CN1819327B - 光调制器模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供光调制器模块。将形成有连接芯片载体传送线路(10)和封装基板传送线路(12)的高频基板传送线路(11)的高频基板以缩短各传送线路的距离的方式相对封装(4)倾斜搭载。这样，可缩短连接传送线路的导线(13、14)的长度，可改善光调制器模块的频率特性。

Description

光调制器模块

技术领域

本发明涉及光调制器模块，尤其涉及用在光通信用发送设备上的光调制器模块。

背景技术

人们在追求光调制器模块的小型化。在特开平2003-318601号公报中，提供了在高频下的驱动中可获得良好的频率特性的传送线路的弯曲方法，通过获得内部配置的自由度来实现高密度安装。

在特开平2003-318601中，如其图6所示的那样在封装28内搭载有芯片载体24、高频基板29和透镜22。在芯片载体24上搭载有电场吸收型光调制器集成型激光二极管21。电场吸收型光调制器集成型激光二极管21通过透镜22光耦合在光纤23上。芯片载体24和高频基板29分别具有芯片载体传送线路25和高频基板传送线路27，各个传送线路由导线31连接。并且封装基板也具有封装基板传送线路26，封装基板传送线路26和高频基板传送线路27由导线32连接。并且，一般地搭载在光二极管用固定件上的光二极管被设置在芯片载体24的后方(光纤的相反侧)。

在特开平2003-318601号公报的光调制器模块中，在芯片载体传送线路25和封装基板传送线路26没有呈直线状地配置的情况下，通过使高频基板传送线路27不劣化频率特性地弯曲来获得良好的光输出波形，同时实现安装的高密度化。

US2003/0202800A1为特开平2003-318601号公报的相应美国申请。

为了光调制器模块的小型化，在确保配置的自由度的同时缩小零件尺寸变得重要。在进行了该零件尺寸缩小的情况下，由于下面的理由产生导线的电感分量变大的课题。在信号传送线路的宽度大于或等于200μm的情况下，有通过带状导线连接、或通过多条导线的连接来降低导线的电感的方法。然而，为了进一步的小型化，在减薄基板、缩小传送线路的宽度的情况下，带状导线的使用变得困难，多根导线的设置也变得困难。即，变得只能通过一根导线连接。这样电感分量增加，引起传送线路的传送频带的减少，产生光调制器模块的光输出波形的变形。

为了解决该课题，提高零件的尺寸精度和组装精度、缩小导线连接的距离是有效果的。然而，该改善方法引起零件价格的上涨。

发明内容

本发明为解决上述问题而作出的，其目的在于提供在光调制器模块中为确保良好的光输出波形没必要严格要求构成零件的尺寸公差的、适于降低成本的光调制器模块。

这个可通过将上述高频基板在上述芯片载体和上述封装基板的间隙内相对光轴形成角度配置来实现。

附图说明

图1为实施例1的光调制器集成激光二极管模块的平面图。

图2为实施例2的光调制器集成激光二极管模块的主要部分的平面图。

图3为高频基板的平面图。

图4为光调制器集成激光二极管模块的传送线路的等价电路。

图5为说明光调制器集成激光二极管模块的传送线路的频带内偏差的图。

图6为改变了实施例2后的光调制器集成激光二极管模块的主要部件的平面图。

图7为实施例3的光调制器集成激光二极管模块的主要部件的平面图。

图8为封装基板的平面图。

图9为芯片载体基板的平面图。

具体实施方式

下面对于本发明的实施方式，使用几个实施例参照附图进行说明。在各实施例中，对于等价的构成要素使用相同的符号、在后面的实施例中省略说明。

[实施例1]

对于作为本发明的实施方式的光调制器模块的实施例1使用图1进行说明。此处，图1为光调制器集成激光二极管模块的平面图。

在图1中，光调制器集成激光二极管模块100具有在形成有9根输入脚25的封装4上安装了连接有光纤6的光纤支架7的外形。并且，在封装4内形成有封装基板5，该封装基板5形成有同脚25的一根相连接的封装基板传送线路12。

在光调制器集成激光二极管模块100的组装中，在封装上安装搭载了光调制器集成激光二极管2的芯片载体1、和透镜8，使激光二极管2发光、以入射到光纤6上的光为最大的方式对光纤6进行调芯，固定在封装上。并且，在芯片载体1上形成有通孔和芯片载体传送线路10，激光二极管2的里面和通孔连接，成为光调制器和激光二极管的共用接地。光调制器集成激光二极管2的调制器的未图示的信号输入部分通过未图示的接合引线同芯片载体传送线路10连接。光二极管用固定件26所搭载的光二极管27监控激光二极管2的后方输出光。

在封装基板传送线路12和芯片载体传送线路10之间，形成了具有2个弯曲部分的高频基板传送线路11的长方形的高频基板3，被安装成其长边从光轴方向(x方向)逆时针旋转倾斜4度左右。封装基板传送线路12和高频基板传送线路11由金属线14连接，芯片载体传送线路10和高频基板传送线路11由金属线13连接。并且，封装基板传送线路12、高频基板传送线路11、芯片载体传送线路10的里面被接地。并且，各传送线路的特性阻抗为50Ω(ohm)，图形(pattern)宽度为100μm(微米)。符号24为金属线的第一接合(ボンデイング)侧的金属球。金属线的直径为25μm，接合后的金属球的直径与图形(pattern)宽度相同、为100μm。

