特開 2015-172683 光モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-172683(P2015-172683A)

(43)【公開日】2015年10月1日

(54)【発明の名称】光モジュール

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/03 20060101AFI20150904BHJP

   H05K 3/28 20060101ALI20150904BHJP

   H05K 1/02 20060101ALI20150904BHJP

   H05K 1/11 20060101ALI20150904BHJP

   H05K 1/14 20060101ALN20150904BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/03 505

   H05K3/28 B

   H05K1/02 P

   H05K1/02 N

   H05K1/11 D

   H05K1/14 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-48864(P2014-48864)

(22)【出願日】2014年3月12日

(71)【出願人】

【識別番号】309015134

【氏名又は名称】富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】杉山 昌樹

【テーマコード（参考）】

2K102

5E314

5E317

5E338

5E344

【Ｆターム（参考）】

2K102AA22

2K102BA02

2K102BB04

2K102BC04

2K102BD01

2K102CA00

2K102CA07

2K102DA04

2K102DB04

2K102DC08

2K102DD05

2K102EA03

2K102EA09

2K102EA16

2K102EB30

5E314BB05

5E314BB11

5E314BB12

5E314CC15

5E314FF06

5E314GG12

5E317AA07

5E317AA24

5E317BB01

5E317CC15

5E317CD34

5E317GG09

5E317GG11

5E338AA12

5E338BB02

5E338BB13

5E338BB75

5E338CC02

5E338CC06

5E338CD12

5E338CD32

5E338EE13

5E344AA02

5E344AA22

5E344BB02

5E344BB04

5E344BB10

5E344CC09

5E344CC25

5E344DD02

5E344EE16

(57)【要約】

【課題】断線を抑えることである。
【解決手段】光モジュール１０は、ＦＰＣ１６と配線パターンとカバー材とを有する。上記配線パターンは、所定幅を有する電極パッド１６ａと、上記所定幅よりも狭い幅を有し電極パッド１６ａに接続されたマイクロストリップラインとを、ＦＰＣ１６上に有する。上記カバー材は、電極パッド１６ａの一部とマイクロストリップラインとを覆う。光モジュール１０は、グランドパターンとコプレーナ線路とを更に有するものとしてもよい。上記グランドパターンは、上記配線パターンの両側に形成される。上記コプレーナ線路は、上記グランドパターンに接続され、電極パッド１６ａの一部に向かって延在する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
所定幅を有する電極部分と、前記所定幅よりも狭い幅を有し前記電極部分に接続された信号線とを前記基板上に有する配線パターンと、
前記電極部分の一部と前記信号線とを覆うカバー材と
を有することを特徴とする光モジュール。

【請求項2】

前記配線パターンの両側に形成された第１接地パターンと、
前記第１接地パターンに接続され、前記電極部分の一部に向かって延在する線路パターンと
を更に有することを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。

【請求項3】

前記配線パターンと異なる面において前記配線パターンに対向する位置の両側に形成された第２接地パターンと、
前記第２接地パターンに接続され、前記配線パターンと異なる面において前記電極部分の一部に対向する位置に向かって延在する第３接地パターンと
を更に有することを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。

【請求項4】

前記第２接地パターンの幅は、前記第２接地パターンと前記第３接地パターンとの接続部分に向かって広くなることを特徴とする請求項３に記載の光モジュール。

【請求項5】

前記電極部分の一部の幅は、前記電極部分の一部と前記信号線との接続部分に向かって狭くなることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、光伝送システムの大容量化に伴い、光変調器等の光モジュールでは、変調速度の高速化と共に、構成の大規模化が進みつつある。このため、光モジュールを搭載する光送信機では、光導波路を形成する複数のマッハツェンダを１チップに集積し、小型化を図ることが望ましい。光モジュールでは、例えば４つのマッハツェンダにより光導波路が並列に形成され、各光導波路上に、信号電極と接地電極とが２本ずつパターニングされる。光モジュールは、２つの信号電極に、異なる電気信号を入力することで、多値変調の信号を生成する。この様な光モジュールでは、入力部（同軸コネクタ等）の実装を容易とし実装面積を抑えるため、全ての電気信号の入力部をパッケージの片側に配置する。

