JP2002158389A - 半導体レーザモジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実装時間を短縮でき、また、レーザダイオー
ドチップが不良の場合でもコストダメージの小さい半導
体レーザモジュールを実現すること。 【解決手段】 レーザダイオードチップ２１を収納する
パッケージケース１ａを、レーザダイオードチップを搭
載する金属製のベース部２と、該ベース部２の周囲に立
設されてレーザダイオードチップ２１の周辺部を包囲す
るフレーム部３とで構成し、レーザダイオードチップ２
１をベース部２の厚さに比して十分薄い非金属のヒート
シンク２０ａを介してベース部２に固定することによ
り、レーザダイオード２１の出射面の高さを左右するハ
ンダの量を従来より削減し、これによって出射面の高さ
のばらつきを大幅に低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として光通信に
用いられる半導体レーザモジュールに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】インターネットの急速な普及に代表され
るように、近年、加入者系やデータ通信分野においてト
ラヒックが急激に増大している。それに対応するため、
これらの分野に光ファイバを用いた光通信方式が採用さ
れ始めている。現在、加入者系では１５５Ｍｂ／ｓ、デ
ータ通信市場では１Ｇｂ／ｓ程度までの高速光通信が実
用化され、将来的には１０Ｇｂ／ｓ程度の高速光通信方
式が必要になると予想されている。

【０００３】こうした要求に対応するため、発明者らは
特願２０００−０００８２８において、１０Ｇｂ／ｓ以
上の高速変調が可能で、低コストな半導体レーザモジュ
ールを提案した。

【０００４】前記モジュールは、１）底面部に露出した
金属部材を有している、２）モジュールの底面から水平
にピンが取り出されている、３）信号線のピンと隣り合
うピンとがコプレーナ線路構造となるように設定してあ
る、ことを特徴とするものである。

【０００５】そして、１）の構成により、かかる金属材
料を通して半導体レーザダイオードでの発熱を放熱で
き、電気的にもグランド（接地）電位を安定化できるの
で電気的特性も良くなる、また、２）の構成により、表
面実装が可能となり、モジュールの実装が簡便になる、
さらに、３）の構成により、信号線のピン幅、隣のピン
とのピン間隔を調整することによってプリント基板に対
し任意の特性インピーダンスを有する高周波伝送線路を
構成でき、１０Ｇｂ／ｓ以上の高速信号に対しても、反
射特性、透過特性に優れた配線をすることが可能とな
る、という効果があった。

【０００６】特願２０００−０００８２８にかかる半導
体レーザモジュールの光軸を含む断面図を図７に示す。
同図において、１はパッケージケース、３はパッケージ
ケース１を構成するフレーム部、４は同様にパッケージ
ケース１を構成する金属ベース、５はキャップ、６はシ
ールリング、７はレンズ、８はレンズホルダ、９は光ア
イソレータ、１０はスライドリング、１１はフェルー
ル、１２はセラミックキャピラリ、１３は光ファイバ、
１４は金属サブキャリア、１９はテラス面、２０はヒー
トシンク、２１はレーザダイオードチップ、２２はフォ
トダイオード用サブキャリア、２３はフォトダイオード
である。

【０００７】また、図８はパッケージ内部の構造及び高
周波信号の伝送路が分かるようにキャップ５をはずし、
パッケージケース１の一部を切り欠いた状態で示した斜
視図である。ここでは本来搭載されるべきモニタ用のフ
ォトダイオードやモジュール内部の温度をモニタするた
めのサーミスタは省略して示している。ここで、２４は
アルミナ等の誘電体上に高周波信号を伝送するためのメ
タライズパタンを施した配線板、２５は薄膜抵抗、１０
１〜１０８はピン、１０９はテラス面からパッケージ底
面までを貫通するビアホールである。

【０００８】図７から分かるように、パッケージの底面
は金属ベース４からなっており、その上に金属サブキャ
リア１４、ヒートシンク２０を介してレーザダイオード
チップ２１が搭載されている。

