CN101884118B - 光电转换模块 - Google Patents

Abstract

本发明的光电转换模块具有：一光电转换元件，该光电转换元件将通过光纤发送来的光信号转换成电信号；以及一信号输出部，该信号输出部将光电转换后的电信号输出到外部，所述光电转换模块设置有：一阻抗匹配电路，该阻抗匹配电路设置在所述光电转换元件的输出电极与所述信号输出部之间；以及一基板，该基板组装有此阻抗匹配电路，所述阻抗匹配电路具有：多个金属被覆膜，该多个金属被覆膜在所述基板的表面上隔开间隙形成；以及多根金属连接线，该多根金属连接线将所述金属被覆膜中相邻接的各金属被覆膜电连接。

Description

光电转换模块

技术领域

本发明涉及一种用于在光通信中于宽带(broad band)内接受调制后的光信号并将其转换成电信号输出的光电转换模块。 

背景技术

一直以来，光通信中使用高速且可长距离传输大容量数据的光纤来作为传输介质。目前已经开发并实用多种光电转换模块，这些光电转换模块利用光电二极管等光电转换元件，将此光纤所发送来的光信号转换成电信号，再将这种电信号输出到外部。 

这里，将针对一般的光电转换模块来加以说明。如图25、图26所示，光电转换模块101具备：调整从光纤105发送来的光信号的光学透镜(光学窗口)106；将光信号转换成电信号的光电转换元件108；以及将该电信号输出到外部的信号输出部121等。光电转换元件108的输出电极108a和信号输出部121的中心导体121a通过金属导线115电连接，将电信号输出到模块101的外部。 

在图27、图28所示的光电转换模块101A中，在光电转换元件108和信号输出部121之间设置有一放大器130。该放大器130是一用来对光电转换后的单相电信号进行放大的放大器。光电转换元件108的输出电极108a和放大器130的输入电极130a通过金属导线132电连接，放大器130的输出电极130b通过金属导线133电连接到信号输出部121的中心导体121a。 

在图25、图26所示的光电转换模块101中，通过金属导线115将光电转换元件108的输出电极108a和信号输出部121的中心导体121a直接连接。另外，在图27、图28所示的光电转换模块101A中，通过金属导线132将光电转换元件108的输出电极108a和放大器130的输入电极130a直接连接，而且通过金属导线133将放大器130的输出电极130b和信号输出部121的 中心导体121a直接连接。各金属导线132、133具有电感分量，而且比光电转换元件108的输出电极108a、放大器130的输出电极130b及信号输出部121的特性阻抗具有更高的阻抗。因此，尤其在高频带中会产生因为阻抗的不匹配而发生电信号反射、从而使高频特性恶化的问题。 

于是，在专利文献1所记载的光电转换模块102中，如图29所示，具有一将转换后的电信号输出到模块102外部的传输线路基板140，而且在放大器130和传输线路基板140之间设置有一组装有阻抗匹配电路110的基板120。这个阻抗匹配电路110包括：具有电容分量的平行板微芯片电容112；以及将放大器130和电容112、电容112和传输线路基板140分别电连接并具有电感分量的金导线114。 

图30表示上述阻抗匹配电路110的等效电路。通过改变该电容112的大小和材质即可调整电容分量112a，而且通过改变金导线114的长度来调整电感分量114a。如此一来，就可以达成与传输线路基板140的阻抗匹配，而且可以改善光电转换模块102的高频反射衰减量特性，进而改善电信号的传输特性。 

[专利文献1]日本专利特开2002-353493号公报 

发明内容

专利文献1的光电转换模块102阻抗匹配电路110的等效电路如图30所示，是与一级低通滤波器相同的电路，因此会增大在高频带中的传输损耗且有可能会破坏传输特性的平坦性。所以，为了改善传输特性虽必须将电容分量112a和电感分量114a设定为更大的数值，但是如此一来，有可能无法保持相位的线性(linearity)且会导致群延迟的劣化。 

本发明的目的在于提供一种不但可降低由阻抗不匹配而引起反射衰减量同时也可以改善高频带内的传输特性平坦性的光电转换模块，还在于提供一种可通过保持相位的线性来稳定群延迟特性(group delay characteristic)的光电转换模块。 