【0003】

入力部が片側に配置された光モジュールでは、パッケージの側面に設けられた同軸コネクタを介して、ＲＦ（Radio Frequency）信号等の電気信号が入力される。また、同軸コネクタには、外部からの電気信号を入力するための同軸アダプタが接続される。しかしながら、光モジュールは、同軸アダプタの幅に合わせて、電気信号の入力される信号電極間のピッチを広げる必要があるため、チャネル数が増えた場合に、これに伴って実装面積が増大してしまう。

【0004】

上述した実装面積の増大を抑えるため、パッケージに設けられたＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）を介して、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）側からの電気信号を入力する表面実装型の光モジュールが開発されている。この様な光モジュールでは、電気信号を入力するため、ＰＣＢ上の電極パターンと、ＦＰＣ上の電極パッドとが半田で接続される。これにより、光モジュールは、同軸アダプタが不要となるため、電気信号の入力される信号電極間のピッチを狭くして、実装面積を小さくすることができる。その結果、光送信機の小型化が可能となる。

【0005】

ところが、光変調器の様に高周波信号を扱う光モジュールでは、ＰＣＢ上の電極パターンとＦＰＣ上の電極パッドとの接続部において、インピーダンスのミスマッチが発生すると、高周波信号の反射が増大し、その結果、高周波特性が低下してしまう。これを防ぐため、光モジュールは、接続部における各信号電極の特性インピーダンスが、理想値である５０Ω程度となる様に、設計されるのが望ましい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００７−１２３７４４号公報

【特許文献2】特開２０１２−１８２１７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ＦＰＣの裏面（ＰＣＢに接する側）には、２本のグランドパターンが１本のシグナルパターンを挟む様に並列に形成される。シグナルパターンは、上記接続部における特性インピーダンスが５０Ωとなる様に幅が設定されるが、構成部分によって幅が異なる。すなわち、シグナルパターンの内、電極パッドの部分は、ＰＣＢ上の電極パターンと半田付けをするため、数１００μｍ程度の幅を有する。これに対し、パッケージ側に延びるマイクロストリップライン（ＭＳＬ）の部分は、半田付けされないため、数１０〜１００μｍ程度の幅しか有さない。

【0008】

このため、上記シグナルパターンの内、マイクロストリップラインの部分は、剥離等を防ぐため、カバー材（例えば、カバーレイ）により覆われる。カバー材の電極パッド側の端は、マイクロストリップラインを保護し、かつ、特性インピーダンスを５０Ωとするため、電極パッドとマイクロストリップラインとの境界に一致することが望ましい。しかしながら、カバー材は、通常、製造過程における外形加工や張り合わせの位置精度が数１００μｍ程度と低いため、製品間にばらつきが発生し易い。従って、公差等の製造誤差によって、マイクロストリップラインの一部がカバー材によって覆われず、露出してしまう恐れがある。この様なマイクロストリップラインの露出は、剥離による断線の要因となる。

【0009】

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、断線を抑えることのできる光モジュール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】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本願の開示する光モジュールは、一つの態様において、基板と配線パターンとカバー材とを有する。前記配線パターンは、所定幅を有する電極部分と、前記所定幅よりも狭い幅を有し前記電極部分に接続された信号線とを前記基板上に有する。前記カバー材は、前記電極部分の一部と前記信号線とを覆う。

【発明の効果】

【0011】

本願の開示する光モジュールの一つの態様によれば、断線を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本実施例に係る光モジュールの構成を示す上面図である。

【図2A】図２Ａは、ＰＣＢとＦＰＣとの接続部の一例を示す部分断面図である。

【図2B】図２Ｂは、ＰＣＢとＦＰＣとの接続部の別の一例を示す部分断面図である。

【図3】図３は、本実施例に係るＰＣＢとＦＰＣとの接続部を示す拡大断面図である。

【図4】図４は、本実施例に係るＰＣＢの表面とＦＰＣの表面及び裏面とを示す図である。

【図5】図５は、変形例１に係るＰＣＢの表面とＦＰＣの表面及び裏面とを示す図である。

【図6】図６は、変形例２に係るＰＣＢの表面とＦＰＣの表面及び裏面とを示す図である。

【図7】図７は、グランドパターン間のギャップと特性インピーダンスとの関係を示す図である。

【図8】図８は、変形例３に係るＰＣＢの表面とＦＰＣの表面及び裏面とを示す図である。

【図9】図９は、変形例４に係るＰＣＢの表面とＦＰＣの表面及び裏面とを示す図である。

【図10】図１０は、上記実施例及び変形例に係る光モジュールの実装された送信機の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に、本願の開示する光モジュールの実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する光モジュールが限定されるものではない。

