(57)【要約】【課題】フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を用いて高周波特性の劣化を低減するものであって、ＯＳＡが熱伝導シートから受ける弾性反発力により位置ずれすることを防ぐと共に、素子間のクロストークの発生を防ぐことができる光データリンクを提供する。【解決手段】光データリンクは、光素子を搭載したパッケージと光コネクタのフェルールが挿入されるスリーブを有する光モジュールを、ＦＰＣ１７を介して回路基板に接続し、筐体に収容保持してなる。ＦＰＣ１７は、信号ライン層とベタ電極層を有し、光モジュールの電極部との接続部と回路基板との接続部１７ｂを信号ライン１７ｇで接続した信号ライン回路部と、電極部との接続部の側方に一体に形成された延長部１７ｃとを備える。ＦＰＣ１７の延長部１７ｃを筐体の側壁に設けた支持部で支持することにより、光モジュールの電極部側を保持する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光素子を搭載したパッケージと光コネクタのフェルールが挿入されるスリーブを有する光モジュールを、フレキシブルプリント基板を介して回路基板に接続し、筐体に収容保持してなる光データリンクであって、
前記フレキシブルプリント基板は、配線層とベタ層を有し、前記光モジュールの電極部との接続部と前記回路基板との接続部を信号ラインで接続した信号ライン回路部と、前記電極部との接続部の側方に一体に形成された延長部とを備え、前記延長部を前記筐体の側壁に設けた支持部で支持して、前記光モジュールを保持することを特徴とする光データリンク。
【請求項２】
前記光モジュールと前記筐体との間に、熱伝導シートが配設されていることを特徴とする請求項１に記載の光データリンク。
【請求項３】
前記フレキシブル基板の延長部の折り曲げ部分におけるベタ電極部分は、メッシュ状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光データリンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブルプリント回路基板を用いる光データリンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
光信号を送受信する光トランシーバ等の光データリンクは、光電変換素子（光素子）を搭載した光モジュールと、光モジュールと電気信号の授受を行う電子回路を搭載した回路基板と、を備える。光モジュールからは電気接続用のリードピン等の電極部が導出されている。
例えば、特許文献１に開示の光トランシーバにおいては、回路基板上の電気パッドとリードピンとを半田等で直接接着することにより、光モジュールと回路基板とを電気接続している。また、この光トランシーバでは、グラウンド電位に接続されているブラケットでリードピンの周囲を覆うことで、発光素子‐受光素子間のクロストークの発生などを抑制するようにしている。
【０００３】
また、高速光通信用の光トランシーバ等では、光モジュールのリードピンと回路基板の接続手段としてフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）を用いる（例えば、特許文献２，３参照）。これにより、リードピンのインダクタンス成分による高周波特性の劣化を低減するようにしている。
【特許文献１】特開２００３−１０７２９７号公報
【特許文献２】米国特許第５，６３２，６３０号明細書
【特許文献３】特開２００７−６７３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光モジュールのうち、光電変換素子が実装されたステムにレンズ付きシェルが取付けられたＣＡＮタイプパッケージのものは、光コネクタのフェルールが挿入されるスリーブがレンズ付きシェルに取付けられて成る光サブアセンブリ（ＯＳＡ：Optical Sub-Assembly）として、光データリンクに保持・搭載される。ＯＳＡすなわち光モジュールに搭載された光電変換素子等は発熱するので、光データリンク外部へ放熱するために、例えば、ステムと光データリンク筐体との間に、シリコン熱伝導シートを挟むことがある。この場合、ステムには熱伝導シートの圧縮反発力が働き、この反発力が大き過ぎると、ＯＳＡのスリーブが光レセプタクル内で傾いたり、ステムがスリーブに対して軸ずれを起こしたりする。
