JP2003163403A - 光素子モジュール - Google Patents
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Abstract
コイルを実装したフィルター基板を発光素子近傍に実装
し、発光素子と空心コイルはボンディングワイヤ等で電
気的に接続されていた。このため、発光素子と空心コイ
ル間の線路長を1mm以下程度にすることが困難であ
り、良好な高周波特性が得られないという課題があっ
た。 【解決手段】 発光素子と、この発光素子に電
源からバイアス電流を供給するバイアス回路の一部に用
いられるフィルター部とを備え、このフィルター部はコ
イル部とこのコイル部の一端から伸びる第1の接続部と
を有し、前記第1の接続部は途中でいかなる基板にも電
気的に接合されることなく直接的に前記コイル部と前記
発光素子とを接続するようにして光素子モジュールを構
成した。
Description
のバイアス回路にコイルを備えた光素子モジュールに関
する。
例を示す上面図である。図28において、1は電気信号
と光信号の変換を行うための発光素子、2はこの発光素
子1を実装するための窒化アルミ製の基板である発光素
子キャリア、3は上記発光素子1からの後面出力をモニ
タするための受光素子、4はこの受光素子3を実装する
ための受光素子キャリア、5はフィルター、6はこのフ
ィルター5を実装するためのフィルター基板、9は上記
発光素子1等を気密封止するためのパッケージ、11は
このパッケージ9の内部と外部とを電気的に導通するコ
プレーナ或いはマイクロストリップライン等を備えたフ
ィードスルー、13はこのフィードスルー11に設けら
れRF信号を発光素子1に供給する高周波用電極、15
は上記フィードスルー11に設けられ上記発光素子1に
図示しない電源からバイアス電流を供給するためのバイ
アス用電極、17は光信号を伝送するための光ファイバ
である。
モジュールの要部の上面図、図30は図29に示す要部
の側面図である。図において19は上記発光素子キャリ
ア2や受光素子キャリア4が載置されるベースキャリ
ア、20は上記発光素子キャリア2上に設けられたパタ
ーン、5aは上記フィルター5の中心部分である空心コ
イル、21a及び21bはこの空心コイル5aの一端及
び他端から伸びる接続部である。この空心コイル5a及
び接続部21a及び21bによってフィルター5は構成
される。また、22a及び22bは上記接続部21a及
び21bを上記フィルター基板6に半田接合するための
半田接合部、23aは上記バイアス用電極15と半田接
合部22aとの間に電気的な結線を行うためのボンディ
ングワイヤ、23bは上記半田接合部22bと上記パタ
ーン20との間に電気的な結線を行うためのボンディン
グワイヤ、23cは上記パターン20と上記発光素子1
との間に電気的な結線を行うためのボンディングワイ
ヤ、23dは上記パターン20と上記高周波用電極との
間に電気的な結線を行うためのボンディングワイヤであ
る。
成され、図示しないドライバICから発信されたRF信
号が、高周波用電極13、ボンディングワイヤ23d、
パターン20、及びボンディングワイヤ23cを経て発
光素子1に入力される。また、発光素子1に電源からバ
イアス電流を供給するためのDC電流がバイアス用電極
15、ボンディングワイヤ23a、半田接合部22a、
接続部21a、空心コイル5a、接続部21b、半田接
合部22b、ボンディングワイヤ23b、パターン20
及びボンディングワイヤ23cを経て発光素子1に入力
される。
RF信号を供給する回路のほかに、電源供給のためのバ
イアス回路が設けられている。空心コイル5aはこのバ
イアス回路に用いるノイズ対策部品であり、RF信号が
バイアス回路に侵入するのを阻止するフィルターとして
機能する。空心コイル5aは、精密捲線技術により小
型化が実現できること、低直流抵抗であるため、大電
流化を実現することができること、寄生容量が小さく
自己共振周波数が高いため、広帯域でRF信号を阻止する
ことができること等の理由から、バイアス回路用の部品
として広く用いられている。一方、伝送容量の増加に対
応するためには、光素子モジュールの高速化が必要とな
る。ここ最近、これまでの2.5Gbpsの光素子モジ
ュールにかわり、10Gbps以上の光素子モジュール
が必要とされている。
バイアス回路(この場合、空心コイル5a)間の線路長