【0014】

まず、本願の開示する一実施例に係る光モジュールの構成を説明する。図１は、本実施例に係る光モジュール１０の構成を示す上面図である。図１に示す様に、光モジュール１０は、結晶基板１１上に形成された光導波路１２近傍に、電極１３が設けられることで形成される。結晶基板１１は、ＬｉＮｂＯ_３（ＬＮ）、ＬｉＴａＯ_２等の電気光学結晶により形成される。また、光導波路１２は、Ｔｉ等の金属膜を形成して熱拡散させる、あるいは、パターニング後に安息香酸中でプロトン交換する、ことにより形成される。光導波路１２は、マッハツェンダ干渉系を成し、電極１３は、マッハツェンダの平行導波路上に設けられている。

【0015】

また、電極１３は、ｚ軸方向の電界による屈折率変化を利用するため、光導波路１２の真上に配置される。電極１３は、光導波路１２上に、信号電極と接地電極とがパターニングされることにより形成されるコプレーナ電極である。光モジュール１０は、光導波路１２中を伝搬する光が上記信号電極と接地電極とにより吸収されるのを防ぐため、結晶基板１１と電極１３との間にバッファ層を有する。バッファ層は、厚さ０．２〜２μｍ程度のＳｉＯ_２等により形成される。

【0016】

光モジュール１０は、高速で駆動する場合、上記信号電極と接地電極の終端を抵抗により接続して進行波電極とし、入力側からマイクロ波信号を印加する。このとき、電界によって、マッハツェンダを構成する２本の光導波路１２（例えば、光導波路１２ａ、１２ｂ）の屈折率が、それぞれ＋Δｎａ、−Δｎｂの様に変化し、これに伴い、光導波路１２間の位相差が変化する。その結果、マッハツェンダ干渉によって、位相変調された信号光が、光導波路１２から出力される。光モジュール１０は、電極１３の断面形状を変化させることでマイクロ波の実効屈折率を制御して、光とマイクロ波との速度を整合させることにより、高速の光応答特性を得ることができる。

【0017】

光モジュール１０では、図１に示す様に、結晶基板１１と光導波路１２と電極１３とを収容するパッケージ１４に、中継基板１５を介して、ＦＰＣ１６が設けられている。ＦＰＣ１６上の電極における高周波の伝播損失が大きいと、変調帯域が狭くなり、駆動電圧が上がってしまう。このため、高周波信号を扱う光モジュール１０においては、高周波の損失を減らすために、ＦＰＣ１６を極力短くすることが望ましい。また、ＦＰＣ１６にはＰＣＢが接続されるが、この接続部においてインピーダンスのミスマッチが発生すると、高周波信号の反射が大きくなり、伝送周波数帯域が狭くなる。これを防ぐためには、ＦＰＣ１６上の電極パッド１６ａとＰＣＢの電極パターン１７ａとの接続部における特性インピーダンスが極力５０Ωとなる様にすることが重要である。

【0018】

ＰＣＢの電極パターン１７ａから出力されたＲＦ信号等の電気信号は、パッケージ１４に取り付けられたＦＰＣ１６の電極パッド１６ａを介して、電極１３に入力される。ＰＣＢ（電極パターン）とＦＰＣ１６（電極パッド）との間は、半田により接続されるので、同軸アダプタを用いる場合と比較して、電極パッド１６ａのピッチを狭めることができ、高密度実装が可能となる。

【0019】

図２Ａは、ＰＣＢ１７とＦＰＣ１６との接続部の一例を示す部分断面図である。図２Ａに示す様に、ＰＣＢ１７の電極パターン１７ａとＦＰＣ１６の一端（電極パッド１６ａ側）とは、半田Ｓ１により接続されている。ＦＰＣ１６は、上向きに延在し、他端において、パッケージ１４に接触すると共に、リードピン１８ａ及び半田Ｓ２、Ｓ３により、パッケージ１４上の同軸コネクタ１８に固定されている。また、ＦＰＣ１６は、リードピン１８ａを介して、中継基板１５と電極１３とに電気的に接続されている。これにより、電極パターン１７ａから電極パッド１６ａに入力されたＲＦ信号等の電気信号が、ＦＰＣ１６を経由してリードピン１８ａに到達した後、中継基板１５を経由して電極１３を流れる様になっている。

