JP4127652B2 - 光モジュール - Google Patents
光モジュール Download PDFInfo
- Publication number
- JP4127652B2 JP4127652B2 JP2003024746A JP2003024746A JP4127652B2 JP 4127652 B2 JP4127652 B2 JP 4127652B2 JP 2003024746 A JP2003024746 A JP 2003024746A JP 2003024746 A JP2003024746 A JP 2003024746A JP 4127652 B2 JP4127652 B2 JP 4127652B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal transmission
- wiring
- stem portion
- ground
- ground wiring
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体光デバイスを用いた高周波信号伝送用の光モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
高周波信号伝送用の光モジュールに適用される半導体光デバイスは、セラミック製パッケージ或いはプラスチック製パッケージにより構成されているのが一般的である(例えば、特許文献1参照)。その理由としては、高周波信号伝送を行う際にはコプレーナガイドやマイクロストリップライン等のTEM波伝送線路を半導体光デバイスのパッケージ自体に形成する必要があるからである。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−189515号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような光モジュールにあっては、TEM波伝送線路を形成するために半導体光デバイスのパッケージ構造が複雑化してしまうという問題があった。
【0005】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、メタルキャンパッケージを有する半導体光デバイスを用いて高周波信号伝送を実現させた光モジュールを提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る光モジュールは、半導体光素子をメタルキャンパッケージ内に収容し、メタルキャンパッケージのステム部に形成された貫通孔から信号伝送ピンを突出させた半導体光デバイスと、厚さ方向に沿った端面にステム部の裏面を接触させた状態で半導体光デバイスが取り付けられると共に、信号伝送配線、並びに信号伝送配線から所定の距離をもって信号伝送配線の両側に形成された第1のグランド配線及び第2のグランド配線を有する配線基板とを備え、信号伝送配線は、ステム部の裏面から離間し、信号伝送ピンの側面に接触した状態で、半田又は導電性接着剤により信号伝送ピンと接続されており、第1のグランド配線及び第2のグランド配線は、ステム部の裏面に接触した状態で、半田又は導電性接着剤によりステム部の裏面と接続されていることを特徴とする。
【0007】
この光モジュールにおいては、半導体光デバイスの信号伝送ピンと配線基板の信号伝送配線とによって信号伝送ラインが形成される。そして、信号伝送配線の両側に位置する第1のグランド配線と第2のグランド配線とがステム部の貫通孔の周囲部分に接触しているため、ステム部と各グランド配線とによって、信号伝送ラインに沿ってその両側にグランド領域が連続することになる。したがって、信号伝送ピンと信号伝送配線とを信号伝送ラインとして、メタルキャンパッケージ内の半導体光素子に対し高周波信号を伝送することができ、これにより、メタルキャンパッケージを有する半導体光デバイスを用いて高周波信号伝送を行うことが可能になる。
【0008】
また、配線基板において信号伝送配線が形成された面に対向する面には、信号伝送配線に対向する第3のグランド配線が形成され、第3のグランド配線は周囲部分に接触していることが好ましい。これにより、信号伝送ラインの両側だけでなく信号伝送配線の形成面に対向する側にも、ステム部と第3のグランド配線とによって、信号伝送ラインに沿って連続するグランド領域が形成される。したがって、光モジュールの高周波信号伝送特性を向上させることができる。
【0009】
また、信号伝送ピンを包囲して第1のグランド配線と第2のグランド配線との間に掛け渡されると共に、ステム部の裏面に接触した状態で、半田又は導電性接着剤により第1のグランド配線、第2のグランド配線及びステム部の裏面と接続されている導電部材を備え、導電部材と信号伝送ピンとの間隙には誘電部材が充填されていることが好ましい。このように、各グランド配線間に掛け渡され且つステム部の貫通孔の周囲部分に接触させられた導電部材により信号伝送ピンを包囲することで、光モジュールの高周波信号伝送特性のより一層の向上を図ることができる。更に、導電部材と信号伝送ピンとの間隙に誘電部材が充填されているため、信号伝送ピンにおけるインピーダンスと配線基板の信号伝送配線におけるインピーダンスとの不整合を緩和することが可能になり、光モジュールの高周波信号伝送特性をさらに向上させることができる。