本发明的光电转换模块具有：一光电转换元件，该光电转换元件将通过光纤发送来的光信号转换成电信号；以及一信号输出部，该信号输出部 将光电转换后的电信号输出到外部，其特征在于，所述光电转换模块设置有：一阻抗匹配电路，该阻抗匹配电路设置在所述光电转换元件的输出电极与所述信号输出部之间；以及一基板，该基板组装有所述阻抗匹配电路；其中，所述阻抗匹配电路具有：多个金属被覆膜，所述多个金属被覆膜在所述基板表面上隔开间隙形成；以及多根金属连接线，所述多根金属连接线将这些金属被覆膜中彼此相邻接的金属被覆膜电连接。 

在所述光电转换模块中，将通过光纤发送来的光信号导入到光电转换元件，利用光电转换元件将此光信号转换为电信号，通过组装到基板上的阻抗匹配电路将转换后的电信号从信号输出部输出到外部。 

所述阻抗匹配电路具有多个金属被覆膜和多根金属连接线，该多根金属连接线将相邻接的金属被覆膜彼此电连接，其中金属被覆膜具有电容分量，金属连接线具有电感分量，因此可以通过适当地调整多个金属被覆膜的电容分量和多根金属连接线的电感分量，可以对信号输出部进行阻抗匹配。 

除了本发明的上述构造之外，也可适当采用以下各种构造： 

(1)所述阻抗匹配电路包含有金属导线，该金属导线连接所述光电转换元件的输出电极和与此输出电极相邻接的所述金属被覆膜(权利要求2)。 

(2)所述光电转换元件的输出电极连接有对光电转换后的电信号进行放大的放大器，而且所述阻抗匹配电路设置在所述放大器的输出电极与所述信号输出部之间(权利要求3)。 

(3)所述阻抗匹配电路包含有金属导线，该金属导线连接所述放大器的输出电极以及与此输出电极相邻接的所述金属被覆膜(权利要求4)。 

(4)在多个金属被覆膜中相邻接的金属被覆膜间的间隙中，在所述基板表面上形成有一绝缘用槽(权利要求5)。 

(5)在所述绝缘用槽中填充有介电常数低于形成所述基板的母材的电介质(权利要求6)。 

(6)所述金属连接线由金属导线构成(权利要求7)。 

(7)所述金属连接线由与所述金属被覆膜形成一体的线状金属被覆膜构成(权利要求8)。 

(8)权利要求9所涉及的光电转换模块，具有：一光电转换元件，该光电转换元件将通过光纤发送来的光信号转换成电信号；以及，一信号输出部，该信号输出部将光电转换后的电信号输出到外部，其特征在于，设置有：一阻抗匹配电路，该阻抗匹配电路设置在所述光电转换元件的输出电极与所述信号输出部之间；以及一基板，该基板组装有此阻抗匹配电路，所述阻抗匹配电路具有一微带状的金属被覆膜，该金属被覆膜形成在所述基板的表面并且直接连接到所述信号输出部。 

根据权利要求1的发明，阻抗匹配电路中的多个金属被覆膜具有电容分量，而且连接相邻接的各金属被覆膜的多根金属连接线具有电感分量，因此可以通过适当调整这些金属被覆膜的大小、膜厚、与基板的材质，适当调整多个金属连接线的粗细和长度，可靠地对信号输出部进行阻抗匹配。因此，可控制高频电信号的传输损耗，进而改善反射衰减量特性。 

特别是可利用多个金属被覆膜和多根金属连接线来构成与多级低通滤波器相同的阻抗匹配电路，因此相较于一级阻抗匹配电路来说，可改善高频带的传输损耗，改善传输特性的平坦性(flatness)。而且，能够将各电容分量和电感分量的数值控制得较低、易于保持电信号的相位线性、且可稳定群延迟特性，进而能极力控制随着传输所发生的电信号波形失真(distorsion)。 

