JP2003014990A - 光通信モジュール - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 受発光素子と電気回路部品との電気絶縁およ
び熱絶縁を確保すると共に、高速応答性にも適合できる
光通信モジュールを提供する。 【解決手段】 多層に配置された複数の導電性媒体を具
える。この導電性媒体の一つである第1導電性媒体(第
1リードフレーム41)に発光素子(LD10)を支持する。
さらに第2導電性媒体(第2リードフレーム42)に電気
回路部品(ドライバIC20)を支持する。第1・第2導電
性媒体の間には電気絶縁体(絶縁スペーサ50)が介在さ
れる。
び熱絶縁を確保すると共に、高速応答性にも適合できる
光通信モジュールを提供する。 【解決手段】 多層に配置された複数の導電性媒体を具
える。この導電性媒体の一つである第1導電性媒体(第
1リードフレーム41)に発光素子(LD10)を支持する。
さらに第2導電性媒体(第2リードフレーム42)に電気
回路部品(ドライバIC20)を支持する。第1・第2導電
性媒体の間には電気絶縁体(絶縁スペーサ50)が介在さ
れる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信に用いる光
送信モジュール、光受信モジュール又はこれらの組み合
わせにより構成される光送受信モジュールに関するもの
である。
送信モジュール、光受信モジュール又はこれらの組み合
わせにより構成される光送受信モジュールに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】図12は現在用いられている半導体レーザ
送信器の断面構造を示す切欠斜視図である。パッケージ
の中には、半導体レーザ10(LD)とその光強度を検知す
るモニタフォトダイオード15(M-PD)が配置されてい
る。LD10から出力される光信号はレンズ60を介して光フ
ァイバ61に入射される。このような光通信モジュール
は、構造上からピッグテール型と呼ばれている。このよ
うなピッグテール型モジュール100は、ドライバIC20やC
/R素子25を含む回路基板と結合させる際、図13のよう
に、半導体レーザ送信器のリードを折り曲げて回路基板
に半田付けしていた。
送信器の断面構造を示す切欠斜視図である。パッケージ
の中には、半導体レーザ10(LD)とその光強度を検知す
るモニタフォトダイオード15(M-PD)が配置されてい
る。LD10から出力される光信号はレンズ60を介して光フ
ァイバ61に入射される。このような光通信モジュール
は、構造上からピッグテール型と呼ばれている。このよ
うなピッグテール型モジュール100は、ドライバIC20やC
/R素子25を含む回路基板と結合させる際、図13のよう
に、半導体レーザ送信器のリードを折り曲げて回路基板
に半田付けしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、光通信技術が
発展するにつれて、より小型で、より低コストで、大量
に生産できる光通信機器が必要とされるようになった。
図12、図13に示す従来の構造では、LDとドライバIC等を
搭載した回路基板とが別々に作成されるために、小型化
にも、低コスト化にも、大量生産にも限界があった。
発展するにつれて、より小型で、より低コストで、大量
に生産できる光通信機器が必要とされるようになった。
図12、図13に示す従来の構造では、LDとドライバIC等を
搭載した回路基板とが別々に作成されるために、小型化
にも、低コスト化にも、大量生産にも限界があった。
【0004】回路基板と別々にしか製造できなかった最
大の理由は、LDと回路基板とを集積化するに当たり、電
気的な絶縁と熱的な絶縁とを同時に満たす良好な手段が
提供されなかったためである。
大の理由は、LDと回路基板とを集積化するに当たり、電
気的な絶縁と熱的な絶縁とを同時に満たす良好な手段が
提供されなかったためである。
【0005】従って、本発明の主目的は、受発光素子と
電気回路部品との電気絶縁および熱絶縁を確保すると共
に、高速応答性にも適合できる光通信モジュールを提供
することにある。
電気回路部品との電気絶縁および熱絶縁を確保すると共
に、高速応答性にも適合できる光通信モジュールを提供
することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、多層の導電性
媒体を用いることで上記の目的を達成する。
媒体を用いることで上記の目的を達成する。
【0007】すなわち、本発明光通信モジュールは、多
層に積層された複数の導電性媒体と、これらの導電性媒
体上に実装される発光素子および受光素子の少なくとも
一つと電気回路部品とを具えることを特徴とする。
層に積層された複数の導電性媒体と、これらの導電性媒
体上に実装される発光素子および受光素子の少なくとも
