印刷电路板以及光模块的制作方法
本发明涉及印刷电路板(printedcircuitboard)以及光模块，尤其涉及配置于印刷电路板上的差动传输线路的差动阻抗的抑制。
背景技术：
在印刷电路板上形成有传输线路(transmissionline)，使用该传输线路传输电信号(electricsignal)(例如系列数据信号)。作为传输线路的一个例子，有微带线路(microstripline)，在用微带线路实现差动传输线路(differentialtransmissionline)的情况下，包含接地导体层(groundconductorlayer)和隔着电介体层配置的一对带状导体层(apairofstripconductorlayer)而构成。微带线路能够形成于印刷电路板的表面。在印刷电路板具有分别隔着电介体层而形成有多个配线层(wiringlayers)的多层构造(multi-layerstructure)的情况下，能够在印刷电路板的上表面和下表面分别形成微带线路。为了使搭载有印刷电路板的装置小型化，需要在印刷电路板高密度地安装电气部件(electricparts)。因此，在具有多层构造的印刷电路板的上表面和下表面分别形成作为差动传输线路的微带线路，在印刷电路板的内部沿层叠方向延伸地连接这些微带线路的需要变高。
对分别形成于印刷电路板的上表面和下表面的微带线路进行连接的构造由差动孔构造(differentialviastructure)、和包围差动孔构造的多个接地孔(groundvias)构成。差动孔构造利用一对通孔(apairofviahole)将上表面侧一对带状导体(apairofstripconductor)和下表面侧的一对带状导体分别电连接。各接地孔利用通孔将上表面侧的接地导体层和下表面侧的接地导体层电连接。关于差动孔构造，公开于例如日本特开2005－277028号公报、日本特开2004－14800号公报、日本特开2015－56719号公报、以及日本特开2009－212400号公报。
在日本特开2005－277028号公报以及日本特开2004－14800号公报中，公开了印刷电路板上的差动孔构造。在日本特开2005－277028号公报中叙述了如下技术：通过对内层焊盘(innerlayerland)与内层接地面(innerlayergroundplane)之间的容量值(capacitancevalue)进行调节，来使差动孔部分的阻抗为100ω或者90ω～117ω，从而接近差动传输线路的差动阻抗(differentialimpedance)。在日本特开2004－14800号公报中叙述了如下技术：通过扩展孔间隔(viainterval)来提高差动孔的阻抗。
在日本特开2015－56719号公报以及日本特开2009－212400号公报中，公开了高频特性优异的差动孔构造，作为更加准确的构造解析机构(structuralanalysismeans)，使用电磁场解析仪器(electromagneticfieldanalysistool)来研究，并公开了多层陶瓷基板(multi-layerceramicsubstrate)上的差动孔构造。通过使用多层陶瓷基板的制造技术，与印刷电路板相比，能够实现更加小型的差动孔构造的制造。在日本特开2015－56719号公报中叙述了如下技术：以间距0.205mm～0.4mm配置不具有内层焊盘的直径0.1mm的差动孔，通过将周围用接地孔以同心圆状(concentrically)包围，来构成疑似同轴线路(quasico-axialtransmissionline)。通过调节间距的值来使差动孔部分的阻抗成为100ω～145ω，从而使差动传输线路的差动阻抗接近100ω。表示出根据该构造，在至频率30ghz的频率范围可得到良好的差动通过特性。在日本特开2009－212400号公报中公开了如下技术：以间距0.7mm～1.0mm配置不具有内层焊盘的直径0.1mm～0.13mm的差动孔，通过将其周围用8个或者10个接地孔包围，从而构成疑似同轴线路。差动传输线路的差动阻抗为100ω，根据该构造，在至频率40ghz的频率范围可得到良好的差动反射特性和差动通过特性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005－277028号公报
专利文献2：日本特开2004－14800号公报
专利文献3：日本特开2015－56719号公报
专利文献4：日本特开2009－212400号公报
技术实现要素：
在上述现有技术文献(priorarts)中，叙述了如下技术：形成于印刷电路板的上表面和下表面的差动传输线路的差动阻抗是100ω，提出了将它们连接的差动孔构造，并使差动孔构造中的差动阻抗接近100ω。然而，有时希望差动阻抗比100ω低的差动传输线路，上述现有技术文献中并没有对此进行特别记载。
发明者们对使差动阻抗更低的差动孔构造进行了研究。差动孔构造的每单位长度的合成电感(combinedimpedanceperunitlength)能够用近似的2l－m(数式1)来表示。在此，l是一对差动孔各自的每单位长度的自电感(selfinductanceperunitlength)，m是一对差动孔的每单位长度的互电感(mutualinductanceperunitlength)。为了使差动阻抗更低，优选使l更小、使m更大。为了使自电感更小，只要使差动孔的孔径(viadiameter)更大即可。为了使互电感更大，只要使一对差动孔的中心间距离(center-to-centerdistance)更接近即可。
然而，为了使自电感更小，若使差动孔的孔径更大，则孔径变大，因此使一对差动孔的中心间距离接近变得困难。即，不能兼顾自电感的降低和互电感的增加这两者，难以实现差动阻抗的降低。
本发明是鉴于该课题而提出的方案，目的在于提供一种印刷电路板以及光模块，其实现在内部在层叠方向上延伸的差动传输线路的低阻抗化。
(1)为了解决上述课题，本发明的印刷电路板具备在层叠方向上延伸的层叠方向差动传输线路，上述印刷电路板的特征在于，上述层叠方向差动传输线路包括：差动信号孔对，其包含均在层叠方向上延伸的第一信号孔和第二信号孔；以及多个导体板对，各对包含第一导体板和第二导体板，该第一导体板在基板平面方向从上述第一信号孔的周缘向外侧扩展，该第二导体板与上述第一导体板位于同一层上且与上述第一导体板分离，并在上述基板平面方向从上述第二信号孔的周缘向外侧扩展，上述多个导体板对沿上述层叠方向相互分离地排列，相对于连结上述第一信号孔的重心和上述第二信号孔的重心的重心线段的垂直二等分线，在各个上述多个导体板对中，上述第一导体板的外形的重心位于比上述第一信号孔的重心靠内侧，上述第二导体板的外形的重心位于比上述第二信号孔的重心靠内侧。
(2)在上述(1)所述的印刷电路板中，优选在各个上述多个导体板对中，上述第一导体板的外形的相对于上述重心线段的宽度沿上述重心线段从外侧向内侧恒定或扩展，上述第二导体板的外形的相对于上述重心线段的宽度沿上述重心线段从外侧向内侧恒定或扩展。
(3)在上述(1)或者(2)所示的印刷电路板中，优选在各个上述多个导体板对中，上述第一导体板和上述第二导体板隔着上述垂直二等分线而相互对置，上述第一导体板的外形和上述第二导体板的外形在对置的部分沿上述垂直二等分线延伸。
(4)在上述(1)至(3)任一项所述的印刷电路板中，优选在上述多个导体板对中，上述第一导体板的外形与上述第二导体板的外形分别相对于上述重心线段成为线对称。
(5)在上述(1)至(4)任一项所述的印刷电路板中，优选在各个上述导体板对中，上述第一导体板的外形与上述第二导体板的外形相对于上述垂直二等分线成为线对称。
(6)在上述(1)至(5)任一项所述的印刷电路板中，还具备：第一差动传输线路，其配置于该基板的上表面侧，并且与上述层叠方向差动线路电连接；以及第二差动传输线路，其配置于该基板的下表面侧，并且与上述层叠方向差动线路电连接，上述第一差动传输线路包括：第一带状导体板对，其配置于第一层上，并且与上述差动信号孔对分别接触地连接；以及第一接地导体层，其配置于比上述第一层靠层叠方向下侧的第二层上，并且具有在内侧包围上述差动信号孔对的第一贯通孔，上述第二差动传输线路包括：第二接地导体层，其配置于比上述第二层靠层叠方向下侧的第三层上，并且具有在内侧包围上述差动信号孔对的第二贯通孔；以及第二带状导体对，其配置于比上述第三层靠层叠方向下侧的第四层上，并且与上述差动信号孔对分别接触地连接，上述多个导体板对包括第一导体板对和第二导体板对，上述第一导体板对与上述第一接地导体层分离地配置于上述第二层上且上述第一贯通孔的内侧，上述第二导体板对与上述第一接地导体层分离地配置于上述第三层上且上述第二贯通孔的内侧。
(7)在上述(6)所述的印刷电路板中，优选上述多个导体板对还包括分别配置于上述第二层与上述第三层之间的一个以上的层间导体板对。
(8)在上述(6)或者(7)所述的印刷电路板中，优选上述第一带状导体对分别具有开路枝节部。
(9)在上述(6)或者(7)所述的印刷电路板中，优选在俯视下，上述第一带状导体对在内侧包含第一导体板对。
(10)在上述(6)至(9)任一项所述的印刷电路板中，优选还包括多个接地孔，该多个接地孔以在内侧包围上述差动信号孔对的方式排列配置，且与上述第一接地导体层以及上述第二接地导体层分别电连接。
(11)本发明的光模块具备：方案6所述的印刷电路板；驱动ic，其配置于上述印刷电路板的上表面，且具有驱动差动端子；以及发光元件，其与配置于上述印刷电路板的下表面的差动端子电连接，且将电信号变换为光信号，上述光模块的特征在于，上述第一差动传输线路与上述驱动ic的驱动差动端子电连接，上述第二差动传输线路与上述差动端子电连接。
(12)在上述(11)所述的光模块中，优选上述发光元件是直接调制型半导体激光器。
根据本发明，提供一种印刷电路板以及光模块，其实现在内部在层叠方向上延伸的差动传输线路的低阻抗化。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的传输装置以及光模块的结构的示意图。
图2是表示本发明的第一实施方式的印刷电路板的构造的一部分的示意性立体图。
图3a是表示本发明的第一实施方式的印刷电路板的构造的一部分的平面的示意图。
图3b是表示本发明的第一实施方式的印刷电路板的构造的一部分的平面的示意图。
图3c是表示本发明的第一实施方式的印刷电路板的一部分的剖面的示意图。
图4a是表示本发明的第一实施方式的印刷电路板所具备的差动传输线路的特性的图。
图4b是表示本发明的第一实施方式的印刷电路板所具备的差动传输线路的特性的图。
图5a是表示本发明的第一实施方式的光模块的结构的立体示意图。
图5b是表示本发明的第一实施方式的光模块的结构的立体示意图。
图6a是表示本发明的第二实施方式的印刷电路板的构造的一部分的平面的示意图。
图6b是表示本发明的第二实施方式的印刷电路板的构造的一部分的平面的示意图。
图7a是表示本发明的第二实施方式的印刷电路板所具备的差动传输线路的特性的图。
图7b是表示本发明的第二实施方式的印刷电路板所具备的差动传输线路的特性的图。
图8a是表示本发明的第三实施方式的印刷电路板的构造的一部分的平面的示意图。
图8b是表示本发明的第三实施方式的印刷电路板的构造的一部分的平面的示意图。
图8c是表示本发明的第三实施方式的印刷电路板的一部分的剖面的示意图。
图9a是表示本发明的第三实施方式的印刷电路板所具备的差动传输线路的特性的图。
图9b是表示本发明的第三实施方式的印刷电路板所具备的差动传输线路的特性的图。
图10a是表示本发明的第四实施方式的印刷电路板的构造的一部分的平面的示意图。
图10b是表示本发明的第四实施方式的印刷电路板的构造的一部分的平面的示意图。
图11a是表示本发明的第四实施方式的印刷电路板所具备的差动传输线路的特性的图。
图11b是表示本发明的第四实施方式的印刷电路板所具备的差动传输线路的特性的图。
图12a是表示本发明的第五实施方式的印刷电路板的构造的一部分的平面的示意图。
图12b是表示本发明的第五实施方式的印刷电路板的一部分的剖面的示意图。
图13a是表示本发明的第五实施方式的印刷电路板所具备的差动传输线路的特性的图。
图13b是表示本发明的第五实施方式的印刷电路板所具备的差动传输线路的特性的图。