【0020】

図２Ｂは、ＰＣＢ１７とＦＰＣ１６との接続部の別の一例を示す部分断面図である。図２Ｂに示す様に、ＰＣＢ１７の電極パターン１７ａとＦＰＣ１６の一端（電極パッド１６ａ側）とは、半田Ｓ１により接続されている。ＦＰＣ１６は、横向きに延在し、他端において、パッケージ１４に接触すると共に、リードピン１８ａ及び半田Ｓ２、Ｓ３により、パッケージ１４に挟持された同軸コネクタ１８に固定されている。また、ＦＰＣ１６は、リードピン１８ａを介して、中継基板１５と電極１３とに電気的に接続されている。これにより、電極パターン１７ａから電極パッド１６ａに入力されたＲＦ信号等の電気信号が、ＦＰＣ１６を経由してリードピン１８ａに到達した後、中継基板１５を経由して電極１３を流れる様になっている。図２Ａ及び図２Ｂに示した何れの形態においても、電気信号の伝搬損失を抑えるため、ＦＰＣ１６の電極パッド１６ａの長さは、１ｍｍ程度に短くすることが望ましい。

【0021】

図３は、本実施例に係るＰＣＢ１７とＦＰＣ１６との接続部を示す拡大断面図である。図３に示す様に、本実施例に係る光モジュール１０のＦＰＣ１６では、表面と裏面とに形成された電極パッド１６ａが、２つのスルーホールＴ１、Ｔ２を介して電気的に接続されている。一方、ＰＣＢ１７では、表面と裏面とに、電極パターン１７ａが形成されている。そして、ＦＰＣ１６裏面の電極パッド１６ａとＰＣＢ１７表面の電極パターン１７ａとは、半田Ｓ１により電気的に接続されている。

【0022】

図４は、本実施例に係るＰＣＢ１７の表面とＦＰＣ１６の表面及び裏面とを示す図である。図４に示す様に、ＰＣＢ１７の表面では、シグナルパターンとしての電極パターン１７ａの両側に、電極パターン１７ａに並行する様に、２本のグランドパターン１７ｂ、１７ｃが形成されている。一方、ＦＰＣ１６の表面では、シグナルパターンとしての電極パッド１６ａの両側に、電極パッド１６ａに並行する様に、２本のグランドパターン１６ｂ、１６ｃが形成されている。２本のグランドパターン１６ｂ、１６ｃは、ＦＰＣ１６の上側（パッケージ１４側）にて接続されている。ＦＰＣ１６の裏面では、表面のパターンと対向する位置に、電極パッド１６ａと、２本のグランドパターン１６ｂ、１６ｃとが形成されている。更に、ＦＰＣ１６の裏面には、マイクロストリップラインＭと電極パッド１６ａの一部とを覆う様に、カバー材Ｃが設けられている。なお、カバー材Ｃは、ＦＰＣ１６の表面にも、設けられるものとしてもよい。

【0023】

図４に示す様に、ＦＰＣ１６の裏面では、カバー材Ｃの先端が、マイクロストリップラインＭを超えて電極パッド１６ａの一部を覆う位置まで、下方向（ＰＣＢ１７側）に延在している。すなわち、従来は、カバー材Ｃの先端（下辺）は、破線Ｌ１に示す電極パッド１６ａとマイクロストリップラインＭとの境界線上に位置した。このため、カバー材Ｃの製造誤差によっては、カバー材Ｃの先端が破線Ｌ１に到達せず、マイクロストリップラインＭがカバー材Ｃによって完全に被覆されないことがあった。その結果、マイクロストリップラインＭがＦＰＣ１６から剥離して断線する恐れがあった。そこで、本実施例に係る光モジュール１０では、カバー材Ｃの先端が、破線Ｌ１より下方の破線Ｌ２に示すグランドパターン１６ｂ、１６ｃの先端の位置まで、延在する。これにより、カバー材Ｃは、製造誤差に拘らず、マイクロストリップラインＭを完全に被覆することとなる。その結果、マイクロストリップラインＭの剥離による断線は回避される。

