JP2003031886A - 発光モジュール - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 伝送速度の高速化と出射特性の安定化を図る
ことが可能な小型の発光モジュールを提供する。 【解決手段】 発光モジュール１０は、半導体発光素子
１２と、第１の搭載部材１４と、駆動素子１６と、第２
の搭載部材１８と、ハウジング２０とを備える。第１の
搭載部材１４は、半導体発光素子１２を搭載する。駆動
素子１６は、半導体発光素子１２を駆動する。第２の搭
載部材１８は、駆動素子１２を搭載する。ハウジング２
０は、半導体発光素子１２、第１の搭載部材１４、駆動
素子１６、及び第２の搭載部材１８を収容する。半導体
発光素子１２が搭載された第１の搭載部材１４と駆動素
子１６が搭載された第２の搭載部材１８とは、ハウジン
グ２０内において所定間隙を隔てて隣接して収容されて
いる。
ことが可能な小型の発光モジュールを提供する。 【解決手段】 発光モジュール１０は、半導体発光素子
１２と、第１の搭載部材１４と、駆動素子１６と、第２
の搭載部材１８と、ハウジング２０とを備える。第１の
搭載部材１４は、半導体発光素子１２を搭載する。駆動
素子１６は、半導体発光素子１２を駆動する。第２の搭
載部材１８は、駆動素子１２を搭載する。ハウジング２
０は、半導体発光素子１２、第１の搭載部材１４、駆動
素子１６、及び第２の搭載部材１８を収容する。半導体
発光素子１２が搭載された第１の搭載部材１４と駆動素
子１６が搭載された第２の搭載部材１８とは、ハウジン
グ２０内において所定間隙を隔てて隣接して収容されて
いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光モジュールに
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】発光モジュールは、一般に半導体レーザ
などの半導体発光素子と、この半導体発光素子を収容す
るハウジングとを備えている。ハウジングは、複数のリ
ード端子を備え、半導体発光素子はこれらのリード端子
を介して駆動信号を受ける。
などの半導体発光素子と、この半導体発光素子を収容す
るハウジングとを備えている。ハウジングは、複数のリ
ード端子を備え、半導体発光素子はこれらのリード端子
を介して駆動信号を受ける。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】発明者は、１０Ｇｂｐ
ｓ以上の伝送速度を達成できる発光モジュールを研究し
ている。そして発明者は、１０Ｇｂｐｓ程度の伝送速度
を達成するためには、駆動素子それ自体の動作速度が重
要であるのみならず、駆動素子からの高速な変調信号を
半導体発光素子に劣化させることなく伝えることが重要
であることを見出した。この知見に基づき、発明者は半
導体発光素子のみならず駆動素子をもパッケージ内に収
容し、これら半導体発光素子と駆動素子とを同一の基板
上に実装して、両者を近接して配置することを考えた。
ｓ以上の伝送速度を達成できる発光モジュールを研究し
ている。そして発明者は、１０Ｇｂｐｓ程度の伝送速度
を達成するためには、駆動素子それ自体の動作速度が重
要であるのみならず、駆動素子からの高速な変調信号を
半導体発光素子に劣化させることなく伝えることが重要
であることを見出した。この知見に基づき、発明者は半
導体発光素子のみならず駆動素子をもパッケージ内に収
容し、これら半導体発光素子と駆動素子とを同一の基板
上に実装して、両者を近接して配置することを考えた。
【０００４】しかしながら、半導体発光素子と駆動素子
とを同一の基板上に実装した場合、半導体発光素子を駆
動する駆動素子は消費電力が１Ｗ程度あるため、駆動素
子の発熱により半導体発光素子の温度が１０℃以上上昇
してしまう。このように、半導体発光素子の温度が大き
く変化すると、半導体発光素子のパワーや発振波長が変
化するため、発光モジュールの出射特性が不安定になる
という問題があった。
とを同一の基板上に実装した場合、半導体発光素子を駆
動する駆動素子は消費電力が１Ｗ程度あるため、駆動素
子の発熱により半導体発光素子の温度が１０℃以上上昇
してしまう。このように、半導体発光素子の温度が大き
く変化すると、半導体発光素子のパワーや発振波長が変
化するため、発光モジュールの出射特性が不安定になる
という問題があった。
【０００５】これに対し、半導体発光素子の温度を安定
化させるため、半導体発光素子の実装された基板をペル
チェ素子上に搭載することが考えられる。しかしなが
ら、駆動素子と半導体発光素子とを同一の基板上に実装
する場合、ペルチェ素子は駆動素子と半導体発光素子の
双方の発熱を吸熱し、温度コントロールする必要があ
る。そのためには、ペルチェ素子には１．５〜２W程度
の吸熱能力のある大型のペルチェモジュールが必要とな
り、発光モジュールの大型化を招いてしまうという問題
があった。
化させるため、半導体発光素子の実装された基板をペル
チェ素子上に搭載することが考えられる。しかしなが
ら、駆動素子と半導体発光素子とを同一の基板上に実装
する場合、ペルチェ素子は駆動素子と半導体発光素子の
双方の発熱を吸熱し、温度コントロールする必要があ
る。そのためには、ペルチェ素子には１．５〜２W程度
の吸熱能力のある大型のペルチェモジュールが必要とな
り、発光モジュールの大型化を招いてしまうという問題
があった。
【０００６】そこで本発明は、伝送速度の高速化と出射
特性の安定化を図ることが可能な小型の発光モジュール
を提供することを目的とする。
特性の安定化を図ることが可能な小型の発光モジュール
を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る発光モジュ
ールは、半導体発光素子と、第１の搭載部材と、駆動素
子と、第２の搭載部材と、ハウジングとを備える。第１
の搭載部材は、半導体発光素子を搭載する。駆動素子
