JP2001196682A - 半導体レーザモジュール - Google Patents
半導体レーザモジュールInfo
- Publication number
- JP2001196682A JP2001196682A JP2000000828A JP2000000828A JP2001196682A JP 2001196682 A JP2001196682 A JP 2001196682A JP 2000000828 A JP2000000828 A JP 2000000828A JP 2000000828 A JP2000000828 A JP 2000000828A JP 2001196682 A JP2001196682 A JP 2001196682A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- laser module
- package
- pin
- pins
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 １０Ｇｂ／ｓ以上の高速変調が可能で表面実
装工程に対応可能、かつ低コストな半導体レーザモジュ
ールを実現すること。 【解決手段】 パッケージ１０はＡｌ2Ｏ3を主要材質と
するパッケージ本体１１の底面部を金属部材１２で構成
してなり、底面部から両側面に対して底面と平行に突き
出たピン１０１〜１０８を備え、高周波信号を入力する
ピン１０７とその両側の接地されたピン１０６，１０８
とは本モジュールが実装される基板の信号線とインピー
ダンス整合する接地導体付きコプレーナ線路を構成し、
ピン１０７と半導体レーザダイオード２１とを接続する
伝送線路の一部はパッケージ内部を鉛直方向に貫通し、
信号線とインピーダンス整合するビアホール１３からな
っている。
装工程に対応可能、かつ低コストな半導体レーザモジュ
ールを実現すること。 【解決手段】 パッケージ１０はＡｌ2Ｏ3を主要材質と
するパッケージ本体１１の底面部を金属部材１２で構成
してなり、底面部から両側面に対して底面と平行に突き
出たピン１０１〜１０８を備え、高周波信号を入力する
ピン１０７とその両側の接地されたピン１０６，１０８
とは本モジュールが実装される基板の信号線とインピー
ダンス整合する接地導体付きコプレーナ線路を構成し、
ピン１０７と半導体レーザダイオード２１とを接続する
伝送線路の一部はパッケージ内部を鉛直方向に貫通し、
信号線とインピーダンス整合するビアホール１３からな
っている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速かつ直接変調
可能な半導体レーザモジュールに関するものである。
可能な半導体レーザモジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】インターネットの急速な普及に代表され
るように、近年、加入者系やデータ通信分野においてト
ラヒックが急激に増大している。それに対応するため、
これらの分野に光ファイバを用いた光通信方式が採用さ
れ始めている。現在、加入者系では１５５Ｍｂ／ｓ、デ
ータ通信市場では１Ｇｂ／ｓ程度までの高速光通信が実
用化され、将来的には１０Ｇｂ／ｓ程度の高速光通信方
式が必要になると予想されている。
るように、近年、加入者系やデータ通信分野においてト
ラヒックが急激に増大している。それに対応するため、
これらの分野に光ファイバを用いた光通信方式が採用さ
れ始めている。現在、加入者系では１５５Ｍｂ／ｓ、デ
ータ通信市場では１Ｇｂ／ｓ程度までの高速光通信が実
用化され、将来的には１０Ｇｂ／ｓ程度の高速光通信方
式が必要になると予想されている。
【０００３】こうした光通信方式の普及に伴い、光通信
方式の光源として用いられる半導体レーザモジュールの
低コスト化を目的として、ミニ・デュアル・インライン
（ｍｉｎｉ Ｄｕａｌ Ｉｎ−Ｌｉｎｅ：ｍｉｎｉ−Ｄ
ＩＬ）型パッケージを用いた半導体レーザモジュールが
開発され、市販されている。
方式の光源として用いられる半導体レーザモジュールの
低コスト化を目的として、ミニ・デュアル・インライン
（ｍｉｎｉ Ｄｕａｌ Ｉｎ−Ｌｉｎｅ：ｍｉｎｉ−Ｄ
ＩＬ）型パッケージを用いた半導体レーザモジュールが
開発され、市販されている。
【０００４】図１にｍｉｎｉ−ＤＩＬ型半導体レーザモ
ジュールの構造を模式的に示す。デュアル・インライン
（Ｄｕａｌ Ｉｎ−Ｌｉｎｅ）型の名が示すように、パ
ッケージ１の両側面から鉛直にピン２が配置され、プリ
ント基板の孔に刺さるようになっている。
ジュールの構造を模式的に示す。デュアル・インライン
（Ｄｕａｌ Ｉｎ−Ｌｉｎｅ）型の名が示すように、パ
ッケージ１の両側面から鉛直にピン２が配置され、プリ
ント基板の孔に刺さるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述した半導体レーザ
モジュールの場合、入力信号の伝送線路はインピーダン
ス整合していないため、２．４ＧＨｚ程度までの周波数
の信号に対しては特性上問題ないが、それ以上の周波数
においては反射や伝搬損失が大きく、１０Ｇｂ／ｓ以上
の高速変調用レーザモジュールとしては不十分である。
そのため、将来の高速光通信方式に適用可能で、低コス
トな半導体レーザモジュールが望まれていた。
モジュールの場合、入力信号の伝送線路はインピーダン
ス整合していないため、２．４ＧＨｚ程度までの周波数
