JP2003008133A - 光素子モジュール - Google Patents
光素子モジュールInfo
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- JP2003008133A JP2003008133A JP2001195238A JP2001195238A JP2003008133A JP 2003008133 A JP2003008133 A JP 2003008133A JP 2001195238 A JP2001195238 A JP 2001195238A JP 2001195238 A JP2001195238 A JP 2001195238A JP 2003008133 A JP2003008133 A JP 2003008133A
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- Japan
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- optical element
- submount
- chip thermistor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光素子とチップサーミスタが各々専用のサブマ
ウントに搭載され、信号伝搬用基板も個別で部品点数が
多く、作業工数も増加し、高価であった。また、チップ
サーミスタの電極が上面と下面に有しており、ワイヤボ
ンディング押圧力設定作業が煩雑であった。更に熱電子
冷却素子からサーミスタへの熱応答時間が遅延し、温度
制御回路が発振する場合があった。 【解決手段】光素子とチップサーミスタを同一のサブマ
ウント上に搭載固定してパッケージ内に収納する。
ウントに搭載され、信号伝搬用基板も個別で部品点数が
多く、作業工数も増加し、高価であった。また、チップ
サーミスタの電極が上面と下面に有しており、ワイヤボ
ンディング押圧力設定作業が煩雑であった。更に熱電子
冷却素子からサーミスタへの熱応答時間が遅延し、温度
制御回路が発振する場合があった。 【解決手段】光素子とチップサーミスタを同一のサブマ
ウント上に搭載固定してパッケージ内に収納する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信用半導体レ
ーザモジュールや外部変調器モジュール、半導体アンプ
モジュール等の光素子モジュールに関する。
ーザモジュールや外部変調器モジュール、半導体アンプ
モジュール等の光素子モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の光素子モジュールのパッケージ内
におけるチップサーミスタの搭載方法及びその形状例を
図３、図４及び図５により説明する。
におけるチップサーミスタの搭載方法及びその形状例を
図３、図４及び図５により説明する。
【０００３】図３は、光素子１が半導体レーザの場合の
光素子モジュール横断面図である。パッケージ２内のヒ
ートブロック１７側面に光素子１の温度を制御するため
の熱電子冷却素子１８が設置固定されており、熱電子冷
却素子１８上に金属から成るステム３が搭載固定されて
いる。光素子１は、絶縁性を有し、かつ放熱性の高い窒
化アルミニウム質セラミックス材から成る第１のサブマ
ウント１９ａ上に搭載され、第１のサブマウント１９ａ
は光素子１の出射光を平行光又は疑似平行光に変換する
第１レンズ６と共にステム３上に搭載されている。光素
子１の温度を検出するチップサーミスタ４は、第１のサ
ブマウント１９ａと同じ窒化アルミニウム質セラミック
ス材から成る第２のサブマウント１９ｂ上に搭載され、
第２のサブマウント１９ｂは、ステム３側面にろう材ま
たははんだ等の接合手段により、固定されている。
光素子モジュール横断面図である。パッケージ２内のヒ
ートブロック１７側面に光素子１の温度を制御するため
の熱電子冷却素子１８が設置固定されており、熱電子冷
却素子１８上に金属から成るステム３が搭載固定されて
いる。光素子１は、絶縁性を有し、かつ放熱性の高い窒
化アルミニウム質セラミックス材から成る第１のサブマ
ウント１９ａ上に搭載され、第１のサブマウント１９ａ
は光素子１の出射光を平行光又は疑似平行光に変換する
第１レンズ６と共にステム３上に搭載されている。光素
子１の温度を検出するチップサーミスタ４は、第１のサ
ブマウント１９ａと同じ窒化アルミニウム質セラミック
ス材から成る第２のサブマウント１９ｂ上に搭載され、
第２のサブマウント１９ｂは、ステム３側面にろう材ま
たははんだ等の接合手段により、固定されている。
