JP2002223023A - 光送受信モジュール - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光・送受信回路一体実装モジュールにおい
て、クロストークを効果的に抑制する。 【解決手段】 Ｓｉからなるプラットフォーム基板１上
を熱酸化膜２で覆い、その上の受信側領域のなるべく広
い範囲に接地導体層３を形成し、接地導体層３上に絶縁
体層４を形成し、絶縁体層４上に配線ａ５を形成する。
送信側領域では、熱酸化膜２上に配線ｂ８を、絶縁体層
９上に配線ｃ１０を形成する。受光素子６、発光素子１
１、ＬＳＩ７，１２をマウントし、箱型の遮蔽導電体２
０により受信側を覆い、遮蔽導電体２０と接地導体層３
を電気的に接続する。
て、クロストークを効果的に抑制する。 【解決手段】 Ｓｉからなるプラットフォーム基板１上
を熱酸化膜２で覆い、その上の受信側領域のなるべく広
い範囲に接地導体層３を形成し、接地導体層３上に絶縁
体層４を形成し、絶縁体層４上に配線ａ５を形成する。
送信側領域では、熱酸化膜２上に配線ｂ８を、絶縁体層
９上に配線ｃ１０を形成する。受光素子６、発光素子１
１、ＬＳＩ７，１２をマウントし、箱型の遮蔽導電体２
０により受信側を覆い、遮蔽導電体２０と接地導体層３
を電気的に接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信分野におい
て用いられる、送信回路と受信回路とが一体構造に実装
された光送受信モジュールに関し、特に送・受信回路間
のクロストークを低減した光送受信モジュールに関する
ものである。
て用いられる、送信回路と受信回路とが一体構造に実装
された光送受信モジュールに関し、特に送・受信回路間
のクロストークを低減した光送受信モジュールに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年のＬＡＮ（local area network）等
に代表されるデータ通信システムに適用される光送受信
モジュール（光トランシーバ）においては、更なる高速
化、低コスト化、小型化が望まれている。このため、送
受信デバイスを単一基板上にコンパクトに実装する技術
が不可欠である。一般に、発光素子駆動のため必要な電
流に対し、受信側の受光素子の最小出力電流は小さく、
そのレベルには大きな格差がある（例えば、発光素子駆
動電流１００ｍＡ、受光素子最小出力電流１０μＡ時に
は格差は８０ｄＢ）。また、たとえば標準的コネクタで
あるＭＴ−ＲＪコネクタを考慮すると、発光素子と受光
素子との間隔は７５０μｍと非常に狭い。このため１０
Ｇｂｐｓを越えるような高ビットレートにおいては、ク
ロストークが深刻な問題となる。
に代表されるデータ通信システムに適用される光送受信
モジュール（光トランシーバ）においては、更なる高速
化、低コスト化、小型化が望まれている。このため、送
受信デバイスを単一基板上にコンパクトに実装する技術
が不可欠である。一般に、発光素子駆動のため必要な電
流に対し、受信側の受光素子の最小出力電流は小さく、
そのレベルには大きな格差がある（例えば、発光素子駆
動電流１００ｍＡ、受光素子最小出力電流１０μＡ時に
は格差は８０ｄＢ）。また、たとえば標準的コネクタで
あるＭＴ−ＲＪコネクタを考慮すると、発光素子と受光
素子との間隔は７５０μｍと非常に狭い。このため１０
Ｇｂｐｓを越えるような高ビットレートにおいては、ク
ロストークが深刻な問題となる。
【０００３】クロストークを低減するには、送・受信回
路間にシールド板（遮蔽板）を挿入することが有効であ
ることが知られている〔例えば、石井外、２０００年電
子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティＳＣ−３
−７：“MT-RJ Optical SubAssemblyのクロストーク解
析”〕。図１１は、この種の従来例を示す斜視図であ
る。図１１に示されるように、Ｓｉ（シリコン）からな
るプラットフォーム基板１０１上はシリコン酸化膜１０
２によって覆われ、その上の受信回路側と送信回路側と
には、配線ｅ１０３と配線ｆ１０６が設けられる。そし
て、受信回路側には、受光素子１０４と受信用ＬＳＩ１
０５が、送信回路側には、発光素子１０７と送信用ＬＳ
Ｉ１０８とが搭載され、送・受信回路間には、シールド
板１０９が挿入される。上記電子情報通信学会ＳＣ−３
−７によれば、シールド板を挿入することにより、１Ｇ
Ｈｚにおいて２０ｄＢ程度のクロストークの低減が可能
である。
路間にシールド板（遮蔽板）を挿入することが有効であ
ることが知られている〔例えば、石井外、２０００年電
子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティＳＣ−３
−７：“MT-RJ Optical SubAssemblyのクロストーク解
析”〕。図１１は、この種の従来例を示す斜視図であ
る。図１１に示されるように、Ｓｉ（シリコン）からな
るプラットフォーム基板１０１上はシリコン酸化膜１０
２によって覆われ、その上の受信回路側と送信回路側と
には、配線ｅ１０３と配線ｆ１０６が設けられる。そし
て、受信回路側には、受光素子１０４と受信用ＬＳＩ１
０５が、送信回路側には、発光素子１０７と送信用ＬＳ
Ｉ１０８とが搭載され、送・受信回路間には、シールド
板１０９が挿入される。上記電子情報通信学会ＳＣ−３
−７によれば、シールド板を挿入することにより、１Ｇ
Ｈｚにおいて２０ｄＢ程度のクロストークの低減が可能
である。
【０００４】そして、プラットフォーム基板上に搭載さ
れた発光素子と受光素子はフェルールを介して光ファイ
バと光学的に結合される。図１２は、この種の従来の光
送受信モジュールの構造を示す平面図である。同図にお
いて、図１１の部分と同等の部分には同一の参照番号を
付して重複する説明は省略する。図１２に示されるよう
に、発光素子１０７および受光素子１０４の前方には、
光結合用の短尺の光ファイバ１１５が埋め込まれた樹脂
製のフェルール１１４が、プラットフォーム基板１０１
と位置決めされて配置されており、これにより発光素子
および受光素子と短尺の光ファイバ１１５とが位置決め
される構造となっている。
れた発光素子と受光素子はフェルールを介して光ファイ
バと光学的に結合される。図１２は、この種の従来の光
送受信モジュールの構造を示す平面図である。同図にお
いて、図１１の部分と同等の部分には同一の参照番号を
付して重複する説明は省略する。図１２に示されるよう
に、発光素子１０７および受光素子１０４の前方には、
光結合用の短尺の光ファイバ１１５が埋め込まれた樹脂
製のフェルール１１４が、プラットフォーム基板１０１
と位置決めされて配置されており、これにより発光素子
および受光素子と短尺の光ファイバ１１５とが位置決め
される構造となっている。
【０００５】さらにフェルール１１４には、光ファイバ
１１８を保持する光コネクタ１１７が装着されるが、こ
こで光コネクタ１１７には嵌合穴１１７ａが、フェルー
ル１１４には嵌合穴１１７ａに嵌合する位置決め用の突
起１１４ａが設けられており、これにより、光コネクタ
１１７をフェルール１１４に装着した際に、短尺の光フ
ァイバ１１５と光コネクタ１１７に保持された光ファイ
バ１１８の端面同士が自動的に位置決めされるようにな
っている。この種の光送受信モジュールでは、通常フェ
ルール１１４は黒色顔料などの光を吸収する添加剤を含
有する遮光性のある樹脂で作製されており、発光素子
（ＬＤ）から出射した光のうち光ファイバ１１５に結合
