JP2003060403A - 高速配線回路 - Google Patents
高速配線回路Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １０ＧＨｚ以上の超高速信号を劣化させるこ
となく処理できる光／電子素子モジュールを生産性良く
構成することができる高速配線回路を提供する。 【解決手段】 高速信号を伝送する２枚の高周波配線基
板４１、４２の基本構造は、マイクロストリップライン
構造とし、且つ両者の接続部４１ｂ、４２ｂはグランデ
ッドコプレーナ構造とすることにより、両構造の特長を
兼備するものとした。
となく処理できる光／電子素子モジュールを生産性良く
構成することができる高速配線回路を提供する。 【解決手段】 高速信号を伝送する２枚の高周波配線基
板４１、４２の基本構造は、マイクロストリップライン
構造とし、且つ両者の接続部４１ｂ、４２ｂはグランデ
ッドコプレーナ構造とすることにより、両構造の特長を
兼備するものとした。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高速配線回路に関
し、光通信や計測等で、特に数１０ＧＨｚ以上の超高速
信号を伝送させる必要のある光／電子デバイスに適用し
て有用なものである。 【０００２】 【従来の技術】図３は従来技術に係る高速用のフォトダ
イオード（ＰＤ）モジュールの構造図である。同図にお
いて、１は高速ＰＤ素子、２はセラミック製の高周波配
線基板を有する高速配線回路、３は高周波電気コネク
タ、３ａはその中心導体、４は金属製のサブマウント、
５はパッケージ、６は非球面レンズ、７はミラー、８は
光ファイバ、９はファイバホルダ、１０は気密封止用の
蓋である。 【０００３】図４は図３に示す従来モジュールにおける
高周波配線部分のみを抜き出した図であって、（ａ）は
マイクロストリップ基板、（ｂ）はグランデッドコプレ
ーナ基板、（ｃ）は変換回路付マイクロストリップ基板
を使った例である。 【０００４】図４（ａ）に示すマイクロストリップライ
ン基板１１、１２の場合は、表面には信号路となる導体
部１１ａ、１２ａを形成する一方、それぞれの裏面に形
成した導電層をサブマウント４及びパッケージ５に接触
させて接地する。サブマウント４とパッケージ５とは、
導電性接着剤１３等で電気的な接続を確保している。ま
た、ＰＤ素子１とサブマウント４、ＰＤ素子１と導体部
１１ａ、導体部１１ａと導体部１２ａとはそれぞれ金リ
ボン１４、１５、１６で接続してある。また、導体部１
２ａは高周波コネクタ３（図３参照。）の中心導体３ａ
にハンダで電気的に接続してある。 【０００５】図４（ｂ）に示すグランデッドコプレーナ
基板１７、１８の場合は、信号路となる導体部１７ａ、
１８ａの他に両側にスルーホール１７ｃ、１８ｃを有す
る接地部１７ｂ、１８ｂを有している。接地はスルーホ
ール１７ｃ、１８ｃを介してサブマウント４及びパッケ
ージ５に接続して確保する。また、ＰＤ素子１は、金リ
ボン１９で接地部１７ｂに接続することにより接地す
る。ここで、接地部１７ｂと接地部１８ｂとは金リボン
１９で相互に接続してある。ＰＤ素子１の出力信号は、
金リボン２１を介して導電部１７ａに至り、さらに金リ
ボン２２を介して導電部１８ａに至る。また、導体部１
８ａは高周波コネクタ３（図３参照。）の中心導体３ａ
にハンダ付で接続してある。 【０００６】図４（ｃ）に示す変換回路付マイクロスト
リップ基板は、基本的にはマイクロストリップライン構
造の基板であるが、マイクロストリップライン基板３１
のＰＤ素子１との接続部分だけはグランデッドコプレー
ナ構造としたものである。すなわち、この部分にスルー
ホール３１ｃを有する接地部３１ｂが形成されており、
ＰＤ素子１の接地は、その接地部と接地部３１ｂとを金
リボン１９で接続することにより確保している。なお、
図４（ｃ）中、図４（ａ）と同一部分には同一番号を付
し、重複する説明は省略する。 【０００７】図３に示すモジュールを組み立てるには、
まずサブマウント４に高速配線回路２の一方の高周波配
線基板を金スズや金ゲルマ等のハンダで固定する。次
に、ＰＤ素子１を高速配線回路２の近傍に金スズハンダ