【０００４】レンズホルダ７に固定された第２レンズ８
は、第１レンズ６と光軸が合う位置にパッケージ２に固
定され、光ファイバ９は、第２レンズ８と光軸が一致す
るよう調芯した後、光ファイバ９を保持するフェルール
１０及びフェルールホルダ１１と共にパッケージ２に固
定されている。
は、第１レンズ６と光軸が合う位置にパッケージ２に固
定され、光ファイバ９は、第２レンズ８と光軸が一致す
るよう調芯した後、光ファイバ９を保持するフェルール
１０及びフェルールホルダ１１と共にパッケージ２に固
定されている。
【０００５】第２のサブマウント１９ｂにはチップサー
ミスタ４の配線用リード２０が接続されており、パッケ
ージ２の外部リード１３へ導くための基板１４上のパタ
ーン１５へはんだ２１により接続されている。
ミスタ４の配線用リード２０が接続されており、パッケ
ージ２の外部リード１３へ導くための基板１４上のパタ
ーン１５へはんだ２１により接続されている。
【０００６】第２のサブマウント１９ｂの主面の面積
は、一般に１ｍｍ2のチップサーミスタ４を搭載でき、
かつ配線用リード２０がはんだ付けできるよう５〜６ｍ
ｍ2程度となっており、第２のサブマウント１９ｂの熱
抵抗は０．７℃／Ｗである。熱電子冷却素子１８からチ
ップサーミスタ４への熱応答遅延時間としては、１２０
ｍｓである（特開平９−２３２６７９号公報参照）。
は、一般に１ｍｍ2のチップサーミスタ４を搭載でき、
かつ配線用リード２０がはんだ付けできるよう５〜６ｍ
ｍ2程度となっており、第２のサブマウント１９ｂの熱
抵抗は０．７℃／Ｗである。熱電子冷却素子１８からチ
ップサーミスタ４への熱応答遅延時間としては、１２０
ｍｓである（特開平９−２３２６７９号公報参照）。
【０００７】一方、図４は、同じく光素子１が半導体レ
ーザの場合であり、熱電子冷却素子（図示せず）がパッ
ケージ２内の底面にはんだ等の接合手段により固定され
た光素子モジュール横断面図である。熱電子冷却素子上
に金属から成るステム３が搭載固定されている。光素子
１は、窒化アルミニウム質セラミックス材から成る第１
のサブマウント１９ａ上に搭載され、第１のサブマウン
ト１９ａは第１レンズ６と共にステム３上に搭載されて
いる。チップサーミスタ４は、絶縁性を有し、かつ窒化
アルミニウム質セラミックス材より安価な通常のセラミ
ックス材等から成る第２のサブマウント１９ｂ上に搭載
され、第２のサブマウント１９ｂは、ステム３上に搭載
固定されている。通常のセラミックス材から成る第２の
サブマウント１９ｂの熱抵抗は、６．２℃／Ｗであり、
熱電子冷却素子からチップサーミスタ４への熱応答遅延
時間としては、２３０ｍｓである。
ーザの場合であり、熱電子冷却素子（図示せず）がパッ
ケージ２内の底面にはんだ等の接合手段により固定され
た光素子モジュール横断面図である。熱電子冷却素子上
に金属から成るステム３が搭載固定されている。光素子
１は、窒化アルミニウム質セラミックス材から成る第１
のサブマウント１９ａ上に搭載され、第１のサブマウン
ト１９ａは第１レンズ６と共にステム３上に搭載されて
いる。チップサーミスタ４は、絶縁性を有し、かつ窒化
アルミニウム質セラミックス材より安価な通常のセラミ
ックス材等から成る第２のサブマウント１９ｂ上に搭載
され、第２のサブマウント１９ｂは、ステム３上に搭載
固定されている。通常のセラミックス材から成る第２の
サブマウント１９ｂの熱抵抗は、６．２℃／Ｗであり、
熱電子冷却素子からチップサーミスタ４への熱応答遅延
時間としては、２３０ｍｓである。
【０００８】ステム３上には他に、コプレーナ線路など
の信号伝搬路が形成された信号伝搬用基板２４が搭載固
定され、光素子１とＡｕワイヤ１６により接続されてい
る。
の信号伝搬路が形成された信号伝搬用基板２４が搭載固
定され、光素子１とＡｕワイヤ１６により接続されてい
る。
【０００９】図５は、チップサーミスタ４を搭載した第
２のサブマウント１９ｂの拡大斜視図である。チップサ
ーミスタ４の電極パターン１２は、上面及び下面に有
し、下面が第２のサブマウウント１９ｂ上のパターン２
２にはんだにより固定され、第２のサブマウウント１９
ｂ上のパターン２２及びチップサーミスタ４の上面パタ
ーン１２より、パッケージ２の外部リード１３へ導くた
めの基板１４上のパターン１５へＡｕワイヤ１６により
ワイヤボンディングされている。
２のサブマウント１９ｂの拡大斜視図である。チップサ
ーミスタ４の電極パターン１２は、上面及び下面に有
し、下面が第２のサブマウウント１９ｂ上のパターン２
２にはんだにより固定され、第２のサブマウウント１９
ｂ上のパターン２２及びチップサーミスタ４の上面パタ