は、半導体発光素子を駆動する。第２の搭載部材は、駆
動素子を搭載する。ハウジングは、半導体発光素子、第
１の搭載部材、駆動素子、及び第２の搭載部材を収容す
る。半導体発光素子が搭載された第１の搭載部材と駆動
素子が搭載された第２の搭載部材とは、ハウジング内に
おいて所定間隙を隔てて隣接して収容されている。
ールは、半導体発光素子と、第１の搭載部材と、駆動素
子と、第２の搭載部材と、ハウジングとを備える。第１
の搭載部材は、半導体発光素子を搭載する。駆動素子
は、半導体発光素子を駆動する。第２の搭載部材は、駆
動素子を搭載する。ハウジングは、半導体発光素子、第
１の搭載部材、駆動素子、及び第２の搭載部材を収容す
る。半導体発光素子が搭載された第１の搭載部材と駆動
素子が搭載された第２の搭載部材とは、ハウジング内に
おいて所定間隙を隔てて隣接して収容されている。
【０００８】この発光モジュールでは、ハウジング内に
半導体発光素子と駆動素子とを隣接して収容しているた
め、駆動素子からの高速な変調信号をほとんど劣化させ
ることなく半導体発光素子に伝えることができ、発光モ
ジュールの伝送速度の高速化を図ることができる。ま
た、半導体発光素子が搭載された第１の搭載部材と駆動
素子が搭載された第２の搭載部材とは所定間隙を隔てて
ハウジング内に収容されているため、駆動素子から発せ
られた熱の半導体発光素子への伝達を抑制することがで
き、発光モジュールの出射特性の安定化を図ることがで
きる。また、半導体発光素子と駆動素子の双方を温度制
御するために大型のペルチェモジュールを必要とするこ
ともなく、発光モジュールの大型化を抑制することがで
きる。
半導体発光素子と駆動素子とを隣接して収容しているた
め、駆動素子からの高速な変調信号をほとんど劣化させ
ることなく半導体発光素子に伝えることができ、発光モ
ジュールの伝送速度の高速化を図ることができる。ま
た、半導体発光素子が搭載された第１の搭載部材と駆動
素子が搭載された第２の搭載部材とは所定間隙を隔てて
ハウジング内に収容されているため、駆動素子から発せ
られた熱の半導体発光素子への伝達を抑制することがで
き、発光モジュールの出射特性の安定化を図ることがで
きる。また、半導体発光素子と駆動素子の双方を温度制
御するために大型のペルチェモジュールを必要とするこ
ともなく、発光モジュールの大型化を抑制することがで
きる。
【０００９】本発明に係る発光モジュールでは、ハウジ
ングは第１及び第２の搭載部材を搭載する搭載面を有
し、半導体発光素子が搭載された第１の搭載部材は、ペ
ルチェ素子を介してハウジングの搭載面上に搭載されて
いてもよい。このようにすれば、半導体発光素子は第１
の搭載部材を介してペルチェ素子により温度制御するこ
とができ、発光モジュールの出射特性の安定化をより一
層図ることができる。
ングは第１及び第２の搭載部材を搭載する搭載面を有
し、半導体発光素子が搭載された第１の搭載部材は、ペ
ルチェ素子を介してハウジングの搭載面上に搭載されて
いてもよい。このようにすれば、半導体発光素子は第１
の搭載部材を介してペルチェ素子により温度制御するこ
とができ、発光モジュールの出射特性の安定化をより一
層図ることができる。
【００１０】また本発明に係る発光モジュールでは、半
導体発光素子は光出射面及び光反射面を有し、駆動素子
が搭載された第２の搭載部材は、半導体発光素子の光反
射面と対面する側に収容されていてもよい。このように
すれば、駆動素子が搭載された第２の搭載部材が、半導
体発光素子の光出射面から出射される光の進行を妨げる
おそれが低減される。
導体発光素子は光出射面及び光反射面を有し、駆動素子
が搭載された第２の搭載部材は、半導体発光素子の光反
射面と対面する側に収容されていてもよい。このように
すれば、駆動素子が搭載された第２の搭載部材が、半導
体発光素子の光出射面から出射される光の進行を妨げる
おそれが低減される。
【００１１】また本発明に係る発光モジュールでは、第
１の搭載部材は、第１の配線基板と第１の配線基板を搭
載する金属製の第１のキャリアとを有し、半導体発光素
子は第１の配線基板上に搭載されていてもよい。このよ
うにすれば、第１の配線基板が有する配線を通して駆動
素子から送られてくる信号に基づいて、半導体発光素子
を動作させることができる。このとき、半導体発光素子
から発せられた熱は、第１の配線基板を通して第１のキ
ャリアに伝えられ、放熱される。
１の搭載部材は、第１の配線基板と第１の配線基板を搭
載する金属製の第１のキャリアとを有し、半導体発光素
子は第１の配線基板上に搭載されていてもよい。このよ
うにすれば、第１の配線基板が有する配線を通して駆動
素子から送られてくる信号に基づいて、半導体発光素子
を動作させることができる。このとき、半導体発光素子
から発せられた熱は、第１の配線基板を通して第１のキ
ャリアに伝えられ、放熱される。
【００１２】また本発明に係る発光モジュールでは、第
２の搭載部材は、第２の配線基板と第２の配線基板を搭
載する金属製の第２のキャリアとを有し、駆動素子は第
２のキャリア上に搭載されていてもよい。このようにす
れば、第２の配線基板が有する配線を通して外部から送
られてくる信号に基づいて、駆動素子を動作させること
ができる。このとき、駆動素子から発せられた熱は直接
第２のキャリアに伝えられ、放熱される。
２の搭載部材は、第２の配線基板と第２の配線基板を搭
載する金属製の第２のキャリアとを有し、駆動素子は第
２のキャリア上に搭載されていてもよい。このようにす
れば、第２の配線基板が有する配線を通して外部から送
られてくる信号に基づいて、駆動素子を動作させること
ができる。このとき、駆動素子から発せられた熱は直接
第２のキャリアに伝えられ、放熱される。
【００１３】また本発明に係る発光モジュールでは、第
１の搭載部材上には、半導体発光素子をモニターするモ
ニター用受光素子が搭載されていてもよい。このように
