CN112305683B - 光模块 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光模块，在设置于眼孔的贯通孔内插入有导线端子的光模块中兼顾小型化和高频特性。本公开的光模块包括：眼孔，其包含第一面、配置于所述第一面的相反侧的第二面、以及从所述第二面贯通至所述第一面的贯通孔；导线端子，其插入到所述贯通孔中并传输电信号；台座，其从所述第一面向所述导线端子的延伸方向突出；以及中继基板，其安装于所述台座，并具有使光元件与所述导线端子电连接的传输路径，所述导线端子与所述贯通孔的内表面为非接触状态，并且在与所述传输路径接合的面的至少一部分具有平坦面。
Description
技术领域
本发明涉及一种光模块。
背景技术
当前，互联网、电话网的大部分由光通信网构建。作为光通信设备即路由器/开关或传输装置的接口使用的光模块发挥了使电信号变换为光信号的重要作用。
光通信中所使用的TO-CAN(Transistor Outline-Can：晶体管外形封装)型光模块通常具有：电接地的管座、贯通管座上的眼孔并且与眼孔绝缘的导线端子。并且由管座、安装于管座的罩盖构成了容纳光半导体元件的框体。导线端子和眼孔构成了同轴线路。导线端子的一个端部与光半导体元件电连接。导线端子的另一个端部经由具有信号线路和沿着信号线路形成的接地的柔性印刷基板(FPC)等配线基板而与输出调制电信号的驱动器件连接。
近年来，随着对于光模块的高速化、廉价化、小型化的要求提高，对于低成本的可收发56Gbit/s级的高速光信号的光模块的需求增加。
例如，下述专利文献1、2公开了一种TO-CAN型的光组件，其在设置于圆盘型的眼孔的贯通孔内填充有作为电介质的玻璃，并使用该玻璃所保持的导线端子向光半导体元件传输电信号。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007－88233号公报
专利文献2：日本特开2004－253419号公报
专利文献3：美国专利申请公开第2015/0253520号说明书
发明内容
发明所要解决的课题
在上述专利文献1和2所述的结构中，保持导线端子的玻璃的介电常数为4～7，为了使玻璃同轴部的特性阻抗与目标值(例如50欧姆)匹配而需要物理的空间。例如，在将介电常数εr＝6.7的玻璃用作电介质时，为了使同轴线路的特性阻抗与50欧姆匹配，需要直径为2mm以上的贯通孔。因此难以兼顾小型化和高频特性。
例如就专利文献1而言设计为，对贯通孔中的玻璃的体积进行控制，并利用以空隙为介质的高阻抗同轴线路、和以玻璃为介质的低阻抗同轴线路的组合，从而在低频区域呈50欧姆。但是，在56Gbit/s级的高频区域会产生特性阻抗的急剧的不匹配点，导致难以传输电信号。
另外，在专利文献2中公开了通过使成为贯通孔的空洞的部分的直径减小来消除特性阻抗的不匹配的内容，但是为了使玻璃同轴部的特性阻抗与50欧姆匹配，如上所述需要物理的空间而难以小型化。另外，还具有导致在FPC的安装面发生玻璃的收缩而产生高阻抗区域的可能性、以及玻璃进入小径部而产生低阻抗区域的可能性。
此外，专利文献3中公开了一种非密封的结构，其并非在设置于眼孔的贯通孔中插入有导线端子的结构，而是利用键合引线使安装有光半导体元件的载体与FPC直接连接。就专利文献3所述的结构而言，为了对插入到框体内的FPC直接进行引线键合，并考虑到引线的强度而需要使FPC上所设置的金镀层形成较厚，导致高成本化。另外，由于在对齐装配、电气检查工序中需要经由FPC进行通电，因此需要准备多个FPC连接器。此外，FPC作为与安装驱动IC的PCB的接口，会因为品种不同而采用各种不同布局、材料，因此挠性、焊垫间距、厚度也有所不同。因此需要针对每个品种分别设计连接器，从而导致量产需要相当程度的设备投资等的问题。因此，专利文献3的结构与上述专利文献1、2所述的那种在设置于眼孔的贯通孔中插入有导线端子的结构相比存在成本方面问题。
本公开针对上述问题而做出，其目的是在设置于眼孔的贯通孔内插入有导线端子的光模块中兼顾小型化和高频特性。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本公开的光模块包括：眼孔，其包含第一面、配置于所述第一面的相反侧的第二面、以及从所述第二面贯通至所述第一面的贯通孔；导线端子，其插入到所述贯通孔中并传输电信号；台座，其从所述第一面向所述导线端子的延伸方向突出；以及中继基板，其安装于所述台座，并具有使光元件与所述导线端子电连接的传输路径，所述导线端子与所述贯通孔的内表面为非接触状态，并且在与所述传输路径接合的面的至少一部分具有平坦面。