【０００５】
回路基板とＯＳＡをリードピンで接続している場合は、リードピンの剛性が上記反発力を支える効果があったが、特許文献２，３に開示の光データリンクのように、回路基板とＯＳＡのリードピン等の電極部とをＦＰＣで接続しただけでは、反発力に抗して、ＯＳＡのスリーブが光レセプタクル内で傾いたりすることを防ぐことはできない。
また、特許文献２，３に開示の光データリンクでは、特許文献１に開示のものとは異なり、発光素子‐受光素子間のクロストークの発生を防ぐためのブラケットをリードピンを覆うように設けられていないため、ノイズ対策に関して改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、ＦＰＣを用いて高周波特性の劣化を低減するものであって、ＯＳＡが熱伝導シートから受ける弾性反発力により位置ずれすることを防ぐと共に、素子間のクロストークの発生を防ぐことができる光データリンク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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の光データリンクは、光素子を搭載したパッケージと光コネクタのフェルールが挿入されるスリーブを有する光モジュールを、フレキシブルプリント基板を介して回路基板に接続し、筐体に収容保持してなるものであって、フレキシブルプリント基板は、配線層とベタ層を有し、光モジュールの電極部との接続部と回路基板との接続部を信号ラインで接続した信号ライン回路部と、電極部との接続部の側方に一体に形成された延長部とを備え、延長部を筐体の側壁に設けた支持部で支持して、光モジュールを保持することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、光モジュールと筐体との間に、熱伝導シートが配設されている場合に好適に用いられる。なお、フレキシブル基板の延長部の折り曲げ部分におけるベタ電極部分が、メッシュ状に形成されていてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、グランド電位に接続されるベタ層が形成された延長部を有するＦＰＣを回路基板と光モジュールとの電気接続に用いることで、上記延長部を筐体で支持することにより光モジュールの位置を保持することができ、上記延長部で光モジュールのリードピンを覆うことにより、シールド性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明に係る光データリンクの外観図であり、図２は本発明に係る光データリンクの要部拡大図である。図３は、送信用ＯＳＡ（ＴＯＳＡ：Transmitting Optical Sub-Assembly）の斜視図であり、図４は光データリンク内でのＴＯＳＡと回路基板との関係を示す図である。図５は、ＴＯＳＡと回路基板との電気接続に用いられるフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）の斜視図であり、図６は、ＴＯＳＡ、下筐体及びＦＰＣの要部拡大図である。
【００１１】
光データリンク１は、例えば、ホスト装置本体に着脱自在に装着されて用いられる光トランシーバであって、図１に示すように、その一端部に光コネクタ（図示せず）が挿入される開口２が形成されている。光データリンク１は、開口２とは反対側の端部からホスト装置に挿入される。開口２は、光データリンク１の筐体を構成する下筐体１５に設けられており、後述の光レセプタクルを構成する。この開口２に光コネクタを挿入し、光コネクタ中の光ファイバと光データリンク１中の光モジュールの光電変換素子とを光結合させることで、光データリンク１は光送信及び光受信の双方の機能を発揮する。なお、光データリンク１は、筐体の周囲に設けられたフィンガ３を、ホスト装置と接触させることにより筐体を接地させることができる。
【００１２】
このような光データリンク１は、図２に示すように、電気信号を光信号に変換するＴＯＳＡ１１、光信号を電気信号に変換する、図示しない受信用ＯＳＡ（ＲＯＳＡ：Receiving Optical Sub-Assembly）、ＴＯＳＡ１１／ＲＯＳＡと電気信号の授受を行う電子回路を搭載する回路基板１３（図４参照）を備えている。光データリンク１は、さらに、ＴＯＳＡ１１／ＲＯＳＡと回路基板１３を上下から挟みこむ上筐体（図示せず）及び下筐体１５を備える。ＴＯＳＡ１１／ＲＯＳＡ等を収容保持する光データリンク１の筐体は、上筐体及び下筐体１５と、これらを覆うカバーとにより形成される。