(接続部21b、半田接合部22b、ボンディングワイ
ヤ23b、パターン20及びボンディングワイヤ23c
の長さの合計)が通過帯域の上限周波数波長の1/4よ
り長くなると、上記発光素子1とバイアス回路間の線路
自身の共振周波数が上記通過帯域内となる。このため、
この共振により通過帯域が制限されてしまう。ここ最近
の10Gbps以上の高速化に対応するためには、発光
素子1と空心コイル間5aの一端との間のの線路長を1
mm以下程度にする必要がある。
空心コイル5aを実装したフィルター基板6を発光素子
1近傍に実装し、発光素子1と空心コイル5aはボンデ
ィングワイヤ23b、23c等で電気的に接続されてい
た。このため、発光素子1と空心コイル5a間の線路長
を1mm以下程度にすることが困難であり、良好な高周
波特性が得られないという課題があった。
されたものであり、発光素子1と空心コイル5a間の線
路長を短くし、良好な高周波特性を得る事を目的とす
る。
モジュールは、発光素子と、この発光素子に電源からバ
イアス電流を供給するバイアス回路の一部に用いられる
フィルター部とを備え、このフィルター部はコイル部と
このコイル部の一端から伸びる第1の接続部とを有し、
第1の接続部は途中でいかなる基板にも電気的に接合さ
れることなく直接的にコイル部と発光素子とを接続して
構成されたものである。
は、第1の接続部の片側端部が発光素子に熱圧着される
ことにより、コイル部と発光素子とが接続され構成され
たものである。
の発光素子は表面に金属電極を有し、第1の接続部の片
側端部は導線に金属の被膜を形成して構成され、金属の
被膜を施された片側端部が金属電極に接合されることに
よって、コイル部と発光素子とが接続され構成されたも
のである。
の発光素子は表面に金属電極を有し、この金属電極に第
1の接続部の片側端部がバンプによって固定される事に
より、コイル部と発光素子とが接続され構成されたもの
である。
における第1の接続部の片側端部は導線に金属の被膜を
形成して構成されたものである。
における第1の接続部の長さは発光素子に供給される高
周波信号の上限周波数に対応する波長の1/4よりも短
かく構成されたものである。
における第1の接続部の長さは1mm以下として構成さ
れたものである。
は、パッケージと、このパッケージの内部と外部とを電
気的に導通すると共に内部に突出する棚部を有するフィ
ードスルーと、パッケージに内包される発光素子と、発
光素子に電源からバイアス電流を供給するバイアス回路
の一部に用いられるフィルター部とを備え、このフィル
ター部はコイル部とこのコイル部の一端から伸びる第1
の接続部とコイル部の他端から伸びる第2の接続部とを
有し、第1の接続部は途中でいかなる基板にも電気的に
接合されることなく直接的にコイル部と発光素子とを接
続し、第2の接続部は途中でいかなる基板にも電気的に
接合されることなく直接的にコイル部の他端とフィード
スルーの棚部とを接続して構成されたものである。
は、フィードスルーの棚部に設けられ、第2の接続部を
挟んでコイルと電気的に直列に接続された低周波用のフ
ィルター部を有して構成されたものである。
の発光素子は表面に金電極を有し、フィルター部は一本
の銅線により構成され、コイル部には絶縁被膜が施され
るとともに第1の接続部の片側端部には金被膜が施さ
れ、この金被膜の施された片側端部が発光素子の金電極
に接合されることによって、コイル部と発光素子とが接
続されて構成されたものである。
は、発光素子と、この発光素子が実装された基板と、発
光素子に電源からバイアス電流を供給するバイアス回路
の一部に用いられるフィルター部とを備え、このフィル
ター部はコイル部とこのコイル部の一端から伸びる第1
の接続部とを有し、第1の接続部は途中でいかなる他の
基板にも電気的に接合されることなく直接的にコイル部
と発光素子の実装された基板とを接続して構成されたも
のである。
は、第1の接続部の片側端部が、発光素子が実装された
基板に熱圧着されることにより、コイル部と発光素子が
実装された基板とが接続され構成されたものである。
は、発光素子が実装された基板が表面に金属パターンを
有し、第1の接続部の片側端部は導線に金属の被膜を形
成して構成され、金属の被膜を施された片側端部が金属
パターンに接合されることによって、コイル部と発光素
子が実装された基板とが接続され構成されたものであ
る。
は、発光素子が実装された基板が表面に金属パターンを
