JPH03212968A - 電気回路の相互接続システムおよび光電トランスミッタ - Google Patents
電気回路の相互接続システムおよび光電トランスミッタInfo
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- JPH03212968A JPH03212968A JP2292234A JP29223490A JPH03212968A JP H03212968 A JPH03212968 A JP H03212968A JP 2292234 A JP2292234 A JP 2292234A JP 29223490 A JP29223490 A JP 29223490A JP H03212968 A JPH03212968 A JP H03212968A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
A、産業上の利用分野
この発明は、金属被覆回路基板上に設けられた1組の電
気素子間でのワイヤボンド接続の使用に関し、特に並列
電気回路間のクロストークを十分に除去する目的で隣接
するワイヤ接続間の相互結合を減少させるために、金属
被覆中に除去領域を設けることに関するものである。
気素子間でのワイヤボンド接続の使用に関し、特に並列
電気回路間のクロストークを十分に除去する目的で隣接
するワイヤ接続間の相互結合を減少させるために、金属
被覆中に除去領域を設けることに関するものである。
B、従来の技術と発明が解決しようとする課題電気回路
の形成には種々の形状の構造が用いられている。構造の
形状は、相互接続される構成素子の種類に従って変化す
る。−例として、一つの共通形状の構造は、回路モジュ
ールを支持する回路基板上で多数の回路モジュールの相
互接続を用いている。多くの場合、回路基板は、回路モ
ジュールと対向する少なくとも上面が、金属シートのよ
うな導電シートで被覆されている。シートの一部分が除
去されて、回路モジュールの種々の端子を相互接続する
構造的ストリップが形成される。
の形成には種々の形状の構造が用いられている。構造の
形状は、相互接続される構成素子の種類に従って変化す
る。−例として、一つの共通形状の構造は、回路モジュ
ールを支持する回路基板上で多数の回路モジュールの相
互接続を用いている。多くの場合、回路基板は、回路モ
ジュールと対向する少なくとも上面が、金属シートのよ
うな導電シートで被覆されている。シートの一部分が除
去されて、回路モジュールの種々の端子を相互接続する
構造的ストリップが形成される。
あるモジュールの場合、回路基板から離間され、回路モ
ジュールの多数の端子間を直接に接続する比較的に短い
ワイヤセグメントを用いて、回路の製造が容易に行われ
る。
ジュールの多数の端子間を直接に接続する比較的に短い
ワイヤセグメントを用いて、回路の製造が容易に行われ
る。
送信素子として固体レーザを用いて、個々のレーザから
光伝送ラインを形成する1組の光ファイバのうちの対応
する光ファイバに放射される短時間光パルスを発生する
光通信においては、外部のワイヤセグメントに対して、
前述の構造を使用することについて、特定の興味ある状
況が見い出される。−例として、固体レーザを、適切な
電流パルスによる励起時に光パルスを発生するガリウム
アルミニウムーヒ化物のダイオードの形で構成できる。
光伝送ラインを形成する1組の光ファイバのうちの対応
する光ファイバに放射される短時間光パルスを発生する
光通信においては、外部のワイヤセグメントに対して、
前述の構造を使用することについて、特定の興味ある状
況が見い出される。−例として、固体レーザを、適切な
電流パルスによる励起時に光パルスを発生するガリウム
アルミニウムーヒ化物のダイオードの形で構成できる。
1組のレーザダイオードを用いる光電トランスミッタは
、レーザ駆動回路とこの駆動回路によって励起されるレ
ーザダイオードとを支持する回路基板を用いることによ
り構成できる。駆動回路は、個々のモジュールとして形
成される。また、それぞれのレーザダイオードは、電流
受は取り用の端子を有し、光を光ファイバの端部に指向
する光出力ポートを有する1個のモジュールとして形成
される。このモジュールの物理的形状のため、回路基板
上の金属シートまたは金属被覆により、モジュールのい
くつかの端子を接続し、残りの端子を導電ワイヤ・セグ
メントによって相互接続することが、現在の製造プラク
ティスである。
、レーザ駆動回路とこの駆動回路によって励起されるレ
ーザダイオードとを支持する回路基板を用いることによ
り構成できる。駆動回路は、個々のモジュールとして形
成される。また、それぞれのレーザダイオードは、電流
受は取り用の端子を有し、光を光ファイバの端部に指向
する光出力ポートを有する1個のモジュールとして形成
される。このモジュールの物理的形状のため、回路基板
上の金属シートまたは金属被覆により、モジュールのい
くつかの端子を接続し、残りの端子を導電ワイヤ・セグ
メントによって相互接続することが、現在の製造プラク
ティスである。
光電トランスミッタの典型的な配置では、モジュールは
、各チャネルがドライバ・モジュール、レーザダイオー
ドおよび光ファイバを有する、1組の並列チャネルで配
置されている。それぞれのチャネルの素子を相互接続す
るワイヤセグメントは、ワイヤセグメント・アレイ内で
互いに平行に配置される。ワイヤセグメントが互いに近
接していると、それぞれの信号チャネルにおいてワイヤ
セグメントによって伝送される電気信号の、かなりの量
の相互電磁結合を生じるという問題が発生する。その結
果、チャネル間の信号のクロストークまたは結合を生じ
る。クロストークは、通信に誤りを生じさせる雑音源と
して働くので、電気−光通信の信鯨性が低下する。−船
釣な電気−光通信においては、光搬送波のパルス変調が
用いられている。IGHz(ギガヘルツ)位のパルス変
調速度が現在では用いられている。このような高いパル
ス周波数では、約1ミリメータ以下の長さのワイヤセグ
メントが、強い電磁結合を有し、ワイヤセグメント間に
クロストークを生じる。
、各チャネルがドライバ・モジュール、レーザダイオー
ドおよび光ファイバを有する、1組の並列チャネルで配
置されている。それぞれのチャネルの素子を相互接続す
るワイヤセグメントは、ワイヤセグメント・アレイ内で
互いに平行に配置される。ワイヤセグメントが互いに近