すれば、モニター用受光素子により半導体発光素子の出
射状態をモニターし、これに基づいて半導体発光素子を
制御することで、半導体発光素子の出射特性のより一層
の安定化を図ることができる。
１の搭載部材上には、半導体発光素子をモニターするモ
ニター用受光素子が搭載されていてもよい。このように
すれば、モニター用受光素子により半導体発光素子の出
射状態をモニターし、これに基づいて半導体発光素子を
制御することで、半導体発光素子の出射特性のより一層
の安定化を図ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
に係る発光モジュールの好適な実施形態について説明す
る。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符
号を付し、重複する説明を省略する。
に係る発光モジュールの好適な実施形態について説明す
る。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符
号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】図１は、本実施形態に係る発光モジュール
を示す一部破断斜視図である。また図２は、本実施形態
に係る発光モジュールを示す一部破断側面図であり、図
３は、本実施形態に係る発光モジュールを示す一部破断
平面図である。
を示す一部破断斜視図である。また図２は、本実施形態
に係る発光モジュールを示す一部破断側面図であり、図
３は、本実施形態に係る発光モジュールを示す一部破断
平面図である。
【００１６】図１〜図３に示すように、発光モジュール
１０は、半導体発光素子１２と、半導体発光素子１２を
搭載する第１の搭載部材１４と、半導体駆動素子１６
と、半導体駆動素子１６を搭載する第２の搭載部材１８
と、これらを収容するハウジング２０とを備えている。
１０は、半導体発光素子１２と、半導体発光素子１２を
搭載する第１の搭載部材１４と、半導体駆動素子１６
と、半導体駆動素子１６を搭載する第２の搭載部材１８
と、これらを収容するハウジング２０とを備えている。
【００１７】ハウジング２０は、いわゆるバタフライ型
のパッケージであり、所定軸Ｘに沿って伸びる一対の側
壁部２０ａと、所定軸Ｘに交差する前壁部２０ｂおよび
後壁部２０ｃとを有する。側壁部２０ａの各々には複数
のリード端子２０ｄが設けられ、および後壁部２０ｃに
は複数のリード端子２０ｅが設けられている。またハウ
ジング２０は、所定軸Ｘに沿って伸びる底壁部２０ｆと
上壁部とを有する。なお説明の便宜上、図１〜図３のい
ずれにも上壁部は図示していない。ハウジング２０の底
壁部２０ｆは、熱伝導性の良いＣｕＷといった金属から
構成されている。また、ハウジング２０の側壁部２０
ａ、前壁部２０ｂ、後壁部２０ｃ、及び上壁部は、コバ
ールといった金属から構成されている。
のパッケージであり、所定軸Ｘに沿って伸びる一対の側
壁部２０ａと、所定軸Ｘに交差する前壁部２０ｂおよび
後壁部２０ｃとを有する。側壁部２０ａの各々には複数
のリード端子２０ｄが設けられ、および後壁部２０ｃに
は複数のリード端子２０ｅが設けられている。またハウ
ジング２０は、所定軸Ｘに沿って伸びる底壁部２０ｆと
上壁部とを有する。なお説明の便宜上、図１〜図３のい
ずれにも上壁部は図示していない。ハウジング２０の底
壁部２０ｆは、熱伝導性の良いＣｕＷといった金属から
構成されている。また、ハウジング２０の側壁部２０
ａ、前壁部２０ｂ、後壁部２０ｃ、及び上壁部は、コバ
ールといった金属から構成されている。
【００１８】ハウジング２０の底壁部２０ｆの上面（搭
載面）には、前壁部２０ｂ側にペルチェ素子２２が搭載
されている。ペルチェ素子２２は、リード端子２０ｄと
電気的に接続されており、リード端子２０ｄを介して電
流を供給することで、発熱あるいは吸熱作用を奏し得
る。このペルチェ素子２０上に、Ｌキャリア２４が搭載
されている。Ｌキャリア２４は、熱導電性に優れた材
料、例えばＣｕＷから構成されている。Ｌキャリア２４
は、搭載部２４ａと、レンズ支持部２４ｂとを有する。
レンズ支持部２４ｂは、第１のレンズ保持部材２６を支
持している。第１のレンズ保持部材２６は、図示しない
第１のレンズを保持している。
載面）には、前壁部２０ｂ側にペルチェ素子２２が搭載
されている。ペルチェ素子２２は、リード端子２０ｄと
電気的に接続されており、リード端子２０ｄを介して電
流を供給することで、発熱あるいは吸熱作用を奏し得
る。このペルチェ素子２０上に、Ｌキャリア２４が搭載
されている。Ｌキャリア２４は、熱導電性に優れた材
料、例えばＣｕＷから構成されている。Ｌキャリア２４
は、搭載部２４ａと、レンズ支持部２４ｂとを有する。
レンズ支持部２４ｂは、第１のレンズ保持部材２６を支
持している。第１のレンズ保持部材２６は、図示しない
第１のレンズを保持している。
【００１９】Ｌキャリア２４の搭載部２４ａ上には、第
１の搭載部材１４が搭載されている。第１の搭載部材１
４は、第１のキャリア２８とこの第１のキャリア２８上
に搭載された第１の配線基板３０とを含んでいる。第１
のキャリア２８は、ＣｕＷといった熱伝導性に優れた材
料から構成されている。第１の配線基板３０は、ＡｌＮ
いった電気絶縁材料から構成されている。
１の搭載部材１４が搭載されている。第１の搭載部材１
４は、第１のキャリア２８とこの第１のキャリア２８上
に搭載された第１の配線基板３０とを含んでいる。第１
のキャリア２８は、ＣｕＷといった熱伝導性に優れた材
料から構成されている。第１の配線基板３０は、ＡｌＮ
いった電気絶縁材料から構成されている。
【００２０】半導体発光素子１２は、第１の配線基板３
０上に搭載されている。半導体発光素子１２は、第１の
配線基板３０に形成された配線を通して半導体駆動素子
１６から送られてくる変調信号に基づいて、変調された
光を発生する。半導体発光素子１２としては、例えば半