や接着剤で固定する。次いで、ミラー７（現実的にはミ
ラーを固定したミラーホルダ）を接着剤やＹＡＧレーザ
溶接によってサブマウント４に固定する。その後、光フ
ァイバ８から光を入れ、ＰＤ素子１の受光電流が最適に
なるように非球面レンズ６を位置合せし、ＹＡＧレーザ
溶接によりサブマウント４に固定する。 【０００８】一方でパッケージ５には高周波コネクタ３
と高速配線回路２の他方の高周波配線基板をハンダ等で
固定しておく。そして、先の非球面レンズ６とミラー７
とを固定したサブマウント４をパッケージ５内の高周波
配線基板が相互に接続できるような位置にハンダや接着
剤で固定する。かかる状態で高周波基板同士、及びサブ
マウント４とパッケージ５とのグランド同士を金リボン
や導電性接着剤で電気的に接続する。 【０００９】次いで、パッケージ５に封止用の蓋１０を
抵抗溶接によって固定し気密封止する。最後に、パッケ
ージ５の外側で光ファイバ８を位置合せして受光電流が
最適になる位置でＹＡＧレーザ溶接固定して完成する。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】１０ＧＨｚ以上の高速
用ＰＤモジュールではＰＤ素子１からパッケージ５の高
周波コネクタ３までの配線も通常の金ワイヤでは減衰が
大きいので、主にセラミック製の高周波配線基板を用い
る必要がある。 【００１１】一方、従来技術に係る高速用ＰＤモジュー
ルは、電気コネクタである高周波コネクタ３との整合性
の良い図４（ａ）に示すようなマイクロストリップライ
ン（ＭＳＬ）、若しくは高周波半導体回路との接合性が
良い図４（ｂ）に示すようなグランデッドコプレーナ線
路（Ｇ−ＣＰＷ）が用いられてきた。なお、図４（ｃ）
に示すように、ＭＳＬでもＰＤ素子１との接続部だけは
Ｇ−ＣＰＷ化する変換回路付基板を用いる例はあった
が、あくまでＭＳＬ基板とＰＤ素子１（半導体素子は一
般に厚みの制約の少ないＣＰＷ配線が作りやすい）との
接続をリボンボンダでやりやすくするという発想であっ
た。 【００１２】一方、高速用ＰＤモジュールを組み立てる
にあたっては、非球面レンズ６をＰＤ素子１の近傍でＹ
ＡＧレーザ溶接固定する工程、及びＰＤ素子１を搭載
後、電気的にチェックする工程がパッケージ５の中では
難しいので、一旦ＰＤ素子１をサブマウント４に搭載
し、そのサブマウント４上にて非球面レンズ６の溶接、
及びＰＤ素子１のチェックを行い、その後サブマウント
４をパッケージ５内に搭載する方法による場合が多い。 【００１３】ここでサブマウント４上の高周波配線基板
とパッケージ５の高周波コネクタ３を直接接続しようと
すると、高周波コネクタ３の位置と高周波配線基板の高
さの精度が厳しくなって歩留りの低下を招きやすく、ま
た組立の温度階層上、接続には導電性接着剤しか使えな
いために作業性も悪いという問題があった。そこで、あ
えて高周波コネクタ３側にも２分割した一方の高周波配
線基板を予め設置しておき、２分割した高周波配線基板
同士を金リボンで接続するという構成が採用されてき
た。 【００１４】ところが５０ＧＨｚ以上の帯域になるとコ
ンマ数ミリ程度のグランド面の僅かな段差や隙間で高周
波特性が大きく変動するためＭＳＬの場合、グランドの
接続部の接続状態次第で特性劣化を招いてしまう。具体
的には、図４（ａ），（ｃ）に示したようにグランド部
の接続はできるだけマイクロストリップライン基板１
１、１２、３１の近くを導電性接着剤１３で接続するこ
とになるが、これは非常に細かい作業となり生産性・歩
留まりの低下を招いていた。 【００１５】一方、Ｇ−ＣＰＷの場合、上面でグランド
同士の接続が取れるので、接続部は有利であるが、グラ
ンデッドコプレーナ基板１７、１８の上面の接地部１７
ｂ、１８ｂがケースから高周波的にもしっかり接地して
いるように裏面にスルーホール１７ｃ、１８ｃで緊密に
接続する必要がある。ところが、数１０ＧＨｚ帯ではそ
の必要間隔はやはりコンマ数ミリ以下となり、超高周波
用のグランデッドコプレーナ基板１７、１８は製造が難
しいという問題があった。 【００１６】従来、５０ＧＨｚを超えるような超高周波
用のＰＤモジュールは需要も少なかったため生産性が悪
