(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換された高速信号を処理する高速信号処理部と、
低速信号を処理する低速信号処理部とよりなり、
前記高速信号処理部は電気的にシールドされているパッケージに配置された構成であり、
前記高速信号処理部と前記低速信号処理部とが垂直方向側に重なるように配置され電気的に接続されて一体のモジュール構造を有し、
前記高速信号処理部は、前記パッケージ内に光電変換された高速信号を入力する高速信号入力部と、前記高速信号入力部に入力された信号を処理する高速信号回路部と、前記高速信号回路部で処理された信号を前記パッケージから出力する高速信号出力部で構成され、
前記高速信号入力部に機械的に固定される光電変換部品のリード配置を前記高速信号入力部の信号端子の配置に再配列する中継基板を前記光電変換部品から離して設けたことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記中継基板は、前記光電変換部品側に絶縁性の柔らかい接着剤で接着固定されていることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項３】
前記光電変換部品の信号線用リードは前記高速信号入力部の信号端子平面と同一平面上に位置するように配置され、前記中継基板を介せずに前記高速信号入力部の信号端子と接続されることを特徴とする請求項１又は２記載の光モジュール。
【請求項４】
前記光電変換部品の信号線用リード以外のリードは前記中継基板により前記高速信号入力部の信号端子平面と同一平面上に位置するように配置されることを特徴とした請求項３記載の光モジュール。
【請求項５】
前記高速信号入力部は、前記信号端子が露出する開口部を有し、前記開口部は導電性のキャップにより塞がれていることを特徴とした請求項４記載の光モジュール。
【請求項６】
前記キャップは、その下側に電波吸収体を設ける構成としたことを特徴とした請求項５記載の光モジュール。
【請求項７】
前記キャップは、その両側面に凸部を設け、その凸部の先端に外側方向の爪部を設けるとともに、前記爪部に対応する前記高速信号入力部の位置に該爪部と嵌合する凹部を設けることを特徴とした請求項５又は６記載の光モジュール。
【請求項８】
前記高速信号回路部は、前記パッケージの凹部に構成され、その凹部をキャップにより封止されて電気的にシールドされることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項９】
前記高速信号処理部に設けられた低速信号処理部接続用の接続端子は先端部分が太くなっており、その先端部分の最大外径がＯ＝Ｏｔｙｐ±Ａであり、この接続端子を挿入する低速信号処理部側のスルーホールの内径がＨ＝Ｈｔｙｐ±Ｂであり、Ａ＜Ｂを満たすときＯｔｙｐ＝Ｈｔｙｐ−Ｂとなるように前記接続端子の先端部分の最大外径とスルーホールの内径とを構成することを特徴とした請求項８記載の光モジュール。
【請求項１０】
前記封止された高速信号回路部の集積回路を調整する調整用配線切断部分が前記封止されていない部分に設けられていることを特徴とする請求項８記載の光モジュール。
【請求項１１】
前記高速信号出力部は、高速信号用パターンとその高速信号用パターンの周りに複数設けられたグランド用パターンとを有する多層積層の多層基板であり、
高速信号出力部は積層面が前記高速信号回路部の積層面に対して垂直方向となるように接続され、前記高速信号回路部で処理された信号の出力先であるメインボードと前記高速信号回路部とを接続することを特徴とした請求項１記載の光モジュール。
【請求項１２】
前記高速信号出力部は、前記高速信号回路部との接続用であるバンプと、メインボードとの接続用である接続端子とを有することを特徴とした請求項１１記載の光モジュール。
【請求項１３】
前記高速信号回路部との接続用であるバンプは、前記高速信号出力用のバンプと、その高速信号出力用のバンプの周りに複数設けられるグランド用のバンプとで構成されていることを特徴とした請求項１２記載の光モジュール。
【請求項１４】
前記高速信号出力部は、高周波用同軸ソケットを有し、前記高周波用同軸ソケットを介してメインボードに実装されることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項１５】
前記高周波用同軸ソケットは、前記高速信号出力部に設けられた先端部が太くなっている高速信号出力用の接続端子の先端部分をバネ性で挟み込んで固定する受け口と、その接続端子の外周に設けられたグランド部分にバネ性により接触するバンプとを有し、
前記受け口の下部に高速信号接続用電極を設け、その高速信号接続用電極の外周及び側面にグランド接続用電極を設けてメインボードに接続することを特徴とする請求項１４記載の光モジュール。
【請求項１６】
前記高速信号出力部は表面実装用同軸ソケットを有し、前記表面実装用同軸ソケットは前記高速信号出力部に設けられた高速信号出力用の接続端子をメインボードに接続するスルーホールと、
そのスルーホールの周りに複数設けられ、メインボードのグランド部分に接続するグランド部分とにより構成されることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項１７】
前記高速信号出力部は表面実装用同軸ソケットを有し、前記表面実装用同軸ソケットは前記高速信号出力部に設けられた高速信号出力用の接続端子をメインボードに接続するスルーホールと、
そのスルーホールの周りに複数設けられ、メインボードのグランド部分に接続するグランド部分とで構成され、