の信号に対しては特性上問題ないが、それ以上の周波数
においては反射や伝搬損失が大きく、１０Ｇｂ／ｓ以上
の高速変調用レーザモジュールとしては不十分である。
そのため、将来の高速光通信方式に適用可能で、低コス
トな半導体レーザモジュールが望まれていた。
【０００６】このような状況を鑑み、本発明では、ｍｉ
ｎｉ−ＤＩＬ型半導体レーザモジュールと同等の小型で
簡易なモジュールであって、かつ１０Ｇｂ／ｓ以上の高
速変調が可能で、しかも表面実装工程に対応可能な半導
体レーザモジュールを実現することを目的とする。
ｎｉ−ＤＩＬ型半導体レーザモジュールと同等の小型で
簡易なモジュールであって、かつ１０Ｇｂ／ｓ以上の高
速変調が可能で、しかも表面実装工程に対応可能な半導
体レーザモジュールを実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明では、請求
項１に記載したように、パッケージの底面部は露出した
金属部材からなり、かつパッケージのピンは底面から両
側面に向かって底面に平行に突き出ており、高周波信号
を入力するピンを挟む両側のピンが接地され、該高周波
信号を入力するピンとこれを挟むその両側のピンとは、
該半導体レーザモジュールが実装されるべき基板に対
し、信号線の入力インピーダンスとインピーダンス整合
する接地導体付きコプレーナ線路を構成しており、かつ
該高周波信号を入力するピンと半導体レーザダイオード
とを接続する伝送線路の一部は、パッケージを構成する
部材の内部を鉛直方向に貫通し、信号線の入力インピー
ダンスとインピーダンス整合するビアホールからなるこ
とを特徴とする半導体レーザモジュールを提案する。
項１に記載したように、パッケージの底面部は露出した
金属部材からなり、かつパッケージのピンは底面から両
側面に向かって底面に平行に突き出ており、高周波信号
を入力するピンを挟む両側のピンが接地され、該高周波
信号を入力するピンとこれを挟むその両側のピンとは、
該半導体レーザモジュールが実装されるべき基板に対
し、信号線の入力インピーダンスとインピーダンス整合
する接地導体付きコプレーナ線路を構成しており、かつ
該高周波信号を入力するピンと半導体レーザダイオード
とを接続する伝送線路の一部は、パッケージを構成する
部材の内部を鉛直方向に貫通し、信号線の入力インピー
ダンスとインピーダンス整合するビアホールからなるこ
とを特徴とする半導体レーザモジュールを提案する。
【０００８】また、本発明では、請求項２に記載したよ
うに、請求項１記載の半導体レーザモジュールにおい
て、半導体レーザダイオードはｐ型の導電性基板上に作
製され、かつ基板側が搭載面に接合していることを特徴
とする半導体レーザモジュールを提案する。
うに、請求項１記載の半導体レーザモジュールにおい
て、半導体レーザダイオードはｐ型の導電性基板上に作
製され、かつ基板側が搭載面に接合していることを特徴
とする半導体レーザモジュールを提案する。
【０００９】また、本発明では、請求項３に記載したよ
うに、請求項１または２記載の半導体レーザモジュール
において、パッケージの主たる材質がＡｌ2Ｏ3またはＡ
ｌＮを主成分とするセラミックであることを特徴とする
半導体レーザモジュールを提案する。
うに、請求項１または２記載の半導体レーザモジュール
において、パッケージの主たる材質がＡｌ2Ｏ3またはＡ
ｌＮを主成分とするセラミックであることを特徴とする
半導体レーザモジュールを提案する。
【００１０】また、本発明では、請求項４に記載したよ
うに、請求項１または２記載の半導体レーザモジュール
において、パッケージの主たる材質が樹脂であることを
特徴とする半導体レーザモジュールを提案する。
うに、請求項１または２記載の半導体レーザモジュール
において、パッケージの主たる材質が樹脂であることを
特徴とする半導体レーザモジュールを提案する。
【００１１】また、本発明では、請求項５に記載したよ
うに、請求項１または２記載の半導体レーザモジュール
において、高周波信号を入力するピンの幅は２ｍｍ以下
であり、該高周波信号を入力するピンを挟む両側のピン
の幅は２ｍｍ以上であることを特徴とする半導体レーザ
モジュールを提案する。
うに、請求項１または２記載の半導体レーザモジュール
において、高周波信号を入力するピンの幅は２ｍｍ以下
であり、該高周波信号を入力するピンを挟む両側のピン
の幅は２ｍｍ以上であることを特徴とする半導体レーザ
モジュールを提案する。
【００１２】また、本発明では、請求項６に記載したよ
うに、請求項１乃至５いずれか記載の半導体レーザモジ
ュールにおいて、パッケージの一部がくり抜かれ、かつ
くり抜かれた箇所にレンズが埋め込まれていることを特
徴とする半導体レーザモジュールを提案する。
うに、請求項１乃至５いずれか記載の半導体レーザモジ
ュールにおいて、パッケージの一部がくり抜かれ、かつ
くり抜かれた箇所にレンズが埋め込まれていることを特
徴とする半導体レーザモジュールを提案する。
【００１３】また、本発明では、請求項７に記載したよ
うに、請求項１乃至５いずれか記載の半導体レーザモジ
ュールにおいて、パッケージの一部がくり抜かれ、かつ
くり抜かれた箇所にフェルールが埋め込まれていること
を特徴とする半導体レーザモジュール提案する。
うに、請求項１乃至５いずれか記載の半導体レーザモジ
ュールにおいて、パッケージの一部がくり抜かれ、かつ
くり抜かれた箇所にフェルールが埋め込まれていること