根据权利要求2的发明，可以适当调整金属导线的长度或粗细，且可以调整电感分量的数值。 

根据权利要求3的发明，可以利用放大器来对光电转换元件所转换的单相电信号进行放大，并且可以将此单相信号转换成动作信号而输出到外部。 

根据权利要求4的发明，可以适当调整金属导线的长度或粗细，且可以调整电感分量。 

根据权利要求5的发明，在所述多个金属被覆膜中相邻接的金属被覆膜间的间隙中，在所述基板表面上形成有绝缘用槽，因此可以保持相邻接的各金属被覆膜的绝缘。 

根据权利要求6的发明，填充有介电常数低于形成所述基板的母材的 电介质，因此可以坚固地保持相邻接的各金属被覆膜的绝缘。 

根据权利要求7的发明，由于所述金属连接线由金属导线构成，因此可以适当调整金属导线的长度或粗细来调整金属导线的电感分量的数值。 

根据权利要求8的发明，由于所述金属连接线由与所述金属被覆膜形成一体的线状金属被覆膜所构成，因此可以适当调整线状金属被覆膜的长度或宽度、薄膜厚度等来调整线状金属被覆膜的电感分量，可靠地进行阻抗匹配，并且可以利用一次的步骤将线状金属被覆膜与横长形状的金属被覆膜形成到基板上，因此能够缩短制作时间。 

根据权利要求9的发明，设置组装有阻抗匹配电路的基板，此阻抗匹配电路具有形成在所述基板表面且直接连接到信号输出部的微带状的金属被覆膜，因此会产生以下效果。 

所述金属被覆膜以微带状构成，从而容易近似地计算出特性阻抗，又金属被覆膜直接连接到信号输出部，从而能降低连接部的电感分量，因此能可靠地对信号输出部进行阻抗匹配。因此，可以控制高频电信号的传输损耗，可以改善反射衰减量特性。 

所述微带状的构造可稳定金属被覆膜的电容分量以及电感分量，因此可以提高高频带内的传输特性的平坦性，且易于保持相位的线性，能稳定群延迟特性。因此，能极力控制随着传输发生的电信号波形失真。 

再者，从所述光电转换元件的输出电极至信号输出部的构造是通过阻抗匹配电路将信号输出到外部，因此可以减少现有传输线路基板等传输路径的构造零件，且可以缩短从光电转换元件至信号输出部的路径，因此除了可以控制特性偏差外，也可减少零件数目来简化构造，进而降低制作成本。 

根据权利要求10的发明，由于所述阻抗匹配电路包含有金属导线，该金属导线连接所述光电转换元件的输出电极与所述金属被覆膜，因此可以适当调整金属导线的长度或粗细来调整电感分量的数值。 

根据权利要求11的发明，由于所述光电转换元件用的输出电极连接有对光电转换后的电信号进行放大的放大器，而且所述阻抗匹配电路设置在所述放大器的输出电极与所述信号输出部之间，因此可以利用放大器来对 光电转换元件所转换的单相电信号进行放大，并且可以将此单相信号转换成动作信号而输出到外部。 

根据权利要求12的发明，由于所述阻抗匹配电路包含有金属导线，该金属导线连接所述放大器的输出电极以及所述金属被覆膜，因此可以适当调整金属导线的长度或粗细来调整电感分量。 

