特許 6570976 光モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6570976

(24)【登録日】2019年8月16日

(45)【発行日】2019年9月4日

(54)【発明の名称】光モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/022 20060101AFI20190826BHJP

   H05K 1/14 20060101ALI20190826BHJP

   H05K 1/11 20060101ALI20190826BHJP

   H05K 3/46 20060101ALI20190826BHJP

   H01P 5/02 20060101ALI20190826BHJP

   H01L 31/02 20060101ALI20190826BHJP

【ＦＩ】

   H01S5/022

   H05K1/14 G

   H05K1/11 D

   H05K3/46 Z

   H01P5/02 603A

   H01L31/02 A

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-222453(P2015-222453)

(22)【出願日】2015年11月12日

(65)【公開番号】特開2017-92319(P2017-92319A)

(43)【公開日】2017年5月25日

【審査請求日】2018年5月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】301005371

【氏名又は名称】日本ルメンタム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000154

【氏名又は名称】特許業務法人はるか国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】野口 大輔

(72)【発明者】

【氏名】水関 作智子

(72)【発明者】

【氏名】渋谷 典道

(72)【発明者】

【氏名】山本 寛

【審査官】 新田 亮

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１４３５４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２１２６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１９９９９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／０２１８２２９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｓ ５／０２２

Ｈ０１Ｌ ３１／０２

Ｈ０１Ｐ ５／０２

Ｈ０５Ｋ １／１１

Ｈ０５Ｋ １／１４

Ｈ０５Ｋ ３／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光信号及び電気信号を少なくとも一方から他方に変換するための光サブアセンブリと、
前記光サブアセンブリに電気的に接続される第１多層基板と、
前記第１多層基板に部分的に重なって電気的に接続される第２多層基板と、
を有する光モジュールであって、
前記第１多層基板は、第１導電層及び第２導電層を含み、
前記第２多層基板は、第３導電層、第４導電層及び第５導電層を含み、
前記第１導電層は、前記光サブアセンブリに接続される第１信号配線を含み、前記第１信号配線は、端部を除いた位置に他の部分よりも幅の広い幅広部を有し、
前記第２導電層は、前記第１信号配線の前記端部に導通する信号電極と、前記幅広部と重なる第１グランドプレーンと、前記第１グランドプレーンに接続されるグランド端子と、を含み、
前記第３導電層は、前記信号電極に重なって接合される端部を有する第２信号配線と、前記グランド端子に重なって接合されるグランド電極と、を含み、
前記第４導電層は、前記グランド電極と導通する第２グランドプレーンを含み、前記第２グランドプレーンは、前記第２信号配線の前記端部と重なる貫通穴を有し、
前記第５導電層は、前記第２グランドプレーンに導通する第３グランドプレーンを含み、前記第３グランドプレーンは、平面視で、前記貫通穴の内側で前記第２信号配線の前記端部に重なることを特徴とする光モジュール。

【請求項2】

請求項１に記載された光モジュールであって、
前記第１導電層及び前記第２導電層の間に介在する第１絶縁層と、
前記第３導電層及び前記第４導電層の間に介在する第２絶縁層と、
前記第４導電層及び前記第５導電層の間に介在する第３絶縁層と、
前記第１絶縁層を貫通して前記第１信号配線の前記端部及び前記信号電極を導通させる第１導通部と、
前記第２絶縁層を貫通して前記グランド電極及び前記第２グランドプレーンを導通させる第２導通部と、
前記第３絶縁層を貫通して前記第２グランドプレーン及び前記第３グランドプレーンを導通させる第３導通部と、
をさらに有することを特徴とする光モジュール。

【請求項3】

請求項１又は２に記載された光モジュールであって、
前記第１信号配線の前記幅広部は、前記第１グランドプレーンからはみ出す部分を有することを特徴とする光モジュール。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項に記載された光モジュールであって、
前記第２信号配線の前記端部及び前記信号電極は、相互に接合する接合領域を有し、
前記接合領域は、前記第１信号配線に沿った長さを有し、
前記第１信号配線は、前記接合領域に隣接して、前記長さ以下の長さの範囲内に、前記幅広部を有することを特徴とする光モジュール。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載された光モジュールであって、
前記第２信号配線は、一対の第２信号配線を含み、
前記貫通穴は、前記一対の第２信号配線の端部の間の領域の少なくとも一部との重畳を避けて形成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から５のいずれか１項に記載された光モジュールであって、
前記第２グランドプレーンの前記貫通穴は、前記第２信号配線が先端から延びる方向に、幅が徐々に狭くなる形状を有し、
前記第２信号配線の前記端部及び前記第２グランドプレーンの、前記貫通穴に隣接した重畳領域が、前記第２信号配線が前記先端から延びる方向に、徐々に大きくなることを特徴とする光モジュール。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか１項に記載された光モジュールであって、
前記第２信号配線の前記端部は、前記信号電極よりも、幅が広いことを特徴とする光モジュール。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか１項に記載された光モジュールであって、
前記第１信号配線の前記幅広部は、前記第２グランドプレーンの前記貫通穴に重ならない位置にあることを特徴とする光モジュール。