附图说明
图1是第一实施方式的光模块的外观图。
图2是表示第一实施方式的光组件的剖面结构的示意图。
图3是表示第一实施方式的光组件的内部结构的示意性的立体图。
图4是从与眼孔平行并且与台座的上表面垂直的方向观察第一实施方式的光组件的示意性的俯视图。
图5是表示第一实施方式的另一实施例的从与眼孔的第一面垂直的方向观察第一导线端子和中继基板的示意性的俯视图。
图6是第一实施方式的光模块与比较例的光模块的时间区域反射测定的比较结果。
图7是从与眼孔的第一面垂直的方向观察第一实施方式的光组件的示意性的俯视图。
图8是利用三维电场模拟器HFSS(High Frequency Structure Simulator：高频结构模拟器)来计算第一实施方式的光模块的透射特性的图表。
图9是表示第一实施方式的FPC与眼孔、各导线端子的连接状况的、从FPC的背面侧观察的示意性的俯视图。
图10是表示第一实施方式的FPC与第一导线端子的连接状况的、从眼孔的侧面方向观察的示意性的立体图。
图中：
1—光模块；2—光插座；3—光封装；20—光插座主体；20a—凹部；20b—贯通孔；20c—锥部；20d—光纤插入部；20e—凸缘；20f—光封装容纳部；22—短芯；24—套筒；30—透镜；32—透镜支撑部；50—光纤；71—焊料；100—光组件；110—第一导线端子；110A—平坦面；116—第二导线端子；118—第三导线端子；119—第四导线端子；120—眼孔；121—第一面；122—第二面；123—贯通孔；123A—第一贯通孔；123B—第二贯通孔；123C—第三贯通孔；123D—第四贯通孔；124—台座；130—电介质；131—旁路电容器；132—薄膜电阻；140—散热基板；141—第一导体图案；144—齿形结构；150—中继基板；152—第二导体图案；160—光元件；181—第一键合引线；182—第二键合引线；183—第三键合引线；200—PCB；300—FPC；301—接地导体；302—信号线；303—绝缘性薄膜；310—通孔；L1—宽度；L2—厚度。
具体实施方式
以下参照附图对本公开的第一实施方式进行说明。
图1是本实施方式的光通信用途的光模块1的外观图。从PCB200中所安装的驱动IC(未图示)经由通过焊料等与PCB200连接的FPC300，向光组件100传递调制电信号、控制信号等。FPC300是具有挠性的电路基板。光组件100容纳有光元件并且具备发射出射光或者接收入射光的接口。光组件100包含眼孔120、光插座2。此外，虽然没有图示，光组件100、PCB200、FPC300内置于金属制等的框体而构成了光模块1。
图2为表示本实施方式的光组件100的剖面结构的示意图。如图2所示，本实施方式的光组件100包含光插座2和光封装3。并且，光插座2具备光插座主体20、短芯22、套筒24。
本实施方式的光插座主体20构成为包含一体地形成的树脂部件，且具备外形呈圆柱状的光封装容纳部20f、以及外径比光封装容纳部20f的外径小的大致圆柱形状的光纤插入部20d。光封装容纳部20f与光纤插入部20d各自的一端面彼此连结。
光封装容纳部20f呈圆筒形且与其外形状同轴地形成有圆形的凹部20a。
在光插座主体20形成有从光纤插入部20d的前端面与该光纤插入部20d的外形状同轴地延伸至形成于光封装容纳部20f的凹部20a的底面的贯通孔20b。即，在光插座主体20形成有凹部20a以及从凹部20a向外部贯通的贯通孔20b。
在贯通孔20b的内壁面的前端形成的锥部20c是其直径随着朝向外侧而增大的锥形状。因此使得具备外部光纤的连接器容易插入到贯通孔20b中。
在光纤插入部20d沿着其外周形成有凸缘20e。
短芯22构成为含有氧化锆等。并且，短芯22是与在光插座主体20的光纤插入部20d形成的贯通孔20b为大致相同直径的大致圆柱形状，并保持有与短芯22同轴的光纤50。另外，短芯22通过压入等插入固定于光插座主体20的光纤插入部20d。短芯22的右侧端面进行了斜研磨。通过这样而防止了向光纤50输入的光与其反射光的干涉。
光插座2的短芯22的左侧侧面、与具备从外部插入到贯通孔20b中的外部光纤的连接器(未图示)抵接，来进行连接器所具备的外部光纤、与短芯22所保持的光纤50的结合。