を特徴とする半導体レーザモジュール提案する。
【００１４】また、本発明では、請求項８に記載したよ
うに、請求項７記載の半導体レーザモジュールにおい
て、パッケージに接して、光ファイバを接続するための
レセプタクル型アダプタが取り付けられていることを特
徴とする半導体レーザモジュールを提案する。
うに、請求項７記載の半導体レーザモジュールにおい
て、パッケージに接して、光ファイバを接続するための
レセプタクル型アダプタが取り付けられていることを特
徴とする半導体レーザモジュールを提案する。
【００１５】上述のように、本発明に係る半導体レーザ
モジュールは、１）底面部に露出した金属部材を有して
いる、２）モジュールの底面から水平にピンが取り出さ
れている、３）信号線のピンと隣り合うピンとがコプレ
ーナ線路構造となるように設定してある、ことを特徴と
する。
モジュールは、１）底面部に露出した金属部材を有して
いる、２）モジュールの底面から水平にピンが取り出さ
れている、３）信号線のピンと隣り合うピンとがコプレ
ーナ線路構造となるように設定してある、ことを特徴と
する。
【００１６】即ち、１）の理由により、かかる金属材料
を通して半導体レーザダイオードでの発熱を放熱でき、
また、電気的にもグランド（接地）電位を安定化できる
ので電気的特性も良くなる。また、２）の理由により、
表面実装が可能となり、実装が簡便になる。さらに３）
の理由により、信号線のピンの幅、隣のピンとの間隔を
調整することにより、プリント基板に対し任意の特性イ
ンピーダンスを有する高周波伝送線路を構成でき、１０
Ｇｂ／ｓ以上の高速信号に対しても、反射特性、透過特
性に優れた配線が可能となる。
を通して半導体レーザダイオードでの発熱を放熱でき、
また、電気的にもグランド（接地）電位を安定化できる
ので電気的特性も良くなる。また、２）の理由により、
表面実装が可能となり、実装が簡便になる。さらに３）
の理由により、信号線のピンの幅、隣のピンとの間隔を
調整することにより、プリント基板に対し任意の特性イ
ンピーダンスを有する高周波伝送線路を構成でき、１０
Ｇｂ／ｓ以上の高速信号に対しても、反射特性、透過特
性に優れた配線が可能となる。
【００１７】また、半導体レーザダイオードがｐ型の導
電性基板上に作製され、かつ基板側が搭載面に接合する
搭載方法を取ることにより、レーザダイオードを駆動す
るレーザドライバとの相性が良くなり、高速動作が容易
になる。
電性基板上に作製され、かつ基板側が搭載面に接合する
搭載方法を取ることにより、レーザダイオードを駆動す
るレーザドライバとの相性が良くなり、高速動作が容易
になる。
【００１８】また、従来のメタルを主たる材質とするパ
ッケージに変えて、Ａｌ2Ｏ3やＡｌＮを主成分とするセ
ラミックや樹脂によって主として構成されるパッケージ
を用いることによって、半導体レーザモジュールのコス
トをより低減することが可能となる。
ッケージに変えて、Ａｌ2Ｏ3やＡｌＮを主成分とするセ
ラミックや樹脂によって主として構成されるパッケージ
を用いることによって、半導体レーザモジュールのコス
トをより低減することが可能となる。
【００１９】また、高周波信号を入力するピンの幅を２
ｍｍ以下とし、高周波信号を入力するピン以外のピンの
幅を２ｍｍ以上とすることにより、インピーダンス整合
した信号線路を形成できるとともに、半導体レーザモジ
ュールとこれを搭載するプリント基板との接合面積が大
きくなり、実装の機械的強度を増すことができる。
ｍｍ以下とし、高周波信号を入力するピン以外のピンの
幅を２ｍｍ以上とすることにより、インピーダンス整合
した信号線路を形成できるとともに、半導体レーザモジ
ュールとこれを搭載するプリント基板との接合面積が大
きくなり、実装の機械的強度を増すことができる。
【００２０】加えて、半導体レーザダイオードからの出
射光をパッケージ外部に取り出すのに、パッケージの一
部をくり抜き、そこにレンズまたは光ファイバのコネク
タ構成部品であるフェルールを埋め込むことによって、
レーザモジュールの構成がより簡便になり、低コスト化
が可能になる。
射光をパッケージ外部に取り出すのに、パッケージの一
部をくり抜き、そこにレンズまたは光ファイバのコネク
タ構成部品であるフェルールを埋め込むことによって、
レーザモジュールの構成がより簡便になり、低コスト化
が可能になる。
【００２１】さらにフェルールを埋め込んだパッケージ
の外側に、光ファイバを接続するためのレセプタクル型
アダプタを構成することによって、光ファイバとの接続
作業が容易で、より一層簡便な半導体レーザモジュール
を実現できる。
の外側に、光ファイバを接続するためのレセプタクル型
アダプタを構成することによって、光ファイバとの接続
作業が容易で、より一層簡便な半導体レーザモジュール
を実現できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態により
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００２３】ここでは従来のｍｉｎｉ−ＤＩＬ型半導体
レーザモジュールと同じように、合計８本のピンが出て
いる半導体レーザモジュールを例にとって、本発明を具
体的に説明する。
レーザモジュールと同じように、合計８本のピンが出て
いる半導体レーザモジュールを例にとって、本発明を具
体的に説明する。
【００２４】図２乃至図７は、本発明の半導体レーザモ
