CN115117727A - 光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光模块，其目的在于提高高频特性。光模块(100)具有导电性管座(10)、引脚(26)、至少间接地固定于第一面(12)的子安装基板(50)、在表面具有金属化图案(68)的电介质块(66)、以及将金属化图案(68)与子安装基板(50)的布线图案(52)电连接的信号线(72)。多个引脚(26)的各引脚包含位于多个贯通孔(24)的内侧的轴部(30)、从第一面(12)突出的第一端部(32)、以及从第二面(22)突出的第二端部(34)。信号引脚(36)的第一端部(32)相比轴部(30)成为大径。电介质块(66)与信号引脚(36)的第一端部(32)的端面对置地固定，金属化图案(68)与端面电导通。

Description

光模块
技术领域
本发明涉及光模块。
背景技术
对于小型的光模块，要求提高高频特性。TO-CAN(Transistor Outline Can)封装件(专利文献1)使用引脚将电信号向端面发光激光器传输。引脚贯通导电性管座，电介质介于两者之间，构成同轴线路。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-108939号公报
发明内容
发明所要解决的课题
为了进行来自引脚的电连接，使用接合线。接合线越短，阻抗越低，但为了使用短的接合线，需要使引脚从导电性管座较长地突出。因此，阻抗变高，高频特性劣化。
本发明的目的在于提高高频特性。
用于解决课题的方案
光模块具有：导电性管座，其具有第一面和第二面，且具有在上述第一面和上述第二面之间贯通的多个贯通孔；多个引脚，其包含信号引脚，且分别位于上述多个贯通孔的内侧，利用电介质与上述导电性管座绝缘并分别固定；子安装基板，其具有布线图案，且至少间接地固定于上述第一面；光电元件，其搭载于上述子安装基板，与上述布线图案电连接，将光信号和电信号从至少一方转换为另一方；电介质块，其在表面具有金属化图案；以及信号线，其将上述金属化图案和上述子安装基板的上述布线图案电连接，上述多个引脚的各个引脚包含位于上述多个贯通孔的内侧的轴部、从上述第一面突出的第一端部、以及从上述第二面突出的第二端部，上述信号引脚的上述第一端部相比上述轴部成为大径，上述电介质块与上述信号引脚的上述第一端部的端面对置地固定，上述金属化图案与上述端面电导通。
金属化图案位于电介质块的表面，因此能够由电介质块的电容性降低阻抗。由此，能够提高高频特性。
附图说明
图1是第一实施方式的光模块的侧视图。
图2是导电性管座以及搭载于该导电性管座的电子部件的立体图。
图3是导电性管座以及搭载于该导电性管座的电子部件的俯视图。
图4是图3所示的结构的IV-IV线剖视图。
图5是光模块的分解立体图。
图6是第二实施方式的导电性管座以及搭载于该导电性管座的电子部件的立体图。
图7是表示通过三维电磁场模拟器HFSS(High Frequency Stabil Simulator)计算的比较例、第一实施方式以及第二实施方式的频率特性的图。
符号说明
10—导电性管座，12—第一面，14—基准区域，16—安装区域，18—凸部，20—外周区域，22—第二面，24—贯通孔，26—引脚，28—电介质，30—轴部，32—第一端部，34—第二端部，36—信号引脚，38—热电冷却器，40—上表面，41—珀尔帖元件，42—下表面，44—导电膜，46—热敏电阻，48—非导电性粘接剂，50—子安装基板，52—布线图案，54—信号图案，56—光电元件，58—接地图案，60—通孔，62—反射镜，64—旁路电容器，66—电介质块，68—金属化图案，70—接地线，72—信号线，74—透镜盖，76—透镜，100—光模块，102—柔性基板，104—印刷基板，210—导电性管座，212—第一面，250—子安装基板，252—布线图案，258—接地图案，266—第二电介质块，268—第二金属化图案，270—接地线，W1—电线，W2—电线，W3—电线，W4—电线，W5—电线。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行具体且详细的说明。在全部附图中，标注相同的附图标记的部件具有相同或等同的功能，省略其重复的说明。另外，图形的大小并不一定与倍率一致。
[第一实施方式]