せず、内部で反射して生じた迷光が受信側へ回り込むこ
とがないように配慮されている。なお、この種の光送受
信回路と光コネクタ間にフェルールを介在させる構造
は、例えば、森外、２０００年電子情報通信学会総合大
会Ｓ−３−１４０：“SMファイバMT-RJ 光トランシーバ
モジュール”などに開示されている。
１１８を保持する光コネクタ１１７が装着されるが、こ
こで光コネクタ１１７には嵌合穴１１７ａが、フェルー
ル１１４には嵌合穴１１７ａに嵌合する位置決め用の突
起１１４ａが設けられており、これにより、光コネクタ
１１７をフェルール１１４に装着した際に、短尺の光フ
ァイバ１１５と光コネクタ１１７に保持された光ファイ
バ１１８の端面同士が自動的に位置決めされるようにな
っている。この種の光送受信モジュールでは、通常フェ
ルール１１４は黒色顔料などの光を吸収する添加剤を含
有する遮光性のある樹脂で作製されており、発光素子
（ＬＤ）から出射した光のうち光ファイバ１１５に結合
せず、内部で反射して生じた迷光が受信側へ回り込むこ
とがないように配慮されている。なお、この種の光送受
信回路と光コネクタ間にフェルールを介在させる構造
は、例えば、森外、２０００年電子情報通信学会総合大
会Ｓ−３−１４０：“SMファイバMT-RJ 光トランシーバ
モジュール”などに開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】受信側素子と送信側素
子とを同一の基板上に実装しようとするとき、安価でか
つ熱伝導率の高いＳｉが用いられることが多いが（熱伝
導率は、アルミナの２０Ｗ／ｍＫに対しＳｉは１５０Ｗ
／ｍＫ）、Ｓｉは絶縁体等に比較して導電率が高いた
め、図１１に示されるように、受光素子と発光素子とが
Ｓｉ基板を介して電気的に接続されることになり、基板
を介して大きなクロストークが生じることになる。一
方、Ｓｉは金属材料に比較すると遥かに導電率が低いた
め（比抵抗は、Ｃｕの１．６×１０-6Ωｃｍに対しＳｉ
は１０4 Ωｃｍ）、たとえＳｉ基板を接地したとして
も、図示されてような、送・受信回路間の回路的な結合
を解消することはできない。そのため、従来技術では１
０ＧＨｚにおいて−８０ｄＢ程度のクロストークを実現
することは不可能であった。クロストークを低減するた
めに、Ｓｉ基板を送・受信回路間で切り分けることによ
り、基板からの回り込みをなくす方法も考えられるが、
光軸のアライメントなどの送受信光素子実装を、それぞ
れ別々に行わなければならず、工程が増加し、コスト増
大につながる問題がある。
子とを同一の基板上に実装しようとするとき、安価でか
つ熱伝導率の高いＳｉが用いられることが多いが（熱伝
導率は、アルミナの２０Ｗ／ｍＫに対しＳｉは１５０Ｗ
／ｍＫ）、Ｓｉは絶縁体等に比較して導電率が高いた
め、図１１に示されるように、受光素子と発光素子とが
Ｓｉ基板を介して電気的に接続されることになり、基板
を介して大きなクロストークが生じることになる。一
方、Ｓｉは金属材料に比較すると遥かに導電率が低いた
め（比抵抗は、Ｃｕの１．６×１０-6Ωｃｍに対しＳｉ
は１０4 Ωｃｍ）、たとえＳｉ基板を接地したとして
も、図示されてような、送・受信回路間の回路的な結合
を解消することはできない。そのため、従来技術では１
０ＧＨｚにおいて−８０ｄＢ程度のクロストークを実現
することは不可能であった。クロストークを低減するた
めに、Ｓｉ基板を送・受信回路間で切り分けることによ
り、基板からの回り込みをなくす方法も考えられるが、
光軸のアライメントなどの送受信光素子実装を、それぞ
れ別々に行わなければならず、工程が増加し、コスト増
大につながる問題がある。
【０００７】また、従来の光送受信回路と光ファイバと
の結合構造では、短尺の光ファイバ１１５が埋め込まれ
たフェルール１１４は遮光性であることにより迷光を遮
断することはできるもののその材料が樹脂であるため、
電磁波を遮断することはできず、プラットフォーム基板
端部に電磁波伝播ルート１１６が形成されることにな
り、このルートを介してのクロストークも発生する。フ
ェルール１１４の材料を従来例の構造で電磁シールド効
果を持つ金属に変えた場合、短尺の光ファイバ１１５を
埋め込む部分の穴は、光ファイバ径よりわずかに大きく
し穴径および穴間のピッチを非常に高精度に形成する必
要がある。しかしながら、このような精密な穴加工を金
属部材に施すことは非常に困難であり、生産性に劣ると
いう欠点がある。
の結合構造では、短尺の光ファイバ１１５が埋め込まれ
たフェルール１１４は遮光性であることにより迷光を遮
断することはできるもののその材料が樹脂であるため、
電磁波を遮断することはできず、プラットフォーム基板
端部に電磁波伝播ルート１１６が形成されることにな
り、このルートを介してのクロストークも発生する。フ
ェルール１１４の材料を従来例の構造で電磁シールド効
果を持つ金属に変えた場合、短尺の光ファイバ１１５を
埋め込む部分の穴は、光ファイバ径よりわずかに大きく
し穴径および穴間のピッチを非常に高精度に形成する必
要がある。しかしながら、このような精密な穴加工を金
属部材に施すことは非常に困難であり、生産性に劣ると
いう欠点がある。
【０００８】本発明の課題は、上述した従来技術の問題
点を解決することであって、その目的は、第１に、プラ
ットフォーム基板としてＳｉのような導電性のある材料
を使用しても基板を回り込むクロストーク経路が形成す
ることのないようにすることであり、第２に、プラット
フォーム基板の端面において電磁波および光のクロスト
ーク経路が形成されることがないようにすることであ
る。
点を解決することであって、その目的は、第１に、プラ
ットフォーム基板としてＳｉのような導電性のある材料
を使用しても基板を回り込むクロストーク経路が形成す
ることのないようにすることであり、第２に、プラット
フォーム基板の端面において電磁波および光のクロスト
ーク経路が形成されることがないようにすることであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明によれば、第１の絶縁膜にて被覆された導電
性のプラットフォーム基板上に、半導体受光素子を含む
光受信回路と半導体発光素子を含む光送信回路とが形成
されている光送受信モジュールにおいて、受信回路側に
おいては、前記第１の絶縁膜上に受信回路側領域のほぼ
全面を覆う接地導体層および該接地導体層を選択的に覆
う第２の絶縁膜が形成され、前記半導体受光素子は前記
第２の絶縁膜上に該第２の絶縁膜上に形成された第１の
配線に接続されて搭載されており、送信回路側において
は、前記半導体発光素子が前記第１の絶縁膜上若しくは
その上に形成された導体層上に搭載され、かつ、少なく
とも前記光受信回路と前記光送信回路間には前記接地導
体層に接続された遮蔽導電体が設置されていることを特
徴とする光送受信モジュール、が提供される。
め、本発明によれば、第１の絶縁膜にて被覆された導電
性のプラットフォーム基板上に、半導体受光素子を含む
光受信回路と半導体発光素子を含む光送信回路とが形成
されている光送受信モジュールにおいて、受信回路側に
おいては、前記第１の絶縁膜上に受信回路側領域のほぼ
全面を覆う接地導体層および該接地導体層を選択的に覆
う第２の絶縁膜が形成され、前記半導体受光素子は前記
第２の絶縁膜上に該第２の絶縁膜上に形成された第１の
配線に接続されて搭載されており、送信回路側において
は、前記半導体発光素子が前記第１の絶縁膜上若しくは
その上に形成された導体層上に搭載され、かつ、少なく