ーン１２より、パッケージ２の外部リード１３へ導くた
めの基板１４上のパターン１５へＡｕワイヤ１６により
ワイヤボンディングされている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記図
３に示す従来の光素子モジュールでは、第１のサブマウ
ント１９ａと第２のサブマウント１９ｂに分かれている
ことから、部品点数が多い上、チップサーミスタ４を搭
載している第２のサブマウント１９ｂがステム３の側面
に固定されていることから、ワイヤボンディングが不可
能であり、配線リード２０をはんだ２１により接続して
いる為、作業工数も増加し高価になるという第１の課題
があった。
３に示す従来の光素子モジュールでは、第１のサブマウ
ント１９ａと第２のサブマウント１９ｂに分かれている
ことから、部品点数が多い上、チップサーミスタ４を搭
載している第２のサブマウント１９ｂがステム３の側面
に固定されていることから、ワイヤボンディングが不可
能であり、配線リード２０をはんだ２１により接続して
いる為、作業工数も増加し高価になるという第１の課題
があった。
【００１１】また、前記図４に示す従来の光素子モジュ
ールでは、ワイヤボンディング位置が第２のサブマウン
ト１９ｂ上とチップサーミスタ４の上面とでチップサー
ミスタ４の厚み分の段差を有している。一般に、チップ
サーミスタ４の厚みは０．５ｍｍである。このため、ワ
イヤボンディング押圧力の条件設定を個別に必要とし、
煩雑になるというという第２の課題があった。
ールでは、ワイヤボンディング位置が第２のサブマウン
ト１９ｂ上とチップサーミスタ４の上面とでチップサー
ミスタ４の厚み分の段差を有している。一般に、チップ
サーミスタ４の厚みは０．５ｍｍである。このため、ワ
イヤボンディング押圧力の条件設定を個別に必要とし、
煩雑になるというという第２の課題があった。
【００１２】更に、前記図４に示す従来の光素子モジュ
ールでは、チップサーミスタ４を搭載する第２のサブマ
ウント１９ｂの材質が、窒化アルミニウム質セラミック
ス材に比し安価ではあるものの約９倍の熱抵抗を有する
通常のセラミックス材であるため、熱電子冷却素子から
チップサーミスタ４への熱応答時間の遅延が生じ、高精
度を要する温度制御回路では発振を生じるという第３の
課題があった。
ールでは、チップサーミスタ４を搭載する第２のサブマ
ウント１９ｂの材質が、窒化アルミニウム質セラミック
ス材に比し安価ではあるものの約９倍の熱抵抗を有する
通常のセラミックス材であるため、熱電子冷却素子から
チップサーミスタ４への熱応答時間の遅延が生じ、高精
度を要する温度制御回路では発振を生じるという第３の
課題があった。
【００１３】他に、前記図４に示す従来の光素子モジュ
ールでは、第１のサブマウント１９ａの主面の面積が小
さく、光素子１をギガビット帯の高速変調駆動する場合
に必要となる信号伝搬路が形成できない為、信号伝搬路
が形成された信号伝搬用基板２４を追加しなければなら
ないという第４の課題があった。
ールでは、第１のサブマウント１９ａの主面の面積が小
さく、光素子１をギガビット帯の高速変調駆動する場合
に必要となる信号伝搬路が形成できない為、信号伝搬路
が形成された信号伝搬用基板２４を追加しなければなら
ないという第４の課題があった。
【００１４】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解消することにあり、部品点数の削減と工数削減及びワ
イヤボンディングの押圧力制御を容易として作業の効率
化を達成し、熱電子冷却素子からチップサーミスタへの
熱応答遅延時間も短縮した安価で、かつ高速変調駆動も
可能とした光素子モジュールを提供することにある。
解消することにあり、部品点数の削減と工数削減及びワ
イヤボンディングの押圧力制御を容易として作業の効率
化を達成し、熱電子冷却素子からチップサーミスタへの
熱応答遅延時間も短縮した安価で、かつ高速変調駆動も
可能とした光素子モジュールを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記課題に鑑みて本発明
は、光素子と該光素子の温度を検出するチップサーミス
タが絶縁性を有する同一のサブマウント上に搭載され、
前記サブマウントはステムを介して熱電子冷却素子上に
搭載され、パッケージ内に収納固定されたことを特徴と
する。
は、光素子と該光素子の温度を検出するチップサーミス
タが絶縁性を有する同一のサブマウント上に搭載され、
前記サブマウントはステムを介して熱電子冷却素子上に
搭載され、パッケージ内に収納固定されたことを特徴と
する。
【００１６】また、前記チップサーミスタの電極パター