有し、この金属パターンに第1の接続部の片側端部がバ
ンプによって固定される事により、コイル部と発光素子
が実装された基板とが接続され構成されたものである。
における第1の接続部の片側端部は導線に金属の被膜を
形成して構成されたものである。
は、コイル部の一端から発光素子までの線路長は発光素
子に供給される高周波信号の上限周波数に対応する波長
の1/4よりも短かく構成されたものである。
は、コイル部の一端から発光素子までの線路長は1mm
以下として構成されたものである。
は、パッケージと、このパッケージの内部と外部とを電
気的に導通すると共に内部に突出する棚部を有するフィ
ードスルーと、パッケージに内包される発光素子と、こ
の発光素子が実装された基板と発光素子に電源からバイ
アス電流を供給するバイアス回路の一部に用いられるフ
ィルター部とを備え、このフィルター部はコイル部とこ
のコイル部の一端から伸びる第1の接続部とコイル部の
他端から伸びる第2の接続部とを有し、第1の接続部は
途中でいかなる他の基板にも電気的に接合されることな
く直接的にコイル部と発光素子が実装された基板とを接
続し、第2の接続部は途中でいかなる基板にも電気的に
接合されることなく直接的にコイル部の他端とフィード
スルーの棚部とを接続して構成されたものである。
は、フィードスルーの棚部に設けられ、第2の接続部を
挟んでコイルと電気的に直列に接続された低周波用のフ
ィルター部を有して構成されたものである。
は、発光素子が実装された基板が表面に金で構成された
金パターンを有し、フィルター部は一本の銅線により構
成され、コイル部には絶縁被膜が施されるとともに第1
の接続部の片側端部には金被膜が施され、この金被膜の
施された片側端部が金パターンに接合されることによっ
て、コイル部と発光素子が実装された基板とが接続され
て構成されたものである。
ルの構造を示す上面図である。図において、11aはフ
ィードスルー11の一部であり、パッケージ9の側壁か
ら内側に突出する棚部、11bはパッケージ9の側壁か
ら外側に突出した棚部である。バイアス用電極15は上
記棚部11a及び11bの表面に形成され、側壁を介し
てパッケージ9の内部と外部を電気的に導通する。ま
た、30は発光素子1に図示しない電源からバイアス電
流を供給するバイアス回路の一部に用いられるフィルタ
ー部である。このフィルター部30は発光素子1に一端
を接続され、他端をフィードスルー11の棚部11a表
面のバイアス用電極15に接続される。即ちこの実施の
形態1にかかる光素子モジュールにおいて、フィルター
部30は発光素子1とフィードスルー11との間に架け
渡される。このため、フィルター部30を実装するため
の基板は存在しない。
0の構成について詳しく説明する。図2は図1に示す実
施の形態1にかかる光素子モジュールの要部の上面図、
図3は図2に示す要部の側面図である。図3において、
図3(a)は、フィードスルー11側からみたフィルタ
ー部30の接続の様子を示す側面図、図3(b)は図2
のI−I断面図である。図において33はフィルター部
30の中心部分であるコイル部に該当する空心コイル、
35はこの空心コイル33の一端から伸びる第1の接続
部、37は上記空心コイル33の他端から伸びる第2の
接続部である。上述のようにこの実施の形態では従来存
在したフィルター基板6が存在しない。このため、上記
第1の接続部35は途中でいかなる基板にも電気的に接
合されることなく直接的に上記空心コイル33と上記発
光素子1とを接続する。ここで、電気的にとは、機械的
な接続は行われてもよい事を意味する。即ち、フィルタ
ー部30は、ベースキャリア19や発光素子キャリア2
等に接着剤等によって機械的に接合(保持)される場合
もある。フィルター部30の重量が重い場合等を考慮す
るものである。この際、フィルター部30は空心コイル
33において、或いは第1の接続部35、第2の接続部
37において、機械的にベースキャリア19や発光素子
キャリア2等に接合される。同様に上記第2の接続部は
途中でいかなる基板にも電気的に接合されることなく直
接的に上記空心コイル33とフィードスルー11の棚部
11a表面に設けられたバイアス用電極15とを接続す
る。
ル33、第2の接続部37は一本の銅線の途中に螺旋を
形成して空心コイル33を構成する事により形成され
る。即ち、フィルター部30は両端以外途中に切断面を
有しない。