图1是第一实施方式的光模块的侧视图。光模块100是TO-CAN(TransistorOutline-Can)型光模块，可以是具备发光元件的光发送子组件(TOSA：TransmitterOptical Sub-Assembly)、具备受光元件的光接收子组件(ROSA：Receiver Optical Sub-Assembly)、具备发光元件以及受光元件双方的双向模块(BOSA；Bidirectional OpticalSub-Assembly)中的任意一个。光模块100具有柔性基板(FPC)102，与印刷基板(PCB)104连接。光模块100具有导电性管座10。
图2是导电性管座10以及搭载于该导电性管座10的电子部件的立体图。图3是导电性管座10以及搭载于该导电性管座10的电子元件的俯视图。图4是图3所示的结构的IV-IV线剖视图。
[导电性管座]
导电性管座10由金属等导电材料构成。导电性管座10与基准电位(例如接地)连接。导电性管座10包含孔眼。
导电性管座10具有第一面12。导电性管座10的第一面12包含基准区域14。第一面12包含比基准区域14低的安装区域16。第一面12在安装区域16的周围具有凸部18。凸部18的上表面为基准区域14。第一面12在凸部18的周围包含比基准区域14低的外周区域20。在外周区域20的内侧具有凸部18。
导电性管座10具有第二面22。第二面22是平坦的。导电性管座10具有在第一面12与第二面22之间贯通的多个贯通孔24。多个贯通孔24形成于基准区域14。
[引脚]
光模块100具有多个引脚26。多个引脚26排列于基准区域14。多个引脚26分别位于多个贯通孔24的内侧。多个引脚26利用电介质28(例如玻璃)与导电性管座10绝缘并分别固定，由此构成同轴线路。
如图4所示，多个引脚26的各个引脚包含位于多个贯通孔24的内侧的轴部30。多个引脚26的各个引脚包含从第一面12突出的第一端部32。多个引脚26的各个引脚包含从第二面22突出的第二端部34。第二端部34与柔性基板102(图1)连接。
多个引脚26包括信号引脚36。信号引脚36的轴部30比多个引脚26中的其他任意一个引脚的轴部更细。信号引脚36的第一端部32相比轴部30成为大径。第一端部32的前端面是平坦的。
[热电冷却器]
光模块100具有热电冷却器38。热电冷却器38具有上表面40及下表面42。上表面40及下表面42由陶瓷等绝缘体构成。热电冷却器38使热在上表面40及下表面42之间移动。热电冷却器38在内部具有用于使热在上表面40及下表面42之间移动的珀尔帖元件41。例如，上表面40成为吸热面，下表面42成为散热面，但也可以相反地进行切换。热电冷却器38的电极通过电线W1与引脚26连接。
热电冷却器38在上表面40具有导电膜44。导电膜44成为基准电位面(例如，接地面)。热敏电阻46载置于导电膜44并与其电连接，能够测定温度。热敏电阻46通过电线W2与引脚26连接，施加电压。
热电冷却器38的下表面42固定于第一面12。如图4所示，非导电性粘接剂48介于热电冷却器38与第一面12之间。热电冷却器38搭载于安装区域16。非导电性粘接剂48介于热电冷却器38与安装区域16之间，将两者粘接。基准区域14与安装区域16的高度差为热电冷却器38的厚度的一半以上。
[子安装基板]
光模块100具有子安装基板50。子安装基板50至少间接地固定于第一面12。热电冷却器38介于子安装基板50与第一面12之间。子安装基板50固定于热电冷却器38的上表面40。子安装基板50搭载于导电膜44之上。
如图3所示，子安装基板50在从热电冷却器38向信号引脚36的方向上悬空。子安装基板50在基准区域14的上方具有端部。子安装基板50的端部距导电性管座10隔开间隔(图4)。
子安装基板50具有布线图案52。布线图案52位于子安装基板50的与热电冷却器38相反的面。布线图案52包含信号图案54。信号图案54通过电线W3与光电元件56(光调制器)电连接，从而输入高频信号。
布线图案52包含接地图案58。接地图案58经由通孔60与背面电极(未图示)连接，背面电极是与搭载面的相反侧。由此，接地图案58与导电膜44电导通。
子安装基板50具有搭载光电元件56的搭载面。以使光轴朝向与搭载面平行的方向的方式配置有光电元件56。另外，也可以将未图示的终端电阻设置于子安装基板50，从而抑制具有高频成分的调制电信号的反射波向驱动IC(未图示)折回。
[光电元件]
光模块100具有光电元件56。光电元件56将光信号和电信号从至少一方转换为另一方。在光电元件56集成有半导体激光器以及光调制器。在半导体激光器上接合有电线W4，从而施加直流电压。光调制器被单端驱动。