ンが、両極とも同一平面上に存在することを特徴とす
る。
ンが、両極とも同一平面上に存在することを特徴とす
る。
【００１７】更に、前記チップサーミスタ上の電極パタ
ーンと前記パッケージ内に有するリードへの配線パター
ンとをワイヤボンディングにより接続したことを特徴と
する。
ーンと前記パッケージ内に有するリードへの配線パター
ンとをワイヤボンディングにより接続したことを特徴と
する。
【００１８】その上、前記サブマウントが窒化アルミニ
ウム質セラミックスから成り、主面の表面積を６ｍｍ2
以上としたことを特徴とする。
ウム質セラミックスから成り、主面の表面積を６ｍｍ2
以上としたことを特徴とする。
【００１９】他に、前記サブマウントの主面上にコプレ
ーナ線路を形成したことを特徴とする。
ーナ線路を形成したことを特徴とする。
【００２０】即ち、本発明は、第１のサブマウント上に
光素子とチップサーミスタを共に搭載したことで、部品
点数が削減でき、表面実装であるためワイヤボンディン
グも可能となり第１の課題が解決でき、２極の電極が同
一平面上に有するチップサーミスタを採用したことで、
ワイヤボンディングの押圧力制御を容易とし、第２の課
題を解決でき、サブマウントの材質が窒化アルミニウム
質セラミックス材である上、主面の表面積を６ｍｍ2以
上としたことで熱抵抗を低減し、第３の課題を解決で
き、サブマウントの主面上にコプレーナ線路を形成する
ことで信号伝搬用基板を不要とし、第４の課題を解決で
きるようにしたものである。
光素子とチップサーミスタを共に搭載したことで、部品
点数が削減でき、表面実装であるためワイヤボンディン
グも可能となり第１の課題が解決でき、２極の電極が同
一平面上に有するチップサーミスタを採用したことで、
ワイヤボンディングの押圧力制御を容易とし、第２の課
題を解決でき、サブマウントの材質が窒化アルミニウム
質セラミックス材である上、主面の表面積を６ｍｍ2以
上としたことで熱抵抗を低減し、第３の課題を解決で
き、サブマウントの主面上にコプレーナ線路を形成する
ことで信号伝搬用基板を不要とし、第４の課題を解決で
きるようにしたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
よって説明する。
よって説明する。
【００２２】図１は、本発明の光素子モジュールの横断
面図である。光素子１として例えば半導体レーザ等の動
作温度を制御するための熱電子冷却素子（図示せず）が
パッケージ２内の底面にはんだ等の接合手段により固定
されており、熱電子冷却素子上にはコバール材や銅タン
グステン材などの金属から成るステム３が搭載固定され
ている。光素子１と光素子１の温度を検出するためのチ
ップサーミスタ４は、ステム３材とほぼ同等の熱膨張係
数を有し、かつ放熱性の高い絶縁材料である窒化アルミ
ニウム質セラミックス材から成る同一のサブマウント５
上にはんだ等の接合手段により搭載され、サブマウント
５は光素子１の出射光を平行光又は疑似平行光に変換す
る第１レンズ６と共にステム３上に搭載されている。
面図である。光素子１として例えば半導体レーザ等の動
作温度を制御するための熱電子冷却素子（図示せず）が
パッケージ２内の底面にはんだ等の接合手段により固定
されており、熱電子冷却素子上にはコバール材や銅タン
グステン材などの金属から成るステム３が搭載固定され
ている。光素子１と光素子１の温度を検出するためのチ
ップサーミスタ４は、ステム３材とほぼ同等の熱膨張係
数を有し、かつ放熱性の高い絶縁材料である窒化アルミ
ニウム質セラミックス材から成る同一のサブマウント５
上にはんだ等の接合手段により搭載され、サブマウント
５は光素子１の出射光を平行光又は疑似平行光に変換す
る第１レンズ６と共にステム３上に搭載されている。
【００２３】レンズホルダ７に固定された第２レンズ８
は、第１レンズ６と光軸が合う位置にパッケージ２に固
定され、光ファイバ９は、第２レンズ８と光軸が一致す
るよう調芯した後、光ファイバ９を保持するフェルール
１０及びフェルールホルダ１１と共にパッケージ２に固
定されている。
は、第１レンズ６と光軸が合う位置にパッケージ２に固
定され、光ファイバ９は、第２レンズ８と光軸が一致す
るよう調芯した後、光ファイバ９を保持するフェルール
１０及びフェルールホルダ１１と共にパッケージ２に固
定されている。
【００２４】図２は、光素子１及びチップサーミスタ４
を搭載したサブマウント５の拡大斜視図である。光素子
１の大きさは、幅０．５ｍｍ×長さ０．５ｍｍ×高さ
０．１５ｍｍであり、チップサーミスタ４の大きさは、
幅０．５ｍｍ×長さ１ｍｍ×高さ０．５ｍｍである。光