前記高速信号出力用の接続端子の先端部分を前記表面実装同軸端子の裏面と同一面とし、前記メインボードの高速信号出力用の接続端子に対応するランドに接続することを特徴とする請求項１６記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光モジュールに係り、特に、高速光通信における光電変換を行うための光モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、伝送容量の増大に伴い光通信システムに要求される伝送速度はますます増加している。さらに、光通信システム関連装置のサイズ及びコストの大幅削減が要求されている。特に、高速光通信における光電変換を行うために用いられる光モジュールは、通信の高速化に伴って小型化，高性能化及び低コスト化が要求されている。
【０００３】
中低速領域の伝送速度システム，デバイスについては、回路の集積化とベアチップ，個別部品の混載実装の工夫により小型化，低コスト化が盛んに研究開発されている。また、中速領域（２．４Ｇｂｐｓ）システムについても小型化，低コスト化の段階を迎えようとしている。このため、光モジュールについても小型化，高性能化及び低コスト化の実装技術が応用されてきている。
【０００４】
図１は、従来の光モジュールの一例を示す図である。図１において、筐体１００は四角形皿状の金属製の筐体である。蓋１１０は、四角形皿状の金属製の蓋であって筐体１００の内部に組み込み可能な大きさを有している。光部品１２０は、光信号を入力する光ファイバケーブル１３０が接続されている。光部品１２０は光部品取り付け金具等により固定されており、光部品１２０から出力される信号がプリント配線板１４０に供給されている。
【０００５】
プリント配線板１４０は、基板上にセラミックパッケージで構成される高速回路部１５０が配置されている。プリント配線板１４０は一部の高速信号と低速信号を処理する。また、高速回路部１５０は高速信号を処理している。ここで、光部品１３０で光電変換された信号はとても微弱なためプリント配線板１４０及び高速回路部１５０を電気的にシールドする必要がある。そこで、筐体１００の内側に蓋１１０を組み込んでシーム溶接（ｓｅａｍ  ｗｅｌｄｉｎｇ）により気密封止することで電気的にシールドしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シーム溶接法は金属間の接続に用いられる電気抵抗溶接法の一種でありパッケージ内のチップがほとんど加熱されないという利点があるが、コストが高いという問題があった。ところが、高速回路部１５０で利用するＳＡＷ（ｓｕｒｆａｃｅ  ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｗａｖｅ）フィルタは完全気密構造内の使用でないと特性（位相）変動が大きく要求仕様を満たさないため封止方法としてシーム溶接法が優れている。また、ＳＡＷデバイスの代替えとしてＰＬＬ（ｐｈａｓｅ  ｌｏｃｋｅｄ  ｌｏｏｐ）内臓のＩＣもあるがノイズ耐力，信頼度の面でＳＡＷデバイスより劣っている。したがって、封止方法のコストが高いという問題があった。
【０００７】
また、封止されるパッケージ内に全ての回路を搭載すると、パッケージサイズが大きくなり、低コスト化及び小型化が実現できないという問題があった。
また、数（Ｇｂｐｓ）で動作する光モジュールに使用される増幅器は、光通信システムが基本的にベースバンド伝送であるため、数十（ｋＨｚ）から数（ＧＨｚ）までの広帯域な増幅特性が要求される。したがって、光モジュールは光部品と高速電気増幅器との接合部で広帯域な増幅特性を劣化させないよう、低速領域の伝送では問題とならないインピーダンス不整合，発熱を最小限に抑えなけらばならないという問題があった。
【０００８】
また、封止されるパッケージ内のＩＣとＳＡＷフィルタとの位相バランスが封止工程でずれてしまうと、位相の微調整を行うことができないという問題があった。さらに、光部品とメインボードとの間にある高周波伝送経路は、多くの積層を介している場合インピーダンス不整合が生じるという問題があった。
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、小型化，高性能化及び低コスト化が実現できる光モジュールを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記課題を解決するため、請求項１記載の本発明は、光電変換された高速信号を処理する高速信号処理部と、低速信号を処理する低速信号処理部とよりなり、前記高速信号処理部は電気的にシールドされているパッケージに配置された構成であり、前記高速信号処理部と前記低速信号処理部とが垂直方向側に重なるように配置され電気的に接続されて一体のモジュール構造を有し、前記高速信号処理部は、前記パッケージ内に光電変換された高速信号を入力する高速信号入力部と、前記高速信号入力部に入力された信号を処理する高速信号回路部と、前記高速信号回路部で処理された信号を前記パッケージから出力する高速信号出力部で構成され、前記高速信号入力部に機械的に固定される光電変換部品のリード配置を前記高速信号入力部の信号端子の配置に再配列する中継基板を前記光電変換部品から離して設けたことを特徴とする。
【００１０】
このように、高速信号を処理する高速信号処理部と、低速信号を処理する低速信号処理部とを分離し、パッケージ内に封止する部品を減らすことにより低コスト化を実現することができる。また、低速信号処理部を汎用プリント配線板に実装することにより基板の表面実装及び両面実装が可能となり、小型化及び低コスト化が実現できる。
【００１２】
このように、光電変換部品のリード配置を高速信号入力部の信号端子の配置に再配列するための中継基板を光電変換部品から離して設けたことにより、中継基板にネジ止め応力に弱い材質の基板を用いることができる。