【０００９】実装の手順は、図６のａ）に示すように、
まずレーザダイオードチップ２１をヒートシンク２０に
ハンダにより搭載し（１）、次にこれらを金属ブロック
からなる金属サブキャリア１４にハンダにより固定する
（２）。さらにこれらを金属ベース４にハンダにより固
定する（３）。この固定の際に、後に述べるように第１
回目の調芯を行う。

【００１０】次に、レーザダイオードチップ２１に高周
波信号を入力するための配線板２４を、図８から分かる
ように、金属サブキャリア１４とパッケージのテラス面
１９とが橋渡しで接続されるように銀ペーストで搭載す
る（４）。次に、図８から分かるように、配線板２４と
ビアホールパタン部、並びにレーザダイオードチップ２
１と配線板２４をそれぞれリボンワイヤ１１０，１１１
で接続する。

【００１１】その後、図７から分かるように、フォトダ
イオード用サブキャリア２２に搭載したフォトダイオー
ド２３を金属サブキャリア１４にハンダにより固定し、
さらにアイソレータ９及びフェルール１１が一体化され
た光ファイバ１３と、スライドリング１０とをＹＡＧ溶
接により固定することにより、モジュールが完成する。
即ち、レーザダイオードチップ２１からの出射ビーム
が、パッケージケース１に固定されたレンズ７により集
光される位置に光ファイバ１３の端面が来るようにスラ
イドリング１０に対してフェルール１１をＹＡＧ溶接に
よって固定し、かつスライドリング１０をレンズホルダ
８にＹＡＧ溶接によって固定し（第２回目の調芯）、モ
ジュールが完成する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記特願２０００−０
０８２８に示した例では、レーザダイオードの出射面の
高さは、金属ベース４、金属サブキャリア１４、ヒート
シンク２０及びレーザダイオードチップ２１の厚さの和
と、これらを接続するために用いるハンダの盛り量とで
決まる。従って、それぞれの部品に製造誤差が生じた場
合やハンダの量がばらついた場合、それらが出射面の高
さのばらつき、ひいては半導体レーザモジュールの光出
力のばらつきとして現れてくる。特に、金属ベース４に
金属サブキャリア１４を固定する際に用いるハンダの量
が多いため、出射面の高さのばらつきの大きな要因とな
っていた。

【００１３】このため、金属サブキャリア１４を金属ベ
ース４にハンダ固定する際に第１回目の調芯を行い、パ
ッケージに固定されたレンズに対して光結合が最適とな
る位置に固定する必要があった。即ち、レーザダイオー
ドチップ２１に直流電流を流して発光させ（アクティブ
アライメント）、レンズの対向する位置に仮置きした光
ファイバへの入力強度が最大となるように、金属サブキ
ャリア１４を押しつける強度を調整し、ハンダのはみ出
しによる高さの微調整をしながら固定する必要があっ
た。

【００１４】さらに光ファイバ１３を固定する際にも、
同様にレーザダイオードチップ２１を発光させながら、
フェルール１１及びスライドリング１０を溶接する必要
があるため、実装時間がかかるという問題があった。

【００１５】また、従来のモジュールでは、金属サブキ
ャリア１４及び配線板２４を介して高周波信号をピン１
０７から入力しないとレーザダイオードチップ２１の高
周波特性が測定できない。従って、その段階で不良と判
定された場合、ヒートシンク、金属サブキャリア及びパ
ッケージケースが無駄となるため、コストダメージが大
きかった。