【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】

光モジュールは、一般に、光サブアッセンブリと変調電気信号を出力する駆動ＩＣ等を実装したプリント基板(以下ＰＣＢ)を内部に有した形態をとる。光サブアッセンブリの筐体は、光半導体素子を収容し、フレキシブルプリント基板(以下ＦＰＣ)が接続されている。

【0003】

光モジュールは、近年のブロードバンドネットワークの普及とともに高速化、小型化、低コスト化が図られている。光モジュールの小型化実現のため、光サブアッセンブリの小型化のみならず、周辺ＩＣ（Integrated Circuit）やＰＣＢの小型化も必要となる。ＩＣを小型化するため、近年のＩＣパッケージはＢＧＡ（Ball Grid Array）型として提供されており、ボールピッチは概ね０．５ｍｍで配置される。更に搭載面の格子上すべてが端子で埋め尽くされたフルグリッドの形態によって高密度実装を実現している。しかしながら、０．５ｍｍのボール間に配線を通すことは不可能であるため、２列目又はそれよりも内側の端子には、多層配線構造によって配線をつなぐ必要がある。

【0004】

多層配線構造のビアをドリルで形成すると、ランド径が大きくなって隣接するボールが干渉するため、フルグリッドの内側にある端子には配線することができない。そこで、ランド径が小さくなるように、レーザーでビアを形成する必要がある。レーザーで形成したビアであれば、フルグリッドの端子すべてに配線することができるが、ＰＣＢを構成する基材は、レーザーの出力やコスト等の制約を受け、基材の厚み、誘電率、誘電正接などにも設計の自由度が低い。

【0005】

また、近年では高速化要求のため２５Ｇｂｉｔ／ｓ級の高速電気信号を伝送可能な光モジュールの需要が拡大しており、ＦＰＣに実装された光サブアッセンブリは、上記制約を受けたＰＣＢに半田等を用いて接続される場合、接続点において特性インピーダンスの不整合が生じ、電気信号の反射が甚大となり、光モジュールの波形品質を劣化させてしまう問題が生じた。

【0006】

そこで、特性インピーダンスの不整合を緩和するため、特許文献１では、ＦＰＣとＰＣＢの接続部直下のＧＮＤを除去し、特性インピーダンスの低下を防いでいる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００７−２０７８０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１で提案されるような方法では、小型化されたＰＣＢとＦＰＣとの接続部で２０ＧＨｚを超える周波数領域まで、特性インピーダンスを所望の値に整合させることが困難であった。また、ＦＰＣのＰＣＢと接続する端子幅を調整することでも、特性インピーダンスの微調は可能だが、半田付けの作業性を低下させ、工数の上昇を招いていてしまう。

【0009】

本発明は、多層基板と多層基板との接続箇所において、特性インピーダンス不整合によって生じる反射特性の低下の改善を図ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