ジュールの第１の実施の形態を示すもので、パッケージ
内部構造がわかるように、モジュールの上蓋がされてい
ない状態で示してある。ここで、図２はモジュールを上
面からみた平面図、図３はモジュールの底面図、図４、
図５はピン取付側の側面図、図６はフェルール取付側の
側面図、図７は図２中のＹ−Ｙ’線断面図を示したもの
である。
ジュールの第１の実施の形態を示すもので、パッケージ
内部構造がわかるように、モジュールの上蓋がされてい
ない状態で示してある。ここで、図２はモジュールを上
面からみた平面図、図３はモジュールの底面図、図４、
図５はピン取付側の側面図、図６はフェルール取付側の
側面図、図７は図２中のＹ−Ｙ’線断面図を示したもの
である。
【００２５】図２乃至図７において、１０はパッケー
ジ、１１はパッケージ本体、１２は金属部材、１３はビ
アホール、２１は半導体レーザダイオード、２２はフォ
トダイオード、２３はチップキャリア、２４はヒートシ
ンク、２５は配線板、２６はレンズ、２７はアイソレー
タ、２８はフェルール、２９は光ファイバ、３０は金属
筒、３１は金属製ブーツ、１０１〜１０８はピンであ
る。
ジ、１１はパッケージ本体、１２は金属部材、１３はビ
アホール、２１は半導体レーザダイオード、２２はフォ
トダイオード、２３はチップキャリア、２４はヒートシ
ンク、２５は配線板、２６はレンズ、２７はアイソレー
タ、２８はフェルール、２９は光ファイバ、３０は金属
筒、３１は金属製ブーツ、１０１〜１０８はピンであ
る。
【００２６】パッケージ１０は、Ａｌ2Ｏ3を主要材質と
するパッケージ本体１１の底面部を、下からはめ込んだ
金属部材１２となした構成を有しており、パッケージ１
０の底面部から両側面に対してそれぞれ４本、合計８本
のピン１０１〜１０８が底面と平行に突き出た構造とな
っている。これらのピンのうち、ピン１０１〜１０４は
２．５４ｍｍピッチで配置され、ピン１０６〜１０８は
後に述べるようにインピーダンス整合条件を満たすよう
に配置されている。
するパッケージ本体１１の底面部を、下からはめ込んだ
金属部材１２となした構成を有しており、パッケージ１
０の底面部から両側面に対してそれぞれ４本、合計８本
のピン１０１〜１０８が底面と平行に突き出た構造とな
っている。これらのピンのうち、ピン１０１〜１０４は
２．５４ｍｍピッチで配置され、ピン１０６〜１０８は
後に述べるようにインピーダンス整合条件を満たすよう
に配置されている。
【００２７】半導体レーザダイオード２１は、ｐ型のＩ
ｎＰ基板上に結晶成長により作製されており、基板側を
下、即ちジャンクションアップ構造にしてＳｉ基板から
なるヒートシンク２４上にダイボンディングし、ヒート
シンク２４ごとチップキャリア２３に搭載している。ま
た、フォトダイオード２２は、半導体レーザダイオード
２１からの出力光をモニタするためのものである。
ｎＰ基板上に結晶成長により作製されており、基板側を
下、即ちジャンクションアップ構造にしてＳｉ基板から
なるヒートシンク２４上にダイボンディングし、ヒート
シンク２４ごとチップキャリア２３に搭載している。ま
た、フォトダイオード２２は、半導体レーザダイオード
２１からの出力光をモニタするためのものである。
【００２８】チップキャリア２３はＣｕからなる金属ブ
ロックであり、上面に半導体レーザダイオード２１及び
フォトダイオード２２への電気配線パタンが記されたセ
ラミック製配線板２５を貼り付けてある。
ロックであり、上面に半導体レーザダイオード２１及び
フォトダイオード２２への電気配線パタンが記されたセ
ラミック製配線板２５を貼り付けてある。
【００２９】アイソレータ２７は金属筒３０を介してフ
ェルール２８と一体化されており、これらは金属製ブー
ツ３１を介して、パッケージ本体１１に対して溶接によ
り接続されている。
ェルール２８と一体化されており、これらは金属製ブー
ツ３１を介して、パッケージ本体１１に対して溶接によ
り接続されている。
【００３０】半導体レーザダイオード２１から出射され
た光は、パッケージ本体１１の一部がくり抜かれ（１
４）、そこに埋め込まれたレンズ２６を通って集光さ
れ、アイソレータ２７を通って光ファイバ２９に結合さ
れる。
た光は、パッケージ本体１１の一部がくり抜かれ（１
４）、そこに埋め込まれたレンズ２６を通って集光さ
れ、アイソレータ２７を通って光ファイバ２９に結合さ
れる。
【００３１】また、半導体レーザダイオード２１はｐ型
基板を用いて、かつジャンクションアップで搭載されて
いるので、ｐ電極は、ヒートシンク２４、チップキャリ
ア２３及び金属部材１２を介して実装するプリント基板
のグランド電位を与えるパタン（図示せず）と接続され
ることになる。パッケージの一部を構成する金属部材１
２の面積が大きいので、グランド電位が安定化できるほ
か、半導体レーザダイオード２１での発熱を効率良くプ
リント基板側に放熱できるのでレーザを安定に動作させ
ることが可能となる。
基板を用いて、かつジャンクションアップで搭載されて
いるので、ｐ電極は、ヒートシンク２４、チップキャリ
ア２３及び金属部材１２を介して実装するプリント基板
のグランド電位を与えるパタン（図示せず）と接続され
ることになる。パッケージの一部を構成する金属部材１
２の面積が大きいので、グランド電位が安定化できるほ
か、半導体レーザダイオード２１での発熱を効率良くプ
リント基板側に放熱できるのでレーザを安定に動作させ
ることが可能となる。