一つと電気回路部品とを具えることを特徴とする。
【0008】導電性媒体を多層にすることで、同一平面
上では実装の制約が大きかった多数の素子・電気回路部
品を実装することができる。発光素子、受光素子および
電気回路部品は、同一の導電性媒体上に複数実装されて
いても良いし、異なる導電性媒体にそれぞれ発光素子、
受光素子または電気回路部品が実装されていても良い。
上では実装の制約が大きかった多数の素子・電気回路部
品を実装することができる。発光素子、受光素子および
電気回路部品は、同一の導電性媒体上に複数実装されて
いても良いし、異なる導電性媒体にそれぞれ発光素子、
受光素子または電気回路部品が実装されていても良い。
【0009】また、本発明光通信モジュールは、前記導
電性媒体の一つである第1導電性媒体に支持される発光
素子および受光素子の少なくとも一方と、第1導電性媒
体とは別の導電性媒体である第2導電性媒体に支持され
る電気回路部品と、前記第1・第2導電性媒体の間に介
在される電気絶縁体とを具えることを特徴とする。
電性媒体の一つである第1導電性媒体に支持される発光
素子および受光素子の少なくとも一方と、第1導電性媒
体とは別の導電性媒体である第2導電性媒体に支持され
る電気回路部品と、前記第1・第2導電性媒体の間に介
在される電気絶縁体とを具えることを特徴とする。
【0010】本発明では、基板上にLDやM-PD、あるいは
フォトダイオード(PD)や増幅器(AMP)を平面的に実
装する表面実装技術を用いた光通信モジュールを利用す
る。発受光素子と電気回路部品は、熱的にはできるだけ
離したいが、伝送速度が高速化するにつれて、電気的に
はできるだけ距離を近づけてインピーダンスを下げ、高
速応答を可能にしたい。このような相反する条件を同時
に満足するために、本発明は複数の階層構造を用いる。
フォトダイオード(PD)や増幅器(AMP)を平面的に実
装する表面実装技術を用いた光通信モジュールを利用す
る。発受光素子と電気回路部品は、熱的にはできるだけ
離したいが、伝送速度が高速化するにつれて、電気的に
はできるだけ距離を近づけてインピーダンスを下げ、高
速応答を可能にしたい。このような相反する条件を同時
に満足するために、本発明は複数の階層構造を用いる。
【0011】発光素子および受光素子の少なくとも一方
は第1導電性媒体に支持され、ドライバICや増幅器など
の電気回路部品は第2導電性媒体に支持されているた
め、各々十分な数のリードピンを確保でき、一部のリー
ドピンを放熱用に利用することができる。
は第1導電性媒体に支持され、ドライバICや増幅器など
の電気回路部品は第2導電性媒体に支持されているた
め、各々十分な数のリードピンを確保でき、一部のリー
ドピンを放熱用に利用することができる。
【0012】第1・第2導電性媒体を層状に積層すること
で、発受光素子と電気回路部品を近接させながら電気的
・熱的絶縁を確保できる。さらに、各導電性媒体からの
リードピンの引き出し方向も自由に決定することができ
る。
で、発受光素子と電気回路部品を近接させながら電気的
・熱的絶縁を確保できる。さらに、各導電性媒体からの
リードピンの引き出し方向も自由に決定することができ
る。
【0013】導電性媒体としては、金属製のリードフレ
ームが好適である。このリードフレームの層数は、2層
でも3層以上でも構わない。また、複数層の導電性媒体
が平面状に多数並列された構成でも良い。さらに、導電
性媒体に設置される受発光素子や電気回路部品も複数で
あっても良い。
ームが好適である。このリードフレームの層数は、2層
でも3層以上でも構わない。また、複数層の導電性媒体
が平面状に多数並列された構成でも良い。さらに、導電
性媒体に設置される受発光素子や電気回路部品も複数で
あっても良い。
【0014】光通信モジュールの形態には、光送信モジ
ュール、光受信モジュールおよび光送受信モジュールが
ある。光送信モジュールには、発光素子としてLDを、電
気回路部品としてLDのドライバICを用いたものが挙げら
れる。さらにLDの光強度を検知するM-PDを用いた光送信
モジュールでも良い。光受信モジュールには、受信素子
としてPDを、電気回路部品としてPDの信号を増幅するAM
Pを用いたものが挙げられる。光送受信モジュールに
は、少なくとも一組の発光素子とドライバICとを具える
と共に、少なくとも一組の受光素子と増幅器とを具える
ものが挙げられる。
ュール、光受信モジュールおよび光送受信モジュールが
ある。光送信モジュールには、発光素子としてLDを、電
気回路部品としてLDのドライバICを用いたものが挙げら
れる。さらにLDの光強度を検知するM-PDを用いた光送信
モジュールでも良い。光受信モジュールには、受信素子
としてPDを、電気回路部品としてPDの信号を増幅するAM
Pを用いたものが挙げられる。光送受信モジュールに
は、少なくとも一組の発光素子とドライバICとを具える