また、請求項２記載の本発明は、前記中継基板は、前記光電変換部品側に絶縁性の柔らかい接着剤で接着固定されていることを特徴とする。
【００１３】
このように、中継基板を光電変換部品側に絶縁性の柔らかい接着剤で接着固定することにより、ネジ止めすることなく安全な保持が得られる。
また、請求項３記載の本発明は、前記光電変換部品の信号線用リードは前記高速信号入力部の信号端子平面と同一平面上に位置するように配置され、前記中継基板を介せずに前記高速信号入力部の信号端子と接続されることを特徴とする。
【００１４】
このように、光電変換部品から出力される微弱な高速信号を中継基板を介せず高速信号入力部に接続することにより、微弱な高速信号の質的低下を防止することができる。
また、請求項４記載の本発明は、前記光電変換部品の信号線用リード以外のリードは前記中継基板により前記高速信号入力部の信号端子平面と同一平面上に位置するように配置されることを特徴とする。
【００１５】
このように、前記光電変換部品の信号線用リード以外のリードを前記高速信号入力部の信号端子平面と同一平面上に位置するように再配置することにより、微弱な高速信号の質的低下を防止することができる。
また、請求項５記載の本発明は、前記高速信号入力部は、前記信号端子が露出する開口部を有し、前記開口部は導電性のキャップにより塞がれていることを特徴とする。
【００１６】
このように、前記開口部を導電性のキャップにより塞ぐことにより電気的にシールドすることが可能となる。
また、請求項６記載の本発明は、前記キャップは、その下側に電波吸収体を設ける構成としたことを特徴とする。
このように、前記導電性のキャップの下側に電波吸収体を設けることにより電気的にシールドすることが可能となる。
【００１７】
また、請求項７記載の本発明は、前記キャップは、その両側面に凸部を設け、その凸部の先端に外側方向の爪部を設けるとともに、前記爪部に対応する前記高速信号入力部の位置に該爪部と嵌合する凹部を設けることを特徴とする。
このように、前記キャップに設けられた爪部と、その爪部に対応する前記高速信号入力部の位置に設けられた凹部とによりキャップを固定することにより、キャップの取り外しができ、光電変換部品の交換を可能とする。
【００１８】
また、請求項８記載の本発明は、前記高速信号回路部は、前記パッケージの凹部に構成され、その凹部をキャップにより封止されて電気的にシールドされることを特徴とする。
このように、前記高速信号回路部を前記パッケージの凹部に構成することにより封止が容易になり、優れたシールド効果を実現できる。
【００１９】
また、請求項９記載の本発明は、前記高速信号処理部に設けられた低速信号処理部接続用の接続端子は先端部分が太くなっており、その先端部分の最大外径がＯ＝Ｏｔｙｐ±Ａであり、この接続端子を挿入する低速信号処理部側のスルーホールの内径がＨ＝Ｈｔｙｐ±Ｂであり、Ａ＜Ｂを満たすときＯｔｙｐ＝Ｈｔｙｐ−Ｂとなるように前記接続端子の先端部分の最大外径とスルーホールの内径とを構成することを特徴とする。
【００２０】
このように、前記高速信号処理部に設けられた低速信号処理部接続用の接続端子の先端部の太さが低速信号処理部側のスルーホールの内径よりわずかに大きいことにより、再溶融が起こったとしても低速信号処理部が下方へ下がることを防止できる。
また、請求項１０記載の本発明は、前記封止された高速信号回路部の集積回路を調整する調整用配線切断部分が前記封止されていない部分に設けられていることを特徴とする。
【００２１】
このように、前記封止された高速信号回路部の集積回路を調整する調整用配線切断部分が前記封止されていない部分に設けられていることにより、封止工程後も高速信号回路部の集積回路を調整することができる。
また、請求項１１記載の本発明は、前記高速信号出力部は、高速信号用パターンとその高速信号用パターンの周りに複数設けられたグランド用パターンとを有する多層積層の多層基板であり、前記高速信号出力部の積層面は前記高速信号回路部とメインボードとに対応した長さを持ち、前記高速信号回路部の積層面に対して垂直方向となるように接続されることを特徴とする。
【００２２】
このように、高速信号用パターンの周りに複数のグランド用パターンを設けることにより、信号ロスを少なくすることができる。さらに、高速信号出力部の積層面は、高速信号回路部の積層面に対して垂直方向となるように接続することにより、疑似的に平面接続されるため、インピーダンス整合が容易になる。
また、請求項１２記載の本発明は、前記高速信号出力部は、前記高速信号回路部との接続用であるバンプと、メインボードとの接続用である接続端子とを有することを特徴とする。
【００２３】
このように、前記高速信号回路部との接続用にバンプを有することにより、高速信号回路部の高速信号用パターンから高速信号出力部の高速信号用パターンへの垂直方向への接続が容易になる。
また、請求項１３記載の本発明は、前記高速信号回路部との接続用であるバンプは、前記高速信号出力用のバンプと、その高速信号出力用のバンプの周りに複数設けられるグランド用のバンプとで構成されていることを特徴とする。
【００２４】
このように、高速信号出力用のバンプの周りに複数のグランド用のパンプを設けることにより、信号ロスを少なくすることができる。
また、請求項１４記載の本発明は、前記高速信号出力部は、高周波用同軸ソケットを有し、前記高周波用同軸ソケットを介してメインボードに実装されることを特徴とする。
【００２５】
このように、前記高速信号出力部が、高速信号出力用の接続端子と、その接続端子の外周に設けられているグランド部分とを有する高周波用同軸ソケットを介してメインボードに実装されることにより、信号ロスを少なくすることができる。