とも前記光受信回路と前記光送信回路間には前記接地導
体層に接続された遮蔽導電体が設置されていることを特
徴とする光送受信モジュール、が提供される。
【００１０】そして、好ましくは、前記第２の絶縁膜上
には、前記第１の配線に接続された、前記半導体受光素
子の出力電流を処理するための受信側半導体集積回路が
搭載される。また、好ましくは、前記遮蔽導電体は、前
記半導体受光素子の周囲を囲むように若しくは前記半導
体受光素子を覆うように形成される。また、好ましく
は、信号光が前記プラットフォーム基板面に平行に入射
され、前記プラットフォーム基板の表面には光入射側の
端面から前記半導体受光素子の直下に至る光透過用Ｖ溝
が形成され、該光透過用Ｖ溝上の前記第１の絶縁膜等が
除去されている。さらに、好ましくは、信号光が前記プ
ラットフォーム基板面に平行に入・出射され、前記プラ
ットフォーム基板の光入・出射側端面には、光の入射部
および光出射部にピンホールが開設された金属板が設置
される。
には、前記第１の配線に接続された、前記半導体受光素
子の出力電流を処理するための受信側半導体集積回路が
搭載される。また、好ましくは、前記遮蔽導電体は、前
記半導体受光素子の周囲を囲むように若しくは前記半導
体受光素子を覆うように形成される。また、好ましく
は、信号光が前記プラットフォーム基板面に平行に入射
され、前記プラットフォーム基板の表面には光入射側の
端面から前記半導体受光素子の直下に至る光透過用Ｖ溝
が形成され、該光透過用Ｖ溝上の前記第１の絶縁膜等が
除去されている。さらに、好ましくは、信号光が前記プ
ラットフォーム基板面に平行に入・出射され、前記プラ
ットフォーム基板の光入・出射側端面には、光の入射部
および光出射部にピンホールが開設された金属板が設置
される。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例に則して図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、
本発明の第１の実施例を示す図であって、図１（ａ）
は、遮蔽導電体３０を取り付ける前の状態を示す斜視図
であり、図１（ｂ）は、遮蔽導電体を取り付けた後の状
態を示す斜視図である。図１に示すように、Ｓｉからな
るプラットフォーム基板１の表面全面は熱酸化膜２によ
って覆われている。その熱酸化膜２上の受信回路側に
は、そのほぼ全面を覆うように、接地導体層３が形成さ
れている。そして、周辺部を除く接地導体層３上には、
ポリイミド樹脂等からなる絶縁体層４が形成され、絶縁
体層４上には、接地導電層、電源導電層、信号導電層な
どからなる配線ａ５が形成されている。そして、絶縁体
層４上には、受光素子６と、受光素子６の出力電流を電
圧信号に変換して増幅する等の機能を有する受信用ＬＳ
Ｉ７とが搭載されている。
例に則して図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、
本発明の第１の実施例を示す図であって、図１（ａ）
は、遮蔽導電体３０を取り付ける前の状態を示す斜視図
であり、図１（ｂ）は、遮蔽導電体を取り付けた後の状
態を示す斜視図である。図１に示すように、Ｓｉからな
るプラットフォーム基板１の表面全面は熱酸化膜２によ
って覆われている。その熱酸化膜２上の受信回路側に
は、そのほぼ全面を覆うように、接地導体層３が形成さ
れている。そして、周辺部を除く接地導体層３上には、
ポリイミド樹脂等からなる絶縁体層４が形成され、絶縁
体層４上には、接地導電層、電源導電層、信号導電層な
どからなる配線ａ５が形成されている。そして、絶縁体
層４上には、受光素子６と、受光素子６の出力電流を電
圧信号に変換して増幅する等の機能を有する受信用ＬＳ
Ｉ７とが搭載されている。
【００１２】送信回路側においては、熱酸化膜２上に
は、接地導電層等の配線ｂ８が形成され、その上には光
入・出射端面から後退してポリイミド樹脂等からなる絶
縁体層９が形成されている。絶縁体層９上には、接地導
体層、電源導電層および信号導電層である配線ｃ１０が
形成されている。そして、熱酸化膜２上には、発光素子
１１が、絶縁体層９上には、発光素子１１を駆動するた
めの送信用ＬＳＩ１２が搭載されている。ここで、発光
素子１１と配線ｃ１０との間はワイヤにより接続される
が、本実施例のように発光素子１１の搭載位置と配線ｃ
１０の形成領域との間に段差がある場合には、ワイヤ長
を短くすることができ、高周波帯での特性劣化を抑制す
ることができる。
は、接地導電層等の配線ｂ８が形成され、その上には光
入・出射端面から後退してポリイミド樹脂等からなる絶
縁体層９が形成されている。絶縁体層９上には、接地導
体層、電源導電層および信号導電層である配線ｃ１０が
形成されている。そして、熱酸化膜２上には、発光素子
１１が、絶縁体層９上には、発光素子１１を駆動するた
めの送信用ＬＳＩ１２が搭載されている。ここで、発光
素子１１と配線ｃ１０との間はワイヤにより接続される
が、本実施例のように発光素子１１の搭載位置と配線ｃ
１０の形成領域との間に段差がある場合には、ワイヤ長
を短くすることができ、高周波帯での特性劣化を抑制す
ることができる。
【００１３】受信回路側の回路全体は金属製の遮蔽導電
体３０が被せられている。遮蔽導電体３０は、概略、下
方が開放された箱形の形状をしており、図の手前側と後
方側には、光を受光素子６に入射させるための開口３０
ａと、信号線を通すための切り欠き部３０ｂとが設けら
れている。これらの開口ないし切り欠き部は、光が入射
できる範囲で、あるいは信号線路の特性インピーダンス
等の電気的特性を乱さない範囲内において極力小さくな
される。これらの開口ないし切り欠き部の形状は、正方
形、（半）円形、（半）楕円形等であってもよい。遮蔽
導電体３０の厚みは電磁波の侵入長にくらべ十分大きい
ものとする。遮蔽導電体３０は、半田若しくは導電性ペ
ーストを用いて接地導体層３上に固着される。
体３０が被せられている。遮蔽導電体３０は、概略、下
方が開放された箱形の形状をしており、図の手前側と後
方側には、光を受光素子６に入射させるための開口３０
ａと、信号線を通すための切り欠き部３０ｂとが設けら
れている。これらの開口ないし切り欠き部は、光が入射
できる範囲で、あるいは信号線路の特性インピーダンス
等の電気的特性を乱さない範囲内において極力小さくな
される。これらの開口ないし切り欠き部の形状は、正方
形、（半）円形、（半）楕円形等であってもよい。遮蔽
導電体３０の厚みは電磁波の侵入長にくらべ十分大きい
ものとする。遮蔽導電体３０は、半田若しくは導電性ペ
ーストを用いて接地導体層３上に固着される。
【００１４】本発明においては、受信回路側において受
光素子は絶縁体層４上に搭載されるが、送信回路側にお
いては発光素子が熱酸化膜２上の配線ｂ８上に直接搭載
されることが極めて肝要である。その理由は、以下の通
りである。絶縁体層４は１０〜４０μｍ程度とかなり厚
い膜厚に形成される。このように厚く形成するのは、絶
縁体層４上の信号配線はその良好な高周波特性によりコ
プレナー線路として形成されることが多いが、絶縁体層
４の膜厚が薄い場合にはコプレナー線路としての設計・
製作が困難となるからである。ところで、このような厚
い膜厚の絶縁体層は樹脂によって形成することが現実的
である。而して、発光素子は数１０〜１００ｍＡの大電
流で駆動されるため熱伝導性の低い樹脂膜上に搭載した
場合には十分な放熱が行えないことになる。また、樹脂
膜は高い精度の膜厚に形成することが困難であるため、
発光素子を樹脂膜上に搭載した場合には発光素子の設置
