带有FPC的光调制器及使用了该光调制器的光发送装置的制作方法

文档序号:15738476发布日期:2018-10-23 21:53阅读:212来源:国知局
带有FPC的光调制器及使用了该光调制器的光发送装置的制作方法

本发明涉及光调制器及光发送装置,特别是涉及具备用于输入高频信号的FPC(Flexible Printed Circuits,柔性线路板)的光调制器、及使用了该光调制器的光发送装置。



背景技术:

在高速/大容量光纤通信系统中,较多地使用装入有波导型的光调制元件的光调制器。其中,将具有电光效应的LiNbO3(以下,也称为LN)使用于基板的光调制元件由于光的损失少且能实现宽频带的光调制特性,因此被广泛地使用于高速/大容量光纤通信系统。

在使用了该LN的光调制元件中,形成有马赫-曾德尔型光波导、向该波导用于施加作为调制信号的高频信号的RF电极、为了良好地保持该波导的调制特性而用于进行各种调整的偏压电极。并且,形成于光调制元件的这些电极经由在具备该光调制元件的光调制器的壳体设置的引脚或连接器而连接于外部的电子电路。

另一方面,光纤通信系统中的调制方式受到近年来的传送容量的增大化的潮流的影响,QPSK(Quadrature Phase Shift Keying,四相相移键控)或DP-QPSK(Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying,双极化四相相移键控)等多值调制或向多值调制取入了偏振复用的传送制式成为主流。

进行QPSK调制的光调制器(QPSK调制器)、进行DP-QPSK调制的光调制器(DP-QPSK调制器)具备嵌套型马赫-曾德尔型光波导,具备多个高频信号电极及多个偏压电极(例如,参照专利文献1),存在器件尺寸增大化的倾向,特别是小型化的要求强。

作为应对该小型化的要求的一个对策,以往,实现将作为连接RF电极与外部的电子电路的接口而设置于光调制器的壳体上的推接式的同轴连接器置换为与偏压电极的接口同样的引脚并附加有用于将这些引脚与外部的电路基板连接的FPC(柔性线路板(FPC:Flexible Printed Circuits)的光调制器。

例如,在DP-QPSK调制器中,使用由分别具有RF电极的4个马赫-曾德尔型光波导构成的光调制元件。这种情况下,在光调制器壳体设置有4个推接式同轴连接器的话,壳体的大型化不可避免,但是如果取代同轴连接器而使用引脚和FPC,则能够小型化。

另外,光调制器壳体的引脚与搭载有用于使该光调制器进行调制动作的电子电路的电路基板之间经由上述FPC而连接,因此以往使用的同轴线缆不需要使用而该同轴线缆的余长处理所需的空间变得不再需要,能够缩小光发送装置内的光调制器的安装空间。

光调制器使用的FPC使用例如具有挠性的聚酰亚胺基体的材料作为基板(以下,FPC基板)来制作,在一个端部附近形成的多个通孔与在另一个端部形成的同数的焊盘电连接。并且,从光调制器壳体的底面或侧面突出的多个引脚分别插通于上述多个通孔而被进行钎焊固定。而且,上述多个焊盘分别钎焊固定于电路基板。由此,从该电路基板上的焊盘赋予的高频信号分别经由对应的上述通孔和引脚,向光调制元件的对应的RF电极赋予,进行高速光调制。

在上述的使用了FPC的光调制器中,如上所述,壳体能够小型化,电路基板上的光调制器的安装空间也能够缩小,因此对于光传送装置的小型化能作出较大贡献。

图16A、图16B、图16C是表示具备这样的FPC的以往的光调制器的结构的图,图16A是光调制器的俯视图,图16B是主视图,图16C是仰视图。该光调制器1600具备光调制元件1602、收容光调制元件1602的壳体1604、柔性线路板(FPC)1606、用于使光向光调制元件1602入射的光纤1608、将从光调制元件1602输出的光向壳体1604的外部引导的光纤1610。

在壳体1604设置有与光调制元件1602的4个RF电极(未图示)分别连接的4个引脚1620、1622、1624、1626,该引脚1620、1622、1624、1626插通于在FPC1606设置的后述的通孔1720、1722、1724、1726而通过钎焊固定。

图17是表示FPC1606的结构的图。FPC1606在图示下侧的一条边1700的附近沿着该一条边1700的方向并列形成有4个焊盘1710、1712、1714、1716。而且,在与边1700相对的另一条边1702侧例如沿着边1702的方向并列形成有4个通孔1720、1722、1724、1726。此外,4个焊盘1710、1712、1714、1716分别通过配线图案1730、1732、1734、1736而与通孔1720、1722、1724、1726电连接。

并且,4个焊盘1710、1712、1714、1716分别钎焊于外部的电路基板的焊盘,由此将光调制器1600具备的光调制元件1602的RF电极和构成在该电路基板上的电子电路电连接地安装。此外,FPC1606的形状为了极力缩短配线图案并将微波损失抑制得低,通常如图示那样成为沿信号传送方向具有短边的横长的长方形,如图示的例子那样具有4个焊盘1710、1712、1714、1716的情况下,成为在长边方向上为约20mm以下、在短边方向上为约10mm以下的长方形。

图18A、图18B是表示在构成有电子电路的电路基板上连接有光调制器1600的状态的一例的图,图18A是光调制器1600的从上表面方向观察的图,图18B是图18A的BB剖面向视图。此外,在图18B中,关于光调制器1600的内部的结构省略记载。