【0010】
また、導電部材の内壁面は、貫通孔の内壁面に沿って湾曲していることが好ましい。これにより、導電部材の内壁面と貫通孔の内壁面とがほぼ連続することになるため、光モジュールの高周波信号伝送特性を良好にすることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光モジュールの好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【0013】
[第1の実施形態]
図1及び図2に示すように、第1の実施形態の光モジュール1は半導体光デバイス2を有している。この半導体光デバイス2は、TO−CANタイプのメタルキャンパッケージ3内に高速動作可能なフォトダイオード(半導体光素子)4及びフォトダイオード4に接続されたプリアンプ5を収容したものである。図3に示すように、メタルキャンパッケージ3のステム部6には4つの貫通孔7が形成されており、各貫通孔7にはリードピン8が貫通した状態で配置されている。この貫通孔7の内壁面とリードピン8との間隙は、ガラス封止部材9によって封止されている。
【0014】
図1〜図3に示すように、半導体光デバイス2は、テフロン(登録商標)或いはガラスエポキシ等の誘電体からなる基材が複数積層された多層プリント基板である配線基板11に実装されている。具体的には、半導体光デバイス2は、配線基板11の厚さ方向に沿った端面11aにステム部6の裏面6aを接触させ、且つ2組のリードピン8の間に配線基板11を挟み込んだ状態で、配線基板11に取り付けられている。
【0015】
ここで、配線基板11の最上層基材の表面11b側に延在している1組のリードピン8は、プリアンプ5からの差動電気信号を伝送する信号伝送ピン8a,8bである。一方、配線基板11の最下層基材の裏面11c側に延在している1組のリードピン8は電源ピン8cやグランドピン8dである。なお、配線基板11としては、多層のプリント基板に限らず、単層のプリント基板、単層のセラミック基板や多層のセラミック基板であってもよい。
【0016】
図1に示すように、配線基板11の表面11bには、信号伝送ピン8aの側面に接触する信号伝送配線12aと、信号伝送ピン8bの側面に接触する信号伝送配線12bとが形成されており、各信号伝送配線12a,12bは、配線基板11に実装された信号処理回路(図示せず)に向かって延在し、その信号処理回路に接続されている。各信号伝送配線12a,12bの信号伝送ピン8a,8b側の端部は、表面11bの端面11a側の端部には到達せず、ステム部6の裏面6aから離間している。
【0017】
また、配線基板11において信号伝送配線12aの外方側には、信号伝送配線12aから所定の距離をもって第1のグランド配線13aが形成されている。同様に、信号伝送配線12bの外方側には、信号伝送配線12bから所定の距離をもって第1のグランド配線13bが形成されている。各グランド配線13a,13bは、各信号伝送配線12a,12bに沿って形成され、接地電位に接続されている。そして、各グランド配線13a,13bは、表面11bの端面11a側の端部に到達して、ステム部6の裏面6aにおける貫通孔7の周囲部分(図4に示す2点鎖線の外側の部分)に接触している。
【0018】
さらに、配線基板11において信号伝送配線12aと信号伝送配線12bとの間には、各信号伝送配線12a,12bのそれぞれから所定の距離をもって第2のグランド配線14が形成されている。この第2のグランド配線14は、信号伝送配線12a,12bに沿って延在し、接地電位に接続されている。そして、この第2のグランド配線14は、表面11bの端面11a側の端部に到達して、ステム部6の裏面6aにおける貫通孔7の周囲部分に接触している。
【0019】
したがって、配線基板11の表面11b上においては、信号伝送ピン8aと信号伝送配線12aとは、その両側に形成された第1のグランド配線13aと第2のグランド配線14とに挟まれることになる。同様に、信号伝送ピン8bと信号伝送配線12bとは、その両側に形成された第1のグランド配線13bと第2のグランド配線14とに挟まれることになる。
【0020】
また、図4に示すように、配線基板11の最上層基材の裏面11dには、その全面に渡って第3のグランド配線16が形成されている。すなわち、この第3のグランド配線16は、信号伝送配線12a,12bが形成された表面11bに対向する裏面11dに形成されて、各信号伝送配線12a,12bに対向することになる。そして、この第3のグランド配線16は、接地電位に接続されると共に、ステム部6の裏面6aにおける貫通孔7の周囲部分に接触している。
【0021】
なお、各配線12a,12b,13a,13b,14,16は、配線基板11の基材に銅等の導電性材料をプリントすることで形成される。また、ステム部6の裏面6aと各グランド配線13a,13b,14,16とは、半田或いは導電性接着剤等により確実に接続される。同様に、各信号伝送ピン8a,8bと信号伝送配線12a,12bとも、半田或いは導電性接着剤等により確実に接続される。そして、半田により接続する場合には、通常の高周波部材の半田付け方法に則り、可能な限り盛上り等のないように行うことが望ましい。
【0022】