（１）本発明に係る光モジュールは、光信号及び電気信号を少なくとも一方から他方に変換するための光サブアセンブリと、前記光サブアセンブリに電気的に接続される第１多層基板と、前記第１多層基板に部分的に重なって電気的に接続される第２多層基板と、を有する光モジュールであって、前記第１多層基板は、第１導電層及び第２導電層を含み、前記第２多層基板は、第３導電層、第４導電層及び第５導電層を含み、前記第１導電層は、前記光サブアセンブリに接続される第１信号配線を含み、前記第１信号配線は、端部を除いた位置に他の部分よりも幅の広い幅広部を有し、前記第２導電層は、前記第１信号配線の前記端部に導通する信号電極と、前記幅広部と重なる第１グランドプレーンと、前記第１グランドプレーンに接続されるグランド端子と、を含み、前記第３導電層は、前記信号電極に重なって接合される端部を有する第２信号配線と、前記グランド端子に重なって接合されるグランド電極と、を含み、前記第４導電層は、前記グランド電極と導通する第２グランドプレーンを含み、前記第２グランドプレーンは、前記第２信号配線の前記端部と重なる貫通穴を有し、前記第５導電層は、前記第２グランドプレーンに導通する第３グランドプレーンを含み、前記第３グランドプレーンは、前記貫通穴の内側で前記第２信号配線の前記端部に重なることを特徴とする。本発明によれば、第１多層基板においては幅広部によって、第１信号配線と第１グランドプレーンとの間の容量を増やしている。第２多層基板では、貫通穴によって第２信号配線と第２グランドプレーンとの間の容量を減らす一方で、貫通穴の内側で、第２信号配線と第３グランドプレーンとの間に容量を設けている。これらの、容量の増減によって、特性インピーダンス不整合によって生じる反射特性の改善を図っている。

【0011】

（２）（１）に記載された光モジュールであって、前記第１導電層及び前記第２導電層の間に介在する第１絶縁層と、前記第３導電層及び前記第４導電層の間に介在する第２絶縁層と、前記第４導電層及び前記第５導電層の間に介在する第３絶縁層と、前記第１絶縁層を貫通して前記第１信号配線の前記端部及び前記信号電極を導通させる第１導通部と、前記第２絶縁層を貫通して前記グランド電極及び前記第２グランドプレーンを導通させる第２導通部と、前記第３絶縁層を貫通して前記第２グランドプレーン及び前記第３グランドプレーンを導通させる第３導通部と、をさらに有することを特徴としてもよい。

【0012】

（３）（１）又は（２）に記載された光モジュールであって、前記第２グランドプレーンの前記貫通穴は、前記第２信号配線が先端から延びる方向に、幅が徐々に狭くなる形状を有し、前記第２信号配線の前記端部及び前記第２グランドプレーンの、前記貫通穴に隣接した重畳領域が、前記第２信号配線が前記先端から延びる方向に、徐々に大きくなることを特徴としてもよい。

【0013】

（４）（１）から（３）のいずれか１項に記載された光モジュールであって、前記第２信号配線の前記端部は、前記信号電極よりも、幅が広いことを特徴としてもよい。

【0014】

（５）（１）から（４）のいずれか１項に記載された光モジュールであって、前記第１信号配線の前記幅広部は、前記第２グランドプレーンの前記貫通穴に重ならない位置にあることを特徴としてもよい。

【0015】

（６）（１）から（５）のいずれか１項に記載された光モジュールであって、前記第１信号配線の前記幅広部は、前記第１グランドプレーンからはみ出す部分を有することを特徴としてもよい。

【0016】

（７）（１）から（６）のいずれか１項に記載された光モジュールであって、前記第２信号配線は、一対の第２信号配線を含み、前記貫通穴は、前記一対の第２信号配線の端部の間の領域の少なくとも一部との重畳を避けて形成されていることを特徴としてもよい。

【0017】

（８）（１）から（７）のいずれか１項に記載された光モジュールであって、前記第２信号配線の前記端部及び前記信号電極は、相互に接合する接合領域を有し、前記接合領域は、前記第１信号配線に沿った長さを有し、前記第１信号配線は、前記接合領域に隣接して、前記長さ以下の長さの範囲内に、前記幅広部を有することを特徴としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態に係る光モジュールの平面図である。

【図2】第１多層基板及び第２多層基板の接続を示す図である。

【図3】第１多層基板を示す平面図である。

【図4】図３に示す第１多層基板のIV−IV線断面図である。

【図5】図３に示す第１多層基板のＶ−Ｖ線断面図である。

【図6】第１多層基板の第２導電層を示す図である。

【図7】第２多層基板を示す平面図である。

【図8】図７に示す第２多層基板のVIII−VIII線断面図である。

【図9】図７に示す第２多層基板のIX−IX線断面図である。

【図10】第２多層基板の第４導電層を示す図である。

【図11】第２多層基板の第５導電層を示す図である。

【図12】第２導電層と第３導電層の接合状態を説明する図である。

【図13】反射特性を比較した結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面については、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0020】

図１は、本発明の実施形態に係る光モジュールの概略を示す平面図である。光モジュールとして、光送受信モジュールを例に挙げる。図１は、筐体１の上板を取り除いた状態を示している。光送受信モジュールの光レセプタクル２から入力される光信号は、光ファイバ３を通って光受信部品４（ROSA; Receiver Optical Subassembly）で電気信号に変換される。