附图说明

图1为本发明第1实施例的光电转换模块的俯视图； 

图2为图1的Ⅱ-Ⅱ线剖面图； 

图3为阻抗匹配电路的等效电路图； 

图4为表示光电转换模块的反射衰减量特性的线图； 

图5为表示光电转换模块的传输损耗特性的线图； 

图6为表示光电转换模块的群延迟特性的线图； 

图7为第2实施例的光电转换模块的俯视图； 

图8为图7的Ⅷ-Ⅷ线剖面图； 

图9为第3实施例的阻抗匹配电路的俯视图； 

图10为图9的Ⅹ-Ⅹ线剖面图； 

图11为表示光电转换模块的反射衰减量特性的线图； 

图12为表示光电转换模块的传输损耗特性的线图； 

图13为表示光电转换模块的群延迟特性的线图； 

图14为第4实施例的阻抗匹配电路的俯视图； 

图15为图14的XV-XV线剖面图； 

图16为第4实施例的阻抗匹配电路的变化例的俯视图； 

图17为图16的XVI-XVI线剖面图； 

图18为第5实施例的光电转换模块的俯视图； 

图19为图18的XIX-XIX线剖面图； 

图20为表示光电转换模块的反射衰减量特性的线图； 

图21为表示光电转换模块的传输损耗特性的线图； 

图22为表示光电转换模块的群延迟特性的线图； 

图23为第6实施例的光电转换模块的俯视图； 

图24为图23的XXIV-XXIV线剖面图； 

图25为现有光电转换模块的俯视图； 

图26为图25的XXVI-XXVI线剖面图； 

图27为现有其它光电转换模块的俯视图； 

图28为图27的XXIIX-XXIIX线剖面图； 

图29为专利文献1所记载的光电模块的俯视图； 

图30为图29的阻抗匹配电路的等效电路图。 

标号说明 

1、1A、1B、1C、1D、1E  光电转换模块 

5     光纤 

8     光电转换元件 

8a    输出电极 

10、10B、10C、10D、10E  阻抗匹配电路 

12    金属被覆膜 

13    金属被覆膜 

15    金属导线 

20、20B、20C、20D、20E  基板 

21、21B、21C、21D、21E  信号输出部 

22    导线 

具体实施方式

本发明的光电转换模块在光通信中于宽带内接受通过光纤发送来的光信号并将其转换成电信号而输出到外部，尤其是具有与多级低通滤波器相同构造的阻抗匹配电路。 

[第1实施例] 

以下，基于附图来说明此光电转换模块1。 

如图1、图2所示，此光电转换模块1是一将通过光纤5发送来的光信号转换成电信号而输出的模块。这种光电转换模块1具有：封装体3、光学透镜6(光学窗口)、对光信号进行光电转换的光电转换元件8、设置在光电转换元件8的输出电极8a与信号输出部21之间的阻抗匹配电路10、组装有此阻抗匹配电路10的基板20、以及光电转换后的电信号输出到外部的信号输出部21等。 

光电转换元件8为一般的光电二极管元件且固定于封装体3。这种光电转换元件8通过光学透镜6在受光面上接收由光纤5发送来的光信号，对其进行光电转换后从输出电极8a输出电信号。 

这种光电转换元件8的输出电极8a在阻抗匹配电路10的输入侧，通过金属导线9与此输出电极8a所邻接的金属被覆膜12电连接。 

阻抗匹配电路10具有：形成在基板20的上表面的多个金属被覆膜12、13、将相邻接的金属被覆膜12电连接的多根金属导线15(相当于金属连接线)、以及金属导线9。 

金属被覆膜12、13譬如是选自Ni、Au、Ag、Al、Cu等的金属被覆膜，其薄膜厚度譬如为5～100衸。金属被覆膜12形成为左右方向细长的长方形(譬如左右长度为1.20mm，宽度为0.15mm)，多个金属被覆膜12譬如隔开0.05mm左右宽度的适当间隙11而平行地形成。金属被覆膜13形成为使圆形的下端部向金属被覆膜侧突出的形状，且设置在连接多个金属被覆膜12的宽度方向中心部的延长线上。 

信号输出部21由导线(中心导体)22和覆盖导线22的外周的熔融玻璃所形成的电介质23构成。此导线22通过电介质23固定于封装体3，导线22的前端部22a贯穿基板20和金属被覆膜13的中心部而向上表面侧突出，其前端部22a利用焊锡等直接电连接到金属被覆膜13上。又，电介质23譬如也可以由聚乙烯等合成树脂材料形成。 

虽然金属导线9、15可以利用譬如Au的焊接导线来构成，但是并非限定于此。金属导线9将光电转换元件8的输出电极8a电连接于和此输出电极8a相邻接的金属被覆膜12。金属导线15将相邻接的各金属被覆膜12电连接。 

金属被覆膜12具有相对于接地的电容分量12a，该电容分量12a取决于金属被覆膜12的大小或薄膜厚度以及基板20的材质(参考图3)。金属被覆膜13也具有相对于接地的电容分量。这种金属被覆膜13的直径越大，越能减小电感分量。 