以上のように構成された第1の実施形態の光モジュール1においては、半導体光デバイス2の信号伝送ピン8aと配線基板11の信号伝送配線12aとによって信号伝送ラインが形成される。そして、信号伝送配線12aの両側に位置する第1のグランド配線13aと第2のグランド配線14とがステム部6の裏面6aにおける貫通孔7の周囲部分に接触しているため、ステム部6と各グランド配線13a,14とによって、信号伝送ラインに沿ってその両側にグランド領域が連続することになる。このような構成は、信号伝送ピン8bと信号伝送配線12bとによって形成される信号伝送ラインについても同様である。
【0023】
さらに、配線基板11の誘電体製の基材を介して各信号伝送配線12a,12bに対向するよう形成された第3のグランド配線16がステム部6の裏面6aにおける貫通孔7の周囲部分に接触しているため、ステム部6と第3のグランド配線16とによって、上述した2本の信号伝送ラインに沿ってその下方にもグランド領域が連続することになる。
【0024】
これにより、TEM波伝送線路がステム部6から配線基板11に渡って連続して形成されることになるため、信号伝送ピン8a及び信号伝送配線12aと、信号伝送ピン8b及び信号伝送配線12bとをそれぞれ信号伝送ラインとして、メタルキャンパッケージ3内のプリアンプ5から高周波信号を伝送することが可能になる。
【0025】
このように、第1の実施形態の光モジュール1によれば、メタルキャンパッケージ3を有する半導体光デバイス2を用いた高周波信号伝送が可能になるため、TO−CANタイプ等、汎用性の高い半導体光デバイス2を適用して光モジュール1のコストダウンを図ることができる。
【0026】
なお、光モジュール1においては、第3のグランド配線16を設けず、第1のグランド配線13a,13b及び第2のグランド配線14を設けるだけでも、所定の高周波信号伝送が可能である。
【0027】
[第2の実施形態]
第2の実施形態の光モジュール1は、図5〜図7に示すように、信号伝送ピン8aを包囲する導電部材21を有している点で第1の実施形態の光モジュール1と異なっている。以下、第1の実施形態の光モジュール1との相違点を中心に、第2の実施形態の光モジュール1について説明する。なお、第2の実施形態では、フォトダイオード4に接続されたプリアンプ5の出力がシングルエンドの場合を想定している。そこで、高周波信号が信号伝送ピン8aのみから出力される場合について説明する。当然ながら、第1の実施形態同様、プリアンプ5の出力が差動で信号伝送ピン8bからも出力が得られる場合には、以下で説明する信号伝送ピン8aへの処置とまったく同じ処置を信号伝送ピン8bにも施すことになる。
【0028】
図7に示すように、導電部材21は、銅等の導電性材料により断面C字状に形成され、その内壁面21aは、ステム部6に形成された貫通孔7の内壁面7aに沿って湾曲している。このような形状を有する導電部材21は、その端面21bがステム部6の裏面6aにおける貫通孔7の周囲部分に接触した状態で(図6参照)、第1のグランド配線13aと第2のグランド配線14との間に掛け渡され、半田或いは導電性接着剤等により確実に接続される。同様に、導電部材21の端面21bとステム部6の裏面6aとも、半田或いは導電性接着剤等により確実に接続される。これにより、導電部材21の内壁面21aと貫通孔7の内壁面7aとがほぼ連続することになる。
【0029】
さらに、導電部材21の内壁面21aと信号伝送ピン8aとの間隙には、テフロン(登録商標)等の誘電体からなる誘電部材22が挿入されている。この誘電部材22を挿入することで、信号伝送ピン8aにおけるインピーダンスと配線基板11の信号伝送配線12aにおけるインピーダンスとの不整合を緩和することが可能になる。なお、誘電部材22の材料としてシリコーン樹脂を用いてもよい。これによれば、導電部材21の内壁面21aと信号伝送ピン8aとの間隙に誘電体を容易且つ確実に充填することが可能になる。
【0030】
以上のように構成された第2の実施形態の光モジュール1においては、誘電部材22を介在させて導電部材21により信号伝送ピン8aを包囲することで、フォトダイオード4に接続されたプリアンプ5からの電気信号の遮断周波数を著しく向上させ、プリアンプ5の本来の特性を十分に発揮させることができる。したがって、第2の実施形態の光モジュール1によれば、高周波信号伝送特性をより一層向上させることが可能になる。
【0031】
なお、第1の実施形態同様、プリアンプ5の出力が差動で、信号伝送ピン8bからも出力が得られる場合には、信号伝送ピン8a側と同様に、信号伝送ピン8b側にも導電部材21及び誘電部材22を設ければよい。また、導電部材21の内壁面21aと信号伝送ピン8aとの間隙に誘電部材22を挿入しなくても、導電部材21を設けないものに比べれば、光モジュール1の高周波特性を向上させることができる。
【0032】
本発明は上述した第1及び第2の実施形態に限定されない。例えば、上記第1及び第2の実施形態は、半導体光デバイス2が、半導体光素子として受光素子であるフォトダイオード4が接続されたプリアンプ5を有する場合であったが、半導体光デバイス2が有する半導体光素子としては、光検出素子であるフォトダイオード単体や、レーザダイオード等の発光素子であってもよい。発光素子の場合には、配線基板11に実装された駆動回路から発光素子へ高周波信号を伝送することが可能である。