套筒24构成为包含由氧化锆等构成的分割套筒。另外，套筒24呈套筒24的内径与贯通孔20b为大致相同直径的圆筒形状，且埋入到设置于光插座主体20的内壁面的槽中。利用套筒24能够对插入到光纤插入部20d中的具备外部光纤的连接器在贯通孔20b内的位置进行调整。
光封装3具备球体的透镜30。另外，光封装3具备透镜支撑部32，该透镜支撑部32是在底面形成有与透镜30为相同直径的开口的金属制的有底圆筒状的部件。透镜支撑部32的开口与透镜支撑部32的底面的形状同轴地形成。并且，透镜30嵌入到透镜支撑部32的开口中。即，透镜支撑部32支撑透镜30。
另外，光封装3具备包含上述的眼孔120、台座124的管座。管座例如由金属形成并与FPC300上所形成的接地导体电连接而电接地。对于具体的接地导体与管座的连接结构将在后面叙述。
通过使光插座主体20与眼孔120的第一面121的接合面粘接固定来装配光组件100。由光插座主体20和眼孔120构成了框体。与眼孔120焊接的透镜支撑部32、和嵌入于该透镜支撑部32的透镜30形成为进入到光插座2的凹部20a中。即，透镜30、透镜支撑部32容纳于光插座主体20的凹部20a。另外，使光插座2与光封装3粘接的方法不限于此。
作为光组件100的例子，包括：内部具有激光二极管(例如是EML：电场吸收型调制器集成激光器)等发光元件，并将电信号变换为光信号进行发送的光发送模块(TOSA：Transmitter Optical Subassembly)；在内部具有以光电二极管为代表的受光元件，并将接收到的光信号变换为电信号的光接收模块(ROSA：Receiver Optical Subassembly)；内置有前两者双方功能的双向模块(BOSA：Bidirectional Optical Subassembly)等。本案发明可适用于上述各光组件。
图3为表示本公开第一实施方式的光组件100的内部结构的示意性的立体图。图4是从与安装于台座124的中继基板150的上表面垂直的方向(Z轴方向)观察本公开第一实施方式的光组件100的示意性的俯视图。光组件100例如具有直径为5.6mm的呈圆盘形状的例如由金属形成的导电性的眼孔120。眼孔120具有第一面121、以及在第一面121的相反侧配置的第二面122。另外，眼孔120具有从第一面121贯通至第二面122的多个贯通孔123(123A、123B、123C、123D)。
在第一贯通孔123A中插入有第一导线端子110。另外，在第二贯通孔123B中插入有第二导线端子116，在第三贯通孔123C中插入有第三导线端子118，在第四贯通孔123D中插入有第四导线端子119。第一导线端子110、第二导线端子116、第三导线端子118、以及第四导线端子119在与眼孔120的第一面121垂直的方向(X轴方向)上延伸并从眼孔120的第一面121突出。
另外，各导线端子与各贯通孔123电绝缘。具体而言，向光元件160传输调制电信号的第一导线端子110以不与第一贯通孔123A的内面接触的状态插入在第一贯通孔123A中，在第一贯通孔123A与第一导线端子110之间作为电介质夹设有空气层。由该眼孔120、空气层和第一导线端子110构成波导路径。光元件160是将光信号和电信号的至少一方变换为另一方的元件，例如是半导体激光器。另外，在第二贯通孔123B与第二导线端子116之间、第三贯通孔123C与第三导线端子118之间、第四贯通孔123D与第四导线端子119之间作为电介质130夹设有填充于贯通孔内的玻璃等。该玻璃等的电介质130具有在各贯通孔123内保持第一导线端子110以外的各导线端子的作用。
另外，光组件100包含从眼孔120的第一面121起沿着第一导线端子110的延伸方向(X轴方向)突出的例如由金属制成的导电性的台座124。眼孔120与台座124可以一体地形成而由两者构成了管座。
利用焊料、导电性粘接剂等将散热基板140、中继基板150固定于台座124的上表面。散热基板140是载置上述光元件160的基板，并由具有较高的导热率且具有与光元件160接近的热膨胀系数的绝缘材料制成。在本实施方式中，作为散热基板140例如采用氮化铝。在散热基板140的上表面形成有第一导体图案141，第一导体图案141与光元件160经由第一键合引线181电连接。在散热基板140上除了光元件160之外也可以安装薄膜电阻132、旁路电容器131。具有高频成分的调制电信号在薄膜电阻132终止，抑制了反射波向驱动IC(未图示)折返。另外，利用旁路电容器131使叠加于直流信号的高频信号分离。另外，在散热基板140设置齿形结构(Castellation)144并使接地稳定，从而能够减少发生高频信号损失。