光调制器1600和电路基板1800固定于例如光发送装置的壳体内的基体1802。光调制器1600的FPC1606从与引脚1620、1622、1624、1626连接的连接部分向图示左方延伸,向图18B的图示斜左下方向弯曲,将FPC1606的焊盘1710、1712、1714、1716钎焊于电路基板1800上的焊盘1810、1812、1814、1816。

然而,如果将上述那样的带有FPC的光调制器连接于电路基板来构成光发送装置,则以在FPC1606的制造时会产生的该FPC1606的变形、在该FPC1606与光调制器壳体1604的引脚1620、1622、1624、1626之间的钎焊时会产生的该FPC1606的翘曲或伸长等各种变形为起因,FPC1606上的焊盘(FPC焊盘)1710、1712、1714、1716与电路基板1800上的焊盘(电路基板焊盘)1810、1812、1814、1816之间的连接状态会产生些许的变动(介有的焊锡的厚度的变动、厚度的均匀性的变动、或者FPC焊盘与电路基板焊盘之间的位置偏离的变动)。

图19是表示变形的FPC的一例的图。在图示的例子中,FPC1900在基板角部向图示上方向进行变形。该变形经常被看作以FPC的制造工序为起因的变形。FPC在例如聚酰亚胺基板上具备由铜(Cu)或金(Au)等形成的配线图案,也形成有用于保护这些配线图案的保护膜等。各个FPC例如如下制造:将构成一个FPC的配线图案在FPC基板的片状母材上呈矩阵状地反复形成多个,从该片状母材分别对构成一个FPC的部分进行冲裁。可认为图示那样的角部的变形由通过上述那样的冲裁来量产制造各个FPC产生。

但是,在制造时产生的FPC的变形由于该FPC的制造工艺中的各种主要原因而产生,该变形的程度由于材料批次或制造批次等主要原因而变化,变形的形状也存在翘曲、起伏、伸长等各种,对它们进行控制、抑制的情况困难。

此外,这样的FPC的变形不仅因制造工艺而产生,也因将FPC钎焊固定于光调制器壳体的引脚时的热量、或将光调制器向光发送装置内装入时向FPC施加的应力、或者将光调制器向电路基板上安装时向FPC施加的应力而产生。

特别是在光调制器中,向FPC传播的高频信号达到几十GHz这样的微波区域,因此以上述的连接状态的微小的变动为起因,从电路基板焊盘至引脚的高频信号路径的反射特性或传送特性会产生大的变动。其结果是,会产生难以良好地保持光调制器的光调制特性而确保所希望的光传送品质的事态。

另外,该问题由于如下的情况等而会比较容易地产生:因光调制器的小型化的要求而尽可能以微小的尺寸构成FPC焊盘,因此在FPC的制造工序(例如基板冲裁工序)中由于向FPC基板施加的应力等而在该FPC容易产生变形的情况;及由于FPC焊盘微小,因此在与电路基板的钎焊时容易产生位置偏离的情况。

作为解决这样的问题的技术,以往,特别是为了解决以FPC基板因其自重而变形为U字状的情况为起因的上述问题,已知有如FPC变形为倒U字状那样在该FPC抵接的壳体的一部分设置有隆起部的光模块(专利文献1)。

然而,即便使FPC变形为倒U字状,在光调制器壳体的引脚与FPC之间的钎焊组装工序中会产生的该FPC的翘曲或伸长等各种变形、FPC自身的制造时的变形也难以管理成恒定状态。而且,以在壳体的一部分设置的隆起部的加工变动为起因,也会产生使FPC与该隆起部抵接时的FPC的变形变动。因此,在上述现有技术中,在减少上述的各种制造变动而良好地保持光调制器的光调制特性方面存在界限。此外,在上述现有技术中,需要用于在壳体的一部分设置隆起部的加工工序,因此制造成本也增加。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2016-1284号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

从上述背景出发,在具备进行外部的电路基板的电连接的FPC的光调制器中,希望有效且廉价地降低从该电路基板至光调制器的信号路径的高频特性的变动。

用于解决课题的方案

本发明的一个方式是一种光调制器,具备进行与电路基板之间的电连接的柔性线路板,其中,所述柔性线路板呈大致四边形,在所述柔性线路板形成有沿着所述大致四边形的一条边并与所述电路基板电连接的焊盘,所述柔性线路板具有从至少1条边的一部分朝向所述柔性线路板的内部方向设置的切槽或切缺且/或设置有连结至少2条相邻的边的曲线部,以释放向该柔性线路板的边或端部施加的机械应力且/或防止在该边或端部产生的应变的传播。

根据本发明的另一方式,所述切槽或切缺分别从构成所述大致四边形的边中的与形成有所述焊盘的所述一条边相邻的2条边的各自的一部分设置。

根据本发明的另一方式,所述焊盘从所述一条边形成至距所述一条边的距离为a的位置,所述切槽或切缺形成于距所述一条边的距离为1.25×a以内的位置。

根据本发明的另一方式,所述切槽或所述切缺沿与所述一条边大致平行的方向设置。

根据本发明的另一方式,所述切槽或切缺沿与所述一条边大致垂直的方向形成于该一条边上的夹着形成有所述焊盘的部分的两个位置。

根据本发明的另一方式,所述切缺以沿着规定的曲线对所述柔性线路板进行切割而得到的形状形成。

根据本发明的另一方式,所述焊盘从所述一条边形成至距所述一条边的距离为a的位置,将所述切缺设置成,设置有所述切缺的边上的该切缺的开口部的长度c和从所述一条边至所述开口部的近端为止的距离d相对于所述距离a具有a≤d且a≤c的关系。

