JP2002162541A - 光半導体素子モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の光半導体素子モジュールでは、光送信
器内の基板上において、多重化ICからの高周波出力信号
を高周波線路を用いて光半導体素子モジュールに接続す
る場合、光半導体素子モジュールの高周波信号入力端子
が、光半導体素子モジュールの出力方向の中心線に対し
垂直方向に設置されているため、高周波線路を１本の直
線で結ぶことができず、９０度方向に最低３回折り曲げ
て接続する必要が生じるという問題があった。 【解決手段】 発光素子と発光素子の背面出力光を受光
するモニタホトダイオードとの間にミラー、またはプリ
ズムを追加した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光ファイバを通
じて信号伝送を行う光通信システムにおいて、光ファイ
バに対して光信号を送信する光半導体素子モジュールに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の光半導体素子モジュールとして
は、例えば図５に示す構成のものがある。図において、
１は光半導体素子モジュールのケース、２は半導体レー
ザなどの発光素子、３は発光素子２を保持するＬＤサブ
マウント、４はＬＤサブマウント３上に形成された電極
パッド、５は発光素子２と電極パッド４を電気的に接続
する第１のワイヤボンド、６は発光素子２の背面から出
力される背面光を受光するモニタホトダイオード、７は
モニタホトダイオード６を保持するＰＤサブマウント、
８はＬＤドライバＩＣ、９はセラミックキャリア、１０
はセラミックキャリア９を保持する金属ブロック、１１
は発光素子１の出力光を集光するレンズ、１２はレンズ
１１を保持するレンズホルダ、１３は光ファイバ、１４
は光ファイバ１３を保持するフェルール、１５はフェル
ール１４を保持するファイバホルダ、１６は第１の高周
波信号入力端子、１７は第２の高周波信号入力端子、１
８は第１、第２の高周波信号入力端子１６、１７以外の
リード端子、１９は第１の高周波信号入力端子１６に接
続された第１の高周波入力端子パッド、２０は第２の高
周波信号入力端子１７に接続された第２の高周波入力端
子パッド、２１は各々のリード端子１８に接続されたリ
ード端子パッド、２２は第１、第２の高周波信号入力端
子１６、１７、リード端子１８、第１、第２の高周波入
力端子パッド１９、２０、リード端子パッド２１を保持
するセラミックプレート、２３はＬＤサブマウント３と
ＬＤドライバＩＣ８の出力端を接続する第２のワイヤボ
ンド、２４はＬＤドライバＩＣ８の入力端と第１の高周
波入力端子パッド１９を接続する第３のワイヤボンド、
２５はＬＤドライバＩＣ８の入力端と第２の高周波入力
端子パッド２０を接続する第４のワイヤボンドである。

【０００３】また、図５には上記光半導体素子モジュー
ルを搭載した光送信器の一部を併せて記載しており、図
において、２６は光送信器の基板、２７は光送信器の基
板２６上に配置された複数の単相低周波信号を入力する
データ入力端子、２８はデータ入力端子２７に入力され
た複数の単相低周波信号を伝送する光送信器の基板２６
上に配置されたマイクロストリップラインなどの複数の
低周波線路、２９は光送信器の基板２６上に配置され
た、データ入力端子２７から入力された複数の単相低周
波信号を１つの差動高周波信号に多重化する多重化Ｉ
Ｃ、３０は光送信器の基板２６上に設けられた、第１の
高周波信号入力端子１６と多重化ＩＣ２９を接続するマ
イクロストリップラインなどの第１の高周波線路、３１
は光送信器の基板２６上に設けられた、第２の高周波信
号入力端子１７と多重化ＩＣ２９を接続するマイクロス
トリップラインなどの第２の高周波線路、３２は第１、
第２の高周波信号入力端子１６、１７、リード端子１８
をそれぞれ光送信器の基板２６上に設けられた第１、第
２の高周波線路３０、３１、および、図示されない各々
の電気信号線とを電気的に接続し、かつ、光半導体素子
モジュールを基板２６に半田固定するために設けられた
半田パッドである。

【０００４】発光素子２はＬＤサブマウント３に半田固
定され、このＬＤサブマウント３はセラミックキャリア
９に半田で固定される。発光素子２は第１のワイヤボン
ド５によりＬＤサブマウント３上に形成された電極パッ
ド４と電気的に接続される。モニタホトダイオード６は
ＰＤサブマウント７に半田で固定され、このＰＤサブマ
ウント７は発光素子２の背面出力側に配置されセラミッ
クキャリア９に半田で固定される。ＬＤドライバＩＣ８
は発光素子２の背面出力側、かつ、ＰＤサブマウント７
と隣り合う位置にＬＤドライバＩＣ８の出力端側の面を
ＰＤサブマウント７側に向けてセラミックキャリア９に
半田などで固定される。セラミックキャリア９は金属ブ
ロック１０に半田固定され、この金属ブロック１０はケ
ース１に半田固定される。レンズ１１はレンズホルダ１
２に接着固定され、このレンズホルダ１２は、発光素子
２からの出力光をレンズ１１で集光し光ファイバ１３に
結合するように位置を調整し、溶接固定などにより金属
ブロック１０に固定される。光ファイバ１３はフェルー
ル１４に接着固定されており、先端は斜めに研磨されて
いる。フェルール１４は溶接固定によりファイバホルダ
１５に固定され、このファイバホルダ１５は溶接固定に
よりケース１に固定される。また、第１の高周波信号入
力端子１６と第１の高周波入力端子パッド１９、第２の
高周波信号入力端子１７と第２の高周波入力端子パッド
２０、リード端子１８とリード端子パッド２１はそれぞ
れケース１を貫通して電気的に接続されており、セラミ
ックプレート２２はこれら全てを保持するためにケース
１を貫通するように配置されている。第２のワイヤボン
ド２３は電極パッド４とＬＤドライバＩＣ８の出力端
を、第３、第４のワイヤボンド２４、２５はＬＤドライ
バＩＣ８の入力端と第１、第２の高周波入力端子パッド
１９、２０をそれぞれ電気的に接続する。また、光送信
器の基板２６上に配置されたデータ入力端子２７に入力
された複数の単相低周波信号は複数の低周波線路２８を
通して多重化ＩＣ２９に入力されるよう接続され、多重
化ＩＣ２９から出力された差動高周波出力信号は、第
１、第２の高周波線路３０、３１により半田パッド３２
を介してそれぞれ光半導体素子モジュールの第１、第２
の高周波信号入力端子１６、１７に入力するよう接続さ
れている。なお、図示されない基板２６上のその他の信
号線と光半導体素子モジュールのリード端子１８も同様
に半田パッド３２を介して電気的に接続されている。ま
た、光半導体素子モジュールは第１、第２の高周波信号
入力端子１６、１７、および、リード端子１８を半田パ
ッド３２に半田固定されることにより、光送信器の基板
２６上に固定される。