【0033】
また、第2の実施形態において、導電部材22は断面C字状であったが、これに限らない。例えば、断面U字状等であって、導電部材21の内壁面21aと貫通孔7の内壁面7aとが不連続になっても、第1のグランド配線13aと第2のグランド配線14との間に掛け渡されて信号伝送ピン8aを包囲し、且つステム部6の裏面6aにおける貫通孔7の周囲部分に接触させられるものであれば、光モジュール1の高周波信号伝送特性を向上させることができる。
【0034】
さらに、図8に示すように、配線基板11における信号伝送配線12aの両側に第1のスルーホール23aと第2のスルーホール23bとを形成し、第1のスルーホール23a内に形成された配線24により第1のグランド配線13aと第3のグランド配線16とを電気的に接続し、第2のスルーホール23b内に形成された配線24により第2のグランド配線14と第3のグランド配線16とを電気的に接続してもよい。このような構成を採用することで、光モジュール1の高周波特性のさらなる向上を図ることができる。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光モジュールによれば、メタルキャンパッケージを有する半導体光デバイスを用いて高周波信号伝送を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光モジュールの第1の実施形態の正面図である。
【図2】図1に示す光モジュールの左側面図である。
【図3】図1に示す光モジュールの底面図である。
【図4】図1に示すIV−IVに沿った要部端面図である。
【図5】本発明に係る光モジュールの第2の実施形態の正面図である。
【図6】図5に示す光モジュールの拡大左側面図である。
【図7】図5に示すVII−VIIに沿った要部端面図である。
【図8】本発明に係る光モジュールの他の実施形態の要部端面図である。
【符号の説明】
1…光モジュール、2…半導体光デバイス、3…メタルキャンパッケージ、4…フォトダイオード(半導体光素子)、5…フォトダイオードが接続されたプリアンプ(半導体光素子)、6…ステム部、7…貫通孔、7a…内壁面、8a,8b…信号伝送ピン、11…配線基板、11b…表面、11d…裏面、12a,12b…信号伝送配線、13a,13b…第1のグランド配線、14…第2のグランド配線、16…第3のグランド配線、21…導電部材、21a…内壁面、22…誘電部材。
Claims (4)
- 半導体光素子をメタルキャンパッケージ内に収容し、前記メタルキャンパッケージのステム部に形成された貫通孔から信号伝送ピンを突出させた半導体光デバイスと、
厚さ方向に沿った端面に前記ステム部の裏面を接触させた状態で前記半導体光デバイスが取り付けられると共に、信号伝送配線、並びに前記信号伝送配線から所定の距離をもって前記信号伝送配線の両側に形成された第1のグランド配線及び第2のグランド配線を有する配線基板とを備え、
前記信号伝送配線は、前記ステム部の裏面から離間し、前記信号伝送ピンの側面に接触した状態で、半田又は導電性接着剤により前記信号伝送ピンと接続されており、
前記第1のグランド配線及び前記第2のグランド配線は、前記ステム部の裏面に接触した状態で、半田又は導電性接着剤により前記ステム部の裏面と接続されていることを特徴とする光モジュール。 - 前記信号伝送ピンを包囲して前記第1のグランド配線と前記第2のグランド配線との間に掛け渡されると共に、前記ステム部の裏面に接触した状態で、半田又は導電性接着剤により前記第1のグランド配線、前記第2のグランド配線及び前記ステム部の裏面と接続されている導電部材を備え、
前記導電部材と前記信号伝送ピンとの間隙には誘電部材が充填されていることを特徴とする請求項1記載の光モジュール。 - 前記導電部材の内壁面は、前記貫通孔の内壁面に沿って湾曲していることを特徴とする請求項2記載の光モジュール。
- 前記配線基板において前記信号伝送配線が形成された面に対向する面には、前記信号伝送配線に対向する第3のグランド配線が形成され、前記第3のグランド配線は前記ステム部の裏面に接触していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の光モジュール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003024746A JP4127652B2 (ja) | 2003-01-31 | 2003-01-31 | 光モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003024746A JP4127652B2 (ja) | 2003-01-31 | 2003-01-31 | 光モジュール |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004235571A JP2004235571A (ja) | 2004-08-19 |
JP4127652B2 true JP4127652B2 (ja) | 2008-07-30 |
Family