接していると、それぞれの信号チャネルにおいてワイヤ
セグメントによって伝送される電気信号の、かなりの量
の相互電磁結合を生じるという問題が発生する。その結
果、チャネル間の信号のクロストークまたは結合を生じ
る。クロストークは、通信に誤りを生じさせる雑音源と
して働くので、電気−光通信の信鯨性が低下する。−船
釣な電気−光通信においては、光搬送波のパルス変調が
用いられている。IGHz(ギガヘルツ)位のパルス変
調速度が現在では用いられている。このような高いパル
ス周波数では、約1ミリメータ以下の長さのワイヤセグ
メントが、強い電磁結合を有し、ワイヤセグメント間に
クロストークを生じる。
印刷回路基板による電気回路の構成の一例として、米国
特許第4,758.805号明細書の第7図および第1
9図は、回路基板上でピンから導電ストリップへの部分
ループの形での接続を開示している。
特許第4,758.805号明細書の第7図および第1
9図は、回路基板上でピンから導電ストリップへの部分
ループの形での接続を開示している。
同様な構造が、米国特許第4.782,310号明細書
の第2図および第8図に示されている。
の第2図および第8図に示されている。
C0課題を解決するための手段
回路基板の表面上の導電ストリップと回路基板から離間
されたワイヤセグメントとによって接続が行われる回路
基板上の素子を相互接続するシステムによって、前述し
た問題が解決され、この発明の効果が得られる。この発
明によれば、相互接続システムは、隣接する信号チャネ
ル間の相互磁気結合であって、ワイヤセグメント間の相
互結合に対しては逆方向である相互磁気結合を与えるス
トリップ導体で、各ワイヤセグメントを直列に接続する
ことにより、ワイヤセグメントによる接続の変形を与え
ている。正および負の係数の相互インダクタンスの導入
によって、クロストークを有効に打ち消すことができる
。相互結合とクロストークとを完全に打ち消すことは理
論的に可能であるが、−光電トランスミッタの複数のチ
ャネルの回路構成における実際的な問題として、導電ス
トリップの配置内に形成される逆相互結合が、ワイヤセ
グメント間の相互結合と完全に平衡せず補償できないよ
うな、多数の部分ワイヤセグメントの形状配置に変形が
あることが予想される。このようにこの発明の相互接続
システムは、相互結合およびクロストークの有効な打ち
消しを行うことができる。
されたワイヤセグメントとによって接続が行われる回路
基板上の素子を相互接続するシステムによって、前述し
た問題が解決され、この発明の効果が得られる。この発
明によれば、相互接続システムは、隣接する信号チャネ
ル間の相互磁気結合であって、ワイヤセグメント間の相
互結合に対しては逆方向である相互磁気結合を与えるス
トリップ導体で、各ワイヤセグメントを直列に接続する
ことにより、ワイヤセグメントによる接続の変形を与え
ている。正および負の係数の相互インダクタンスの導入
によって、クロストークを有効に打ち消すことができる
。相互結合とクロストークとを完全に打ち消すことは理
論的に可能であるが、−光電トランスミッタの複数のチ
ャネルの回路構成における実際的な問題として、導電ス
トリップの配置内に形成される逆相互結合が、ワイヤセ
グメント間の相互結合と完全に平衡せず補償できないよ
うな、多数の部分ワイヤセグメントの形状配置に変形が
あることが予想される。このようにこの発明の相互接続
システムは、相互結合およびクロストークの有効な打ち
消しを行うことができる。
相互結合補償の構成に含まれる方法論について、以下に
説明する。光電信号伝送チャネルの部分であって、互い
に平行に配置され、それぞれが光電信号伝送チャネルの
一部であるワイヤセグメントのアレイは、互いに平行な
面に並置されたループすなわち部分ループのアレイとみ
なすことができる。これらの面は、回路基板の金属被覆
面に垂直である。ループの配置は、ソレノイドのワイヤ
の各ループを通り同等にリンクする磁力線を磁界が有す
るソレノイドのワイヤループの同軸配置と類似している
。よく知られているように、このようなループ配置では
、インダクタンスおよび相互結合の係数は両方とも正で
ある。しかし、前述したソレノイドの2つのループの場
合を考察することによって考えられる他の配置がある。
説明する。光電信号伝送チャネルの部分であって、互い
に平行に配置され、それぞれが光電信号伝送チャネルの
一部であるワイヤセグメントのアレイは、互いに平行な
面に並置されたループすなわち部分ループのアレイとみ
なすことができる。これらの面は、回路基板の金属被覆
面に垂直である。ループの配置は、ソレノイドのワイヤ
の各ループを通り同等にリンクする磁力線を磁界が有す
るソレノイドのワイヤループの同軸配置と類似している
。よく知られているように、このようなループ配置では
、インダクタンスおよび相互結合の係数は両方とも正で
ある。しかし、前述したソレノイドの2つのループの場
合を考察することによって考えられる他の配置がある。
すなわち、2つのループが共通面に並んで配置され、正
の電流の方向(時計方向または反時計方向)が両方のル
ープで同様になるように、一方のループに対して他方の
ループを配置すれば、第1のループにより誘導される磁
界が円形に曲って、第2のループと交鎖することは明ら
かである。このように、磁界は、第1のループから逆の
方向に第2のループを通過する。これは、負の相互イン
ダクタンスを与える結果になる。
の電流の方向(時計方向または反時計方向)が両方のル
ープで同様になるように、一方のループに対して他方の
ループを配置すれば、第1のループにより誘導される磁
界が円形に曲って、第2のループと交鎖することは明ら
かである。このように、磁界は、第1のループから逆の
方向に第2のループを通過する。これは、負の相互イン
ダクタンスを与える結果になる。
所望の補償相互インダクタンスの形成は、この発明の好
適な実施例では、回路基板の被覆として用いられている
金属シートに導電経路をエツチングすることによって行
われる。このエツチングにより、それぞれのパッドを取
り囲み、被覆の残部からパッドを絶縁する周辺部が形成
される。並列信号チャネルのアレイにおいて、パッドは
並んで配置され、それぞれのパッドは周辺部によって取
り囲まれ、隣接したパッドの周辺部は導電ストリップに
よって離間されている。それぞれの導電ストリップは、
各信号チャネルの回路モジュール間の電流伝送のための
経路として用いられる。