【０００５】次に動作について説明する。光送信器の基
板２６上に設置されたデータ入力端子２７に入力された
複数の単相低周波信号は複数の低周波線路２８を通して
多重化ＩＣ２９に入力される。この多重化ＩＣ２９は入
力された複数の低周波入力信号を１つの差動高周波出力
信号に多重化し、正相出力信号、逆相出力信号を出力す
る。これら差動高周波出力信号の正相出力信号、逆相出
力信号はそれぞれ第１、第２の高周波線路３０、３１を
通して、光半導体素子モジュールの第１、第２の高周波
信号入力端子１６、１７に入力され、さらに、それぞれ
第３、第４のワイヤボンド２４、２５を介してＬＤドラ
イバＩＣ８の入力端に入力される。このＬＤドライバＩ
Ｃ８は、入力された差動高周波信号を内部で信号処理
し、発光素子２を高周波変調駆動させる変調電流を出力
する。出力された変調電流は第２のワイヤボンド２３、
電極パッド４、第１のワイヤボンド５を介して発光素子
２に入力される。一方、光送信器の基板２６上の図示さ
れないバイアス供給回路からバイアス電流が供給され、
このバイアス電流はリード端子１８の中の任意の端子１
つを通して金属ブロック１０上に配置された図示されな
いバイアス回路を経由して電極パッド４に入力され、第
１のワイヤボンド５を介して発光素子２に入力される。
発光素子２は入力された変調電流とバイアス電流を元に
高速変調された出力光を出力する。発光素子２から出力
された出力光はレンズ１１によって集光され、光ファイ
バ１３に結合し、光半導体素子モジュールの出力光とし
て外部に出力される。また、モニタホトダイオード６
は、発光素子２の出力光に比例して発光素子２の背面か
ら出力される背面光を受光し、この受光した背面光量に
応じて光電変換により発光素子２の出力に比例したモニ
タ電流を供給する。このモニタ電流は、リード端子１８
の中の任意の端子２つを通して、光送信器の基板２６上
の図示されないＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅ
ｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路に入力され、発光素子２から
の出力光が常に一定となるようバイアス電流を制御する
ために用いられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の光半導体素子モ
ジュールは上記のように構成されているため、光送信器
内の基板上において、多重化ＩＣからの高周波出力信号
を高周波線路を用いて光半導体素子モジュールに接続す
る場合、光半導体素子モジュールの高周波信号入力端子
が、光半導体素子モジュールの出力方向の中心線に対し
垂直方向に設置されているため、多重化ＩＣと光半導体
素子モジュールの間を接続する高周波線路は差動高周波
出力信号の正相信号、逆相信号それぞれを１本の直線で
結ぶことができず、９０度方向に最低３回折り曲げて接
続する必要が生じる。このため、この高周波線路の線路
長が長くなり、かつ、高周波線路を複数回数折り曲げる
ために高周波信号の減衰や、反射などによる高周波特性
の劣化が生じること、および、高周波線路の引き回しに
より基板上のスペースを多く必要とするため、光送信器
の高周波特性の劣化、および、小型化の妨げになってい
た。

【０００７】上記を回避するために、光送信器内の基板
上において、多重化ＩＣを第１、第２の高周波信号入力
端子と向かい合う位置に配置することは、光送信器が光
半導体素子モジュールのリード端子方向に延びる形状と
なり、光送信器が大型になる。また、同様にして送受一
体型光送受信器に適用する場合には、光受信器は図示さ
れた光送信器の基板上の隣り合う位置に光送信器と同様
に配置されるため、光送受信器として限られたサイズの
中に納めるために光受信器のスペースを削ってしまう、
または、光半導体素子モジュールのリード端子方向に延
びた光送受信器になるなど小型化の妨げとなる。

【０００８】一方、光半導体素子モジュール内部のＬＤ
ドライバＩＣを発光素子の背面出力側に設置することに
より、光半導体素子モジュールのケースの光ファイバと
向かい合う位置に高周波信号入力端子を配置しようとし
た場合、発光素子の背面光を受光するモニタホトダイオ
ードがあるが、このモニタホトダイオードは発光素子の
背面光を少しでも多く受光することが望ましいため、発
光素子から離して配置することは適さないことから、Ｌ
ＤドライバＩＣを発光素子とモニタホトダイオードの間
に配置することはできない。また、ＬＤドライバＩＣを
モニタホトダイオードの背面光受光側と反対側に配置
し、発光素子とＬＤドライバＩＣの出力端との接続はセ
ラミックキャリア上に配置したマイクロストリップライ
ンなどの高周波線路を介して接続する場合には、発光素
子とＬＤドライバＩＣの間にモニタホトダイオードとＰ
Ｄサブマウントが存在するために高周波線路長が長くな
り、たとえキャリア上の高周波線路を一直線に配置して
反射の影響を押さえたとしても、高周波信号の減衰など
の特性劣化が生じるため、小型化は可能になるが、劣化
した高周波特性を示す光半導体素子モジュール、或い
は、光送信器となってしまうという課題があった。