图14a是表示本发明的第六实施方式的印刷电路板的构造的一部分的平面的示意图。
图14b是表示本发明的第六实施方式的印刷电路板的构造的一部分的平面的示意图。
图15a是表示本发明的第六实施方式的印刷电路板所具备的差动传输线路的特性的图。
图15b是表示本发明的第六实施方式的印刷电路板所具备的差动传输线路的特性的图。
图16是表示本发明的第七实施方式的印刷电路板的构造的一部分的平面的示意图。
图17a是表示本发明的第七实施方式的印刷电路板所具备的差动传输线路的特性的图。
图17b是表示本发明的第七实施方式的印刷电路板所具备的差动传输线路的特性的图。
图18是本发明的第八实施方式的印刷电路板的构造的一部分的平面的示意图。
图19a是表示本发明的第八实施方式的印刷电路板所具备的差动传输线路的特性的图。
图19b是表示本发明的第八实施方式的印刷电路板所具备的差动传输线路的特性的图。
图20a是比较例1的差动孔构造的剖视图。
图20b是表示比较例1的差动孔构造的特性阻抗的图。
图21a是比较例2的差动孔构造的剖视图。
图21b是表示比较例2的差动孔构造的特性阻抗的图。
图22a是表示比较例1的印刷电路板的构造的一部分的平面的示意图。
图22b是表示比较例1的印刷电路板所具备的差动传输线路的特性的图。
图22c是表示比较例1的印刷电路板所具备的差动传输线路的特性的图。
图23a是表示比较例2的印刷电路板的构造的一部分的平面的示意图。
图23b是表示比较例2的印刷电路板的构造的一部分的平面的示意图。
图23c是表示比较例2的印刷电路板所具备的差动传输线路的特性的图。
图23d是表示比较例2的印刷电路板所具备的差动传输线路的特性的图。
图中：
1—传输装置，2—光模块，3、3a、3b—光纤，5—电连接器，11、21、31、42、43、44、45、46、47、48、49、50—印刷电路板，12—ic，22a、22b—柔性基板，23a—光发送器部，23b—光接收器部，32—层叠方向差动传输线路，33—第一差动传输线路，34—第二差动传输线路，61—外壳，62—闩锁，63—拉片，65a、65b、65c、65d—to－can型tosa，66a、66b、66c、66d—辅助柔性基板，67—4信道rosa，68、69—ic，101—差动信号孔对，102—多个导体板对，103—多个接地孔，104—第一带状导体对，105—第二带状导体对，111a—第一信号孔，111b—第二信号孔，115—第一导体板对，115a、116a、117a—第一导体板，115b、116b、117b—第二导体板，116—第二导体板对，117—层间导体板对，118a、118b、118c、118d—接地孔，119—第一贯通孔，121a、121b、131a、131b—带状导体，122a、122b、132a、132b—连接部，123a、123b、133a、133b—焊盘部，124a、124b—第一开路枝节部，125—焊料抗蚀层，126—第一接地导体层，127、138—电介体层，129—第二贯通孔，134a、134b—第二开路枝节部，136—第二接地导体层，139—树脂，151a、151b、152a、152b—导体板部，211a—第一信号孔，211b—第二信号孔，215a、215b—导体柱，218a、218b、218c、218d—接地孔，219—第一贯通孔，221a、221b—带状导体，223a、223b—焊盘部，224a、224b—第一开路枝节部，225—焊料抗蚀层，226—第一接地导体层，227—电介体层。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行具体且详细地说明。此外，在用于说明实施方式的全部附图中，对于具有相同功能的部件标注相同符号并省略其重复的说明。此外，以下所示的附图始终是为了说明实施方式的实施例的附图，附图的与本实施例记载的比例尺不必一致。
[第一实施方式]
图1是表示本发明的第一实施方式的传输装置(transmissiondevice)1以及光模块2的结构的示意图。传输装置1具备印刷电路板11。另外，光模块2具备印刷电路板21。该实施方式的印刷电路板是这些印刷电路板11、21的任一方或者双方。
传输装置1还具备ic12。传输装置1例如是大容量的路由器、开关。传输装置1例如具有交换机的功能，配置于基站等。传输装置1利用光模块2取得接收用的数据(receptiondata)(接收用的电信号)(receiverelectricsignal)，使用ic12等来判断是否向哪里某种数据，并生成发送用的数据(transmissiondata)(发送用的电信号)(transmitterelectricsignal)，经由印刷电路板11向相应的光模块2传递该数据。
光模块2是具有发送功能(functionoftheopticaltransmitting)以及接收功能(functionoftheopticalreceiving)的收发两用机，包括将电信号变换(convert)成光信号并向光纤3a发送的光发送器部(opticaltransmissionunit)23a、和将经由光纤3b接收的光信号变换成电信号的光接收器部(opticalreceptionunit)23b。印刷电路板21、光发送器部23a以及光接收器部23b分别经由柔性基板(flexibleprintedcircuits)22a、22b连接。电信号从印刷电路板21经由柔性基板22a向光发送器部23a传输，且电信号从光接收器部23b经由柔性基板22b向印刷电路板21传输。光模块2和传输装置1经由电连接器5而连接。光元件是从光信号或者电信号中的一方向另一方变换的元件。将电信号变换成光信号的光元件是发光元件(light-emittingelement)，将光信号变换成电信号的光元件是受光元件(light-receivingelement)。光发送器部23a包含一个或者多个(在此为四个)发光元件，光接收器部23b包含一个或者多个(在此为四个)受光元件。
该实施方式的传输系统包括两个以上的传输装置1和两个以上的光模块2、以及一个以上的光纤3。在各传输装置1连接有一个以上的光模块2。光纤3(例如光纤3a)连接分别连接于两个传输装置1的光模块2之间。一方的传输装置1生成的发送用的数据由所连接的光模块2变换成光信号，并将该光信号发送至光纤3。在光纤3上传输的光信号由连接于另一方的传输装置1的光模块2接收，光模块2将光信号变换成电信号，并作为接收用的数据传输至该另一方的传输装置1。
该实施方式的传输装置1以及光模块2与比特率为100gbit/s级的高速的光纤传输对应，满足了近年的宽带网络的普及和高速化的要求。另外，该实施方式的光模块2是满足小型化、低成本化的要求的光送接收机(光收发两用机模块)(opticaltransceiver(opticaltransceivermodule))。目前，以太网网络(注册商标)系的msa(multisourceagreement)规格成为主导(initiativestandards)，该实施方式的光模块2例如基于与qsfp28、cfp4的msa规格。该规格推进了外壳体积的缩小化、部件件数的削减。另外，该规格的传输方式(transmissionscheme)是4波长的波长多重传输方式(wavelengthdivisionmultiplexingtransmissionsystem)。光发送器部23a使用与各个波长对应的四个发光元件(例如半导体激光器：semiconductorlaser)。在光模块所具备的的印刷电路板配置有发送用为4信道、接收用为4信道的差动传输线路。该系列数据的电信号的标准基于oifcei－28g，在各个信道中传输的电信号的比特率是25gbit/s至28gbit/s的任一个。四个半导体激光器通过驱动电路对每个信道进行调制驱动。
作为半导体激光器，使用直接调制型dfb－ld(分布反馈型激光器：distributedfeedbacklaserdiode)，在低成本化和长距离光纤传输特性这方面非常合适。但是，由于调制驱动电流比较大，因此通过使驱动电路的终端电阻比作为一般的阻抗值的50ω进一步降低，来与低电压化、低耗电化对应。现在，直接调制型dfb－ld用的驱动ic(驱动ic)使用将驱动电路的终端电阻(terminationresistance)设为25ω的特殊标准的ic成为标准。伴随于此，连接驱动输出端子和半导体激光器的差动传输线路需要使差动阻抗为50ω，并且使其成为特殊标准。
并且，dfb－ld动作时的串联电阻成分为大约10ω，非常低，因此从驱动ic输出的差动信号无法由dfb－ld充分吸收(终端)，比较多的信号成分由dfb－ld反射，经由差动传输线路由驱动电路的终端电阻吸收。在差动传输线路的中途，在存在不匹配点(impedancemismatchpoint)的情况下，在dfb－ld与不匹配点之间产生多重反射(multiplereflection)，对光调制信号(opticalmodulatedsignal)的品位引起显著劣化。因而，希望差动传输线路是低阻抗(50ω)，并且反射量少。根据发明者们的研究得到如下见解：如果使差动传输线路的差动反射系数(differentialreflectioncoefficients)sdd11、sdd22在需要的频率范围内为
该实施方式的印刷电路板31具备：在层叠方向上延伸的层叠方向差动传输线路(stacking-directiondifferentialtransmissionline)32；配置于该基板的上表面侧，并且与层叠方向差动线路32电连接的第一差动传输线路33(未图示)；以及配置于该基板的下表面侧，并且与层叠方向差动线路32电连接的第二差动传输线路34(未图示)。在此，第一差动传输线路33以及第二差动传输线路34是微带线路。配置于该实施方式的印刷电路板31的差动传输线路的主要特征是，在层叠方向差动传输线路32的构造中，能够使层叠方向差动传输线路32的差动阻抗成为50ω。此外，就印刷电路板31所具有的上表面以及下表面而言，将印刷电路板所具有的两个表面中的一方简称为上表面、将另一方简称为下表面。该情况下，从下表面朝向上表面的方向成为层叠方向上方。不言而喻，也可以相反地将该一方作为下表面、将该另一方作上表面。该情况下，层叠方向上方以相反方向定义。
图2是表示该实施方式的印刷电路板31的构造的一部分的示意性立体图。图2示意性地表示层叠方向差动传输线路32的构造。层叠方向差动传输线路32包括差动信号孔对101(differentialsignalviapair)(未图示)、多个导体板对102(conductorplatepair)(未图示)、以及多个接地孔103(未图示)。差动信号孔对101包括均在层叠方向上延伸的第一信号孔111a和第二信号孔111b。第一信号孔111a以及第二信号孔111b均为在通孔的内壁实施了金属镀层的通孔，其剖面具有圆形状。多个导体板对102分别包括第一导体板和第二导体板。第一导体板和第二导体板在同一层上(inthesamelayer)相互分离地配置。第一导体板在基板平面方向从第一信号孔111a的周缘向外侧扩展，第二导体板在基板平面方向从第二信号孔111b的周缘向外侧扩展。多个导体板对102包括第一导体板对115(第一导体板115a以及第二导体板115b)、第二导体板对116(第一导体板116a以及第二导体板116b)、以及一层以上的层间导体板对(interlayerconductorplatepair)117(在此为6对第一导体板117a以及第二导体板117b)。如图2所示，多个导体板对102沿层叠方向相互分离地排列。多个接地孔103包括四个接地孔118a、118b、118c、118d。多个接地孔103分别与差动信号孔对101相同，为通孔。多个接地孔103以在内侧包围差动信号孔对101的方式排列配置，并且，多个导体板对102也以在内侧包围差动信号孔对101的方式排列配置。
图3a以及图3b是表示该实施方式的印刷电路板31的构造的一部分的平面的示意图。图3c是表示该实施方式的印刷电路板31的一部分的剖面的示意图。图3c表示图3a的iiic－iiic线的剖面。该实施方式的印刷电路板31是分别经由电介体层形成有多个配线层的多层构造(在此为10层)的印刷电路板。在此，10层配线层从印刷电路板31的上表面侧向下表面侧(即、从层叠方向的上侧向下侧)依次为l1、l2、……、l10，图3c中清楚地示出。