素子１及びチップサーミスタ４が搭載されるサブマウン
ト５の大きさは、少なくとも幅４ｍｍ×長さ１．５ｍｍ
（主面の表面積で６ｍｍ 2）以上とし、高さは一般的な
０．５ｍｍ程度で良い。チップサーミスタ４の電極パタ
ーン１２は、両極とも上面に有し、パッケージ２の外部
リード１３へ導くための基板１４上のパターン１５へφ
２５μｍのＡｕワイヤ１６によりワイヤボンディングさ
れている。
を搭載したサブマウント５の拡大斜視図である。光素子
１の大きさは、幅０．５ｍｍ×長さ０．５ｍｍ×高さ
０．１５ｍｍであり、チップサーミスタ４の大きさは、
幅０．５ｍｍ×長さ１ｍｍ×高さ０．５ｍｍである。光
素子１及びチップサーミスタ４が搭載されるサブマウン
ト５の大きさは、少なくとも幅４ｍｍ×長さ１．５ｍｍ
（主面の表面積で６ｍｍ 2）以上とし、高さは一般的な
０．５ｍｍ程度で良い。チップサーミスタ４の電極パタ
ーン１２は、両極とも上面に有し、パッケージ２の外部
リード１３へ導くための基板１４上のパターン１５へφ
２５μｍのＡｕワイヤ１６によりワイヤボンディングさ
れている。
【００２５】サブマウント５を成す窒化アルミニウム質
セラミックスの熱伝導率は、通常のセラミックスの約９
倍の１５０Ｗ／ｍ・℃であり、サブマウント５の熱抵抗
Ｒは、以下の式で表される。
セラミックスの熱伝導率は、通常のセラミックスの約９
倍の１５０Ｗ／ｍ・℃であり、サブマウント５の熱抵抗
Ｒは、以下の式で表される。
【００２６】Ｒ＝ｔ／（λ・Ａ）
ここで、ｔはサブマウント５の高さ、λは熱伝導率、Ａ
は表面積である。一般に、光素子１が搭載されるサブマ
ウント５の主面の面積は５〜６ｍｍ2程度であるが、本
発明では、６ｍｍ2以上としているため、熱抵抗が通常
のセラミックスより１／９に低減されるばかりでなく、
同じ窒化アルミニウム質セラミックスと比較しても低減
されることがわかる。
は表面積である。一般に、光素子１が搭載されるサブマ
ウント５の主面の面積は５〜６ｍｍ2程度であるが、本
発明では、６ｍｍ2以上としているため、熱抵抗が通常
のセラミックスより１／９に低減されるばかりでなく、
同じ窒化アルミニウム質セラミックスと比較しても低減
されることがわかる。
【００２７】また、上記のようにサブマウント５を大き
くしたことによって、その主面上には、光素子１への信
号伝搬の為のコプレーナ線路２３を形成することがで
き、光素子１は、コプレーナ線路２３の信号が伝搬され
る中央のパターン上にはんだにより固定され、光素子１
の上面の電極より、コプレーナ線路２３のグランドとな
る両側のパターンへＡｕワイヤ１６により接続されてい
る。
くしたことによって、その主面上には、光素子１への信
号伝搬の為のコプレーナ線路２３を形成することがで
き、光素子１は、コプレーナ線路２３の信号が伝搬され
る中央のパターン上にはんだにより固定され、光素子１
の上面の電極より、コプレーナ線路２３のグランドとな
る両側のパターンへＡｕワイヤ１６により接続されてい
る。
【００２８】このようにして一つのサブマウント５上に
光素子１及びチップサーミスタ４を同時に搭載し、コプ
レーナ線路２３も形成することで、部品点数を削減でき
る上、ワイヤボンディングも可能であり、作業を簡略化
し、低コスト化でき、光素子１の高速変調動作も可能と
できる。また、チップサーミスタ４の電極パターン１２
が両極とも上面に有することで、ワイヤボンディング時
の高さが同一となるため、ボンディング押圧力を同一に
設定でき、セッティング作業を簡略化できる。更にサブ
マウント５の表面積を６ｍｍ2以上とすることで、熱抵
抗を低減し、熱電子冷却素子からチップサーミスタ４へ
の熱応答遅延時間を短縮できる。
光素子１及びチップサーミスタ４を同時に搭載し、コプ
レーナ線路２３も形成することで、部品点数を削減でき
る上、ワイヤボンディングも可能であり、作業を簡略化
し、低コスト化でき、光素子１の高速変調動作も可能と
できる。また、チップサーミスタ４の電極パターン１２
が両極とも上面に有することで、ワイヤボンディング時
の高さが同一となるため、ボンディング押圧力を同一に
設定でき、セッティング作業を簡略化できる。更にサブ
マウント５の表面積を６ｍｍ2以上とすることで、熱抵
抗を低減し、熱電子冷却素子からチップサーミスタ４へ
の熱応答遅延時間を短縮できる。
【００２９】
【実施例】以下、本発明実施例として図１に示す光素子
モジュールを作製した。
モジュールを作製した。
【００３０】図１において、銅タングステン材から成る
ステム３上に窒化アルミニウム質セラミックス材から成
る幅６ｍｍ×長さ３ｍｍ（表面積で１８ｍｍ2）×高さ
０．５ｍｍを有するサブマウント５を銀ろう材によりあ