【0024】

なお、図４では、カバー材Ｃの先端（下端）の位置が、グランドパターン１６ｂ、１６ｃの先端（上端）の位置に一致するものとしたが、必ずしもこれに限らない。すなわち、カバー材Ｃの先端が、破線Ｌ１よりも下側（グランドパターン１６ｂ、１６ｃ側）にあればよく、カバー材Ｃを拡大する幅は、カバー材Ｃの製造誤差に応じて可変的に決定される。例えば、カバー材Ｃの製造誤差が±３００μｍである場合には、拡大幅ｗ１は、＋３００μｍに決定される。

【0025】

以上説明した様に、光モジュール１０は、ＦＰＣ１６と配線パターン（例えば、シグナルパターン）とカバー材Ｃとを有する。上記配線パターンは、所定幅を有する電極パッド１６ａと、上記所定幅よりも狭い幅を有し電極パッド１６ａに接続されたマイクロストリップラインＭとを、ＦＰＣ１６上に有する。カバー材Ｃは、電極パッド１６ａの一部とマイクロストリップラインＭとを覆う。従って、カバー材Ｃの製造誤差に拘らず、マイクロストリップラインＭが、カバー材Ｃから露出することはない。その結果、マイクロストリップラインＭの剥離による断線が抑制される。

【0026】

（変形例１）
次に、変形例１について説明する。変形例１に係る光モジュールは、ＦＰＣ１６裏面のパターン形状を除き、上記実施例に係る光モジュール１０と同様の構成を有する。従って、変形例１では、上記実施例と共通する構成要素には、同一の参照符号を用いると共に、その詳細な説明は省略する。

【0027】

上記実施例に係る光モジュール１０では、断線は抑制されるが、電極パッド１６ａの一部がカバー材Ｃに覆われるため、特性インピーダンスが、理想値である５０Ωからずれてしまうことが懸念される。すなわち、電極パッド１６ａの一部がカバー材Ｃに覆われると、覆われた部分はＰＣＢ１７と半田接続されないため、電極パッド１６ａであるにも拘らず、半田接続されない部分が存在することとなる。従って、この部分のインピーダンスが、他の部分（電極パッド１６ａの半田接続部分、マイクロストリップラインＭ）のインピーダンスと整合しなくなり、その結果、接続部における特性インピーダンスが５０Ωからずれてしまうことがある。この様なインピーダンスの不整合は、高周波信号の反射を増大させ、高周波特性を低下させる要因となる。

【0028】

そこで、変形例１に係る光モジュール１０では、上記インピーダンスの調整を図る。図５は、変形例１に係るＰＣＢ１７の表面とＦＰＣ１６の表面及び裏面とを示す図である。図５に示す様に、ＦＰＣ１６の裏面には、グランドパターン１６ｂの先端が電極パッド１６ａに向かって屈曲する様に、コプレーナ線路（ＣＰＷ：CoPlanar Waveguide）１６ｄが形成されている。同様に、グランドパターン１６ｃの先端が電極パッド１６ａに向かって屈曲する様に、コプレーナ線路１６ｅが形成されている。各コプレーナ線路１６ｄ、１６ｅは、上記破線Ｌ１、Ｌ２間の間隔に相当する幅ｗ２を有する。また、左側のコプレーナ線路１６ｄの先端と電極パッド１６ａとの間には、図４のギャップｇ１よりも小さいギャップｇ２が存在する。同様に、右側のコプレーナ線路１６ｅの先端と電極パッド１６ａとの間には、図４のギャップｇ１よりも狭いギャップｇ２が存在する。また、カバー材Ｃは、先端が、コプレーナ線路１６ｄ、１６ｅの下端に一致する様に、ＦＰＣ１６裏面に設けられる。

【0029】

上記特性インピーダンスを調整するためのパラメータとしては、例えば、シグナルパターン（電極パッド１６ａ）の幅、シグナルパターンとグランドパターンとの間隔、ＦＰＣ１６の厚さ（例えば、２５〜５０μｍ）等がある。従って、光モジュール１０の製造者は、シグナルパターンとグランドパターンとの間隔であるギャップｇ２を適切な値に調整することで、特性インピーダンスを５０Ωに近似させることができる。なお、ギャップｇ２は、例えば、数１０〜１００μｍ程度である。

【0030】

なお、コプレーナ線路１６ｄ、１６ｅは、例えば銅箔により形成されるが、必ずしも他のパターンと同一材料により形成されることを要しない。また、コプレーナ線路１６ｄ、１６ｅの形状についても、矩形に限らず、台形、半円形、ひし形、及びこれらの組合せ等、インピーダンスを適性値に調整可能な範囲内で任意である。更に、電極パッド１６ａの両側に形成された２つのコプレーナ線路１６ｄ、１６ｅは、必ずしも同一形状でなくてもよい。