くとも問題にならなかった。この結果、改善も進まなか
ったが、高速光通信の発展に伴い超高速光ＰＤモジュー
ルやそのドライバＩＣといった超高速電子デバイスの需
要も高まると考えられるので、かかる状況の下では生産
性・歩留りの向上が必要となってきた。 【００１７】本発明は、上記従来技術に鑑み、１０ＧＨ
ｚ以上の超高速信号を劣化させることなく処理できる光
／電子素子モジュールを生産性良く構成することができ
る高速配線回路を提供することを目的とする。 【００１８】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は、次の点を特徴とする。 １） ２枚以上の高周波配線基板を接続して構成すると
ともに、１０ＧＨｚ以上の高速信号を伝送する高速配線
回路において、上記高周波配線基板の接続部を除く部分
はマイクロストリップ基板で構成する一方、接続部はグ
ランデッドコプレーナ構造で構成したこと。 ２） 上記１）に記載する高速配線回路において、前記
マイクロストリップ基板の端に光電子素子を接続する
際、この光電子素子をフリップチップ搭載し得るように
搭載部をコプレーナ構造で構成したこと。 【００１９】以下、本発明の実施の形態を図面に基づき
詳細に説明する。 【００２０】図１は本発明の実施の形態に係る高速配線
回路を適用する面型ＰＤモジュールの全体を示す構成図
である。図２は本発明の実施の形態に係る高速配線回路
を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線矢
視図である。 【００２１】図１に示すように、当該面型ＰＤモジュー
ルは、これを構成する高速配線回路１２が異なり、また
ＰＤ素子１を金リボンより高周波特性に優れるバンプを
使用してフリップチップで高速配線回路１２の配線基板
に直接搭載している点が異なるだけで、他の構成は図３
に示す従来技術と同様である。そこで、従来技術と同一
部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。ま
た、当該面型ＰＤモジュールの組み立て方法も、ＰＤ素
子１の搭載をフリップチップで行った以外は、基本的に
図３に示す従来技術と同様である。なお、このようにＰ
Ｄ素子１を基板上にフリップチップ搭載すると搭載後の
電気チェックを基板の状態で行えるので不良品選別にお
ける部材ロスが最小限で済むというメリットもある。 【００２２】図２に示すように、本実形態に係る高速配
線回路は、２枚の高周波配線基板４１、４２を接続して
構成するとともに、１０ＧＨｚ以上の高速信号を伝送す
るものである。ここで、高周波配線基板４１、４２は、
基本的にインピーダンス整合されたＭＳＬとＧ−ＣＰＷ
との変換回路基板である。すなわち、高周波配線基板４
１、４２の導体部４１ａ、４２ａはマイクロストリップ
基板で構成する一方、当該高周波配線基板４１、４２間
の接続部４１ｂ、４２ｂは半円形のスルーホール４１
ｃ、４２ｃを有するグランデッドコプレーナ構造で構成
した。また、高周波配線基板４１、４２の導体部４１
ａ、４２ａ及び接続部４１ｂ、４２ｂ同士は、金リボン
４３、４４でそれぞれ接続してある。高周波配線基板４
１、４２の接地は、接続部４１ｂ、４２ｂのスルーホー
ル４１ｃ、４２ｃを介してサブマウント４及びパッケー
ジ５に電気的に接続することにより確保している。ここ
で、ＭＳＬとＧ−ＣＰＷとの変換回路部４５は連続的に
インピーダンスが保たれるように設計する。 【００２３】また、高周波配線基板４１のＰＤ素子１の
搭載部４１ｄもスルーホール４１ｅを有するグランデッ
ドコプレーナ構造としている。このことにより、ＰＤ素
子１は、金リボンより高周波特性に優れたバンプ４６を
使ってフリップチップで高周波配線基板４１上に直接搭
載することができる。 【００２４】本形態に係る高速配線回路では高周波配線
基板４１、４２を通して放熱されるので発熱の多い素子
には向かないが、ＰＤ素子１の発熱量は少ないので大き
な問題はない。また、２分割した高周波配線基板４１、
４２の接続部はＧ−ＣＰＷ構造であるために信号線もグ
ランド配線も金リボンボンダで一括して行うことができ