根据本发明的另一方式,所述切缺配置于构成所述大致四边形的边中的与形成有所述焊盘的所述一条边相对的边,该切缺以沿着规定的曲线对所述柔性线路板进行切割而得到的形状形成。

根据本发明的另一方式,所述曲线部设置在构成所述大致四边形的边中的、将与形成有所述焊盘的所述一条边相对的边和与该相对的边相邻的2条边分别连结的部分。

根据本发明的另一方式,所述曲线部具有相对于形成有所述焊盘的所述一条边与所述相对的边之间的距离L满足R≥L/7的关系的曲率半径R。

根据本发明的另一方式,所述光调制器具有分别从构成所述大致四边形的边中的与形成有所述焊盘的所述一条边相邻的2条边的各自的一部分设置的切缺,该切缺以沿着规定的曲线对所述柔性线路板进行切割而得到的形状形成。

根据本发明的另一方式,在构成所述大致四边形的边中的与形成有所述焊盘的所述一条边相对的边设置有至少一个切缺,该切缺以沿着规定的曲线对所述柔性线路板进行切割而得到的形状形成。

本发明的另一方式是一种光发送装置,具备:上述任一光调制器;及产生用于使该光调制器进行调制动作的电信号的电子电路。

附图说明

图1A是本发明的第一实施方式的光调制器的俯视图。

图1B是本发明的第一实施方式的光调制器的侧视图。

图1C是本发明的第一实施方式的光调制器的仰视图。

图2是表示图1A所示的光调制器使用的FPC的结构的图。

图3A是表示将图1A所示的光调制器连接于构成有电子电路的电路基板的状态的一例的图。

图3B是表示将图1A所示的光调制器连接于构成有电子电路的电路基板的状态的一例的图。

图4是表示对图2所示的FPC中的切缺位置与钎焊连接品质之间的关系的评价结果的图。

图5是表示图1A所示的光调制器使用的FPC的第一变形例的图。

图6是表示图1A所示的光调制器使用的FPC的第二变形例的图。

图7是表示图1A所示的光调制器使用的FPC的第三变形例的图。

图8A是表示对图7所示的第三变形例中的切缺的正面宽度尺寸与钎焊连接品质之间的关系的评价结果的图。

图8B是表示对图7所示的第三变形例中的切缺的正面宽度尺寸与钎焊连接品质之间的关系的评价结果的图。

图9是表示图1A所示的光调制器使用的FPC的第四变形例的图。

图10是表示图1A所示的光调制器使用的FPC的第五变形例的图。

图11是表示对图10所示的第三变形例中的曲线部的曲率半径与钎焊连接品质之间的关系的评价结果的图。

图12是表示图1A所示的光调制器使用的FPC的第六变形例的图。

图13是表示图1A所示的光调制器使用的FPC的第七变形例的图。

图14是表示将图13所示的FPC抵接于光调制器壳体而进行了定位、固定的状态的一例的图。

图15是表示本发明的第二实施方式的光传送装置的结构的图。

图16A是以往的光调制器的俯视图。

图16B是以往的光调制器的侧视图。

图16C是以往的光调制器的仰视图。

图17是表示图16所示的光调制器使用的FPC的结构的图。

图18A是表示将图16A所示的光调制器连接于构成有电子电路的电路基板的状态的一例的图。

图18B是表示将图16A所示的光调制器连接于构成有电子电路的电路基板的状态的一例的图。

图19是表示FPC的变形的一例的图。

具体实施方式

以下,参照附图,说明本发明的实施方式。

<第一实施方式>

图1A、图1B、图1C是表示本发明的第一实施方式的光调制器的结构的图。本光调制器100具备:光调制元件102;收容光调制元件102的壳体104;进行与外部的电路基板的电连接的柔性线路板(FPC)106;用于使光入射到光调制元件102的光纤108;及将从光调制元件102输出的光向壳体104的外部引导的光纤110。

光调制元件102例如是DP-QPSK调制器,其具备在LN基板上形成的4个马赫-曾德尔型光波导和分别形成在该马赫-曾德尔型光波导上而对于在光波导内传播的光波进行调制的4个高频电极(RF电极)。从光调制元件102输出的2个光例如由包括偏振合成器的透镜光学系统进行偏振合成,经由光纤110被向壳体104的外部引导。

壳体104具备与上述光调制元件102具备的4个RF电极(未图示)分别连接的4个引脚120、122、124、126。设置于壳体104的引脚120、122、124、126插通于在FPC106设置的后述的通孔220、222、224、226,该通孔220、222、224、226与引脚120、122、124、126之间分别通过焊锡来固定。

图2是表示FPC106的结构的图。FPC106例如将聚酰亚胺基体的材料使用于基板(以下,称为FPC基板)来制作。FPC106例如在俯视图中构成为矩形。如上所述,FPC1606的形状为了极力缩短配线图案并降低微波损失而通常成为横长的长方形。因此,在本实施方式中,FPC106呈矩形形状。但是,FPC106的形状并不局限于此,可以呈例如大致四边形的形状。在以下的记载中,在称为“边”时,是指FPC106所呈的矩形的边,但是在FPC106由大致四边形构成的情况下,“边”是指FPC106所呈的该大致四边形的边。