また、請求項１５記載の本発明は、前記高周波用同軸ソケットは、前記高速信号出力部に設けられた先端部が太くなっている高速信号出力用の接続端子の先端部分をバネ性で挟み込んで固定する受け口と、その接続端子の外周に設けられたグランド部分にバネ性により接触するバンプとを有し、前記受け口の下部に高速信号接続用電極を設け、その高速信号接続用電極の外周及び側面にグランド接続用電極を設けてメインボードに接続することを特徴とする。
【００２６】
このように、前記高周波用同軸ソケットは受け口とバンプとにより高速信号出力部に接続され、前記受け口の下部に設けられた高速信号接続用電極とその高速信号接続用電極の外周及び側面に設けられたグランド接続用電極とによりメインボードに接続されることにより、信号ロスを少なくすることができる。
また、請求項１６記載の本発明は、前記高速信号出力部は表面実装用同軸ソケットを有し、前記表面実装用同軸ソケットは前記高速信号出力部に設けられた高速信号出力用の接続端子をメインボードに接続するスルーホールと、そのスルーホールの周りに複数設けられ、メインボードのグランド部分に接続するグランド部分とにより構成されることを特徴とする。
【００２７】
このように、前記高速信号出力部が、前記高速信号出力部に設けられた高速信号出力用の接続端子をメインボードに接続するスルーホールと、そのスルーホールの周りに複数設けられ、メインボードのグランド部分に接続するグランド部分とを有する表面実装用同軸ソケットを介してメインボードに実装されることにより、信号ロスを少なくすることができる。
【００２８】
また、請求項１７記載の本発明は、前記高速信号出力部は表面実装用同軸ソケットを有し、前記表面実装用同軸ソケットは前記高速信号出力部に設けられた高速信号出力用の接続端子をメインボードに接続するスルーホールと、そのスルーホールの周りに複数設けられ、メインボードのグランド部分に接続するグランド部分とで構成され、前記高速信号出力用の接続端子の先端部分を前記表面実装同軸端子の裏面と同一面とし、前記メインボードの高速信号出力用の接続端子に対応するランドに接続することを特徴とする。
【００２９】
このように、前記高速信号出力用の接続端子の先端部分を前記表面実装同軸端子の裏面と同一面とし、前記メインボードの高速信号出力用の接続端子に対応するランドに接続することにより、表面実装用同軸ソケットを表面実装構造とすることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に、光モジュールに関する本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
〔全体の基本的構成図〕（図２，図３参照）
図２は、本発明の光モジュールの一実施形態の側面図を示す。図２において、光モジュール１は、大きく分類すると高速信号を処理する高速信号処理部１０と低速信号を処理する低速信号処理部１１とで構成されている。低速信号処理部１１は高速信号処理部１０の下側に配置され、高速信号処理部１０に設けられた低速信号処理部接続用の接続端子１９により機械的及び電気的に接続される。
【００３１】
高速信号処理部１０と低速信号処理部１１とが上下に重ねられた立体的構造を構成することにより、光モジュールが小型化され、光モジュールの実装面積を狭くすることが可能となる。
高速信号処理部１０は、セラミックパッケージ内に光電変換された高速信号を入力する高速信号入力部２１と、高速信号入力部２１に入力された高速信号を処理する高速信号回路部２２と、高速信号回路部２２で処理された信号をセラミックパッケージ内から出力する高速信号出力部２３とで構成される。
【００３２】
光電変換部品１２は、光ファイバ１３により供給される光信号を光電変換し、中継基板１４を介して高速信号入力部２１の信号端子に接続されている。キャップ１５は、導電性のプラスチック又はゴムで構成されており、高速信号入力部２１の開口部を塞ぐように被せることで高速信号入力部２１内を電気的にシールドしている。
【００３３】
高速信号入力部２１の信号端子に入力された高速信号は、高速信号回路部２２に供給される。高速信号回路部２２は中央部に凹部１８があり、その凹部１８の開口部を蓋１７で塞いで封止１６を行うことにより電気的にシールドした気密封止空間を構成する。その気密封止空間内の凹部１８はＳＡＷフィルタ，ＩＣ，コンデンサ及び抵抗等の部品で構成される回路により高速信号が処理される。
【００３４】
また、高速信号回路部２２で扱う信号の中で比較的低速であり、気密封止空間内で処理しなくても良い信号については、高速信号処理部１０に設けられた低速信号処理部接続用の接続端子１９を介して低速信号処理部１１に供給される。例えば、電源制御回路，安定化制御回路及び位相微調整回路等である。低速信号処理部１１は安価な汎用プリント配線板上に構成され、両面実装及び表面実装などを行うことができる。なお、接続端子１９はフランジ９を有しており、低速信号処理部１１が高速信号処理部１０の底面に接近しすぎないように調整する。したがって、低速信号処理部１１の上側（高速信号処理部１０側）に実装された部品が高速信号処理部１０に接触することを防止できる。
【００３５】
そして、低速信号処理部１１は処理結果を接続端子１９を介して高速信号回路部２２に供給する。この後、高速信号回路部２２は処理を終了した信号をセラミックパッケージから出力する高速信号出力部２３に供給する。
高速信号出力部２３は、高速信号回路部２２から出力された信号をメインボード８等に供給するための接続端子２０を有している。高速信号出力部２３は多層積層基板であり、その積層方向が高速信号回路部２２の積層方向に対して垂直方向となるように高速信号回路部２２と接続され、疑似的な平面接続を構成する。
【００３６】