【0031】

上述した様に、変形例１に係る光モジュール１０は、グランドパターン１６ｂ、１６ｃとコプレーナ線路１６ｄ、１６ｅとを更に有する。グランドパターン１６ｂ、１６ｃは、上記配線パターンの両側に形成される。コプレーナ線路１６ｄ、１６ｅは、それぞれグランドパターン１６ｂ、１６ｃに接続され、電極パッド１６ａの一部に向かって延在する。これにより、上述したインピーダンスの不整合は抑制される。従って、高周波信号の反射は減少する。その結果、高周波特性が向上する。

【0032】

（変形例２）
次に、変形例２について説明する。変形例２に係る光モジュールは、ＦＰＣ１６表面のパターン形状を除き、上記実施例に係る光モジュール１０と同様の構成を有する。従って、変形例２では、上記実施例と共通する構成要素には、同一の参照符号を用いると共に、その詳細な説明は省略する。

【0033】

上述した変形例１に係る光モジュール１０では、図５のギャップｇ２が数１０〜１００μｍと狭い。このため、カバー材Ｃがパッケージ１４側に後退する等の理由により、コプレーナ線路１６ｄ、１６ｅが露出した場合に、シグナルパターン（電極パッド１６ａ）とグランドパターン（コプレーナ線路１６ｄ、１６ｅ）との間に半田が流入する可能性がある。その結果、半田ブリッジによるショートが発生することが懸念される。

【0034】

そこで、変形例２に係る光モジュール１０では、半田接続されるＦＰＣ１６裏面ではなく、半田接続されない表面に形成されたグランドパターンをシグナルパターンに近付ける。図６は、変形例２に係るＰＣＢ１７の表面とＦＰＣ１６の表面及び裏面とを示す図である。図６に示す様に、ＦＰＣ１６の表面には、グランドパターン１６ｂの先端が電極パッド１６ａ側（中央側）に屈曲する様に、グランドパターン１６ｆが形成されている。同様に、グランドパターン１６ｃの先端が電極パッド１６ａ側に屈曲する様に、グランドパターン１６ｇが形成されている。各グランドパターン１６ｆ、１６ｇは、上記破線Ｌ１、Ｌ２間の間隔に相当する幅ｗ３を有する。また、グランドパターン１６ｆとグランドパターン１６ｇとの間には、裏面のギャップｇ５よりも広く、かつ、ギャップｇ４、ｇ６よりも狭いギャップｇ３が存在する。

【0035】

従って、光モジュール１０の製造者は、グランドパターン１６ｆ、１６ｇ間の間隔であるギャップｇ３を適切な値に調整することで、シグナルパターンとグランドパターンとの間隔を間接的に調整し、特性インピーダンスを５０Ωに近似させることができる。なお、ギャップｇ３は、例えば５２０μｍ程度である。また、ギャップｇ４は、例えば１ｍｍ程度である。

【0036】

なお、グランドパターン１６ｆ、１６ｇは、例えば銅箔により形成されるが、必ずしも他のパターンと同一材料により形成されることを要しない。また、グランドパターン１６ｆ、１６ｇの形状についても、矩形に限らず、台形、半円形、ひし形、及びこれらの組合せ等、インピーダンスを適性値に調整可能な範囲内で任意である。更に、各グランドパターン１６ｆ、１６ｇは、必ずしも同一形状でなくてもよい。

【0037】

図７は、グランドパターン１６ｆ、１６ｇ間のギャップｇ３と特性インピーダンスＺとの関係を示す図である。図７では、ｘ軸に、図６に示したギャップｇ３（単位はμｍ）が規定され、ｙ軸に、特性インピーダンスＺ（単位はΩ）が規定されている。図７に示す様に、接続部の特性インピーダンスＺは、ギャップｇ３を狭くする程、換言すれば両側のグランドパターン１６ｆ、１６ｇを近付ける程、低下する。図７から、特性インピーダンスＺを、理想値である５０Ωとするには、ギャップｇ３が５２０μｍとなる様に、グランドパターン１６ｆ、１６ｇ間の間隔を調整すればよいことが判る。