適な実施例では、回路基板の被覆として用いられている
金属シートに導電経路をエツチングすることによって行
われる。このエツチングにより、それぞれのパッドを取
り囲み、被覆の残部からパッドを絶縁する周辺部が形成
される。並列信号チャネルのアレイにおいて、パッドは
並んで配置され、それぞれのパッドは周辺部によって取
り囲まれ、隣接したパッドの周辺部は導電ストリップに
よって離間されている。それぞれの導電ストリップは、
各信号チャネルの回路モジュール間の電流伝送のための
経路として用いられる。
それぞれのワイヤセグメントは、信号チャネルの一方回
路モジュールから他方の回路モジュールへの全長にわた
って延在するのではなく、信号チャネルの導電パッドの
端部においてのみ延在する。
路モジュールから他方の回路モジュールへの全長にわた
って延在するのではなく、信号チャネルの導電パッドの
端部においてのみ延在する。
そこでは、ワイヤセグメントの電流は、所定の距離にわ
たってパッドに沿って流れた後、パッドから隣接素子に
供給される。パッドから隣接素子までの接続は、ワイヤ
セグメントの他のループすなわち部分ループによって行
われるか、または、パッドから隣接回路モジュールへ延
びる導電ストリップによって行われる。信号チャネル内
のワイヤ・ループを通って流れる電流は、回路基板の被
覆面に垂直な面内のループを流れる。しかし、パッドを
経由して次の素子に流れる電流は、被覆の面内を流れる
。隣接した周辺部の間の導電ストリップを経由して前記
素子から戻る電流も、被覆の面内を流れる。行きおよび
戻りの電流は、パッド付近の同一面上にあり、回路基板
の被覆面に対して平行に配置された電流ループを有効に
形成する。
たってパッドに沿って流れた後、パッドから隣接素子に
供給される。パッドから隣接素子までの接続は、ワイヤ
セグメントの他のループすなわち部分ループによって行
われるか、または、パッドから隣接回路モジュールへ延
びる導電ストリップによって行われる。信号チャネル内
のワイヤ・ループを通って流れる電流は、回路基板の被
覆面に垂直な面内のループを流れる。しかし、パッドを
経由して次の素子に流れる電流は、被覆の面内を流れる
。隣接した周辺部の間の導電ストリップを経由して前記
素子から戻る電流も、被覆の面内を流れる。行きおよび
戻りの電流は、パッド付近の同一面上にあり、回路基板
の被覆面に対して平行に配置された電流ループを有効に
形成する。
それぞれの信号チャネル内の2つのループの前述した構
造は、被覆面に対して垂直な第1のループおよび回路基
板の被覆面に対して平行な第2のループを与える。チャ
ネルは互いに平行に配置されているという事実よりすれ
ば、被覆面に対して垂直に配置されているループは、正
の相互磁気結合を有するものとして電気的に説明でき、
一方、被覆面に対して平行な隣接チャネルのループは、
負の相互磁気結合を有するものとして電気的に説明でき
る。被覆面に対して平行に延在するループを、延長しお
よび拡げることにより、ワイヤセグメントのグループの
相互結合を相殺するための所望の相互結合量を有する幾
何学的形状を与えることができる。
造は、被覆面に対して垂直な第1のループおよび回路基
板の被覆面に対して平行な第2のループを与える。チャ
ネルは互いに平行に配置されているという事実よりすれ
ば、被覆面に対して垂直に配置されているループは、正
の相互磁気結合を有するものとして電気的に説明でき、
一方、被覆面に対して平行な隣接チャネルのループは、
負の相互磁気結合を有するものとして電気的に説明でき
る。被覆面に対して平行に延在するループを、延長しお
よび拡げることにより、ワイヤセグメントのグループの
相互結合を相殺するための所望の相互結合量を有する幾
何学的形状を与えることができる。
特に、相互結合は、各チャネルでの導電ストリップとパ
ッドとの間に存在する周辺部のセグメントの長さの増大
に伴って増加し、周辺部の幅の増大に伴って増加する。
ッドとの間に存在する周辺部のセグメントの長さの増大
に伴って増加し、周辺部の幅の増大に伴って増加する。
これは、結合が各ループをリンクする磁束の大きさに比
例している相互結合の一般的な論理に従っている。この
ため、被覆面に対して垂直なワイヤ・ループの構成にお
いて各ワイヤセグメントに対して予め定められた長さを
用いることによって、パッドの寸法、各パッドを取り囲
む絶縁周辺部の寸法、および各パッドの隣接周辺部を分
離する導電ストリップの寸法を選択して、ワイヤ・ルー
プ間の負の相互結合を打ち消すために必要な相互結合量
を与えることができる。
例している相互結合の一般的な論理に従っている。この
ため、被覆面に対して垂直なワイヤ・ループの構成にお
いて各ワイヤセグメントに対して予め定められた長さを
用いることによって、パッドの寸法、各パッドを取り囲
む絶縁周辺部の寸法、および各パッドの隣接周辺部を分
離する導電ストリップの寸法を選択して、ワイヤ・ルー
プ間の負の相互結合を打ち消すために必要な相互結合量
を与えることができる。
D、実施例
第1図および第2図には、電気−光通信システム12の
送信部の回路10を示している。この回路は、回路基板
14上に形成されており、回路基板14の上面18上に
支持されている回路モジュール16を有している。“上
“という用語は、第1図に示される回路基板14を説明
するのに便利なために使用されており、実際には、基板
14は、水平、垂直または他の方向に向けることができ
る。基板14は、−例としてエポキシに埋め込まれた繊
維状ガラス、また他の例としてシリコン・サブストレー
トのような絶縁材料で形成されており、上面20の少な
くとも一部分を覆う導電被覆20を有している。代表的
には、被覆20は、銅シートのように薄い金属シートで
形成される。
送信部の回路10を示している。この回路は、回路基板
14上に形成されており、回路基板14の上面18上に
支持されている回路モジュール16を有している。“上
“という用語は、第1図に示される回路基板14を説明
するのに便利なために使用されており、実際には、基板
14は、水平、垂直または他の方向に向けることができ
る。基板14は、−例としてエポキシに埋め込まれた繊
維状ガラス、また他の例としてシリコン・サブストレー
トのような絶縁材料で形成されており、上面20の少な
くとも一部分を覆う導電被覆20を有している。代表的
には、被覆20は、銅シートのように薄い金属シートで
形成される。
また、回路10には、1組の固体レーザ22が含まれて
