JPH0422908A - 光モジュール - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 概要 光半導体素子を備えた光学部品が搭載される光学基板を
パッケージに収容してなる光モジニールに関し、 製造又は使用に際して光結合効率等の光学的特性が劣化
しに＜＜、且つ高速動作に適した光モジュールの提供を
目的とし、 金属製の上記パッケージの底板に金属製の上記光学基板
の厚みに概略等しい深さの段差部を形成し、該段差部に
着座させた上記光学基板を、上記パッケージの底板側か
ら部分的に貫通溶接して上記段差部に固定して構成する
。

産業上の利用分野 本発明は光半導体素子を備えた光学部品が搭載される光
学基板をパッケージに収容してなる光モジュールに関す
る。

ＬＤ（半導体レーザ）やＬＥＤ　（発光ダイオード）等
の発光系の光半導体素子あるいはＰＤ（フォトダイオー
ド）等の受光系の光半導体素子を備えたＬＤコリメータ
やＰＤコリメータ等の光学部品を構成要素とする光モジ
ュールは、近年、高速動作性に優れたペアチップタイプ
の光半導体素子が広く用いられることから、上記光学部
品が搭載される光学基板をパッケージに収容し、このパ
ッケージを気密封止して提供されるのが通例である。

この種の光モジュールにあっては、光学ｒ板の変形が直
接的に光結合効率等の光学的特性に影響を及ぼすので、
光モジュールの製造又は使用に際して光学基板がわずか
でも変形しないことが要求される。又、光モジュールの
高速動作特性の確保を目的として、光半導体素子の電気
的接続部のインピーダンス特性等について改善が求めら
れている。

従来の技術 第５図は従来の光モンユールに用いられるパッケージの
平面図（ａ）、正面図（ｂ）及び側面図（Ｃ）である。

このパッケージ２は例えば金属板をプレス加工して形成
されており、その底板４には信号線やアース線に接続さ
れるリード端子６が立設されている。

又、パッケージ２の上端にはフランジ８が形成されてお
り、このフランジ８に図示しない蓋部材をプロジェクン
ヨン溶接等により固定することによって、気密封止がな
されるようになっている。そして、光学部品が搭載され
た光学基板１０は、パッケージの底板４の平坦面上に例
えば半田付けにより全面固定されている。

発明が解決しようとする課題 従来の光モジニールにあっては、光学部品が搭載された
光学基板をパッケージの底板に全面固定していたので、
光モジュールの製造に際してパッケージのフランジに蓋
部材を溶接するときにパッケージの底板が撓む等して変
形すると、これに伴って光学基板も変形して、蓋部材を
取り付ける前に最良に調整された光結合効率等の光学的
特性が劣化することがあった。又、この光モジニールを
使用する場合には、この光モジュールをリード部品型の
電子回路部品と共にプリント配線板に実装して使用する
のが通例であるから、プリント配線板への実装時等にパ
ッケージの底板が変形して同じようにして光学的特性が
劣化することがあった。

一方、従来の光モジュールにおける光学基板に搭載され
た光学部品の電気出力端子あるいは電気入力端子のパッ
ケージのリード端子への電気的接続は、ボンディングワ
イヤを用いてなされるのが通例であるから、従来構造で
あると、パッケージの底板に搭載された光学基板の厚み
に相当する長さ分だけ長いボンディングワイヤが必要に
なるので、接続部のインピーダンス特性が悪くなり、高
速動作特性を阻害することがあるという問題もあった。

本発明はこのような事情に鑑みて創作されたもので、製
造又は使用に際して光結合効率等の光学的特性が劣化し
に＜＜、且つ高速動作に適した光モジュールの提供を目
的としている。

課題を解決するための手段 上述した技術的課題は、光半導体素子を備えた光学部品
が搭載される光学基板をパッケージに収容してなる光モ
ジュールにおいて、金属製の上記パッケージの底板に金
属製の上記光学基板の厚みに概略等しい深さの段差部を
形成し、該段差部に着座させた上記光学基板を、上記パ
ッケージの底板側から部分的に貫通溶接して上記段差部
に固定することにより解決される。