【００１６】このような状況を鑑み、本発明では、実装
時間を短縮でき、また、レーザダイオードチップが不良
の場合でもコストダメージの小さい半導体レーザモジュ
ールを実現することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザモ
ジュールは、レーザダイオードチップを収納するパッケ
ージケースに、少なくとも前記レーザダイオードチップ
に電気信号を入力するためのピンと、前記レーザダイオ
ードチップに光結合する光ファイバと、前記レーザダイ
オードチップと前記光ファイバとを光結合するための光
学系とが取り付けられてなる半導体レーザモジュールに
おいて、前記パッケージケースはレーザダイオードチッ
プを搭載する金属製のベース部と、該ベース部の周囲に
立設されてレーザダイオードチップの周辺部を包囲する
フレーム部とで構成され、前記レーザダイオードチップ
は非金属のヒートシンクを介して前記ベース部に固定さ
れ、前記ベース部の前記レーザダイオードチップの搭載
部の高さは該搭載部に前記レーザダイオードチップとと
もに搭載されるヒートシンクの上面の高さが前記フレー
ム部に設けられたテラス面と略同一の高さになるように
設定され、前記ヒートシンクの大きさは前記搭載部から
はみ出さない大きさに設定され、前記フレーム部の内側
面には前記テラス面に連続するパタンが設けられ、さら
に前記ベース部の側面と前記フレーム部の内側面とが接
触していることを特徴とする。

【００１８】前記ベース部を構成する金属は熱伝導性の
良いＣｕＷまたはＣｕＭｏであることが好ましく、ま
た、前記フレーム部は低コスト化に有利なセラミックで
形成されていることが望ましい。

【００１９】また、前記ヒートシンクは誘電体、特に熱
伝導率の大きい窒化アルミニウムを主成分とするセラミ
ックであって、前記ベース部と導通するための接地電極
用貫通穴及び前記レーザダイオードチップへ高周波信号
を入力するためのパタンを有していることが望ましい。

【００２０】さらに、前記レーザダイオードチップを前
記光ファイバの光軸方向より高周波信号を入力するため
のピン側に寄せて搭載するとともに、前記光ファイバを
その斜めに研磨された端面が前記ベース部の上面と直交
しかつ高周波信号を入力するためのピンの反対側に向く
ように配置することが望ましい。

【００２１】ここで、前記光学系は、これを構成するレ
ンズが、前記フレーム部の一部に設けられた開口部にハ
ンダまたは金属のレンズホルダにより固定されている
か、もしくは前記ベース部に形成されたＶ字型またはＵ
字型の溝に固定されているのが好ましい。

【００２２】本発明によれば、レーザダイオードの出射
面の高さは、ベース部、ヒートシンク及びレーザダイオ
ードチップの厚さの和と、これらを接続するために用い
るハンダの盛り量とで決まるが、従来例で述べた金属サ
ブキャリアとこれを金属ベースに固定するのに必要な多
量のハンダが不要となるので、従来例で必須であったア
クティブアライメントによる第１回目の調芯工程を簡略
化することが可能となるという利点が生じる。

【００２３】即ち、上述した多量のハンダが不要となる
ことにより、出射面の高さのばらつきを従来例に比べて
大幅に低減することができるため、第１回目の調芯工程
を画像認識処理技術によるパッシブアライメントだけで
済ませ、高さのばらつきを第２回目の調芯により補償す
ることにより、実装時簡を短縮することが可能となる。

【００２４】また、ベース部のチップ搭載部の高さを、
レーザダイオードチップとともに搭載されるヒートシン
クの上面の高さがフレーム部に設けられたテラス面と略
同一の高さになるように設定し、ヒートシンクの大きさ
を搭載部からはみ出さない大きさに設定することによ
り、レーザダイオードチップとパタンとを接続するリボ
ンワイヤを短くでき、高周波特性の劣化を低減でき、ま
た、フレーム部の内側面にテラス面に連続するパタンを
設けてベース部の側面とフレーム部の内側面とを接触さ
せたことにより、電気力線の接地電位部へのなめらかな
終端が可能となる。

【００２５】また、ヒートシンクに、ベース部と導通す
るための接地電極用貫通穴及び高周波信号を入力するた
めのパタンを設けたことにより、レーザダイオードチッ
プの高周波特性を、パッケージケースに搭載する前の、
ヒートシンクに搭載した段階で評価できるので、従来例
のように、チップが不良であってもパッケージケースを
無駄にすることが無くなり、コストダメージの小さい半
導体レーザモジュールが実現できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態により
詳細に説明する。