【０００９】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、多重化ＩＣと光半導体素子
モジュールとの間を接続する高周波線路を短距離、かつ
直線状に結ぶことが可能であって、また、光送信器内の
基板上の高周波線路の引き回しを少なくできる光半導体
素子モジュールを構成することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第1の発明による光半導
体素子モジュールは、発光素子と、上記発光素子を保持
するとともに、上記発光素子と接続される電極パッドの
形成されたサブマウントと、上記発光素子の出力光を集
光するレンズと、上記レンズの透過光が入射する光ファ
イバと、上記発光素子の背面からの出力光を、上記光フ
ァイバの軸に概ね直交する方向に反射する光学部品と、
上記光学部品で反射された背面光を受光するモニタホト
ダイオードと、上記光ファイバの端面側に対向する位置
に配置され、上記サブマウントにおける電極パッドに接
続されて上記発光素子を駆動するドライバＩＣと、上記
発光素子、上記サブマウント、上記モニタホトダイオー
ド、上記ドライバＩＣ、上記光ファイバ、および上記光
学部品を搭載するケースと、上記ケース端面における上
記ドライバＩＣ側に配置され、上記ケース外部に配置さ
れた高周波信号伝送線路からの高周波信号を、上記ケー
ス内部に配置された上記ドライバＩＣに供給する高周波
信号入力端子と、上記光ファイバの光軸に垂直な方向に
端子が伸びて配置され、上記ケース外部との間で伝送さ
れるバイアス電流を、上記ケース内部に配置された上記
発光素子、上記ドライバＩＣ、および上記モニタホトダ
イオードに対して供給するリード端子とを備えたもので
ある。

【００１１】第２の発明による光半導体素子モジュール
は、発光素子と、上記発光素子を保持するとともに、上
記発光素子と接続される電極パッドの形成されたサブマ
ウントと、上記発光素子の出力光を集光するレンズと、
上記レンズの透過光を、上記発光素子の出射光の光軸に
対して概ね直交する方向に反射する光学部品と、上記光
学部品からの反射光が入射する光ファイバと、上記発光
素子の背面から出力される背面光を受光するモニタホト
ダイオードと、上記光ファイバの端面側に対向する位置
に配置され、上記サブマウントにおける電極パッドに接
続されて上記発光素子を駆動するドライバＩＣと、上記
発光素子、上記サブマウント、上記モニタホトダイオー
ド、上記ドライバＩＣ、および上記光学部品を搭載する
ケースと、上記ケース端面におけるドライバＩＣ側に配
置され、上記ケース外部に配置された高周波信号伝送線
路からの高周波信号を、上記ケース内部に配置された上
記ドライバＩＣに供給する高周波信号入力端子と、上記
光ファイバの光軸に略垂直な方向に端子が伸びて配置さ
れ、上記ケース外部との間で伝送されるバイアス電流
を、上記ケース内部に配置された上記発光素子、上記ド
ライバＩＣ、および上記モニタホトダイオードに対して
供給するリード端子とを備えたものである。

【００１２】第３の発明による光半導体素子モジュール
は、発光素子と、上記発光素子を保持するとともに、上
記発光素子と接続される電極パッドの形成されたサブマ
ウントと、上記発光素子の出力光を集光するレンズと、
上記レンズの透過光が入射する光ファイバと、上記発光
素子の背面からの出力光を受光するモニタホトダイオー
ドと、上記光ファイバの端面側に対向する位置であっ
て、かつ上記サブマウント下部に配置され、上記サブマ
ウントにおける電極パッドに接続されて上記発光素子を
駆動するドライバＩＣと、上記発光素子、上記サブマウ
ント、上記モニタホトダイオード、上記ドライバＩＣ、
および上記光ファイバを搭載するケースと、上記ケース
端面における上記ドライバＩＣ側に配置され、上記ケー
ス外部に配置された高周波信号伝送線路からの高周波信
号を、上記ケース内部に配置された上記ドライバＩＣに
供給する高周波信号入力端子と、上記光ファイバの光軸
に垂直な方向に端子が伸びて配置され、上記ケース外部
との間で伝送されるバイアス電流を、上記ケース内部に
配置された上記発光素子、上記ドライバＩＣ、および上
記モニタホトダイオードに対して供給するリード端子と
を備えた

【００１３】第４の発明による光半導体素子モジュール
は、発光素子と、上記発光素子を保持するとともに、上
記発光素子と接続される電極パッドの形成されたサブマ
ウントと、上記発光素子の出力光を集光するレンズと、
上記レンズの透過光が入射する光ファイバと、上記発光
素子の背面からの出力光を受光するモニタホトダイオー
ドと、上記光ファイバの端面側に対向する位置であっ
て、かつ上記サブマウント下部に配置され、上記サブマ
ウントにおける電極パッドに接続されて上記発光素子を
駆動するドライバＩＣと、上記発光素子、上記サブマウ
ント、上記モニタホトダイオード、上記ドライバＩＣ、
および上記光ファイバを搭載するケースと、上記ケース
端面における上記ドライバＩＣ側に配置され、当該ドラ
イバＩＣとフリップチップ実装により接続され、上記ケ
ース外部に配置された高周波信号伝送線路からの高周波
信号を、上記ケース内部に配置された上記ドライバＩＣ
に供給する高周波信号入力端子と、上記光ファイバの光
軸に垂直な方向に端子が伸びて配置され、上記ケース外
部との間で伝送されるバイアス電流を、上記ケース内部
に配置された上記発光素子、上記ドライバＩＣ、および
上記モニタホトダイオードに対して供給するリード端子
とを備えたものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１による光半導体素子モジュールを示す構成
図である。図において１から２５は従来の光半導体素子
モジュールと、また、２６から３２は従来の光送信器の
構成と同一であり、３３はミラー、または、プリズムで
あり、発光素子２の中心線となす角４５度で発光素子２
の背面側に配置したものである。