る。 【００２５】なお、図４（ｂ）に示す従来技術のよう
に、基板全長をＧ−ＣＰＷ構造にする方が単純のように
見えるが、実際に高周波伝送させるには上部グランドが
高周波で見てしっかり接地されていないとインピーダン
スが不安定化して反射が生ずるので、伝送周波数の波長
より短い間隔でスルーホール１７ｃ、１８ｃを形成して
グランドに落とさなければならない。その周期は６０Ｇ
Ｈｚ帯域の場合、０．４ｍｍ以下（アルミナ基板の場
合）となり基板の製造がかなり難しくなる。さらに、そ
れ以上の高周波を通そうとすればより細かいピッチのス
ルーホール１７ｃ、１８ｃが要求され、現実的には穴加
工の精度や基板強度の関係から製造困難になる。 【００２６】本発明では基本はシンプルなマイクロスト
リップ構造であり、両端の接続部でのみスルーホール４
１ｃ、４２ｃを形成してグランドに接続すれば良いの
で、製造は容易である。また、変換回路部４５を有する
基板の製造は複雑に見えるが、一度マスクを作製すれば
量産化は容易である。ちなみに本形態では、基板は厚さ
０．２５４ｍｍ（１０ｍｉｌ）のアルミナを用いてい
る。厚さを厚くしていくと高周波で高次モードが発生
し、高周波伝送の妨げになる。一方、薄くしすぎると強
度や中心導体が細くなりすぎて取り扱いが難しくなるの
でアルミナの場合、０．１５〜０．３５ｍｍ程度が妥当
と考えられる。 【００２７】なお、基板材質としてはアルミナの他に
も、ムライトやガラスセラミックス、石英ガラス、テフ
ロン（登録商標）といった高周波損失の少ない材料がケ
ースバイケースで使用可能である。 【００２８】かくして、本形態によれば、生産性よく低
コストな超高速光モジュールや電子デバイスを実現でき
る。 【００２９】 【発明の効果】以上、実施の形態ととともに詳細に説明
した通り、本発明によれば高速動作用のＰＤ素子や面発
光型ＬＤ素子（ＶＣＳＥＬ）のモジュールを低コストに
実現できる。また、同様に複数の高周波配線基板を接続
して用いる構成で作製されるモジュールであれば端面発
光型レーザダイオードや光変調器・光スイッチといっ
た、やはり超高速動作を要求される光素子及びこれらの
駆動用ＩＣといった、高速電子デバイスのモジュールに
も適用可能である。
し、光通信や計測等で、特に数１０ＧＨｚ以上の超高速
信号を伝送させる必要のある光／電子デバイスに適用し
て有用なものである。 【０００２】 【従来の技術】図３は従来技術に係る高速用のフォトダ
イオード（ＰＤ）モジュールの構造図である。同図にお
いて、１は高速ＰＤ素子、２はセラミック製の高周波配
線基板を有する高速配線回路、３は高周波電気コネク
タ、３ａはその中心導体、４は金属製のサブマウント、
５はパッケージ、６は非球面レンズ、７はミラー、８は
光ファイバ、９はファイバホルダ、１０は気密封止用の
蓋である。 【０００３】図４は図３に示す従来モジュールにおける
高周波配線部分のみを抜き出した図であって、（ａ）は
マイクロストリップ基板、（ｂ）はグランデッドコプレ
ーナ基板、（ｃ）は変換回路付マイクロストリップ基板
を使った例である。 【０００４】図４（ａ）に示すマイクロストリップライ
ン基板１１、１２の場合は、表面には信号路となる導体
部１１ａ、１２ａを形成する一方、それぞれの裏面に形
成した導電層をサブマウント４及びパッケージ５に接触
させて接地する。サブマウント４とパッケージ５とは、
導電性接着剤１３等で電気的な接続を確保している。ま
た、ＰＤ素子１とサブマウント４、ＰＤ素子１と導体部
１１ａ、導体部１１ａと導体部１２ａとはそれぞれ金リ
ボン１４、１５、１６で接続してある。また、導体部１
２ａは高周波コネクタ３（図３参照。）の中心導体３ａ
にハンダで電気的に接続してある。 【０００５】図４（ｂ）に示すグランデッドコプレーナ
基板１７、１８の場合は、信号路となる導体部１７ａ、
１８ａの他に両側にスルーホール１７ｃ、１８ｃを有す
る接地部１７ｂ、１８ｂを有している。接地はスルーホ
ール１７ｃ、１８ｃを介してサブマウント４及びパッケ
ージ５に接続して確保する。また、ＰＤ素子１は、金リ
ボン１９で接地部１７ｂに接続することにより接地す
る。ここで、接地部１７ｂと接地部１８ｂとは金リボン
１９で相互に接続してある。ＰＤ素子１の出力信号は、