【0021】

光受信部品４が出力する高周波の電気信号は、電気高周波部品５（増幅器）で増幅され、カードエッジコネクタ６に接続された機器に出力される。

【0022】

また、カードエッジコネクタ６に接続された機器から入力される電気信号は、電気高周波部品７（増幅器）で増幅され、光送信部品８（TOSA; Transmitter Optical Subassembly）で光信号に変換される。光送信部品８にて変換された光信号は、光ファイバ３や合波器を経て光レセプタクル２から出力される。光受信部品４及び光送信部品８は、光信号及び電気信号を少なくとも一方から他方に変換するための光サブアセンブリの例である。

【0023】

図２は、光サブアセンブリ、第１多層基板及び第２多層基板の接続を示す図である。光サブアセンブリの一例として光受信部品４は、第１多層基板１０の一方の端部に接続される。また、第１多層基板１０は、図１に示す電気高周波部品５が搭載された第２多層基板１２に部分的に重なって電気的に接続される。第１多層基板１０と第２多層基板１２は、出力インピーダンスが差動５０オームになるように、基材の厚さと誘電率が設計されるが、接続部でのインピーダンスをコントロールするための構造がさらに必要になる。以下、第１多層基板１０及び第２多層基板１２の構造について説明する。

【0024】

図３は、第１多層基板１０を示す平面図である。図４は、図３に示す第１多層基板１０のIV−IV線断面図である。図５は、図３に示す第１多層基板１０のＶ−Ｖ線断面図である。

【0025】

第１多層基板１０は、例えば、フレキシブルプリント基板であり、基材として第１絶縁層１４を含む。第１絶縁層１４の一方の面に第１導電層１６が形成されている。第１導電層１６は、第１信号配線１８を含む。一対の第１信号配線１８が差動線路を構成している。第１信号配線１８は、図示しない光サブアセンブリに接続される。第１信号配線１８は、端部を除いた位置に他の部分よりも幅（延びる方向に直交する方向の大きさ）の広い幅広部２０を有する。幅広部２０は、配線ラインの幅方向の一方に他方よりも大きく広がる。図３の例では、幅広部２０は、一対の第１信号配線１８の相互に離れる方向に大きく、相互に近づく方向に小さく、配線ラインから突出する。

【0026】

第１導電層１６は、後述するグランド端子３２に導通する接続電極２２を有する。一対の接続電極２２が、一対の第１信号配線１８を挟む位置にある。一対の第１信号配線１８の間隔Ａは、接続電極２２と第１信号配線１８との間隔Ｂよりも小さい。その効果は、図１２を参照して後述する。第１信号配線１８（特に幅広部２０）を覆うように第１保護層２４が設けられている。第１保護層２４は、第１信号配線１８の端部を避けて設けられ、接続電極２２の少なくとも一部を避けて設けられている。

【0027】

図６は、第１多層基板１０の第２導電層２６を示す図である。第１多層基板１０は、第２導電層２６を含む。第１導電層１６及び第２導電層２６の間に第１絶縁層１４が介在する。第２導電層２６は、信号電極２８を含む。信号電極２８は、第１信号配線１８の端部に導通する。信号電極２８と第１信号配線１８は、幅が一致するようになっており、一対の信号電極２８の間隔Ａ（図６）は、一対の第１信号配線１８の間隔Ａ（図３）と同じである。

【0028】

第２導電層２６は、第１グランドプレーン３０を含む。第１絶縁層１４を介する第１信号配線１８と第１グランドプレーン３０によってマイクロストリップ線路が構成される。図６に示すように、第１グランドプレーン３０は幅広部２０と重なる。ただし、第１信号配線１８の幅広部２０は、第１グランドプレーン３０からはみ出す部分を有する。第１グランドプレーン３０にグランド端子３２が接続する。図５に示すように、グランド端子３２は、接続電極２２と重なり、幅が一致するようになっている。グランド端子３２と信号電極２８との間隔Ｂ（図６）は、接続電極２２と第１信号配線１８との間隔Ｂ（図３）と同じである。一対の信号電極２８の間隔Ａは、グランド端子３２と信号電極２８との間隔Ｂよりも小さい。その効果は、図１２を参照して後述する。