ID=32953202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003024746A Expired - Fee Related JP4127652B2 (ja) | 2003-01-31 | 2003-01-31 | 光モジュール |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4127652B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4002231B2 (ja) * | 2003-11-12 | 2007-10-31 | 浜松ホトニクス株式会社 | 高周波信号伝送用光モジュール及びその製造方法 |
JP7063695B2 (ja) * | 2018-04-10 | 2022-05-09 | 日本ルメンタム株式会社 | 光モジュール |
-
2003
- 2003-01-31 JP JP2003024746A patent/JP4127652B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004235571A (ja) | 2004-08-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5580994B2 (ja) | 光モジュール | |
US6807065B2 (en) | Multilayer printed circuit board | |
JP6430160B2 (ja) | 光モジュール及び光モジュールの製造方法 | |
JP2005026801A (ja) | 光伝送モジュール | |
CN113327990B (zh) | 光学模块 | |
WO2013015216A1 (ja) | 半導体素子収納用パッケージ、これを備えた半導体装置および電子装置 | |
JP6226116B2 (ja) | フレキシブル基板 | |
JP7063695B2 (ja) | 光モジュール | |
JP6183479B2 (ja) | 光変調器及びそれを用いた光送信装置 | |
CN110637399B (zh) | 光模块及其制造方法 | |
US11317513B2 (en) | Optical module | |
JP4002231B2 (ja) | 高周波信号伝送用光モジュール及びその製造方法 | |
US8008761B2 (en) | Optical semiconductor apparatus | |
JP4127652B2 (ja) | 光モジュール | |
JP4903738B2 (ja) | 電子部品収納用パッケージおよび電子装置 | |
JP2019186379A (ja) | 光モジュール | |
JP2004335584A (ja) | 半導体パッケージ | |
JP2022088061A (ja) | 光モジュール | |
JP7526691B2 (ja) | 光モジュール | |
WO2023189918A1 (ja) | 半導体リレー及びそれを備えた半導体リレーモジュール | |
JP7474143B2 (ja) | 光モジュール | |
JP2004022956A (ja) | 半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置 | |
JP7187871B6 (ja) | 光変調器および光送信装置 | |
JP4388284B2 (ja) | 高周波回路用パッケージ及びその実装構造 | |
JP2022046833A (ja) | 電子部品搭載用パッケージ及び電子装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051014 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080131 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080205 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080407 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080507 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080509 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110523 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110523 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120523 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130523 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130523 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140523 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |