JP2000352643A - 光送受信モジュール - Google Patents

光送受信モジュール

Info

Publication number
JP2000352643A
JP2000352643A JP11165091A JP16509199A JP2000352643A JP 2000352643 A JP2000352643 A JP 2000352643A JP 11165091 A JP11165091 A JP 11165091A JP 16509199 A JP16509199 A JP 16509199A JP 2000352643 A JP2000352643 A JP 2000352643A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
face
optical
substrate
light receiving
receiving element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11165091A
Other languages
English (en)
Inventor
Masataka Ito
正隆 伊藤
Takeshi Nagabori
剛 長堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP11165091A priority Critical patent/JP2000352643A/ja
Publication of JP2000352643A publication Critical patent/JP2000352643A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造が容易で半導体レーザ(LD)から端面
入射型フォトダイオード(PD)への電気的クロストー
クを抑制した送受信モジュールを提供する。 【解決手段】 LDとPDが接近して配置される平面実
装型の送受信光モジュールにおいて、PD21を下面に
実装した光信号の受信LSI13を、光導波路22の端
面に段差11を形成したSi基板20に、PDが収納さ
れるように半田バンプ25により実装される。同一Si
基板上に隣接して配置されているLD(図示せず)とは
段差11によるSi基板との間隙により電気的に分離さ
れるからLDからPDへの電気的なクロストークは抑制
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信用の光送受信
モジュールに関し、特にモジュール内の電気的クロスト
ークを防止した高性能の光送受信モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】光通信は光ファイバ、半導体レーザ(L
D)、発光ダイオード(LED)、フォトダイオード
(PD)を始めとして、光スイッチ、光変調器、アイソ
レータ、光導波路等の受動、能動素子の高性能、高機能
化により応用範囲が拡大されつつある。近年、より多く
の情報を伝達する要求が高まる中で、コンピュータ端末
間、交換機や大型コンピュータ間のデータ伝送を実時間
で並列に行う並列伝送、あるいは一般家庭への高度情報
サービス等、加入者系への適用が考えられている。
【0003】このような光通信の光加入者系において
は、光素子はもとより光素子を機能的に構成した光送受
信モジュールの低価格化が不可欠とされており、これを
実現するためには、光素子をマイクロオプティック的に
ブロック状に配列する従来の同軸型のモジュール構成か
ら、複数の光素子を同一基板上に配列する平面型光回路
のモジュール構成とすることが望ましいとされている。
【0004】図4は、従来の双方向光送受信モジュール
の一例を示す図である。図5は、図4に示す光受信部
(円で表記)の拡大図である。この双方向光送受信モジ
ュールは、シリコン(Si)基板20上に端面発光型L
D27、端面入射型PD21、光導波路22、波長フィ
ルタ29及び光ファイバ26、28を配置しており平面
型光回路として構成している。ここで、LD27、PD
21は画像認識や半田バンプ25を用いたパッシブアラ
イメントによって位置決めがなされる。
【0005】この光送受信モジュールにおいては、光源
であるLD27から出力された波長1.3μmの出射光
は光導波路22に入射する。波長フィルタ29では入射
光は直進して共通ポートの光ファイバ28へ伝送されて
光の送信がなされる。一方、光ファイバ28を経由して
伝送されて来た波長1.3μm及び1.5μmの信号光
は光導波路29に入射し、波長フィルタ29で波長1.
3μmの信号光は直進しPD21に入射して光の受信が
なされる。また、波長1.5μmの信号光は反射して出
力ポート26に伝搬する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の平面型光回路を
利用した光送受信モジュールは、半導体プロセス技術を
用い、Si基板上に導波路、波長フィルタ、光ファイバ
等を形成することにより構成することができるので、製
作コストを低減できる等の利点を有する。
【0007】しかし、この光送受信モジュールは、LD
27及びPD21が同一基板上に接近して直接配置され
ていることから、LD27からPD21への電気的なク
ロストークが生じ性能面等においても難点がある。
【0008】通常、LD27は数十mA程度の駆動電流
で動作し、一方、PD21には数百nA程度のフォトカ
レントが流れる。このようにLD27とPD2とでは流
れる電流に50dB程度のレベル差があるから、PD2
1の受光特性等を考慮するとクロストークは少なくとも
100dB程度以下に抑制する必要がある。
【0009】つまり、共通のシリコン基板上にLD27
とPD21が接近して配置される構成の光送受信モジュ
ールでは、LD27に流れる電流がPD21に流れる電
流に対して極めて大きいことにより、PD21における
LD27からのクロストークが受光特性等に重大な影響
を及ぼすので、上述のようなクロストーク抑制条件を満
足させる必要がある。
【0010】この対策として、従来よりLD27とPD
21の距離を離して配置したり、PD21をシリコン基
板に実装せずに外付けで実装することが提案されている
が、このような構成とすると、部品点数、調整コストの
増大を招き、製作コストが増大し、性能面でも問題が生
じる。
【0011】(発明の目的)本発明の目的は上述の問題
点を解決し、製造が容易で低クロストークの光送受信モ
ジュールを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の光送受信モジュ
ールは、送信用の発光素子と受信用の端面入射型受光素
子が近接して配置され、前記端面入射型受光素子の端面
が光導波路の端面と対向して配置されている光送受信モ
ジュールにおいて、前記発光素子と前記光導波路は同一
実装基板上に配置され、前記端面入射型受光素子は受信
LSIに直接配置され、前記受信LSIが前記実装基板
上面に実装され、前記端面入射型受光素子は前記光導波
路の端面近傍に設けた前記実装基板の段差によって形成
された空間に配置したことを特徴とする。前記端面入射
型受光素子は半田バンプにより前記受光LSIに接合
し、前記受信LSIは半田バンプにより前記実装基板上
に接合すると好適である。
【0013】本発明の光送受信モジュールは、送信用の
発光素子と受信用の端面入射型受光素子が近接して配置
され、前記端面入射型受光素子の端面が光導波路の端面
と対向して配置されている光送受信モジュールにおい
て、前記発光素子と前記光導波路は同一実装基板上に配
置され、前記端面入射型受光素子は、実装基板とは異な
るサブ基板の下面に直接実装され、前記サブ基板は前記
実装基板上面に実装され、前記端面入射型受光素子は前
記光導波路の端面近傍に設けた前記実装基板の段差によ
って形成された空間に配置したことを特徴とする。前記
サブ基板は多層配線基板とし、前記サブ基板は半田バン
プにより前記実装基板上に接合し、前記サブ基板は上面
に受信LSIを設置すると好適である。