金属导线15具有取决于长度或者粗细的电感分量15a，金属导线9也具有同样的电感分量(参考图3)。 

此阻抗匹配电路10的等效电路如图3所示，多个金属被覆膜12的电容分量12a相对于地线并联连接，且多根金属导线9、15的电感分量9a、15a形成与串连连接的多级低通滤波器相同的电路。 

对信号输出部21进行阻抗匹配时，调整多个金属被覆膜12的电容分量12a，并调整金属导线9、15的电感分量9a、15a，调整金属被覆膜13的电感分量，由此来设定成既定的特性阻抗值(譬如50Ω)。 

基板20譬如由以酚醛树脂(电木)、玻璃纤维或者环氧树脂等为主剂的电介质材料构成，通常可在基板上印刷各种电路图案。这种基板20固定于封装体3。又，封装体3利用金属制材料形成。 

接着，说明光电转换模块1的特性。 

图4表示具有阻抗匹配电路10的光电转换模块1的反射衰减量特性，图5表示其传输损耗特性，图6表示其群延迟特性。 

在供此测定的阻抗匹配电路10中，金属被覆膜12的数目为4，金属被覆膜12的大小是左右长度为1.2mm，宽度为0.15mm，间隙11的大小为0.05mm，基板20的厚度为0.25mm，构成基板20的材料相对介电常数为9.8。 

通过在这种光电转换模块1中设置阻抗匹配电路10，其反射衰减量特性相较于没有设置阻抗匹配电路的情况，能可靠地对信号输出部21进行阻抗匹配，因此譬如在信号频率5GHz下，可以将反射衰减量改善到15dB，在信号频率10GHz下，可以将反射衰减量改善到9dB，在信号频率15GHz下，可以将反射衰减量改善到5dB(参考图4)。 

有关传输损耗特性，阻抗匹配电路10是与多级低通滤波器相同的电路，所以可以使传输频带内的传输特性平坦，因此在信号频率10GHz下，可以 将传输损耗改善到2dB，在信号频率15GHz下，可以将传输损耗改善到3.4dB(参考图5)。 

有关群延迟特性，可以通过适当调整金属被覆膜12的电容分量和金属导线9、15的电感分量来保持相位的线性，而且可稳定群延迟特性。譬如能从信号频率1GHz至20GHz的频带内，将群延迟从12ps的变动幅度改善到7ps的变动幅度(参考图6)。如此一来，通过设置阻抗匹配电路10，可以特别改善反射衰减量特性、传输损耗特性以及群延迟特性。 

接着，针对这种光电转换模块1的作用、效果加以说明。 

这种光电转换模块1在光通信的接收侧，首先通过光学透镜6等光学系统将从光纤5传输来的光信号有效地导入到光电转换元件8。接着，藉由这种光电转换元件8将光信号有效地转换成电信号，再通过阻抗匹配电路10将这种电信号传输到信号输出部21，并从该信号输出部21输出到光电转换模块1的外部。 

此处，在该阻抗匹配电路10中，如上所述地调整多个金属被覆膜12的电容分量、多根金属导线9、15的电感分量、以及金属被覆膜13的电感分量，使用网络分析器或史密斯阻抗图解等将其调整为最适当的阻抗值(譬如50Ω或者75Ω)，从而可以对信号输出部21进行正确的阻抗匹配。如此一来，可以降低高频电信号的传输损耗，可以改善反射衰减量特性。 

由于利用多个金属覆盖薄膜12和金属导线9、15构成与多级低通滤波器相同的电路，因此相较于一级低通滤波器而言，不但可改善高频带内的传输特性的平坦性，而且也可将各电容分量以及电感分量的数值控制得较低，容易保持电信号的相位线性，而且能够稳定群延迟特性。如此一来，可极力抑制伴随传输发生的的电信号波形失真。 

[第2实施例] 

接着，针对第2实施例的光电转换模块1A加以说明。 

如图7、图8所示，对该光电转换模块1A中与第1实施例相同的构成要素赋予相同的参考符号并省略说明。在此光电转换模块1A中，在光电转换元件8和2个信号输出部21之间设置一放大器30和2个阻抗匹配电路 10。 