光调制器集成激光二极管模块100基于来自未图示的信号源的电气信号，通过由光调制器调制被连续发光的激光二极管的输出光，送出光信号。上述的各传送线路将该电气信号传送给光调制器。

形成于高频基板3上的高频传送线路11的形成为：在高频基板3的一角附近与短边平行地竖起，与长边平行地呈直角弯曲后，再次与短边呈平行地弯曲，至一角的对角附近。高频基板3是正方形也没关系。作为长方形和正方形的上位概念使用矩形。并且，在高频传送线路上对于外形存在倾斜的部分也可以。与高频基板传送线路11的封装传送线路12的连接部分称作输出端，与芯片载体传送线路10的连接部分称作输入端。同样地，与封装基板传送线路12的高频基板传送线路11的连接部分称作输入端，与芯片载体传送线路10的高频基板传送线路11的连接部分称作输出端。考虑封装基板的安装位置公差和芯片载体的组装公差，有必要将高频基板3的宽度设置成比封装基板和芯片载体的最小距离小。因此，与芯片载体的间隔、与封装基板的间隔以标称尺寸分别为200μm。为了减少该间隔，通过相对光轴倾斜，y坐标变得近。此时x方向也偏离，然而该偏离小到可以忽视。相对光轴偏离也可以是相对光轴呈角度配置。该情况下，角度上不包括0度(即平行)。

若一般地表现高频基板3，则成为高频基板传送线路11的输入端11a的xy坐标和输出端11b的xy坐标分别(x坐标、y坐标)不同的基板。换句话说，封装基板传送线路12的输出端12b的xy坐标和芯片载体传送线路10的输入端10a的xy坐标分别(x坐标，y坐标)为不同的配置。

高频基板3在逆时针回转的旋转中与芯片载体1相撞，与封装基板5不相撞地被固定。高频基板3与封装基板5不相撞的原因是由于不受封装4的热膨胀的影响。并且，在本说明书中所谓的相撞指的是，在传送基板的表面进行测定，2个传送基板的最小间隔小于或等于50μm。反过来，所谓的未相撞指的是，2个传送基板的最小间隔超过50μm。2个传送基板的最小间隔由安装在显微镜上的千分尺测定。

在本实施例中，由于长方形的高频基板3被安装成相对封装的侧面倾斜，因此线路间的距离变短，可以缩短接合引线，能够得到特性优良的调制器模块。并且，对于具体的改善内容，在实施例2中进行说明。

在上述实施例中，使用光调制器集成激光二极管模块进行了说明，然而没有激光二极管的光调制器模块也可得到完全相同的效果。这个在下面的实施例中是共同的。并且，光调制器集成激光二极管模块包含调制器，因此为光调制器模块。

并且，在上述实施例中，使高频基板3碰撞芯片载体1，反过来，也可使高频基板3碰撞封装基板5，而与芯片载体1不相碰撞。通过这样固定，可把由封装的温度变化引起的伸长、收缩由不碰撞一侧的接合引线吸收，可得到特性良好且可靠的调制器模块。这个在下面的实施例中是共同的。

[实施例2]

对于本发明实施方式的光调制模块，使用图2至图6对其实施例2进行说明。此处，图2为光调制器集成激光二极管模块的平面图。图3为高频基板的平面图。图4为光调制器集成激光二极管模块的传送线路的等价电路。图5为说明光调制器集成激光二极管模块的传送线路的频带内偏差的图。并且，图6为变形了实施例后2的电场吸收型光调制器集成激光二极管模块的主要部分的平面图。

在图3中，本实施例的高频基板9在高频传送线路11的端部附近的角上设置有倒角部分19。通过设置倒角部分19，在将高频基板9相对于芯片载体1侧面和封装基板5侧面呈倾斜配置的情况下，可缩短芯片载体传送线路10和高频基板传送线路11之间的导线长度，以及高频基板传送线路11和封装基板传送线路12之间的导线长度。

在图2中，高频基板9的倒角部分19-1附近的侧面碰撞芯片载体1侧面但对于封装基板5侧面不碰撞地、逆时针回转地倾斜配置。通过在高频基板9的角的部位形成倒角，可使高频传送线路的端部靠近相对的高频基板9的高频传送线路的端部。因此，导线15和导线16的长度同没有倒角的情况相比变短。通过缩短导线15和导线16的长度可改善传送频带的减少。

参照图4和图5说明实施例1和实施例2的效果。图4为图1或图2所示的从电场吸收型光调制器集成激光二极管模块的芯片载体传送线路10到封装基板传送线路12的等价电路。该模型由芯片载体基板传送线路模型20、高频基板传送线路模型21、封装基板传送线路模型22和以电感表示导线的导线模型23组成。