在FPC106的图示下侧的一条边200的附近沿着该一条边200的方向并列形成有4个焊盘210、212、214、216。而且,在与边200相对的另一条边202侧沿着例如边202的方向并列形成有4个通孔220、222、224、226。此外,4个焊盘210、212、214、216分别通过配线图案230、232、234、236而与通孔220、222、224、226电连接。

如上所述,4个通孔220、222、224、226分别连接于壳体104所具备的4个引脚120、122、124、126,因此对于在外部的电路基板设置的构成电子电路的一部分的焊盘(通过例如钎焊)分别连接焊盘210、212、214、216,由此将从该电子电路输出的高频信号经由FPC106向光调制元件102的RF电极施加。

形成于FPC106的配线图案230、232、234、236可以使用微带线路、共平面线路、接地共平面线路等作为高频用的信号线路而公知的线路结构来构成,对应于该结构,在FPC106上也形成有接地图案(未图示)。

FPC106的尺寸与上述的以往的FPC1606同样,为了极力缩短配线图案230、232、234、236并将微波损失抑制得低,例如长边方向(边200的方向)的长度为约20mm以下,短边方向(与边200垂直的方向)的长度为约10mm以下。

图3A、图3B是表示在构成有电子电路的电路基板上连接有光调制器100的状态的一例的图,图3A是光调制器100的从上表面方向观察的图,图3B是图3A的AA剖面向视图。此外,在图3B中,关于光调制器100的内部的结构省略记载。

光调制器100和电路基板300固定于例如光发送装置的壳体内的基体302。光调制器100的FPC106从与引脚120、122、124、126连接的连接部分向图示左方延伸,向图3B的图示斜左下方向弯曲,将焊盘210、212、214、216钎焊于电路基板300上的焊盘310、312、314、316。

特别是在本实施方式的光调制器100中,如图2所示,在形成为矩形的FPC106的4条边中的与形成有焊盘210、212、214、216的一条边200相邻的2条边204、206的与该一条边200相连的2个角部240、242的附近的位置,左右对称地设置有从边204、206的一部分分别朝向FPC106的内部方向形成的矩形的切缺250、252。由此,在例如为了将焊盘210、212、214、216钎焊于电路基板300的焊盘310、312、314、316而将FPC106的边200附近按压于电路基板300的情况下,通过该按压而在角部240、242存在的翘曲或延伸等各种变形部施加的机械应力(以下,简称为“应力”)通过切缺250、252而被释放,因此上述按压时的反作用力(通过由于该按压而该变形部沿着电路基板300的面发生变形所产生的与该按压的力相对抗的力)减弱。

因此,FPC106的焊盘210、212、214、216相对于电路基板300上的焊盘310、312、314、316的变形量降低并且对位所需的力减弱而该对位变得容易,因此能够将焊盘210、212、214、216的位置相对于焊盘310、312、314、316准确地固定。而且,使焊盘210、212、214、216与焊盘310、312、314、316紧贴所需的力也减弱,因此能够降低介于焊盘210、212、214、216与焊盘310、312、314、316之间的焊锡的厚度的均匀性的变动,且也能够降低各产品的焊锡的厚度的变动。其结果是,能够有效地降低例如从电路基板300的焊盘310、312、314、316至光调制器100的引脚120、122、124、126的信号路径的高频特性的变动。

另外,FPC106的切缺250、252如果预先以图2所示的形状设计例如从FPC的片状母材冲裁FPC106时使用的模具,则不需要追加的工序就能够制作,因此能够廉价地实现上述效果。

即,具有上述的结构的光调制器100在将设于壳体104的4个引脚120、122、124、126与外部的电路基板连接的FPC106的形成有与该电路基板连接的焊盘210、212、214、216的一条边200的相邻的2条边204、206分别设置有矩形的切缺250、252,因此即使在FPC106产生了变形的情况下,在将FPC106向电路基板按压而进行钎焊固定时也能有效地缓和向该FPC106施加的应力及以该应力为起因的按压反作用力。其结果是,能降低该钎焊固定工序中的焊锡厚度的均匀性变动或对位变动,能有效地降低向该电路基板的连接后的光调制器100的高频特性的变动。

该切缺250、252的深度(从对应的边204、206起的深度)越深,则上述反作用力缓和的效果越高,但是切缺250、252的端部也是应力集中的部分,因此需要将该端部确定成避免过度接近焊盘210、212、214、216。例如,在FPC106的边200的方向的长度为约20mm以下时,切缺250、252的深度成为几mm以内的范围,但是在该范围也能发挥充分的效果。

上述反作用力缓和的效果也依赖于设置切缺250、252的位置。图4是改变切缺250、252的位置而评价的作为反作用力缓和的结果而实现的、FPC106的焊盘210、212、214、216与电路基板300的焊盘310、312、314、316之间的钎焊连接部的均匀性及精加工品质的结果。利用将图2所示的从边200至切缺250、252的正面宽度(开口部)的中心为止的距离b以焊盘210、212、214、216的长度(图示上下方向的长度)a进行标准化而得到的参数b/a表示切缺250、252的位置,评价了对于b/a的各种值的上述钎焊连接部的均匀性及精加工品质。评价使用的焊盘210、212、214、216的长度a为约1.3mm。

评价以◎(极其良好)、○(良好)、△(不充分)、×(差)这4个等级进行判定。该判定以社团法人日本焊接协会制定的“微钎焊技术认定、核准试验中的品质判定基准”(JWES-MS060801J)为基础,加入了精加工的均匀性而进行。该品质判定基准基于JIS C 61191“印制线路板安装”记载的高可靠性设备的品质基准,规定了比该JIS的要求基准更具体的品质判定基准。