光电转换元件8的输出电极8a连接有一对光电转换后的电信号进行放大的放大器30。这种放大器30对光电转换元件8所转换的单相电信号进行放大，并且将此单相信号转换成差动信号，从2个信号输出部21输出到光电转换模块1A的外部。 

这种放大器30固定于封装体3，放大器30的输入电极30a通过金属导线32连接到光电转换元件8的输出电极8a，2个输出电极30b通过金属导线33连接到2个阻抗匹配电路10的输入侧的金属被覆膜12。由于阻抗匹配电路10包含放大器30的输出电极30b以及连接到与此输入电极30b相邻接的金属被覆膜12的金属导线33，因此可通过适当调整金属导线33的长度或者粗细来调整电感分量。 

[第3实施例] 

接着，针对第3实施例的光电转换模块1B的阻抗匹配电路10B加以说明。如图9、图10所示，对此光电转换模块1B中与第1实施例相同的构成要素赋予相同的参考符号并省略说明。 

阻抗匹配电路10B具有多个金属被覆膜12和多根金属导线15(相当于金属连接线)，设置在相当于第1实施例的光电转换元件8及第2实施例的放大器30的信号输入部35和信号输出部21B之间。这种阻抗匹配电路10B组装在基板20B上。有关多个金属被覆膜12和多根金属导线15与第1实施例的相同。 

这种阻抗匹配电路10B的输入侧的金属被覆膜12通过金属导线45电连接到信号输入部35，阻抗匹配电路10B的输出侧的金属被覆膜12通过金属导线46电连接到信号输出部21B的导线22前端部22a。这些金属导线45、46包含在阻抗匹配电路10B内。这种阻抗匹配电路10B的等效电路与第1实施例的相同，形成与多级低通滤波器相同的电路。基板20B固定于封装体3，在与多个金属被覆膜12中相邻接的金属被覆膜12间的间隙11中，在基板20B的表面上形成有绝缘用槽47。 

在此，说明有关这种光电转换模块1B的特性。 

图11表示设置有阻抗匹配电路10B的光电转换模块1B的反射衰减量特性，图12表示传输损耗特性，图13表示群延迟特性。又，在供此测定的阻抗匹配电路10B中，绝缘用槽47的宽度为0.25mm，深度为0.05mm。金属被覆膜12和金属导线15与第1实施例的相同。 

在这种光电转换模块1B中设置有阻抗匹配电路10B，从而相较于没有设置阻抗匹配电路10B的情况，能可靠地对信号输出部21进行阻抗匹配，因此可以改善反射衰减量特性。譬如在信号频率5GHz下，可以将反射衰减量改善到14dB，在信号频率10GHz下可以改善到13dB，而在信号频率15GHz下，可以将反射衰减量改善到4dB(参考图11)。 

有关传输损耗特性，阻抗匹配电路10B成为与多级低通滤波器相同的电路，因此可以使传输频带内的传输特性平坦，可以降低传输损耗。譬如在信号频率10GHz下，可以将传输损耗改善到2.6dB，在信号频率15GHz下，可以将传输损耗改善到3dB(参考图12)。 

有关群延迟特性，可以通过适当调整金属被覆膜12的电容分量和金属导线15、45、46的电感分量来保持相位的线性，而且可稳定群延迟特性。譬如在信号频率1GHz至20GHz的频带内，可以将群延迟从12ps的变动幅度改善到6ps的变动幅度(参考图13)。如此一来，利用设置有多个金属被覆膜12的阻抗匹配电路10B，可以改善反射衰减量特性、传输损耗特性以及群延迟特性。 

接着，说明这种光电转换模块1B的作用以及效果。 

由于在基板表面上形成有绝缘用槽47，因此可以强化相邻接的各金属被覆膜12的绝缘。基板20B并未利用焊锡等导电性材料直接连接到信号输出部21B，因此将易于制作各自零件，而且能够以单体来贩卖组装有阻抗匹配电路10B的基板20B。有关其它的效果将产生与第1实施例相同的效果，因此省略说明。 

在此，在所述的阻抗匹配电路10B中，最好在这种绝缘用槽47中填充介电常数低于形成基板20B的材料的电介质(譬如铝等)。这种情况下，可以更加强化相邻接的各金属被覆膜12间的绝缘。 