【００２７】図１ないし図３は本発明の半導体レーザモ
ジュールの第１の実施の形態を示しており、図１は光軸
を含む断面図、図２はキャップを取り外した状態の平面
図、図３は図２のＸ−Ｘ’線平面図である。この実施の
形態は、レーザダイオードチップで発光した光を変調し
て光ファイバに伝送する半導体レーザモジュールの例を
示している。なお、図中、従来例と同一構成部分は同一
符号をもって表している。

【００２８】パッケージケース１ａは金属製のベース部
２とその周辺部に沿って枠状に設けられたフレーム部３
とから成っている。ベース部２は、熱伝導性の良いＣｕ
ＷまたはＣｕＭｏ等で形成され、フレーム部３はアルミ
ナ（Ａｌ₂Ｏ₃）などのセラミックで構成されている。

【００２９】また、前記フレーム部３の一つの側面に
は、予めレンズホルダ８に固定されたレンズ７が、フレ
ーム部３の開口部（くり抜き部分）に装着されている。
かかるレンズホルダ８は円筒状の金属筒であって、筒内
にはレンズが内挿され、固定されている。さらに、前記
フレーム部３の上面には、シールリング６がメタライズ
膜によって形成されており、キャップ５をシーム溶接す
ることにより、パッケージケース１ａ内が気密封止され
る。

【００３０】一方、前記ベース部２は、図１から分かる
ように凸型形状をしており、かかる凸部（レーザダイオ
ードチップの搭載部）にヒートシンク２０ａが搭載さ
れ、さらにヒートシンク２０ａ上にレーザダイオードチ
ップ２１、サーミスタ２６が搭載される。ここで、ヒー
トシンク２０ａは、レーザダイオードチップ２１で発生
する熱を効率良くベース部２に逃がすためのもので、熱
伝導率の大きい窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の誘電体等
が用いられる。

【００３１】さらにヒートシンク２０ａの上面には、レ
ーザダイオードチップ２１に高周波信号を伝送するため
の電極パタンと、サーミスタ搭載用の電極パタンとが設
けられている。

【００３２】かかる高周波信号伝送用のパタンとして
は、例えば接地（グランド）電極付きコプレーナ（共平
面）伝送線路が用いられ、特性インピーダンスが５０Ω
となるよう設計される。レーザダイオードチップ２１の
抵抗は５Ω程度であるので、４５Ωの薄膜抵抗をコプレ
ーナ線路（線状電極パタン）に直列に設けておけば、モ
ジュールの外から入力される５０Ω系の高周波信号に対
してインピーダンス整合させることができる。

【００３３】レーザダイオードチップ２１はその下側電
極を介して、接地電極付きコプレーナ線路を構成する前
記線状電極パタンを囲む電極パタン（接地電極）上に搭
載される。また、ヒートシンク２０ａの下面には全面に
亘って接地電極が設けられており、該接地電極と前記線
状電極パタンを囲む接地電極パタンとは貫通穴（ビアホ
ール）（図示せず）によって接続されている。

【００３４】このようにすると、ヒートシンク２０ａを
ベース部２にハンダ固定した際に、ベース部２の大きい
金属部材を介して安定な接地電位を与えることができる
ため、電気的特性がよくなる外、レーザダイオードチッ
プ２１の発熱を効率良く放熱できるようになる。

【００３５】一方、レーザダイオードチップ２１に対し
てレンズ７と反対側のベース部２上にフォトダイオード
用サブキャリア２２ａが搭載され、このサブキャリア２
２ａ上に、レーザダイオードチップ２１から出力される
モニタ光を受光するためのフォトダイオード２３が搭載
されている。また、レーザダイオードチップ２１にバイ
アス電流を印加する際のチョーク用コイルとして用いる
ためのチップインダクタ２７がテラス面１９に搭載され
ている。

【００３６】ここで、パッケージケース１ａの高さは５
ｍｍ前後であり、また光ファイバ１３はパッケージのほ
ぼ中央の高さの位置に取り付けられるので、レーザダイ
オードチップ２１と光ファイバ１３とが光結合する出射
面の高さはモジュール底面から約２．５ｍｍの位置にあ
る。レーザダイオードチップ２１は約０．１ｍｍの厚さ
があり、ヒートシンク２０ａは０．２ｍｍの厚さである
ので、ベース部２の厚さは２．２ｍｍ前後である。従っ
て、ヒートシンク２０ａはベース部２に比べて十分薄い
と見なし得る。