在将上述连接均匀性/精加工品质的评价与从4个焊盘210、212、214、216至光调制元件102的4个RF电极(未图示)为止的4个RF信号路径的高频反射特性S11的最差值的变动进行了比较的结果中,大致地,在“×”评价中,最差值是变动为3dB左右,在“△”评价中为2dB左右,在“○”评价中为1dB左右,在“◎”评价中为0.5dB左右。即,在该评价的结果与高频特性变动的程度之间存在一定的相关关系,在该评价中使用能得到一定以上的良好结果的FPC的结构,由此能够改善光调制器100的高频特性变动。

根据图4所示的评价结果可知,连接均匀性/精加工品质具有随着切缺250、252的位置从焊盘210、212、214、216离开而下降的倾向,在b/a≤1.25的范围能得到实用上良好的品质。该倾向在关于具有与上述(约1.3mm)不同的长度a的焊盘210、212、214、216进行的评价中也同样。

因此,切缺250、252优选设置在从设置有焊盘210、212、214、216的边200至该切缺250、252的正面宽度中心为止的距离b相对于焊盘210、212、214、216的长度a成为b/a≤1.25的位置。

此外,至少在b/a≤1.25的范围中,上述反作用力缓和的效果几乎不依赖于切缺250、252的正面宽度的大小(或宽度)。因此,即便取代具有有限的宽度的切缺250、252而使用以规定的长度将FPC106的基板切断而形成的“切槽”,也能够得到上述反作用力缓和的效果。此外,在上述实施例中,切缺205、252设置成左右对称,但也可以设置在非对称的位置,所述非对称的位置更优选为b/a≤1.25的范围。

以下,使用图5至图14来说明本实施方式的变形例。以下所示的FPC分别表示能够取代FPC106而使用于光调制器100的FPC。

〔第一变形例〕

首先,说明图1A所示的光调制器100使用的FPC106的第一变形例。

在图2所示的FPC106中,在与形成有焊盘210、212、214、216的一条边200相邻的2条边204、206的与该一条边200相连的2个角部240、242的附近,左右对称地设置有矩形的切缺250、252。

相对于此,在本变形例中,除了切缺250、252之外,在2条边204、206的与一条边200的相对的另一条边202相连的2个角部的附近,也分别左右对称地设置有矩形的切缺。

图5是表示本变形例的可以取代FPC106使用的FPC500的结构的图。此外,在图5中,关于与图2所示的FPC106相同的结构要素,使用与图2中的标号相同的标号,援引上述的关于图2的说明。

图5所示的FPC500具有与图2所示的FPC106同样的结构,但是在与形成有焊盘210、212、214、216的一条边200的相对的另一条边202相连的2个角部(即,边202的两端的角部)502、504的附近,也分别左右对称地设置有矩形的切缺510、512。

在图2所示的FPC106中,边202的两端的角部容易产生以FPC106的制造工序为起因的变形,且在向FPC106的通孔220、222、224、226钎焊固定引脚120、122、124、126时容易与壳体104的一部分接触。由于该接触,在FPC106的边202两端的角部施加有应力,该应力在FPC106的平面内传播而传递给与边202相对的边200侧,在焊盘210、212、214、216的形成部分会诱发变形。

在本变形例中,在与壳体104抵接的边202的两端角部502、504的附近也形成有切缺510、512,因此通过该抵接而施加的应力借助该切缺510、512而逃散,能够有效地防止焊盘210、212、214、216的变形的产生。

此外,与图2所示的FPC106的切缺250、252同样,也可以取代具有有限的宽度的切缺510、512而将该切缺510、512的部分设为将FPC500切断规定的长度而构成的切槽。

〔第二变形例〕

接下来,说明图1A所示的光调制器100使用的FPC106的第二变形例。

在本变形例中,取代切缺250、252,在一条边200的角部240、242的附近,分别左右对称地配置矩形的切缺。

图6是表示本变形例的能够取代FPC106使用的FPC600的结构的图。此外,在图6中,关于与图2所示的FPC106相同的结构要素,使用与图2中的标号相同的标号,援引上述的关于图2的说明。

图6所示的FPC600具有与图2所示的FPC106同样的结构,但是在形成有焊盘210、212、214、216的一条边200的与该一条边200相连的2个角部(即,边200的两端的角部)240、242的附近,分别与焊盘210、212、214、216的长度方向大致平行地设置有矩形的切缺610、612。

在本变形例中,将切缺610、612设置于形成有焊盘210、212、214、216的一条边200,因此能够较宽地确保将焊盘210、212、214、216与通孔220、222、224、226连接的配线图案230、232、234、236的形成区域。

此外,也可以与图2所示的FPC106的切缺250、252同样,取代具有有限的宽度的切缺610、612而将该切缺610、612的部分设为将FPC600切断规定的长度而构成的切槽。

〔第三变形例〕

接下来,说明图1A所示的光调制器100使用的FPC106的第三变形例。

在本变形例中,在2条边204、206上的不是角部240、242的附近的位置配置由曲线构成的切缺。本变形例在角部240、242的附近由于例如组装夹具的FPC基板保持方法的关系方面等而在240、242的附近无法设置切缺250、252的情况下,可以作为FPC106的替代结构使用。