[第4实施例] 

接着，说明第4实施例的光电转换模块1C的阻抗匹配电路10C。如图14、图15所示，阻抗匹配电路10C具有多个金属被覆膜51、形成在金属被覆膜51间的间隙53、以及连接相邻接的金属被覆膜51且与金属被覆膜51形成一体的多个线状连接线被覆膜52(相当于金属连接线)、以及金属导线55、56等，这些组件在基板20C上形成为一体。金属被覆膜51与所述金属被覆膜12相同，连接线被覆膜52具有与所述金属导线15相同的功能。 

阻抗匹配电路10C的输入侧的金属被覆膜51通过金属导线55连接到相当于第1实施例的光电转换元件8或者第2实施例的放大器30的信号输入部35，阻抗匹配电路10C的输出侧的金属被覆膜51通过金属导线56连接到信号输出部21C的导线22的前端部22a。这些金属导线55、56包含在阻抗匹配电路10C内。 

接着，说明这种光电转换模块10C的作用以及效果。 

通过适当调整连接线被覆膜52的宽度或者薄膜厚度，可以调整连接线被覆膜52的电感分量。由于可利用相同的步骤将多个金属被覆膜51和多个连接线被覆膜52一体地形成在基板20C上，因此可减少零件数目从而降低制作成本。另外，信号输出部21C并未直接连接到基板20C，因此构造简单。 

接着，针对局部改变所述阻抗匹配电路10C的变化例来加以说明。如图16、图17所示，在多个金属被覆膜51中相邻接的金属被覆膜51间的间隙53中，在基板20C的表面上形成有多个绝缘用槽57。利用这种绝缘用槽57可以强化相邻接的各金属被覆膜51的绝缘。再者，在这些绝缘用槽57中，最好填充介电常数比形成基板20C的材料低的电介质(譬如铝等)。这种情况下，可以更加强化相邻接的各金属被覆膜51的绝缘。 

[第5实施例] 

接着，说明第5实施例的光电转换模块1D的阻抗匹配电路10D。其中，对与第1实施例相同的组件赋予相同的参考符号并省略说明。 

如图18、图19所示，阻抗匹配电路10D具有微带状的金属被覆膜61 和金属导线62。这种金属被覆膜61形成在基板20D的表面而且直接连接到信号输出部21D。金属导线62将光电转换元件8的输出电极8a和金属被覆膜61电连接。 

在这种微带状的金属被覆膜61的输出侧形成有近似圆形的连接部61a，利用焊锡等直接连接到贯通基板20D的信号输出部21D的导线的前端部22a。这个连接部61a的直径越大，越可以越降低连接部61a的电感分量。其中基板20D的宽度最好大于等于金属被覆膜61的宽度的3倍。 

在此，说明光电转换模块1D的特性。 

图20表示组装有阻抗匹配电路10D的光电转换模块1D的反射衰减量特性图，图21表示传输损耗特性，图22表示群延迟特性。又，在供此测定的阻抗匹配电路10D之中，金属被覆膜61的宽度为0.24mm，特性阻抗约为50Ω，连接部61a的直径为0.4mm。基板20D的厚度为0.25mm，构成基板20D的材料的相对介电常数为9.8。 

通过在这种光电转换模块1D中设置阻抗匹配电路10D，其反射衰减量特性相较于没有设置阻抗匹配电路10D的情况而言，能可靠地对信号输出部21D进行阻抗匹配。譬如在信号频率5GHz下，可以将反射衰减量改善到6dB，在信号频率10GHz下，可以将反射衰减量改善到4dB，在信号频率15GHz上可以将反射衰减量改善到3dB(参考图20)。 

有关传输损耗特性，由于微带状的金属被覆膜61能够稳定电容分量或电感分量，因此可以使传输频带内的传输特性平坦。譬如在信号频率10GHz下，可以将传输损耗改善到1.8dB，在信号频率15GHz下，可以将传输损耗改善到2.5dB(参考图21)。 