と共に、少なくとも一組の受光素子と増幅器とを具える
ものが挙げられる。
【0015】本発明において、第1導電性媒体に対する
発光素子および受光素子の少なくとも一方の支持や、第
2導電性媒体に対する電気回路部品の支持は、直接第1
・第2導電性媒体上に支持する場合と、Siベンチなど、
何らかの材料を介在させて間接的に支持する場合の両方
を含む。
発光素子および受光素子の少なくとも一方の支持や、第
2導電性媒体に対する電気回路部品の支持は、直接第1
・第2導電性媒体上に支持する場合と、Siベンチなど、
何らかの材料を介在させて間接的に支持する場合の両方
を含む。
【0016】発光素子および受光素子の少なくとも一方
はSiベンチを介して第1導電性媒体上に支持されること
が好ましい。Siは熱伝導性に優れ、発光素子および受光
素子の発熱は、Siベンチを介して第1導電性媒体から効
果的に放熱できるまた、Siベンチはエッチングにより光
ファイバを保持するV溝などの形成が容易に可能であ
る。
はSiベンチを介して第1導電性媒体上に支持されること
が好ましい。Siは熱伝導性に優れ、発光素子および受光
素子の発熱は、Siベンチを介して第1導電性媒体から効
果的に放熱できるまた、Siベンチはエッチングにより光
ファイバを保持するV溝などの形成が容易に可能であ
る。
【0017】ドライバICや増幅器などの電気回路部品は
直接第2導電性媒体上に支持されることが好ましい。電
気回路部品は直接第2導電性媒体上に設けることで、電
気回路部品の発熱は第2導電性媒体を通して速やかに放
散させることができる。
直接第2導電性媒体上に支持されることが好ましい。電
気回路部品は直接第2導電性媒体上に設けることで、電
気回路部品の発熱は第2導電性媒体を通して速やかに放
散させることができる。
【0018】第1・第2導電性媒体の間に介在される電
気絶縁体は熱絶縁体であることが好ましい。第1・第2
導電性媒体間は電気絶縁体により絶縁が確保されている
が、さらに電気絶縁体を熱絶縁体機能も兼ねる材料で構
成することで、熱的にも絶縁を確保することができる。
例えば、発光素子および受光素子の少なくとも一方を第
1導電性媒体に支持し、電気回路部品を第2導電性媒体
に支持して、両導電性媒体間に電気絶縁体兼熱絶縁体を
配した場合、電気回路部品の発熱は、電気絶縁体兼熱絶
縁体により第1導電性媒体側への伝導が抑制されて、温
度に敏感な発光素子または受光素子側に流れることがな
い。
気絶縁体は熱絶縁体であることが好ましい。第1・第2
導電性媒体間は電気絶縁体により絶縁が確保されている
が、さらに電気絶縁体を熱絶縁体機能も兼ねる材料で構
成することで、熱的にも絶縁を確保することができる。
例えば、発光素子および受光素子の少なくとも一方を第
1導電性媒体に支持し、電気回路部品を第2導電性媒体
に支持して、両導電性媒体間に電気絶縁体兼熱絶縁体を
配した場合、電気回路部品の発熱は、電気絶縁体兼熱絶
縁体により第1導電性媒体側への伝導が抑制されて、温
度に敏感な発光素子または受光素子側に流れることがな
い。
【0019】また、1本の光ファイバで送受信が可能な
光通信モジュールとすることも出きる。すなわち、発光
素子および受光素子の双方と、光ファイバと、前記発光
素子および受光素子と光ファイバとの送受信を可能にす
る波長分波器とを設ければ良い。
光通信モジュールとすることも出きる。すなわち、発光
素子および受光素子の双方と、光ファイバと、前記発光
素子および受光素子と光ファイバとの送受信を可能にす
る波長分波器とを設ければ良い。
【0020】さらに、第1導電性媒体と第2導電性媒体の
引き出し方向は、同一であっても構わないが、異なる方
向としても良い。特に、両導電性媒体が互いに直交する
向きに引き出されていることが好ましい。
引き出し方向は、同一であっても構わないが、異なる方
向としても良い。特に、両導電性媒体が互いに直交する
向きに引き出されていることが好ましい。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。 (実施例1:光送信モジュール:2層)図1〜図3に2層
のリードフレームを用いた本発明光送信モジュールを示
す。図1は同モジュールの縦断面図、図2は図1のモジ
ュールからドライバICと第2リードフレームを外した状
態の平面図、図3は本発明モジュールの平面図である。
する。 (実施例1:光送信モジュール:2層)図1〜図3に2層
のリードフレームを用いた本発明光送信モジュールを示
す。図1は同モジュールの縦断面図、図2は図1のモジ
ュールからドライバICと第2リードフレームを外した状
態の平面図、図3は本発明モジュールの平面図である。
【0022】この光送信モジュールは、発光素子である
LD10と、電気回路部品となるLD10のドライバIC20とを具
える。LD10はSiベンチ30を介して第1リードフレーム41
(第1導電性媒体)に支持され、ドライバIC20は第1リ