おり、それぞれのレーザ22は、代表的には、ガリウム
ーアルミニウムーヒ化物のダイオードで構成されている
。それぞれのレーザ22は、モジュール形態で構成され
ており、基板14または基板14と同一面上の別個の支
持体(図示されていない)によって支持することができ
る。それぞれのレーザ22は2つの端子を有しており、
第1の端子24はレーザ22の上部に設けられ、第2の
端子26はレーザ22の下部に設けられている。レーザ
を駆動して放射を出射させるには、端子24および26
からレーザ22に電流を供給する。このような放射は、
代表的な波長が840ナノメータの電磁スペクトルの赤
外線領域にあっても、光と称することができる。
おり、それぞれのレーザ22は、代表的には、ガリウム
ーアルミニウムーヒ化物のダイオードで構成されている
。それぞれのレーザ22は、モジュール形態で構成され
ており、基板14または基板14と同一面上の別個の支
持体(図示されていない)によって支持することができ
る。それぞれのレーザ22は2つの端子を有しており、
第1の端子24はレーザ22の上部に設けられ、第2の
端子26はレーザ22の下部に設けられている。レーザ
を駆動して放射を出射させるには、端子24および26
からレーザ22に電流を供給する。このような放射は、
代表的な波長が840ナノメータの電磁スペクトルの赤
外線領域にあっても、光と称することができる。
通信システム12は、それぞれのレーザ22に光学的に
結合されている個別のファイバ30を有する光ケーブル
28を備えている。それぞれのレーザ22は出力ポート
(図示されていない)を有しており、この出力ポートを
経て光が出射され、レーザ出力ボートの正面に設けられ
ているそれぞれの光ファイバ30の端面32に入射する
。ファイバ30およびケーブル28は、基板14上また
は基板14付近の、他の構造(図示されていない)上に
設けられている適当な支持体34によって正しい位置に
保持されている。
結合されている個別のファイバ30を有する光ケーブル
28を備えている。それぞれのレーザ22は出力ポート
(図示されていない)を有しており、この出力ポートを
経て光が出射され、レーザ出力ボートの正面に設けられ
ているそれぞれの光ファイバ30の端面32に入射する
。ファイバ30およびケーブル28は、基板14上また
は基板14付近の、他の構造(図示されていない)上に
設けられている適当な支持体34によって正しい位置に
保持されている。
各回路モジュール16は、回路10の発明の特徴を示す
ことを容易にするために図面において省略されている電
源および信号発生器を含む、他の回路要素と電気的接続
を行う多数のコンタクトの組(図示されていない)を備
えている。このようなコンタクトとの電気的接続は、印
刷回路基板の構造でよく知られている製造方法に従って
被覆20に形成された導電ストリップによって行うこと
ができる。各回路モジュール16が1対の出力端子、す
なわちレーザ22を励起するのに駆動電流を出力するた
めの、モジュール16の上部に設けられた第1の端子3
6およびモジュール16の下部に設けられた第2の端子
38を有するという事実は、この発明を実施する際に特
に重要である。
ことを容易にするために図面において省略されている電
源および信号発生器を含む、他の回路要素と電気的接続
を行う多数のコンタクトの組(図示されていない)を備
えている。このようなコンタクトとの電気的接続は、印
刷回路基板の構造でよく知られている製造方法に従って
被覆20に形成された導電ストリップによって行うこと
ができる。各回路モジュール16が1対の出力端子、す
なわちレーザ22を励起するのに駆動電流を出力するた
めの、モジュール16の上部に設けられた第1の端子3
6およびモジュール16の下部に設けられた第2の端子
38を有するという事実は、この発明を実施する際に特
に重要である。
この発明によると、各回路モジュール16は、それぞれ
1つのレーザ22に電流を供給する。モジュール16の
端子36および38の、それぞれ対応するレーザ22の
端子24および26への接続は以下のように行われ、モ
ジュール16とレーザ22との間に電流経路が形成され
る。この電流経路に沿って、電流がモジュール16の第
1の端子36からレーザ22の第1の端子24へと流れ
、レーザ22の第2の端子26からモジュール16の第
2の端子38へ戻る。第1の端子24への第1の端子3
6の接続は、出力リード40と導電パッド42と入力リ
ード44との直列接続により行われる。
1つのレーザ22に電流を供給する。モジュール16の
端子36および38の、それぞれ対応するレーザ22の
端子24および26への接続は以下のように行われ、モ
ジュール16とレーザ22との間に電流経路が形成され
る。この電流経路に沿って、電流がモジュール16の第
1の端子36からレーザ22の第1の端子24へと流れ
、レーザ22の第2の端子26からモジュール16の第
2の端子38へ戻る。第1の端子24への第1の端子3
6の接続は、出力リード40と導電パッド42と入力リ
ード44との直列接続により行われる。
パッド42は、被覆20の材料で形成され、被覆20の
残部からパッド42を分離する電気的に絶縁性の周辺部
によって囲まれた島として形成される。周辺部46は、
被覆20の金属材料をエツチング除去することにより形
成され、溝(図で示されているように)として残すか、
またはエポキシのような絶縁充填材で満たすことができ
る。モジュール16とこれに対応するレーザ22との接
続は同様に行われ、モジュール16のそれぞれとこれに
対応するレーザ22との間に配置されたパッド42が存
在する。
残部からパッド42を分離する電気的に絶縁性の周辺部
によって囲まれた島として形成される。周辺部46は、
被覆20の金属材料をエツチング除去することにより形
成され、溝(図で示されているように)として残すか、
またはエポキシのような絶縁充填材で満たすことができ
る。モジュール16とこれに対応するレーザ22との接
続は同様に行われ、モジュール16のそれぞれとこれに
対応するレーザ22との間に配置されたパッド42が存
在する。
したがって、第1図および第2図に示されるように、パ
ッド42がアレイ中に並んで配置され、各パッド42は
その周辺部46により取り囲まれている。
ッド42がアレイ中に並んで配置され、各パッド42は
その周辺部46により取り囲まれている。
1つのパッド42の周辺部46は、隣接パッド42の周