【0029】

第１グランドプレーン３０（特にグランド端子３２を除く部分の全体）を覆うように第２保護層３４が設けられている。第２保護層３４は、信号電極２８の端部を避けて設けられ、グランド端子３２の少なくとも一部を避けて設けられている。

【0030】

図５に示すように、第１信号配線１８の端部及び信号電極２８を導通させ、接続電極２２及びグランド端子３２を導通させるために、第１絶縁層１４を貫通して第１導通部３６が設けられている。詳しくは、図３に示す第１保護層２４から露出した位置で、第１信号配線１８の端部及び接続電極２２のそれぞれと第１絶縁層１４を貫通する第１スルーホール３８が形成され、溶融して流し込まれた半田Ｓが硬化して、第１導通部３６が設けられる。同様に、第１保護層２４から露出した位置で、接続電極２２及びグランド端子３２のそれぞれと第１絶縁層１４を貫通する第１スルーホール３８が形成され、溶融して流し込まれた半田Ｓが硬化して、第１導通部３６が設けられる。

【0031】

第１導通部３６を構成する半田Ｓは、溶融時に、図６に示す第２保護層３４から露出する範囲で、第２導電層２６（信号電極２８及びグランド端子３２）の上で濡れ拡がり硬化する（図５参照）。半田Ｓは、信号電極２８及びグランド端子３２と、後述する第３導電層４０とを接合する。

【0032】

図７は、第２多層基板１２を示す平面図である。図８は、図７に示す第２多層基板１２のVIII−VIII線断面図である。図９は、図７に示す第２多層基板１２のIX−IX線断面図である。

【0033】

第２多層基板１２は、第１多層基板１０に部分的に重なって電気的に接続される。第２多層基板１２は、例えば、プリント配線板であってリジッド基板が例に挙げられる。第２多層基板１２は、第３導電層４０を含む。第３導電層４０は、第２信号配線４２を含む。一対の第２信号配線４２が差動線路を構成している。第２信号配線４２は、第２多層基板１２に搭載された電気高周波部品５，７（図１参照）に接続される。第２信号配線４２は、端部がその手前の配線ラインよりも幅が広くなっている。

【0034】

第３導電層４０は、グランド電極４４を含む。一対のグランド電極４４が、一対の第２信号配線４２を挟む位置にある。一対の第２信号配線４２の間隔Ａ´は、第２信号配線４２の端部とグランド電極４４との間隔Ｂ´よりも小さい。その効果は、図１２を参照して後述する。第２信号配線４２を覆うように第３保護層４６が設けられている。第３保護層４６は、第２信号配線４２の端部を避けて設けられ、グランド電極４４の少なくとも一部を避けて設けられている。

【0035】

第２信号配線４２の端部は、信号電極２８（図６）に重なって接合される。信号電極２８と第２信号配線４２の端部とは、上述した半田Ｓによって接合される（図９参照）。第２信号配線４２の端部及び信号電極２８は、相互に接合する接合領域を有する。

【0036】

第２信号配線４２及び信号電極２８の接合領域は、図７に示すように、第１信号配線１８（又は第２信号配線４２）に沿った長さＬ１を有する。第１信号配線１８は、図７に示すように、接合領域に隣接して、長さＬ１以下の長さＬ２の範囲内に、幅広部２０を有する。第２信号配線４２の端部は、接合領域において、信号電極２８よりも幅が広い。そのため、一対の第２信号配線４２の間隔Ａ´（図７）は、一対の信号電極２８の間隔Ａ（図６）よりも狭くなる。

【0037】

グランド電極４４（図７）は、グランド端子３２（図６）に重なって接合される。第２信号配線４２の端部及び信号電極２８は、相互に接合する接合領域を有し、接合領域において、グランド電極４４はグランド端子３２よりも幅が広い。そのため、第２信号配線４２の端部とグランド電極４４との間隔Ｂ´（図７）は、信号電極２８とグランド端子３２との間隔Ｂ（図６）よりも狭くなる。グランド電極４４とグランド端子３２とは、上述した半田Ｓによって接合される（図５及び図９）。

【0038】

第２多層基板１２は、基材として第２絶縁層４８を含む。第２絶縁層４８の一方の面に第３導電層４０が形成され、他方の面に第４導電層５０が形成されている。第３導電層４０及び第４導電層５０の間に第２絶縁層４８が介在する。