第四导线端子119经由第二键合引线182、旁路电容器131与第一导体图案141电连接。第二导线端子116、第三导线端子118是用于向光元件160以外的其它部分供给电力的端子，虽然没有图示，例如可以与对光元件160的输出进行监控的光电二极管等连接。
向光元件160传递调制电信号的第一导线端子110如图3、4所示，通过锡焊与安装于台座124的绝缘性基板即中继基板150连接。此外，第一导线端子110与中继基板150的连接并不限定于锡焊，也可以是以其它的钎料进行的钎焊(硬钎焊)。中继基板150具有作为光元件160与第一导线端子110之间的传输路径的第二导体图案152。
由于中继基板150具有第二导体图案152，因此能够利用由多根引线构成的第三键合引线183在第一导体图案141与第一导线端子110之间进行连接，并减小寄生电感，实现到高频区域为止的阻抗匹配。另外，由于中继基板150具有第二导体图案152，因此能够对第一导线端子110的下表面和第二导体图案152进行钎焊(硬钎焊)，并通过使第一导线端子110的下表面、与在中继基板150的背面侧配置的接地图案之间具备电容成分，从而实现到高频区域为止的阻抗匹配。
在此，第一导线端子110与其它的导线端子(第二导线端子116、第三导线端子118、第四导线端子119)不同，而是构成为在与中继基板150的第二导体图案152连接的面的至少一部分具有平坦面。在图3所示例中，第一导线端子110呈长方体形状，且与中继基板150连接的下表面侧为平坦面。通过采用这种结构，从而能够利用上表面将未通过第一贯通孔123A内的电介质即空气层固定的第一导线端子110在中继基板150上固定。作为其结果，不必在第一贯通孔123A内填充用于使第一导线端子110固定的玻璃等的电介质130，并能够使夹设于第一贯通孔123A和第一导线端子110之间的电介质为空气层。因此，能够降低第一贯通孔123A与第一导线端子110之间的介电常数。作为其结果，即使第一贯通孔123A的内表面与第一导线端子110的侧面的距离近，也能够与目标阻抗值匹配。即，能够兼顾光模块1的小型化和高频特性。
图6是本公开第一实施方式的光模块1与比较例的光模块的、时间区域反射率测定法(TDR)的比较结果。在比较例的光模块中，在与本实施方式的第一贯通孔123A相当的贯通孔中填充有由玻璃构成的电介质，插入到该贯通孔中的导线端子呈图3所示的第二导线端子116那样的圆柱形状。
在图6中示出了70psec附近为第一导线端子110与FPC的连接点、且从70psec到120psec为由导线端子110和贯通孔123A构成的波导路径的特性。如图6所示可知，比较例的特性为从玻璃的介电常数的高度起，在同轴线路部阻抗显著降低。与此相对，第一实施方式的特性未见前述波导路径部的阻抗不匹配点而获得良好的特性。
另外，由于第一导线端子110构成为在与中继基板150连接的面的至少一部具有平坦面，从而能够抑制第一导线端子110在与其延伸方向垂直并与中继基板150的形成第二导体图案152的面平行的方向(图3中的Y轴方向)上滚转，因此能够获得容易定位的优点。
此外，在图3所示例中，第一导线端子110的形状为长方体，但是本公开并不限定于该实施例。图5是表示本实施方式的另一实施例的、从X轴方向观察的第一导线端子110和中继基板150的示意性的俯视图。如图5所示，第一导线端子110仅在与中继基板150连接的面具有平坦面110A并构成为上表面、侧面具有弯曲面，也能够获得可利用中继基板150的上表面来固定上述的第一导线端子110的效果。另外，也能够获得容易定位的优点。
但是，第一导线端子110的形状例如是如图3所示的长方体形状的那样构成为与第一导线端子110的延伸方向平行的侧面的至少一部分相对于中继基板150的上表面垂直，从而能够获得在与中继基板150进行锡焊时容易在第一导线端子110的侧面形成圆角的效果。在此，本公开中的“相对于中继基板150的上表面垂直”的含义是指：不必相对于中继基板150的上表面严格地为90度而是在85度到95度之间，只要是在该范围内，则能够获得容易在第一导线端子110的侧面形成圆角的效果。另外，第一导线端子110的形状例如不必是如图3所示的长方体形状，而只要是与第一导线端子110的延伸方向平行的侧面的至少一部分相对于中继基板150的上表面垂直的结构，则能够获得容易形成圆角的效果。