有关群延迟特性，由于微带状的金属被覆膜61能够保持相位的线性，且易于稳定群延迟特性。譬如在从1GHz至20GHz的频带内，可将群延迟从12ps的变动幅度改善到3ps的变动幅度(参考图22)。如此一来，通过设置匹配电路10D，可大大改善反射衰减量特性、传输损耗特性以及群延迟特性。 

接着，针对这种光电转换模块1D的作用、效果加以说明。 

由于具有微带状的金属被覆膜61，因此能够从导体宽度或者薄膜厚度 等来近似地计算出特性阻抗。由于金属被覆膜61直接连接到信号输出部21D，因此能够充分地降低连接部61a的电感分量。因此可通过适当调整金属被覆膜61的大小来可靠地对信号输出部21D进行阻抗匹配，并且可以抑制高频电信号的传输损耗，改善反射衰减量特性。 

由于可以稳定微带状的金属被覆膜61的电容分量以及电感分量，因此可以提高高频带内的传输特性的平坦性，易于保持相位的线性，且能稳定群延迟特性。因此，能极力控制随着传输发生的电信号波形失真。 

[第6实施例] 

接着，说明第6实施例光电转换模块1E。如图23、图24所示，在此光电转换模块1E中，光学透镜6、光电转换元件8以及对光电转换后的电信号进行放大的放大器30与第2实施例的相同，针对相同的组件赋予相同的符号并省略说明。 

此放大器30的2个输出电极30b分别通过金属导线66连接到2个阻抗匹配电路10E的金属被覆膜65。各阻抗匹配电路10E由微带状的金属被覆膜65、及连接放大器30的输出电极30b以及金属被覆膜65的金属导线66等构成。 

在金属被覆膜65的端部形成有一近似圆形的连接部61a，利用焊锡等直接连接到贯通基板20E的信号输出部21E的导线的前端部22a。通过适当调整金属被覆膜65的导体宽度或长度，可以调整金属被覆膜65的电容分量，另外通过调整金属导线66的长度或粗细，可以调整金属导线66的电感分量，进而能可靠地对信号输出部21进行阻抗匹配。可获得与第5实施例的光电转换模块1D相同的作用、效果。 

接着，说明局部改变所述实施例的变化例。 

1)阻抗匹配电路的多个金属被覆膜和多根金属连接线的数量、形状不一定要固定，也可以配合所要求的规格来适当改变其数量、形状。 

2)若为该行业人士，只要在不脱离本发明宗旨的范围内，皆可以对所述实施例附加各种变更的方式来加以实施，本发明也包含这些变更方式。 

工业上的实用性 

这种光电转换模块可适用于光通信中各种接收侧的光电转换模块，由于设置组装有多级低通滤波器或微带状的金属被覆膜的阻抗匹配电路，因此可降低因为阻抗不匹配所导致的反射衰减量，可提高高频带内传输特性的平坦性，并且可通过保持相位的线性来稳定群延迟特性。 

Claims (4)

1.一种光电转换模块，具有：

光电转换元件，该光电转换元件将通过光纤发送来的光信号转换成电信号；以及

信号输出部，该信号输出部将光电转换后的电信号输出到外部；

其特征在于，设置有：

阻抗匹配电路，该阻抗匹配电路设置在所述光电转换元件或与光电转换元件连接的放大器、与所述信号输出部之间；以及

基板，该基板组装有所述阻抗匹配电路；

所述阻抗匹配电路具有：

多个金属被覆膜，该多个金属被覆膜在所述基板表面上隔开间隙形成；

多根金属连接线，该多根金属连接线将这些金属被覆膜中相邻接的各金属被覆膜电连接；以及

金属导线，该金属导线将最靠近输入侧的所述金属被覆膜连接到所述光电转换元件或与光电转换元件连接的放大器，

在多个金属被覆膜中相邻接的金属被覆膜之间的间隙中，在所述基板的表面上形成有绝缘用槽。

2.如权利要求1所述的光电转换模块，其特征在于，

在所述绝缘用槽中填充有介电常数低于形成所述基板的母材的电介质。

3.如权利要求1所述的光电转换模块，其特征在于，

所述金属连接线由金属导线构成。

4.如权利要求1所述的光电转换模块，其特征在于，

所述金属连接线由与所述金属被覆膜形成一体的线状金属被覆膜构成。

Images