らかじめ固定した。サブマウント５上に幅０．５ｍｍ×
長さ０．５ｍｍ×高さ０．１５ｍｍを有する半導体レー
ザの光素子１と幅０．５ｍｍ×長さ１ｍｍ×高さ０．５
ｍｍを有するチップサーミスタ４とを、Ａｕ／Ｓｎはん
だにて搭載固定した。チップサーミスタ４は、電極パタ
ーン１２が両極とも上面に有するものを採用した。ステ
ム３上には他に第１レンズ６をＰｂ／Ｓｎはんだにて固
定し、ステム３を熱電子冷却素子（図示せず）上にＩｎ
／Ｐｂ／Ａｇはんだにて固定し、熱電子冷却素子をパッ
ケージ２内に同じくＩｎ／Ｐｂ／Ａｇはんだにて固定し
た。
ステム３上に窒化アルミニウム質セラミックス材から成
る幅６ｍｍ×長さ３ｍｍ（表面積で１８ｍｍ2）×高さ
０．５ｍｍを有するサブマウント５を銀ろう材によりあ
らかじめ固定した。サブマウント５上に幅０．５ｍｍ×
長さ０．５ｍｍ×高さ０．１５ｍｍを有する半導体レー
ザの光素子１と幅０．５ｍｍ×長さ１ｍｍ×高さ０．５
ｍｍを有するチップサーミスタ４とを、Ａｕ／Ｓｎはん
だにて搭載固定した。チップサーミスタ４は、電極パタ
ーン１２が両極とも上面に有するものを採用した。ステ
ム３上には他に第１レンズ６をＰｂ／Ｓｎはんだにて固
定し、ステム３を熱電子冷却素子（図示せず）上にＩｎ
／Ｐｂ／Ａｇはんだにて固定し、熱電子冷却素子をパッ
ケージ２内に同じくＩｎ／Ｐｂ／Ａｇはんだにて固定し
た。
【００３１】レンズホルダ７に第２レンズ８をはんだに
より気密封止固定し、第１レンズ６と光軸が合う位置に
調芯後、パッケージ２にＹＡＧ溶接により固定した。光
ファイバ９はフェルール１０に保持されており、第２レ
ンズ８と光軸が一致するよう調芯した後、フェルール１
０をフェルールホルダ１１にＹＡＧ溶接固定し、フェル
ールホルダ１１をレンズホルダ７にＹＡＧ溶接固定し
た。
より気密封止固定し、第１レンズ６と光軸が合う位置に
調芯後、パッケージ２にＹＡＧ溶接により固定した。光
ファイバ９はフェルール１０に保持されており、第２レ
ンズ８と光軸が一致するよう調芯した後、フェルール１
０をフェルールホルダ１１にＹＡＧ溶接固定し、フェル
ールホルダ１１をレンズホルダ７にＹＡＧ溶接固定し
た。
【００３２】チップサーミスタ４の電極パターン１２か
ら、パッケージ２の外部リード１３へ導くための基板１
４上のパターン１５への接続は、φ２５μｍのＡｕワイ
ヤ１６によりワイヤボンディングした。
ら、パッケージ２の外部リード１３へ導くための基板１
４上のパターン１５への接続は、φ２５μｍのＡｕワイ
ヤ１６によりワイヤボンディングした。
【００３３】サブマウント５の高さｔが０．５ｍｍ、熱
伝導率λは１５０Ｗ／ｍ・℃、表面積Ａは１８ｍｍ2で
あることから、熱抵抗Ｒは、０．１８５℃／Ｗとなり、
同じく窒化アルミニウム質セラミックス材から成る従来
例に比し１／３以下に低減し、通常のセラミックス材か
ら成る従来例と比較した場合は、１／３３以下に低減し
た。これにより、熱電子冷却素子からチップサーミスタ
４への熱応答遅延時間としては、１００ｍｓとなり、同
じく窒化アルミニウム質セラミックス材から成る従来例
よりも２０ｍｓ低減した。
伝導率λは１５０Ｗ／ｍ・℃、表面積Ａは１８ｍｍ2で
あることから、熱抵抗Ｒは、０．１８５℃／Ｗとなり、
同じく窒化アルミニウム質セラミックス材から成る従来
例に比し１／３以下に低減し、通常のセラミックス材か
ら成る従来例と比較した場合は、１／３３以下に低減し
た。これにより、熱電子冷却素子からチップサーミスタ
４への熱応答遅延時間としては、１００ｍｓとなり、同
じく窒化アルミニウム質セラミックス材から成る従来例
よりも２０ｍｓ低減した。
【００３４】サブマウント５の主面上には、光素子１へ
の信号伝搬において電気的な損失や反射を抑制するため
のコプレーナ線路２３を形成し、光素子１は、コプレー
ナ線路２３の信号が伝搬される中央のパターン上にはん
だにより固定し、光素子１の上面の電極より、コプレー
ナ線路２３のグランドとなる両側のパターンへＡｕワイ
ヤ１６により接続した。
の信号伝搬において電気的な損失や反射を抑制するため
のコプレーナ線路２３を形成し、光素子１は、コプレー
ナ線路２３の信号が伝搬される中央のパターン上にはん
だにより固定し、光素子１の上面の電極より、コプレー
ナ線路２３のグランドとなる両側のパターンへＡｕワイ
ヤ１６により接続した。
【００３５】上記の通り、サブマウント５上に光素子１
とチップサーミスタ４を同時に搭載することで、チップ
サーミスタ４専用のサブマウントが不要となる上、ワイ
ヤボンディングも可能となる。また、電極パターン１２
が両極とも上面に有するチップサーミスタ４を採用した
ことで、ワイヤボンディング押圧力を同一に設定でき