第一差动传输线路33是微带线路。第一差动传输线路33包括：分别与差动信号孔对101接触地连接的第一带状导体对104(未图示)；以及具有在内侧包围差动信号孔对101的第一贯通孔119(firstthroughhole)的第一接地导体层126(参照图3b)。第一带状导体对104配置在作为上表面侧的配线层的第一层(在此为层l1)。如图3a所示，第一带状导体对104是一对导体，一对导体中的一方包括带状导体121a和连接部122a，另一方包括带状导体121b和连接部122b。第一接地导体层126配置在比第一层(层l1)靠层叠方向下侧的第二层(层l2)上。以覆盖第一带状导体对104(层l1)的方式配置有焊料抗蚀层125，在第一带状导体对104(层l1)与第一接地导体层126(层l2)之间配置有电介体层127。此外，在印刷电路板31的上表面配置有焊料抗蚀层125，但根据形成于多层构造所有的多个配线层的每个上的观点，第一差动传输线路33也可以形成于印刷电路板31的上表面。
第二差动传输线路34是微带线路。第二差动传输线路34包括：分别与差动信号孔对101接触地连接的第二带状导体对105(未图示)；以及具有在内侧包围差动信号孔对101的第二贯通孔129的第二接地导体层136。第二带状导体对105是一对导体，一对导体中的一方包括带状导体131a(未图示)和连接部132a(未图示)，另一方包括带状导体131b(未图示)和连接部132b(未图示)。第二接地导体层136配置在比第二层(层l2)靠层叠方向下侧的第三层(层l9)上。第二带状导体对105配置在比第三层(层l9)靠层叠方向下侧的第四层(层l10)。在第二带状导体对105(层l10)的下侧配置有焊料抗蚀层125，在第二带状导体对105(层l10)与第二接地导体层136(层l9)之间配置有电介体层127。此外，与第一差动传输线路33相同，第二差动传输线路34也可以形成于印刷电路板31的下表面。
图3a表示第一层(层l1)的配线图案。带状导体121a与连接部122a接触地配置，构成一体的导体。同样，带状导体121b与连接部122b接触地配置，构成一体的导体。带状导体121a、121b分别具有带状导体宽度w，带状导体121a、121b的内缘间的距离以成为带状导体间隔g的方式相互分离。带状导体121a、121b从连接部122a、122b向外侧(图3a的上方)分别以带状导体宽度w、且以相互带状导体间隔g分离且平行地以直线状延伸。在此，带状导体宽度w为0.30mm，带状导体间隔g为0.20mm。焊料抗蚀层125中配置于第一带状导体对104的上表面的部分的厚度(从第一带状导体对104的上表面至外部空气的距离)为40μm，使用介电常数4.4的电介体。第一层(层l1)与第二层(层l2)的层间距离(电介体层127中配置于第一带状导体对104的下表面与第一接地导体层126的上表面之间的部分的厚度)为65μm，电介体层127使用介电常数3.5的电介体。根据该结构，第一差动传输线路的差动阻抗实际上成为50ω。此外，带状导体121a、121b在图3a的纵方向以直线状延伸。不言而喻，在印刷电路板31的上表面，根据安装电气部件等电路设计，带状导体121a、121b也可以在图3a的外侧弯曲等。对于第二差动传输线路34也相同。
连接部122a、122b分别将带状导体121a、121b与第一信号孔111a以及第二信号孔111b(差动信号孔对101)电连接。连接部122a包括用于与第一信号孔111a连接的焊盘(land)部123a和第一开路枝节部124a，连接部122b包括用于与第二信号孔111b连接的焊盘部123b和第一开路枝节(openstub)部124b。连接部122a、122b具有相对于并排延伸的带状导体121a、121b分别向外侧扩展的第一开路枝节部124a、124b，并且具有与第一信号孔111a以及第二信号孔111b各自的周缘完全接触而电连接的焊盘部123a、123b。
如上所述，第一信号孔111a以及第二信号孔111b各自的剖面具有圆形状，圆形状的直径为0.1mm。因此，在俯视下，第一信号孔111a的圆形状的中心与第一信号孔111a的重心g0一致，第二信号孔111b的圆形状的中心与第二信号孔111b的重心g0一致。此外，第一信号孔111a以及第二信号孔111b为通孔，是通过金属镀层而形成的薄膜的中空圆柱。第一信号孔111a以及第二信号孔111b的中心间距离pitch(重心间距离)为1.0mm，焊盘部123a、123b呈在基板平面从第一信号孔111a以及第二信号孔111b各自的周缘向外侧扩展的形状，焊盘部123a、123b的外形的一部分(图3a的下侧)成为圆弧。另外，第一接地导体层126具有第一贯通孔119，为了抑制不需要的阻抗上升，配置有作为开路枝节电路发挥功能的第一开路枝节部124a、124b。第一开路枝节部124a、124b相对于带状导体121a、121b的延伸方向而朝向外侧延伸，第一开路枝节部124a、124b的延伸方向相对于带状导体121a、121b的延伸方向垂直。第一开路枝节部124a、124b的开路枝节导体宽度ws以及开路枝节导体长ls能够通过电磁场解析计算(electromagneticfieldanalysissimulation)等来求出，在该实施方式中，开路枝节导体宽度ws为0.25mm，开路枝节导体长ls为0.605mm。
图3b表示第二层(层l2)的配线图案。第一接地导体层126具有第一贯通孔119。在俯视下，第一接地导体层126除第一贯通孔119以外，成为叫宽阔地扩展的平面层。然而，为了构成第一差动传输线路33，在俯视下，配置有第一接地导体层126的区域至少包括与(除第一贯通孔119以外)第一带状导体对104对置的区域、和向该区域的外侧扩展的区域即可。在此，定义中心线cl1、cl2。在俯视下，将连结第一信号孔111a的中心和第二信号孔111b的中心的线段设为中心线cl1。中心线cl1与连结第一信号孔111a的重心和第二信号孔111b的重心的重心线段一致。另外，将重心线段的垂直二等分线设为中心线cl2。
第一导体板对115(第一导体板115a以及第二导体板115b)与第一接地导体层126在同一层(层l2)上，且与第一接地导体层126分离地配置在第一贯通孔119的内侧。在第一贯通孔119的内侧，在未配置第一导体板对115的区域配置有电介体层127，第一导体板对115(第一导体板115a以及第二导体板115b)与第一接地导体层126电分离。另外，第一导体板115a以及第二导体板115b相互电分离。第一贯通孔119是称为隔离盘的开口部，第一贯通孔119的形状是连接以第一信号孔111a的中心以及第二信号孔111b的中心分别中心向外侧(中心线cl1的两侧)在扩展的直径0.8mm的两个半圆、和连结该两个半圆的长方形而成的形状。该长方形的纵向是中心线cl2的方向，纵向的长度为作为半圆的直径的0.8mm。该长方形的横向是中心线cl1的方向，横向的长度为中心间距离pitch，在此为1.0mm。将第一贯通孔119与第一导体板对115(导体板115a、115b)的外形的间隔设为0.175mm。其中，除导体板115a、115b各自的外形中相互对置的部分(图3b所示的相互对置并在中心线cl2的方向上延伸的部分)。
如图3c所示，多个导体板对102中，第一导体板对115(第一导体板115a以及第二导体板115b)配置在第二层(层l2)，第二导体板对116(第一导体板116a以及第二导体板116b)配置在第三层(层l9)，一个以上的层间导体板对117(6对第一导体板117a以及第二导体板117b)分别配置在处于第二层与第三层之间的多个配线层(在此为层l3至层l8)。优选多个导体板对102各自在俯视下具有相同的形状，该实施方式的多个导体板对102各自在俯视下具有相同的形状。
在此，定义中心线cl3、cl4。将贯穿多个配线层各自的第一信号孔111a的中心的直线设为中心线cl3。同样，将贯穿多个配线层各自的第二信号孔111b的中心的直线设为中心线cl4。以下，对第一导体板对115(第一导体板115a以及第二导体板115b)的形状进行说明，对于另一导体板对的形状也相同。
第一导体板115a是具有在基板平面方向从第一信号孔111a的周缘向外侧扩展的翅片形状(finshape)的小片配线(smallpiecewiring)。第二导体板115b是具有在基板平面方向从第二信号孔111b的周缘向外侧扩展的翅片形状的小片配线。第一导体板115a以及第二导体板115b各自的外形是以中心线cl2为中心线并以间隔gap0.1mm分割如下形状而得到的形状，即，连接将以第一信号孔111a的中心以及第二信号孔111b的中心分别为中心向外侧(中心线cl1的两侧)扩展的直径设为0.45mm的两个半圆、和连结该两个半圆的长方形而成的形状。与第一贯通孔119相同，该长方形的纵向为中心线cl2的方向，纵向的长度为作为半圆的直径的0.45mm。该长方形的横向为中心线cl1的方向，横向的长度为成为中心间距离pitch的1.0mm。即，第一导体板115a的外形是连接使直径为0.45mm的半圆、和纵向为0.45mm横向为0.45mm的正方形而得到的形状，第二导体板115b的外形是相对于中心线cl2使第一导体板115a的外形线对称地移动得到的形状。
图3b示出了第一导体板115a的外形以及第二导体板115b的外形各自的重心g1。此外，第一信号孔111a(第二信号孔111b)完全包含在比第一导体板115a(第二导体板115b)的外形靠内侧。即，第一导体板115a(第二导体板115b)形成为在基板平面方向(层l2的平面方向)从第一信号孔111a(第二信号孔111b)的周缘全部向(360°)外侧扩展。由此，第一导体板115a(第二导体板115b)从第一信号孔111a(第二信号孔111b)朝向中心线cl2也延伸到更靠内侧，间隔gap比第一信号孔111a与第二信号孔111b的最小距离(pitch－d)小。此外，第二层(层l2)中的第一信号孔111a以及第二信号孔111b的直径d均为0.2mm。
为了提高差动传输线路的特性，优选第一导体板115a的外形和第二导体板115b的外形分别相对于重心线段(中心线cl1)成为线对称，但实质上成为线对称即可。该情况下，第一导体板115a的外形和第二导体板115b的外形各自的重心位于中心线cl1上。另外，为了提高差动传输线路的特性，优选第一导体板115a的外形和第二导体板115b的外形相对于垂直二等分线(中心线cl2)成为线对称，但是实质上成为线对称即可。
第二差动传输线路34所具备的第二带状导体对105以及第二接地导体层136与相对于贯穿层叠方向差动传输线路32的层叠方向的中点的基板平面的中心线cl1使第一带状导体对104以及第一接地导体层126旋转移动180°后得到的层一致。在此，层叠方向差动传输线路32的层叠方向的中点是将第一层与第四层的层间分为两部分的平面(或者将第二层与第三层的层间分为两部分的平面)中的中心线cl1。
配置在第三层(在此为层l9)的第二接地导体层136的形状与图3b所示的配置在第二层(在此为层l2)的第一接地导体层126的形状相同，第二贯通孔129的形状与图3b所示的第一贯通孔119的形状相同。另外，如上所述，配置在同一层(在此为层l9)上的第二导体板对116(第一导体板116a以及第二导体板116b)的形状与第一导体板对115(第一导体板115a以及第二导体板115b)的形状相同。
多个接地孔103分别与第一接地导体层126以及第二接地导体层136接触而电连接。如上所述，多个接地孔103以在内侧包围差动信号孔对101以及多个导体板对102的方式排列地配置，该实施方式的多个接地孔103分别是其中心位于长方形(矩形)的顶点的四个接地孔118a、118b、118c、118d。接地孔与信号孔的距离优选在应用的基板制造程序的设计规则内尽可能地小。该长方形中，纵向(沿中心线cl2的边)的长度为1.23mm，横向(沿中心线cl1的边)的长度为1.525mm。