【００３７】次に、実装手順を示すことにより、本発明
の進歩性を述べる。

【００３８】図６のｂ）は本発明にかかる半導体レーザ
モジュールの実装のうち、レーザダイオードチップ２１
をパッケージケース１ａに搭載するまでの手順を示した
ものである。

【００３９】まず、レーザダイオードチップ２１をヒー
トシンク２０ａにハンダにより搭載する（１）。次に、
これらをベース部２にハンダにより固定すれば良い
（２）。図６のａ）に示した従来例の場合と比較すれば
明らかなように、本発明によれば、部品点数の削減とと
もに実装工程数が低減され、実装時間を短縮できる利点
がある。

【００４０】さらに、既に述べたように、従来例で使っ
ていた金属サブキャリアが不要となり、従って、これを
金属ベースに固定するための多量のハンダが不要となっ
たことにより、レーザダイオードチップ２１の出射面の
高さのばらつきが大幅に低減できるため、レーザダイオ
ードチップ２１の出射面の高さをレンズ７に対して最適
位置に調整するための工程が、水平面内方向のアライメ
ントを取るだけで済むようになるのが極めて大きな利点
である。

【００４１】即ち、従来例では前述したアクティブアラ
イメントが必要であったのに対し、本発明では、レーザ
ダイオードチップ２１の搭載されたヒートシンク２０ａ
を固定する際、レーザダイオードチップへの電流注入を
行うことなく（パッシブアライメント）、パッケージケ
ース１ａの上方からベース部２付近をビデオカメラ等を
用いて撮影し、周知の画像認識処理技術を用いてレンズ
７の焦点位置にレーザダイオードチップ２１が来るよう
にヒートシンク２０ａもしくはパッケージケース１ａを
移動させ、ハンダにより固定すれば十分である。

【００４２】かかるパッシブアライメントによる搭載精
度は±３μｍ程度であるが、この程度の搭載ずれは、光
ファイバ１３をパッケージケース１ａに固定する第２の
調芯工程で十分補償し得る。従って、本発明によれば、
従来例に比べて実装時間を大幅に短縮できる。

【００４３】また、レーザダイオードチップ２１をヒー
トシンク２０ａに搭載し、リボンワイヤ１１１でレーザ
ダイオードチップ２１とヒートシンク２０ａ上のコプレ
ーナ線路とを接続した段階でプローブを用いることによ
り、レーザダイオードチップ２１の高周波特性を評価で
きることも本発明の極めて大きな利点の一つである。こ
の段階でチップの良否判定ができれば、パッケージケー
スを無駄することがなくなるので、コストダメージを低
減することが可能となる。

【００４４】レーザダイオードチップ２１をパッケージ
ケース１ａに搭載した後は、サーミスタ２６をヒートシ
ンク２０ａに搭載し、チップインダクタ２７をテラス面
１９に搭載し、さらにフォトダイオード２３を搭載した
フォトダイオード用サブキャリア２２ａを搭載する。

【００４５】その後、所要のリボンワイヤによる電気的
接続を行い、キャップ５をシーム溶接し、光ファイバを
固定する。なお、フォトダイオード２３の固定方法、並
びにスライドリング１０及びアイソレータ９と一体とな
った光ファイバ１３をＹＡＧ溶接により固定する方法は
従来例の場合と同様である。

【００４６】ここで、図３から分かるように、高周波信
号は、ピン１０７からパッケージケース１ａのフレーム
部３の内部に設けられた特性インピーダンス５０Ωのビ
アホール１０９を通り、テラス面１９に到達した後、テ
ラス面１９に設けられた特性インピーダンス５０Ωのコ
プレーナ線路に伝送され、さらにリボンワイヤ１１０、
ヒートシンク２０ａ上のコプレーナ線路、リボンワイヤ
１１１を介してレーザダイオードチップ２１に入力され
る。