1に供給される高周波信号の上限周波数に対応する波長
の1/4よりも短い。即ち、10Gbps以上の高速化
を考慮した場合、その長さは1mm以下である。また、
上記フィルター部30は発光素子1の背面光が受光素子
3に到達する際邪魔にならない位置に配置される事は言
うまでもない。なお、この実施の形態では、フィードス
ルー11の高周波用電極13はコプレーナ線路を形成す
る場合を想定している。また、図3(b)において、パ
ターン20はストリップ状の導体、発光素子キャリア2
は誘電体基板、ベースキャリア19は平面導体板であ
る。このため、上記パターン20、発光素子キャリア
2、ベースキャリア19はマイクロストリップ線路とし
て機能する。そして、このマイクロストリップ線路は、
上記フィードスルー11のコプレーナ線路と、ボンディ
ングワイヤ23dによって接続されている。尚、20x
は発光素子1と発光素子キャリア2との間に介在する地
導体であり、VIAホール20yにより、平面導体19
と接続されれている。
部35と発光素子1との関係について説明する。図4は
図2における発光素子1と第1の接続部35の接合部分
を上面から見た拡大図、図5は図4に示す接合部分のI
−I断面における断面図である。図において、1aは発
光素子1の表面に形成された金属電極である金電極、3
9は上記第1の接続部35の片側端部、41はこの片側
端部39を含む上記フィルター部30の全長(第1の接
続部35、空心コイル33及び第2の接続部37)に渡
って切断面無しに連通する導線の例である銅線、43は
この銅線41に施されたエナメル製の絶縁被膜であり、
空心コイル33、第1の接続部35の一部及び第2の接
続部37の一部に形成される。また、45は片側端部3
9の部分の銅線41に形成される金属の被膜である金め
っきである。即ち、フィルター部30は絶縁被膜43が
施された一本の銅線41の途中に螺旋を形成する事によ
り第1の接続部35と第2の接続部37との間に空心コ
イル33を備えた構成を有する。さらに、このフィルタ
ー部30は、少なくとも第1の接続部35の片側端部3
9の表面の絶縁被膜43を除去し、銅線41に金めっき
を施して構成される。
部39はキャピラリ47のようなワイヤボンディング用
の装置や治具として広く用いられる器具等を用いて金電
極1aに熱圧着により接合される。この接合により、空
心コイル33と発光素子1とは第1の接続部35によっ
て接続される。尚、超音波を併用した場合、熱圧着の温
度は150℃程度である。
は上述のような構成としたため、従来存在した半田接合
部22b、ボンディングワイヤ23b、フィルター基板
6等を省略することができる。また、ボンディングワイ
ヤ23cやパターン20を経由することなく、発光素子
1と空心コイル33とを第1の接続部35により直接接
合することができる。この結果、両者の間の距離を短く
することができる。そのため、良好な高周波特性を有す
る光素子モジュールを得る事ができる。
部30は、全長に渡って一本の銅線41によって形成さ
れ、第1の接続部35の片側端部39の表面に金めっき
を施して構成される。これは、金線で第1の接続部35
の全てを形成しようとすると、柔らかすぎて空心コイル
33を形成することが困難であることを考慮したもので
ある。これに対して銅線41は金に比べると硬い素材で
ある。このため、銅線41を用いることで空心コイル3
3を作りやすくする効果がある。また、金線では高価で
あり空心コイル33の価格が高くなってしまう。このた
め、空心コイル33本体は安価な銅を用い、接合に寄与
する部分だけ絶縁皮膜43を除去し金めっき45を施す
ことで、部品コストを下げる効果がある。また、発光素
子1の金メタライズされた金電極1aとの接合になるた
め、第1の接合部35の片側端部39の表面を金めっき
することで接合強度を高くできる効果がある。加えて、
半田等による接合に比べ、発光素子1への熱負荷を小さ
くできるため発光素子1の特性を劣化させることなく接
合させることができる。また、半田等による接合に比
べ、狭所での作業が容易になるという利点もある。さら
に、広く実施されているワイヤボンディング用の装置、
治具(キャピラリ47等)を用いて接合する事が可能で
あり、接合に要する時間、コストも短縮できる。
5とせず、空心コイル33同様に絶縁被膜43を除去し
ないで接合することも考えられる。この場合は約300
℃程度の高温で片側端部39に施した絶縁被膜43を絶