導体レーザ素子を用いることができる。半導体発光素子
１２は、第１の配線基板３０、第１のキャリア２８、及
びＬキャリア２４を介してペルチェ素子２２により温度
制御される。この半導体発光素子１２は、互いに対向す
る光出射面と光反射面とを有する。半導体発光素子１２
の光出射面は、Ｌキャリア２４に支持された第１のレン
ズ支持部材２６が保持する第１のレンズ（図示しない）
と対面している。
０上に搭載されている。半導体発光素子１２は、第１の
配線基板３０に形成された配線を通して半導体駆動素子
１６から送られてくる変調信号に基づいて、変調された
光を発生する。半導体発光素子１２としては、例えば半
導体レーザ素子を用いることができる。半導体発光素子
１２は、第１の配線基板３０、第１のキャリア２８、及
びＬキャリア２４を介してペルチェ素子２２により温度
制御される。この半導体発光素子１２は、互いに対向す
る光出射面と光反射面とを有する。半導体発光素子１２
の光出射面は、Ｌキャリア２４に支持された第１のレン
ズ支持部材２６が保持する第１のレンズ（図示しない）
と対面している。
【００２１】モニタ用受光素子３２は、第１の配線基板
３０上に搭載されホルダ３４の側面に保持されている。
このモニタ用受光素子３２は、受光面が半導体発光素子
１２の光反射面と光学的に結合されている。そして、モ
ニタ用受光素子３２は、半導体発光素子１２の光反射面
から出射された背面光を受光し、半導体発光素子１２の
発光状態をモニタする。モニタ用受光素子３２として
は、光を電流に変換することができる素子、例えばフォ
トダイオードを用いることができる。
３０上に搭載されホルダ３４の側面に保持されている。
このモニタ用受光素子３２は、受光面が半導体発光素子
１２の光反射面と光学的に結合されている。そして、モ
ニタ用受光素子３２は、半導体発光素子１２の光反射面
から出射された背面光を受光し、半導体発光素子１２の
発光状態をモニタする。モニタ用受光素子３２として
は、光を電流に変換することができる素子、例えばフォ
トダイオードを用いることができる。
【００２２】ハウジング２０の底壁部２０ｆの上面（搭
載面）には、後壁部２０ｃ側に突起部３６が設けられて
いる。この突起部３６も、底壁部２０ｆと同じ熱伝導性
の良いＣｕＷといった金属から構成されている。この突
起部３６上に、第２の搭載部材１８が直接搭載されてい
る。第２の搭載部材１８は、第２のキャリア３８と第２
の配線基板４０とを含んでいる。第２のキャリア３８
は、ＣｕＷといった熱伝導性に優れた材料から構成され
ている。第２の配線基板４０は、ＡｌＮいった絶縁材料
から構成されている。第２の配線基板４０は、第２のキ
ャリア３８上に搭載されており、一部が切り欠かれて切
り欠き部４０ａが設けられている。そして、半導体駆動
素子１６は、第２のキャリア３８上であって第２の配線
基板４０の切り欠き部４０ａが形成されている部位に直
接搭載されている。これにより、半導体駆動素子１６の
上面と第２の配線基板４０の上面とがほぼ同じ高さに設
定され、ワイヤボンディングの際に配線長さが短くなる
ようになっている。
載面）には、後壁部２０ｃ側に突起部３６が設けられて
いる。この突起部３６も、底壁部２０ｆと同じ熱伝導性
の良いＣｕＷといった金属から構成されている。この突
起部３６上に、第２の搭載部材１８が直接搭載されてい
る。第２の搭載部材１８は、第２のキャリア３８と第２
の配線基板４０とを含んでいる。第２のキャリア３８
は、ＣｕＷといった熱伝導性に優れた材料から構成され
ている。第２の配線基板４０は、ＡｌＮいった絶縁材料
から構成されている。第２の配線基板４０は、第２のキ
ャリア３８上に搭載されており、一部が切り欠かれて切
り欠き部４０ａが設けられている。そして、半導体駆動
素子１６は、第２のキャリア３８上であって第２の配線
基板４０の切り欠き部４０ａが形成されている部位に直
接搭載されている。これにより、半導体駆動素子１６の
上面と第２の配線基板４０の上面とがほぼ同じ高さに設
定され、ワイヤボンディングの際に配線長さが短くなる
ようになっている。
【００２３】半導体駆動素子１６は、リード端子２０ｅ
を介して受けた変調信号を受ける。変調信号は、半導体
発光素子１２を変調するための信号である。半導体駆動
素子１６は、変調信号を増幅して駆動信号を生成する。
駆動信号は、第２の配線基板４０に形成された配線を通
して半導体発光素子１２へ提供される。
を介して受けた変調信号を受ける。変調信号は、半導体
発光素子１２を変調するための信号である。半導体駆動
素子１６は、変調信号を増幅して駆動信号を生成する。
駆動信号は、第２の配線基板４０に形成された配線を通
して半導体発光素子１２へ提供される。
【００２４】なお、半導体駆動素子１６を搭載した第２
の搭載部材１８が、半導体発光素子１２の光反射面と対
面する側に収容されていることで、半導体発光素子１２
の光出射面から出射される光の進行が妨げられるおそれ
が低減されている。
の搭載部材１８が、半導体発光素子１２の光反射面と対
面する側に収容されていることで、半導体発光素子１２
の光出射面から出射される光の進行が妨げられるおそれ
が低減されている。
【００２５】これら半導体発光素子１２が搭載された第
１の搭載部材１４と、半導体駆動素子１６が搭載された
第２の搭載部材１８とは、互いに接触することなく所定
間隙を隔ててハウジング２０の底壁部２０ｆ上に搭載さ
れている。発明者の実験によれば、高速伝送を達成する
ためには、半導体駆動素子１６と半導体発光素子１２と
の距離が短いと有利であること分かっている。この距離
は任意に設定することができ、１０Ｇｂｐｓといった伝
送速度を達成するためには４ｍｍ以下であると好まし
い。そして、駆動信号のインピーダンス整合を取るのが
困難となるワイヤボンディングの長さは、高速な変調信
号による光モジュールにおいては短く設けることが好適
であり、本実施形態に係る発光モジュール１０では、第
１の搭載部材１４と第２の搭載部材１８との間隔は０．