辺部46から導電ストリップ48によって分離されてい
る。電流の戻り経路として働く導電ストリップ48は、
レーザ22の第2端子を対応するモジュール16の第2
の端子に接続する。ストリップ48によって与えられる
戻り電流経路は、各モジュール16とそれらに対応する
レーザ22との間に同一形状の相互接続構造を与えるよ
うに、パッド42の右側に設けられている。レーザ22
と相互接続構造とを有する各モジュール16は、信号チ
ャネル50とみなされる。必要ならば、ストリップ48
によって与えられる戻り電流経路を、各パッド42の左
側に配置することもできる(図示されていない)。しか
し、ストリップ48によって与えられる戻り電流経路が
、信号チャネル50のそれぞれにおいてパッド42の同
じ側にあることが、この発明の実施において重要である
。
辺部46から導電ストリップ48によって分離されてい
る。電流の戻り経路として働く導電ストリップ48は、
レーザ22の第2端子を対応するモジュール16の第2
の端子に接続する。ストリップ48によって与えられる
戻り電流経路は、各モジュール16とそれらに対応する
レーザ22との間に同一形状の相互接続構造を与えるよ
うに、パッド42の右側に設けられている。レーザ22
と相互接続構造とを有する各モジュール16は、信号チ
ャネル50とみなされる。必要ならば、ストリップ48
によって与えられる戻り電流経路を、各パッド42の左
側に配置することもできる(図示されていない)。しか
し、ストリップ48によって与えられる戻り電流経路が
、信号チャネル50のそれぞれにおいてパッド42の同
じ側にあることが、この発明の実施において重要である
。
第1図に示すように、被覆20と被覆20から形成され
るストリップ48とに対する第2の端子の接続を示すた
めに、モジュール16の一部が切り欠かれて示されてい
る。モジュール16の出力リード40は、モジュール1
6の第1の端子36から、パッド42の前部と呼ばれる
第1の端部へ延びている。入力リード44は、パッド4
2の後部とよばれる第2の端部から、レーザ22の第1
の端子24へ延びている。第2の端子26とストリップ
48の拡張された末端52への接続とを示すために、レ
ーザ22の一部が切り欠かれて示されている。末端52
は、ストリップ48上の第2の端子26の設置を容易に
するために、拡張されている。末端52は、1チヤネル
50中のパッド42の周辺部46から次の1チヤネル5
0中のパッド42の周辺部46へ延在する、電気的に絶
縁されている境界部54によって、被覆20の残部から
分離されている。境界部54は、被覆20の金属をエツ
チング除去して溝を作ることにより形成される。境界部
54は、開口溝の形で残すことができ、またはエポキシ
のような絶縁充填材で満たすことができる。
るストリップ48とに対する第2の端子の接続を示すた
めに、モジュール16の一部が切り欠かれて示されてい
る。モジュール16の出力リード40は、モジュール1
6の第1の端子36から、パッド42の前部と呼ばれる
第1の端部へ延びている。入力リード44は、パッド4
2の後部とよばれる第2の端部から、レーザ22の第1
の端子24へ延びている。第2の端子26とストリップ
48の拡張された末端52への接続とを示すために、レ
ーザ22の一部が切り欠かれて示されている。末端52
は、ストリップ48上の第2の端子26の設置を容易に
するために、拡張されている。末端52は、1チヤネル
50中のパッド42の周辺部46から次の1チヤネル5
0中のパッド42の周辺部46へ延在する、電気的に絶
縁されている境界部54によって、被覆20の残部から
分離されている。境界部54は、被覆20の金属をエツ
チング除去して溝を作ることにより形成される。境界部
54は、開口溝の形で残すことができ、またはエポキシ
のような絶縁充填材で満たすことができる。
この発明の構造の他の実施例である実験的モデルでは、
境界部54が構成されておらず、ストリップ48の末端
52が被覆20の残部と電気的接続状態にある。その結
果、レーザ22からの戻り電流は、主に第2端子26の
近傍のストリップ48および信号チャネル50の第2端
子38を経て流れる。しかし、戻り電流はまた、他のス
トリップ48を通り流れる。
境界部54が構成されておらず、ストリップ48の末端
52が被覆20の残部と電気的接続状態にある。その結
果、レーザ22からの戻り電流は、主に第2端子26の
近傍のストリップ48および信号チャネル50の第2端
子38を経て流れる。しかし、戻り電流はまた、他のス
トリップ48を通り流れる。
それにもかかわらず、大部分の電流が1つのストリップ
48を通って流れるので、この発明の実験的モデルでは
、信号チャネル間の相互インダクタンスが有効に相殺さ
れている。しかし、相互インダクタンスの相殺をより正
確に行うためには、電流経路を限定するのが望ましい。
48を通って流れるので、この発明の実験的モデルでは
、信号チャネル間の相互インダクタンスが有効に相殺さ
れている。しかし、相互インダクタンスの相殺をより正
確に行うためには、電流経路を限定するのが望ましい。
このような限定された電流経路を、第1図および第2図
に示すように、境界部54の構造によって達成して、レ
ーザ22からのすべての戻り電流が、他のストリップ4
8に分散せずに、信号チャネル50のストリップ48内
を流れるようにする。したがって、この発明の好適な実
施例では、それぞれのチャネル50に境界部54が設け
られている。
に示すように、境界部54の構造によって達成して、レ
ーザ22からのすべての戻り電流が、他のストリップ4
8に分散せずに、信号チャネル50のストリップ48内
を流れるようにする。したがって、この発明の好適な実
施例では、それぞれのチャネル50に境界部54が設け
られている。
各出力リード40および各入力リード44は、銅線のよ
うな導体の部分ループで構成され、基板14の上面18
に対して垂直な面56のような面内に配向されている。
うな導体の部分ループで構成され、基板14の上面18
に対して垂直な面56のような面内に配向されている。
出力リード40のワイヤ・ループは、アレイ内で平行に
配列されている。同様にして、入力リードのワイヤ・ル
ープ44は、アレイ内で平行に配列されている。出力リ
ード40のワイヤ・ループの配列が、出力リード40を
流れる電流による磁界を発生させる。この磁界は、ルー
プとリンクして正の相互結合係数を与える磁束を有して