【００４７】リボンワイヤの所では、インピーダンス整
合条件がくずれるので、ワイヤの長さは極力短いのが望
ましい。ヒートシンク２０ａの厚さは０．２ｍｍ程度で
あるので、テラス面１９とヒートシンク２０ａの上面と
がほぼ同一の高さとなるようにベース部２の厚さＨを設
定し、さらにヒートシンク２０ａの大きさをベース部２
からはみ出さない、言い換えればテラス面１９に乗り上
げないように設定しておけば、リボンワイヤ１１０を短
くできるため、高周波特性の劣化を低減することができ
る。

【００４８】また、この時、リボンワイヤ１１０のとこ
ろで電気力線が滑らかに接地電位部に終端されるため
に、ベース部２の側面とフレーム部３の内側面３０とを
物理的に接触させ、かつ電気的に導通させることが極め
て望ましい。このためには、例えばフレーム部３の内側
面３０にテラス面１９に連続するメタライズパタンを設
けてやれば良い。

【００４９】次に、請求項６に記載した発明について説
明する。

【００５０】本モジュールでは、レーザダイオードの出
射面の高さは、ベース部２、ヒートシンク２０ａ及びレ
ーザダイオードチップ２１の高さの和で決まるため、そ
れぞれに製造誤差が生じた場合、それらが出射面の高さ
のばらつきとして現れてくる。

【００５１】一方、こうした半導体レーザモジュールで
は、光ファイバ端面の反射戻り光を低減させるため、フ
ァイバ端面を８度程度斜めに加工するのが一般的であ
る。この場合、光ファイバへの結合効率が最大となるた
めの光の入射方向はスネルの法則で決まり、光軸方向に
対し約３．６度ずれた方向である。

【００５２】ここで、もしモジュールの高さ方向におい
てファイバ端面が傾くように光ファイバ１３を配置する
と、レーザダイオードチップ２１の出射面の高さのばら
つきに加え、ファイバ端面の斜め研磨角度のばらつきが
モジュールの結合効率のばらつきに影響するため、モジ
ュールの製造歩留まりを悪化させてしまう。

【００５３】そこで本発明では、モジュールの水平
（幅）方向においてファイバ端面が傾くように、言い換
えればファイバ端面がベース部２の上面と直交するよう
に光ファイバ１３を配置することにより、かかるモジュ
ールの製造歩留り低下を抑制することを提案する。

【００５４】さらにこの場合、ファイバ端面の向きとし
て２通りの向きがあり、これらに対応してレーザダイオ
ードチップ２１の最適搭載位置も２通りあるが、ファイ
バ端面を高周波信号を入力するピン１０７の反対側に向
くように配置し、これに合わせてレンズ７及びレーザダ
イオードチップ２１を光ファイバの光軸方向より高周波
信号を入力するピン１０７側に寄せて搭載すると、他方
の場合より高周波信号伝送用の線路長を短くできるの
で、レーザダイオードチップ２１に入力される信号の波
形劣化を低減することができる。

【００５５】図４及び図５は本発明の第２の実施の形態
を示すもので、図４は光軸を含む断面図、図５はベース
部の拡大斜視図である。なお、図中、第１の実施の形態
と同一構成部分は同一符号をもって表している。

【００５６】本実施の形態では、レンズ７がベース部２
ａに形成されたＶ字型またはＵ字型の溝２０１に直接固
定されているのが特徴である。即ち、第１の実施の形態
では、レンズ７はレンズホルダ８を介して、フレーム部
３のくり抜き部分に固定されているのに対し、第２の実
施の形態では図５に示した構造のベース部２ａを用い、
Ｕ字型の溝２０１にレンズ７をＵＶ接着剤等により固定
する構造であるのが特徴である。

【００５７】第１の実施の形態の構造では、レーザダイ
オードチップ２１が、金属からなるベース部２に搭載さ
れ、レンズ７がセラミックからなるフレーム部３に装着
されているので、半導体レーザモジュールの周囲温度が
変化した場合に、金属とセラミックとの熱膨張係数の差
に起因して、レーザダイオードチップ２１とレンズ７の
高さ方向の位置が微妙にずれる。このため、結合効率が
変化し、光出力特性に温度依存性をもたらす原因とな
る。