ードフレーム41の一部に重複して積層される第2リード
フレーム42(第2導電性媒体)上に直接支持されてい
る。また、第1・第2リードフレーム間は、絶縁スペー
サ50(電気絶縁体)が介在されている。そして、Siベン
チ30には、浅いV溝と深いV溝とが連続して形成され、浅
いV溝に光ファイバ61が、深いV溝に光ファイバフェルー
ル62がはめ込まれている。
LD10と、電気回路部品となるLD10のドライバIC20とを具
える。LD10はSiベンチ30を介して第1リードフレーム41
(第1導電性媒体)に支持され、ドライバIC20は第1リ
ードフレーム41の一部に重複して積層される第2リード
フレーム42(第2導電性媒体)上に直接支持されてい
る。また、第1・第2リードフレーム間は、絶縁スペー
サ50(電気絶縁体)が介在されている。そして、Siベン
チ30には、浅いV溝と深いV溝とが連続して形成され、浅
いV溝に光ファイバ61が、深いV溝に光ファイバフェルー
ル62がはめ込まれている。
【0023】LD10(例えばInP上に成長されたInGaAsPを
活性層とするLD)の特性は温度に対して敏感であり、ド
ライバIC20(例えばSiやGaAsのIC)からの熱をできるだ
け避けたい。一方、LD10とドライバIC20の距離を短くす
ることにより、より高速での動作が可能となる。そこ
で、図1のように、LDチップを第1リードフレーム41上
に配置し、ドライバIC20を第2リードフレーム42上に配
置する。
活性層とするLD)の特性は温度に対して敏感であり、ド
ライバIC20(例えばSiやGaAsのIC)からの熱をできるだ
け避けたい。一方、LD10とドライバIC20の距離を短くす
ることにより、より高速での動作が可能となる。そこ
で、図1のように、LDチップを第1リードフレーム41上
に配置し、ドライバIC20を第2リードフレーム42上に配
置する。
【0024】このような光送信モジュールは、次のよう
にして得ることができる。まず、熱伝導率が低く電気絶
縁性も良い高分子絶縁材料の絶縁スペーサ50で、2枚の
リードフレーム41、42を所定の間隔(ここでは約1mm)
を空けて配置する。絶縁スペーサ50には液晶ポリマー
が、リードフレーム41、42はFeやCu、Al等が好ましい。
にして得ることができる。まず、熱伝導率が低く電気絶
縁性も良い高分子絶縁材料の絶縁スペーサ50で、2枚の
リードフレーム41、42を所定の間隔(ここでは約1mm)
を空けて配置する。絶縁スペーサ50には液晶ポリマー
が、リードフレーム41、42はFeやCu、Al等が好ましい。
【0025】LD10はヒートシンク兼サブマウントのSiベ
ンチ30上に搭載する。Siベンチ30は半導体であり、電気
を流すので、その表裏面に熱酸化やCVD法によってSiO2
の絶縁層31を形成する。また、フォトリソグラフィーに
より、光ファイバ61とこれを保持するフェルール62(ジ
ルコニアやアルミナ製)を固定するためのV溝およびLD1
0をボンディングするためのメタライズパターンをSiベ
ンチ30に形成する。
ンチ30上に搭載する。Siベンチ30は半導体であり、電気
を流すので、その表裏面に熱酸化やCVD法によってSiO2
の絶縁層31を形成する。また、フォトリソグラフィーに
より、光ファイバ61とこれを保持するフェルール62(ジ
ルコニアやアルミナ製)を固定するためのV溝およびLD1
0をボンディングするためのメタライズパターンをSiベ
ンチ30に形成する。
【0026】続いて、LD10とドライバIC20間、ドライバ
IC20とリードフレーム41、42間はAuワイヤ70のボンディ
ングにより接続する(図3)。その後、LD10、ドライバ
IC20及び光ファイバ端を含む空間は、例えば透光性のシ
リコーン系樹脂でポッティングする。これにより、光フ
ァイバ61との屈折率整合や、LD10やドライバIC20の端面
保護、Auワイヤ70の保護などの機能が確保できる。そし
て、2層リードフレーム41、42の先端部とフェルール62
の先端部を除いて、全体をエポキシ樹脂でモールドする
ことで、外形形状を形作る。図1、図3における矩形の
破線は樹脂モールドによるパッケージングの輪郭を示
し、LDやドライバICを覆う曲線の破線は透光性樹脂での
ポッティングの輪郭を示している。
IC20とリードフレーム41、42間はAuワイヤ70のボンディ
ングにより接続する(図3)。その後、LD10、ドライバ
IC20及び光ファイバ端を含む空間は、例えば透光性のシ
リコーン系樹脂でポッティングする。これにより、光フ
ァイバ61との屈折率整合や、LD10やドライバIC20の端面
保護、Auワイヤ70の保護などの機能が確保できる。そし
て、2層リードフレーム41、42の先端部とフェルール62
の先端部を除いて、全体をエポキシ樹脂でモールドする
ことで、外形形状を形作る。図1、図3における矩形の