图7是从X轴方向观察本公开的第一实施方式的光组件100的示意性的俯视图。图8是利用三维电场模拟器HFSS(High Frequency Structure Simulator：高频结构模拟器)来计算本公开的第一实施方式的光模块1的透射特性(S21)的图表。
图8示出了将图7所示的第一导线端子110的Y轴方向的宽度L1固定于0.25mm并使Z轴方向的厚度L2从0.1mm到0.3mm阶段性地变化时的透射特性的模拟结果。如图7所示可知，第一导线端子110的Z轴方向的厚度L2较薄这一点，可抑制在40GHz以上的高频区域向光元件160传输的电信号的品质降低。这是由于，通过使内部导体即第一导线端子110的外形减小，从而能够保持第一贯通孔123A的内表面与第一导线端子110的距离，并抑制阻抗的降低。由图8所示的结果可知，第一导线端子110的Z轴方向的厚度L2优选为小于0.3mm。
另一方面，为了确保第一导线端子110相对于中继基板150的接合强度，Y轴方向的宽度L1优选为在确保相对于第一贯通孔123A的内表面的一定的距离的范围内较大。因此，第一导线端子110的Y轴方向的宽度L1优选为Z轴方向的厚度L2以上。
另外，第一导线端子110的Y轴方向的宽度L1优选为Z轴方向的厚度L2的4倍以下。以下对其理由进行说明。首先，如果考虑第一导线端子110相对于第二导体图案152的安装偏差，则第一导线端子110的Y轴方向的宽度L1优选为0.4mm以下。另一方面，为了确保其强度而优选第一导线端子的Z轴方向的厚度L2为0.1mm以上。因此，第一导线端子110的Y轴方向的宽度L1优选为Z轴方向的厚度L2的4倍以下。
另外，由于第一导线端子110具有在Z轴方向上弯曲或屈曲的可能性，因此为了避免第一导线端子110与第一贯通孔123A的内面接触而导致短路的风险，优选确保Z轴方向上的第一导线端子110与第一贯通孔123A的内表面的距离。因此，优选通过使第一导线端子110的Z轴方向的厚度L2为0.2mm以下，从而确保Z轴方向上的与第一贯通孔123A的内表面的距离。
此外，第一贯通孔123A的直径优选为0.6mm以上且1mm以下。通过形成为1mm以下，从而能够实现眼孔120的小型化，并且通过形成为0.6mm以上，从而能够确保相对于具有一定程度的厚度的眼孔120的加工性。
图9是表示第一实施方式的FPC300与眼孔120、各导线端子的连接状况的从FPC300的背面侧观察的示意性的俯视图。图10是表示第一实施方式的FPC300与第一导线端子110的连接状况的从眼孔120的侧面方向观察的示意性的立体图。
如图9、10所示，在FPC300设置有通孔310并且在该通孔310中插通有各导线端子。如图10所示，FPC300包含：作为基底的绝缘性薄膜303、在眼孔120侧设置的接地导体301、以及与接地导体301分离地设置的信号线302。第一导线端子110和信号线302通过涂布于FPC300的背面侧的焊料71电连接。
在此，如图10所示，由于第一贯通孔123A中空，因此具有焊料71从第二面122侧向第一贯通孔123A内流入的可能性。在设定为焊料71配置于第一贯通孔123A的内表面的结构的情况下，优选将由眼孔120和第一导线端子110构成的波导路径的阻抗设定为比50欧姆高的值。
另外，如图9、10所示，构成为由FPC300将眼孔120的第二面122侧整体覆盖，并且在FPC300，形成为面状的接地导体301与眼孔120的第二面122以面接触的方式进行连接，从而能够降低异物进入到FPC300和眼孔120之间的可能性。作为其结果，能够降低异物混入到中空的第一贯通孔123A内的可能性，并降低异物混入到安装光元件160的面的可能性。另外，基于上述理由而优选构成为FPC300将第一贯通孔123A的第二面122侧的开口覆盖。
此外，虽然在本公开的第一实施方式中是对单端的光模块1进行了说明，但是也可以构成为，还包括从眼孔120的第一面121贯通第二面122的异于第一贯通孔123A的其它的贯通孔、以及插通该其它的贯通孔的其它的导线端子，并构成为使用不同于第一导线端子110的其它的导线端子来传输差动信号。
Claims (12)
1.一种光模块，其特征在于，包括：
眼孔，其包含第一面、配置于所述第一面的相反侧的第二面、以及从所述第二面贯通至所述第一面的贯通孔；