配置在第四层(在此为层l10)的第二带状导体对105的形状是使图3a所示的配置于第一层(在此为层l1)的第一带状导体对104的形状相对于iiic－iiic线而线对称地移动后得到的形状。此外，iiic－iiic线贯穿第一信号孔111a的中心以及第二信号孔111b的中心。第二带状导体对105所包含的带状导体131a的形状以及连接部132a的形状分别与图3a所示的带状导体121a的形状以及连接部122a的形状对应。同样，第二带状导体对105所包含的带状导体131b以及连接部132b各自的形状分别与图3a所示的带状导体121b以及连接部122b的形状对应。连接部132、132b分别包括焊盘部133a、133b(均未图示)和第二开路枝节部134a、134b(均未图示)。焊盘部133a(133b)的形状以及第二开路枝节部134a(134b)的形状分别与图3a所示的焊盘部123a(123b)的形状以及第一开路枝节部124a(124b)的形状对应。因而，在俯视下，第一差动传输线路33和第二差动传输线路34在图3a以及图3b的纵向上以直线状延伸。
一个以上的层间导体板对117(在此为6对第一导体板117a以及第二导体板117b)配置在第二层(层l2)与第三层(层l9)之间(层l3～层l8)。在俯视下，一个以上的层间导体板对117各自的第一导体板117a的外形以及第二导体板117b的外形分别与第一导体板对115的第一导体板115a的外形以及第二导体板115b的外形一致。
该实施方式的印刷电路板31的特征在于层叠方向差动传输线路32的构造。多个导体板对102各自中，相对于重心线段的垂直二等分线(中心线cl2)，第一导体板的外形的重心g1位于比第一信号孔111a的重心g0更靠内侧，第二导体板的外形的重心g1位于比第二信号孔111b的重心g0更靠内侧。通过多个导体板对102各自具有该结构，从而与层叠方向差动传输线路32仅由差动信号孔对101(第一差动信号孔111a以及第二信号孔111b)构成的情况相比，能够使层叠方向差动传输线路32的差动阻抗更低。
在多个导体板对102各自中，优选第一导体板的外形相对于重心线段(中心线cl1)的宽度(沿中心线cl2的长度)沿重心线段(中心线cl1)从外侧向内侧相同或扩展。同样，优选第二导体板的外形的宽度沿重心线段从外侧向内侧相同或扩展。即，从第一导体板(第二导体板)的外形的宽度的外侧向内侧的变化量为0以上。在该实施方式中，第一导体板(第二导体板)的外形的宽度从外侧向内侧使半圆部分从0逐渐扩展(单调增加)，并且在长方形部分成为恒定(相同)。通过多个导体板对102各自具有该外形，能够使配置在有限的区域的第一导体板的外形的重心g1以及第二导体板的外形的重心g1分别比第一差动信号孔111a的重心g0以及第二信号孔111b的重心g0更容易位于内侧。另外，能够容易地使重心g1与重心g0的距离变大。
在多个导体板对102各自中，优选第一导体板和第二导体板隔着垂直二等分线(中心线cl2)而相互对置，且第一导体板的外形和第二导体板的外形在对置的部分沿垂直二等分线(中心线cl2)延伸。如上所述，在该实施方式中，在第一导体板对115中，第一导体板115a的外形在内侧包含正方形(或者长方形)状，第二导体板115b的外形在内侧包含正方形(或者长方形)状。第一导体板115a以该正方形状的面向中心线cl2的边隔着中心线cl2而与第二导体板115b的面向该正方形状的中心线cl2的边对置，该两条边以间隔gap相互平行地沿垂直二等分线(中心线cl2)以直线状延伸。通过多个导体板对102各自具有该形状，能够使配置在有限的区域的第一导体板的外形的重心g1以及第二导体板的外形的重心g1进一步位于内侧。在此，第一导体板115a的外形和第二导体板115b的外形在相互对置的直线部分的长度wf为0.45mm。
在该实施方式中，多个导体板对102各自的第一导体板的外形以及第二导体板的外形的对称性较高，优选第一导体板的外形的重心g1以及第二导体板的外形的重心g1均位于中心线cl1上，但并不限定于此。即使在第一导体板的外形的重心g1以及第二导体板的外形的重心g1未位于中心线cl1上的情况下，只要以中心线cl1为坐标轴，沿中心线cl1的位置位于比第一信号孔111a(第二信号孔111b)的重心g0靠内侧即可。
以下，主要使用表示图3c所示的剖面的示意图对该实施方式的印刷电路板31的制造方法进行说明。如上所述，印刷电路板31是多层构造(在此为10层)的印刷电路板，例如能够利用组合方法(build-upprocess)来制作印刷电路板31。第一，一边将电介体层138夹在中间，一边使从第二层(在此为层l2)至第三层(在此为层l9)的配线层(导体层)逐次进行图形成形且以圆片状层叠并使其固化。10层的配线层分别使用铜箔，但并不限定于铜箔。只要是作为配线层而使用的适当的材质，则可以是其它金属，也可以是金属以外的物质。使用由玻璃布基材和环氧树脂构成的材料(玻璃环氧树脂)形成电介体层138，在此，将该材料的介电常数设为3.5。此外，在本说明书中，配置在同一层上是指，多层构造的多个配线层中属于同一配线层。通过对配线层进行图形成形，从而在例如第二层(层l2)中，第一接地导体层126、第一导体板115a、以及第二导体板115b配置在同一层上。
第二，在形成有差动信号孔对101(第一信号孔111a以及第二信号孔111b)、以及多个接地孔103(四个接地孔118a、118b、118c、118d)的位置，利用钻头来垂直地钻出直径d0.2mm的圆形的钻孔，并在钻孔的侧面实施镀铜，从而形成通孔。在这些圆筒状的由铜构成的六个孔的内部封入树脂139，在差动信号孔对101用的通孔的上下通过镀铜来形成盖。此外，通过实施镀铜来形成通孔，但并不限定于镀铜，也可以是其它金属的镀层。
第三，在第二层(层l2)以及第三层(层l9)的各自外侧(图3c的上侧以及下侧)形成电介体层127，将电介体层127夹在中间，分别形成第一层(层l1)以及第四层(层l10)。在第二层(层l2)以及第三层(层l9)，以埋入未形成配线层的区域的方式配置有电介体层127。使用由玻璃布基材和环氧树脂构成的材料(玻璃环氧树脂)来形成电介体层127，在此，将该材料的介电常数设为3.5，将电介体层127的厚度设为65μm。在形成有差动信号孔对101(第一信号孔111a以及第二信号孔111b)的位置，利用激光器垂直地钻出直径0.1mm的圆形的(微小的)激光孔，在激光孔的侧面实施镀铜，从而形成通孔。即，形成激光孔。利用激光孔，在差动信号孔对101中，分别进行第一层(层l1)与第二层(层l2)的层间连接、以及第四层(层l10)与第三层(层l9)的层间连接。此外，就该实施方式的第一信号孔111a以及第二信号孔111b而言，层l2至层l9是利用钻头形成的孔(通孔的直径d为0.2mm)，层l1至层l2、以及层l9至层l10是激光孔(通孔的直径为0.1mm)。另外，利用钻头形成的孔与激光孔之间通过镀铜而形成盖。
印刷电路板31的厚度优选为大约1mm。多个配线层(层l1～层l10)各自的导体(配线)的厚度根据应用的基板制造程序而定，但优选为18μm～37μm。为了保护电路图案，通过涂敷成膜状来形成上表面侧以及下表面侧各自的焊料抗蚀层125。适合使用热固化性环氧树脂墨来形成焊料抗蚀层125，焊料抗蚀层125(的膜)的厚度为30μm～50μm非常合适。通过以上的制造工序，可制作出该实施方式的印刷电路板31。
图4a以及图4b是表示该实施方式的印刷电路板31所具备的差动传输线路的特性的图。图4a是通过利用了三维电磁场解析的tdr(timedomainreflectometry：时间区域反射率测定)法求出的差动模式中的阻抗分布图的图表。表示针对分别配置于印刷电路板31的上表面以及下表面的第一差动传输线路33以及第二差动传输线路34的差动阻抗均为50ω，该实施方式的差动传输线路尽管包含层叠方向差动传输线路32，但几乎不产生层叠方向差动传输线路32引起的阻抗变动。
图4b表示通过s参数解析而求出的差动反射特性以及差动通过特性的频率特性的图表。在频率范围0hz～35ghz的较大范围，差动反射系数sdd11、sdd22表示－20db以下的值，能够得到充分的特性。并且，表示在频率范围0hz～26.5ghz，差动反射系数sdd11、sdd22保持为－30db以下的值，可实现具有极低的反射量的构造。另外，表示差动通过特性sdd21的变化也小。因而，该实施方式的差动传输线路即使在层叠方向差动传输线路32也能够实现使差动阻抗接近50ω的值。
图5a以及图5b是表示该实施方式的光模块2的结构的立体示意图。图5a表示光模块2的外观图，图5b表示光模块2中搭载于内部的主要部件。如上所述，光模块2是比特率为100gbit/s级的光送接收机，在此，基于与qsfp28的msa规格。如图5a所示，光模块2包括外壳61、闩锁62、拉片63、以及印刷电路板21。印刷电路板21由该实施方式的印刷电路板31构成。这些主要部件构成光模块2的外形。外壳61通过使用锌等金属来进行压铸，并进行成型加工而形成。闩锁62使用不锈钢等金属来进行板金加工而形成。拉片63使用热可塑性弹性体来进行射出成形而形成。利用这些方法对以上的各部件分别进行形成，在低成本化方面非常合适。
接着，使用图5b对搭载于光模块2的外壳61的内部的主要部件进行说明。如图1所示，光模块2包括印刷电路板21、柔性基板22a、22b、光发送器部23a、以及光接收器部23b。光发送器部23a包括与各个波长对应的四个to－can型tosa65a、65b、65c、65d。柔性基板22a构成为包括四个辅助柔性基板66a、66b、66c、66d。各to－can型tosa的直径尺寸在此为3.8mm。在各to－can型tosa搭载有一个半导体激光器。在此，半导体激光器使用直接调制型的dfb－ld。四个to－can型tosa上下两列并排配置，上段两个to－can型tosa65a、65b分别经由辅助柔性印刷基板66a、66b连接于印刷电路板21的上表面(图5b所示的上侧的表面)。下段两个to－can型tosa65c、65d分别经由辅助柔性印刷基板66c、66d连接于印刷电路板21的下表面(与上表面相反的一侧的表面)。根据该结构，能够在与qsfp28的msa规格的外壳61的内部的空间安装。
如图5b所示，在印刷电路板21的上表面搭载有两个ic68、69。ic68是将发送侧用的4信道的cdr电路和4信道的驱动电路集成化后的驱动ic。ic68的4信道量的驱动输出端子(驱动差动端子)中，2信道量的驱动输出端子与配置在印刷电路板21的上表面的2信道量的差动传输线路各自的一端连接，该2信道量的差动传输线路的另一端与辅助柔性印刷基板66a、66b各自的一端连接。辅助柔性印刷基板66a、66b的另一端与上段两个
ic68的4信道量的驱动输出端子中的另一2信道量的驱动输出端子与该实施方式的2信道量的差动传输线路各自的一端连接。如上所述，该实施方式的差动传输线路包括第一差动传输线路33、层叠方向差动线路32、以及第二差动传输线路34。即，该实施方式的差动传输线路的一端(第一差动传输线路33的端)配置于印刷电路板21的上表面，该实施方式的差动传输线路的另一端(第二差动传输线路34的端)配置于下表面，并经由配置于印刷电路板21的下表面的连接端子(差动端子)而与辅助柔性印刷基板66c、66d各自的一端连接。辅助柔性印刷基板66c、66d的另一端与下段两个的to－can型tosa65c、65d各自的信号输入端子连接。因而，从ic68的该另一2信道量的驱动输出端子输出的输出信号分别在该实施方式的该2信道量的差动传输线路(该另一2信道量的差动传输线路)、以及辅助柔性印刷基板66c、66d传播，并分别输入至下段两个to－can型tosa65c、65d的信号输入端子。光模块2的光发送器部23a还具备与四个to－can型tosa65a、65b、65c、65d各自的输出侧连接的光合波器(未图示)。光合波器将四个to－can型tosa65a、65b、65c、65d各自输出的光调制信号合波，并将波长多重光调制信号输出至连接的光纤3a。此外，该实施方式的该2信道量的差动传输线路的差动模式的特性阻抗也优选在40ω～60ω的范围，进一步优选为50ω。通过使光模块2的光发送侧为这样的结构，能够将从内置于下段两个to－can型tosa65c、65d的dfb－ld输出的光调制信号的品位保持为充分良好。