光电元件56搭载于子安装基板50。光电元件56(背面电极)与布线图案52(接地图案58)电连接。光电元件56是与第一面12平行地射出光的端面发光激光器。射出的光由反射镜62向与第一面12交叉的方向反射。
在导电性管座10上搭载有旁路电容器64。旁路电容器64的背面(一方的电极)与第一面12导通，并与基准电位(例如接地)连接。旁路电容器64的上表面(另一方的电极)经由电线W5与引脚26连接，从而施加电压。电压经由电线W4还与光电元件56(半导体激光器)连接，供给直流电压。利用旁路电容器64分离叠加在直流信号上的高频信号。
[电介质块]
光模块100具有电介质块66。电介质块66在表面具有金属化图案68。如图4所示，电介质块66与信号引脚36的第一端部32的端面对置地固定。金属化图案68与端面电导通。金属化图案68位于电介质块66的表面，因此能够通过电介质块66的电容性降低阻抗。由此，能够提高高频特性。
[电线]
光模块100具有信号线72。信号线72将金属化图案68与子安装基板50的布线图案52电连接。信号线72与信号图案54接合。接地线70将导电性管座10的第一面12与接地图案58电连接。接地线70的一端与接地图案58接合。
[透镜盖]
图5是光模块100的分解立体图。透镜盖74具有透镜76。透镜76将从光电元件56射出并由反射镜62反射后的光进行聚光。因此，透镜76与导电性管座10的第一面12的中心对置。与此对应地，反射镜62也位于导电性管座10的第一面12的中心。透镜盖74以凸部18为引导件安装于导电性管座10。
[第二实施方式]
图6是第二实施方式的导电性管座以及搭载于该导电性管座的电子部件的立体图。
第二电介质块266在表面具有第二金属化图案268。第二电介质块266搭载于导电性管座210的第一面212。第二金属化图案268与导电性管座210电导通。接地线270将第二金属化图案268与子安装基板250的布线图案252(接地图案258)电连接。对于其他的内容，可以适用在第一实施方式中说明的内容。
图7是表示通过三维电磁场模拟器HFSS(High Frequency Stabil Simulator)计算的比较例、第一实施方式以及第二实施方式的频率特性的图。另外，在比较例中，将信号线直接接合于信号引脚。可知：通过补偿在电线寄生的电感，特别改善了30GHz以上的传输特性。
[实施方式的概要]
(1)一种光模块100，其具有：导电性管座10，其具有第一面12和第二面22，且具有在第一面12和第二面22之间贯通的多个贯通孔24；多个引脚26，其包含信号引脚36，且分别位于多个贯通孔24的内侧，利用电介质28与导电性管座10绝缘并分别固定；子安装基板50，其具有布线图案52，且至少间接地固定于第一面12；光电元件56，其搭载于子安装基板50，与布线图案52电连接，将光信号以及电信号从至少一方转换为另一方；电介质块66，其在表面具有金属化图案68；以及信号线72，其将金属化图案68与子安装基板50的布线图案52电连接，多个引脚26的各个引脚包含位于多个贯通孔24的内侧的轴部30、从第一面12突出的第一端部32、以及从第二面22突出的第二端部34，信号引脚36的第一端部32相比轴部30成为大径，电介质块66与信号引脚36的第一端部32的端面对置地固定，金属化图案68与端面电导通。
(2)根据(1)所述的光模块，还具有：第二电介质块266，其在表面具有第二金属化图案268，并搭载于导电性管座210的第一面212，第二金属化图案268与导电性管座210电导通；以及接地线270，其将第二金属化图案268与子安装基板250的布线图案252电连接，子安装基板250的布线图案252包含接合信号线72的信号图案54以及接合接地线270的接地图案258。
(3)根据(1)或(2)所述的光模块100，其还具有介于子安装基板50与第一面12之间的热电冷却器38。
(4)根据(3)所述的光模块100，其还具有介于热电冷却器38与第一面12之间的非导电性粘接剂48。
(5)根据(3)或(4)所述的光模块100，其中，导电性管座10的第一面12包含排列有多个引脚26的基准区域14以及比基准区域14低并搭载有热电冷却器38的安装区域16。
(6)根据(5)所述的光模块100，其中，子安装基板50在从热电冷却器38向信号引脚36的方向上悬空，且在基准区域14的上方具有端部。