１ｍｍとなるように設けられており、ワイヤボンディン
グの長さを短くするようなされている。
１の搭載部材１４と、半導体駆動素子１６が搭載された
第２の搭載部材１８とは、互いに接触することなく所定
間隙を隔ててハウジング２０の底壁部２０ｆ上に搭載さ
れている。発明者の実験によれば、高速伝送を達成する
ためには、半導体駆動素子１６と半導体発光素子１２と
の距離が短いと有利であること分かっている。この距離
は任意に設定することができ、１０Ｇｂｐｓといった伝
送速度を達成するためには４ｍｍ以下であると好まし
い。そして、駆動信号のインピーダンス整合を取るのが
困難となるワイヤボンディングの長さは、高速な変調信
号による光モジュールにおいては短く設けることが好適
であり、本実施形態に係る発光モジュール１０では、第
１の搭載部材１４と第２の搭載部材１８との間隔は０．
１ｍｍとなるように設けられており、ワイヤボンディン
グの長さを短くするようなされている。
【００２６】なお、第１の配線基板３０と第２の配線基
板４０との間にはワイヤボンディングが施されており、
これにより半導体駆動素子１６と半導体発光素子１２と
が電気的に接続されている。このとき、第１の配線基板
３０と第２の配線基板４０とは同一の高さに設定されて
いるため、配線距離が短くされている。
板４０との間にはワイヤボンディングが施されており、
これにより半導体駆動素子１６と半導体発光素子１２と
が電気的に接続されている。このとき、第１の配線基板
３０と第２の配線基板４０とは同一の高さに設定されて
いるため、配線距離が短くされている。
【００２７】またハウジング２０の底壁部２０ｆの突起
部３６上には、第３の配線基板４２が搭載されている。
第３の配線基板４２上には、一対の辺の一方から他方ま
で伸びる一対の伝送路４２ａ、４２ｂが設けられてい
る。これらの伝送路４２ａ、４２ｂの間には、導電層が
設けられている。これら導電層は、接地電位線に接続さ
れている。伝送路４２ａ、４２ｂの一端は、半導体駆動
素子１６とワイヤボンディングにより接続されている。
伝送路４２ａ、４２ｂの他端は、リード端子２０ｅと接
続されている。
部３６上には、第３の配線基板４２が搭載されている。
第３の配線基板４２上には、一対の辺の一方から他方ま
で伸びる一対の伝送路４２ａ、４２ｂが設けられてい
る。これらの伝送路４２ａ、４２ｂの間には、導電層が
設けられている。これら導電層は、接地電位線に接続さ
れている。伝送路４２ａ、４２ｂの一端は、半導体駆動
素子１６とワイヤボンディングにより接続されている。
伝送路４２ａ、４２ｂの他端は、リード端子２０ｅと接
続されている。
【００２８】ハウジング２０の前壁部２０ｂは、Ｌキャ
リア２４のレンズ支持部２４ｂと対面している。前壁部
２４ｂには、半導体発光素子１２から出射された光が通
過する孔２０ｇが設けられている。図１に示すように、
孔２０ｇには保持部材４４が配置されており、保持部材
４４はハーメチックガラス４６を保持している。ハウジ
ング２０の前壁部２０ｂの外面には、保持部材４４に合
わせて第２のレンズ保持部材４８の一端が配置されてい
る。第２のレンズ保持部材４８は、集光レンズといった
第２のレンズ５０を保持している。第２のレンズ保持部
材４８の他端には、フェルールホルダ５２が配置されて
いる。フェルールホルダ５２はフェルール５４を収容す
るための孔を有する。フェルール５４には、光ファイバ
５６の一端部を保護するように、光ファイバ５６が挿入
されている。光ファイバ５６は、フェルール５４および
フェルールホルダ５２を介して第２のレンズ５０に位置
合わせされている。これにより、光ファイバ５６の一端
部に半導体発光素子１２からの光が入力される。
リア２４のレンズ支持部２４ｂと対面している。前壁部
２４ｂには、半導体発光素子１２から出射された光が通
過する孔２０ｇが設けられている。図１に示すように、
孔２０ｇには保持部材４４が配置されており、保持部材
４４はハーメチックガラス４６を保持している。ハウジ
ング２０の前壁部２０ｂの外面には、保持部材４４に合
わせて第２のレンズ保持部材４８の一端が配置されてい
る。第２のレンズ保持部材４８は、集光レンズといった
第２のレンズ５０を保持している。第２のレンズ保持部
材４８の他端には、フェルールホルダ５２が配置されて
いる。フェルールホルダ５２はフェルール５４を収容す
るための孔を有する。フェルール５４には、光ファイバ
５６の一端部を保護するように、光ファイバ５６が挿入
されている。光ファイバ５６は、フェルール５４および
フェルールホルダ５２を介して第２のレンズ５０に位置
合わせされている。これにより、光ファイバ５６の一端
部に半導体発光素子１２からの光が入力される。
【００２９】保護部材５８は、保持部材４４、第２のレ
ンズ保持部材４８、フェルールホルダ５２およびフェル
ール５４を覆っている。保護部材５８としては、ゴム製
キャップを用いることができる。光ファイバ５６は、保
護部材５８を通してハウジング２０の外へ取り出され
る。光ファイバ５６の他端部には、光コネクタといった
光学的結合デバイス６０が設けられている。光学的結合
デバイス６０は、光ファイバ５６を伝搬してきた半導体
発光素子１２からの光を提供する。本実施形態では、光
学的結合デバイス６０は、光ファイバ５６の他端部に設
けられたフェルールを含むことができる。
ンズ保持部材４８、フェルールホルダ５２およびフェル
ール５４を覆っている。保護部材５８としては、ゴム製
キャップを用いることができる。光ファイバ５６は、保
護部材５８を通してハウジング２０の外へ取り出され
る。光ファイバ５６の他端部には、光コネクタといった
光学的結合デバイス６０が設けられている。光学的結合
デバイス６０は、光ファイバ５６を伝搬してきた半導体
発光素子１２からの光を提供する。本実施形態では、光
学的結合デバイス６０は、光ファイバ５６の他端部に設
けられたフェルールを含むことができる。