【0039】

図１０は、第２多層基板１２の第４導電層５０を示す図である。第４導電層５０は、第２グランドプレーン５２を含む。図９に示すように、第２信号配線４２と第２グランドプレーン５２によってマイクロストリップ線路が構成される。第２グランドプレーン５２はグランド電極４４と導通する。第２グランドプレーン５２及びグランド電極４４を導通させるために、第２絶縁層４８を貫通して第２導通部５４が設けられている。

【0040】

第２グランドプレーン５２は、貫通穴５６を有する。貫通穴５６は、切り欠きとは異なり、周囲が第２グランドプレーン５２の材料で切れ目なく囲まれる形状である（図１０）。貫通穴５６は、図７に示すように、第２信号配線４２の端部と重なる。貫通穴５６の内側に、第２信号配線４２の端部が位置する。貫通穴５６は、一対の第２信号配線４２の端部の間の領域の少なくとも一部との重畳を避けて形成されている。つまり、一対の第２信号配線４２の端部の間には、第２グランドプレーン５２の材料が存在する。一対の第２信号配線４２の端部は、相互に対向する側部が、貫通穴５６からはみ出すようになっている。つまり、貫通穴５６の内縁が、第２信号配線４２の端部の領域内にある。

【0041】

第２グランドプレーン５２の貫通穴５６は、第２信号配線４２が先端から延びる方向（図７で下方向）に、幅が徐々に狭くなる形状を有する。第２信号配線４２の端部及び第２グランドプレーン５２は、貫通穴５６に隣接した重畳領域を有する。この重畳領域は、第２信号配線４２が先端から延びる方向に、徐々に大きくなる。図７に示すように、第１信号配線１８の幅広部２０は、第２グランドプレーン５２の貫通穴５６に重ならない位置にある。

【0042】

図１１は、第２多層基板１２の第５導電層５８を示す図である。第２多層基板１２は、第５導電層５８を含む。第４導電層５０及び第５導電層５８の間に第３絶縁層６０が介在する。第５導電層５８は、第３グランドプレーン６２を含む。第３グランドプレーン６２は、図１０に示す貫通穴５６の内側で第２信号配線４２の端部に重なる（図９）。第３グランドプレーン６２は第２グランドプレーン５２に導通する。第３絶縁層６０を貫通して第３導通部６４が設けられ、第２グランドプレーン５２及び第３グランドプレーン６２を導通させる。

【0043】

第３保護層４６から露出した位置で、図９に示すように、グランド電極４４、第２絶縁層４８、第２グランドプレーン５２、第３絶縁層６０及び第３グランドプレーン６２を貫通する第２スルーホール６６が形成され、溶融して流し込まれた半田Ｓが硬化して、第２導通部５４及び第３導通部６４が設けられる。図５に示す第１導通部３６を構成する半田Ｓによって、溶融時に連続して、第２導通部５４及び第３導通部６４を構成してもよい。なお、第３グランドプレーン６２の、第３絶縁層６０とは反対側の面には、第４保護層６８が設けられている。

【0044】

本実施形態によれば、第１多層基板１０においては幅広部２０によって、第１信号配線１８と第１グランドプレーン３０との間の容量を増やしている（図４）。第２多層基板１２では、図９に示すように、貫通穴５６によって第２信号配線４２と第２グランドプレーン５２との間の容量を減らす一方で、貫通穴５６の内側で、第２信号配線４２と第３グランドプレーン６２との間に容量を設けている。これらの、容量の増減によって、特性インピーダンス不整合によって生じる反射特性の改善を図っている。

【0045】

図１２は、第２導電層２６と第３導電層４０の接合状態を説明する図である。上述したように、第１多層基板１０の信号電極２８及びグランド端子３２は、それぞれ、第２多層基板１２の第２信号配線４２及びグランド電極４４と接合される。信号電極２８及び第２信号配線４２からなるシグナル接続部と、グランド端子３２及びグランド電極４４からなるグランド接続部は、これらの幅方向に位置がずれることがある。ずれによって、シグナル接続部とグランド接続部が接近するとインピーダンスの不整合が生じる。

【0046】

本実施形態では、一対の信号電極２８の間隔Ａは、グランド端子３２と信号電極２８との間隔Ｂよりも小さい。また、一対の第２信号配線４２の間隔Ａ´は、第２信号配線４２の端部とグランド電極４４との間隔Ｂ´よりも小さい。これにより、シグナル接続部とグランド接続部が離れるので、実効的なインピーダンスへの影響を低減することができる。