【0014】(作用)本発明の光送受信モジュールで
は、端面入射型受光素子PDが発光素子LDの実装され
た基板と分離されて受信LSIに直接実装される。PD
を半田バンプにより接合すれば容易に位置合わせが可能
になると同時に、配線長が無視できるので高速信号の受
信にも有利な構成である。受信LSIは、例えばシリコ
ン基板上にPDが下方になるように接合される。ここで
も半田バンプを用いれば容易に位置決めができる。光導
波路とPDの受光部の光軸は半田バンプの高さで調整さ
れる。光導波路の終端部近傍の基板は、PDが配置され
るように段差部が形成されている。PDとLDは接近し
て配置されているが、PDとLDは別基板に配置されて
いるので、従来、問題としていた両者の電気的クロスト
ークは大幅に低減される。また、受信LSIが多層配線
セラミック基板などのサブ基板上部に実装され、下部に
PDが配置される構造でも高速動作及びモジュールの小
型化等の利点が得られる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の光送受信モジュー
ルの一実施の形態について図面を参照して詳細に説明す
る。図1は、本発明の光送受信モジュールの一実施の形
態を示す図である。図2は、本実施の形態の光受信部の
断面拡大図である。
【0016】本実施の形態の光送受信モジュールは、実
装基板20と、実装基板20上に取り付けられた、光フ
ァイバ28と、光導波路22と、波長フィルタ29と、
光源となる半導体レーザ等の発光素子LD27と、半導
体集積回路(LSI)13と、端面入射型フォトダイオ
ード等の端面入射型受光素子(受光素子ともいう)PD
21とから構成されている。
【0017】本実施の形態では、実装基板にシリコン
(Si)基板20が使用され、Si基板20上には光受
信部の光導波路、例えば石英系導波路22が形成され
る。波長フィルタ29は、誘電体多層膜をガラスあるい
は樹脂基板にコーティングし、Si基板にダイシングあ
るいはエッチングで形成した溝に挿入される。
【0018】図2に示すように、絶縁膜24上に設けら
れた光導波路22の光の出射端近傍のSi基板20に
は、Si基板20上に受光素子PD21が配置され、P
D21の受光部と前記光導波路22の光の出射端とが一
致するように対応して配置するための空間を確保するよ
うに、段差部11が形成されている。本実施の形態で
は、段差をSi基板20上の光導波路22の光出射端の
位置から水平方向の外形が前記PD21の外形より若干
大きい凹部で形成し、受光素子PD21を配置する段差
部11としている。この段差部11は、シリコンの異方
性エッチングなどで形成される。
【0019】受光素子PD21は、例えばプリアンプア
ナログ回路、ロジック回路などで構成された受信用の集
積回路LSI13に半田バンプ25などで正確に位置決
めされて固定される。また、LSI13は、PD21が
固定された面をSi基板20上に向け、PD21が前記
段差部に収容され、PD21の受光部が光導波路22の
光軸に一致するようにSi基板20上に半田バンプ25
などで正確に位置合わせされ固定される。ここで、PD
21の厚さ方向の位置は半田バンプ25の高さにより調
整され、PD21の下面とSi基板20の前記凹部の上
面とには僅かな間隙を設けるような配置構成とする。
【0020】本実施の形態における光送受信モジュール
の光の送受信に関する基本動作は、次のとおりである。
つまり、発光素子LD27からの波長1.3μmの出射
光は、光導波路22に入射する。波長フィルタ29では
前記出射光は直進して伝送路である光ファイバ28に伝
送され送信される。一方、光ファイバ28を経由して伝
送された、波長1.3μm及び1.5μmの信号光は光
導波路29に入射し、波長1.3μmの信号光は波長フ
ィルタ29を直進し、端面入射型受光素子PD21に入
射して光が受信される。また、1.5μmの信号光は波
長フィルタ29で反射され出力ポート26に伝搬され
る。
【0021】(他の実施の形態)前述の実施の形態では
端面入射型受光素子PD21を受信LSI13に直接実
装し、LSI13をSi基板20上に実装する構成を説
明したが、PD21をLSI13に直接実装するのでは
なく、例えば多層セラミック基板のようなサブ基板10
に実装し、前記サブ基板10の下面をSi基板20に実
装するように構成することもできる。
【0022】図3は、このようなサブ基板を使用した実
施の形態の端面入射型受光素子近傍の拡大断面図であ
る。本実施の形態の光送受信モジュールは、実装基板2
0上に光導波路22と、端面入射型受光素子PD21を
収容する段差部11とを有し、端面入射型受光素子PD
21は、多層セラミック基板のサブ基板10の下面に半
田バンプ等により実装配置し、前記サブ基板10を実装
基板20に半田バンプ等により実装した構成としてい
る。そして、前記多層セラミック基板の場合に上面側に
は光信号の受信用の受信LSI13を半田バンプ等によ
り実装する構成としている。
【0023】また、以上の実施の形態では実装基板20
において、その上面に端面入射型受光素子PD21を収
納する段差を形成するために受光素子の水平方向の形状
に対応する形状の凹部を形成したが、これは、段差によ
って形成された空間に端面入射型受光素子PD21が配
置されればよいから、段差部が凹部により形成されるこ
とを必須とするものではないことは明らかである。
【0024】また、前記段差により形成された空間に収
納された面入射型受光素子PD21はその下面が段差底
部との間に間隙が形成されるように収納されると好適で
あるものの、入射型受光素子PD21は下面が段差底部
との間に絶縁膜等を形成することにより絶縁性が保たれ
ればよいのであるから、前記間隙を形成することに限定
されるものではないことは云うまでもない。
【0025】更に、本実施の形態では、波長フィルタと
しては誘電体多層膜を使用した例を示したが、誘電体多
層膜に代え光導波路型マッハツェンダ干渉計などの他の
フィルタを使用することができる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、端
面入射型受光素子PDは発光素子LDが配置されている
実装基板(Si基板)と分離された構成としているの
で、発光素子LDからの電気的クロストークは回避さ
れ、高性能の双方向性の光送受信モジュールを実現する
ことができる。
【0027】また、多層セラミック基板のようなサブ基
板の上面に受信LSIを配置し、下面に端面入射型受光
素子PDを配置し、前記サブ基板を実装基板に実装する
ような構成とすることにより、実装基板と端面入射型受
光素子PDとの絶縁特性を一層高めることができるから
電気的クロストークを回避することが可能である。
【0028】更に、実装基板上の光導波路端面と端面入
射型受光素子PDとの配置の調整、位置決めは、受信L
SI又はサブ基板の実装時の半田バンプの高さにより行
うことができるから調整実装は容易に実現される。光導
波路とPDの受光部の配線長が無視できるので高速信号
の受信にも有利であり、高速動作及び光送受信モジュー
ルの小型化等の利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光送受信モジュールの一実施の形態の
構成を示す図である。
【図2】本実施の形態の受光部の断面拡大図である。
【図3】他の実施の形態の受光部の断面拡大図である。
【図4】従来の光送受信モジュールの構成図である。
【図5】従来の光送受信モジュールの受光部の断面拡大
図である。
【符号の説明】
10 サブ基板 11 段差部 13 LSI 20 実装基板 21 端面入射型受光素子PD 22 光導波路 24 絶縁膜 25 半田バンプ 27 発光素子LD 26、28 光ファイバ 29 波長フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H037 AA01 BA02 BA11 BA24 DA03 DA04 DA12 5F088 AA01 BB01 EA09 EA11 FA11 JA03 JA14 KA10