このように、高速信号処理部１０と低速信号処理部１１とを分離して構成したことにより、気密封止空間を縮小し、低速信号処理部１１を安価なプリント配線板上に構成でき、低コスト化が実現できる。
図３は、本発明の光モジュールの一実施形態の概略図を示す。図３において、光モジュール１は高速信号処理部１０と低速信号処理部１１と光電変換部品１２とで構成されている。本発明の光モジュール１は、高速信号処理部１０と低速信号処理部１１とを別々に構成し、低速信号処理部１１を高速信号処理部１０の下側に重ねるように配置するで、光モジュールサイズが従来の半分になる。
【００３７】
例えば、図３中、点線で表されているのは、従来の光モジュールサイズであり、概略寸法は幅４０（ｍｍ），奥行４０（ｍｍ），高さ８．５（ｍｍ）である。
一方、本願発明の光モジュールは、概略寸法は幅４０（ｍｍ），奥行２０（ｍｍ），高さ８．５（ｍｍ）であり、サイズが半分となっている。したがって、光モジュール１をメインボード８に実装するのに必要な実装面積は狭くなる。
【００３８】
以下、本願発明の光モジュール１について信号の流れに沿って各部分毎に詳細に説明する。
〔高速信号入力部〕（図４〜図６参照）
図４は、光電変換部品の一実施形態の接続構造を示す。図４（Ａ）は光電変換部品と高速信号入力部との接続構造の側面図であり、図４（Ｂ）は光電変換部品と高速信号入力部との接続構造の斜視図であり、図４（Ｃ）は中継基板側からみた光電変換部品の側面図であり、図４（Ｄ）は光電変換部品の側面図であり、図４（Ｅ）は中継基板の拡大図である。
【００３９】
図４において、光電変換部品１２は５本のストレートリード２４を有している。その５本のストレートリード２４の内訳は、１本の信号線用リードと、３本の電源線用リードと、１本のグランド線用リードとである。普通、光電変換部品１２のリード配置は平面上に並ぶように構成されておらず、ストレートリード２４を曲げずに平面実装するためには中継基板１４が必要である。
【００４０】
例えば図４（Ｅ）のスルーホール２５の位置に信号線用リードが位置し、スルーホール２６，２８，２９の位置に電源線用リードが位置し、スルーホール２７の位置にグランド線用リードが位置する場合について考える。
１本の信号線用リードは中継基板１４のスルーホール２５を通って直に高速信号入力部２１の信号端子に接続される。３本の電源線用リードは中継基板１４のスルーホール２６，２８，２９に夫々接続される。スルーホール２６，２８，２９は、中継基板１４上のパターンによりスルーホール３１，３２，３３に夫々接続されており、スルーホール３１，３２，３３と高速信号入力部２１の信号端子とをリードにより接続する。
【００４１】
また、１本のグランド用リードは中継基板１４のスルーホール２７に接続される。スルーホール２７は、中継基板１４上のパターンによりスルーホール３０に接続されており、スルーホール３０と高速信号入力部２１の信号端子とをリードにより接続する。
以上のように、中継基板１４を利用することで、光電変換部品１２のストレートリード２４と高速信号入力部２１の信号端子とを疑似的に平面実装することができる。また、信号専用リードのみ直接高速信号入力部２１の信号端子に直に接続されることで、微弱信号の伝送ロスを減少させる。
【００４２】
図５は、光電変換部品の一実施形態の固定構造を示す。図５（Ａ）は高速信号入力部２１の斜視図であり、図５（Ｂ）は中継基板側からみた光電変換部品の側面図であり、図５（Ｃ）は光電変換部品の側面図である。
図５において、光電変換部品１２は高速信号入力部２１とネジで機械的に固定するためにネジ止め用フランジ３６を有する。ネジ止め用フランジ３６は、ネジ止め用貫通穴が左右方向に形成され、そのネジ止め用貫通穴を利用して光電変換部品１２が高速信号入力部２１のＵ字型ダイスブロック３６に設けられたネジ穴３５に固定される。光電変換部品１２と高速信号入力部２１とを固定した状態は図４（Ａ），（Ｂ）のようになる。
【００４３】
光電変換部品１２がネジにより高速信号入力部２１と固定された状態では、ネジ止め用フランジ３６が薄いため湾曲する場合がある。そこで、図５（Ｃ）に示すように中継基板１４はネジ止め用フランジ３６から離して設けられている。なお、隙間３４は中継基板１４とネジ止め用フランジ３６との隙間である。したがって、中継基板１４はネジ止め用フランジ３６の湾曲の影響やネジ止めによる応力の影響を受けることがない。
【００４４】
また、中継基板１４と光電変換部品１２との間に絶縁性の柔らかい接着剤等（例えば、シリコーン系又は弾性係数の比較的小さいエポキシ系の接着剤）で固定することにより同様の効果が得られる。
図６は、高速信号入力部の開口部を塞ぐキャップの一実施形態の側面図を示す。図６（Ａ）は導電性のキャップの側面図であり、図６（Ｂ）は下側に電波吸収体を設けた導電性のキャップの側面図である。
【００４５】
図６において、高速信号入力部２１は光電変換部品１２を固定する際に光電変換部品１２の信号線用リード等を信号端子にはんだ接続するための開口部を有する。そこで、導電性のキャップ（例えば、炭素繊維混合プラスチック又は導電性ゴム）４０を開口部に被せることで電気的なシールドを確保している。また、その導電性のキャップの下側に電波吸収体４３を設けることにより、更に電気的なシールド効果を上げることができる。
【００４６】
導電性のキャップ４０は、開口部の側面に沿って延びる凸部を有し、その凸部の先端に外側方向の爪部４１を有している。また、高速信号入力部２１は爪部４１に対応する開口部の側面の位置に凹部４２を有している。導電性のキャップ４０は、爪部４１と凹部４２とを嵌合することにより開口部を塞ぐように固定される。このように、導電性のキャップ４０は爪部４１と凹部４２とを嵌合することで高速信号入力部２１に固定されているために、取り外しが可能であり容易に光電変換部品１２の交換が可能となる。