高さのばらつきが大きくなり発光素子と光ファイバとの
位置合わせが困難となる。更に、樹脂膜は熱膨張係数が
高いために、発光素子の発熱により発光素子の位置ずれ
が大きくなり光ファイバとの良好な光学的結合が阻害さ
れることになる。一方、受光素子では受光面積が大きい
ために位置ずれは発光素子の場合ほど大きな問題とはな
らない。また、信号光を受光素子の底面で受ける場合に
は絶縁体層の膜厚の受信感度に対する影響は実質的に排
除される。なお、本実施例においては発光素子は配線上
に搭載されているが、２つの電極が基板表面側に形成さ
れる発光素子の場合には熱酸化膜上に直接搭載されるこ
とがある。
光素子は絶縁体層４上に搭載されるが、送信回路側にお
いては発光素子が熱酸化膜２上の配線ｂ８上に直接搭載
されることが極めて肝要である。その理由は、以下の通
りである。絶縁体層４は１０〜４０μｍ程度とかなり厚
い膜厚に形成される。このように厚く形成するのは、絶
縁体層４上の信号配線はその良好な高周波特性によりコ
プレナー線路として形成されることが多いが、絶縁体層
４の膜厚が薄い場合にはコプレナー線路としての設計・
製作が困難となるからである。ところで、このような厚
い膜厚の絶縁体層は樹脂によって形成することが現実的
である。而して、発光素子は数１０〜１００ｍＡの大電
流で駆動されるため熱伝導性の低い樹脂膜上に搭載した
場合には十分な放熱が行えないことになる。また、樹脂
膜は高い精度の膜厚に形成することが困難であるため、
発光素子を樹脂膜上に搭載した場合には発光素子の設置
高さのばらつきが大きくなり発光素子と光ファイバとの
位置合わせが困難となる。更に、樹脂膜は熱膨張係数が
高いために、発光素子の発熱により発光素子の位置ずれ
が大きくなり光ファイバとの良好な光学的結合が阻害さ
れることになる。一方、受光素子では受光面積が大きい
ために位置ずれは発光素子の場合ほど大きな問題とはな
らない。また、信号光を受光素子の底面で受ける場合に
は絶縁体層の膜厚の受信感度に対する影響は実質的に排
除される。なお、本実施例においては発光素子は配線上
に搭載されているが、２つの電極が基板表面側に形成さ
れる発光素子の場合には熱酸化膜上に直接搭載されるこ
とがある。
【００１５】図２に、図３に示される様々な構造の光送
受信モジュールのクロストーク量のシミュレーション結
果を示す。シミュレータは３次元電磁界シミュレータを
用いた。図２に示されるように、本発明による構造（構
造）のクロストーク量は図３に示す基本構造（構造
）に対し、１０ＧＨｚにおいて６０ｄＢ程度低減され
ている。また、シールド板を挿入した従来例（構造）
に対しても同程度の低減が見られる。遮蔽導電体をなく
し、受信回路側絶縁体層４の下部に接地導体層３のみを
設けた場合（構造）に対しても４０ｄＢ程度の改善が
見られる。図２から明らかなように、本発明によれば、
クロストーク量を１４ＧＨｚにおいて−８０ｄＢ以下、
１３ＧＨｚにおいて−９０ｄＢ以下と極めて低く抑える
ことができる。
受信モジュールのクロストーク量のシミュレーション結
果を示す。シミュレータは３次元電磁界シミュレータを
用いた。図２に示されるように、本発明による構造（構
造）のクロストーク量は図３に示す基本構造（構造
）に対し、１０ＧＨｚにおいて６０ｄＢ程度低減され
ている。また、シールド板を挿入した従来例（構造）
に対しても同程度の低減が見られる。遮蔽導電体をなく
し、受信回路側絶縁体層４の下部に接地導体層３のみを
設けた場合（構造）に対しても４０ｄＢ程度の改善が
見られる。図２から明らかなように、本発明によれば、
クロストーク量を１４ＧＨｚにおいて−８０ｄＢ以下、
１３ＧＨｚにおいて−９０ｄＢ以下と極めて低く抑える
ことができる。
【００１６】図４は、遮蔽導電体の変更例を示す斜視図
である。遮蔽導電体は受光素子や受信用ＬＳＩを完全に
覆うことが望ましいが、上面および光入射方向に垂直な
側面については、要求されるクロストークのレベルや放
熱等の他の観点に従って適宜省略ないし簡略化すること
が可能である。図４（ａ）は、図１に示されたものに対
し、上面部分を取り除いた遮蔽導電体３１を示し、図４
（ｂ）は、上面に複数の通気孔３２ａを設けた遮蔽導電
体３２を示し、図４（ｃ）は、光入射方向と垂直な側面
を取り除いた遮蔽導電体３３を示す。また、図４（ｄ）
と図４（ｅ）は、側面を閉じた、あるいは、開いたかま
ぼこ屋根型の遮蔽導電体３４、３５を示す。図４（ｂ）
の遮蔽導電体３２の上面に設けたような通気孔３２ａ
は、遮蔽導電体３１、３２、３４において光入射方向と
垂直な側面に設けてもよい。また、後述する実施例（第
３の実施例）において用いられる場合のように、プラッ
トフォーム基板の光入・出射側端面に金属製のレンズホ
ルダーを装着する場合は、図４（ｃ）、（ｅ）に示すよ
うに、光入射側の側面が開放され、その反対側の側面は
信号線を通過させる開口部を除いて閉じたもの〔図４
（ｃ）、（ｅ）に示す遮蔽導電体に対し、１側面を閉じ
るようにしたもの〕を用いることができる。
である。遮蔽導電体は受光素子や受信用ＬＳＩを完全に
覆うことが望ましいが、上面および光入射方向に垂直な
側面については、要求されるクロストークのレベルや放
熱等の他の観点に従って適宜省略ないし簡略化すること
が可能である。図４（ａ）は、図１に示されたものに対
し、上面部分を取り除いた遮蔽導電体３１を示し、図４
（ｂ）は、上面に複数の通気孔３２ａを設けた遮蔽導電
体３２を示し、図４（ｃ）は、光入射方向と垂直な側面
を取り除いた遮蔽導電体３３を示す。また、図４（ｄ）
と図４（ｅ）は、側面を閉じた、あるいは、開いたかま
ぼこ屋根型の遮蔽導電体３４、３５を示す。図４（ｂ）
の遮蔽導電体３２の上面に設けたような通気孔３２ａ
は、遮蔽導電体３１、３２、３４において光入射方向と
垂直な側面に設けてもよい。また、後述する実施例（第
３の実施例）において用いられる場合のように、プラッ
トフォーム基板の光入・出射側端面に金属製のレンズホ
ルダーを装着する場合は、図４（ｃ）、（ｅ）に示すよ
うに、光入射側の側面が開放され、その反対側の側面は
信号線を通過させる開口部を除いて閉じたもの〔図４
（ｃ）、（ｅ）に示す遮蔽導電体に対し、１側面を閉じ
るようにしたもの〕を用いることができる。
【００１７】図５は、本発明の第２の実施例の、遮蔽導
電体３０を取り付ける前の状態を示す斜視図である。本
実施例においては、送信回路側においても、接地導体層
１３が形成され、その上に発光素子１１が搭載される。
そして、絶縁体層９が、光入・出射側端部から後退した
位置に設けられ、その上に配線ｄ１４が形成されてい
る。それ以外の点は第１の実施例と同様である。本実施
例によれば、送信回路側にも接地導体層１３が形成され
たことにより、プラットフォーム基板１を介しての送・
受信回路間の結合をより確実に遮断することができ、よ
りクロストークを低減することができる。また、配線ｄ
１４の信号配線をコプレナー線路としてその高周波特性
を改善することができる。なお、発光素子１１が、ｐ型
半導体基板を用いて作成されたものである場合には、接
地導体層１３に代えて同一パターンの電源導体層を形成
するようにしてもよい。
電体３０を取り付ける前の状態を示す斜視図である。本
実施例においては、送信回路側においても、接地導体層
１３が形成され、その上に発光素子１１が搭載される。
そして、絶縁体層９が、光入・出射側端部から後退した
位置に設けられ、その上に配線ｄ１４が形成されてい
る。それ以外の点は第１の実施例と同様である。本実施
例によれば、送信回路側にも接地導体層１３が形成され