金リボン２１を介して導電部１７ａに至り、さらに金リ
ボン２２を介して導電部１８ａに至る。また、導体部１
８ａは高周波コネクタ３（図３参照。）の中心導体３ａ
にハンダ付で接続してある。 【０００６】図４（ｃ）に示す変換回路付マイクロスト
リップ基板は、基本的にはマイクロストリップライン構
造の基板であるが、マイクロストリップライン基板３１
のＰＤ素子１との接続部分だけはグランデッドコプレー
ナ構造としたものである。すなわち、この部分にスルー
ホール３１ｃを有する接地部３１ｂが形成されており、
ＰＤ素子１の接地は、その接地部と接地部３１ｂとを金
リボン１９で接続することにより確保している。なお、
図４（ｃ）中、図４（ａ）と同一部分には同一番号を付
し、重複する説明は省略する。 【０００７】図３に示すモジュールを組み立てるには、
まずサブマウント４に高速配線回路２の一方の高周波配
線基板を金スズや金ゲルマ等のハンダで固定する。次
に、ＰＤ素子１を高速配線回路２の近傍に金スズハンダ
や接着剤で固定する。次いで、ミラー７（現実的にはミ
ラーを固定したミラーホルダ）を接着剤やＹＡＧレーザ
溶接によってサブマウント４に固定する。その後、光フ
ァイバ８から光を入れ、ＰＤ素子１の受光電流が最適に
なるように非球面レンズ６を位置合せし、ＹＡＧレーザ
溶接によりサブマウント４に固定する。 【０００８】一方でパッケージ５には高周波コネクタ３
と高速配線回路２の他方の高周波配線基板をハンダ等で
固定しておく。そして、先の非球面レンズ６とミラー７
とを固定したサブマウント４をパッケージ５内の高周波
配線基板が相互に接続できるような位置にハンダや接着
剤で固定する。かかる状態で高周波基板同士、及びサブ
マウント４とパッケージ５とのグランド同士を金リボン
や導電性接着剤で電気的に接続する。 【０００９】次いで、パッケージ５に封止用の蓋１０を
抵抗溶接によって固定し気密封止する。最後に、パッケ
ージ５の外側で光ファイバ８を位置合せして受光電流が
最適になる位置でＹＡＧレーザ溶接固定して完成する。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】１０ＧＨｚ以上の高速
用ＰＤモジュールではＰＤ素子１からパッケージ５の高
周波コネクタ３までの配線も通常の金ワイヤでは減衰が
大きいので、主にセラミック製の高周波配線基板を用い
る必要がある。 【００１１】一方、従来技術に係る高速用ＰＤモジュー
ルは、電気コネクタである高周波コネクタ３との整合性
の良い図４（ａ）に示すようなマイクロストリップライ
ン（ＭＳＬ）、若しくは高周波半導体回路との接合性が
良い図４（ｂ）に示すようなグランデッドコプレーナ線
路（Ｇ−ＣＰＷ）が用いられてきた。なお、図４（ｃ）
に示すように、ＭＳＬでもＰＤ素子１との接続部だけは
Ｇ−ＣＰＷ化する変換回路付基板を用いる例はあった
が、あくまでＭＳＬ基板とＰＤ素子１（半導体素子は一
般に厚みの制約の少ないＣＰＷ配線が作りやすい）との
接続をリボンボンダでやりやすくするという発想であっ
た。 【００１２】一方、高速用ＰＤモジュールを組み立てる
にあたっては、非球面レンズ６をＰＤ素子１の近傍でＹ
ＡＧレーザ溶接固定する工程、及びＰＤ素子１を搭載
後、電気的にチェックする工程がパッケージ５の中では
難しいので、一旦ＰＤ素子１をサブマウント４に搭載
し、そのサブマウント４上にて非球面レンズ６の溶接、
及びＰＤ素子１のチェックを行い、その後サブマウント
４をパッケージ５内に搭載する方法による場合が多い。 【００１３】ここでサブマウント４上の高周波配線基板
とパッケージ５の高周波コネクタ３を直接接続しようと
すると、高周波コネクタ３の位置と高周波配線基板の高
さの精度が厳しくなって歩留りの低下を招きやすく、ま
た組立の温度階層上、接続には導電性接着剤しか使えな
いために作業性も悪いという問題があった。そこで、あ
えて高周波コネクタ３側にも２分割した一方の高周波配
線基板を予め設置しておき、２分割した高周波配線基板
同士を金リボンで接続するという構成が採用されてき
た。 【００１４】ところが５０ＧＨｚ以上の帯域になるとコ
ンマ数ミリ程度のグランド面の僅かな段差や隙間で高周