【００３２】また、半導体レーザダイオード２１のｎ電
極はレーザチップの上面から取っている。上面の電極パ
タン面積を最小限に留めることで、レーザダイオード２
１の素子容量を低減でき、高速動作に有利に寄与する。
また、ｐ電極側を接地しているため、レーザダイオード
を駆動するレーザドライバはマイナス駆動となり、高速
動作に有利なｎｐｎ型バイポーラトランジスタやｎ型の
電界効果トランジスタとの組合せが可能となる。
極はレーザチップの上面から取っている。上面の電極パ
タン面積を最小限に留めることで、レーザダイオード２
１の素子容量を低減でき、高速動作に有利に寄与する。
また、ｐ電極側を接地しているため、レーザダイオード
を駆動するレーザドライバはマイナス駆動となり、高速
動作に有利なｎｐｎ型バイポーラトランジスタやｎ型の
電界効果トランジスタとの組合せが可能となる。
【００３３】半導体レーザダイオード２１のｎ電極には
２本のリボンボンディングがなされ、１本は配線板２５
及びパッケージ１０のテラス部に設けた配線パタンを通
って、バイアス電流を入力するピン１０３に、他の１本
は高周波信号を入力するピン１０７に接続されている。
半導体レーザダイオード２１のシリーズ抵抗は５Ω程度
であるので、ピン１０７に向かう信号線は、４５Ωの薄
膜抵抗を直列に接続して５０Ωの伝送線路にインピーダ
ンス整合されている。即ち、配線板２５に、４５Ωの薄
膜抵抗と特性インピーダンスが５０Ωのストリップライ
ンを形成している。
２本のリボンボンディングがなされ、１本は配線板２５
及びパッケージ１０のテラス部に設けた配線パタンを通
って、バイアス電流を入力するピン１０３に、他の１本
は高周波信号を入力するピン１０７に接続されている。
半導体レーザダイオード２１のシリーズ抵抗は５Ω程度
であるので、ピン１０７に向かう信号線は、４５Ωの薄
膜抵抗を直列に接続して５０Ωの伝送線路にインピーダ
ンス整合されている。即ち、配線板２５に、４５Ωの薄
膜抵抗と特性インピーダンスが５０Ωのストリップライ
ンを形成している。
【００３４】信号線はかかる配線板２５を通り、リボン
ボンディングにより、パッケージ１０のテラス部１５に
接続される。テラス部１５の配線パタンは特性インピー
ダンスが５０Ωのコプレーナ線路となっている。さらに
そこからインピーダンス整合するように構成されたビア
ホール１３により、垂直方向に配線され、基板底面に貫
通した後、ピン１０７に接続されている。ピン１０７の
両側のピン１０６，１０８は、金属部材１２とともに接
地されている。
ボンディングにより、パッケージ１０のテラス部１５に
接続される。テラス部１５の配線パタンは特性インピー
ダンスが５０Ωのコプレーナ線路となっている。さらに
そこからインピーダンス整合するように構成されたビア
ホール１３により、垂直方向に配線され、基板底面に貫
通した後、ピン１０７に接続されている。ピン１０７の
両側のピン１０６，１０８は、金属部材１２とともに接
地されている。
【００３５】図８は、誘電率εが４．８のガラスエポキ
シ製プリント基板上に半導体レーザモジュールを実装し
た場合に、特性インピーダンスが５０Ωとなるための信
号線１０７のピンの幅Ｗと信号線ピン１０７及びその隣
のピン１０６，１０８間の間隔Ｓとの関係を、前記プリ
ント基板の第２層のグランド面との距離（ガラスエポキ
シ基板の厚さ）Ｈをパラメータとして示したものであ
る。
シ製プリント基板上に半導体レーザモジュールを実装し
た場合に、特性インピーダンスが５０Ωとなるための信
号線１０７のピンの幅Ｗと信号線ピン１０７及びその隣
のピン１０６，１０８間の間隔Ｓとの関係を、前記プリ
ント基板の第２層のグランド面との距離（ガラスエポキ
シ基板の厚さ）Ｈをパラメータとして示したものであ
る。
【００３６】図８より、例えば各層の厚さが０．２５ｍ
ｍの多層ガラスエポキシ基板上に半導体レーザモジュー
ルを実装するとした場合、ピン１０７の幅Ｗを０．４７
ｍｍ、ピン１０７とピン１０６，１０８との間隔Ｓを
０．６ｍｍに設定すると、５０Ωの特性インピーダンス
とすることができる。
ｍの多層ガラスエポキシ基板上に半導体レーザモジュー
ルを実装するとした場合、ピン１０７の幅Ｗを０．４７
ｍｍ、ピン１０７とピン１０６，１０８との間隔Ｓを
０．６ｍｍに設定すると、５０Ωの特性インピーダンス
とすることができる。
【００３７】一般に、高周波線路は５０Ω系で構成され
るため、Ｗ、Ｓを上記のように設定すると、ガラスエポ
キシ基板上の５０Ω系のコプレーナ線路にインピーダン
ス整合して接続することが可能となる。ピン１０７に
は、レーザドライバから１０Ｇｂ／ｓの高周波信号が入
力されるが、ドライバの出力インピーダンスも一般的に
５０Ω系となっているので、上述のＷ、Ｓの設定によ
り、反射特性、透過特性に優れた伝送線路を実現でき、
１０Ｇｂ／ｓの高速信号も伝送可能となる。
るため、Ｗ、Ｓを上記のように設定すると、ガラスエポ
キシ基板上の５０Ω系のコプレーナ線路にインピーダン
ス整合して接続することが可能となる。ピン１０７に
は、レーザドライバから１０Ｇｂ／ｓの高周波信号が入
力されるが、ドライバの出力インピーダンスも一般的に
５０Ω系となっているので、上述のＷ、Ｓの設定によ
り、反射特性、透過特性に優れた伝送線路を実現でき、
１０Ｇｂ／ｓの高速信号も伝送可能となる。
【００３８】これらのピンは、ハンダ接合によりプリン
ト基板上の回路と電気的コンタクトする外、レーザモジ