縁破壊し、圧力をかけて上記片側端部39を発光素子1
の金電極1aに熱圧着することにより接合することとな
る。しかし、この方法は発光素子1が高温に弱い場合等
においては適切ではない。
側端部39を抵抗溶接や半田付けなどで接合する方法も
考えられる。しかし、抵抗溶接の場合、発光素子1への
熱負荷が大きく、特性劣化を引き起こす可能性がある。
また、この方法では接合用の治具の寸法が大きくなって
しまう。このため、発光素子1上面の狭い範囲での接合
が困難となる可能性がある。また、半田付けの場合、近
傍に半田が流れだしてしまう恐れがあるため、発光素子
1の発光点に半田が付着してしまう可能性がある。この
ような理由から抵抗溶接や半田付けなどで接合する方法
は片側端部39の発光素子1への接合の仕方としては妥
当ではない。
用いてフィルター部30を構成する場合について説明し
た。しかし、この発明はこれに限定されるものではな
い。即ち、発光素子1に空心コイル33が途中いかなる
基板にも電気的に接合されることなく直接的に第1の接
合部35により接合されていれば良い。また、空心コイ
ル33や第1の接続部35は銅線41である場合につい
て説明したが、銅と同等の硬さを有する導電性材料でで
きた導線であれば何でも良い。また、発光素子1の金電
極1aや片側端部39の金めっきも最適と考えられる材
質の例示である。従って金に限らず同様の役割を果たす
ものであれば他の金属からできた金属電極や金属の被膜
であっても良い。
ないドライブICがパッケージ9の外部にある場合につ
いて説明した。しかし、この発明はこれに限定されるこ
とはない。すなわち、これらドライブICはパッケージ
9の内部に内包されてもかまわない。
従来の光素子モジュールと異なる部分について説明し、
同一又は相当する部分についてはその説明を省略した。
説明する。図6は図2における発光素子1と第1の接続
部35の接合部分を上面から見た拡大図、図7は図6に
示す接合部分のII−II断面から見た断面図、図8は図6
に示す接合部分のIII−III断面から見た断面図である。
この実施の形態2は第1の接続部35と発光素子1との
熱圧着の仕方が実施の形態1と異なるのみであり、他の
点は実施の形態1と同様である。
片側端部であるが、その表面には金めっきが施されてお
らず、銅線41が露出している。また、44はバンプの
例である金バンプである。この金バンプ44によって、
片側端部39aは上記銅線41の露出する部分におい
て、金電極1aに押え込まれて接合される。この様な金
バンプ44の押え込みによっても片側端部39aと金電
極1aを接合できる。この場合にもキャピラリ47等を
用いて接合を行うことができる。また、図8から明らか
なように、金バンプ44と金電極1aとが接合すること
により銅線41はより強固に金電極1aに接合される。
また、金バンプ44と金電極1aとの間の接合により、
電気的にも導通される。
である実施の形態3について説明する。図9は図2にお
ける発光素子1と第1の接続部35の接合部分を上面か
ら見た拡大図、図10は図9に示す接合部分のIV−IV断
面から見た断面図、図11は図9に示す接合部分のV−V
断面から見た断面図である。この実施の形態3は第1の
接続部35と発光素子1との熱圧着の仕方が実施の形態
1と異なるのみであり、他の点は実施の形態1と同様で
ある。
片側端部であり、その表面には金めっき45が施されい
る。また、44はバンプの例である金バンプである。こ
の金バンプ44によって、片側端部39aは上記金めっ
き45が施された部分において、金電極1aに押え込ま
れて接合される。この様に、金めっき45を銅線41に
施したうえで、更に金バンプ44の押え込みを行うこと
によっても片側端部39aと金電極1aを接合できる。
この場合にもキャピラリ等を用いて接合を行うことがで
きる。また、図11から明らかなように、金バンプ44
と金電極1aとが接合することに加えて、金めっき45
と金電極1aとの間も接合される。このため上述の実施
の形態2に比べて銅線41はより強固に金電極1aに接
合されることとなる。また、金バンプ44と金電極1a
との間の接合に加えて、金めっき45と金電極1aとの
接合によっても銅線41は金電極1aに電気的に導通さ
れる。
形態4にかかる光素子モジュールの構造を示す上面図、
図13は図12に示す光素子モジュールの要部を示す上
面図である。図において、50は低周波用のフィルター