たことにより、プラットフォーム基板１を介しての送・
受信回路間の結合をより確実に遮断することができ、よ
りクロストークを低減することができる。また、配線ｄ
１４の信号配線をコプレナー線路としてその高周波特性
を改善することができる。なお、発光素子１１が、ｐ型
半導体基板を用いて作成されたものである場合には、接
地導体層１３に代えて同一パターンの電源導体層を形成
するようにしてもよい。
【００１８】図６は、本発明の第２の実施例の製造方法
を説明するための工程順の断面図である。まず、ウェッ
ト酸化雰囲気中にて熱処理を行って、Ｓｉからなるプラ
ットフォーム基板１上に膜厚約１．３μｍの熱酸化膜２
を形成する〔図６（ａ）〕。次に、スパッタ法によりＡ
ｌを１μｍの膜厚に堆積し、フォトリソグラフィ法およ
びドライエッチング法を用いてＡｌ膜をパターニングし
て接地導体層３、１３を形成する〔図６（ｂ）〕。次
に、ポリイミドの前駆体であるモノマー（ポリアミック
酸）をスピン塗布し、熱処理によってイミド化して膜厚
約４０μｍのポリイミド膜を形成する。そして、フォト
リソグラフィ法およびドライエッチング法を用いてポリ
イミド膜をパターニングして絶縁体層４、９を形成する
〔図６（ｃ）〕。次に、フォトリソグラフィ法によって
レジスト膜パターンを形成した後、膜厚１μｍのＡｌ膜
を堆積し、これをリフトオフ若しくはフォトリソグラフ
ィ法およびドライエッチング法にて配線ａ５と配線ｄ１
４とを形成する〔図６（ｄ）〕。続いて、各素子をマウ
ントし、ワイヤボンディングを行なった後、半田若しく
は導電性ペーストを用いて遮蔽導電体を接地導体層３上
に固着する。なお、第２の実施例に対し、絶縁体層の材
料としてポリイミドに代えベンゾシクロブテン等の他の
樹脂を用いることでき、また接地導体層や配線の形成材
料としてＡｌに代え、ＣｕやＡｕを用いることができ
る。
を説明するための工程順の断面図である。まず、ウェッ
ト酸化雰囲気中にて熱処理を行って、Ｓｉからなるプラ
ットフォーム基板１上に膜厚約１．３μｍの熱酸化膜２
を形成する〔図６（ａ）〕。次に、スパッタ法によりＡ
ｌを１μｍの膜厚に堆積し、フォトリソグラフィ法およ
びドライエッチング法を用いてＡｌ膜をパターニングし
て接地導体層３、１３を形成する〔図６（ｂ）〕。次
に、ポリイミドの前駆体であるモノマー（ポリアミック
酸）をスピン塗布し、熱処理によってイミド化して膜厚
約４０μｍのポリイミド膜を形成する。そして、フォト
リソグラフィ法およびドライエッチング法を用いてポリ
イミド膜をパターニングして絶縁体層４、９を形成する
〔図６（ｃ）〕。次に、フォトリソグラフィ法によって
レジスト膜パターンを形成した後、膜厚１μｍのＡｌ膜
を堆積し、これをリフトオフ若しくはフォトリソグラフ
ィ法およびドライエッチング法にて配線ａ５と配線ｄ１
４とを形成する〔図６（ｄ）〕。続いて、各素子をマウ
ントし、ワイヤボンディングを行なった後、半田若しく
は導電性ペーストを用いて遮蔽導電体を接地導体層３上
に固着する。なお、第２の実施例に対し、絶縁体層の材
料としてポリイミドに代えベンゾシクロブテン等の他の
樹脂を用いることでき、また接地導体層や配線の形成材
料としてＡｌに代え、ＣｕやＡｕを用いることができ
る。
【００１９】図７（ａ）は、本発明の第３の実施例を示
す分解斜視図であり、図７（ｂ）は第３の実施例の平面
図である。図７において、図１に示した第１の実施例の
部分と同等の部分には同一の参照番号が付せられている
ので、重複する説明は省略するが、本実施例において
は、受信回路上を覆うシールド部材として底面と２つの
側面が開放された箱型の遮蔽導電体３３が用いられてい
る。そして、受光素子６、発光素子２の前方には、信号
光が透過する部分に、ピンホール１５ｃが開口された金
属製のレンズホルダー１５が配置される。レンズホルダ
ーのプラットフォーム基板１と反対側の面には、位置決
め用の突起１５ａが形成されるとともに平板レンズアレ
イ１６を収容するための凹部１５ｂが形成されている。
このレンズホルダー１５は図外グランド部材により接地
されるとともに遮蔽導電体３３と密着して配置されてい
る。
す分解斜視図であり、図７（ｂ）は第３の実施例の平面
図である。図７において、図１に示した第１の実施例の
部分と同等の部分には同一の参照番号が付せられている
ので、重複する説明は省略するが、本実施例において
は、受信回路上を覆うシールド部材として底面と２つの
側面が開放された箱型の遮蔽導電体３３が用いられてい
る。そして、受光素子６、発光素子２の前方には、信号
光が透過する部分に、ピンホール１５ｃが開口された金
属製のレンズホルダー１５が配置される。レンズホルダ
ーのプラットフォーム基板１と反対側の面には、位置決
め用の突起１５ａが形成されるとともに平板レンズアレ
イ１６を収容するための凹部１５ｂが形成されている。
このレンズホルダー１５は図外グランド部材により接地
されるとともに遮蔽導電体３３と密着して配置されてい
る。
【００２０】光学的に透明な材料からなる平板レンズア
レイ１６は、レンズホルダー１５の凹部１５ｂ内に、接
着剤で接着することによりあるいは平板レンズアレイ１
６表面にメッキを施し半田付けすることにより、固定す
る。平板レンズアレイ１６内には、受光素子６および発
光素子１１側の面に凸球面状あるいは分布屈折率状のレ
ンズ１６ａが形成されている。本実施例では、レンズ１
６ａの焦点距離は、発光素子１１から出射された光が光
ファイバ１８の端面に集光するように設定されている。
このようなレンズは、ガラス基板に例えばフォトリソグ
ラフィ法およびイオン交換法を適用することにより形成
することができる。
レイ１６は、レンズホルダー１５の凹部１５ｂ内に、接
着剤で接着することによりあるいは平板レンズアレイ１
６表面にメッキを施し半田付けすることにより、固定す
る。平板レンズアレイ１６内には、受光素子６および発
光素子１１側の面に凸球面状あるいは分布屈折率状のレ
ンズ１６ａが形成されている。本実施例では、レンズ１
６ａの焦点距離は、発光素子１１から出射された光が光
ファイバ１８の端面に集光するように設定されている。
このようなレンズは、ガラス基板に例えばフォトリソグ
ラフィ法およびイオン交換法を適用することにより形成
することができる。
【００２１】レンズホルダー１５の前方には光ファイバ
１８を保持する光コネクタ１７が装着される。光コネク
タ１７は、黒色顔料あるいは光吸収用の添加剤を含有し
た樹脂を用いて光ファイバ１８を挟み込むようにしてこ
れと一体的に成形されている。ここで、光ファイバ１８
のプラットフォーム基板１側の端部は光コネクタ１７の
側面より所定長（１０μｍ程度）突出するようになされ
ている。この光コネクタ１７には、前述のレンズホルダ
ー１５の位置決め用の突起１５ａに対応する位置に、そ
の径より若干大きい径の嵌合穴１７ａが形成されてい
る。そして、レンズホルダー１５の突起１５ａを光コネ
クタ１７の嵌合穴１７ａに嵌合させれば、平板レンズア
レイ１６の表面に光ファイバ１８の端面が直接接触する
ようになっている。
１８を保持する光コネクタ１７が装着される。光コネク
タ１７は、黒色顔料あるいは光吸収用の添加剤を含有し
た樹脂を用いて光ファイバ１８を挟み込むようにしてこ
れと一体的に成形されている。ここで、光ファイバ１８
のプラットフォーム基板１側の端部は光コネクタ１７の
側面より所定長（１０μｍ程度）突出するようになされ
ている。この光コネクタ１７には、前述のレンズホルダ
ー１５の位置決め用の突起１５ａに対応する位置に、そ
の径より若干大きい径の嵌合穴１７ａが形成されてい