いる。
配列されている。同様にして、入力リードのワイヤ・ル
ープ44は、アレイ内で平行に配列されている。出力リ
ード40のワイヤ・ループの配列が、出力リード40を
流れる電流による磁界を発生させる。この磁界は、ルー
プとリンクして正の相互結合係数を与える磁束を有して
いる。
同様に、入力リード44を流れる電流は、ループとリン
クして正の相互結合係数を与える磁束を発生する。
クして正の相互結合係数を与える磁束を発生する。
信号チャネル50のそれぞれにおいては、第1図に破線
により示されている、被覆20の面内に部分ルー158
があり、このループ内では周辺部46の一方の側に沿っ
てレーザ22の方に電流が流れ、周辺部46の他方の側
に沿ってレーザ22から電流が戻る。
により示されている、被覆20の面内に部分ルー158
があり、このループ内では周辺部46の一方の側に沿っ
てレーザ22の方に電流が流れ、周辺部46の他方の側
に沿ってレーザ22から電流が戻る。
電流の方向は、ループ58内の矢印によって示されてい
る。説明を容易にするために、部分ループを単にループ
と言うものとすると、ループは、周辺部46のセグメン
トの反対側に互いに平行に配置された、2つの平行な電
流経路から成るということがわかる。信号チャネル50
のそれぞれにおいては、各ループ5B内を電流が時計方
向に流れる。
る。説明を容易にするために、部分ループを単にループ
と言うものとすると、ループは、周辺部46のセグメン
トの反対側に互いに平行に配置された、2つの平行な電
流経路から成るということがわかる。信号チャネル50
のそれぞれにおいては、各ループ5B内を電流が時計方
向に流れる。
ループ58内を流れる電流は、磁束を生成する。
この磁束は、被覆20の面に対して垂直な方向にループ
を通過し、被覆面に対して垂直な磁束面において循環し
て、隣接するループ58と交鎖し、負の相互結合係数を
与える。したがって、隣接する信号チャネル50は、相
互インダクタンスの正および負の成分によって、磁気的
にリンクされる。各ループ58内の周辺部46のセグメ
ントの長さおよび幅を調整することにより、相互インダ
クタンスの負および正の成分は、相殺するように等しく
することができる。相互インダクタンスの相殺は、多数
の信号チャネル50間のクロストークをかなり減少する
この発明の主要な特徴である。
を通過し、被覆面に対して垂直な磁束面において循環し
て、隣接するループ58と交鎖し、負の相互結合係数を
与える。したがって、隣接する信号チャネル50は、相
互インダクタンスの正および負の成分によって、磁気的
にリンクされる。各ループ58内の周辺部46のセグメ
ントの長さおよび幅を調整することにより、相互インダ
クタンスの負および正の成分は、相殺するように等しく
することができる。相互インダクタンスの相殺は、多数
の信号チャネル50間のクロストークをかなり減少する
この発明の主要な特徴である。
相互インダクタンスの相殺について、第3A図。
第3B図を参照して説明する。第3A図において、ワイ
ヤの2つのループ60および62は、軸64に同軸に配
置されており、上下に互いに隣接して配置されている。
ヤの2つのループ60および62は、軸64に同軸に配
置されており、上下に互いに隣接して配置されている。
電流は、各ループ上の矢印によって示されるように、各
ループ60および62を反時計方向に正方向に流れてい
る。第3B図において、ループ62は左に移動され、ル
ープ60と並んで同一平面上に配置されている。電流の
正方向は、ループの矢印によって示されるように、各ル
ープ60および62において反時計方向である。第3A
図において、いずれかのループの電流によって生成され
る磁束は、軸64に沿って下方向に向けられ、ループ6
0とループ62とをリンクする。第3B図において、ル
ープ60の電流によって生成される磁束は、ループ60
を通って下方向に向けられ、曲がった経路に沿って延び
て上方向にループ62を通り抜ける。これは、ループ6
0の電流によって生成される磁束がループ62を通って
下方向に向けられることを示している第3図に示されて
いる状態と逆である。その結果、第3A図の状態におけ
る相互インダクタンスは、第3B図の状態における相互
インダクタンスの方向と逆の方向を持っている。
ループ60および62を反時計方向に正方向に流れてい
る。第3B図において、ループ62は左に移動され、ル
ープ60と並んで同一平面上に配置されている。電流の
正方向は、ループの矢印によって示されるように、各ル
ープ60および62において反時計方向である。第3A
図において、いずれかのループの電流によって生成され
る磁束は、軸64に沿って下方向に向けられ、ループ6
0とループ62とをリンクする。第3B図において、ル
ープ60の電流によって生成される磁束は、ループ60
を通って下方向に向けられ、曲がった経路に沿って延び
て上方向にループ62を通り抜ける。これは、ループ6
0の電流によって生成される磁束がループ62を通って
下方向に向けられることを示している第3図に示されて
いる状態と逆である。その結果、第3A図の状態におけ
る相互インダクタンスは、第3B図の状態における相互
インダクタンスの方向と逆の方向を持っている。
第3A図において、ループ60の電流の大きさの正の変
化に応じて、ループ60の電流の正方向に電圧降下を生
じさせる逆起電力が発生し、これは正の値のインダクタ
ンスによって表される。また、ループ62の電流の方向
に正の電圧降下が生じ、これは正の係数の相互インダク
タンスによって表される。これとは対照的に、第3B図
の状態においては、ループ60の電流の正の増加は、正
の電流の方向とは逆方向の電圧降下をループ62中に発
生し、これは負の係数の相互インダクタンスによって表
される。第3A図および第3B図に示された2つの状態
を第1図の導体配列と比較すると、出力リード40およ
び入力リード44の部分ループの配列は、第3A図のル
ープ60および62の配列に相当していることがわかる
。
化に応じて、ループ60の電流の正方向に電圧降下を生
じさせる逆起電力が発生し、これは正の値のインダクタ
ンスによって表される。また、ループ62の電流の方向
に正の電圧降下が生じ、これは正の係数の相互インダク
タンスによって表される。これとは対照的に、第3B図
の状態においては、ループ60の電流の正の増加は、正
の電流の方向とは逆方向の電圧降下をループ62中に発
生し、これは負の係数の相互インダクタンスによって表