破線は樹脂モールドによるパッケージングの輪郭を示
し、LDやドライバICを覆う曲線の破線は透光性樹脂での
ポッティングの輪郭を示している。
【0027】このように、リードフレームを2層にする
ことにより、次の効果を奏することができる。
ことにより、次の効果を奏することができる。
【0028】後段回路との接続に必要なリードピンが
十分確保できる。
十分確保できる。
【0029】LDとドライバICの間隔を狭くできるの
で、配線のインピーダンスが低くでき、1Gbps以上の高
速送信が容易にできる。
で、配線のインピーダンスが低くでき、1Gbps以上の高
速送信が容易にできる。
【0030】LDは熱伝導の良いSiベンチ上にあり、さ
らにその熱は第1リードフレームを通じで外部に逃がす
ことができる。また、2層のリードフレームにしている
のでリードピン数に余裕があるため、一部のリードを放
熱用に利用することができる。
らにその熱は第1リードフレームを通じで外部に逃がす
ことができる。また、2層のリードフレームにしている
のでリードピン数に余裕があるため、一部のリードを放
熱用に利用することができる。
【0031】ドライバICの発熱は第2のリードフレー
ムにじか付けすることにより、容易に外部に逃がすこと
ができる。
ムにじか付けすることにより、容易に外部に逃がすこと
ができる。
【0032】ドライバICから第2リードフレームに流
れ込んだ熱は、熱伝導率の低い絶縁スペーサで第1・第
2リードフレーム間が熱的に隔絶されているため、第1
リードフレームを伝って温度に敏感なLDの方には流れて
行かない。従って、熱的にも電気的にもLDとドライバIC
のアイソレーションが可能となる。
れ込んだ熱は、熱伝導率の低い絶縁スペーサで第1・第
2リードフレーム間が熱的に隔絶されているため、第1
リードフレームを伝って温度に敏感なLDの方には流れて
行かない。従って、熱的にも電気的にもLDとドライバIC
のアイソレーションが可能となる。
【0033】(実施例2:光送信モジュール:3層)次
に、3層のリードフレームを用いた本発明光送信モジュ
ールを図4〜図6に示す。図4はこの光送信モジュールの
縦断面図、図5は図4のモジュールからドライバICと第
2リードフレームを外した状態の平面図、図6は同モジ
ュールの平面図である。
に、3層のリードフレームを用いた本発明光送信モジュ
ールを図4〜図6に示す。図4はこの光送信モジュールの
縦断面図、図5は図4のモジュールからドライバICと第
2リードフレームを外した状態の平面図、図6は同モジ
ュールの平面図である。
【0034】この実施例2でも、第1リードフレーム41
にはSiベンチ30を介してLD10が支持され、第2リードフ
レーム42にはドライバIC20が直接支持されている。ま
た、第1・第2リードフレーム41、42間に第3リードフ
レーム43が配置され、各リードフレーム41〜43間には絶
縁スペーサ50が介在されている。
にはSiベンチ30を介してLD10が支持され、第2リードフ
レーム42にはドライバIC20が直接支持されている。ま
た、第1・第2リードフレーム41、42間に第3リードフ
レーム43が配置され、各リードフレーム41〜43間には絶
縁スペーサ50が介在されている。
【0035】実施例1と異なる点は、リードフレームを
3層とし、LD10の光強度を検知するM-PD15を中間に位置
する第3リードフレーム43と接続したことににある。M-
PD15は絶縁スペーサ上に配置され、層間配線51を通じて
第3リードフレーム43と接続されている。必要に応じ
て、各リードフレーム間は層間配線にて接続する。もち
ろん、実装する構成要素が増えたならば、さらに層数を
増やしても良いし、リードピンの形状を様々に変更して
も良い。
3層とし、LD10の光強度を検知するM-PD15を中間に位置
する第3リードフレーム43と接続したことににある。M-
PD15は絶縁スペーサ上に配置され、層間配線51を通じて
第3リードフレーム43と接続されている。必要に応じ
て、各リードフレーム間は層間配線にて接続する。もち
ろん、実装する構成要素が増えたならば、さらに層数を
増やしても良いし、リードピンの形状を様々に変更して
も良い。
【0036】(実施例3:光受信モジュール)次に、光
受信モジュールを図7および図8に示す。図7は導波路型P
Dを用いた例である。実施例1のLD10の代わりに導波路
型PD81を、ドライバIC20の代わりに増幅器90を配置した
構成である。その他の構成は基本的に実施例1と同様で
あり、PD81の発熱は非常に僅かの発熱量ではあるが第1
リードフレーム41から、増幅器90の発熱は第2リードフ
レーム42から放散させる。
受信モジュールを図7および図8に示す。図7は導波路型P
Dを用いた例である。実施例1のLD10の代わりに導波路
型PD81を、ドライバIC20の代わりに増幅器90を配置した
構成である。その他の構成は基本的に実施例1と同様で