【0038】

上述した様に、変形例２に係る光モジュール１０は、グランドパターン１６ｂ、１６ｃとグランドパターン１６ｆ、１６ｇとを更に有する。グランドパターン１６ｂ、１６ｃは、上記配線パターンと異なる面において上記配線パターンに対向する位置の両側に形成される。グランドパターン１６ｆ、１６ｇは、グランドパターン１６ｂ、１６ｃにそれぞれ接続され、上記配線パターンと異なる面において電極パッド１６ａの一部に対向する位置に向かって延在する。すなわち、ＦＰＣ１６の表面では、グランドパターン１６ｂ、１６ｃ、１６ｆ、１６ｇが、シグナルパターンとしての電極パッド１６ａを囲う様に形成されている。変形例２に係る光モジュール１０によれば、特性インピーダンスを調整するためのギャップｇ３は、半田が流入する可能性の低い表面側に形成される。従って、ショートを回避しつつ、特性インピーダンスの調整が可能となる。

【0039】

（変形例３）
次に、変形例３について説明する。変形例３に係る光モジュールは、ＦＰＣ１６表面のパターン形状を除き、変形例２に係る光モジュール１０と同様の構成を有する。従って、変形例３では、変形例２と共通する構成要素には、同一の参照符号を用いると共に、その詳細な説明は省略する。

【0040】

上述した変形例２に係る光モジュール１０では、ＦＰＣ１６表面において、電極パッド１６ａとグランドパターン１６ｂ、１６ｃとがショートすることを防ぐために、グランドパターン１６ｂ、１６ｃ間のギャップｇ４を、グランドパターン１６ｆ、１６ｇ間のギャップｇ３よりも広くした。ところが、ギャップｇ４とギャップｇ３との差が大き過ぎると、境目においてギャップが急峻に変化することとなり、この変化点において、インピーダンスの不整合ひいてはマイクロ波の反射が発生する可能性がある。マイクロ波の反射は、高周波特性を阻害する一因となる。

【0041】

そこで、変形例３に係る光モジュール１０では、ＦＰＣ１６表面の電極パッド１６ａの両側に形成されたグランドパターンの間隔が徐々に変化する。図８は、変形例３に係るＰＣＢ１７の表面とＦＰＣ１６の表面及び裏面とを示す図である。図８に示す様に、ＦＰＣ１６表面に形成されたグランドパターン１６ｂ、１６ｃ間のギャップは、ギャップｇ７から徐々にギャップｇ８となる様に、破線Ｌ２からＦＰＣ１６端部に近付くに連れて、連続的に変化している。換言すれば、グランドパターン１６ｂの幅は、グランドパターン１６ｂとグランドパターン１６ｆとの接続部分に向かって徐々に広くなる。同様に、グランドパターン１６ｃの幅は、グランドパターン１６ｃとグランドパターン１６ｇとの接続部分に向かって徐々に広くなる。これにより、上記ギャップの変化は緩和され、マイクロ波の反射が抑制される。

【0042】

なお、グランドパターン１６ｂ、１６ｃ間のギャップは、必ずしも曲線状に変化する必要は無く、変化の仕方は、例えば、テーパ状、階段状等、反射を抑制可能な範囲内で任意である。

【0043】

（変形例４）
次に、変形例４について説明する。変形例４に係る光モジュールは、ＦＰＣ１６のパターン形状を除き、変形例３に係る光モジュール１０と同様の構成を有する。従って、変形例４では、上記変形例３と共通する構成要素には、同一の参照符号を用いると共に、その詳細な説明は省略する。

【0044】

上述した変形例３に係る光モジュール１０では、破線Ｌ２における急峻なギャップ変化は抑制されるものの、破線Ｌ１における変化は、依然として存在する。すなわち、ＦＰＣ１６表面では、図８に示したギャップｇ７の終わる部分が不連続点となり、ＦＰＣ１６裏面では、電極パッド１６ａとマイクロストリップラインＭとの境界線が不連続点となる。従って、これらの不連続点においてマイクロ波が反射する可能性がある。マイクロ波の反射は、高周波特性を阻害する一因となる。