波特性が大きく変動するためＭＳＬの場合、グランドの
接続部の接続状態次第で特性劣化を招いてしまう。具体
的には、図４（ａ），（ｃ）に示したようにグランド部
の接続はできるだけマイクロストリップライン基板１
１、１２、３１の近くを導電性接着剤１３で接続するこ
とになるが、これは非常に細かい作業となり生産性・歩
留まりの低下を招いていた。 【００１５】一方、Ｇ−ＣＰＷの場合、上面でグランド
同士の接続が取れるので、接続部は有利であるが、グラ
ンデッドコプレーナ基板１７、１８の上面の接地部１７
ｂ、１８ｂがケースから高周波的にもしっかり接地して
いるように裏面にスルーホール１７ｃ、１８ｃで緊密に
接続する必要がある。ところが、数１０ＧＨｚ帯ではそ
の必要間隔はやはりコンマ数ミリ以下となり、超高周波
用のグランデッドコプレーナ基板１７、１８は製造が難
しいという問題があった。 【００１６】従来、５０ＧＨｚを超えるような超高周波
用のＰＤモジュールは需要も少なかったため生産性が悪
くとも問題にならなかった。この結果、改善も進まなか
ったが、高速光通信の発展に伴い超高速光ＰＤモジュー
ルやそのドライバＩＣといった超高速電子デバイスの需
要も高まると考えられるので、かかる状況の下では生産
性・歩留りの向上が必要となってきた。 【００１７】本発明は、上記従来技術に鑑み、１０ＧＨ
ｚ以上の超高速信号を劣化させることなく処理できる光
／電子素子モジュールを生産性良く構成することができ
る高速配線回路を提供することを目的とする。 【００１８】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は、次の点を特徴とする。 １） ２枚以上の高周波配線基板を接続して構成すると
ともに、１０ＧＨｚ以上の高速信号を伝送する高速配線
回路において、上記高周波配線基板の接続部を除く部分
はマイクロストリップ基板で構成する一方、接続部はグ
ランデッドコプレーナ構造で構成したこと。 ２） 上記１）に記載する高速配線回路において、前記
マイクロストリップ基板の端に光電子素子を接続する
際、この光電子素子をフリップチップ搭載し得るように
搭載部をコプレーナ構造で構成したこと。 【００１９】以下、本発明の実施の形態を図面に基づき
詳細に説明する。 【００２０】図１は本発明の実施の形態に係る高速配線
回路を適用する面型ＰＤモジュールの全体を示す構成図
である。図２は本発明の実施の形態に係る高速配線回路
を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線矢
視図である。 【００２１】図１に示すように、当該面型ＰＤモジュー
ルは、これを構成する高速配線回路１２が異なり、また
ＰＤ素子１を金リボンより高周波特性に優れるバンプを
使用してフリップチップで高速配線回路１２の配線基板
に直接搭載している点が異なるだけで、他の構成は図３
に示す従来技術と同様である。そこで、従来技術と同一
部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。ま
た、当該面型ＰＤモジュールの組み立て方法も、ＰＤ素
子１の搭載をフリップチップで行った以外は、基本的に
図３に示す従来技術と同様である。なお、このようにＰ
Ｄ素子１を基板上にフリップチップ搭載すると搭載後の
電気チェックを基板の状態で行えるので不良品選別にお
ける部材ロスが最小限で済むというメリットもある。 【００２２】図２に示すように、本実形態に係る高速配
線回路は、２枚の高周波配線基板４１、４２を接続して
構成するとともに、１０ＧＨｚ以上の高速信号を伝送す
るものである。ここで、高周波配線基板４１、４２は、
基本的にインピーダンス整合されたＭＳＬとＧ−ＣＰＷ
との変換回路基板である。すなわち、高周波配線基板４
１、４２の導体部４１ａ、４２ａはマイクロストリップ
基板で構成する一方、当該高周波配線基板４１、４２間
の接続部４１ｂ、４２ｂは半円形のスルーホール４１
ｃ、４２ｃを有するグランデッドコプレーナ構造で構成
した。また、高周波配線基板４１、４２の導体部４１
ａ、４２ａ及び接続部４１ｂ、４２ｂ同士は、金リボン