る。そして、レンズホルダー１５の突起１５ａを光コネ
クタ１７の嵌合穴１７ａに嵌合させれば、平板レンズア
レイ１６の表面に光ファイバ１８の端面が直接接触する
ようになっている。
【００２２】本実施例では、光送信部のパルス駆動によ
り生じ、発光部前面の空間を通して受信側に回り込む電
磁波は、金属製で厚さ０．３ｍｍ程度のレンズホルダー
１５により遮蔽されるため、送信回路および受信回路間
の電気的クロストークを抑えることが可能となる。ま
た、レンズホルダー１５に設けられたピンホール１５ｃ
は、光のビーム径程度（２００〜３００μｍ）に小さく
することが可能であり、このピンホール通しての電磁ノ
イズは無視できる程度となる。このレンズホルダー１５
は図示しないグランド部材により接地されているため、
その電位レベルが安定している。また、発光素子１１か
ら出射された光で、光ファイバ１８に結合しなかった光
は迷光となって、受信回路側へ回り込むことが知られて
いるが、光の経路を金属製のレンズホルダーのピンホー
ル内に限定することにより、受信回路側への迷光の侵入
を遮断することが可能となり、光学的なクロストークも
抑制することが可能となる。よって、本実施例によれ
ば、第１、第２の実施例より一層クロストークを低減す
ることができる。なお、本実施例では、遮蔽導電体とレ
ンズホルダーとは単に接触しているのみであったが、導
電性ペーストあるいは半田を用いて両者を電気的および
機械的に接続するようにしてもよい。また、両者を一体
構造のものとして構成してもよい。
り生じ、発光部前面の空間を通して受信側に回り込む電
磁波は、金属製で厚さ０．３ｍｍ程度のレンズホルダー
１５により遮蔽されるため、送信回路および受信回路間
の電気的クロストークを抑えることが可能となる。ま
た、レンズホルダー１５に設けられたピンホール１５ｃ
は、光のビーム径程度（２００〜３００μｍ）に小さく
することが可能であり、このピンホール通しての電磁ノ
イズは無視できる程度となる。このレンズホルダー１５
は図示しないグランド部材により接地されているため、
その電位レベルが安定している。また、発光素子１１か
ら出射された光で、光ファイバ１８に結合しなかった光
は迷光となって、受信回路側へ回り込むことが知られて
いるが、光の経路を金属製のレンズホルダーのピンホー
ル内に限定することにより、受信回路側への迷光の侵入
を遮断することが可能となり、光学的なクロストークも
抑制することが可能となる。よって、本実施例によれ
ば、第１、第２の実施例より一層クロストークを低減す
ることができる。なお、本実施例では、遮蔽導電体とレ
ンズホルダーとは単に接触しているのみであったが、導
電性ペーストあるいは半田を用いて両者を電気的および
機械的に接続するようにしてもよい。また、両者を一体
構造のものとして構成してもよい。
【００２３】図８は、本発明の第４の実施例の組み立て
前の状態を示す斜視図である。本実施例の第３の実施例
と相違する点は、受信回路の光入射端面側に絶縁体層４
からプラットフォーム基板１に至る光透過溝１９が開設
されていることである。光透過溝１９の底面はプラット
フォーム基板内に形成されており、Ｖ字状の形状をなし
ている。また、この光透過溝１９は受光素子６の真下ま
で開けられており、その溝終端部においてプラットフォ
ーム基板１での端面は傾斜面となっている。図示が省略
された光ファイバより平板レンズアレイ１６に入射され
た光は、レンズホルダー１５の受信回路側のピンホール
１５ｃを介して光透過溝１９の下端部、すなわちプラッ
トフォーム基板１に開設されたＶ溝部へ入射される。こ
のＶ溝を透過した光は、受光素子直下に形成された傾斜
面において反射され、受光素子６の受光面に入射され
る。
前の状態を示す斜視図である。本実施例の第３の実施例
と相違する点は、受信回路の光入射端面側に絶縁体層４
からプラットフォーム基板１に至る光透過溝１９が開設
されていることである。光透過溝１９の底面はプラット
フォーム基板内に形成されており、Ｖ字状の形状をなし
ている。また、この光透過溝１９は受光素子６の真下ま
で開けられており、その溝終端部においてプラットフォ
ーム基板１での端面は傾斜面となっている。図示が省略
された光ファイバより平板レンズアレイ１６に入射され
た光は、レンズホルダー１５の受信回路側のピンホール
１５ｃを介して光透過溝１９の下端部、すなわちプラッ
トフォーム基板１に開設されたＶ溝部へ入射される。こ
のＶ溝を透過した光は、受光素子直下に形成された傾斜
面において反射され、受光素子６の受光面に入射され
る。
【００２４】図９は、第４の実施例に用いられるプラッ
トフォーム基板の加工手順を示す工程順の断面図であ
る。（１００）面を主面とするＳｉからなるプラットフ
ォーム基板１を酸化性雰囲気中にて熱処理して、膜厚
１．３μｍの熱酸化膜２を形成する〔図９（ａ）〕。次
に、フォトリソグラフィ法により、熱酸化膜２上に、形
成すべき溝部分に開口を有するフォトレジスト膜２０を
形成する。このとき、フォトレジスト膜の開口の長手方
向が＜１１０＞方向となるようにする〔図９（ｂ）〕。
次に、フォトレジスト膜をマスクとしてバッファードフ
ッ酸（ buffered ＨＦ）により露出している熱酸化膜２
をエッチング除去し、プラットフォーム基板１の表面の
一部を露出させる〔図９（ｃ）〕。次に、アッシング法
によりフォトレジスト膜２０を除去する〔図９
（ｄ）〕。次に、ＫＯＨをエッチャントとして熱酸化膜
２をマスクにプラットフォーム基板（Ｓｉ）をエッチン
グしてＶ溝２１を形成する。このＶ溝２１では、３つの
（１１１）面が露出される。すなわち、紙面に直交して
いるＶ字形の２つの底面と紙面奥に形成される端面の全
てが（１１１）面となる〔図９（ｅ）〕。また、好まし
くはV溝反射面は反射率を高くするため、スパッタ法な
どを用いてAuなどでメタライズする。その後、図６を参
照して説明した方法と同様の方法により、導電体層（配
線層）および絶縁体層を形成する。但し、Ｖ溝２１上の
導電体層（配線層）および絶縁体層は全てエッチング除
去して図８に示す光透過溝１９を形成する。
トフォーム基板の加工手順を示す工程順の断面図であ
る。（１００）面を主面とするＳｉからなるプラットフ
ォーム基板１を酸化性雰囲気中にて熱処理して、膜厚
１．３μｍの熱酸化膜２を形成する〔図９（ａ）〕。次
に、フォトリソグラフィ法により、熱酸化膜２上に、形
成すべき溝部分に開口を有するフォトレジスト膜２０を
形成する。このとき、フォトレジスト膜の開口の長手方
向が＜１１０＞方向となるようにする〔図９（ｂ）〕。
次に、フォトレジスト膜をマスクとしてバッファードフ
ッ酸（ buffered ＨＦ）により露出している熱酸化膜２
をエッチング除去し、プラットフォーム基板１の表面の
一部を露出させる〔図９（ｃ）〕。次に、アッシング法
によりフォトレジスト膜２０を除去する〔図９
（ｄ）〕。次に、ＫＯＨをエッチャントとして熱酸化膜
２をマスクにプラットフォーム基板（Ｓｉ）をエッチン
グしてＶ溝２１を形成する。このＶ溝２１では、３つの
（１１１）面が露出される。すなわち、紙面に直交して
いるＶ字形の２つの底面と紙面奥に形成される端面の全
てが（１１１）面となる〔図９（ｅ）〕。また、好まし
くはV溝反射面は反射率を高くするため、スパッタ法な
どを用いてAuなどでメタライズする。その後、図６を参
照して説明した方法と同様の方法により、導電体層（配
線層）および絶縁体層を形成する。但し、Ｖ溝２１上の
導電体層（配線層）および絶縁体層は全てエッチング除
去して図８に示す光透過溝１９を形成する。