(7)根据(6)所述的光模块100，其中，子安装基板50的端部距导电性管座10隔开间隔。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的光模块100，其中，导电性管座10的第一面12在安装区域16的周围具有凸部18，凸部18的上表面为基准区域14，在凸部18的周围包括比基准区域14低的外周区域20，上述光模块100还具有将凸部18作为引导件安装于导电性管座10的透镜盖74。
(9)根据(1)至(8)中任一项所述的光模块100，其中，光电元件56是与第一面12平行地射出光的端面发光激光器，上述光模块100还具有向与第一面12交叉的方向反射光的反射镜62。
(10)根据(1)至(9)中任一项所述的光模块100，其中，信号引脚36的轴部30比多个引脚26中的其他任意一个引脚的轴部细。
本发明并不限定于上述实施方式，能够进行各种变形。例如，在实施方式中说明的结构能够置换为实质上相同的结构、起到相同作用效果的结构或者能够实现相同目的的结构。

Claims (10)

1.一种光模块，其特征在于，具有：
导电性管座，其具有第一面及第二面，且具有在上述第一面及上述第二面之间贯通的多个贯通孔；
多个引脚，其包含信号引脚，且分别位于上述多个贯通孔的内侧，利用电介质与上述导电性管座绝缘并分别固定；
子安装基板，其具有布线图案，且至少间接地固定于上述第一面；
光电元件，其搭载于上述子安装基板，与上述布线图案电连接，将光信号及电信号从至少一方转换为另一方；
电介质块，其在表面具有金属化图案；以及
信号线，其将上述金属化图案与上述子安装基板的上述布线图案电连接，
上述多个引脚的各个引脚包含位于上述多个贯通孔的内侧的轴部、从上述第一面突出的第一端部、以及从上述第二面突出的第二端部，
上述信号引脚的上述第一端部相比上述轴部成为大径，
上述电介质块与上述信号引脚的上述第一端部的端面对置地固定，上述金属化图案与上述端面电导通。
2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，还具有：
第二电介质块，其在表面具有第二金属化图案，并搭载于上述导电性管座的上述第一面，上述第二金属化图案与上述导电性管座电导通；以及
接地线，其将上述第二金属化图案与上述子安装基板的上述布线图案电连接，
上述子安装基板的上述布线图案包含接合上述信号线的信号图案以及接合上述接地线的接地图案。
3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，
还具有介于上述子安装基板与上述第一面之间的热电冷却器。
4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，
还具有介于上述热电冷却器与上述第一面之间的非导电性粘接剂。
5.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，
上述导电性管座的上述第一面包括排列有上述多个引脚的基准区域以及比上述基准区域低并搭载有上述热电冷却器的安装区域。
6.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，
上述子安装基板在从上述热电冷却器向上述信号引脚的方向上悬空，且在上述基准区域的上方具有端部。
7.根据权利要求6所述的光模块，
上述子安装基板的上述端部与距上述导电性管座隔开间隔。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光模块，其特征在于，
上述导电性管座的上述第一面在上述安装区域的周围具有凸部，上述凸部的上表面为上述基准区域，在上述凸部的周围包括比上述基准区域低的外周区域，
上述光模块还具有将上述凸部作为引导件安装于上述导电性管座的透镜盖。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的光模块，其特征在于，
上述光电元件是与上述第一面平行地射出光的端面发光激光器，
上述光模块还具有向与上述第一面交叉的方向反射上述光的反射镜。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的光模块，其特征在于，
上述信号引脚的上述轴部比上述多个引脚中的其他任意一个引脚的上述轴部细。
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