４３、４４でそれぞれ接続してある。高周波配線基板４
１、４２の接地は、接続部４１ｂ、４２ｂのスルーホー
ル４１ｃ、４２ｃを介してサブマウント４及びパッケー
ジ５に電気的に接続することにより確保している。ここ
で、ＭＳＬとＧ−ＣＰＷとの変換回路部４５は連続的に
インピーダンスが保たれるように設計する。 【００２３】また、高周波配線基板４１のＰＤ素子１の
搭載部４１ｄもスルーホール４１ｅを有するグランデッ
ドコプレーナ構造としている。このことにより、ＰＤ素
子１は、金リボンより高周波特性に優れたバンプ４６を
使ってフリップチップで高周波配線基板４１上に直接搭
載することができる。 【００２４】本形態に係る高速配線回路では高周波配線
基板４１、４２を通して放熱されるので発熱の多い素子
には向かないが、ＰＤ素子１の発熱量は少ないので大き
な問題はない。また、２分割した高周波配線基板４１、
４２の接続部はＧ−ＣＰＷ構造であるために信号線もグ
ランド配線も金リボンボンダで一括して行うことができ
る。 【００２５】なお、図４（ｂ）に示す従来技術のよう
に、基板全長をＧ−ＣＰＷ構造にする方が単純のように
見えるが、実際に高周波伝送させるには上部グランドが
高周波で見てしっかり接地されていないとインピーダン
スが不安定化して反射が生ずるので、伝送周波数の波長
より短い間隔でスルーホール１７ｃ、１８ｃを形成して
グランドに落とさなければならない。その周期は６０Ｇ
Ｈｚ帯域の場合、０．４ｍｍ以下（アルミナ基板の場
合）となり基板の製造がかなり難しくなる。さらに、そ
れ以上の高周波を通そうとすればより細かいピッチのス
ルーホール１７ｃ、１８ｃが要求され、現実的には穴加
工の精度や基板強度の関係から製造困難になる。 【００２６】本発明では基本はシンプルなマイクロスト
リップ構造であり、両端の接続部でのみスルーホール４
１ｃ、４２ｃを形成してグランドに接続すれば良いの
で、製造は容易である。また、変換回路部４５を有する
基板の製造は複雑に見えるが、一度マスクを作製すれば
量産化は容易である。ちなみに本形態では、基板は厚さ
０．２５４ｍｍ（１０ｍｉｌ）のアルミナを用いてい
る。厚さを厚くしていくと高周波で高次モードが発生
し、高周波伝送の妨げになる。一方、薄くしすぎると強
度や中心導体が細くなりすぎて取り扱いが難しくなるの
でアルミナの場合、０．１５〜０．３５ｍｍ程度が妥当
と考えられる。 【００２７】なお、基板材質としてはアルミナの他に
も、ムライトやガラスセラミックス、石英ガラス、テフ
ロン（登録商標）といった高周波損失の少ない材料がケ
ースバイケースで使用可能である。 【００２８】かくして、本形態によれば、生産性よく低
コストな超高速光モジュールや電子デバイスを実現でき
る。 【００２９】 【発明の効果】以上、実施の形態ととともに詳細に説明
した通り、本発明によれば高速動作用のＰＤ素子や面発
光型ＬＤ素子（ＶＣＳＥＬ）のモジュールを低コストに
実現できる。また、同様に複数の高周波配線基板を接続
して用いる構成で作製されるモジュールであれば端面発
光型レーザダイオードや光変調器・光スイッチといっ
た、やはり超高速動作を要求される光素子及びこれらの
駆動用ＩＣといった、高速電子デバイスのモジュールに
も適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る高速配線回路を適用
する面型ＰＤモジュールの全体を示す構成図である。 【図２】本発明の実施の形態に係る高速配線回路を示す
図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線矢視図で
ある。 【図３】従来技術に係る高速用の面型ＰＤモジュールの
構成図である。 【図４】図３に示すモジュールの高速配線回路の構成例
を示す図で、（ａ）はマイクロストリップライン基板、
（ｂ）はグランデッドコプレーナ基板、（ｃ）は変換回
路付マイクロストリップライン基板をそれぞれ示す。 【符号の説明】 １ ＰＤ素子 １２ 高速配線回路 ４１、４２ 高周波配線基板 ４１ａ、４２ａ 導体部 ４１ｂ、４２ｂ 接続部 ４１ｃ、４２ｃ、４１ｅ スルーホール ４１ｄ 搭載部 ４６ バンプ
