行われ、光送受信ボード接続用ＦＰＣ２１を介して光送受信ボード３２上の光送受信回路部Ａ３１に電気信号で入力される。その後、光送受信回路部Ａ３１に入力された情報に基づき、ＴＯＳＡ接続用ＦＰＣ３０を介して、電気信号でＴＯＳＡ２７のレーザーダイオードが駆動され、光ケーブルを通じて外部の情報通信機器に対して光信号でデータの送信が行われる。
【００９３】
外部の情報通信機器等からのデータの受信は、次のように行われる。外部の情報通信機器からのデータが、ＲＯＳＡ２８のフォトダイオードに光ケーブルを通じて光信号で入力される。ＲＯＳＡ２８のフォトダイオードに入力された光信号は電気信号に変換され、ＲＯＳＡ接続用ＦＰＣ２９を介して、光送受信ボード３２上の光送受信回路部Ａ３１に電気信号で入力される。光送受信回路部Ａ３１に入力された電気信号はポストアンプ回路等により処理された後、光送受信ボード接続用ＦＰＣ２１を介してホストボード２３上の光送受信回路部Ｂ２２に入力される。光送受信回路部Ｂ２２に入力された電気信号はＰＨＹ用チップ及びＭＡＣ用チップ等により処理が行われ、受信したデータとしてカードエッジ部２５を介してパーソナルコンピュータ等側に電気信号で出力される。
【００９４】
また、上述したように、光ケーブルを通じて外部の情報通信機器とデータの送受信が行われる際には、ＴＯＳＡ接続用ＦＰＣ３０、ＲＯＳＡ接続用ＦＰＣ２９、光送受信ボード接続用ＦＰＣ２１、光送受信ボード３２及びホストボード２３の各信号線路、及び各基板の接合箇所では高周波の電気信号が伝送される。例えば、１０Ｇビット／秒といった高速のシリアルデータ伝送が行われるような場合は、１０ＧＨｚを越える高周波の信号に対しても対応する必要がある。
【００９５】
本実施の形態の光送受信モジュール１９及びネットワークカード２０においては、ＴＯＳＡ接続用ＦＰＣ３０、ＲＯＳＡ接続用ＦＰＣ２９、光送受信ボード接続用ＦＰＣ２１、光送受信ボード３２及びホストボード２３の各接合箇所には、図１から図６で示した第１の実施の形態の基板接続構造、又は図７から図１３で示した第２の実施の形態の基板接続構造が適用される。これにより、高速のデータの送受信を行うことで各基板の信号線路及び接合箇所に高周波の信号が伝送される場合であっても、高品位な信号の伝送が可能となり、安定したデータの送受信が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、フレキシブル基板とリジッド基板を電気的に接続する基板接続構造と、この基板接続構造を備えたフレックスリジッド基板と、このフレックスリジッド基板を備えた光送受信モジュール及び光送受信装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】第１の実施の形態の基板接続構造・フレックスリジッド基板の平面図である。
【図２】第１の実施の形態の基板接続構造・フレックスリジッド基板の断面図である。
【図３】第１の実施の形態の基板接続構造・フレックスリジッド基板の平面図である。
【図４】第１の実施の形態の基板接続構造・フレックスリジッド基板の平面図である。
【図５】第１の実施の形態の基板接続構造・フレックスリジッド基板の平面図である。
【図６】第１の実施の形態の基板接続構造・フレックスリジッド基板の平面図である。
【図７】第１の実施の形態の基板接続構造・フレックスリジッド基板の平面図である。
【図８】第２の実施の形態の基板接続構造・フレックスリジッド基板の断面図である。
【図９】第２の実施の形態の基板接続構造・フレックスリジッド基板の平面図である。
【図１０】第２の実施の形態の基板接続構造・フレックスリジッド基板の平面図である。
【図１１】第２の実施の形態の基板接続構造・フレックスリジッド基板の平面図である。
【図１２】第２の実施の形態の基板接続構造・フレックスリジッド基板の平面図である。
【図１３】第１・第２の実施の形態の基板接続構造・フレックスリジッド基板の平面図である。
【図１４】反射損失の測定結果である。
【図１５】第１の例の光送受信モジュール及びネットワークカードの平面図である。
【図１６】第１の例の光送受信モジュール及びネットワークカードの断面図である。
【図１７】第２の例の光送受信モジュール及びネットワークカードの平面図である。
【図１８】第２の例の光送受信モジュール及びネットワークカードの断面図である。
【図１９】従来の基板接続構造・フレックスリジッド基板の平面図である。
【図２０】従来の基板接続構造・フレックスリジッド基板の断面図である。
【図２１】従来の基板接続構造・フレックスリジッド基板の平面図である。
【図２２】従来の基板接続構造・フレックスリジッド基板の平面図である。
【図２３】従来の基板接続構造・フレックスリジッド基板の平面図である。
【図２４】従来の基板接続構造・フレックスリジッド基板の平面図である。
【図２５】従来の基板接続構造・フレックスリジッド基板の平面図である。
【符号の説明】
【００９８】
１・・・フレックスリジッド基板、２・・・フレックスリジッド基板、３・・・フレキシブル基板、４・・・リジッド基板、５ａ・・・グランド層、５ｂ・・・グランド層、５ｃ・・・グランド層、６ａ・・・信号線路、６ｂ・・・信号線路、６ｃ・・・信号線路、６ｄ・・・信号線路、７・・・信号接続パッド、８・・・グランド接続パッド、９・・・信号接続パッド、１０・・・グランド接続パッド、１２・・・信号ビア、１３・・・グランドビア、１４・・・グランド層開口部、１６・・・カバーレイ、１９・・・光送受信モジュール、２１・・・光送受信ボード接続用ＦＰＣ、２３・・・ホストボード、２７・・・ＴＯＳＡ、２８・・・ＲＯＳＡ、２９・・・ＲＯＳＡ接続用ＦＰＣ、３０・・・ＴＯＳＡ接続用ＦＰＣ、３２・・・光送受信ボード、３３・・・信号線路テーパ部、３４・・・グランド層テーパ部
【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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【図２５】
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