该实施方式的光模块2配置于印刷电路板21的上表面，包括具有驱动差动端子(驱动输出端子)的发送用驱动ic(ic68)，光模块2的光发送器部23a包括多个直接调制型半导体激光器(尤其是直接调制型的dfb－lb元件)。多个直接调制型半导体激光器中至少一个直接调制型半导体激光器经由柔性基板22a等，而与配置于印刷电路板21的下表面的差动端子电连接。第一差动传输线路33与发送用驱动ic的驱动差动端子电连接，第二差动传输线路34与配置于印刷电路板21的下表面的差动端子电连接。由此，发送用驱动ic与直接调制型半导体激光器经由该实施方式的差动传输线路而电连接。在该实施方式中，直接调制型半导体激光器采用直接调制型的dfb－ld，但并不限定于此，也可以是其它半导体激光器。另外，发光元件并不限定于直接调制型半导体激光器，也可以是其它半导体激光器，也可以是其它发光元件。
光模块2的光接收器部23b包括内置有四个受光元件的4信道rosa67。在此，受光元件为pd(photodiode)。4信道rosa67与柔性基板22b的一端连接。柔性基板22b的另一端与配置于印刷电路板31的上表面的4信道量的差动传输线路各自的一端连接，该4信道量的差动传输线路的另一端与ic69的4信道量的cdr信号输入端子连接。ic68是将接收侧用的4信道cdr电路集成化后的ic，配置于印刷电路板31的上表面。4信道rosa67的输出信号经由配置于柔性印刷基板22b的4信道量的差动线路以及配置于印刷电路板31的上表面的4信道量的差动传输线路，而分别输入至ic69的cdr信号输入端子。该4信道量的差动传输线路的差动模式的特性阻抗使用通常100ω的特性阻抗。
目前，在实现的主要的光模块(光送接收机)中，为了与外壳体积的缩小化对应，对如下技术进行了研究，即，将发送系统构成为包括：将包含四个半导体激光器以及光多路转换器的光学系统集成化后的一个4信道tosa；以及将四个驱动电路以及四个cdr电路集成化后的一个驱动ic，由此缩小安装面积。4信道tosa由于需要由金属和多层陶瓷构成的气密封装件来作为封装件，因此价格比较高，光模块的价格降低是困难的。另一方面，在与sfp+、xfp的msa规格的10gbit/s级的光模块中，促进了价格降低，在成熟期的大部分产品中，封装件使用to－can构造，应用搭载有一个半导体激光器的廉价的tosa。即使在100gbit/s级的光模块中，在使光模块低成本化方面，也非常希望应用能够降低价格的to－can型tosa。
在该实施方式的光模块2中，如图5b所示，四个to－can型tosa上下两列并排配置。通过为该配置，能够安装在与qsfp28的msa规格的外壳61的内部。如上所述，分别连接ic68的输出端子和四个to－can型tosa65a、65b、65c、65d的差动传输线路中半数的差动传输线路包含在层叠方向上延伸的层叠方向差动传输线路。能够提供如下构造，一边将信号的反射量抑制为极低一边连接使差动阻抗为40ω～60ω、优选为50ω的低阻抗的差动传输线路，并将光调制输出的品位保持为充分良好，从而能够实现适于低成本化、高密度化、小型化的光模块，该实施方式的印刷电路板31非常合适。
另外，在与qsfp28的msa规格中，光模块的外部连接用端子成为在印刷电路板的上表面配置有发送用的2信道和接收用的2信道的端子、在印刷电路板的下表面配置有发送用的2信道和接收用的2信道的端子的标准。为了与印刷电路板的高密度化对应，优选使用将4信道用的四个cdr电路集成化后的ic。该情况下，连接发送用ic(cdr电路)的输入端子和外部连接用端子的差动传输线路、以及连接接收用ic(cdr电路)的输出端子和外部连接用端子的差动传输线路中半数的差动传输线路包含在层叠方向上延伸的层叠方向差动传输线路，该实施方式的印刷电路基板31非常合适。
在该实施方式的印刷电路板31中，以在内侧包围差动信号孔对101的方式并排配置有多个接地孔103(四个接地孔118a、118b、118c、118d)，由此能够将差动信号孔对101所引起的不需要电磁波的产生抑制为充分低，并能够抑制具有信号孔的多个信道间的串扰。因而，在印刷电路板上配置具有信号孔的多个信道的情况下，该实施方式的印刷电路板31能够抑制信道间串扰所引起的驱动输出信号的品位劣化，能够将从光发送器部22a输出的光调制信号的品位保持为充分良好。尤其是，在将dfb－lb元件作为发光元件来使用的情况下，该实施方式的印刷电路板31发挥显著地效果。
该实施方式的印刷电路板31使用目前广泛普及的低成本且量产性优异的多层构造的印刷电路板制成技术来制作。多个导体板对102各自的第一导体板以及第二导体板具有从差动信号孔对101的周缘向外侧扩展的形状，因此即使是鉴于钻头的外径以及精度，也能够成品率良好地利用钻头来形成孔。通过利用钻头来形成层2～层9之间的差动信号孔对101，实现制作工序的简化、短时间化、低成本化。
在该实施方式中，使电介体层127、138为由介电常数3.5的玻璃布基材和环氧树脂构成的材料，但并不限定于此，介电常数的值也并不限定于此。例如，典型地，使用比较的廉价的fr4、fr5来作为材料，也可以使介电常数为4.0～4.8。另外，出于进一步降低高频的损失的目的，也可以使用由玻璃布基材和ptfe(聚四氟乙烯)构成的材料，介电常数为2.0～2.3。
在该实施方式的印刷电路板31中，使多个导体板对102各自的形状(配线图案形状)为同一形状。通过成为同一形状，虽然根据减少设计参数而使设计变得容易的观点而优选，但也可以不限定于同一形状。只要满足上述的条件，则多个导体板对102各自的第一导体板以及第二导体板也可以在每层都为不同的形状。
发明者们对该实施方式的印刷电路板31的层叠方向差动传输线路32的机理进行了考察，以下对该机理进行说明。首先，对具有一定的剖面形状和无限大的长度的理想的差动孔构造、使阻抗的降低有效的形状进行了研究。此外，在理想的差动孔构造中，差动孔是一对导体柱。然而，在差动传输线路中传输的信号在10ghz～25ghz的范围的频率成分中，电磁波透过厚度(表皮厚)一般比通孔的厚度充分薄，因此在导体柱与通孔之间没有实质的特性差。
图20a是表示比较例1的差动孔构造的剖视图，图20b是表示比较例1的差动孔构造的特性阻抗zdiff的图。比较例1的差动孔构造的剖面具有圆形状，两个孔的圆形的直径dv(diameterofvia)相等。两个孔的最短距离为间隔gap。图20b是比较例1的差动孔构造的差动模式的特性阻抗zdiff的计算结果，对于间隔gap为0.1mm、0.2mm、0.3mm的情况，分别表示不同的直径dv的特性阻抗zdiff。比较例1的差动孔构造与一般的钻孔对应，在此，孔假定为理想的金属(良导体)、孔的周边假定为介电常数3.5的电介体、假定为周围没有接地导体。特性阻抗zdiff的值通过电磁场解析仪器来算出。
为了使比较例1的差动孔构造的特性阻抗zdiff降低，如图20b所示，考虑了使孔的间隔gap缩小的方法、和使两个孔的直径dv扩大的方法。为了使特性阻抗zdiff为50ω，例如使间隔gap为0.2mm、使孔的直径dv为0.6mm即可。然而，为了使孔的直径dv扩大至0.6mm，需要比较的大的面积，可知难以高密度化。如果能够使孔的间隔gap进一步减小，则在计算方面由更小的直径dv的孔来得到50ω的特性阻抗zdiff。然而，在印刷电路板的制作工序中，填充间隔的由玻璃布基材和环氧树脂构成的材料因钻头加工而容易断裂，因此间隔gap的进一步缩小不现实，非常困难。另外，图20b所示的曲线的倾斜度平缓，即便使孔的直径dv扩大，特性阻抗zdiff的变化量也小。为了成为比50ω更低的阻抗、例如使特性阻抗zdiff为40ω，需要使孔的直径dv为0.9mm以上，在比较例1的差动孔构造中，难以成为低阻抗。
图21a是比较例2的差动孔构造的剖视图，图21b是表示比较例2的差动孔构造的特性阻抗zdiff的图。通过对差动孔构造的剖面形状进行研究，研究是否能够实现低阻抗。若考虑比奥-萨伐尔定律表示的概念上的方向性，则需要以下任一个。(1)增大导体剖面(平均半径)来使自电感降低。(2)减小导体剖面的几何学重心的距离来使互电感增加。可知如果沿该指针(2)则两个孔相互对置的部分成为相互平行地延伸的直线有利。如图21a所示，比较例2的差动孔构造中，使孔的剖面为半圆形状。两个孔在半圆的直径部分相互对置。图21b是比较例2的差动孔构造的差动模式的特性阻抗zdiff的计算结果，对于间隔gap为0.1mm、0.2mm、0.3mm的情况，分别表示不同的直径dv的特性阻抗zdiff。
为了使特性阻抗zdiff成为50ω，例如使间隔gap为0.2mm、使孔的半圆的直径ds(diameterofvia)为0.42mm即可。比较例2的差动孔构造与比较例1相比，能够使整体的尺寸变得小型。另外，在图21b所示的曲线的倾斜度与图20b所示的曲线的倾斜度相比变大，且扩大孔的半圆的直径ds的情况下，特性阻抗zdiff的变化量变大。例如为了使特性阻抗zdiff成为40ω，使孔的半圆的直径ds扩大为0.6mm即可。这样，使相互对置的部分成为相互平行地延伸的直线有利于差动孔构造的小型化、安装的高密度化。
此外，图20a所示的比较例1的差动孔构造中，作为平行线式线路(parallelline)，广泛公知有要求特性阻抗的近似式。然而，在比较例1中，在要求适于低阻抗的构造的情况下，在图20b所示的区域，成为近似式的假定不成立的尺寸。在使用近似式的情况下，误差变大，因此需要注意。为了算出特性阻抗，适合使用电磁场解析仪器。
根据比较例1以及比较例2的差动孔构造的研究，在连接实际的印刷电路板上的第一差动传输线路(上表面侧)和第二差动传输线路(下表面侧)的层叠方向差动传输线路中，对剖面形状的构造的不同进行了比较，以下说明比较的结果。与该实施方式的印刷电路板31相同，第一差动传输线路配置于第一层以及第二层，第二差动传输线路配置于第三层以及第四层。第一差动传输线路包括第一带状导体对(第一层)、和具有第一贯通孔219的第一接地导体层(第二层)。同样，第二差动传输线路包括第二带状导体对(第四层)、和具有第二贯通孔的第二接地导体层(第三层)。第一差动传输线路以及第二差动传输线路各自的差动阻抗为50ω。
图22a是表示比较例1的印刷电路板49的构造的一部分的平面的示意图。图22b以及图22c是表示比较例1的印刷电路板49所具备的差动传输线路的特性的图。层叠方向差动传输线路包括差动信号孔对(第一信号孔211a以及第二信号孔211b)和四个接地孔。第一信号孔211a以及第二信号孔211b由通常的钻孔形成，两个孔的剖面具有直径dv0.20mm的圆形状。差动信号孔对的间隔gap为基于通常利用的印刷电路板制造业者的制造规则的最小距离，将间隔gap设为0.41mm。第一带状导体对包括带状导体221a、221b、和分别与差动信号孔对连接的焊盘部223a、223b。以覆盖第一带状导体对的方式配置有焊料抗蚀层225。
图22b是通过利用了三维电磁场解析的tdr法求出的差动模式中的阻抗分布图的图表。表示如下情况：针对配置于印刷电路板49的上表面和下表面的第一差动传输线路以及第二差动传输线路各自的差动阻抗为50ω，配置层叠方向差动传输线路引起的阻抗的变动变大而成为高阻抗。图22c表示通过s参数解析而求出的差动反射特性以及差动通过特性的频率特性的图表。表示差动反射系数sdd11、sdd22为－20db以下的值是频率范围0hz～3ghz的极狭窄的范围，不能得到充分的特性。在频率11ghz以上，差动反射系数sdd11、sdd22劣化为－10db以上的值。即便使孔的圆形的直径dv增加，也仅是差动信号孔对的面积增加，无法充分得到阻抗的降低。
图23a以及图23b是表示比较例2的印刷电路板50的构造的一部分的平面的示意图。图23c以及图23d是表示比较例2的印刷电路板50所具备的差动传输线路的特性的图。层叠方向差动传输线路包括差动信号孔对、和四个接地孔218a、218b、218c、218d。与比较例1不同，差动信号孔对中的第二层与第三层之间配置有一对导体柱(导体柱215a、215b)，第一层与第二层之间配置有第一信号孔211a以及第二信号孔211b。第一信号孔211以及第二信号孔211b的直径d为0.1mm。对于第三层与第四层之间也同样。一对导体柱的剖面形状与该实施方式的多个导体板对102的形状通用。如图23b所示，一对导体柱(导体柱215a、215b)各自的形状是以间隔gap分割如下形状的形状，即、连接在中心分离0.61mm并向外侧(图23b的横向的两侧)扩展的成为直径0.45mm的两个半圆、和连结该两个半圆的长方形的形状。第一带状导体对包括带状导体221a、221b、分别与差动信号孔对连接的焊盘部223a、223b、以及第一开路枝节部224a、224b。