作　　　用 上記構成によると、パッケージ及び光学基板を金属製に
し、パッケージの底板に形成された光学基板の厚みに概
略等しい深さの段差部に光学基板を着座させているので
、光学部品の電気入力端子又は電気出力端子とパッケー
ジのリード端子との接続に用いられるボンディングワイ
ヤの長さを光学基板の厚みに相当する分だけ減少させる
ことがてき、接続部のインピーダンス特性が向上し、高
速動作特性の確保が容易になる。又、段差部に着座させ
た光学基板を、パッケージの底板側から部分的に貫通溶
接するようにしているので、パッケージの底板が撓む等
して変形したとしても、このパッケージの変形に起因し
て光学基板が変形しにくい。その結果、モジュールの製
造又は使用に際して光結合効率等の光学的特性が劣化し
にくくなる。

実　　施　　例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例を示す光モジュールの縦断面図
、第２図は同モジュールの横断面図、第４図は同モジュ
ールの底面図、第３図は蓋部材を取り付ける前の同モジ
ュールの平面図である。

ＳＵＳ材等からなる金属製のパッケージ１２の底板には
、プレス加工等によって段差部１４が形成されており、
底板の段差部１４の内側には同じくプレス加工によって
底板から下方に突出するスタッド１６（第４図に図示）
が形成されている。

パッケージの底板の段差部１４の外側部分には、信号線
、アース線、電源線等が接続されるＩＪ　−上端子１８
が立設している。信号線及び電源線が接続されるリード
端子はガラス等の絶縁体を介してパッケージに立設され
ており、アース線が接続されるリード端子は直接パッケ
ージに立設されている。リード端子１８のパッケージ内
部に突出する部分の長さは微小であるから、この部分は
図示されてない。

２０はＬＳＩ等の電子回路部品２４が例えば表面実装に
より搭載された電気基板であり、２２は光学部品が搭載
された光学基板である。電気基板２０はセラミックス等
の絶縁体からなり、光学基板２２はＳＵＳ材等の金属材
からなる。電気基板２０及び光学基板２２は例えば鑞付
けにより一体にされてパッケージの段差部１４に着座し
ている。

段差部１４の深さは電気基板２０及び光学基板２２の厚
みとほぼ等しいので、電気基板２０及び光学基板２２の
上面はパッケージの底板の段差部が形成されていない部
分の平坦面とほぼ同一平面をなす。

段差部１４に着座した電気基板２０及び光学基板２２は
、第４図に示される溶接ポイントＡ、〜Δ４にてパッケ
ージ裏面側から光学基板２２についてレーザ溶接等によ
る貫通溶接を施すことによって、パッケージ１２に固定
される。即ち、一体化された電気基板２０及び光学基板
２２のうち光学基板２２を部分的にパッケージ１２に固
定するこに町って、パッケージ収容物の固定がなされて
いる。溶接ポイントＡ＋　、Ａ２　及び溶接ポイントＡ
！　、　Ａ４　は、光学基板２２の段差部１４に接触す
る縁部の概略中央部にそれぞれ位置する部分に対応する
互いに近接した２点である。このように段差部１４に着
座した光学基板２２を部分的に貫通溶接した場合、パッ
ケージ１２が不所望に変形したとしても、光学基板２２
は変形しにくいので、光学的特性の劣化が少ない。貫通
溶接はＹＡＧレーザ溶接により行うことができる。この
種のレール溶接により光学基板をパッケージに固定する
場合、半田付けやｕ３付げにより固定する場合と比較し
て、固定作業の自動化が容易である。この実施例で、パ
ッケージ１２及び光学基板２２の材質といてＳＵＳ材等
の金属材を用いているのは、上記レーザ溶接に際しての
熱集中を良好になし、効率的且つ変形が少ない溶接を可
能にするためである。