图7是表示本变形例的可以取代FPC106使用的FPC700的结构的图。此外,在图7中,关于与图2所示的FPC106相同的结构要素,使用与图2中的标号相同的标号,援引上述的关于图2的说明。

图7所示的FPC700具有与图2所示的FPC106同样的结构,但是取代在角部240、242的附近设置的具有矩形形状的切缺250、252而在从角部240、242离开的部分(不是附近的部分)配置具有沿着规定的曲线切缺的形状的切缺710、712,FPC700的俯视图中的形状呈缩颈的形状。

在本变形例中,特别是不在与焊盘210、212、214、216接近的角部240、242的附近而在从角部240、242离开的位置设置切缺710、712,因此切缺710、712的正面宽度形成得宽。由此,在角部240、242产生的应力在边204、206处向大范围释放,因此能抑制FPC700的变形。而且,切缺710、712由曲线构成且不具有弯折部,因此不会使应力集中在切缺710、712的边缘的一部分,能够使该应力平均地分散。

此外,切缺710、712的形状可以设为例如半圆形状、半椭圆形状、圆弧与直线的组合等各种形状。

上述应力缓和的效果依赖于切缺710、712的正面宽度的宽度及位置。图8A、图8B是改变切缺710、712的正面宽度的大小而评价的将切缺710、712配置于不同的2个位置时的、FPC700的焊盘210、212、214、216与电路基板300的焊盘310、312、314、316之间的钎焊连接部的均匀性及精加工品质的结果。

在该评价中,使用将图7所示的切缺710、712的正面宽度的宽度c以焊盘210、212、214、216的长度(图示上下方向的距离)a进行标准化而得到的参数c/a,评价了对于c/a的各种值的上述钎焊连接部的均匀性及精加工品质。评价基准与上述的图4的评价的评价基准同样。

图8A示出相对于焊盘210、212、214、216的长度(图7的图示上下方向的距离)a,至切缺710、712的正面宽度的端点中的与边200接近一方的端点为止(切缺710、712为起始位置)的距离d设为d=1.25a时的评价结果,图8B示出d=2a时的评价结果。在图8A及图8B中,焊盘210、212、214、216的长度a均为约1.3mm。

此外,在d=1.25a及2a处进行了评价的话,本变形例是在角部240、242的附近未设置切缺250、252时的替代结构,因此,为了使本变形例的优选的适用范围为d≥a的范围,可考虑优选d=1.25a及2a作为d≥a的实用范围内的代表点。

从图8A及图8B可知,无论是d=1.25a的情况还是d=2a的情况,在c/a≥1的范围都能得到良好的结果。因此,切缺710、712的位置及形状的优选范围为d≥a且c≥a的范围。

〔第四变形例〕

接下来,说明图1A所示的光调制器100使用的FPC106的第四变形例。

图2所示的FPC106的切缺250、252用于缓和在FPC106的制造工序中在FPC106产生的变形在例如将焊盘210、212、214、216按压于电路基板时产生反作用力的情况。

相对于此,在本变形例中,目的在于有效地抑制在例如将引脚120、122、124、126插通于通孔220、222、224、226而进行钎焊固定的工序等光调制器100的组装工序中产生的FPC的变形。

图9是表示本变形例的能够取代FPC106使用的FPC900的结构的图。此外,在图9中,关于与图2所示的FPC106相同的结构要素,使用与图2中的标号相同的标号,援引上述的关于图2的说明。

图9所示的FPC900具有与图2所示的FPC106同样的结构,但是不具有呈矩形形状的切缺250、252,在与形成有焊盘210、212、214、216的一条边200相对的形成有通孔220、222、224、226的一侧的边202的大致中央部,具有由曲线构成的切缺910。

在光调制器100的组装工序中产生的FPC的变形主要以如下的应力等为起因而产生:

·由于在引脚120、122、124、126与通孔220、222、224、226之间的钎焊固定时产生的热量,根据引脚120、122、124、126与FPC之间的热膨胀系数差而产生的应力;

·由于将引脚120、122、124、126插入到通孔220、222、224、226时的引脚120、122、124、126与通孔220、222、224、226之间的摩擦等而产生的应力;

·在进行引脚120、122、124、126与通孔220、222、224、226之间的连接固定时,由于通孔220、222、224、226侧的边202与光调制器100的壳体104抵接而产生的应力。

并且,这些应力都使与形成有焊盘210、212、214、216的边200相对的通孔220、222、224、226侧的边202的附近或通孔220、222、224、226的形成位置的附近产生变形。

本变形例的FPC900在形成有通孔220、222、224、226的一侧的边202具有切缺910,因此在光调制器100的组装工序中产生的上述的应力逃散,能够有效地防止以该应力为起因的FPC900的变形。其结果是,能够防止该变形(或应变)向边200的传播,得到焊盘210、212、214、216与电路基板300的焊盘310、312、314、316之间的钎焊连接的良好的连接均匀性和精加工品质,能够有效且廉价地降低从该电路基板300至光调制器100的信号路径的高频特性的变动。

此外,在图9中,示出切缺910为半圆形的情况,但是切缺910的形状并不局限于此,可以设为半椭圆形状、圆弧与直线的组合等各种曲线形状。

〔第五变形例〕

接下来,说明图1A所示的光调制器100使用的FPC106的第五变形例。

本变形例目的是在使FPC抵接于光调制器100的壳体104的规定部分而进行该FPC相对于壳体104的定位时,降低向该FPC施加的应力而减轻或防止该定位时的FPC的变形。

图10是表示本变形例的能够取代FPC106使用的FPC1000的结构的图。此外,在图10中,关于与图2所示的FPC106相同的结构要素,使用与图2中的标号相同的标号,援引上述的关于图2的说明。

图10所示的FPC1000具有与图2所示的FPC106同样的结构,但是不具有切缺250、252,与形成有焊盘210、212、214、216的一条边200相对的形成有通孔220、222、224、226的一侧的边202和与该边202相邻的2条边204、206之间由具有规定的曲率半径的曲线部1010、1012连结。

在使FPC的一条边抵接于光调制器100的壳体104的规定部分而进行该FPC的定位的情况下,如果该一条边或该一条边的两端部的角部存在变形(例如以FPC的制造工序为起因),则由于与壳体104的接触而该变形被助长(即,变形增大)。因此,由于该变形而在FPC产生的应力或应变传播至另一条边,由此在该FPC形成的焊盘与外部电路基板的焊盘的紧贴性下降而这些焊盘间的钎焊连接的均匀性会恶化。

在本变形例中,与壳体104抵接的边202(即,与形成有焊盘210、212、214、216的一条边200相对的形成有通孔220、222、224、226的一侧的边202)和与该边202相邻的2条边204、206之间由具有规定的曲率半径的曲线部1010、1012连结,在该边202的两端部不具有角部。因此,在本变形例中,能有效地抑制或防止由于与壳体104抵接而产生的或助长的以边202的变形为起因的应力或应变向边200的传播,能够良好地保持焊盘210、212、214、216与电路基板300的焊盘310、312、314、316的紧贴性而确保钎焊连接的均匀性。其结果是,能够得到焊盘210、212、214、216与电路基板300的焊盘310、312、314、316之间的钎焊连接的良好的连接均匀性和精加工品质,能够有效且廉价地降低从该电路基板300至光调制器100的信号路径的高频特性的变动。

上述那样的对于以与壳体104的抵接为起因而产生的应力或应变的传播的抑制效果依赖于将与壳体104抵接的边202和与该边202相邻的边204、206连结的曲线部1010、1012的曲率半径。

图11是改变曲线部1010、1012的曲率半径而评价的FPC1000的焊盘210、212、214、216与电路基板300的焊盘310、312、314、316之间的钎焊连接部的均匀性及精加工品质的结果。

在该评价中,使用将图10所示的曲线部1010、1012的曲率半径R以从与壳体104抵接的边202至形成有焊盘210、212、214、216的边200为止的距离L进行标准化而得到的参数R/L,评价了对于R/L的各种值的上述钎焊连接部的均匀性及精加工品质。评价基准与上述的图4中的评价的评价基准同样。

从图11所示的评价结果可知,为了得到良好的钎焊连接部的均匀性及精加工品质,优选将曲线部1010、1012的曲率半径R设为R≥L/7。例如,在L为10mm(如上所述,光调制器用FPC的一般的短边长度为约10mm以下)的情况下,曲线部1010、1012的曲率半径R优选设为约1.4mm。

如上所述,为了抑制或防止以具有柔软性的FPC1000的制造时的变形由于与壳体104的抵接而被助长的情况为起因的应变的传播,曲线部1010、1012具有与FPC1000的尺寸L对应的曲率半径(在上述的例子中,相对于L=10mm而为约1.4mm以上)地形成,与无论主体部的尺寸如何为了除去在角部产生的毛刺等而通常进行的“倒角”(通常,即便大也为约0.5mm左右)相比无论其大小还是目的都截然不同。

此外,在图10中,曲线部1010、1012由圆弧表示,但是曲线部1010、1012的形状并不局限于此,只要具有规定的曲率半径,就可以设为由椭圆等其他任意的曲线构成的形状。

〔第六变形例〕

接下来,说明图1A所示的光调制器100使用的FPC106的第六变形例。

图12是表示本变形例的能够取代FPC106使用的FPC1200的结构的图。此外,在图12中,关于与图2所示的FPC106相同的结构要素,使用与图2中的标号相同的标号,援引上述的关于图2的说明。

图12所示的FPC1200具有与图2所示的FPC106同样的结构,但是取代在角部240、242的附近设置的切缺250、252,在从角部240、242离开的部分(不是附近的部分)配置具有沿着规定的曲线切缺而成的形状的切缺1210、1212,FPC1200的俯视图中的形状呈缩颈的形状。而且,与形成有焊盘210、212、214、216的一条边200相对的形成有通孔220、222、224、226的一侧的边202和与该边202相邻的2条边204、206之间由具有规定的曲率半径的曲线部1220、1222连结。

本变形例是将第三变形例的FPC700的切缺710、712(图7)与第五变形例的FPC1000的曲线部1010、1012(图10)组合的例子。由此,在本变形例中,在不是焊盘210、212、214、216的附近的部分形成有切缺1210、1212,并通过曲线部1220、1222抑制或防止与壳体104的抵接引起的FPC1200的变形的助长及应变的传播。

〔第七变形例〕

接下来,说明图1A所示的光调制器100使用的FPC106的第七变形例。

图13是表示本变形例的能够取代FPC106使用的FPC1300的结构的图。此外,在图13中,关于与图2所示的FPC106相同的结构要素,使用与图2中的标号相同的标号,援引上述的关于图2的说明。