ュールをプリント基板に固定する機能を併せ持ってい
る。図８から明らかなように、Ｈが１ｍｍの場合であっ
ても、Ｓが０．７ｍｍまでの範囲では、Ｗは２ｍｍを越
えることはない。一方、信号線用のピン１０７の両側の
ピン１０６，１０８は、特にピン幅に制約はないので、
２ｍｍ以上に太くすることで、プリント基板との接合面
積が大きくなり、機械的強度を増すことができ、加えて
グランド電位を安定化できる。これが請求項５の記載の
根拠である。
ト基板上の回路と電気的コンタクトする外、レーザモジ
ュールをプリント基板に固定する機能を併せ持ってい
る。図８から明らかなように、Ｈが１ｍｍの場合であっ
ても、Ｓが０．７ｍｍまでの範囲では、Ｗは２ｍｍを越
えることはない。一方、信号線用のピン１０７の両側の
ピン１０６，１０８は、特にピン幅に制約はないので、
２ｍｍ以上に太くすることで、プリント基板との接合面
積が大きくなり、機械的強度を増すことができ、加えて
グランド電位を安定化できる。これが請求項５の記載の
根拠である。
【００３９】図９は、本発明の第２の実施の形態を示す
もので、パッケージ本体のくり抜き部１４にフェルール
が埋め込まれていることを特徴とする。本実施の形態の
場合、レンズ２６及びアイソレータ２７が金属筒３０を
介してフェルール２８と一体化され、パッケージ内部に
挿入された形となっている。電気配線等のそれ以外の構
成は、第１の実施の形態と同様である。
もので、パッケージ本体のくり抜き部１４にフェルール
が埋め込まれていることを特徴とする。本実施の形態の
場合、レンズ２６及びアイソレータ２７が金属筒３０を
介してフェルール２８と一体化され、パッケージ内部に
挿入された形となっている。電気配線等のそれ以外の構
成は、第１の実施の形態と同様である。
【００４０】また、図１０は、本発明の第３の実施の形
態を示すもので、パッケージ１０に接して、光ファイバ
を接続するための周知のレセプタクル型アダプタ４０が
取り付けられていることを特徴とする。この際、前述し
た金属筒３０の代わりに割りスリーブ（図示せず）がレ
ンズ２６及びアイソレータ２７と一体化される如くなっ
ている。電気配線等のそれ以外の構成は、第１の実施の
形態と同様である。
態を示すもので、パッケージ１０に接して、光ファイバ
を接続するための周知のレセプタクル型アダプタ４０が
取り付けられていることを特徴とする。この際、前述し
た金属筒３０の代わりに割りスリーブ（図示せず）がレ
ンズ２６及びアイソレータ２７と一体化される如くなっ
ている。電気配線等のそれ以外の構成は、第１の実施の
形態と同様である。
【００４１】上記の説明では、底面から側面方向に各４
本、合計８本のピンが出ている半導体レーザモジュール
を例にとって本発明の実施の形態を示したが、本発明は
係るピン数に限定されるものではなく、片側から少なく
とも３本以上のピンが出ているモジュールに適用可能で
ある。また、半導体レーザダイオードはＩｎＰを基板と
するものに限定されるものではなく、ＧａＡｓを基板と
するものであっても良い。要するに、本発明は、実施の
形態に記した内容に限定されるものではなく、本発明の
趣旨を逸脱しない範囲において種々の適用が可能であ
る。
本、合計８本のピンが出ている半導体レーザモジュール
を例にとって本発明の実施の形態を示したが、本発明は
係るピン数に限定されるものではなく、片側から少なく
とも３本以上のピンが出ているモジュールに適用可能で
ある。また、半導体レーザダイオードはＩｎＰを基板と
するものに限定されるものではなく、ＧａＡｓを基板と
するものであっても良い。要するに、本発明は、実施の
形態に記した内容に限定されるものではなく、本発明の
趣旨を逸脱しない範囲において種々の適用が可能であ
る。
【００４２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、これまで２．４ＧＨｚ程度までの帯域しか取
れなかったｍｉｎｉ−ＤＩＬ型のモジュールに対し、同
程度の小型モジュールで１０Ｇｂ／ｓ以上の高速直接変
調が可能となり、将来の高速光通信方式に適用可能な半
導体レーザモジュールを安価に提供することが可能とな
り、将来の高速光通信方式を実現していく上で極めて有
効である。
によれば、これまで２．４ＧＨｚ程度までの帯域しか取
れなかったｍｉｎｉ−ＤＩＬ型のモジュールに対し、同
程度の小型モジュールで１０Ｇｂ／ｓ以上の高速直接変
調が可能となり、将来の高速光通信方式に適用可能な半
導体レーザモジュールを安価に提供することが可能とな
り、将来の高速光通信方式を実現していく上で極めて有
効である。
【図１】従来の半導体レーザモジュールの一例を示す構
成図
成図
【図２】本発明の半導体レーザモジュールの第１の実施
の形態を示す平面図
の形態を示す平面図
【図３】本発明の半導体レーザモジュールの第１の実施
の形態を示す底面図
の形態を示す底面図
【図４】本発明の半導体レーザモジュールの第１の実施
の形態を示す側面図
の形態を示す側面図
【図５】本発明の半導体レーザモジュールの第１の実施
の形態を示す側面図
の形態を示す側面図
【図６】本発明の半導体レーザモジュールの第１の実施
の形態を示す側面図
の形態を示す側面図
【図７】図２中のＹ−Ｙ’線断面図
【図８】特性インピーダンスが５０Ωとなる信号線ピン
の幅Ｗと信号線ピン及びその隣のピン間の間隔Ｓとの関
係を示す図
の幅Ｗと信号線ピン及びその隣のピン間の間隔Ｓとの関
係を示す図