【００１５】次に動作について説明する。光送信器の基
板２６上に設置されたデータ入力端子２７に入力された
複数の単相低周波信号は複数の低周波線路２８を通して
多重化ＩＣ２９に入力される。この多重化ＩＣ２９は入
力された複数の低周波入力信号を１つの差動高周波出力
信号に多重化し、正相出力信号、逆相出力信号を出力す
る。これら差動高周波出力信号の正相出力信号、逆相出
力信号はそれぞれ第１、第２の高周波線路３０、３１を
通して、光半導体素子モジュールの第１、第２の高周波
信号入力端子１６、１７に入力され、さらに、それぞれ
第３、第４のワイヤボンド２４、２５を介してＬＤドラ
イバＩＣ８の入力端に入力される。このＬＤドライバＩ
Ｃ８は、入力された差動高周波信号を内部で信号処理
し、発光素子２を高周波変調駆動させる変調電流を出力
する。出力された変調電流は第２のワイヤボンド２３、
電極パッド４、第１のワイヤボンド５を介して発光素子
２に入力される。一方、光送信器の基板２６上の図示さ
れないバイアス供給回路からバイアス電流が供給され、
このバイアス電流はリード端子１８の中の任意の端子１
つを通して金属ブロック１０上に配置された図示されな
いバイアス回路を経由して電極パッド４に入力され、第
１のワイヤボンド５を介して発光素子２に入力される。
発光素子２は入力された変調電流とバイアス電流を元に
高速変調された出力光を出力する。発光素子２から出力
された出力光はレンズ１１によって集光され、光ファイ
バ１３に結合し、光半導体素子モジュールの出力光とし
て外部に出力される。また、発光素子２の出力光に比例
して発光素子２の背面から出力される背面光は発光素子
２から出力された直後に、ミラー、または、プリズム３
３により進行方向を９０度傾けてモニタホトダイオード
６で受光される。このモニタホトダイオード６は受光し
た背面光量に応じて光電変換により発光素子２の出力に
比例したモニタ電流を供給する。このモニタ電流は、リ
ード端子１８の中の任意の端子２つを通して、光送信器
の基板２６上の図示されないＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉ
ｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路に入力され、発
光素子２からの出力光が常に一定となるようバイアス電
流を制御するために用いられる。

【００１６】上記のように、発光素子２の背面から出力
された背面光を発光素子２から出力された直後にミラ
ー、または、プリズム３３により進行方向を９０度傾け
てモニタホトダイオード６で受光させることにより、発
光素子２の背面から出力される背面光をモニタホトダイ
オード６で受光させ、かつ、ＬＤドライバＩＣ８の出力
端側の面を発光素子２の背面側に配置可能にすること
で、発光素子２とＬＤドライバＩＣ８の出力端子、およ
び、光半導体素子モジュールのケース１の光ファイバ１
３と向かい合う位置に配置した第１、第２の高周波信号
入力端子１６、１７とＬＤドライバＩＣ８の入力端子の
両方を短距離で接続することが可能になり、各々の接続
において高周波信号の減衰や、反射などによる高周波特
性の劣化を生じにくくできるため、第１、第２の高周波
信号入力端子１６、１７を光半導体素子モジュールのケ
ース１の光ファイバ１３と向かい合う位置に配置した光
半導体素子モジュールを構成することが可能になる。

【００１７】また、光送信器の基板２６上において、多
重化ＩＣ２９と第１、第２の高周波信号入力端子１６、
１７を接続する第１、第２の高周波線路３０、３１をそ
れぞれを１本の直線で結ぶことが可能になり、多重化Ｉ
Ｃ２９からの高周波信号を減衰や反射などによる高周波
特性の劣化を生じさせることなく差動高周波信号を光半
導体素子モジュールに伝送できるため、優れた高周波特
性を持ち、かつ、小型化した光送信器を構成することを
可能にする光半導体素子モジュールを構成することがで
きる。

【００１８】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２による光半導体素子モジュールを示す構成図であ
る。図において１から２５は従来の光半導体素子モジュ
ールと、また、２６から３２は従来の光送信器の構成と
同一であり、３３はミラー、または、プリズムであり、
発光素子２の中心線となす角４５度で発光素子２の出力
側に配置したものである。