する面型ＰＤモジュールの全体を示す構成図である。 【図２】本発明の実施の形態に係る高速配線回路を示す
図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線矢視図で
ある。 【図３】従来技術に係る高速用の面型ＰＤモジュールの
構成図である。 【図４】図３に示すモジュールの高速配線回路の構成例
を示す図で、（ａ）はマイクロストリップライン基板、
（ｂ）はグランデッドコプレーナ基板、（ｃ）は変換回
路付マイクロストリップライン基板をそれぞれ示す。 【符号の説明】 １ ＰＤ素子 １２ 高速配線回路 ４１、４２ 高周波配線基板 ４１ａ、４２ａ 導体部 ４１ｂ、４２ｂ 接続部 ４１ｃ、４２ｃ、４１ｅ スルーホール ４１ｄ 搭載部 ４６ バンプ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｌ 31/10 Ｈ０１Ｌ 31/10 Ｇ
(72)発明者 古田 知史
東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日
本電信電話株式会社
Ｆターム(参考） 5F049 NA03 UA20
5F088 AA01 BA02 BA16 BB01 BB06
EA16 JA09 JA12 JA14 JA20
5J011 DA12
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ２枚以上の高周波配線基板を接続して構
成するとともに、１０ＧＨｚ以上の高速信号を伝送する
高速配線回路において、 上記高周波配線基板の接続部を除く部分はマイクロスト
リップ基板で構成する一方、接続部はグランデッドコプ
レーナ構造で構成したことを特徴とする高速配線回路。 【請求項２】 〔請求項１〕に記載する高速配線回路に
おいて、 前記マイクロストリップ基板の端に光電子素子を接続す
る際、この光電子素子をフリップチップ搭載し得るよう
に搭載部をコプレーナ構造で構成したことを特徴とする
高速配線回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001246892A JP2003060403A (ja) | 2001-08-16 | 2001-08-16 | 高速配線回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001246892A JP2003060403A (ja) | 2001-08-16 | 2001-08-16 | 高速配線回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003060403A true JP2003060403A (ja) | 2003-02-28 |
Family
ID=19076336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001246892A Withdrawn JP2003060403A (ja) | 2001-08-16 | 2001-08-16 | 高速配線回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003060403A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011232583A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Anritsu Corp | 光変調器モジュール |
-
2001
- 2001-08-16 JP JP2001246892A patent/JP2003060403A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011232583A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Anritsu Corp | 光変調器モジュール |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081104 |