导线端子，其插入到所述贯通孔中并传输电信号；
台座，其从所述第一面向所述导线端子的延伸方向突出；以及
中继基板，其安装于所述台座，并具有使光元件与所述导线端子电连接的传输路径，
所述导线端子与所述贯通孔的内表面为非接触状态，并且未通过所述贯通孔内的电介质固定，所述导线端子的与所述传输路径接合的下表面的至少一部分具有平坦面。
2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，
所述导线端子的侧面的至少一部分相对于所述中继基板的上表面垂直。
3.根据权利要求1或2所述的光模块，其特征在于，
还包括挠性的电路基板，该电路基板具有与所述第二面进行面接触的接地导体。
4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，
所述电路基板覆盖所述贯通孔的第二面侧的开口。
5.根据权利要求1或2所述的光模块，其特征在于，还包括：
另一贯通孔，其从所述第二面贯通至所述第一面；以及
另一导线端子，其插入到所述另一贯通孔中，并与所述导线端子一起传输差动信号。
6.根据权利要求1或2所述的光模块，其特征在于，
还包括配置在所述贯通孔的内表面的焊料。
7.根据权利要求1或2所述的光模块，其特征在于，
所述贯通孔的直径为1mm以下。
8.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，
所述贯通孔的直径为0.6mm以上。
9.根据权利要求1或2所述的光模块，其特征在于，
相对于所述中继基板的上表面垂直的方向上的所述导线端子的厚度小于0.3mm。
10.根据权利要求9所述的光模块，其特征在于，
相对于所述中继基板的上表面垂直的方向上的所述导线端子的厚度为0.2mm以下。
11.根据权利要求1或2所述的光模块，其特征在于，
与所述导线端子的延伸方向垂直并且与所述中继基板的传输路径形成面平行的方向上的所述导线端子的宽度为相对于所述中继基板的上表面垂直的方向上的所述导线端子的厚度以上。
12.根据权利要求11所述的光模块，其特征在于，
与所述导线端子的延伸方向垂直并且与所述中继基板的所述传输路径形成面平行的方向上的所述导线端子的宽度为相对于所述中继基板的上表面垂直的方向上的所述导线端子的厚度的4倍以下。
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|---|---|---|---|---|
| WO2020056662A1 (zh) * | 2018-09-20 | 2020-03-26 | 华为技术有限公司 | 一种光电子组件及其制造方法 |
| JP7502983B2 (ja) * | 2020-12-23 | 2024-06-19 | ＣＩＧ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｊａｐａｎ株式会社 | 光モジュール |
| JP2022179073A (ja) * | 2021-05-21 | 2022-12-02 | 株式会社エンプラス | 光レセプタクルおよび光モジュール |
| US20230115731A1 (en) * | 2021-10-13 | 2023-04-13 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Optical submodule |
| WO2023071386A1 (zh) * | 2021-10-29 | 2023-05-04 | 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 | 光模块 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1591920A (zh) * | 2003-09-01 | 2005-03-09 | 株式会社东芝 | 光半导体装置及光信号输入输出装置 |
| CN102511116A (zh) * | 2009-11-03 | 2012-06-20 | 株式会社自动网络技术研究所 | 光通信模块 |
| WO2015199157A1 (ja) * | 2014-06-24 | 2015-12-30 | 矢崎総業株式会社 | Ｆｏｔ及び光通信モジュール |