【００１９】次に動作について説明する。光送信器の基
板２６上に設置されたデータ入力端子２７に入力された
複数の単相低周波信号は複数の低周波線路２８を通して
多重化ＩＣ２９に入力される。この多重化ＩＣ２９は入
力された複数の低周波入力信号を１つの差動高周波出力
信号に多重化し、正相出力信号、逆相出力信号を出力す
る。これら差動高周波出力信号の正相出力信号、逆相出
力信号はそれぞれ第１、第２の高周波線路３０、３１を
通して、光半導体素子モジュールの第１、第２の高周波
信号入力端子１６、１７に入力され、さらに、それぞれ
第３、第４のワイヤボンド２４、２５を介してＬＤドラ
イバＩＣ８の入力端に入力される。このＬＤドライバＩ
Ｃ８は、入力された差動高周波信号を内部で信号処理
し、発光素子２を高周波変調駆動させる変調電流を出力
する。出力された変調電流は第２のワイヤボンド２３、
電極パッド４、第１のワイヤボンド５を介して発光素子
２に入力される。一方、光送信器の基板２６上の図示さ
れないバイアス供給回路からバイアス電流が供給され、
このバイアス電流はリード端子１８の中の任意の端子１
つを通して金属ブロック１０上に配置された図示されな
いバイアス回路を経由して電極パッド４に入力され、第
１のワイヤボンド５を介して発光素子２に入力される。
発光素子２は入力された変調電流とバイアス電流を元に
高速変調された出力光を出力する。発光素子２から出力
された出力光はレンズ１１によって集光され、レンズ１
１から出力された直後に、ミラー、または、プリズム３
３により進行方向を９０度傾けて光ファイバ１３に結合
し、光半導体素子モジュールの出力光として外部に出力
される。また、モニタホトダイオード６は、発光素子２
の出力光に比例して発光素子２の背面から出力される背
面光を受光し、この受光した背面光量に応じて光電変換
により発光素子２の出力に比例したモニタ電流を供給す
る。このモニタ電流は、リード端子１８の中の任意の端
子２つを通して、光送信器の基板２６上の図示されない
ＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ ＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏ
ｌ）回路に入力され、発光素子２からの出力光が常に一
定となるようバイアス電流を制御するために用いられ
る。

【００２０】上記のように、発光素子２から出力された
出力光をレンズ１１によって集光された直後に、ミラ
ー、または、プリズム３３により進行方向を９０度傾け
て光ファイバ１３に結合させることにより、発光素子２
の背面から出力される背面光をモニタホトダイオード６
で受光させ、かつ、ＬＤドライバＩＣ８の出力端側の面
を発光素子２の出力方向の中心線に対し光ファイバ１３
と反対方向に配置可能にすることで、発光素子２とＬＤ
ドライバＩＣ８の出力端子、および、光半導体素子モジ
ュールのケース１の光ファイバ１３と向かい合う位置に
配置した第１、第２の高周波信号入力端子１６、１７と
ＬＤドライバＩＣ８の入力端子の両方を短距離で接続す
ることが可能になり、各々の接続において高周波信号の
減衰や、反射などによる高周波特性の劣化を生じにくく
できるため、第１、第２の高周波信号入力端子１６、１
７を光半導体素子モジュールのケース１の光ファイバ１
３と向かい合う位置に配置した光半導体素子モジュール
を構成することが可能になる。また、光送信器の基板２
６上において、多重化ＩＣ２９と第１、第２の高周波信
号入力端子１６、１７を接続する第１、第２の高周波線
路３０、３１をそれぞれを１本の直線で結ぶことが可能
になり、多重化ＩＣ２９からの高周波信号を減衰や反射
などによる高周波特性の劣化を生じさせることなく差動
高周波信号を光半導体素子モジュールに伝送できるた
め、優れた高周波特性を持ち、かつ、小型化した光送信
器を構成することを可能にする光半導体素子モジュール
を構成することができる。

【００２１】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３による光半導体素子モジュールを示す構成図であ
る。図において１から２５は従来の光半導体素子モジュ
ールと、また、２６から３２は従来の光送信器の構成と
同一であり、３４はセラミックサブキャリア、３５はサ
ブマウント、３６は第３の高周波線路、３７は第５のワ
イヤボンド、３８はレンズホルダ１２を保持する第２の
金属ブロックであり、発光素子２、電極パッド４、第１
のワイヤボンド５を固定したＬＤサブマウント３と、モ
ニタホトダイオード６を固定したＰＤサブマウント７を
それぞれセラミックサブキャリア３４上に固定し、サブ
マウント３５は、セラミックサブキャリア３４上の発光
素子２の出力側の面と同一面となるように固定したもの
であり、このサブマウント３５はセラミックキャリア９
に半田固定される。ＬＤドライバＩＣ８はセラミックサ
ブキャリア３４の下側のセラミックキャリア９上にＬＤ
ドライバＩＣ８の出力端側の面を発光素子２の出力側に
向けて半田などで固定されたものである。第３の高周波
線路３６はＬＤサブマウント３上の電極パッド４側のセ
ラミックサブキャリア３４横のセラミックキャリア９上
に形成され、第５のワイヤボンド３７により、ＬＤドラ
イバＩＣ８の出力端と接続される。また、この第３の高
周波線路３６は第２のワイヤボンド２３、電極パッド
４、第１のワイヤボンド５を介して発光素子２にも接続
される。第２の金属ブロック３８は、セラミックサブキ
ャリア３４とサブマウント３５により、発光素子２の位
置がセラミックキャリア９上から高さ方向にシフトされ
たため、レンズ１１の高さを発光素子２からの出力光の
高さと合わせるために、金属ブロック１０と接するよう
に発光素子２の出力側に設置したものである。