される。第3A図および第3B図に示された2つの状態
を第1図の導体配列と比較すると、出力リード40およ
び入力リード44の部分ループの配列は、第3A図のル
ープ60および62の配列に相当していることがわかる
。
被覆20の共通面に配置されたループ58の配列は、第
3B図のループ60および62の配列に相当する。
3B図のループ60および62の配列に相当する。
したがって、多数の信号チャネル50は、出力り−ド4
0および入力リード44の正の相互インダクタンスを介
して磁気的に結合され、一方、ループ58の負の相互イ
ンダクタンスを介して磁気的に結合される。前述したよ
うに、この発明によれば、ループ58における電流導通
素子の寸法を調整して、正の相互結合を打ち消す負の相
互結合の大きさを与え、信号チャネル間のクロストーク
をかなり軽減させている。
0および入力リード44の正の相互インダクタンスを介
して磁気的に結合され、一方、ループ58の負の相互イ
ンダクタンスを介して磁気的に結合される。前述したよ
うに、この発明によれば、ループ58における電流導通
素子の寸法を調整して、正の相互結合を打ち消す負の相
互結合の大きさを与え、信号チャネル間のクロストーク
をかなり軽減させている。
第4図は、回路モジエール16を変形してモジュール1
6の下部に第1の端子を配置できるようにしたこの発明
の他の実施例を示している。第1の端子は、モジュール
16下部の位置に36Aで示されている。モジュール1
6のこの構成によれば、第2図の出力リード40が除去
されている。各モジュールの第1の端子36Aへの接続
は、被覆20の材料から形成されるストリップ導体66
によって行われる。
6の下部に第1の端子を配置できるようにしたこの発明
の他の実施例を示している。第1の端子は、モジュール
16下部の位置に36Aで示されている。モジュール1
6のこの構成によれば、第2図の出力リード40が除去
されている。各モジュールの第1の端子36Aへの接続
は、被覆20の材料から形成されるストリップ導体66
によって行われる。
ストリップ導体66は、端子36Aから対応するバッド
42の前端へ延びている。出力リード40を除去してい
る点において、正係数の相互インダクタンスによる、信
号チャネル間の磁界結合は少なくなる。
42の前端へ延びている。出力リード40を除去してい
る点において、正係数の相互インダクタンスによる、信
号チャネル間の磁界結合は少なくなる。
したがって、各ループ58の形状は、負係数の相互イン
ダクタンスを有する結合の大きさを減少させるために変
更される。
ダクタンスを有する結合の大きさを減少させるために変
更される。
第4図に示すように、46Aで示される周辺部の形状は
、第1の端子36Aとバッド42との間の接続を収容す
るために、第1図および第2図の周辺部46の形状とは
異なっている。すなわち、バッド42の前部と後部との
間の長さは、ループ58間の結合を減少させるために短
くなっている。第1図および第4図の実施例のいずれの
形状に対しても、この発明は、低減された誤り率を有す
る改善されたデイ、ジタル通信を提供できるように、ク
ロストークを小さくするために磁気結合を十分に相殺し
ている。
、第1の端子36Aとバッド42との間の接続を収容す
るために、第1図および第2図の周辺部46の形状とは
異なっている。すなわち、バッド42の前部と後部との
間の長さは、ループ58間の結合を減少させるために短
くなっている。第1図および第4図の実施例のいずれの
形状に対しても、この発明は、低減された誤り率を有す
る改善されたデイ、ジタル通信を提供できるように、ク
ロストークを小さくするために磁気結合を十分に相殺し
ている。
この発明によれば、いかなる数の信号チャネル50をも
採用できる。第2図には、図面を簡略化するために、3
つのチャネル50のみを示している。
採用できる。第2図には、図面を簡略化するために、3
つのチャネル50のみを示している。
しかし、前述の実験モデルでは4つのチャネル50が構
成されている。更に多くのチャネルを1つの回路基板に
構成でき、例えば、32チヤネルとすることができる。
成されている。更に多くのチャネルを1つの回路基板に
構成でき、例えば、32チヤネルとすることができる。
前述した実験モデルの構造では、次のような寸法が用い
られた。第2図に示されているように、隣接するチャネ
ル間の中心間隔Aは、200ミクロンである。リード4
0または42のいずれかに用いられたワイヤセグメント
の長さBは500ミクロンであり、ワイヤの断面は正方
形であって一辺が25ミクロンである。バッド42の長
さCは500ミクロンである。バッド42の幅りは、1
25ミクロンである。バッド42を囲む周辺部46のセ
グメントの輻Eは25ミクロンである。連続するバッド
42の周辺部46間の導電ストリップ48の幅Fは25
ミクロンである。レーザ22の高さG(第1図)は15
0ミクロンであり、これは回路モジュール16の高さに
ほぼ等しい。
られた。第2図に示されているように、隣接するチャネ
ル間の中心間隔Aは、200ミクロンである。リード4
0または42のいずれかに用いられたワイヤセグメント
の長さBは500ミクロンであり、ワイヤの断面は正方
形であって一辺が25ミクロンである。バッド42の長
さCは500ミクロンである。バッド42の幅りは、1
25ミクロンである。バッド42を囲む周辺部46のセ
グメントの輻Eは25ミクロンである。連続するバッド
42の周辺部46間の導電ストリップ48の幅Fは25
ミクロンである。レーザ22の高さG(第1図)は15
0ミクロンであり、これは回路モジュール16の高さに
ほぼ等しい。
E0発明の効果
この発明により、隣接した信号チャネル間の、不所望な
相互結合と、この相互結合に基づくクロストークとを効
果的に打ち消すという最終目標を達成している。
相互結合と、この相互結合に基づくクロストークとを効
果的に打ち消すという最終目標を達成している。
第1図は、回路基板上に支持された電気素子モジュール
を有し、電気的な接続がこの発明に従ってワイヤ・ルー
プと導電ストリップとの両方によって行われる電気−光
通信システムの略斜視図、第2図は、バッド構造の重要
な寸法を示す第1図の拡大部分平面図、 第3A図および第3B図は、互いに異なる位置に配置さ
れた、1対の導電ワイヤ・ループ間で、正および負の相
互インダクタンスを有する磁気結合を説明する図、 第4図は、第2図の構造の他の実施例の略平面図である