图13所示的FPC1300具有与图2所示的FPC106同样的结构,但是取代在角部240、242的附近设置的切缺250、252,在从角部240、242离开的部分(不是附近的部分)配置有具有沿着规定的曲线切缺而成的形状的切缺1310、1312,FPC1300的俯视图中的形状呈缩颈的形状。而且,在与形成有焊盘210、212、214、216的一条边200相对的形成有通孔220、222、224、226的一侧的边202的大致中央部,具有由曲线构成的切缺1320。此外,边202和与该边202相邻的2条边204、206之间由具有规定的曲率半径的曲线部1330、1332连结。

本变形例是将第三变形例的FPC700的切缺710、712(图7)、第四变形例的FPC900的切缺910(图9)、第五变形例的FPC1000的曲线部1010、1012(图10)组合的结构,在不是焊盘210、212、214、216的附近的部分形成有切缺1310、1312。而且,在形成有通孔220、222、224、226的一侧的边202形成切缺1320,能抑制或减轻在通孔220、222、224、226与引脚120、122、124、126的连接工序中会产生的FPC1300的变形。此外,通过曲线部1330、1332能防止边202与壳体104的抵接引起的FPC1300的变形的助长及应变的传播。

此外,上述的图9、图10、图12、图13所示的变形例特别是减轻或抑制在与形成有焊盘210、212、214、216的一条边200相对的形成有通孔220、222、224、226的一侧的边202抵接于光调制器100的壳体104的一部分时在FPC9000、1000、1200及1300产生的变形、应力且/或应变的产生。图14示出例如图13所示的FPC1300的边202与壳体104抵接而被定位,将通孔220、222、224、226与引脚120、122、124、126钎焊固定的状态的一例。图9、图10、图12所示的变形例也是与图14所示的FPC1300同样的形态,在边202与壳体104抵接而被定位的状态下,将通孔220、222、224、226与引脚120、122、124、126进行钎焊固定。

另外,如上所述,图10、图12、图13所示的变形例中的曲线部1010和1012、1210和1212、及1330和1332是减轻或缓和(抑制)由于边202与壳体104抵接而产生的应力或应变的结构,应注意的是将壳体104加工成具有与上述的曲线部同样的曲线而使上述曲线部1010等抵接于具有该曲线的壳体104的话没有意义。

<第二实施方式>

接下来,说明本发明的第二实施方式。本实施方式是搭载有第一实施方式所示的光调制器100(包括图5至图13所示的任意的变形例)的光发送装置。

图15是表示本实施方式的光发送装置的结构的图。本光发送装置1500具有光调制器1502、使光向光调制器1502入射的光源1504、调制信号生成部1506及调制数据生成部1508。

光调制器1502是图1A所示的光调制器100(可以取代FPC106而具备图5至7、9、10、12、13所示的FPC500、600、700、1000、1200或1300的任一个)。调制数据生成部1508接收从外部赋予的发送数据,生成用于发送该发送数据的调制数据(例如,将发送数据转换或加工成规定的数据制式的数据),并将该生成的调制数据向调制信号生成部1506输出。

调制信号生成部1506是生成用于使光调制器1502进行调制动作的电信号的电子电路,基于调制数据生成部1508输出的调制数据,生成用于使光调制器1502进行符合该调制数据的光调制动作的高频信号即调制信号,并向光调制器100输入。该调制信号是与光调制器100具备的光调制元件102的4个RF电极(未图示)对应的4个RF信号。

该4个RF信号向光调制器100的FPC106(如上所述,可以是关于FPC106的上述的变形例中的任一个)的焊盘210、212、214、216分别输入,经由配线图案230、232、234、236、通孔220、222、224、226及引脚120、122、124、126向上述RF电极分别施加。

由此,从光源1504输出的光由光调制器100调制,成为调制光而从光发送装置1500输出。

特别是在本光发送装置1500中,由于使用具有上述的结构的光调制器100,因此能够使例如调制信号生成部1506输出的4个RF信号的各信号线与光调制器100具备的FPC106的焊盘210、212、214、216的钎焊连接的连接均匀性及精加工品质良好。其结果是,能有效且廉价地降低该信号线与光调制器100具备的光调制元件102的RF电极之间的信号路径的高频特性(反射特性等)的变动,能够稳定地量产具有良好的特性的光发送装置。

此外,在上述的各实施方式中,示出了具备使用LN作为基板的具有4个RF电极的光调制元件的光调制器,但是本发明并不局限于此,在具有4个以外的个数的RF电极的光调制器且/或使用LN以外的材料作为基板的光调制器中也能够同样地应用。而且,图2所示的FPC106的结构及图5至图13所示的该FPC106的变形例的结构不仅可以分别作为个别的FPC而单独使用,而且也可以将上述的结构组合而构成一个FPC来使用。

标号说明

100、1502、1600…光调制器,102、1602…光调制元件,104、1604…壳体,106、500、600、700、900、1000、1200、1300、1606、1900…FPC,108、110、1608、1610…光纤,120、122、124、126、1620、1622、1624、1626…引脚,200、202、204、206、1700、1702…边,210、212、214、216、310、312、314、316、1710、1712、1714、1716、1810、1812、1814、1816…焊盘,220、222、224、226、1720、1722、1724、1726…通孔,230、232、234、236、1730、1732、1734、1736…配线图案,240、242、502、504…角部,300、1800…电路基板,302、1802…基体,250、252、510、512、610、612、710、712、910、1210、1212、1310、1312、1320…切缺,1010、1012、1220、1222、1330、1332…曲线部,1500…光发送装置,1504…光源,1506…调制信号生成部,1508…调制数据生成部。

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