る。更に、窒化アルミニウム質セラミックス材から成る
サブマウント５の表面積を６ｍｍ2以上としたことで、
熱抵抗を低減し、熱電子冷却素子からチップサーミスタ
４への熱応答遅延時間を短縮できる。他に、コプレーナ
線路２３を形成したことで、光素子１のギガビット帯で
の高速変調駆動が可能である上、専用の信号伝搬用基板
を不要とできる。
とチップサーミスタ４を同時に搭載することで、チップ
サーミスタ４専用のサブマウントが不要となる上、ワイ
ヤボンディングも可能となる。また、電極パターン１２
が両極とも上面に有するチップサーミスタ４を採用した
ことで、ワイヤボンディング押圧力を同一に設定でき
る。更に、窒化アルミニウム質セラミックス材から成る
サブマウント５の表面積を６ｍｍ2以上としたことで、
熱抵抗を低減し、熱電子冷却素子からチップサーミスタ
４への熱応答遅延時間を短縮できる。他に、コプレーナ
線路２３を形成したことで、光素子１のギガビット帯で
の高速変調駆動が可能である上、専用の信号伝搬用基板
を不要とできる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
素子と該光素子の温度を検出するチップサーミスタを同
一のサブマウント上に搭載し、サブマウント上にコプレ
ーナ線路も形成したことで、各々専用のサブマウントや
信号伝搬用基板を不要としたことで、部品点数を削減で
きた上、ワイヤボンディングも可能であり、作業が簡略
化し、安価でかつ、高速変調動作も可能な光素子モジュ
ールを提供することが可能となった。
素子と該光素子の温度を検出するチップサーミスタを同
一のサブマウント上に搭載し、サブマウント上にコプレ
ーナ線路も形成したことで、各々専用のサブマウントや
信号伝搬用基板を不要としたことで、部品点数を削減で
きた上、ワイヤボンディングも可能であり、作業が簡略
化し、安価でかつ、高速変調動作も可能な光素子モジュ
ールを提供することが可能となった。
【００３７】更に、電極パターンが両極とも上面に有す
るチップサーミスタを採用したことで、ワイヤボンディ
ング押圧力を同一に設定でき、セッティング作業を簡略
化できた。
るチップサーミスタを採用したことで、ワイヤボンディ
ング押圧力を同一に設定でき、セッティング作業を簡略
化できた。
【００３８】また、サブマウントを窒化アルミニウム質
セラミックスで形成し、その主面の面積を６ｍｍ2以上
としたことで、熱抵抗を低減し、熱電子冷却素子からチ
ップサーミスタへの熱応答遅延時間を短縮できた。
セラミックスで形成し、その主面の面積を６ｍｍ2以上
としたことで、熱抵抗を低減し、熱電子冷却素子からチ
ップサーミスタへの熱応答遅延時間を短縮できた。
【図１】本発明の光素子モジュールを示す横断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の光素子モジュールにおけるサブマウン
ト部拡大斜視図である。
ト部拡大斜視図である。
【図３】従来の光素子モジュールを示す横断面図であ
る。
る。
【図４】従来の光素子モジュールを示す横断面図であ
る。
る。
【図５】従来の光素子モジュールにおけるチップサーミ
スタ及びサブマウント拡大斜視図である。
スタ及びサブマウント拡大斜視図である。
１：光素子
２：パッケージ
３：ステム
４：チップサーミスタ
５：サブマウント
６：第１レンズ
７：レンズホルダ
８：第２レンズ
９：光ファイバ
１０：フェルール
１１：フェルールホルダ
１２：電極パターン
１３：外部リード
１４：基板
１５：パターン
１６：Ａｕワイヤ
１７：ヒートブロック
１８：熱電子冷却素子
１９ａ：第１のサブマウント
１９ｂ：第２のサブマウント
２０：接続リード
２１：はんだ
２２：パターン
２３：コプレーナ線路
２４：信号伝搬用基板
Claims (5)
- 【請求項１】光素子と該光素子の温度を検出するチップ
サーミスタが絶縁性を有する同一のサブマウント上に搭
載され、前記サブマウントはステムを介して熱電子冷却
素子上に搭載され、パッケージ内に収納固定されたこと
を特徴とする光素子モジュール。 - 【請求項２】前記チップサーミスタの電極パターンが、
両極とも同一平面上に存在することを特徴とする請求項
１記載の光素子モジュール。 - 【請求項３】前記チップサーミスタ上の電極パターンと
前記パッケージ内に有するリードへの配線パターンとを
ワイヤボンディングにより接続したことを特徴とする請
求項１記載の光素子モジュール。 - 【請求項４】前記サブマウントが窒化アルミニウム質セ
ラミックスから成り、主面の面積を６ｍｍ2以上とした
ことを特徴とする請求項１記載の光素子モジュール。 - 【請求項５】前記サブマウントの主面上にコプレーナ線