あり、PD81の発熱は非常に僅かの発熱量ではあるが第1
リードフレーム41から、増幅器90の発熱は第2リードフ
レーム42から放散させる。
【0037】一方、図8は裏面入射型PD82を用いた例で
ある。Siベンチ30上にLDの場合と同様に光ファイバ固定
用のV溝やPD固定用のメタライズパターンを形成する。
さらに、PD82の裏面から光入射できるように、異方性エ
ッチングで斜めのミラー部分を形成し、この面にAu反射
膜を形成する。光ファイバから出射された光線は、矢印
のように進行して、PD82の背面から入射して受光面に到
る。
ある。Siベンチ30上にLDの場合と同様に光ファイバ固定
用のV溝やPD固定用のメタライズパターンを形成する。
さらに、PD82の裏面から光入射できるように、異方性エ
ッチングで斜めのミラー部分を形成し、この面にAu反射
膜を形成する。光ファイバから出射された光線は、矢印
のように進行して、PD82の背面から入射して受光面に到
る。
【0038】ここで、例えば1μmから1.6μmの長波長帯
では、InP基板上にInGaAsを受光層として成長させたPD
が用いられる。増幅器としては、SiやGaAsのICが用いら
れる。
では、InP基板上にInGaAsを受光層として成長させたPD
が用いられる。増幅器としては、SiやGaAsのICが用いら
れる。
【0039】図7、図8の実施例では、PDの暗電流が温度
に非常に敏感であり、本発明の効果が発揮される。
に非常に敏感であり、本発明の効果が発揮される。
【0040】(実施例4:光送受信モジュール)次に、2
本の光ファイバを用い、かつ各リードフレームの引き出
し方向が同じである光送受信モジュールを図9に示す。
図9は光送受信モジュールの回路構成を示す平面図であ
る。図1や図8と同様の部材には同一の符号を付してい
る。
本の光ファイバを用い、かつ各リードフレームの引き出
し方向が同じである光送受信モジュールを図9に示す。
図9は光送受信モジュールの回路構成を示す平面図であ
る。図1や図8と同様の部材には同一の符号を付してい
る。
【0041】この送受信モジュールは、基本的に図1や
図4の光送信モジュールと図7や図8の光受信モジュー
ルとを並列した構成である。ここでは、3層のリードフ
レームを用いた例を示している。
図4の光送信モジュールと図7や図8の光受信モジュー
ルとを並列した構成である。ここでは、3層のリードフ
レームを用いた例を示している。
【0042】その他、図10に示すように、2層のリード
フレーム41、42を用いたものでも良い。この光送受信モ
ジュールは、液晶ポリマのベースの表裏に各リードフレ
ーム41、42が配置される構成になっている。送信モジュ
ールと受信モジュールの各々に光ファイバを1本づつ用
い、各モジュールのリードフレーム41、42は、並列して
同じ方向に引き出されている。
フレーム41、42を用いたものでも良い。この光送受信モ
ジュールは、液晶ポリマのベースの表裏に各リードフレ
ーム41、42が配置される構成になっている。送信モジュ
ールと受信モジュールの各々に光ファイバを1本づつ用
い、各モジュールのリードフレーム41、42は、並列して
同じ方向に引き出されている。
【0043】本願発明は、この他パラレルデータリンク
といわれるコンピュータ間の信号を同時並列伝送する装
置にも適用できる。例えば12個のLDと12個のドライバIC
を送信側に配置し、12個のPDと12個の増幅器を受信側に
配置するといった構成である。このような、より集積度
の高い構成では、放熱に有利な本発明の効果が遺憾なく
発揮される。
といわれるコンピュータ間の信号を同時並列伝送する装
置にも適用できる。例えば12個のLDと12個のドライバIC
を送信側に配置し、12個のPDと12個の増幅器を受信側に
配置するといった構成である。このような、より集積度
の高い構成では、放熱に有利な本発明の効果が遺憾なく
発揮される。
【0044】(実施例5:光送受信モジュール)次に、1
本の光ファイバで送受信が可能で、かつ各リードフレー
ムの引き出し方向が異なる光送受信モジュールを図11に
示す。図11はこの光送受信モジュールの斜視図である。
本の光ファイバで送受信が可能で、かつ各リードフレー
ムの引き出し方向が異なる光送受信モジュールを図11に
示す。図11はこの光送受信モジュールの斜視図である。
【0045】この送受信モジュールでは、Siベンチ30上
にSiO2層を設けて形成した光導波路の波長分波器32を用
い、1本の光ファイバ61で送受信を可能にしている。こ
こでは、LD10とPD80の光導波路を近接させ、波長が1.55
μmの光を受信し、波長が1.3μmの光を送信する構成で
ある。
にSiO2層を設けて形成した光導波路の波長分波器32を用
い、1本の光ファイバ61で送受信を可能にしている。こ
こでは、LD10とPD80の光導波路を近接させ、波長が1.55