【0047】

［実施例］
直接変調型ＴＯＳＡを使用する光モジュールは消費電力制約のため、終端抵抗を設けず、低抵抗値の光半導体素子（８〜１２Ｏｈｍ）で終端される。そのため、高周波電気信号は、光半導体素子で反射され、駆動デバイスが搭載されている第２多層基板１２側へ戻ってくる。第２多層基板１２側へ戻ってきた反射波を、第１多層基板１０及び第２多層基板１２の接続部でさらに反射させることなく、駆動デバイスの終端抵抗まで導くことができれば問題は生じないが、接続部で反射してしまうと、高周波線路内に多重反射が顕在化し、光波形品質を劣化させてしまう。

【0048】

２５ＧＨｚの高速動作には、第１多層基板１０及び第２多層基板１２の接続部におけるＳ１１を、光半導体素子が応答する３０ＧＨｚまでの周波数領域では−２０ｄＢ以下、素子の応答が劣化し始める３０ＧＨｚ〜４０ＧＨｚまでの周波数領域では−１０ｄＢ以下に抑制することが必要となる。

【0049】

本実施例では、第１信号配線１８の幅広部２０の有無、第２グランドプレーン５２の貫通穴５６の有無、及び第３グランドプレーン６２の有無によって、反射特性Ｓ１１がどのように異なるかを高周波３次元電磁界シミュレータＨＦＳＳ（High Frequency Structure Simulator）によってシミュレートした。

【0050】

図１３は、反射特性を比較した結果を示す図である。Ａは、第１信号配線１８に幅広部２０を形成し、第２グランドプレーン５２に上述した平面形状の貫通穴５６を形成し、貫通穴５６に重なるように第３グランドプレーン６２を設けた場合（つまり、本発明を適用した例）を示す。

【0051】

Ｂは、第１信号配線１８の幅広部２０を設けない点でＡと異なり、

【0052】

Ｃは、第３グランドプレーン６２を設けない点でＡと異なり、

【0053】

Ｄは、第１信号配線１８の幅広部２０及び第３グランドプレーン６２を設けない点でＡと異なり、

【0054】

Ｅは、第２グランドプレーン５２の貫通穴５６を設けない点でＡと異なり、

【0055】

Ｆは、第１信号配線１８の幅広部２０、第２グランドプレーン５２の貫通穴５６及び第３グランドプレーン６２のいずれも有しない点でＡと異なる。

【0056】

図１３に示すように、本発明を適用した例（点線Ａ）では、第１多層基板１０及び第２多層基板１２の接続部におけるＳ１１を、光半導体素子が応答する３０ＧＨｚまでの周波数領域では−２０ｄＢ以下に抑制することができ、素子の応答が劣化し始める３０ＧＨｚ〜４０ＧＨｚまでの周波数領域では−１０ｄＢ以下に抑制することができた。Ｂ〜Ｆでは目標値を達成することができなかった。

【0057】

本発明を適用した実施例では、第２グランドプレーン５２に第２信号配線４２の端部と重なる貫通穴５６を形成し、貫通穴５６の内側で第２信号配線４２の端部に重なる第３グランドプレーン６２を配置し、貫通穴５６を上述した形状にすることで特性インピーダンスを微調し、さらに補正しきれなかった高周波領域での不整合を第１信号配線１８に形成した幅広部２０に容量を持たせることで補償した。

【0058】

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。

【符号の説明】

【0059】

１ 筐体、２ 光レセプタクル、３ 光ファイバ、４ 光受信部品、５ 電気高周波部品、６ カードエッジコネクタ、７ 電気高周波部品、８ 光送信部品、１０ 第１多層基板、１２ 第２多層基板、１４ 第１絶縁層、１６ 第１導電層、１８ 第１信号配線、２０ 幅広部、２２ 接続電極、２４ 第１保護層、２６ 第２導電層、２８ 信号電極、３０ 第１グランドプレーン、３２ グランド端子、３４ 第２保護層、３６ 第１導通部、３８ 第１スルーホール、４０ 第３導電層、４２ 第２信号配線、４４ グランド電極、４６ 第３保護層、４８ 第２絶縁層、５０ 第４導電層、５２ 第２グランドプレーン、５４ 第２導通部、５６ 貫通穴、５８ 第５導電層、６０ 第３絶縁層、６２ 第３グランドプレーン、６４ 第３導通部、６６ 第２スルーホール、６８ 第４保護層。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】