图5为把将高频基板的设置方法作为参数的电场吸收型光调制器集成激光二极管模块的传送线路的传送频带以图4所示的等价电路进行仿真的结果。

图表的横轴为频率，纵轴为频带内偏差。频带内偏差以在频率1GHz上的值为基准计算。由于假定以10Gbit/s动作的电场吸收型光调制器集成激光二极管模块，因此仿真直至20GHz的频带内偏差。图中的C是使高频基板的长边与光轴方向一致的配置。图中的B是将没有倒角的高频基板逆时针回转地旋转、碰撞芯片载体的配置。并且，图中的A是将具有倒角的高频基板逆时针回旋地旋转、碰撞芯片载体的配置。在碰撞芯片载体的配置的情况下，导线模型23的电感变小。

结果是，通过将高频基板相对封装壁倾斜配置，在10GHz上的频带内偏差被从-1.59dB改善为-0.99dB，通过使用具有倒角的高频基板，进一步被改善为-0.60dB。根据该仿真，电场吸收型光调制器集成激光二极管模块的传送频带被改善是显而易见的。

根据本实施例，通过对高频基板的角部位进行倒角，在传送线路的信号电极宽度窄、导线的并联化以及带状电线的使用困难的情况下，抑制导线电感的增加，还可以抑制电场吸收型光调制器集成激光二极管模块的传送频带的减少以及光输出波形的变形。

并且，倒角的角度也可以不是45度(C倒角)，4度左右就可以。优选为10度左右。另外是R倒角也可以。

参照图6说明实施例2的变形实施例。图2和图6的唯一差异是，芯片载体传送线路10和高频基板传送线路11的连接是由接合引线15实施的还是由金属球24实施的。

由于高频基板19被倒角至高频基板传送线路11附近，如果碰撞芯片载体，则高频基板传送线路11和芯片载体传送线路10之间的间隔为50μm的等级(オ-ダ)。以跨越高频基板传送线路11和芯片载体传送线路10的方式把作为引线接合(ボンデイング)的第一接合的金属球打进去，随后切断导线则可实现金属球24。通过金属球的连接也是通过接合引线的连接。

如上所述作为引线接合的第一接合的金属球24的直径为100μm，第一接合部位和第二接合部位的距离即使忽略接合用毛细状的外形，也有必要相离大于或等于50μm。当然金属导线有必要成环，具有电感。与此相对，金属球没有环、具有降低电感的效果。

在本实施例中，芯片载体传送线路10和高频基板传送线路11的连接通过金属球的熔接来实施，然而钎焊、软钎焊也可以。改变形实施例也可适用于实施例3。

[实施例3]

对于本发明的实施方式的光调制器模块，使用图7至图9说明其实施例3。此处，图7为光调制器集成激光二极管模块的主要部分的平面图。图8为封装基板的平面图。并且图9为芯片载体基板的平面图。

图8所示封装基板18在封装基板传送线路12的左侧(非光轴方向)的角上形成有倒角部分19。并且，图9所示芯片载体基板17在芯片载体传送线路10的右侧(光轴方向)的角上形成有倒角部分19。这些倒角部分为相对上述高频基板的后角(逃げ)。因此，不限于倒角、是凹坑也可以。

在图7中，形成有中继地连接芯片载体传送线路10和封装基板传送线路12的高频基板传送线路11的高频基板3，在芯片载体17和封装基板18之间被逆时针回转地旋转，被固定成与芯片载体17相碰撞、与封装基板18不相碰撞。即便在高频基板3上不设置倒角部分，也可通过使用具有倒角的芯片载体17和封装基板18，同不设置倒角部分的情况相比，可缩短芯片载体传送线路10和高频基板传送线路11之间的导线长度。同样地，可缩短高频传送线路11和封装基板传送线路12之间的导线长度。

根据本实施例，通过缩短导线15和导线16的长度，可将由导线电感引起的传送频带的减少抑制为小，可抑制光调制器集成激光二极管模块的光输出特性的变形。

根据本实施例，在高密度安装的光调制器模块中，不严格化传送线路结构零件的尺寸公差的情况下可得到良好的光输出波形。

Claims (1)

1.一种光调制器模块，具有：根据电气信号进行光的调制的光调制器；搭载该光调制器、形成有第1传送线路的芯片载体；与封装相连接、形成有第2传送线路的封装基板；以及配置在上述芯片载体和上述封装基板之间、形成有与上述第1传送线路和上述第2传送线路连接的第3传送线路的高频基板，该光调制器模块的特征在于，

上述第1传送线路的输入端的xy坐标和上述第2传送线路的输出端的xy坐标分别不同，其中，x方向是光轴方向，y方向是与上述x方向垂直且与形成了上述高频基板的平面平行的方向，

在上述芯片载体和上述封装基板的间隙内，以使上述第1传送线路的输入端和上述第3传送线路的输出端的间隔、以及上述第3传送线路的输入端和上述第2传送线路的输出端的间隔变小的方式相对于光轴以不包含0度的角度配置上述高频基板，上述第1传送线路和上述第3传送线路、上述第2传送线路和上述第3传送线路的任一连接由引线接合实现。

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