【００３０】次に、本実施形態に係る発光モジュール１
０の作用及び効果について説明する。
０の作用及び効果について説明する。
【００３１】本実施形態に係る発光モジュール１０にお
いて、リード端子２０ｅを介して半導体発光素子１６を
変調するため変調信号が半導体駆動素子１６に入力され
ると、半導体駆動素子１６は変調信号を増幅して駆動信
号を生成する。駆動信号は、第２の配線基板４０に形成
された配線、ボンディングワイヤ、及び第１の配線基板
３０に形成された配線を通して半導体発光素子１２へ提
供される。
いて、リード端子２０ｅを介して半導体発光素子１６を
変調するため変調信号が半導体駆動素子１６に入力され
ると、半導体駆動素子１６は変調信号を増幅して駆動信
号を生成する。駆動信号は、第２の配線基板４０に形成
された配線、ボンディングワイヤ、及び第１の配線基板
３０に形成された配線を通して半導体発光素子１２へ提
供される。
【００３２】半導体発光素子１２は、半導体駆動素子１
６から送られてきた駆動信号に基づいて、光出射面から
所定波長の光を所定のパワーで出射する。半導体発光素
子１２の光出射面から出射された光は、第１のレンズ保
持部材２６が保持する図示しない第１のレンズによりコ
リメートされる。第１のレンズによりコリメートされた
光は、ハーメチックガラス４６を透過し、第２のレンズ
５０に到達する。第２のレンズ５０に到達した光はここ
で集光され、フェルール５４に挿入された光ファイバ５
６の一端部に入射される。光ファイバ５６に入射した光
は光ファイバ５６内を伝搬し、他端部に設けられた光学
的結合デバイス６０に到る。
６から送られてきた駆動信号に基づいて、光出射面から
所定波長の光を所定のパワーで出射する。半導体発光素
子１２の光出射面から出射された光は、第１のレンズ保
持部材２６が保持する図示しない第１のレンズによりコ
リメートされる。第１のレンズによりコリメートされた
光は、ハーメチックガラス４６を透過し、第２のレンズ
５０に到達する。第２のレンズ５０に到達した光はここ
で集光され、フェルール５４に挿入された光ファイバ５
６の一端部に入射される。光ファイバ５６に入射した光
は光ファイバ５６内を伝搬し、他端部に設けられた光学
的結合デバイス６０に到る。
【００３３】モニタ用受光素子３２は、半導体発光素子
１２の光反射面から出射される背面光を受光してモニタ
する。そして、モニタ用受光素子３２によるモニタの結
果をフィードバックすることにより、半導体発光素子１
２から出射される光の安定化が図られる。
１２の光反射面から出射される背面光を受光してモニタ
する。そして、モニタ用受光素子３２によるモニタの結
果をフィードバックすることにより、半導体発光素子１
２から出射される光の安定化が図られる。
【００３４】かかる発光モジュール１０の動作状態にお
いて、半導体駆動素子１６及び半導体発光素子１２は発
熱する。半導体駆動素子１６は第２の搭載部材１８の第
２のキャリア３８上に直接搭載されているため、半導体
駆動素子１６から発せられた熱は、第２のキャリア３８
を伝搬してハウジング２０の底壁部２０ｆに到り、放熱
される。このように、半導体駆動素子１６を第２のキャ
リア３８上に直接搭載することで、放熱特性が向上され
ている。一方、半導体発光素子１２から発せられた熱
は、第１の配線基板３０、第１のキャリア２８及びＬキ
ャリア２４を伝搬してペルチェ素子２２に吸熱される。
このとき、半導体発光素子１２が搭載された第１の搭載
部材１４と半導体駆動素子１６が搭載された第２の搭載
部材１８との間には所定間隙が設けられているため、半
導体駆動素子１６から発せられた熱が、第１及び第２の
配線基板３０，４０同士、あるいは第１及び第２のキャ
リア２８，３８同士を通して直接半導体発光素子１２に
伝達されることはない。
いて、半導体駆動素子１６及び半導体発光素子１２は発
熱する。半導体駆動素子１６は第２の搭載部材１８の第
２のキャリア３８上に直接搭載されているため、半導体
駆動素子１６から発せられた熱は、第２のキャリア３８
を伝搬してハウジング２０の底壁部２０ｆに到り、放熱
される。このように、半導体駆動素子１６を第２のキャ
リア３８上に直接搭載することで、放熱特性が向上され
ている。一方、半導体発光素子１２から発せられた熱
は、第１の配線基板３０、第１のキャリア２８及びＬキ
ャリア２４を伝搬してペルチェ素子２２に吸熱される。
このとき、半導体発光素子１２が搭載された第１の搭載
部材１４と半導体駆動素子１６が搭載された第２の搭載
部材１８との間には所定間隙が設けられているため、半
導体駆動素子１６から発せられた熱が、第１及び第２の
配線基板３０，４０同士、あるいは第１及び第２のキャ
リア２８，３８同士を通して直接半導体発光素子１２に
伝達されることはない。
【００３５】以上、本実施形態に係る発光モジュール１
０では、ハウジング２０内に半導体発光素子１２と半導
体駆動素子１６とを隣接して収容しているため、半導体
駆動素子１６からの高速な変調信号をほとんど劣化させ
ることなく半導体発光素子１２に伝えることができ、発
光モジュール１０の伝送速度の高速化を図ることができ
る。
０では、ハウジング２０内に半導体発光素子１２と半導
体駆動素子１６とを隣接して収容しているため、半導体
駆動素子１６からの高速な変調信号をほとんど劣化させ
ることなく半導体発光素子１２に伝えることができ、発
光モジュール１０の伝送速度の高速化を図ることができ
る。
【００３６】このとき、本実施形態に係る発光モジュー
ル１０では、半導体発光素子１２が搭載された第１の搭
載部材１４と半導体駆動素子１６が搭載された第２の搭
載部材１８とは所定間隙を隔ててハウジング２０内に収
容されているため、半導体駆動素子１６から発せられた
熱の半導体発光素子１２への伝達を抑制することができ
る。これにより、半導体発光素子１２の過度の温度上昇
を抑制することが可能となり、発光モジュール１０の出
射特性の安定化を図ることが可能となる。特に、半導体