【図９】本発明の半導体レーザモジュールの第２の実施
の形態を示す平面図
の形態を示す平面図
【図１０】本発明の半導体レーザモジュールの第３の実
施の形態を示す平面図
施の形態を示す平面図
１０：パッケージ、１１：パッケージ本体、１２：金属
部材、１３：ビアホール、１４：くり抜き部、２１：半
導体レーザダイオード、２２：フォトダイオード、２
３：チップキャリア、２４：ヒートシンク、２５：配線
板、２６：レンズ、２７：アイソレータ、２８：フェル
ール、２９：光ファイバ、３０：金属筒、３１：金属製
ブーツ、４０：レセプタクル型アダプタ、１０１〜１０
８：ピン。
部材、１３：ビアホール、１４：くり抜き部、２１：半
導体レーザダイオード、２２：フォトダイオード、２
３：チップキャリア、２４：ヒートシンク、２５：配線
板、２６：レンズ、２７：アイソレータ、２８：フェル
ール、２９：光ファイバ、３０：金属筒、３１：金属製
ブーツ、４０：レセプタクル型アダプタ、１０１〜１０
８：ピン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA03 DA03 DA04 DA05 DA06 DA35 DA40 5F073 AB27 AB28 AB30 EA14 FA02 FA07 FA08 FA13 FA28 FA30
Claims (8)
- 【請求項１】 封止されたパッケージ内に半導体レーザ
ダイオードを搭載した半導体レーザモジュールにおい
て、 パッケージの底面部は露出した金属部材からなり、かつ
ピンはパッケージの底面部から両側面に対して底面と平
行に突き出ており、 高周波信号を入力するピンを挟む両側のピンが接地さ
れ、該高周波信号を入力するピンとこれを挟むその両側
のピンとは、該半導体レーザモジュールが実装されるべ
き基板に対し、信号線の入力インピーダンスとインピー
ダンス整合する接地導体付きコプレーナ線路を構成して
おり、 かつ該高周波信号を入力するピンと半導体レーザダイオ
ードとを接続する伝送線路の一部は、パッケージを構成
する部材の内部を鉛直方向に貫通し、信号線の入力イン
ピーダンスとインピーダンス整合するビアホールからな
ることを特徴とする半導体レーザモジュール。 - 【請求項２】 半導体レーザダイオードはｐ型の導電性
基板上に作製され、かつ基板側が搭載面に接合している
ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザモジュー
ル。 - 【請求項３】 パッケージの主たる材質がＡｌ2Ｏ3また
はＡｌＮを主成分とするセラミックであることを特徴と
する請求項１または２記載の半導体レーザモジュール。 - 【請求項４】 パッケージの主たる材質が樹脂であるこ
とを特徴とする請求項１または２記載の半導体レーザモ
ジュール。 - 【請求項５】 高周波信号を入力するピンの幅は２ｍｍ
以下であり、該高周波信号を入力するピンを挟む両側の
ピンの幅は２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１
または２記載の半導体レーザモジュール。 - 【請求項６】 パッケージの一部がくり抜かれ、かつく
り抜かれた箇所にレンズが埋め込まれていることを特徴
とする請求項１乃至５いずれか記載の半導体レーザモジ
ュール。 - 【請求項７】 パッケージの一部がくり抜かれ、かつく
り抜かれた箇所にフェルールが埋め込まれていることを
特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の半導体レーザ
モジュール。 - 【請求項８】 パッケージに接して、光ファイバを接続
するためのレセプタクル型アダプタが取り付けられてい
ることを特徴とする請求項７記載の半導体レーザモジュ
ール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000000828A JP2001196682A (ja) | 2000-01-06 | 2000-01-06 | 半導体レーザモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000000828A JP2001196682A (ja) | 2000-01-06 | 2000-01-06 | 半導体レーザモジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001196682A true JP2001196682A (ja) | 2001-07-19 |
Family
ID=18530121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000000828A Pending JP2001196682A (ja) | 2000-01-06 | 2000-01-06 | 半導体レーザモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001196682A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1471614A2 (en) * | 2003-04-14 | 2004-10-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | TO-CAN type optical module |