【００５８】一方、図４、図５に示した構造とすれば、
レーザダイオードチップ２１とレンズ７とが同一のベー
ス部２ａに固定されているので、熱膨張係数の違いに起
因した周囲温度の違いによる結合効率の変化を小さくす
ることが可能となる。

【００５９】さらに第１の実施の形態では、従来例で必
要であった金属サブキャリアを無くし、高さ方向の搭載
精度を向上させることによってパッシブアライメントを
可能としたものの、パッケージケース１ａを製造する際
に、ベース部２の高さＨとレンズ７の高さ方向のばらつ
きをある既定値以内に収める必要がある。

【００６０】これに対し第２の実施の形態で示した構造
では、レンズ７がパッケージケース１ｂには直接固定さ
れないので、パッケージケース１ｂの製造時へのかかる
要求条件が不要となり、パッケージケース１ｂの製造歩
留りが向上するという利点を有する。

【００６１】第２の実施の形態では、レンズホルダ８が
不要なので、スライドリング１０をパッケージケースに
ＹＡＧ溶接にて固定するために、金属リング３１をパッ
ケージケース１ｂのフレーム部３ａに予めハンダ固定し
ておく必要がある。それ以外の構成は第１の実施の形態
と同様である。

【００６２】以上２つの実施の形態で説明した半導体レ
ーザモジュールは、ピン１０７を通して入力される信号
がビアホール１０９、テラス面１９上のコプレーナ線
路、ヒートシンク２０ａ上のコプレーナ線路を介してレ
ーザダイオードチップ２１に入力されると、レーザダイ
オードチップ２１からは入力される電流強度に応じた発
光強度が得られ、光強度変調されたレーザ光を発光す
る。

【００６３】発光したレーザ光は、レンズ７により光フ
ァイバ１３の端面に集光され、光ファイバ内に導入さ
れ、伝送される。また、レーザダイオードチップ２１の
反対側から出射されるモニタ光はフォトダイオード２３
により検出され、フォトダイオード２３の検出出力を利
用したフィードバック制御により前記レーザダイオード
チップ２１の発光基準レベルの調整が行われる。

【００６４】さらに前記レーザダイオードチップ２１の
発光動作に伴って生じる発熱に起因したパッケージケー
ス１ａ，１ｂ内での温度上昇がサーミスタ２６により検
出され、その検出出力を利用して、レーザダイオードチ
ップ２１での過熱を防止する温度制御回路を構成するこ
とが可能となる。

【００６５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、第１回目の調芯工程をパッシブアライメント
により実現でき、実装時間を短縮することが可能とな
る。また、レーザダイオードチップとパタンとを接続す
るリボンワイヤを短くでき、電気力線の接地電位部への
なめらかな終端が可能となるので、電気的特性の向上を
図ることができる。また、レーザダイオードチップの高
周波特性をヒートシンクに搭載した段階で評価できるの
で、コストダメージの小さい半導体レーザモジュールを
実現できる。従って、半導体レーザモジュールを安価に
提供することが可能となり、将来の高速光通信方式を実
現していく上で極めて有効である。

【００６６】なお、上記実施の形態では、特願２０００
−０００８２８にかかるモジュール構成に基づいて本発
明にかかるモジュールを示したが、本発明は上記実施の
形態に限るものではない。即ち、例えばモジュールの底
面から水平にピンが取り出されている必要はなく、従来
のｍｉｎｉ−ＤＩＬ型モジュールのように、底面に垂直
にピンが取り出されていても良い。要するに、本発明
は、実施の形態に記した内容に限定されるものではな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の適用
が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体レーザモジュールの第１の実施
の形態を示す断面図