μmの光を受信し、波長が1.3μmの光を送信する構成で
ある。
【0046】また、実施例5は、3個のリードフレーム
より成り、各リードフレームの引き出し方向がほぼ直角
方向に配置された構成である。電気回路間の干渉を防止
するため、LD10のドライバIC20はモジュール後方におけ
る上層のリードフレーム41に接続され(LDドライバ交流
信号側)、さらに一部の端子がモジュール手前側の下
層のリードフレーム42に接続される(LDドライバ直流電
源側)。電気ノイズに最も敏感な受信回路側のリード
フレーム43は、リードフレーム42と同一平面にあるが電
気的に独立しており、最も信号強度の強いLD10のドライ
バIC用のリードフレーム41と直交するように配置され
(受信出力側)、電磁気的結合を低くしている。
より成り、各リードフレームの引き出し方向がほぼ直角
方向に配置された構成である。電気回路間の干渉を防止
するため、LD10のドライバIC20はモジュール後方におけ
る上層のリードフレーム41に接続され(LDドライバ交流
信号側)、さらに一部の端子がモジュール手前側の下
層のリードフレーム42に接続される(LDドライバ直流電
源側)。電気ノイズに最も敏感な受信回路側のリード
フレーム43は、リードフレーム42と同一平面にあるが電
気的に独立しており、最も信号強度の強いLD10のドライ
バIC用のリードフレーム41と直交するように配置され
(受信出力側)、電磁気的結合を低くしている。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように、本発明光通信モジ
ュールは、次の効果を奏することができる。多層の導電
性媒体を用いることで、後段回路との接続に必要なリー
ドピンが十分確保できる。発光素子(受光素子)と電気
回路部品の間隔を狭くできるので、配線のインピーダン
スが低くでき、1Gbps以上の高速送信が容易にできる。
発光素子(受光素子)の放熱は第1導電性媒体を通じ
て、電気回路部品の放熱は第2導電性媒体を通じて行え
るため、発光素子(受光素子)と電気回路部品を熱的に
分離することができる。
ュールは、次の効果を奏することができる。多層の導電
性媒体を用いることで、後段回路との接続に必要なリー
ドピンが十分確保できる。発光素子(受光素子)と電気
回路部品の間隔を狭くできるので、配線のインピーダン
スが低くでき、1Gbps以上の高速送信が容易にできる。
発光素子(受光素子)の放熱は第1導電性媒体を通じ
て、電気回路部品の放熱は第2導電性媒体を通じて行え
るため、発光素子(受光素子)と電気回路部品を熱的に
分離することができる。
【図1】2層リードフレームを持つ本発明モジュールの
縦断面図である。
縦断面図である。
【図2】図1のモジュールからドライバICと第2リード
フレームを外した状態の平面図である。
フレームを外した状態の平面図である。
【図3】図1のモジュールの平面図である。
【図4】3層リードフレームを持つ本発明モジュールの
縦断面図である。
縦断面図である。
【図5】図4のモジュールからドライバICと第2リード
フレームを外した状態の平面図である。
フレームを外した状態の平面図である。
【図6】図4のモジュールの平面図である。
【図7】導波路型PDを用いた本発明光受信モジュールの
縦断面図である。
縦断面図である。
【図8】裏面入射型PDを用いた本発明光受信モジュール
の縦断面図である。
の縦断面図である。
【図9】本発明光送受信モジュールの平面図である。
【図10】2本の光ファイバを用いた光送受信モジュー
ルの斜視図である。
ルの斜視図である。
【図11】1本の光ファイバを用いた光送受信モジュー
ルの斜視図である。
ルの斜視図である。
【図12】従来の光送信モジュールの切欠斜視図であ
る。
る。
【図13】従来の光送信モジュールの基板への実装状態
を示す説明図である。
を示す説明図である。
10 LD
15 M-PD
20 ドライバIC
25 C/R素子
30 Siベンチ
31 絶縁層
32 波長分波器
41 第1リードフレーム
42 第2リードフレーム
43 第3リードフレーム
50 絶縁スペーサ
51 層間配線
60 レンズ
61 光ファイバ
62 フェルール
70 Auワイヤ
80 PD
81 導波路型PD
82 裏面入射型PD
90 増幅器
100 ピッグテール型モジュール
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 岡田 毅
大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友電
気工業株式会社大阪製作所内
Fターム(参考) 2H037 BA02 BA11 BA21 DA03 DA12
DA37
5F073 AB01 AB27 AB28 BA01 EA14
FA02 FA06 FA13 FA15 FA22
5F088 BA04 BA15 BB01 EA02 EA09