〔高速信号回路部〕（図７参照）
図７は、高速信号回路部の一実施形態の構成図を示す。図７（Ａ）は高速信号回路部の側面図であり、図７（Ｂ）は高速信号回路部の下面図である。
【００４７】
図７において、高速信号回路部２２は中央部に凹部１８があり、その凹部１８の開口部を蓋１７で塞いで封止１６を行うことにより電気的にシールドした気密封止空間を構成している。この気密封止空間内であり凹部１８の底面部にはＳＡＷフィルタ，ＩＣ，コンデンサ及び抵抗等の部品で構成される回路を有し、この回路により高速信号入力部２１より供給される高速信号を処理する。
【００４８】
また、高速信号回路部２２は気密封止空間内のＩＣを調整するために、パターン部分４５，４６及びパターン接続線４７で構成される調整用配線切断部分が気密封止空間内の外側（例えば、高速信号回路部の裏側）に設けられている。この調整用配線切断部分は、パターン部分４５とパターン部分４６とをパターン接続線４７で接続又は切断することで気密封止空間内のＩＣ内ゲート数等を調整することができる。
〔低速信号回路部〕（図８参照）
図８は、低速信号処理部の一実施形態の固定構造を示す。図８（Ａ）は低速信号処理部を固定する前の図であり、図８（Ｂ）は低速信号処理部を固定した後の図である。
【００４９】
図８において、高速信号処理部１０の下部に設けられた低速信号処理部接続用の接続端子１９は、その先端部が一部太くなっており、その太くなっている部分の最大外径Ｏが以下の式（１）を満たしている。
Ｏ＝Ｏｔｙｐ±Ａ・・・・・ （１）
また、接続端子１９を挿入する低速信号処理部１１のスルーホール４８の内径Ｈが以下の式（２）を満たしている。
【００５０】
Ｈ＝Ｈｔｙｐ±Ｂ・・・・・ （２）
さらに、以下の式（３）を満たすように接続端子１９及びスルーホール４８を構成し、高速信号処理部１０と低速信号処理部１１とを一体化させている。
Ｏｔｙｐ＝Ｈｔｙｐ−Ｂ（Ａ＜Ｂ）・・・・・ （３）
このような関係を満たすように、接続端子１９及びスルーホール４８を構成し、高速信号処理部１０と低速信号処理部１１とを一体化させることにより、例えば光モジュール１をメインボード８に実装する場合に接続端子１９とスルーホール４８とを接続しているはんだが再溶融したとしても接続端子１９の先端部の太くなっている部分がスルーホール４８の内径に引っ掛かり、低速信号処理部１１が下方に下がることがない。
〔高速信号出力部〕（図９〜図１２参照）
図９は高速信号出力部の一実施形態の構成図を示す。図９（Ａ）は高速出力部の上側方向の斜視図であり、図９（Ｂ）は高速出力部の下側方向の斜視図であり、図９（Ｃ）は高速出力部の側面方向の透視図である。
【００５１】
図９において、高速信号出力部２３は高速信号回路部２２と高速信号用バンプ５０及びグランド用バンプ５１とにより接続されている。高速信号用バンプ５０は、その周りに複数のグランド用バンプ５１が設けられている。高速信号出力部２３は多層積層のセラミック多層基板であり、その積層方向が高速信号回路部２２の積層方向に対して垂直方向になっている。
【００５２】
高速信号用バンプ５０及びグランド用バンプ５１は高速信号出力部内部に設けられた積層面に沿って高速信号用パターン５４及びグランド信号用パターン５５が設けられている。そして、高速信号用パターン５４及びグランド信号用パターン５５は、夫々高速信号用接続端子５２及びグランド信号用接続端子５３によりメインボード８と接続される。また、高速信号用接続端子５２は、その周りに複数のグランド用接続端子５３が設けられている。
【００５３】
このような高速信号出力部２３は、高速信号回路部２２とメインボード８とに対応した長さａで構成され、高速信号回路部２２からメインボード８までの間が疑似的に平面接続されるためインピーダンス整合が容易になる。また、高速信号出力部２３は、同軸的な効果を有するようになり、信号ロスを減少させることができる。
【００５４】
図１０は表面実装用同軸ソケットの一実施形態の接続図を示す。図１０（Ａ）は表面実装用同軸ソケットの斜視図であり、図１０（Ｂ）は表面実装用同軸ソケットを利用して高速信号出力部とメインボード８とを接続する前の構成図であり、図１０（Ｃ）は表面実装用同軸ソケットを利用して高速信号出力部とメインボード８とを接続した後の構成図である。
【００５５】
図１０において、表面実装用同軸ソケット６０は高速信号出力用の接続端子２０を挿入するスルーホール６１とそのスルーホールの外周に設けられているグランド部分６２とにより構成されている。表面実装用同軸ソケット６０のスルーホールに挿入された接続端子２０はメインボード８のスルーホール６３に挿入される。また、表面実装用同軸ソケット６０のグランド部分６２はメインボード８のグランド部分６４に接続される。
【００５６】
このように、表面実装用同軸ソケット６０を介して高速信号出力部２３とメインボード８とを接続することにより、高速信号出力用の接続端子２０の周りにグランド部分６２が構成されるため、疑似的な同軸接続の効果が得られる。
また、表面実装用同軸ソケット６０は様々な形態が考えられる。図１１は、高周波同軸ソケットの一実施形態の接続図を示す。図１１（Ａ）は高周波同軸ソケットの側面図であり、図１１（Ｂ）は高周波用同軸ソケットを利用して高速信号出力部とメインボード８とを接続した後の構成図である。
【００５７】
図１１において、高周波用同軸ソケット６６は高速信号出力部に設けられている先端部が太くなっている高速信号出力用の接続端子６５の先端部分をバネ性で挟み込んで固定する受け口６７と、高周波用同軸ソケット６６の外周に設けられたグランド部分６８と、受け口６７の下部に設けられメインボード８と接続端子６５とを接続する高速信号接続用電極６９と、グランド部分６８と高速信号出力部２３に設けられたグランド部分とを接続するバンプ７１とより構成される。