【００１３】
下筐体１５は、後述する本発明に係るＦＰＣが取付けられたＴＯＳＡ１１の光モジュール１１ａ（図３参照）の部分が搭載される送信用光モジュール搭載部１５ａと、ＲＯＳＡの光モジュールの部分が搭載される受信用光モジュール搭載部１５ｂと、回路基板１３を保持する回路基板保持部１５ｃを有する。また、下筐体１５の回路基板保持部１５ｃ側と反対側の端部には、光コネクタを受納する光レセプタクル１５ｄが設けられている。
【００１４】
送信用光モジュール搭載部１５ａと、受信用光モジュール搭載部１５ｂとの間は、隔壁１５ｅにより隔てられている。また、下筐体１５には、外部に開口する光レセプタクル１５ｄと送信用及び受信用光モジュール搭載部１５ａ，１５ｂとの間に、壁１５ｆが設けられている。
【００１５】
また、この壁１５ｆには、ＯＳＡのスリーブが挿通される挿通孔１５ｇが形成されている。図１では見えないが、受信用光モジュール搭載部１５ｂ側の壁１５ｆにだけでなく、送信用光モジュール搭載部１５ａ側にも、同様な挿通孔が形成されている。この挿通孔１５ｇにより、光データリンク１の組立て完了時に、ＴＯＳＡ１１のスリーブ１１ｂ（図３参照）が下筐体１５の光レセプタクル１５ｄ内に位置することができ、ＴＯＳＡ１１のスリーブ１１ｂで、光レセプタクル１５ｄに挿入される光コネクタのフェルールを受納することができる。この挿通孔１５ｇは、ＯＳＡのスリーブの支持部としても機能することができる。
【００１６】
さらに、下筐体１５は、ＦＰＣを支持するＦＰＣ支持部１５ｈを、隔壁１５ｅと側壁１５ｉに有する。このＦＰＣ支持部１７は、光データリンク１の光軸方向と平行であって筐体（上筐体）の底面と平行な面から構成される。ＦＰＣ支持部は、図の例では、段部として形成されているが、後述のＦＰＣの延長部を支持できればよく、例えば、隔壁１５ｅを段差が設けられていない台状に形成して、この台部をＦＰＣ支持部として機能させてもよい。
【００１７】
また、光データリンク１は、ＴＯＳＡ１１からの発熱を放熱するための熱伝導シート（図示せず）と、ＴＯＳＡ１１と回路基板１３とを電気接続するＦＰＣ１７と、を備えている。なお、図示は省略するが、光データリンク１は、ＲＯＳＡと回路基板１３を電気接続するために、ＦＰＣ１７と同様なＦＰＣを備えている。光データリンク１は、その組立てが完成したときに、少なくとも、ＴＯＳＡ１１と上筐体との間に、熱伝導シートが挟まるようになっている。これにより、光データリンク１において、ＴＯＳＡ１１内部で発生した熱を、熱伝導シート及び上筐体を介して、外部に放熱することができる。
【００１８】
ＴＯＳＡ１１は、例えば、図３に示すように、光モジュール１１ａにスリーブ１１ｂが取付けられて成るスリーブ付き光モジュールであって、円筒状の部材が同軸状に連接されたような外形を有する。光モジュール１１ａは、光電変換機能を担うものであり、そのパッケージは、半導体レーザ（ＬＤ：Laser Diode）が実装されたステム１１ｃにレンズ付きシェル１１ｄが取付けられたＣＡＮタイプパッケージとなっている。また、光モジュール１１ａでは、ステム１１ｃから複数の電極部（リードピン）１１ｅが導出されている。
【００１９】
ステム１１ｃ上のＬＤは、一部のリードピン１１ｅとワイヤボンディング等により電気的に接続されており、また、リードピン１１ｅは、ＦＰＣ１７を介して、回路基板１３と電気的に接続される（図４参照）。これにより、ＬＤは、回路基板１３からリードピン１１ｅを介して電気的な信号を受け、受信した電気信号を光信号に変換し、スリーブ１１ｂ側に光信号を送出できるようになっている。なお、リードピン１１ｅは、例えば、ガラス封止などによりステムに取付けられている。
スリーブ１１ｂは、光モジュール１１ａのリードピン１１ｅ側とは反対側に取付けられる。このスリーブ１１ｂは、下筐体１５の光レセプタクルに挿入される光コネクタのフェルールをガイドし、フェルール内の光ファイバと、光モジュール１１ａのＬＤとの光結合を達成するものである。
【００２０】
ＲＯＳＡは、ＴＯＳＡ１１とほぼ同様であるので、その詳細な説明及び図示は省略するが、ＬＤに代えて、光信号を電気信号に変換する半導体受光素子（ＰＤ：Photo Diode）を有する。
【００２１】