EA14 EA20 GA04 JA02 JA10
JA12 JA14 JA18 KA06 LA01
Claims (11)
- 【請求項1】 多層に積層された複数の導電性媒体と、 これらの導電性媒体上に実装される発光素子および受光
素子の少なくとも一つと電気回路部品とを具えることを
特徴とする光通信モジュール。 - 【請求項2】 前記導電性媒体の一つである第1導電性
媒体に支持される発光素子および受光素子の少なくとも
一方と、 第1導電性媒体とは別の導電性媒体である第2導電性媒
体に支持される電気回路部品と、 前記第1・第2導電性媒体の間に介在される電気絶縁体
とを具えることを特徴とする光通信モジュール。 - 【請求項3】 導電性媒体が3層以上であることを特徴
とする請求項1に記載の光通信モジュール。 - 【請求項4】 発光素子または受光素子と、第1・第2
導電性媒体および電気回路部品とを複数具えることを特
徴とする請求項2に記載の光通信モジュール。 - 【請求項5】 前記導電性媒体が、金属製リードフレー
ムであることを特徴とする請求項1に記載の光通信モジ
ュール。 - 【請求項6】 前記発光素子および受光素子の少なくと
も一方がSiベンチを介して第1導電性媒体上に支持さ
れ、 前記電気回路部品が直接第2導電性媒体上に支持され、 前記両導電性媒体の間に介在される電気絶縁体が熱絶縁
体であることを特徴とする請求項2に記載の光通信モジ
ュール。 - 【請求項7】 発光素子が複数の半導体レーザで、 電気回路部品が各半導体レーザのドライバICであること
を特徴とする請求項1に記載の光通信モジュール。 - 【請求項8】 受光素子が複数あり、 電子回路部品が各受光素子の信号の増幅器であることを
特徴とする請求項1に記載の光通信モジュール。 - 【請求項9】 少なくとも一組の半導体レーザとドライ
バICとを搭載した送信部と、 少なくとも一組の受光素子と増幅器とを搭載した受信部
を具えることを特徴とする請求項1に記載の光通信モジ
ュール。 - 【請求項10】 発光素子および受光素子の双方と、 光ファイバと、 前記発光素子および受光素子と光ファイバとの送受信を
可能にする波長分波器とを具えることを特徴とする請求
項1に記載の光通信モジュール。 - 【請求項11】 第1導電性媒体と第2導電性媒体の引き
出し方向が異なることを特徴とする請求項2に記載の光
通信モジュール。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001198805A JP2003014990A (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 光通信モジュール |
US10/176,355 US6808316B2 (en) | 2001-06-29 | 2002-06-21 | Optical communication module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001198805A JP2003014990A (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 光通信モジュール |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003014990A true JP2003014990A (ja) | 2003-01-15 |
Family
ID=19036185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001198805A Pending JP2003014990A (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 光通信モジュール |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003014990A (ja) |
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-
2001
- 2001-06-29 JP JP2001198805A patent/JP2003014990A/ja active Pending
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WO2021162108A1 (ja) * | 2020-02-12 | 2021-08-19 | 日東電工株式会社 | 光電気混載基板 |
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A02 | Decision of refusal |
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