【００５８】
高周波用同軸ソケット６６はメインボード８に設けられたスルーホール７３に高速信号用電極６９を挿入してはんだ付けにより接続し、メインボード８に設けられたグランド部分７４にグランド部分６８を接続する。
このように、高周波用同軸ソケット６６を介して高速信号出力部２３とメインボード８とを接続することにより、高速信号出力用の接続端子６５の周りにグランド部分６８が構成されるため、疑似的な同軸接続の効果が得られる。
【００５９】
図１２は、表面実装用同軸ソケットの第二実施形態の接続図を示す。図１２は図１０の表面実装用同軸ソケット６０と一部分を除いて同様であり、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
図１２において、表面実装用同軸ソケット７５はスルーホール６１に挿入される高速信号出力用の接続端子７６の先端部分が表面実装用同軸ソケット７５の裏面と同一面になるように構成される。また、接続端子７６の先端部分に対応するメインボード８上に信号用ランド７７が設けられ、接続端子７６の先端部分と信号用ランドとが接続される。
【００６０】
このように、表面実装用同軸ソケット７５を介して高速信号出力部２３とメインボード８とを接続することにより、高速信号出力用の接続端子７６の周りにグランド部分６２が構成されるため、疑似的な同軸接続の効果が得られる。また、表面実装用同軸ソケット７５を完全な表面実装構造とすることができる。
〔光モジュールの製造工程〕（図１３参照）
次に、本発明の光モジュールの製造について説明する。図１３は、本発明の光モジュールの一実施例の製造フローチャートを示す。図１３において、本発明の光モジュール１の製造フローチャートは低速信号処理部１１の製造工程（Ｓ１０〜Ｓ１２）と、高速信号処理部１０の製造工程（Ｓ２０〜Ｓ２２）と、光モジュール全体１の製造工程（Ｓ３０〜Ｓ３４）とで構成されている。
【００６１】
最初に、低速信号処理部１１の製造工程について説明すると、ステップＳ１０では、安価なプリント配線板に低速信号処理部１１を構成する部品を実装する。
このとき、プリント配線板への部品の実装は表面実装や両面実装が利用されることにより、実装コストが削減できる。
また、実装されたプリント基板は基板分割がされる前に部品が実装されるので製造工程が短縮でき、実装コストが削減できる。ステップＳ１０に続きステップＳ１２に進み、ステップＳ１０で部品が実装されたプリント配線板を利用するプリント配線板ごとに分割する。
【００６２】
次に、高速信号処理部１０の製造工程について説明すると、ステップＳ２０では、セラミックパッケージ内に高速信号処理部１０を構成する部品を実装する。そして、部品の実装が終了すると、ステップＳ２０に続きステップＳ２２に進み、セラミックパッケージを気密封止する。
続いて、ステップＳ３０に進み、低速信号処理部１１の製造工程（Ｓ１０〜Ｓ１２）と高速信号処理部１０の製造工程（Ｓ２０〜Ｓ２２）とで別々に製造された低速信号処理部１１と高速信号処理部１０とを高速信号処理部１０に設けられた接続端子１９で結線して一体構造とする。
【００６３】
ステップＳ３０に続いてステップＳ３２に進み、高速信号処理部１０に光電変換部品１２を取り付けて、その光電変換部品１２を取り付ける部分に設けられた開口部に導電性のキャップ１５を被せて電気的にシールドする。ステップＳ１０〜ステップＳ３２の工程により完成した光モジュール１は、ステップＳ３４にてメインボード８に実装される。
【００６４】
以上のような工程により製造される光モジュール１は、高速信号処理部１０と低速信号処理部１１とを分離して構成するようにしたことで、気密封止が必要な高速信号処理部１０のプラスチックパッケージを小型化できる。また、低速信号処理部１１を安価なプリント配線板にて構成するようにしたことで、表面実装及び両面実装が可能となる。したがって、光モジュール１は小型化，低コスト化が可能となる。
【００６５】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、高速信号を処理する高速信号処理部と、低速信号を処理する低速信号処理部とを分離し、セラミックパッケージ内に封止する部品を減らすことにより低コスト化を実現することができる。また、低速信号処理部を汎用プリント配線板に実装することにより基板の表面実装及び両面実装が可能となり、小型化及び低コスト化が実現できる。
【００６６】
さらに、光モジュールの平面サイズが小型化したことにより実装面積が狭くなり、光モジュールを搭載する光通信機器の小型化が可能となる。
また、本発明によれば、光電変換部品のリード配置を高速信号入力部の信号端子の配置に再配列するための中継基板を光電変換部品から離して設けたことにより、中継基板にネジ止め応力に弱い材質の基板を用いることができる。
【００６７】
また、本発明によれば、中継基板を光電変換部品側に絶縁性の柔らかい接着剤で接着固定することにより、ネジ止めすることなく安全な保持が得られる。
また、本発明によれば、光電変換部品から出力される微弱な高速信号を中継基板を介せず高速信号入力部に接続することにより、微弱な高速信号の質的低下を防止することができる。
【００６８】
また、本発明によれば、前記光電変換部品の信号線用リード以外のリードを前記高速信号入力部の信号端子平面と同一平面上に位置するように再配置することにより、微弱な高速信号の質的低下を防止することができる。
また、本発明によれば、前記開口部を導電性のキャップにより塞ぐことにより電気的にシールドすることが可能となる。
【００６９】
また、本発明によれば、前記導電性のキャップの下側に電波吸収体を設けることにより電気的にシールドすることが可能となる。