图23c以及图23d是表示比较例2的印刷电路板50所具备的差动传输线路的特性的图，是均通过利用了三维电磁场解析的tdr法来求出的差动模式中的阻抗分布图的图表。图23c表示使间隔gap为0.24mm的情况，图23d表示使间隔gap为0.10mm的情况。如图23c所示，在间隔gap为0.24mm的情况下，差动传输线路包含层叠方向差动传输线路引起的阻抗的变动基本消除，得到良好的特性。另外，如图23d所示，在使间隔gap缩小至0.10mm的情况下，能够使层叠方向差动传输线路的阻抗比50ω进一步降低。通过差动信号孔包含该剖面形状的导体柱，从而有利于层叠方向差动传输线路的小型化、安装的高密度化。但是，目前不存在将该构造应用于印刷电路板的技术，实现起来需要时间和投资，并且即使与制造成本相关，也无法预料低成本化。
发明者们基于这些研究，将比较例1的层叠方向差动传输线路和比较例2的层叠方向差动传输线路组合，而想到该实施方式的层叠方向差动传输线路32的差动信号孔对101和多个导体板对102。通过使图22b所示的高阻抗特性与图23d所示的低阻抗特性抵消，从而发现了使差动阻抗与50ω匹配。如上所述，多个导体板对102使用目前广泛普及的低成本且量产性尤其的多层构造的印刷电路板制成技术来形成，差动信号孔对101(的层l2～层l9的部分)由钻头来形成。
多个导体板对102各自的第一导体板的外形以及第二导体板的外形位于比第一信号孔111a的周缘以及第二信号孔111b的周缘靠外侧，对第一导体板以及第二导体板各自的自电感l的帮助较小。互电感m根据重心间的距离近似地决定。第一导体板的重心以及第二导体板的重心分别与第一信号孔111a的重心g0以及第二信号孔111b的重心g0相比，位于相对于中心线cl2分别靠内侧，由此互电感m起因于多个导体板对102而增加。因而，与未配置多个导体板对102的情况相比，在该实施方式的层叠方向差动传输线路32中，数学式1所示的合成电感2l－m减少，能够使差动阻抗降低。另外，通过使第一导体板和第二导体板隔着中心线cl2而相互对置的部分的间隔gap缩小，来进一步增大对置的部分的长度wf，从而能够使差动阻抗降低。
多个导体板对102各自的第一导体板的形状以及第二导体板的形状是各个第一信号孔111a的周缘以及第二信号111b的周缘与各个第一导体板的外形以及第二导体板的外形之间的区域。近似地决定互电感m的第一导体板的重心以及第二导体板的重心与第一导体板的外形的重心g1以及第二导体板的外形的重心g1严格地说分别不同。然而，就第一导体板的外形的重心g1以及第二导体板的外形的重心g1分别与第一信号孔111a的重心g0以及第二信号孔111b的重心g0相比、位于相对于中心线cl2分别靠内侧的情况而言，必然是第一导体板的重心以及第二导体板的重心分别与第一信号孔111a的重心g0以及第二信号孔111b的重心g0相比、位于相对于中心线cl2分别靠内侧。另外，该情况下，第一导体板中，相对于贯穿第一信号孔111a的重心g0并且与中心线cl2并行地延伸的直线，位于内侧的区域的面积比位于外侧的区域的面积大。第二导体板中，相对于贯穿第二信号孔111b的重心g0并且与中心线cl2并行地延伸的直线，位于内侧的区域的面积比位于外侧的区域的面积大。
[第二实施方式]
图6a以及图6b是表示本发明的第二实施方式的印刷电路板42的构造的一部分的平面的示意图。除了该实施方式的印刷电路板42所具备的差动传输线路的形状、尺寸与第一实施方式不同以外，该实施方式的印刷电路板46为与第一实施方式的印刷电路板31相同的构造。该实施方式的光模块2由印刷电路板42构成印刷电路板21。通过使图6b所示的间隔gap增减，能够调整为所希望的差动阻抗，在此，表示至少使差动阻抗的值与50ω至60ω的范围的差动传输线路对应而实现良好的特性的连接。此外，该实施方式的差动传输线路的差动阻抗为60ω。
图6a与图3a对应，表示第一层(层l1)的配线图案。图6b与图3b对应，表示第二层(层l2)的配线图案。通过使带状导体宽度w为0.218mm、使带状导体间隔g为0.20mm，从而使第一差动传输线路33以及第二差动传输线路34各自的差动阻抗成为60ω。此外，开路枝节导体宽度ws为0.25mm，开路枝节导体长ls为0.587mm。通过使间隔gap增加至0.24mm，能够使层叠方向差动传输线路32的差动阻抗成为60ω。
图7a以及图7b是表示该实施方式的印刷电路板42所具备的差动传输线路的特性的图。图7a是通过利用了三维电磁场解析的tdr法来求出的差动模式中的阻抗分布图的图表。表示针对分别配置于印刷电路板42的上表面以及下表面的第一差动传输线路33以及第二差动传输线路34的差动阻抗均为60ω，该实施方式的差动传输线路尽管包含层叠方向差动传输线路32，但几乎不产生层叠方向差动传输线路32引起的阻抗的变动。
图7b表示通过s参数解析而求出的差动反射特性以及差动通过特性的频率特性的图表。在称为频率范围0hz～35ghz的较大范围，差动反射系数sdd11、sdd22表示－20db以下的值，能够得到充分的特性。并且，表示在频率范围0hz～31ghz，差动反射系数sdd11、sdd22保持为－30db以下的值，可实现具有极低的反射量的构造。另外，表示差动通过特性sdd21的变化也小。因而，该实施方式的差动传输线路即使在层叠方向差动传输线路32也能够实现使差动阻抗接近60ω的值。
在该实施方式的印刷电路板42中，通过使间隔gap扩展至0.24mm，从而与第一实施方式相比，多个导体板对102各自的第一导体板的重心g1以及第二导体板的重心g1相对于中心线cl2向更外侧(图6b的左右两侧)移动。认为多个导体板对102引起的互电感m减少，数学式1所示的合成电感2l－m增加，差动阻抗增加至60ω。
该实施方式的印刷电路板42在具有连接使驱动电路的终端电阻为30ω的驱动输出端子和发光元件的差动传输线路的情况下，能够将光调制信号的品位保持为充分良好而非常合适。尤其是，在使用dfb－lb元件来作为发光元件的情况下，起到显著的效果。在该实施方式中，使差动传输线路的差动阻抗的值为60ω，但并不限定于此，通过在0.10mm～0.24mm的范围对间隔gap的值进行调整，能够使层叠方向差动传输线路的阻抗的值至少在50ω～60ω范围变化。
[第三实施方式]
图8a以及图8b是表示本发明的第三实施方式的印刷电路板43的构造的一部分的平面的示意图。图8c是表示该实施方式的印刷电路板43的一部分的剖面的示意图。图8c示出图8a的viiic－viiic线的剖面。该实施方式的印刷电路板43所具备的差动传输线路中多个导体板对102各自的形状与第一实施方式不同，伴随于此，除第一带状导体对104以及第二带状导体对105的形状、和第一贯通孔119以及第二贯通孔129的形状与第一实施方式不同以外，该实施方式的印刷电路板43为与第一实施方式的印刷电路板31相同的构造。该实施方式的光模块2由印刷电路板43构成印刷电路板21。此外，该实施方式的差动传输线路的差动阻抗为50ω。
图8a与图3a对应，表示第一层(层l1)的配线图案。图6b与图3b对应，表示第二层(层l2)的配线图案。图8c与图3c对应，表示剖面构造。如图8b所示，第一导体板115a以及第二导体板115b各自的外形为以中心线cl2为中心线并以间隔gap0.22mm分割直径1.06mm的圆形状后的形状。此外，与第一实施方式相同，第二层(层l2)的第一信号孔111a以及第二信号孔111b的直径d均为0.2mm。另外，如后文所述，第一信号孔111a以及第二信号孔111b的中心间距离pitch为0.61mm，间隔gap比第一信号孔111a与第二信号孔111b的最小距离(pitch－d)小。
在多个导体板对102各个中，相对于中心线cl2而言，第一导体板的外形的重心g1位于比第一信号孔111a的重心g0更靠内侧，第二导体板的外形的重心g1位于比第二信号孔111b的重心g0更靠内侧。第一导体板(第二导体板)的外形的宽度从外侧向内侧而从0逐渐变大(单调增加)。第一导体板和第二导体板隔着中心线cl2而相互对置，第一导体板的外形和第二导体板在对置的部分沿垂直二等分线(中心线cl2)以直线状延伸。第一导体板115a和第二导体板115b相互对置的直线部分的长度wf为1.037mm。在该实施方式中，虽然与第一实施方式相比使长度wf大幅增加为1.037mm，间隔gap扩大为0.22mm，但能够使差动阻抗为50ω。
第一贯通孔119的形状是以中心线cl1与中心线cl2的交点为中心的直径1.41mm的圆形状。第一导体板对115(导体板115a、115b)的外形的间隔设为0.175mm。
如图8a所示，与第一实施方式不同，第一信号孔111a以及第二信号孔111b的中心间距离pitch为0.61mm。伴随于此，虽然焊盘部123a、123b的配置不同，但其以外的第一差动传输线路33的结构与第一实施方式相同。即，带状导体121a、121b的带状导体宽度w为0.30mm，带状导体间隔g为0.20mm。第一开路枝节部124a、124b的开路枝节导体宽度ws为0.25mm，开路枝节导体长ls为0.605mm。对于电介体层127以及焊料抗蚀层125，也与第一实施方式相同。此外，第一层(层l1)中的第一信号孔111a以及第二信号孔111b的直径均为0.1mm。对于第二差动传输线路34也相同，第一差动传输线路33以及第二差动传输线路的差动阻抗均为50ω。
以上，对该实施方式的印刷电路板43所具备的差动传输线路进行了说明。该实施方式的印刷电路板43的制造方法除上述尺寸不同以外，与第一实施方式的印刷电路板31的制造方法相同。
图9a以及图9b是表示该实施方式的印刷电路板43所具备的差动传输线路的特性的图。图9a是通过利用了三维电磁场解析的tdr法求出差动模式中的阻抗分布图的图表。与第一实施方式相同，表示针对第一差动传输线路33以及第二差动传输线路34的差动阻抗均为50ω，该实施方式的差动传输线路尽管包含层叠方向差动传输线路32，但几乎不产生层叠方向差动传输线路32引起的阻抗的变动。
图9b表示通过s参数解析而求出的差动反射特性以及差动通过特性的频率特性的图表。在称为频率范围0hz～32ghz的较大范围，差动反射系数sdd11、sdd22表示－20db以下的值，能够得到充分的特性。并且，表示在频率范围0hz～29.4ghz，差动反射系数sdd11、sdd22保持为－30db以下的值，可实现具有极低的反射量的构造。另外，表示差动通过特性sdd21的变化也小。因而，该实施方式的印刷电路板43与第一实施方式相同，起到特殊的效果。
[第四实施方式]
图10a以及图10b是表示本发明的第四实施方式的印刷电路板44的构造的一部分的平面的示意图。该实施方式的印刷电路板44所具备的差动传输线路的尺寸除与第三实施方式不同以外，该实施方式的印刷电路板44为与第三实施方式的印刷电路板43相同的构造。该实施方式的光模块2由印刷电路板44构成印刷电路板21。通过使图10b所示的间隔gap增减，能够调整为所希望的差动阻抗，在此，表示至少使差动阻抗的值与40ω至50ω的范围差动传输线路对应而实现良好的特性的连接。此外，该实施方式的差动传输线路的差动阻抗为40ω。
图10a与图8a对应，表示第一层(层l1)的配线图案。图10b与图10b对应，表示第二层(层l2)的配线图案。通过使带状导体宽度w为0.415mm、使带状导体间隔g为0.20mm，从而使第一差动传输线路33以及第二差动传输线路34各自的差动阻抗成为40ω。此外，开路枝节导体宽度ws为0.365mm，开路枝节导体长ls为0.59mm。使间隔gap缩小至0.12mm。另外，通过间隔gap变窄，第一带状导体对104的焊盘部123a、123b的设计自由度也变高，能够确保较大的区域。对于第二差动传输线路34的第二带状导体对105的焊盘部133a、133b也同样。因而，能够全部由钻头形成第一层(层l1)至第四层(层l10)的孔。另外，能过扩大配置于第一层(层l1)与第二层(层l2)之间、以及第三层(层l9)以及第四层(层10)之间的差动信号孔对101(第一信号孔111a以及第二信号孔11b)的直径。因而，能够使层叠方向差动传输线路32的差动阻抗成为40ω。