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信用の発光素子と受信用の端面入射型
    受光素子が近接して配置され、前記端面入射型受光素子
    の端面が光導波路の端面と対向して配置されている光送
    受信モジュールにおいて、前記発光素子と前記光導波路
    は同一実装基板上に配置され、前記端面入射型受光素子
    は受信LSIに直接配置され、前記受信LSIが前記実
    装基板上面に実装され、前記端面入射型受光素子は前記
    光導波路の端面近傍に設けた前記実装基板の段差によっ
    て形成された空間に配置されていることを特徴とする光
    送受信モジュール。
  2. 【請求項2】 前記端面入射型受光素子は半田バンプに
    より前記受光LSIに接合されていることを特徴とする
    請求項1記載の光送受信モジュール。
  3. 【請求項3】 前記受信LSIは半田バンプにより前記
    実装基板上に接合されていることを特徴とする請求項1
    又は2記載の光送受信モジュール。
  4. 【請求項4】 送信用の発光素子と受信用の端面入射型
    受光素子が近接して配置され、前記端面入射型受光素子
    の端面が光導波路の端面と対向して配置されている光送
    受信モジュールにおいて、前記発光素子と前記光導波路
    は同一実装基板上に配置され、前記端面入射型受光素子
    は、実装基板とは異なるサブ基板の下面に直接実装さ
    れ、前記サブ基板は前記実装基板の上面に実装され、前
    記端面入射型受光素子は前記光導波路の端面近傍に設け
    た前記実装基板の段差によって形成された空間に配置さ
    れていることを特徴とする光送受信モジュール。
  5. 【請求項5】 前記サブ基板は多層配線基板であること
    を特徴とする請求項4記載の光送受信モジュール。
  6. 【請求項6】 前記サブ基板は半田バンプにより前記実
    装基板上に接合されていることを特徴とする請求項4又
    は5記載の光送受信モジュール。
  7. 【請求項7】 前記サブ基板は上面に受信LSIが設置
    されていることを特徴とする請求項6記載の光送受信モ
    ジュール。
  8. 【請求項8】 前記実装基板はシリコン基板であること
    を特徴とする請求項1乃至5の何れか1つの請求項記載
    の光送受信モジュール。
JP11165091A 1999-06-11 1999-06-11 光送受信モジュール Pending JP2000352643A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11165091A JP2000352643A (ja) 1999-06-11 1999-06-11 光送受信モジュール