| JP2004311923A (ja) * | 2003-03-27 | 2004-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | 光半導体素子用パッケージ |
-
2000
- 2000-01-06 JP JP2000000828A patent/JP2001196682A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004311923A (ja) * | 2003-03-27 | 2004-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | 光半導体素子用パッケージ |
| JP4550386B2 (ja) * | 2003-03-27 | 2010-09-22 | 三菱電機株式会社 | 光半導体素子用パッケージ |
| EP1471614A2 (en) * | 2003-04-14 | 2004-10-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | TO-CAN type optical module |
| EP1471614A3 (en) * | 2003-04-14 | 2005-06-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | TO-CAN type optical module |
| US7071491B2 (en) | 2003-04-14 | 2006-07-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | TO-CAN type optical module |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107430293B (zh) | 光电路 | |
| US10361533B2 (en) | Optical module implementing laser diodes | |
| US7044659B2 (en) | Optical communications module and method for producing the module | |
| US7991029B2 (en) | Optical module | |
| JP7332090B2 (ja) | 光変調器キャリア組立体及び光モジュール | |
| US6021149A (en) | Optical semiconductor module | |
| US20090003398A1 (en) | Light-transmitting module capable of responding a high-frequency over 10GHz | |
| EP1615304B1 (en) | Optical module with simplified electrical wiring desing | |
| JPH11231173A (ja) | 高速動作可能な光デバイス | |
| CN113875103A (zh) | 光模块 | |
| JP3788249B2 (ja) | 発光モジュール | |
| US6796723B2 (en) | Submount for opto-electronic module and packaging method using the same | |
| JP2004093606A (ja) | 光モジュール及び光伝送装置 | |
| US7167494B2 (en) | Optical transmission module | |
| US6504177B2 (en) | Optical element module | |
| JP6228560B2 (ja) | 高周波伝送線路および光回路 | |
| JPH11186668A (ja) | 光半導体モジュール | |
| US20220302671A1 (en) | Optical module | |
| US20020105042A1 (en) | Flexible circuit with two stiffeners for optical module packaging | |
| JP2001196682A (ja) | 半導体レーザモジュール | |
| JP2004335584A (ja) | 半導体パッケージ | |
| JPS62124780A (ja) | 光半導体モジユ−ル | |
| JP2005191347A (ja) | 半導体光素子用チップキャリア、光モジュール、及び光送受信器 | |
| CN116529657A (zh) | 激光光源装置 | |
| US11398866B2 (en) | Optical semiconductor device, optical transmission module, and optical transceiver |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051004 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080715 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081202 |