本光データリンクの特徴部の一つであるＦＰＣは、図４に示すように、回路基板１３とＴＯＳＡ１１とを電気的に接続するためのものであり、ＴＯＳＡ１１のリードピン１１ｅを覆うように折り曲げられて用いられる。ＦＰＣ１７は、ＦＰＣ本体部１７ａ、回路基板接続部１７ｂ、延長部１７ｃ、折り曲げ部１７ｄを有する。
【００２２】
ＦＰＣ１７の一端部、すなわちＦＰＣ本体部１７ａの端部は、図５に示すように、ＴＯＳＡ１１のリードピン１１ｅと電気接続されるモジュール電極接続部として機能しており、上記電気接続のためにスルーホール１７ｅが形成されている。なお、スルーホールの代わりにパッドであってもよい。また、ＦＰＣ１７の他端部には、回路基板１３との接続のための回路基板接続部１７ｂが設けられており、この回路基板接続部１７ｂには、回路基板１３の配線（電極パッド）１３ａに接続される端子（電極パッド）１７ｆが形成されている。
【００２３】
また、ＦＰＣ本体部１７ａには、ＦＰＣ本体部１７ａの端部の光モジュール電極接続部と回路基板接続部１７ｂとを（つまり、スルーホール１７ｅと電極パッド１７ｆとを）配線（信号ライン）１７ｇで接続した信号ライン回路部が形成されている。ＴＯＳＡ１１のリードピン１１ｅとＦＰＣ１７のスルーホール１７ｅとの接続は、主に半田によって行われるが、導電性接着剤や圧着など一般的な電気接続手段で行ってもよい。
【００２４】
延長部１７ｃは、所定の幅を持って光データリンク１の光軸方向（筐体の延在方向）に延在する部分と折り曲げ部１７ｄとを有し、延在部分は、折り曲げ部１７ｄを介して、ＦＰＣ本体部１７ａと連続している。延長部１７ｃは、上記光モジュール電極接続部の側方に一体に形成されている。この延長部１７ｃの延在部分の、熱伝導シート側と反対側の端面が、下筐体１５のＦＰＣ支持部１５ｈの光軸と平行な平面に支持されることにより、ＦＰＣ本体部１７ａに取付けられたＴＯＳＡ１１のステム１１ｃ（すなわち、光モジュールの電極部側）は保持される。言い換えると、延長部１７ｃは、下筐体１５のＦＰＣ支持部（当該支持部は、筐体の底面に平行）と当接することにより、ＴＯＳＡ１１を支持する支持部を構成する。また、この延長部１７ｃは、ＦＰＣ本体部１７ａと共に、ＴＯＳＡ１１のリードピン１１ｅの周囲を覆う。延長部１７ｃは、特に、ＴＯＳＡ１１のリードピン１１ｅと、隣のＯＳＡのリードピンと、の間を遮る。
【００２５】
また、ＦＰＣ１７は、少なくとも２層の導電体層を有することが好ましく、例えば、第１の導電体層として上記信号ライン１７ｇからなる配線層を有し、第２の導電体層としてベタ層（面の略全体が導電体である層）を最外層に有する。ベタ層は、スルーホール１７ｅ及びスルーホール１７ｅと電気接続する電極パッド１７ｆと導通しないように設けられる。また、ベタ層の電位は、クロストーク対策のために、ＴＯＳＡ１１のステム１１ｃと共に所定の電位に接続されている。これにより、以下の効果がある。
【００２６】
ＣＡＮ型のモジュールを有するＯＳＡを光トランシーバに搭載した場合、ステムから突出したリードピンには、高周波信号が通っており、リードピンの周囲に電界が発生する。この電界が、隣り合うＯＳＡのリードピンやそのピンに接続されたラインに飛び込むことにより、例えば、ＴＯＳＡの信号がＲＯＳＡの信号に影響を与えてしまい（ＴＯＳＡとＲＯＳＡとの間でクロストークが生じてしまい）、受信感度が劣化することがある。しかし、本光データリンク１では、ＴＯＳＡ１１の支持に供すると共にリードピンを覆うＦＰＣの延長部に、所定の電位（例えば、グランド電位）に接続した上記ベタ層が設けられているため、シールド構造が形成されており、上記の問題（隣り合うＯＳＡ間のクロストーク等）が生じない。
【００２７】
また、本光データリンク１では、リードピンと回路基板の端子パッドを接続するＦＰＣの信号ラインについても、その外周を上記ベタ層で覆っているため、受信感度の低下等を起こさせない。
【００２８】
ＦＰＣ１７は、上述のように折り曲げられて用いられるが、その作製が終了した段階では平板状に形成されている。ＦＰＣ１７は、平板状に形成されている状態では、スルーホール１７ｅが形成されている部分（光モジュール接続部）から当該部分と電極パッド１７ｆとを結ぶ方向と直角方向（本例では、信号ラインと直角方向）に延長部１７ｃを有しており、使用時には、延長部１７ｃが折り曲げ部１７ｄで９０度折り曲げられる。光データリンク１の筐体内には、この折り曲げた延長部１７ｃを載置するＦＰＣ支持部１５ｈ（図１参照）を設けておけばよい。