| CN106206465A (zh) * | 2015-05-29 | 2016-12-07 | 新光电气工业株式会社 | 半导体装置用管座和半导体装置 |
| CN109075527A (zh) * | 2016-04-26 | 2018-12-21 | 京瓷株式会社 | 半导体封装件及使用其的半导体装置 |
| JP2019117394A (ja) * | 2019-03-07 | 2019-07-18 | 日本ルメンタム株式会社 | 光通信装置、及び光通信装置の製造方法 |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL178376C (nl) * | 1978-06-19 | 1986-03-03 | Philips Nv | Koppelelement met een lichtbron en een lens. |
| US5252856A (en) * | 1990-09-26 | 1993-10-12 | Nec Corporation | Optical semiconductor device |
| JPH07333055A (ja) * | 1994-06-03 | 1995-12-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光検出器 |
| JP3830583B2 (ja) * | 1996-08-15 | 2006-10-04 | 富士通株式会社 | 光半導体アセンブリ |
| JP2003258272A (ja) * | 2002-02-27 | 2003-09-12 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光受信モジュール |
| US7061949B1 (en) * | 2002-08-16 | 2006-06-13 | Jds Uniphase Corporation | Methods, apparatus, and systems with semiconductor laser packaging for high modulation bandwidth |
| KR100456308B1 (ko) * | 2002-11-14 | 2004-11-10 | 주식회사 래피더스 | 10기가비피에스급 광모듈용 티오-캔 패키지 |
| JP2004253419A (ja) | 2003-02-18 | 2004-09-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光半導体パッケージ |
| KR100526504B1 (ko) * | 2003-06-04 | 2005-11-08 | 삼성전자주식회사 | 광소자 모듈 패키지 및 그 제조 방법 |
| KR100575950B1 (ko) * | 2003-06-20 | 2006-05-02 | 삼성전자주식회사 | 티오 캔 구조의 광수신 모듈 |
| JP2007088233A (ja) | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Nec Electronics Corp | 光モジュール |
| JP2007150276A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-06-14 | Kyocera Corp | 光半導体素子収納用パッケージおよび光半導体装置 |
| JP2010034386A (ja) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Fibest Ltd | 光半導体装置 |
| JP5537673B2 (ja) * | 2010-11-29 | 2014-07-02 | 京セラ株式会社 | 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置 |
| WO2012086383A1 (ja) * | 2010-12-24 | 2012-06-28 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 光アセンブリ |