光学基板２２上に実現されている光回路の構成及び動作
を説明する。２６は光学基板２２上に固定されたコモン
ファイバコリメータであり、この部材は光ファイバ２８
と図示しない集光及びコリメート用のレンズとを所定の
位置関係で保持して構成される。元ファイバ２８はパッ
ケージ１２の側壁に形成されたファイバ導入孔を介して
パッケージ外部から内部に導入され、導入孔は半田等に
より気密封止されている。３０はガラス基板に誘電体多
層膜等のフィルタ膜を形成してなる光学フィルタであり
、この光学フィルタ３０は光学基板２２上の所定位置に
固定されている。３２は光学基板２２上に固定されたＰ
Ｄコリメータであり、フォトダイオードと集光用のレン
ズとを所定の位置関係で保持して構成されている。３４
は光学基板２２上に固定されたＬＤコリメータであり、
半導体レーザとコリメート用のレンズとを所定の位置関
係で保持して構成される。

この実施例においては、光モジニールは双方向波長分割
多重伝送用の光送受信機として機能する。

光ファイバ２８により伝送されてきた所定波長の光は、
光学フィルタ３０を透過してＰＤコリメータ３２により
電気信号に変換され、この信号は電気基板２０上に構成
された増幅器により増幅されてリード端子を介して外部
に出力される。一方、ＬＤコリメータ３４の入力端子は
直接或いは光学基板上のパッドを介してボンディングワ
イヤ等によりパッケージのリード端子１８に接続されて
おり、リード端子１８を介して入力した駆動信号に基づ
いて送信光がＬＤコリメータ３４から出射するようにな
っている。送信光の波長は受信光とは異なる波長に設定
されている。ＬＤコリメータ３４から出射した光は、光
学フィルタ３０で反射して光ファイバ２８に導入され、
この光モジュールから出力される。

ＬＤコリメータ３４の入力端子とパッケージのリード端
子１８とをボンディングワイヤ接続するに際して、従来
技術による場合高速特性等が劣化することは前述した通
りである。これに対して本実施例による場合、光学基板
２２は段差部１７１に着座しているので、ワイヤボンデ
ィング接続に際してのボンディングワイヤの長さを短く
することができ、高速動作特性の劣化を小さくすること
ができる。又、特にアース線について見てみると、接地
すべき部分の接地を強化することができるので、漏話特
性が向上する。この実施例では、光学基板２２だけでな
（、電気基板２０も段差部１４に着座させているので、
受信側における高速特性の劣化も防止される。

発明の詳細 な説明したように、本発明によると、製造又は使用に際
して光結合効率等の光学的特性が劣化しにくく、しかも
高速動作に適した光モジュールの提供が可能になるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す光モジュールの縦断面図
、 第２図は同モジニールの横断面図、 第３図は同モジュールの蓋部材を取り除いた平面図、 第４図は同モジニールの底面図、 第５図は従来の光モジュールに使用されるパッケージの
平面図（ａ）、正面図（ｂ）及び側面図（Ｃ）。 １２・・・パッケージ、 １４・・・段差部、 ２０・・・電気基板、 ２２・・・光学基板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光半導体素子を備えた光学部品が搭載される光学基
   板をパッケージに収容してなる光モジュールにおいて、 金属製の上記パッケージ（１２）の底板に金属製の上記
   光学基板（２２）の厚みに概略等しい深さの段差部（１
   ４）を形成し、 該段差部（１４）に着座させた上記光学基板（２２）を
   、上記パッケージ（１２）の底板側から部分的に貫通溶
   接して上記段差部（１４）に固定したことを特徴とする
   光モジュール。 ２、上記貫通溶接は上記光学基板（２２）の縁部の概略
   中央部についてレーザ溶接を行うことによりなされるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。 ３、電子部品が搭載される電気基板（２０）を上記光学
   基板（２２）と一体に設け、該電気基板（２０）を上記
   段差部（１４）に着座させたことを特徴とする請求項１
   又は２に記載の光モジュール。