【００２９】
また、上述では、ベタ層をＦＰＣ１７の片側（片面）のみに形成していた。これにより、ＦＰＣ１７の両側（両面）にベタ層を形成するよりも、ＦＰＣの本来の特性である可撓性を高く維持することができる。
なお、折り曲げ部１７ｄは、冶具等でプレフォームしておいてもよい。また、折り曲げ部１７ｄのベタ層（図５の点線で囲まれる部分）は、メッシュ状として剛性を低くしておくとよい。
【００３０】
上述のように、ＦＰＣ１７は、実装時に光データリンク１の光軸方向に延在する延長部１７ｃを有しており、組立て完了時に、上筐体とＴＯＳＡ１１の光モジュール１１ａとの間の熱伝導シートからの応力により、光モジュール１１ａが光軸と垂直方向に押される。このときに、下筐体１５は、図６に示すように、隔壁１５ｅ及び外壁１５ｉに設けられた上記ＦＰＣ支持部１５ｈにより、リードピン１１ｅの根元すなわち光モジュール１１ａに取付けられたＦＰＣ１７の延長部１７ｃを支えることができる。
これによって、上述の応力によりＴＯＳＡ１１の光モジュール１１ａに加わる力が大きくても、下筐体１５の挿通孔１５ｇ（図２参照）に支持されたスリーブ１１ｂに対して光モジュール１１ａが軸ずれを起こしたり、スリーブ１１ｂが光レセプタクル１５ｄ内で傾いたりすることを防ぐことができる。
【００３１】
このように、本発明では、ＦＰＣが面に垂直な方向は可撓性を持つが、面に沿った方向は剛性が高いことに着目して、ＦＰＣによってＯＳＡステムを支持して、ＯＳＡが熱伝導シートから受ける弾性反発力に抗する構造を光データリンクに組み込んでいる。これにより、ＯＳＡの位置ずれを抑制することができる。また、延長部を備えたＦＰＣのベタ層によってＯＳＡの信号ピンを囲って遮蔽するため、シールド性を向上させ、隣り合うＯＳＡ間のクロストークを抑制することができる。また、ＥＭＩ放射ノイズを低減させることができる。以上の効果を、低コストなＦＰＣによって実現できる。
【００３２】
なお、ＯＳＡ間のクロストークの抑制は、特許文献１に開示のように、グラウンド電位に接続した金属製のブラケットを用意して、ＯＳＡと回路基板の間のリードピンの周囲を覆うことにより行うことができる。しかし、この方法では、ブラケットを低下するため部品数が増加してしまい、ブラケット‐グラウンド間やブラケット‐ＯＳＡ間等の半田接続等が必要である。それに対し、本発明の光データリンクは、グラウンド電位に接続すると共にリードピンの周囲を覆う部分をＦＰＣに一体に形成しているため、部品数を増やす必要が無く、新たな半田接続等が必要ないので、低コストで作製することができる。
【００３３】
また、以上では、ＴＯＳＡに関して主に説明した。しかし、もう一方のＯＳＡがＲＯＳＡであった場合に、そのＲＯＳＡに関しても、図５と同様なＦＰＣ基板で回路基板と電気接続し、ＦＰＣの延長部を下筐体のＦＰＣ支持部に支持させるとともに、所定の電位に接続されるＦＰＣの延長部でリードピンを覆うようにするようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る光データリンクの外観図である。
【図２】本発明に係る光データリンクの要部拡大図である。
【図３】本光データリンクのＴＯＳＡの斜視図である。
【図４】本光データリンク内でのＴＯＳＡと回路基板との関係を示す図である。
【図５】本光データリンクのＦＰＣの斜視図である。
【図６】ＴＯＳＡ、下筐体及びＦＰＣの要部拡大図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…光データリンク、１１…ＴＯＳＡ、１１ａ…光モジュール、１１ｂ…スリーブ、１１ｃ…ステム、１１ｄ…シェル、１１ｅ…リードピン、１３…回路基板、１３ａ…配線、１５…下筐体、１５ａ…送信用光モジュール搭載部、１５ｂ…受信用光モジュール搭載部、１５ｃ…回路基板保持部、１５ｄ…光レセプタクル、１５ｅ…隔壁、１５ｆ…壁、１５ｇ…挿通孔、１５ｈ…ＦＰＣ支持部、１５ｉ…外壁、１７…ＦＰＣ、１７ａ…ＦＰＣ本体部、１７ｂ…回路基板接続部、１７ｃ…延長部、１７ｄ…折り曲げ部、１７ｅ…スルーホール、１７ｆ…電極パッド、１７ｇ…信号ライン。
【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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