【００２２】次に動作について説明する。光送信器の基
板２６上に設置されたデータ入力端子２７に入力された
複数の単相低周波信号は複数の低周波線路２８を通して
多重化ＩＣ２９に入力される。この多重化ＩＣ２９は入
力された複数の低周波入力信号を１つの差動高周波出力
信号に多重化し、正相出力信号、逆相出力信号を出力す
る。これら差動高周波出力信号の正相出力信号、逆相出
力信号はそれぞれ第１、第２の高周波線路３０、３１を
通して、光半導体素子モジュールの第１、第２の高周波
信号入力端子１６、１７に入力され、さらに、それぞれ
第３、第４のワイヤボンド２４、２５を介してＬＤドラ
イバＩＣ８の入力端に入力される。このＬＤドライバＩ
Ｃ８は、入力された差動高周波信号を内部で信号処理
し、発光素子２を高周波変調駆動させる変調電流を出力
する。出力された変調電流は第５のワイヤボンド３７、
第３の高周波線路３６、第２のワイヤボンド２３、電極
パッド４、第１のワイヤボンド５を介して発光素子２に
入力される。一方、光送信器の基板２６上の図示されな
いバイアス供給回路からバイアス電流が供給され、この
バイアス電流はリード端子１８の中の任意の端子１つを
通して金属ブロック１０上に配置された図示されないバ
イアス回路を経由して電極パッド４に入力され、第１の
ワイヤボンド５を介して発光素子２に入力される。発光
素子２は入力された変調電流とバイアス電流を元に高速
変調された出力光を出力する。発光素子２から出力され
た出力光はレンズ１１によって集光され、光ファイバ１
３に結合し、光半導体素子モジュールの出力光として外
部に出力される。また、モニタホトダイオード６は、発
光素子２の出力光に比例して発光素子２の背面から出力
される背面光を受光し、この受光した背面光量に応じて
光電変換により発光素子２の出力に比例したモニタ電流
を供給する。このモニタ電流は、リード端子１８の中の
任意の端子２つを通して、光送信器の基板２６上の図示
されないＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃ
ｏｎｔｒｏｌ）回路に入力され、発光素子２からの出力
光が常に一定となるようバイアス電流を制御するために
用いられる。

【００２３】上記のように、発光素子２、電極パッド
４、第１のワイヤボンド５を固定したＬＤサブマウント
３と、モニタホトダイオード６を固定したＰＤサブマウ
ント７をそれぞれ固定したセラミックサブキャリア３４
を、サブマウント３５によりセラミックキャリア９上か
ら高さ方向にシフトした位置に配置することにより、セ
ラミックサブキャリア３４の下側のセラミックキャリア
９上に、ＬＤドライバＩＣ８をＬＤドライバＩＣ８の出
力端側の面を発光素子２の出力側に向けて配置可能にす
ることで、発光素子２とＬＤドライバＩＣ８の出力端
子、および、光半導体素子モジュールのケース１の光フ
ァイバ１３と向かい合う位置に配置した第１、第２の高
周波信号入力端子１６、１７とＬＤドライバＩＣ８の入
力端子の両方を短距離で接続することが可能になり、各
々の接続において高周波信号の減衰や、反射などによる
高周波特性の劣化を生じにくくできるため、第１、第２
の高周波信号入力端子１６、１７を光半導体素子モジュ
ールのケース１の光ファイバ１３と向かい合う位置に配
置した光半導体素子モジュールを構成することが可能に
なる。また、光送信器の基板２６上において、多重化Ｉ
Ｃ２９と第１、第２の高周波信号入力端子１６、１７を
接続する第１、第２の高周波線路３０、３１をそれぞれ
を１本の直線で結ぶことが可能になり、多重化ＩＣ２９
からの高周波信号を減衰や反射などによる高周波特性の
劣化を生じさせることなく差動高周波信号を光半導体素
子モジュールに伝送できるため、優れた高周波特性を持
ち、かつ、小型化した光送信器を構成することを可能に
する光半導体素子モジュールを構成することができる。

【００２４】実施の形態４．図４はこの発明の実施の形
態４による光半導体素子モジュールを示す構成図であ
る。図において１から２５は従来の光半導体素子モジュ
ールと、また、２６から３２は従来の光送信器の構成と
同一であり、３６は第３の高周波線路、３８はレンズホ
ルダ１２を保持する第２の金属ブロック３９は半田ボー
ル、４０はＬＤドライバＩＣ８の裏面に施された金メッ
キ、４１は第４の高周波線路、４２は第５の高周波線
路、であり、ＬＤドライバＩＣ８をＬＤドライバＩＣ８
の出力端側の面をケース１の光ファイバ１３側に向けて
フリップチップ実装により半田ボール３９を介してセラ
ミックキャリア９に実装し、ＬＤドライバＩＣ８の裏面
に施された金メッキ４０上に、発光素子２、電極パッド
４、第１のワイヤボンド５を固定したＬＤサブマウント
３と、モニタホトダイオード６を固定したＰＤサブマウ
ント７をそれぞれ半田固定し、第３の高周波線路３６は
片端をＬＤドライバＩＣ８の出力端とフリップチップ実
装により接続し、他端は発光素子２の中心線に対し垂直
方向に延ばし、第２のワイヤボンド２３、電極パッド
４、第１のワイヤボンド５を介して発光素子２に接続さ
れる。また、第４、第５の高周波線路４１、４２は、そ
れぞれ片端をＬＤドライバＩＣ８の入力端とフリップチ
ップ実装により接続し、他端は第１、第２の高周波信号
入力端子１６、１７方向に延ばし、第３、第４のワイヤ
ボンド２４、２５を介して第１、第２の高周波信号入力
端子１６、１７と接続される。第２の金属ブロック３８
は、ＬＤドライバＩＣ８をフリップチップ実装したこと
により、発光素子２の位置がセラミックキャリア９上か
ら高さ方向にシフトされたため、レンズ１１の高さを発
光素子２からの出力光の高さと合わせるために、金属ブ
ロック１０と接するように発光素子２の出力側に設置し
たものである。