【００２５】図１０は、本発明の第５の実施例を説明す
るための断面図である。本実施例においても、遮蔽導電
体、または、遮蔽導電体およびレンズホルダーが装着さ
れるがそれらの図示は省略されている。本実施例におい
ては、発光素子１１の発生する熱を効果的に放散させる
ために、発光素子１１の下部のプラットフォーム基板１
がエッチングされてその部分の基板厚が薄くなされてい
る。そして、基板裏面には、シリコン酸化膜２２と導電
体層２３とが形成されている。本実施例によれば、発光
素子１１の発生する熱を、導電体層２３を介してこの光
送受信モジュールが収容されるパッケージに放散させる
ことができ、発光素子の発熱をより効果的に抑えること
ができる。
るための断面図である。本実施例においても、遮蔽導電
体、または、遮蔽導電体およびレンズホルダーが装着さ
れるがそれらの図示は省略されている。本実施例におい
ては、発光素子１１の発生する熱を効果的に放散させる
ために、発光素子１１の下部のプラットフォーム基板１
がエッチングされてその部分の基板厚が薄くなされてい
る。そして、基板裏面には、シリコン酸化膜２２と導電
体層２３とが形成されている。本実施例によれば、発光
素子１１の発生する熱を、導電体層２３を介してこの光
送受信モジュールが収容されるパッケージに放散させる
ことができ、発光素子の発熱をより効果的に抑えること
ができる。
【００２６】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜の変更が可能
なものである。例えば、実施例では信号光がプラットフ
ォーム基板面に対し水平に入射していたが、信号光が基
板面に垂直に入射する場合も本発明は適用が可能であ
る。また、実施例ではＳｉを基板として用いていたが、
これに代え金属基板を用いてもよい。さらに、図１０に
示す実施例において形成されていたシリコン酸化膜２２
は除去することが可能であって、プラットフォーム基板
の底面に直接導電体層を形成するようにしてもよい。そ
して、このような導電体層、または、絶縁膜および導電
体層は他の実施例のプラットフォーム基板に対しても形
成することができるものである。
本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜の変更が可能
なものである。例えば、実施例では信号光がプラットフ
ォーム基板面に対し水平に入射していたが、信号光が基
板面に垂直に入射する場合も本発明は適用が可能であ
る。また、実施例ではＳｉを基板として用いていたが、
これに代え金属基板を用いてもよい。さらに、図１０に
示す実施例において形成されていたシリコン酸化膜２２
は除去することが可能であって、プラットフォーム基板
の底面に直接導電体層を形成するようにしてもよい。そ
して、このような導電体層、または、絶縁膜および導電
体層は他の実施例のプラットフォーム基板に対しても形
成することができるものである。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光送受信
モジュールは、第１の絶縁膜にて被覆されたプラットフ
ォーム基板の受信回路側に接地導体層と第２の絶縁膜と
を設け、光受信回路を第２の絶縁膜上に構成するととも
に前記接地導体層に接続された遮蔽導電体によって受信
回路を覆うようにし、かつ、発光素子はプラットフォー
ム基板上の絶縁膜（またはその上に形成された導電体
層）上に直接搭載するようにしたものであるので、以下
の効果を享受することができる。 安価で熱伝導性の高いＳｉを基板として用いても、
送・受信回路間のクロストークを、１４ＧＨｚにおいて
−８０ｄＢ以下と極めて低く抑えることができる。した
がって、本発明によれば、特性の優れた光送受信モジュ
ールを安価に提供することが可能になる。 発光素子が薄い酸化膜（またはその上に形成された
導電体層）上に直接搭載されているので、発光素子が薄
い酸化膜を介してＳｉ基板に熱的に結合されることにな
り発光素子の放熱を効率よく行うことができる。 上記と同じ理由により、発光素子の搭載される位
置の高さ精度を高く維持できる外、温度による発光素子
の位置変動を低く抑えることができる。 受信側回路を接地導体層上の厚い絶縁体層上に形成
することができるので、コプレナー線路の設計・製作が
容易となり、受信側回路の高周波特性を良好に維持する
ことができる。
モジュールは、第１の絶縁膜にて被覆されたプラットフ
ォーム基板の受信回路側に接地導体層と第２の絶縁膜と
を設け、光受信回路を第２の絶縁膜上に構成するととも
に前記接地導体層に接続された遮蔽導電体によって受信
回路を覆うようにし、かつ、発光素子はプラットフォー
ム基板上の絶縁膜（またはその上に形成された導電体
層）上に直接搭載するようにしたものであるので、以下
の効果を享受することができる。 安価で熱伝導性の高いＳｉを基板として用いても、
送・受信回路間のクロストークを、１４ＧＨｚにおいて
−８０ｄＢ以下と極めて低く抑えることができる。した
がって、本発明によれば、特性の優れた光送受信モジュ
ールを安価に提供することが可能になる。 発光素子が薄い酸化膜（またはその上に形成された
導電体層）上に直接搭載されているので、発光素子が薄
い酸化膜を介してＳｉ基板に熱的に結合されることにな
り発光素子の放熱を効率よく行うことができる。 上記と同じ理由により、発光素子の搭載される位
置の高さ精度を高く維持できる外、温度による発光素子
の位置変動を低く抑えることができる。 受信側回路を接地導体層上の厚い絶縁体層上に形成
することができるので、コプレナー線路の設計・製作が
容易となり、受信側回路の高周波特性を良好に維持する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例を示す斜視図。
【図２】 各種構造の光送受信モジュールに対する電磁
界シミュレータを用いたシミュレーション結果を示すグ
ラフ。
界シミュレータを用いたシミュレーション結果を示すグ
ラフ。
【図３】 図２のシミュレーションに用いた各モジュー
ルの構造図。
ルの構造図。
【図４】 遮蔽導電体の変更例を示す斜視図。
【図５】 本発明の第２の実施例を示す斜視図。
【図６】 本発明の第２の実施例の製造方法を説明する
ための工程順の断面図。
ための工程順の断面図。
【図７】 本発明の第３の実施例の分解斜視図と平面
図。
図。
【図８】 本発明の第４の実施例の分解斜視図。
【図９】 本発明の第４の実施例の製造方法を説明する
ための工程順の断面図。
ための工程順の断面図。
【図１０】 本発明の第５の実施例の部分斜視図。
【図１１】 第１の従来例の斜視図。
【図１２】 第２の従来例の平面図。
１、１０１ プラットフォーム基板 ２ 熱酸化膜 ３、１３ 接地導体層 ４、９ 絶縁体層 ５ 配線ａ ６、１０４ 受光素子 ７、１０５ 受信用ＬＳＩ ８ 配線ｂ １０ 配線ｃ １１、１０７ 発光素子 １２、１０８ 送信用ＬＳＩ １４ 配線ｄ １５ レンズホルダー １６ 平板レンズアレイ １６ａ レンズ １７ 光コネクタ １８ 光ファイバ １９ 光透過溝 ２０ フォトレジスト膜 ２１ Ｖ溝 ２２ シリコン酸化膜 ２３ 導電体層 ３０〜３５ 遮蔽導電体 ３０ａ 開口 ３０ｂ 切り欠き部 ３２ａ 通気孔 １０２ シリコン酸化膜 １０３ 配線ｅ １０６ 配線ｆ １０９ シールド板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小田 三紀雄 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA03 BA12 CA12 DA11 DA38 DA40 5E321 AA01 GG05 5F041 AA02 AA41 AA47 DA07 EE01 EE11 FF14 5F073 AB14 AB21 AB27 AB28 BA01 EA14 EA15 EA27 FA06 FA13 FA27 GA01 5F088 AA01 BA02 BB01 EA09 HA10 JA03