発光素子１２はペルチェ素子２２を介してハウジング２
０の底壁部２０ｆ上に搭載されているため、半導体発光
素子１２の温度制御が容易になり、もって発光モジュー
ル１０の出射特性の安定化をより一層図ることが可能と
なる。
ル１０では、半導体発光素子１２が搭載された第１の搭
載部材１４と半導体駆動素子１６が搭載された第２の搭
載部材１８とは所定間隙を隔ててハウジング２０内に収
容されているため、半導体駆動素子１６から発せられた
熱の半導体発光素子１２への伝達を抑制することができ
る。これにより、半導体発光素子１２の過度の温度上昇
を抑制することが可能となり、発光モジュール１０の出
射特性の安定化を図ることが可能となる。特に、半導体
発光素子１２はペルチェ素子２２を介してハウジング２
０の底壁部２０ｆ上に搭載されているため、半導体発光
素子１２の温度制御が容易になり、もって発光モジュー
ル１０の出射特性の安定化をより一層図ることが可能と
なる。
【００３７】また、本実施形態に係る発光モジュール１
０では、半導体発光素子１２が搭載された第１の搭載部
材１４と半導体駆動素子１６が搭載された第２の搭載部
材１８とを所定間隙を隔ててハウジング２０内に収容す
る構成であるため、半導体発光素子１２と半導体駆動素
子１６の双方を温度制御するために大型のペルチェモジ
ュールを必要とすることもなく、発光モジュール１０の
大型化を抑制することが可能となる。
０では、半導体発光素子１２が搭載された第１の搭載部
材１４と半導体駆動素子１６が搭載された第２の搭載部
材１８とを所定間隙を隔ててハウジング２０内に収容す
る構成であるため、半導体発光素子１２と半導体駆動素
子１６の双方を温度制御するために大型のペルチェモジ
ュールを必要とすることもなく、発光モジュール１０の
大型化を抑制することが可能となる。
【００３８】なお、本発明は上記した実施形態にかかわ
らず、種々の変更が可能である。
らず、種々の変更が可能である。
【００３９】例えば、上記した実施形態に係る発光モジ
ュール１０において、第２の搭載部材１８とハウジング
２０の底壁部２０ｆとの間にも新たなペルチェ素子を設
けてもよい。
ュール１０において、第２の搭載部材１８とハウジング
２０の底壁部２０ｆとの間にも新たなペルチェ素子を設
けてもよい。
【００４０】以上の本発明の説明から、本発明を様々に
変形しうることは明らかである。そのような変形は、本
発明の思想および範囲から逸脱するものとは認めること
はできず、すべての当業者にとって自明である改良は、
本発明の範囲に含まれるものである。
変形しうることは明らかである。そのような変形は、本
発明の思想および範囲から逸脱するものとは認めること
はできず、すべての当業者にとって自明である改良は、
本発明の範囲に含まれるものである。
【００４１】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る発光モジュールでは、ハウジング内に半導体発光素子
と駆動素子とを隣接して収容しているため、駆動素子か
らの高速な変調信号をほとんど劣化させることなく半導
体発光素子に伝えることができ、発光モジュールの伝送
速度の高速化を図ることができる。また、半導体発光素
子が搭載された第１の搭載部材と駆動素子が搭載された
第２の搭載部材とは所定間隙を隔ててハウジング内に収
容されているため、駆動素子から発せられた熱の半導体
発光素子への伝達を抑制することができ、発光モジュー
ルの出射特性の安定化を図ることができる。また、半導
体発光素子と駆動素子の双方を温度制御するために大型
のペルチェモジュールを必要とすることもなく、発光モ
ジュールの大型化を抑制することができる。
る発光モジュールでは、ハウジング内に半導体発光素子
と駆動素子とを隣接して収容しているため、駆動素子か
らの高速な変調信号をほとんど劣化させることなく半導
体発光素子に伝えることができ、発光モジュールの伝送
速度の高速化を図ることができる。また、半導体発光素
子が搭載された第１の搭載部材と駆動素子が搭載された
第２の搭載部材とは所定間隙を隔ててハウジング内に収
容されているため、駆動素子から発せられた熱の半導体
発光素子への伝達を抑制することができ、発光モジュー
ルの出射特性の安定化を図ることができる。また、半導
体発光素子と駆動素子の双方を温度制御するために大型
のペルチェモジュールを必要とすることもなく、発光モ
ジュールの大型化を抑制することができる。
【図１】本実施形態に係る発光モジュールを示す一部破
断斜視図である。
断斜視図である。
【図２】本実施形態に係る発光モジュールを示す一部破
断側面図である。
断側面図である。
【図３】本実施形態に係る発光モジュールを示す一部破
断平面図である。
断平面図である。
【符号の説明】
１０…発光モジュール、１２…半導体発光素子、１４…
第１の搭載部材、１６…半導体駆動素子、１８…第２の
搭載部材、２０…ハウジング、２２…ペルチェ素子、２
８…第１のキャリア、３０…第１の配線基板、３２…モ
ニター用受光素子、３８…第２のキャリア、４０…第２
の配線基板、Ｘ…所定軸。
第１の搭載部材、１６…半導体駆動素子、１８…第２の
搭載部材、２０…ハウジング、２２…ペルチェ素子、２
８…第１のキャリア、３０…第１の配線基板、３２…モ
ニター用受光素子、３８…第２のキャリア、４０…第２
の配線基板、Ｘ…所定軸。
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フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA03 DA03 DA38
5F036 AA01 BA33 BB08 BC05
5F073 AB27 AB28 BA01 EA14 FA02
FA06 FA15 FA25 FA27 FA30
5F088 AA01 BA02 BA10 BA15 BB01
EA09 EA13 EA20 JA03 JA10