【００２５】次に動作について説明する。光送信器の基
板２６上に設置されたデータ入力端子２７に入力された
複数の単相低周波信号は複数の低周波線路２８を通して
多重化ＩＣ２９に入力される。この多重化ＩＣ２９は入
力された複数の低周波入力信号を１つの差動高周波出力
信号に多重化し、正相出力信号、逆相出力信号を出力す
る。これら差動高周波出力信号の正相出力信号、逆相出
力信号はそれぞれ第１、第２の高周波線路３０、３１を
通して、光半導体素子モジュールの第１、第２の高周波
信号入力端子１６、１７に入力され、さらに、それぞれ
第３、第４のワイヤボンド２４、２５を介して、第４、
第５の高周波線路４１、４２に接続され、フリップチッ
プ実装されたＬＤドライバＩＣ８の入力端に入力され
る。このＬＤドライバＩＣ８は、入力された差動高周波
信号を内部で信号処理し、発光素子２を高周波変調駆動
させる変調電流を出力する。出力された変調電流は第３
の高周波線路３６、第２のワイヤボンド２３、電極パッ
ド４、第１のワイヤボンド５を介して発光素子２に入力
される。一方、光送信器の基板２６上の図示されないバ
イアス供給回路からバイアス電流が供給され、このバイ
アス電流はリード端子１８の中の任意の端子１つを通し
て金属ブロック１０上に配置された図示されないバイア
ス回路を経由して電極パッド４に入力され、第１のワイ
ヤボンド５を介して発光素子２に入力される。発光素子
２は入力された変調電流とバイアス電流を元に高速変調
された出力光を出力する。発光素子２から出力された出
力光はレンズ１１によって集光され、光ファイバ１３に
結合し、光半導体素子モジュールの出力光として外部に
出力される。また、モニタホトダイオード６は、発光素
子２の出力光に比例して発光素子２の背面から出力され
る背面光を受光し、この受光した背面光量に応じて光電
変換により発光素子２の出力に比例したモニタ電流を供
給する。このモニタ電流は、リード端子１８の中の任意
の端子２つを通して、光送信器の基板２６上の図示され
ないＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎ
ｔｒｏｌ）回路に入力され、発光素子２からの出力光が
常に一定となるようバイアス電流を制御するために用い
られる。

【００２６】上記のように、ＬＤドライバＩＣ８をＬＤ
ドライバＩＣ８の出力端側の面をケース１の光ファイバ
１３側に向けてセラミックキャリア９上にフリップチッ
プ実装し、かつ、ＬＤドライバＩＣ８の裏面に施された
金メッキ４０上に、発光素子２、電極パッド４、第１の
ワイヤボンド５を固定したＬＤサブマウント３と、モニ
タホトダイオード６を固定したＰＤサブマウント７をそ
れぞれ半田固定にて配置することにより、ＬＤドライバ
ＩＣ８をＬＤドライバＩＣ８の出力端側の面を発光素子
２の出力側に向けて配置可能にし、かつ、発光素子２と
ＬＤドライバＩＣ８の出力端との接続距離を短くするこ
とで、発光素子２とＬＤドライバＩＣ８の出力端子、お
よび、光半導体素子モジュールのケース１の光ファイバ
１３と向かい合う位置に配置した第１、第２の高周波信
号入力端子１６、１７とＬＤドライバＩＣ８の入力端子
の両方を短距離で接続することが可能になり、各々の接
続において高周波信号の減衰や、反射などによる高周波
特性の劣化を生じにくくできるため、第１、第２の高周
波信号入力端子１６、１７を光半導体素子モジュールの
ケース１の光ファイバ１３と向かい合う位置に配置した
光半導体素子モジュールを構成することが可能になる。
また、光送信器の基板２６上において、多重化ＩＣ２９
と第１、第２の高周波信号入力端子１６、１７を接続す
る第１、第２の高周波線路３０、３１をそれぞれを１本
の直線で結ぶことが可能になり、多重化ＩＣ２９からの
高周波信号を減衰や反射などによる高周波特性の劣化を
生じさせることなく差動高周波信号を光半導体素子モジ
ュールに伝送できるため、優れた高周波特性を持ち、か
つ、小型化した光送信器を構成することを可能にする光
半導体素子モジュールを構成することができる。

【００２７】

【発明の効果】この発明によれば、発光素子とドライバ
ＩＣの出力端子、および光半導体素子モジュールにおけ
る光ファイバと向かい合う位置に配置した高周波信号の
入力端子とドライバＩＣの入力端子の両方を短距離で接
続することが可能になり、各々の接続において高周波信
号の減衰や、反射などによる高周波特性の劣化を生じに
くくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による光半導体素子モジュールの実
施の形態１を示す図である。