。 10・・・・・送信部回路 12・・・・・電気−光通信システム 14・・・・・回路基板 16・・・・・回路モジュール 20・・・・・被覆 22・ ・ ・ ・ ・レーザ 40・・・・・出力リード 42・ 44・ 46・ 48・ 58・ ・バッド ・入力リード ・周辺部 ・ストリップ ・ループ
を有し、電気的な接続がこの発明に従ってワイヤ・ルー
プと導電ストリップとの両方によって行われる電気−光
通信システムの略斜視図、第2図は、バッド構造の重要
な寸法を示す第1図の拡大部分平面図、 第3A図および第3B図は、互いに異なる位置に配置さ
れた、1対の導電ワイヤ・ループ間で、正および負の相
互インダクタンスを有する磁気結合を説明する図、 第4図は、第2図の構造の他の実施例の略平面図である
。 10・・・・・送信部回路 12・・・・・電気−光通信システム 14・・・・・回路基板 16・・・・・回路モジュール 20・・・・・被覆 22・ ・ ・ ・ ・レーザ 40・・・・・出力リード 42・ 44・ 46・ 48・ 58・ ・バッド ・入力リード ・周辺部 ・ストリップ ・ループ
Claims (4)
- (1)導電被覆を有する回路基板上に設けられた電気素
子の第1のアレイおよび第2のアレイを含む電気回路の
ための相互接続システムであって、チャネル間のクロス
トークを防止しながら、並列信号チャネルにおいて、第
1のアレイの素子を第2のアレイの素子に接続する相互
接続システムにおいて、 アレイ内で並置かつ離間された第1の複数のワイヤセグ
メントを備え、各ワイヤセグメントは、第1の端部およ
び第2の端部を有し、前記ワイヤセグメントの第1の端
部は、前記第1のアレイの各素子の第1の端部に接続さ
れ、 前記ワイヤセグメントのアレイに対向するアレイ内で並
置かつ離間された複数の導電パッドを備え、前記各パッ
ドは前記被覆からパッドを絶縁する絶縁周辺部により取
り囲まれ、前記各パッドは、第1の端部とこの第1の端
部に対向する第2の端部とを有し、前記パッドの第2の
端部は、前記第2のアレイの各素子の第1の端部に接続
され、前記被覆に形成され、隣接する前記パッド間に配
置された導電ストリップのアレイを備え、前記周辺部は
前記導電ストリップにより互いに分離され、前記導電ス
トリップは前記第1のアレイの素子から前記第2のアレ
イの素子に延在して、前記第1のアレイの各素子の第2
の端子と、前記第2のアレイの対応する各素子の第2の
端子との間を電気的に接続し、 前記各信号チャネルに信号を伝送するために、前記ワイ
ヤセグメントの第2の端部を、前記各パッドの第1の端
部に接続し、前記各ワイヤセグメントは、前記被覆の面
に互いに垂直な面内に配置される第1の部分ループを形
成し、この第1の部分ループは、隣接する前記ワイヤセ
グメント間の第1の相互インダクタンスを有する磁気結
合を与え、前記導電ストリップと接触する前記周辺部の
各セグメントは、前記各信号チャネルにおいて、前記被
覆の面に平行な第2の部分ループを形成し、この第2の
部分ループは、隣接する前記パッド間の第2の相互イン
ダクタンスを有する磁気結合を与え、この第2の相互イ
ンダクタンスが、前記第1の相互インダクタンスを相殺
して、前記信号チャネル間のクロストークを防止する、 ことを特徴とする電気回路の相互接続システム。 - (2)前記パッドが矩形状であることを特徴とする請求
項1記載の電気回路の相互接続システム。 - (3)アレイ内で並置かつ離間された第2の複数のワイ
ヤセグメントを備え、これら各ワイヤセグメントは、第
1の端部および第2の端部を有し、前記第2の複数のワ
イヤセグメントの第1の端部は、前記第2のアレイの各
素子の第1の端部に接続され、前記パッドの第2の端部
は、前記第2の複数のワイヤセグメントの第2の端部に
それぞれ接続されていることを特徴とする請求項3記載
の電気回路の相互接続システム。 - (4)光ファイバと、光ファイバ−光を供給するために
設けられた固体レーザのアレイおよびレーザを励起して
光信号を発生するために電気的に接続されたレーザ・ド
ライバ・モジュールのアレイを含むシステムとを介して
、光信号を発生しおよび送信するための光電トランスミ
ッタであって、前記レーザおよび前記ドライバが電気回
路を構成する光電トランスミッタにおいて、 前記電気回路の前記ドライバおよび前記レーザは、導電
被覆を有する回路基板上に設けられ、前記電気回路は、
チャネル間のクロストークを防止しながら、並列信号チ
ャネルを介して、前記ドライバを前記レーザに相互接続
するシステムを有し、前記相互接続システムは、 アレイ内で並置かつ離間された第1の複数のワイヤセグ
メントを備え、各ワイヤセグメントは、第1の端部およ
び第2の端部を有し、前記ワイヤセグメントの第1の端
部は、前記各レーザの第1の端部に接続され、 前記ワイヤセグメントのアレイに対向するアレイ内で並
置かつ離間された複数の導電パッドを備え、前記各パッ
ドは前記被覆からパッドを絶縁する絶縁周辺部により取
り囲まれ、前記各パッドは、第1の端部とこの第1の端
部に対向する第2の端部とを有し、前記パッドの第2の
端部は、前記各ドライバの第1の端部に接続され、 前記被覆に形成され、隣接する前記パッド間に配置され
た導電ストリップのアレイを備え、前記周辺部は前記導
電ストリップにより互いに分離され、前記導電ストリッ
プは前記レーザから前記ドライバに延在して、前記各レ
ーザの第2の端子と、対応する前記各ドライバの第2の
端子との間を電気的に接続し、 前記各信号チャネルに信号を伝送するために、前記ワイ
ヤセグメントの第2の端部を、前記各パッドの第1の端
部に接続し、前記各ワイヤセグメントは、前記被覆の面
に互いに垂直な面内に配置される第1の部分ループを形
成し、この第1の部分ループは、隣接する前記ワイヤセ
グメント間の第1の相互インダクタンスを有する磁気結
合を与え、前記導電ストリップと接触する前記周辺部の
各セグメントは、前記各信号チャネルにおいて、前記被
覆の面に平行な第2の部分ループを形成し、この第2の
部分ループは、隣接する前記パッド間の第2の相互イン
ダクタンスを有する磁気結合を与え、この第2の相互イ
ンダクタンスが、前記第1の相互インダクタンスを相殺
して、前記信号チャネル間のクロストークを防止する、 ことを特徴とする光電トランスミッタ。
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