| JP5877070B2 (ja) * | 2012-01-12 | 2016-03-02 | ウシオオプトセミコンダクター株式会社 | 半導体レーザ装置 |
| TWM481421U (zh) | 2014-03-10 | 2014-07-01 | Luxnet Corp | 光發射器封裝結構 |
| JP6229649B2 (ja) * | 2014-12-08 | 2017-11-15 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 光モジュール |
| JP6576665B2 (ja) * | 2015-04-01 | 2019-09-18 | 新光電気工業株式会社 | 光素子用パッケージ及び光素子装置 |
| JP6654364B2 (ja) * | 2015-06-12 | 2020-02-26 | 日本ルメンタム株式会社 | 光モジュール |
| JP6678007B2 (ja) * | 2015-11-05 | 2020-04-08 | 新光電気工業株式会社 | 光素子用パッケージ及びその製造方法と光素子装置 |
| CN108352363B (zh) * | 2016-01-27 | 2022-01-21 | 京瓷株式会社 | 布线基板、光半导体元件封装体以及光半导体装置 |
| DE102016113470A1 (de) * | 2016-07-21 | 2018-01-25 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Laserbauelement |
| JP7028587B2 (ja) * | 2017-08-31 | 2022-03-02 | 日本ルメンタム株式会社 | 光モジュール及び光伝送装置 |
| JP7073121B2 (ja) * | 2018-01-31 | 2022-05-23 | 日本ルメンタム株式会社 | 光送信サブアセンブリ及び光モジュール |
-
2019
- 2019-08-02 JP JP2019143337A patent/JP2021027136A/ja active Pending
- 2019-10-15 CN CN201910979459.3A patent/CN112305683B/zh active Active
-
2020
- 2020-07-23 US US16/936,459 patent/US11125957B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1591920A (zh) * | 2003-09-01 | 2005-03-09 | 株式会社东芝 | 光半导体装置及光信号输入输出装置 |
| CN102511116A (zh) * | 2009-11-03 | 2012-06-20 | 株式会社自动网络技术研究所 | 光通信模块 |
| WO2015199157A1 (ja) * | 2014-06-24 | 2015-12-30 | 矢崎総業株式会社 | Ｆｏｔ及び光通信モジュール |
| CN106206465A (zh) * | 2015-05-29 | 2016-12-07 | 新光电气工业株式会社 | 半导体装置用管座和半导体装置 |
| CN109075527A (zh) * | 2016-04-26 | 2018-12-21 | 京瓷株式会社 | 半导体封装件及使用其的半导体装置 |
| JP2019117394A (ja) * | 2019-03-07 | 2019-07-18 | 日本ルメンタム株式会社 | 光通信装置、及び光通信装置の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US11125957B2 (en) | 2021-09-21 |
| CN112305683A (zh) | 2021-02-02 |
| US20210033806A1 (en) | 2021-02-04 |
| JP2021027136A (ja) | 2021-02-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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