Claims (16)
- 【請求項１】 第１の絶縁膜にて被覆された導電性のプ
ラットフォーム基板上に、半導体受光素子を含む光受信
回路と半導体発光素子を含む光送信回路とが形成されて
いる光送受信モジュールにおいて、受信回路側において
は、前記第１の絶縁膜上に受信回路側領域のほぼ全面を
覆う接地導体層および該接地導体層を選択的に覆う第２
の絶縁膜が形成され、前記半導体受光素子は前記第２の
絶縁膜上に該第２の絶縁膜上に形成された第１の配線に
接続されて搭載されており、送信回路側においては、前
記半導体発光素子が前記第１の絶縁膜上若しくはその上
に形成された導体層上に搭載され、かつ、少なくとも前
記光受信回路と前記光送信回路間には前記接地導体層に
接続された遮蔽導電体が設置されていることを特徴とす
る光送受信モジュール。 - 【請求項２】 前記第２の絶縁膜上には、前記第１の配
線に接続された、前記半導体受光素子の出力電流を処理
する受信側半導体集積回路が搭載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。 - 【請求項３】 前記送信回路側においては、前記第１の
絶縁膜上に前記送信回路側の領域の大部分を覆う定電位
導体層が形成され、前記半導体発光素子は前記定電位導
体層上に搭載されていることを特徴とする請求項１また
は２記載の光送受信モジュール。 - 【請求項４】 前記送信回路側においては、前記半導体
発光素子が搭載された領域を除く領域上に第３の絶縁膜
が形成され、該第３の絶縁膜上には第２の配線が形成さ
れており、かつ、前記第３の絶縁膜上には前記第２の配
線に接続された、前記半導体発光素子を駆動する送信側
半導体集積回路が搭載されていることを特徴とする請求
項１〜３のいずれかに記載の光送受信モジュール。 - 【請求項５】 前記第２の絶縁膜または前記第３の絶縁
膜が樹脂により形成されていることを特徴とする請求項
１〜４のいずれかに記載の光送受信モジュール。 - 【請求項６】 前記遮蔽導電体は、前記半導体受光素
子、若しくは、前記半導体受光素子および受信側半導体
集積回路の周囲を囲むように、または、前記半導体受光
素子、若しくは、前記半導体受光素子および受信側半導
体集積回路を覆うように形成されていることを特徴とす
る請求項１〜５のいずれかに記載の光送受信モジュー
ル。 - 【請求項７】 前記遮蔽導電体は、概略、下方が開放さ
れた箱型、下方および１ないし２側面が開放された箱
型、角筒状、２側面が閉じたかまぼこ屋根型、または、
１ないし２側面が開放されたかまぼこ屋根型のいずれか
の形状を有し、必要に応じて光入射部および信号線通過
部に開口ないし切り欠き部が形成されていることを特徴
とする請求項１〜６のいずれかに記載の光送受信モジュ
ール。 - 【請求項８】 前記プラットフォーム基板が、シリコン
（Ｓｉ）により構成されていることを特徴とする請求項
１〜７のいずれかに記載の光送受信モジュール。 - 【請求項９】 信号光が前記プラットフォーム基板面に
平行に入射され、前記プラットフォーム基板の表面には
光入射側の端面から前記半導体受光素子の直下に至る光
透過用Ｖ溝が形成され、該光透過用Ｖ溝上の前記第１の
絶縁膜、前記接地導体層および前記第２の絶縁膜が除去
されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに
記載の光送受信モジュール。 - 【請求項１０】 信号光が前記プラットフォーム基板面
に平行に入・出射され、前記プラットフォーム基板の光
入・出射側端面には、光の入射部および光出射部にピン
ホールが開設された金属板が設置されていることを特徴
とする請求項１〜９のいずれかに記載の光送受信モジュ
ール。 - 【請求項１１】 第１の絶縁膜にて被覆された導電性の
プラットフォーム基板上に、半導体受光素子を含む光受
信回路と半導体発光素子を含む光送信回路とが形成され
おり、信号光が前記プラットフォーム基板面に平行に入
・出射される光送受信モジュールにおいて、受信回路側
においては前記第１の絶縁膜上に受信回路側領域のほぼ
全面を覆う接地導体層が形成され、少なくとも前記光受
信回路と前記光送信回路間には前記接地導体層に接続さ
れた遮蔽導電体が形成されており、かつ、前記プラット
フォーム基板の光入・出射側端面には、光の入射部およ
び光出射部にピンホールが開設された金属板が設置され
ていることを特徴とする光送受信モジュール。 - 【請求項１２】 前記金属板は、前記遮蔽導電体に接触
して、若しくは、前記遮蔽導電体に接続されて、若しく
は、前記遮蔽導電体と一体の部材として設置されている
ことを特徴とする請求項１０または１１記載の光送受信
モジュール。 - 【請求項１３】 前記金属板の前記プラットフォーム基
板と反対側の面には前記金属板のピンホールを覆うよう
にレンズが設置されていることを特徴とする請求項１０
〜１２のいずれかに記載の光送受信モジュール。 - 【請求項１４】 前記レンズは、ガラス平板内に形成さ
れていることを特徴とする請求項１３記載の光送受信モ
ジュール。 - 【請求項１５】 前記プラットフォーム基板の前記半導
体発光素子が搭載された領域の下部はエッチングにより
薄くなされていることを特徴とする請求項１〜１４のい
ずれかに記載の光送受信モジュール。 - 【請求項１６】 前記プラットフォーム基板の裏面に
は、導電体層、または、絶縁膜および導電体層、が形成
されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか
に記載の光送受信モジュール。
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|---|---|---|---|
| JP2001017751A JP3722279B2 (ja) | 2001-01-26 | 2001-01-26 | 光送受信モジュール |
| US10/055,931 US6663295B2 (en) | 2001-01-26 | 2002-01-28 | Optical transmitter-receiver module suitable for reducing crosstalk |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001017751A JP3722279B2 (ja) | 2001-01-26 | 2001-01-26 | 光送受信モジュール |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002223023A true JP2002223023A (ja) | 2002-08-09 |
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Family
ID=18883891
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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