【図２】図１のモジュールのキャップを取り外した状態
の平面図

【図３】図２のＸ−Ｘ’線平面図

【図４】本発明の半導体レーザモジュールの第２の実施
の形態を示す断面図

【図５】図４のモジュールのベース部の拡大斜視図

【図６】本発明及び従来のモジュールにおけるレーザダ
イオードチップの実装手順を示す説明図

【図７】従来の半導体レーザモジュールの一例を示す断
面図

【図８】図７に示したモジュールの一部省略斜視図

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ：パッケージケース、２，２ａ：ベース
部、３，３ａ：フレーム部、５：キャップ、６：シール
リング、７：レンズ、８：レンズホルダ、９：光アイソ
レータ、１０：スライドリング、１１：フェルール、１
２：セラミックキャピラリ、１３：光ファイバ、１９：
テラス部、２０ａ：ヒートシンク、２１：レーザダイオ
ードチップ、２２，２２ａ：フォトダイオード用サブキ
ャリア、２３：フォトダイオード、２６：サーミスタ、
２７：チップインダクタ、３０：フレーム部の内側面、
３１：金属リング、１０１〜１０８：ピン、１０９：ビ
アホール、１１０，１１１：リボンワイヤ、２０１：
溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA03 DA05 DA12 DA17 DA35 DA38 5F073 AB21 AB27 AB28 AB30 FA02 FA08 FA15 FA18

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザダイオードチップを収納するパッ
   ケージケースに、少なくとも前記レーザダイオードチッ
   プに電気信号を入力するためのピンと、前記レーザダイ
   オードチップに光結合する光ファイバと、前記レーザダ
   イオードチップと前記光ファイバとを光結合するための
   光学系とが取り付けられてなる半導体レーザモジュール
   において、 前記パッケージケースはレーザダイオードチップを搭載
   する金属製のベース部と、該ベース部の周囲に立設され
   てレーザダイオードチップの周辺部を包囲するフレーム
   部とで構成され、 前記レーザダイオードチップは非金属のヒートシンクを
   介して前記ベース部に固定され、 前記ベース部の前記レーザダイオードチップの搭載部の
   高さは該搭載部に前記レーザダイオードチップとともに
   搭載されるヒートシンクの上面の高さが前記フレーム部
   に設けられたテラス面と略同一の高さになるように設定
   され、 前記ヒートシンクの大きさは前記搭載部からはみ出さな
   い大きさに設定され、 前記フレーム部の内側面には前記テラス面に連続するパ
   タンが設けられ、 さらに前記ベース部の側面と前記フレーム部の内側面と
   が接触していることを特徴とする半導体レーザモジュー
   ル。
2. 【請求項２】 前記ベース部を構成する金属はＣｕＷま
   たはＣｕＭｏであることを特徴とする請求項１に記載の
   半導体レーザモジュール。
3. 【請求項３】 前記フレーム部はセラミックで形成され
   ていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導
   体レーザモジュール。
4. 【請求項４】 前記ヒートシンクは誘電体であって、前
   記ベース部と導通するための接地電極用貫通穴及び前記
   レーザダイオードチップへ高周波信号を入力するための
   パタンを有することを特徴とする請求項１ないし３のい
   ずれかに記載の半導体レーザモジュール。
5. 【請求項５】 前記誘電体は窒化アルミニウムを主成分
   とするセラミックであることを特徴とする請求項４に記
   載の半導体レーザモジュール。
6. 【請求項６】 前記レーザダイオードチップを前記光フ
   ァイバの光軸方向より高周波信号を入力するためのピン
   側に寄せて搭載するとともに、前記光ファイバをその斜
   めに研磨された端面が前記ベース部の上面と直交しかつ
   高周波信号を入力するためのピンの反対側に向くように
   配置したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか
   に記載の半導体レーザモジュール。
7. 【請求項７】 前記光学系を構成するレンズが、前記フ
   レーム部の一部に設けられた開口部にハンダまたは金属
   のレンズホルダにより固定されていることを特徴とする
   請求項１ないし６のいずれかに記載の半導体レーザモジ
   ュール。
8. 【請求項８】 前記光学系を構成するレンズが、前記ベ
   ース部に形成されたＶ字型またはＵ字型の溝に固定され
   ていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに
   記載の半導体レーザモジュール。