JA12 JA14 LA01
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体発光素子と、 前記半導体発光素子を搭載する第１の搭載部材と、 前記半導体発光素子を駆動する駆動素子と、 前記駆動素子を搭載する第２の搭載部材と、 前記半導体発光素子、前記第１の搭載部材、前記駆動素
子、及び前記第２の搭載部材を収容するハウジングと、
を備え、 前記半導体発光素子が搭載された前記第１の搭載部材と
前記駆動素子が搭載された前記第２の搭載部材とは、前
記ハウジング内において所定間隙を隔てて隣接して収容
されている発光モジュール。 - 【請求項２】 前記ハウジングは前記第１及び第２の搭
載部材を搭載する搭載面を有し、 前記半導体発光素子が搭載された前記第１の搭載部材
は、ペルチェ素子を介して前記ハウジングの前記搭載面
上に搭載されている請求項１に記載の発光モジュール。 - 【請求項３】 前記半導体発光素子は光出射面及び光反
射面を有し、 前記駆動素子が搭載された前記第２の搭載部材は、前記
半導体発光素子の前記光反射面と対面する側に収容され
ている請求項１に記載の発光モジュール。 - 【請求項４】 前記第１の搭載部材は、第１の配線基板
と該第１の配線基板を搭載する金属製の第１のキャリア
とを有し、前記半導体発光素子は該第１の配線基板上に
搭載されている請求項１に記載の発光モジュール。 - 【請求項５】 前記第２の搭載部材は、第２の配線基板
と該第２の配線基板を搭載する金属製の第２のキャリア
とを有し、前記駆動素子は該第２のキャリア上に搭載さ
れている請求項１に記載の発光モジュール。 - 【請求項６】 前記第１の搭載部材上には、前記半導体
発光素子をモニターするモニター用受光素子が搭載され
ている請求項１に記載の発光モジュール。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2001211217A JP3770115B2 (ja) | 2001-07-11 | 2001-07-11 | 発光モジュール |
| US10/191,518 US6572279B2 (en) | 2001-07-11 | 2002-07-10 | Light-emitting module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001211217A JP3770115B2 (ja) | 2001-07-11 | 2001-07-11 | 発光モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003031886A true JP2003031886A (ja) | 2003-01-31 |
| JP3770115B2 JP3770115B2 (ja) | 2006-04-26 |
Family
ID=19046571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001211217A Expired - Fee Related JP3770115B2 (ja) | 2001-07-11 | 2001-07-11 | 発光モジュール |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6572279B2 (ja) |
| JP (1) | JP3770115B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP3909257B2 (ja) * | 2002-03-12 | 2007-04-25 | 日本オプネクスト株式会社 | 光結合装置 |
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| JP3760923B2 (ja) * | 2003-03-17 | 2006-03-29 | 住友電気工業株式会社 | 光モジュールの製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4803361A (en) * | 1986-05-26 | 1989-02-07 | Hitachi, Ltd. | Photoelectric device with optical fiber and laser emitting chip |
| US6155724A (en) * | 1997-03-04 | 2000-12-05 | Hamamatsu Photonics Kk | Light transmitting module for optical communication and light transmitting unit thereof |
-
2001
- 2001-07-11 JP JP2001211217A patent/JP3770115B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-07-10 US US10/191,518 patent/US6572279B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006237436A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-07 | Opnext Japan Inc | 発光素子モジュール |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6572279B2 (en) | 2003-06-03 |
| US20030012525A1 (en) | 2003-01-16 |
| JP3770115B2 (ja) | 2006-04-26 |
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