また、本発明によれば、前記キャップに設けられた爪部と、その爪部に対応する前記高速信号入力部の位置に設けられた凹部とによりキャップを固定することにより、キャップの取り外しができ、光電変換部品の交換を可能とする。
【００７０】
また、本発明によれば、前記高速信号回路部を前記セラミックパッケージの凹部に構成することにより封止が容易になり、優れたシールド効果を実現できる。
また、本発明によれば、前記高速信号処理部に設けられた低速信号処理部接続用の接続端子の先端部の太さが低速信号処理部側のスルーホールの内径よりわずかに大きいことにより、再溶融が起こったとしても低速信号処理部が下方へ下がることを防止できる。
【００７１】
また、本発明によれば、前記封止された高速信号回路部の集積回路を調整する調整用配線切断部分が前記封止されていない部分に設けられていることにより、封止工程後も高速信号回路部の集積回路を調整することができる。
また、本発明によれば、高速信号用パターンの周りに複数のグランド用パターンを設けることにより、信号ロスを少なくすることができる。さらに、高速信号出力部の積層面は、高速信号回路部の積層面に対して垂直方向となるように接続することにより、疑似的に平面接続されるため、インピーダンス整合が容易になる。
【００７２】
また、本発明によれば、前記高速信号回路部との接続用にバンプを有することにより、高速信号回路部の高速信号用パターンから高速信号出力部の高速信号用パターンへの垂直方向への接続が容易になる。
また、本発明によれば、高速信号出力用のバンプの周りに複数のグランド用のパンプを設けることにより、信号ロスを少なくすることができる。
【００７３】
また、本発明によれば、前記高速信号出力部が、高速信号出力用の接続端子と、その接続端子の外周に設けられているグランド部分とを有する高周波用同軸ソケットを介してメインボードに実装されることにより、信号ロスを少なくすることができる。
また、本発明によれば、前記高周波用同軸ソケットは受け口とバンプとにより高速信号出力部に接続され、前記受け口の下部に設けられた高速信号接続用電極とその高速信号接続用電極の外周及び側面に設けられたグランド接続用電極とによりメインボードに接続されることにより、信号ロスを少なくすることができる。
【００７４】
また、本発明によれば、前記高速信号出力部が、前記高速信号出力部に設けられた高速信号出力用の接続端子をメインボードに接続するスルーホールと、そのスルーホールの周りに複数設けられ、メインボードのグランド部分に接続するグランド部分とを有する表面実装用同軸ソケットを介してメインボードに実装されることにより、信号ロスを少なくすることができる。
【００７５】
また、本発明によれば、前記高速信号出力用の接続端子の先端部分を前記表面実装同軸端子の裏面と同一面とし、前記メインボードの高速信号出力用の接続端子に対応するランドに接続することにより、表面実装用同軸ソケットを表面実装構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光モジュールの一例を示す図である。
【図２】本発明の光モジュールの一実施形態の側面図である。
【図３】本発明の光モジュールの一実施形態の概略図である。
【図４】光電変換部品の一実施形態の接続構造である。
【図５】光電変換部品の一実施形態の固定構造である。
【図６】高速信号入力部の開口部を塞ぐキャップの一実施形態の側面図である。
【図７】高速信号回路図の一実施形態の構成図である。
【図８】低速信号処理部の一実施形態の固定構造である。
【図９】高速信号出力部の一実施形態の構成図である。
【図１０】表面実装用同軸ソケットの一実施形態の接続図である。
【図１１】高周波用同軸ソケットの一実施形態の接続図である。
【図１２】表面実装用同軸ソケットの第二実施形態の接続図である。
【図１３】本発明の光モジュールの一実施例の製造フローチャートである。
【符号の説明】
１    光モジュール
１０    高速信号処理部
１１    低速信号処理部
１２    光電変換部品
１３    光ファイバ
１４    中継基板
１５，４０    キャップ
１６    封止
１７    蓋
１８    凹部
１９，２０，５２，５３，６５，７６    接続端子
２１    高速信号入力部
２２    高速信号回路部
２３    高速信号出力部
２４    ストレートリード
２５〜３３，４８，６１，６３，７３    スルーホール
３５    ネジ穴
３６    ネジ止め用フランジ
４１    爪部
４２    凹部
４３    電波吸収体
４５，４６    パターン部分
４７    パターン接続線
５０，５１，７１    バンプ
５４，５５    パターン
６０，７５    表面実装用同軸ソケット
６２，６４，６８，７０，７４    グランド部分
６６    高周波用同軸ソケット
６７    受け口
６９    接続用電極
７７    信号用ランド
【図１】
0004035238.tif 000002
【図２】
0004035238.tif 000003
【図３】
0004035238.tif 000004
【図４】
0004035238.tif 000005
【図５】
0004035238.tif 000006
【図６】
0004035238.tif 000007
【図７】
0004035238.tif 000008
【図８】
0004035238.tif 000009
【図９】
0004035238.tif 000010
【図１０】
0004035238.tif 000011
【図１１】
0004035238.tif 000012
【図１２】
0004035238.tif 000013
【図１３】
0004035238.tif 000014