【図２】 この発明による光半導体素子モジュールの実
施の形態２を示す図である。

【図３】 この発明による光半導体素子モジュールの実
施の形態３を示す図である。

【図４】 この発明による光半導体素子モジュールの実
施の形態４を示す図である。

【図５】 従来の光半導体素子モジュールを示す図であ
る。

【符号の説明】

１ ケース ２ 発光素子 ３ ＬＤサブマウント ４ 電極パッド ５ 第１のワイヤボンド ６ モニタホトダイオード ７ ＰＤサブマウント ８ ＬＤドライバＩＣ ９ セラミックキャリア １０ 金属ブロック １１ レンズ １２ レンズホルダ １３ 光ファイバ １４ フェルール １５ ファイバホルダ １６ 第１の高周波信号入力端子 １７ 第２の高周波信号入力端子 １８ リード端子 １９ 第１の高周波入力端子パッド ２０ 第２の高周波入力端子パッド ２１ リード端子パッド ２２ セラミックプレート ２３ 第２のワイヤボンド ２４ 第３のワイヤボンド ２５ 第４のワイヤボンド ２６ 基板 ２７ データ入力端子 ２８ 複数の低周波線路 ２９ 多重化ＩＣ ３０ 第１の高周波線路 ３１ 第２の高周波線路 ３２ 半田パッド ３３ ミラー、または、プリズム ３４ セラミックサブキャリア ３５ サブマウント ３６ 第３の高周波線路 ３７ 第５のワイヤボンド ３８ 第２の金属ブロック ３９ 半田ボール ４０ 金メッキ ４１ 第４の高周波線路 ４２ 第５の高周波線路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光素子と、上記発光素子を保持すると
   ともに、上記発光素子と接続される電極パッドの形成さ
   れたサブマウントと、上記発光素子の出力光を集光する
   レンズと、上記レンズの透過光が入射する光ファイバ
   と、上記発光素子の背面からの出力光を、上記光ファイ
   バの軸に概ね直交する方向に反射する光学部品と、上記
   光学部品で反射された背面光を受光するモニタホトダイ
   オードと、上記光ファイバの端面側に対向する位置に配
   置され、上記サブマウントにおける電極パッドに接続さ
   れて上記発光素子を駆動するドライバＩＣと、上記発光
   素子、上記サブマウント、上記モニタホトダイオード、
   上記ドライバＩＣ、上記光ファイバ、および上記光学部
   品を搭載するケースと、上記ケース端面における上記ド
   ライバＩＣ側に配置され、上記ケース外部に配置された
   高周波信号伝送線路からの高周波信号を、上記ケース内
   部に配置された上記ドライバＩＣに供給する高周波信号
   入力端子と、上記光ファイバの光軸に垂直な方向に端子
   が伸びて配置され、上記ケース外部との間で伝送される
   バイアス電流を、上記ケース内部に配置された上記発光
   素子、上記ドライバＩＣ、および上記モニタホトダイオ
   ードに対して供給するリード端子とを備えた光半導体素
   子モジュール。
2. 【請求項２】 発光素子と、上記発光素子を保持すると
   ともに、上記発光素子と接続される電極パッドの形成さ
   れたサブマウントと、上記発光素子の出力光を集光する
   レンズと、上記レンズの透過光を、上記発光素子の出射
   光の光軸に対して概ね直交する方向に反射する光学部品
   と、上記光学部品からの反射光が入射する光ファイバ
   と、上記発光素子の背面から出力される背面光を受光す
   るモニタホトダイオードと、上記光ファイバの端面側に
   対向する位置に配置され、上記サブマウントにおける電
   極パッドに接続されて上記発光素子を駆動するドライバ
   ＩＣと、上記発光素子、上記サブマウント、上記モニタ
   ホトダイオード、上記ドライバＩＣ、および上記光学部
   品を搭載するケースと、上記ケース端面におけるドライ
   バＩＣ側に配置され、上記ケース外部に配置された高周
   波信号伝送線路からの高周波信号を、上記ケース内部に
   配置された上記ドライバＩＣに供給する高周波信号入力
   端子と、上記光ファイバの光軸に略垂直な方向に端子が
   伸びて配置され、上記ケース外部との間で伝送されるバ
   イアス電流を、上記ケース内部に配置された上記発光素
   子、上記ドライバＩＣ、および上記モニタホトダイオー
   ドに対して供給するリード端子とを備えた光半導体素子
   モジュール。
3. 【請求項３】 発光素子と、上記発光素子を保持すると
   ともに、上記発光素子と接続される電極パッドの形成さ
   れたサブマウントと、上記発光素子の出力光を集光する
   レンズと、上記レンズの透過光が入射する光ファイバ
   と、上記発光素子の背面からの出力光を受光するモニタ
   ホトダイオードと、上記光ファイバの端面側に対向する
   位置であって、かつ上記サブマウント下部に配置され、
   上記サブマウントにおける電極パッドに接続されて上記
   発光素子を駆動するドライバＩＣと、上記発光素子、上
   記サブマウント、上記モニタホトダイオード、上記ドラ
   イバＩＣ、および上記光ファイバを搭載するケースと、
   上記ケース端面における上記ドライバＩＣ側に配置さ
   れ、上記ケース外部に配置された高周波信号伝送線路か
   らの高周波信号を、上記ケース内部に配置された上記ド
   ライバＩＣに供給する高周波信号入力端子と、上記光フ
   ァイバの光軸に垂直な方向に端子が伸びて配置され、上
   記ケース外部との間で伝送されるバイアス電流を、上記
   ケース内部に配置された上記発光素子、上記ドライバＩ
   Ｃ、および上記モニタホトダイオードに対して供給する
   リード端子とを備えた光半導体素子モジュール。
4. 【請求項４】 発光素子と、上記発光素子を保持すると
   ともに、上記発光素子と接続される電極パッドの形成さ
   れたサブマウントと、上記発光素子の出力光を集光する
   レンズと、上記レンズの透過光が入射する光ファイバ
   と、上記発光素子の背面からの出力光を受光するモニタ
   ホトダイオードと、上記光ファイバの端面側に対向する
   位置であって、かつ上記サブマウント下部に配置され、
   上記サブマウントにおける電極パッドに接続されて上記
   発光素子を駆動するドライバＩＣと、上記発光素子、上
   記サブマウント、上記モニタホトダイオード、上記ドラ
   イバＩＣ、および上記光ファイバを搭載するケースと、
   上記ケース端面における上記ドライバＩＣ側に配置さ
   れ、当該ドライバＩＣとフリップチップ実装により接続
   され、上記ケース外部に配置された高周波信号伝送線路
   からの高周波信号を、上記ケース内部に配置された上記
   ドライバＩＣに供給する高周波信号入力端子と、上記光
   ファイバの光軸に垂直な方向に端子が伸びて配置され、
   上記ケース外部との間で伝送されるバイアス電流を、上
   記ケース内部に配置された上記発光素子、上記ドライバ
   ＩＣ、および上記モニタホトダイオードに対して供給す
   るリード端子とを備えた光半導体素子モジュール。