路を形成したことを特徴とする請求項１記載の光素子モ
ジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001195238A JP2003008133A (ja) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | 光素子モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001195238A JP2003008133A (ja) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | 光素子モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003008133A true JP2003008133A (ja) | 2003-01-10 |
Family
ID=19033253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001195238A Pending JP2003008133A (ja) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | 光素子モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003008133A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006041234A (ja) * | 2004-07-28 | 2006-02-09 | Mitsubishi Electric Corp | 光送信モジュールおよび光受信モジュール |
| KR100824922B1 (ko) | 2006-12-29 | 2008-04-23 | 김정수 | 열전소자를 내장한 티오 형 레이저 다이오드 |
| CN115373087A (zh) * | 2021-05-19 | 2022-11-22 | 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 | 一种光模块 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6317585A (ja) * | 1986-07-09 | 1988-01-25 | Toshiba Corp | 半導体レーザー装置 |
| JPH0258803A (ja) * | 1988-08-24 | 1990-02-28 | Murata Mfg Co Ltd | チップ型サーミスタ |
| JPH0281055A (ja) * | 1988-09-17 | 1990-03-22 | Seiko Epson Corp | 電子写真記録装置 |
| JPH034602A (ja) * | 1989-05-31 | 1991-01-10 | Toshiba Corp | 伝送線路 |
| JPH0555710A (ja) * | 1991-08-23 | 1993-03-05 | Nec Corp | 半導体レーザモジユール |
| JPH08335747A (ja) * | 1995-06-07 | 1996-12-17 | Anritsu Corp | 発光素子モジュール及びその製造方法 |
-
2001
- 2001-06-27 JP JP2001195238A patent/JP2003008133A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100824922B1 (ko) | 2006-12-29 | 2008-04-23 | 김정수 | 열전소자를 내장한 티오 형 레이저 다이오드 |
| CN115373087A (zh) * | 2021-05-19 | 2022-11-22 | 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 | 一种光模块 |
| CN115373087B (zh) * | 2021-05-19 | 2024-05-17 | 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 | 一种光模块 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110621 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20111108 |