该实施方式的印刷电路板44的制造方法在以下方面与第一实施方式不同，其以外与第一实施方式的印刷电路板31的制造方法相同。在形成第二层(层l2)至第三层(层l9)的配线层之后，仅形成多个接地孔103。并且，将电介体层127夹在中间，在形成第一层(层l1)以及第四层(层l10)之后，在形成有差动信号孔对101(第一信号孔111a以及第二信号孔111b)的位置，利用钻头垂直地从第一层(层l1)至第四层(层l10)钻出直径d0.2mm的圆形的孔，通过在该孔的侧面实施镀铜来形成通孔。
图11a以及图11b是表示该实施方式的印刷电路板44所具备的差动传输线路的特性的图。图11a是通过利用了三维电磁场解析的tdr法求出的差动模式中的阻抗分布图的图表。表示针对第一差动传输线路33以及第二差动传输线路34的差动阻抗均为40ω，该实施方式的差动传输线路尽管包含层叠方向差动传输线路32，但几乎不产生层叠方向差动传输线路32引起的阻抗的变动。
图11b表示通过s参数解析而求出的差动反射特性以及差动通过特性的频率特性的图表。在频率范围0hz～27.4ghz的较大范围，差动反射系数sdd11、sdd22表示－20db以下的值，能够得到充分的特性。并且，表示在频率范围0hz～25.8ghz，差动反射系数sdd11、sdd22保持为－30db以下的值，可实现具有极低的反射量的构造。另外，表示差动通过特性sdd21的变化也小。因而，该实施方式的差动传输线路在层叠方向差动传输线路32中也能够实现使差动阻抗接近40ω的值。
在该实施方式的印刷电路板44中，通过使间隔gap变窄至0.12mm，从而与第一实施方式相比，多个导体板对102各自的第一导体板的重心g1以及第二导体板的重心g1相对于中心线cl2向内侧(图6b的左右两侧)移动。多个导体板对102引起的互电感m增加。另外，通过扩大配置于第一层(层l1)与第二层(层l2)之间、以及第三层(层l9)以及第四层(层10)之间的差动信号孔对101(第一信号孔111a以及第二信号孔11b)的直径，从而差动信号孔对101引起的自电感l减少。认为数学式1所示的合成电感2l－m减少，差动阻抗减少至40ω。
该实施方式的印刷电路板44在具有连接使驱动电路的终端电阻为20ω的驱动输出端子和发光元件的差动传输线路的情况下，能够将光调制信号的品位保持为充分良好而非常合适。尤其是，在使用dfb－lb元件来作为发光元件的情况下，起到显著的效果。在该实施方式中，将差动传输线路的差动阻抗的值设为40ω，但并不限定于此，通过在0.12mm～0.22mm的范围对间隔gap的值进行调整，能够使层叠方向差动传输线路的阻抗的值至少在40ω～50ω的范围变化。
[第五实施方式]
在第一至第四实施方式中，多个导体板对102除了配置于第二层(层l2)的第一导体板对115以及配置于第三层(层l9)的第二导体板对116以外，还包括6对层间导体板对117(层l3～层l8)，但层间导体板对117的数量并不限定于此，至少包括一对层间导体板对117即可。本发明的第五实施方式的印刷电路板45除了第一导体板对115以及第二导体板对116以外，还包含一对层间导体板对117，伴随于此，多个导体板对102各自的形状和差动信号孔对101的形状与第三实施方式不同，除此以外，该实施方式的印刷电路板45为与第三实施方式的印刷电路板43相同的构造。该实施方式的光模块2由印刷电路板45构成印刷电路板21。此外，该实施方式的差动传输线路的差动阻抗为50ω。
图12a是表示该实施方式的印刷电路板45的构造的一部分的平面的示意图。图12b是表示该实施方式的印刷电路板45的一部分的剖面的示意图。第一层的配线图案与图8a一致，未记载。图12a与图8b对应，表示第二层的配线图案。图12b表示图8a的viiic－viiic线的剖面，与图8c对应，表示剖面构造。
如图12a所示，与第三实施方式相同，第一导体板115a以及第二导体板115b各自的外形是分割直径1.06mm的圆形后的形状，使间隔gap为0.14mm。另外，使第二层至第三层的第一信号孔111a以及第二信号孔111b的直径d为0.30mm。如图12b所示，多个导体板对102是配置于第二层的第一导体板对115(第一导体板115a以及第二导体板115b)、配置于第三层的第二导体板对116(第一导体板116a以及第二导体板116b)、以及配置于第二层与第三层之间的一个层间导体板对117(第一导体板117a以及第二导体板117b)。此外，第一差动传输线路33以及第二差动传输线路34各自的差动阻抗为50ω，如上所述，第一带状导体对104以及第二带状导体对105的形状与第三实施方式相同。
图13a以及图13b是表示该实施方式的印刷电路板45所具备的差动传输线路的特性的图。图13a是通过利用了三维电磁场解析的tdr法求出的差动模式中的阻抗分布图的图表。与第三实施方式相同，表示针对第一差动传输线路33以及第二差动传输线路34的差动阻抗均为50ω，该实施方式的差动传输线路尽管包含层叠方向差动传输线路32，但几乎不产生层叠方向差动传输线路32引起的阻抗的变动。
图13b表示通过s参数解析而求出的差动反射特性以及差动通过特性的频率特性的图表。在称为频率范围0hz～31.4ghz的较大范围，差动反射系数sdd11、sdd22表示－20db以下的值，能够得到充分的特性。并且，表示在频率范围0hz～22.4ghz，差动反射系数sdd11、sdd22保持为－30db以下的值，可实现具有极低的反射量的构造。另外，表示差动通过特性sdd21的变化也小。因而，该实施方式的印刷电路板45与第三实施方式相同，起到特殊的效果。
在该实施方式的印刷电路板45中，使第二层至第三层的第一信号孔111a以及第二信号孔111b的直径d增加至0.30mm，差动信号孔对101引起的自电感l减少。另外，通过使间隔gap变窄至0.14mm，从而与第三实施方式相比，多个导体板对102各自的第一导体板的重心g1以及第二导体板的重心g1相对于中心线cl2向更内侧(图6b的左右两侧)移动。每一对导体板对引起的互电感m增加。由于该帮助与减少多个导体板对102的数量引起的合成电感的增加抵消，因此尽管是少数的多个导体板对102，但能够使差动阻抗成为50ω。
在该实施方式中，能够使层间导体板对117的数量为一个，利用具有第一层至第四层、和配置有层间导体板对117而成的一个层这五多层构造的印刷电路板，能够实现差动传输线路，因此实现制作工序的简化、短时间化、低成本化。层间导体板对117的数量并不限定于1或者6，通过在0.12mm～0.22mm的范围对间隔gap的值进行调整，并在0.20～0.30mm的范围对第一信号孔111a以及第二信号孔111b的直径d进行调整，从而能够使层间导体板对117的户数量至少在1～6的范围变化。
[第六实施方式]
在第一至第五实施方式的第一差动传输线路33中，第一接地导体层126具有第一贯通孔119(开口部)，在与层叠差动传输线路连接的连接部分，由于第一贯通孔119而阻抗上升。为了抑制该阻抗上升，第一带状导体对104包含第一开路枝节部124a、124b。对于第二差动传输线路34也相同，第二带状导体对105包括第二开路枝节部134a、134b。然而，抑制第一贯通孔119(第二贯通孔129)引起的阻抗上升的方法并不限定于开路枝节(开路枝节电路)。本发明的第六实施方式的印刷电路板46不具有开路枝节，而是具有抑制不需要的阻抗上升的构造。
图14a以及图14b是表示该实施方式的印刷电路板46的构造的一部分的平面的示意图。除该实施方式的印刷电路板46所具备的差动传输线路的尺寸与第一实施方式不同以外，该实施方式的印刷电路板46为与第一实施方式的印刷电路板31相同的构造。该实施方式的光模块2由印刷电路板46构成印刷电路板21。此外，该实施方式的差动传输线路的差动阻抗为50ω。
该实施方式的印刷电路板46的主要特征在于第一带状导体对104的连接部122a、122b的形状。第一至第五实施方式中，连接部122a、122b包括仅以与第一信号孔111a以及第二信号孔111b分别电连接为目的配置的焊盘部123a、123b。针对于此，在该实施方式中，代替焊盘部123a、123b，连接部122a、122b分别包括导体板部151a、151b。导体板部151a、151b除了与第一信号孔111a以及第二信号孔111b分别电连接以外，还抑制阻抗上升。在俯视下，导体板部151a、151b与第一导体板对115(第一导体板115a以及第二导体板115b)全部重叠，在俯视下，导体板部151a、151b在内侧包含第一导体板对115。根据该结构，第一带状导体对104不包括第一开路枝节部124a、124b，能够抑制阻抗上升。对于第二带状导体对105也相同，代替焊盘部133a、133b，连接部132a、132b分别包括导体板部152a、152b(均未图示)。导体板部152a、152b的形状与导体板部151a、151b相同。在俯视下，导体板部152a、152b与第二导体板对116(第一导体板116a以及第二导体板116b)全部重叠，在俯视下，导体板部152a、152b在内侧包含第二导体板对116。
图14a与图3a对应，表示第一层的配线图案。图14b与图3b对应，表示第二层的配线图案。与第一实施方式相同，将第一信号孔111a以及第二信号孔111b的中心间距离pitch设为0.61mm。伴随于此，第一贯通孔119(以及第二贯通孔129)的形状、与多个导体板对102各自的形状与第一实施方式不同。图14b所示的间隔gap为0.14mm。
图14b所示的第一导体板115a的形状以及第二导体板115b的形状在中心间距离pitch和间隔gap中与第一实施方式不同。即，第一导体板115a以及第二导体板115b各自的半圆的直径为0.45mm，第一导体板115a和第二导体板115b相互对置的直线部分的长度wf为0.45mm。第一导体板115a的外形是连接使直径为0.45mm的半圆、和纵向为0.45mm且横向为0.235mm的长方形而成的形状，第二导体板115b的外形是相对于中心线cl2使第一导体板115a的形状以线对称移动后的形状。此外，第一信号孔111a以及第二信号孔111b的直径与第一实施方式相同，第一层(层l1)中的直径为0.10mm，第二层(层l2)中的直径d为0.20mm。
伴随使中心间距离pitch为0.61mm，第一贯通孔119的形状与第一实施方式不同。第一贯通孔119的形状是连接直径0.8mm的两个半圆、和连结该两个半圆的长方形而成的形状。横向的长度是中心间距离pitch，在此为0.61mm。第一贯通孔119与第一导体板对115(导体板115a、115b)的外形的间隔为0.175mm。
在俯视下，图14a所示的导体板部151a、151b成为使图14b所示的第一导体板对115(第一导体板115a以及第二导体板115b)向外侧稍微扩大而成的形状。导体板部151a、151b的形状能够通过电磁场解析计算等而求出。在此，导体板部151a、151b相互对置的直线部分的间隔(相当于间隔gap)与第一导体板对115相同，为0.14mm。即，与第一导体板115a以及第二导体板115b相比，导体板部151a、151b在对置的部分一致。即，在俯视下，导体板部151a、151b在内侧包含第一导体板对115是指，在俯视下，第一导体板对115的一部不向导体板部151a、151b的外侧伸出即可。也可以包括导体板部151a、151b的外形的一部分与第一导体板对115的外形的一部分一致的情况。并且，在该对置的部分以外的部分，使扩大宽度为0.13mm。即，导体板部151a的外形是连接使直径为0.71mm的半圆、和纵向为0.71mm且横向为0.235mm的长方形而成的形状，导体板部151b的形状是相对于中心线cl2使导体板部151a的形状以线对称移动的形状。
因而，俯视时，导体板部151a、151b包含于第一贯通孔119的内侧(换言之，导体板部151a、151b没有与第一接地导体层126重叠的部分)，并且第一导体板115a以及第二导体板115b包含于导体板部151a、151b。
此外，根据阻抗匹配的观点，优选在俯视下，导体板部151a、151b的重心也分别位于比差动信号孔对101各自的重心靠内侧，导体板部151a、151b是为了抑制在第一差动传输线路33与层叠方向差动传输线路32的连接部分的、第一贯通孔119引起的阻抗上升而配置的构件，为了抑制该阻抗上升，导体板部151a、151b的重心并非必需在俯视下位于比差动信号孔对101各自的重心分别靠内侧。