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11165091A JP2000352643A (ja) 1999-06-11 1999-06-11 光送受信モジュール

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000352643A true JP2000352643A (ja) 2000-12-19

Family

ID=15805726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11165091A Pending JP2000352643A (ja) 1999-06-11 1999-06-11 光送受信モジュール

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000352643A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009080204A (ja) * 2007-09-25 2009-04-16 Ngk Spark Plug Co Ltd 光電気混載パッケージ、光電気混載モジュール
JP2010056395A (ja) * 2008-08-29 2010-03-11 Fuji Xerox Co Ltd 露光装置、発光装置
US10261249B2 (en) 2016-12-01 2019-04-16 Fujitsu Limited Optical module and method of manufacturing optical module

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009080204A (ja) * 2007-09-25 2009-04-16 Ngk Spark Plug Co Ltd 光電気混載パッケージ、光電気混載モジュール
JP2010056395A (ja) * 2008-08-29 2010-03-11 Fuji Xerox Co Ltd 露光装置、発光装置
JP4710936B2 (ja) * 2008-08-29 2011-06-29 富士ゼロックス株式会社 露光装置
US10261249B2 (en) 2016-12-01 2019-04-16 Fujitsu Limited Optical module and method of manufacturing optical module

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10454586B2 (en) Integrated transceiver with lightpipe coupler
JP3750649B2 (ja) 光通信装置
JP3937911B2 (ja) 光送受信モジュール及びこれを用いた光通信システム
JP5777355B2 (ja) システム及び方法
US20090252503A1 (en) Optical transmission module and optical transmission system
JP2000241642A (ja) 光送受信モジュール
US6236669B1 (en) LD/PD module and LED/PD module
US6952514B2 (en) Coupling structure for optical waveguide and optical device and optical alignment method by using the same
US20050084217A1 (en) Optical module capable of transmitting optical signal in bi-directional with single fiber
TWI498619B (zh) 雙向光傳輸次組件
KR100935743B1 (ko) 광학 모듈
JP2000352643A (ja) 光送受信モジュール
JP2687859B2 (ja) 光路変換方法
CN116626819A (zh) 光模块
US6826213B1 (en) Component interconnect apparatus
JP2000028871A (ja) 光半導体モジュールの実装形態
KR20030032774A (ko) 단일 광섬유를 통한 광신호 송,수신 기능을 갖는 양방향성 광모듈
CN114200598B (zh) 一种光模块
JP2001044552A (ja) 双方向光モジュール
JP2002296458A (ja) 光素子実装基板および光モジュール
JPH1026714A (ja) 表面実装型光モジュール