【0045】

そこで、変形例４に係る光モジュール１０では、破線Ｌ２に加えて、破線Ｌ１における急峻な変化も緩和する。図９は、変形例４に係るＰＣＢ１７の表面とＦＰＣ１６の表面及び裏面とを示す図である。図９に示す様に、ＦＰＣ１６裏面に形成された電極パッド１６ａの信号線幅は、破線Ｌ３から破線Ｌ１（マイクロストリップラインＭの開始線）に近付くに連れて、連続的に狭くなる様に変化している。これに合わせて、ＦＰＣ１６表面に形成されたグランドパターン１６ｆ、１６ｇ間のギャップは、ギャップｇ１１から徐々に小さくなる様に、破線Ｌ３から破線Ｌ１に近付くに連れて、連続的に変化している。換言すれば、電極パッド１６ａの一部の幅は、電極パッド１６ａの一部とマイクロストリップラインＭとの接続部分に向かって徐々に狭くなる。これにより、上記ギャップの変化は緩和され、マイクロ波の反射が抑制される。

【0046】

なお、ＦＰＣ１６裏面の信号線幅は、破線Ｌ２から破線Ｌ１にかけて、連続的に変化するものとしてもよい。同様に、ＦＰＣ１６表面のグランドパターン１６ｆ、１６ｇ間のギャップは、破線Ｌ２から破線Ｌ１にかけて、連続的に変化するものとしてもよい。また、変化の仕方に関しても、必ずしもテーパ状に変化する必要は無く、例えば、曲線状、階段状等、反射を抑制可能な範囲内で任意である。

【0047】

（適用例）
上述した光モジュール１０を用いた光変調器は、高い信頼性と実装性とを両立し得ることから、例えば、送信機への適用が有効である。図１０は、上記実施例及び変形例に係る光モジュール１０の実装された送信機１００の構成を示す図である。図１０に示す様に、送信機１００は、データ生成回路１０１と光変調器１０２と光ファイバ１０３とを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、各種信号やデータの入出力が可能な様に接続されている。データ生成回路１０１により生成されたデータは、光変調器１０２により、電気信号から光信号に変換された後、光ファイバ１０３を伝送媒体として、装置外部に送信される。なお、光モジュール１０は、送信機に限らず受信機（レシーバ）へ適用してもよい。

【0048】

なお、上記実施例及び変形例では、マイクロストリップラインＭは、ＦＰＣ１６の裏面に形成されるものとしたが、表面に形成されるものとしてもよい。また、上記実施例及び変形例が適用される回路基板についても、ＦＰＣに限らず、ＰＣＢ等であってもよい。更に、電極パッド１６ａの先端（パッケージ１４側）に形成されるシグナルパターンは、マイクロストリップラインに限らず、例えばコプレーナ線路であってもよい。

【0049】

また、上記説明では、個々の実施例及び変形例毎に個別の構成、及び動作を説明した。しかしながら、上記実施例及び各変形例に係る光モジュール１０は、他の変形例に特有の構成要素を併せて有するものとしてもよい。また、実施例、変形例毎の組合せについても、２つに限らず、３つ以上の組合せ等、任意の形態を採ることが可能である。例えば、上記実施例に係る光モジュール１０が、変形例４に係るグランドパターン１６ｆ、１６ｇを、ＦＰＣ１６の表面上に有するものとしてもよい。あるいは、変形例１に係る光モジュール１０が、変形例３に係るグランドパターン１６ｆ、１６ｇを、ＦＰＣ１６の表面上に有するものとしてもよい。更に、１つの光モジュール１０が、両立可能な範囲内で、上記実施例及び変形例１〜４において説明した全ての構成要素を併有するものとしてもよい。

【符号の説明】

【0050】

１０ 光モジュール
１１ 結晶基板
１２、１２ａ、１２ｂ 光導波路
１３ 電極
１４ パッケージ
１５ 中継基板
１６ ＦＰＣ
１６ａ 電極パッド
１６ｂ、１６ｃ、１６ｆ、１６ｇ グランドパターン
１６ｄ、１６ｅ コプレーナ線路
１７ ＰＣＢ
１７ａ 電極パターン
１７ｂ、１７ｃ グランドパターン
１８ 同軸コネクタ
１８ａ リードピン
１００ 送信機
１０１ データ生成回路
１０２ 光変調器
１０３ 光ファイバ
Ｃ カバー材
ｇ１〜ｇ１４ ギャップ
Ｌ１ 境界線
Ｌ２ カバー材先端線
Ｌ３ テーパ開始線
Ｍ マイクロストリップライン
Ｓ１〜Ｓ３ 半田
Ｔ１、Ｔ２ スルーホール
ｗ１〜ｗ５ カバー材の拡大幅
Ｚ 特性インピーダンス

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】