图15a以及图15b是表示该实施方式的印刷电路板46所具备的差动传输线路的特性的图。图15a是通过利用了三维电磁场解析的tdr法而求出的差动模式中的阻抗分布图的图表。与第一实施方式相同，表示针对第一差动传输线路33以及第二差动传输线路34的差动阻抗均为50ω，该实施方式的差动传输线路尽管包含层叠方向差动传输线路32，但阻抗的变动基本上抑制为+1ω，层叠方向差动传输线路32引起的阻抗的变动比较小。
图15b表示通过s参数解析而求出的差动反射特性以及差动通过特性的频率特性的图表。表示在频率范围0hz～35ghz，差动反射系数sdd11、sdd22保持为－30db以下的值，可实现具有极低的反射量的构造。另外，表示差动通过特性sdd21的变化也小。因而，该实施方式的印刷电路板43与第一实施方式相同，起到特殊的效果。
在该实施方式的印刷电路板46中，不具备开路枝节，能够抑制第一差动传输线路33(或者第二差动传输线路34)与层叠方向差动传输线路32连接的连接部分的阻抗，能够提高第一带状导体对104(或者第二带状导体对105)的设计自由度，进一步实现高密度化。
[第七实施方式]
在第一至第五实施方式的第一差动传输线路33中，第一开路枝节部124a、124b(第二开路枝节部134a、134b)的延伸方向相对于带状导体121a、121b(带状导体131a、131b)的延伸方向成为垂直，但并不限定于此。在本发明的第七实施方式的印刷电路板47中，第一开路枝节部124a、124b(第二开路枝节部134a、134b)向与带状导体121a、121b(带状导体131a、131b)的延伸方向成45°的方向延伸。
图16是表示该实施方式的印刷电路板47的构造的一部分的平面的示意图。除该实施方式的印刷电路板47所具备的差动传输线路的尺寸与第一实施方式不同以外，该实施方式的印刷电路板47为与第一实施方式的印刷电路板31相同的构造。该实施方式的光模块2由印刷电路板47构成印刷电路板21。此外，该实施方式的差动传输线路的差动阻抗为50ω。
该实施方式的印刷电路板47的主要特征在于第一带状导体对104的第一开路枝节部124a、124b的形状，第一开路枝节部124a、124b的延伸方向与带状导体121a、121b的延伸方向分别成45°的角度。此外，对于第二带状导体对105也相同，第二开路枝节部134a、134b的延伸方向与带状导体131a、131b的延伸方向分别成45°的角度。
图16与图3a对应，表示第一层的配线图案。第二层的配线图案在gap为0.10mm这方面不同，在其以外与图14b一致，因此未记载。与第一实施方式不同，另外与第六实施方式相同，中心间距离pitch为0.61mm，伴随于此，第一贯通孔119(以及第二贯通孔129)的形状与第六实施方式相同。另外，在第二层的配线图案中，间隔gap为0.10mm，第一导体板115a的外形是连接使直径为0.45mm的半圆、和纵向为0.45mm且横向为0.255mm的长方形而成的形状，第二导体板115b的外形是相对于中心线cl2使第一导体板115a的外形以线对称移动后的形状。此外，第一信号孔111a以及第二信号孔111b的直径与第一实施方式相同，第一层(层l1)中的直径为0.10mm，第二层(层l2)中的直径d为0.20mm。
如图16所示，中心间距离pitch与第一实施方式不同，由此焊盘部123a、123b的配置与第一实施方式不同。另外，如上所述，第一开路枝节部124a、124b的延伸方向与第一实施方式不同。如图16所示，将第一开路枝节部124a、124b的开路枝节导体长ls2定位为从一端至差动信号孔对的信号孔的中心的距离，将开路枝节导体宽度ws2定义为第一开路枝节部124a、124b延伸的部分的宽度。第一开路枝节部124a、124b的开路枝节导体宽度ws2以及开路枝节导体长ls2能够通过电磁场解析计算等而求出。在此，开路枝节导体宽度ws2为0.15mm，开路枝节导体长ls2为0.65mm。
图17a以及图17b是表示该实施方式的印刷电路板47所具备的差动传输线路的特性的图。图17a是通过利用了三维电磁场解析的tdr法而求出的差动模式中的阻抗分布图的图表。与第一实施方式相同，表示针对第一差动传输线路33以及第二差动传输线路34的差动阻抗均为50ω，该实施方式的差动传输线路尽管层叠方向差动传输线路32，但几乎不产生层叠方向差动传输线路32引起的阻抗的变动。
图17b表示通过s参数解析而求出的差动反射特性以及差动通过特性的频率特性的图表。表示在频率范围0hz～35ghz，差动反射系数sdd11、sdd22保持为－30db以下的值，可实现具有极低的反射量的构造。另外，表示差动通过特性sdd21的变化也小。因而，该实施方式的印刷电路板47与第一实施方式相同，起到特殊的效果。
在该实施方式的印刷电路板47中，能够更接近带状导体121a、121b(带状导体131a、131b)各自的中心线地配置第一开路枝节部124a、124b(第二开路枝节部134a、134b)，能够提高第一带状导体对104(或者第二带状导体对105)的设计自由度，进一步实现高密度化。此外，在该实施方式中，将第一开路枝节部124a、124b(第二开路枝节部134a、134b)的延伸方向与带状导体121a、121b(带状导体131a、131b)的延伸方向所成的角度设为45°，不言而喻，也可以以其以外的角度交叉。
[第八实施方式]
在第一至第七实施方式的层叠方向差动传输线路32中，多个导体板对102各自的第一导体板的外形和第二导体板的外形在对置的部分沿中心线cl2以直线状延伸。第一导体板的外形和第二导体板的外形通过对各配线层逐次进行图案成形而形成。也可以利用图案成形以外的手段、例如钻头加工、路由器加工来形成该对置的部分的形状(外形)。在本发明的第八实施方式的印刷电路板48中，在多个导体板对102各自中，通过钻头加工来形成第一导体板与第二导体板相互对置的部分。
图18是表示该实施方式的印刷电路板48的构造的一部分的平面的示意图。除该实施方式的印刷电路板48所具备的多个导体板对102的形状与第一实施方式不同以外，该实施方式的印刷电路板48为与第一实施方式的印刷电路板31相同的构造。该实施方式的光模块2由印刷电路板48构成印刷电路板21。此外，该实施方式的差动传输线路的差动阻抗为50ω。
该实施方式的印刷电路板48的主要特征在于多个导体板对102各自的第一导体板以及第二导体板的形状。第一层的配线图案与图3a一致，未记载。即，该实施方式的第一带状导体对104的形状与第一实施方式的第一带状导体对104相同。第一信号孔111a以及第二信号孔111b的中心间距离pitch为1.0mm。
图18与图3b对应，表示第二层的配线图案。第一贯通孔119的形状与图3b所示的第一贯通孔119的形状相同。第一导体板115a以及第二导体板115b各自的外形与图3b不同。第一导体板115a以及第二导体板115b各自的外形是以中心线cl2为中心线而以多个钻孔分割如下形状而成的形状，即使连接以第一信号孔111a的中心以及第二信号孔111b的中心分别为中心而向外侧(中心线cl1的两侧)扩展的直径为0.45mm两个半圆、和连结该两个半圆的长方形而成的形状。一个钻孔是利用直径0.15mm的钻头除去后得到的孔，多个钻孔以钻头间隔pdrill(钻头中心间距离)依次排列，在此，钻头间隔pdrill为0.10mm。在多个钻孔的内部封入有树脂139。
第一导体板115a以及第二导体板115b隔着中心线cl2而相互对置。因此，第一导体板的外形与第二导体板的外形在对置的部分沿中心线cl2延伸。第一导体板115a与第二导体板115b相互对置的部分的长度wf为0.45mm。对置的部分通过多个钻孔而以锯齿状(凹凸状)沿中心线cl2延伸。另外，严格地说，对置的部分并非直线状，但对置的部分的间隔的平均值(相当于第一实施方式的间隔gap)接近0.15mm，能够看作以近似直线状延伸。
该实施方式的印刷电路板48的制造方法在以下方面与第一实施方式不同，但除此以外与第一实施方式的印刷电路板31的制造方法相同。在形成第二层(层l2)至第三层(层l9)的配线层时，多个导体板对102各自所用的配线层的形状成为连接两个半圆、和连结该两个半圆的长方形而成的形状。并且，在形成差动信号孔对101以及多个接地孔103所用的孔之后，利用直径0.15mm的钻头沿中心线cl2以钻头间隔pdrill0.10mm在多个导体板对102所用的配线层上钻出多个钻孔。并且，与差动信号孔对101以及多个接地孔103所用的孔一起，在多个钻孔的内部封入树脂139。
图19a以及图19b是表示该实施方式的印刷电路板48所具备的的差动传输线路的特性的图。图19a是通过利用了三维电磁场解析的tdr法而求出的差动模式中的阻抗分布图的图表。与第一实施方式相同，表示针对第一差动传输线路33以及第二差动传输线路34的差动阻抗均为50ω，该实施方式的差动传输线路尽管包含层叠方向差动传输线路32，但阻抗的变动基本上被抑制为+1ω，层叠方向差动传输线路32引起的阻抗的变动比较小。
图19b表示通过s参数解析而求出的差动反射特性以及差动通过特性的频率特性的图表。在频率范围0hz～35ghz的较大范围，差动反射系数sdd11、sdd22表示－20db以下的值，能够得到充分的特性。并且，表示在频率范围0hz～32ghz，差动反射系数sdd11、sdd22保持为－30db以下的值，可实现具有极低的反射量的构造。另外，表示差动通过特性sdd21的变化也小。因而，该实施方式的印刷电路基48与第一实施方式相同，起到特殊的效果。
通过利用钻头加工来形成多个导体板对102各自的第一导体板与第二导体板对置的部分，从而在俯视下，能够将对置的部分的位置的变动抑制到第二层(层l2)至第三层(层l9)。在基板制造工序中，即使在基板平面方向上产生图案偏移的情况下，也能够抑制层叠方向差动传输线路32引起的特性劣化。此外，不言而喻，对置的部分也可以通过路由器加工来形成。
在该实施方式的印刷电路板48中，使直径0.15mm的钻头以钻头间隔pdrill0.10mm钻出多个孔，但并不限定于此。例如通过在0.125mm～0.075mm的范围对钻头间隔pdril进行调整，能够在47ω～53ω的范围对层叠差动传输线路32的差动阻抗进行调整。
以上，对本发明的实施方式的印刷电路板、以及光模块进行了说明。本发明并不限定于上述实施方式，能够广泛应用于包含层叠差动传输线路的差动传输线路构造。本发明的印刷电路板并不限定于光模块所具备的印刷电路板，既可以是传输装置所具备的的印刷电路板(图1所示的印刷电路板12)，也可以是其它装置所具备的印刷电路板。在任意的装置所具备的印刷电路板中，都能够广泛应用于包含在层叠方向上贯穿内部的差动传输线路(层叠差动传输线路)的差动传输线路。
另外，本发明的实施方式的印刷电路板适合于通过各信道传输的数字电信号的比特率为25gbit/s至28gbit/s的任一个，但比特率并不限定于此，也可以是传输与它们不同的范围的比特率的数字电信号的情况。在本发明的实施方式的印刷电路板的信道(差动传输线路)传输的电信号为二值调制的数字信号，但并不限定于此，也可以是多值调制的数字信号。该情况下，将比特率换成符号率(或者调制率)，将单位“bit/s”换成单位“baud”即可。
另外，在本发明的实施方式的印刷电路板中，使第一差动传输线路33和第二差动传输线路34的结构相同。虽然根据减少设计参数而容易进行设计之类的观点或者提高差动传输线路的特性的观点而优选，但并不限定于此，第一差动传输线路33和第二差动传输线路34是微带线路，只要是能够与层叠方向差动传输线路连接的结构，则也可以分别使用其它的结构。
在本发明的实施方式的印刷电路板中，仅为第一差动传输线路33配置于上表面、第二差动传输线路34配置于下表面，并以覆盖第一带状导体对104以及第二带状导体对105的方式配置焊料抗蚀层125。但是，并不限定于此，也可以在第一差动传输线路33的上侧、或者第二差动传输线路34的下侧进一步配置有层(包含配线层)。
虽然已经描述了目前被认为是本发明的某些实施方式的内容，应当理解的是，可以对其进行多种修改，并且旨在所附权利要求涵盖落入本发明的构思和范围中的所有这样的修改。
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