部、51はこの低周波用のフィルター部50を実装する
ためのアルミナ製のフィルター基板である。尚、上記低
周波用フィルター部50は、空心コイルでも良いが、チ
ップインダクタでも良い。低周波用フィルター部50の
両端は上記フィルター基板51に半田接合部53a及び
53bにて接合される。一方、この実施の形態におい
て、フィルター部30は高周波用のフィルター部として
機能する。また、この高周波用のフィルター部30の第
2の接続部37の端部は上記フィルター基板51に半田
接合部53cによって接合される。即ち、第2の接続部
は上述の実施の形態のようにフィードスルー11に直接
接続される場合の他、この実施の形態のように、フィル
ター基板51等に接続される事もある。更にこの半田接
合部53cは第3の接続部55によって上記半田接合部
53aと電気的に接続される。さらに、半田接合部53
bも第4の接続部57によってバイアス用電極15に電
気的に接続される。即ち、低周波用フィルター部50は
第2の接続部37を挟んでフィルター部30の空心コイ
ル33と電気的に直列に接続される。
は主として、発光素子1に近い空心コイル33と発光素
子1との間の線路長に依存する。従って、この実施の形
態のように、フィルター部を高周波用と低周波用の2つ
に分け、発光素子1に近い高周波用のフィルター部30
の第1の接続部35を途中でいかなる基板にも電気的に
接合されることなく直接的に発光素子1に接続する事に
より、高周波特性を従来に比べ向上させることができ
る。ここで、電気的にとは、機械的な接続は行われても
よい事を意味する。即ち、フィルター部30の重量が重
い場合、フィルター部30は、ベースキャリア19や発
光素子キャリア2等に接着剤等によって機械的に接合
(保持)される場合もある。この場合、フィルター部3
0は空心コイル33において、或いは第1の接続部3
5、第2の接続部37において、機械的にベースキャリ
ア19や発光素子キャリア2等に接合される。
は実施の形態1に示す光素子モジュールと異なる部分に
ついて説明し、同一又は相当する部分についてはその説
明を省略した。また、この実施の形態4においても第1
の接続部35と発光素子1との接合の仕方に関し、上記
実施の形態2あるいは実施の形態3を採用することがで
きる。
形態5にかかる光素子モジュールの構造を示す上面図、
図15は図14に示す光素子モジュールの要部を示す上
面図である。図において、50aは低周波用のフィルタ
ー部である。この低周波用のフィルター部は空心コイル
でも良いが、チップインダクタでも良い。この低周波用
のフィルター部50aはフィードスルー11の棚部11
a上に設けられる。この低周波用フィルター部50aの
両端は棚部11a上に半田接合部53e及び53fにて
接合される。一方、この実施の形態において、フィルタ
ー部30は高周波用のフィルター部として機能する。ま
た、この高周波用のフィルター部30の第2の接続部3
7の端部は棚部11a上の上記半田接合部53f近傍に
接合される。更に半田接合部53eはバイアス用電極1
5に接続される。即ち、低周波用フィルター部50aは
第2の接続部37を挟んでフィルター部30の空心コイ
ル33と電気的に直列に接続される。
は主として、発光素子1に近い空心コイル33と発光素
子1との間の線路長に依存する。従って、この実施の形
態のように、フィルター部を高周波用と低周波用の2つ
に分け、発光素子1に近い高周波用のフィルター部30
の第1の接続部35を途中でいかなる基板にも電気的に
接合されることなく直接的に発光素子1に接続する事に
より、高周波特性を従来に比べ向上させることができ
る。
ィルター部50aはフィードスルー11の棚部11a上
に設けられる。このため、実施の形態4に比べ、フィル
ター基板51を省略できるという効果もある。
は実施の形態1に示す光素子モジュールと異なる部分に
ついて説明し、同一又は相当する部分についてはその説
明を省略した。また、この実施の形態4においても第1
の接続部35と発光素子1との接合の仕方に関し、上記
実施の形態2あるいは実施の形態3を採用することがで
きる。
形態6にかかる光素子モジュールの構造を示す上面図で
ある。図において、30aは発光素子1に電源からバイ
アス電流を供給するバイアス回路の一部に用いられるフ
ィルター部である。このフィルター部30aは発光素子
1が実装された基板である発光素子キャリア2に一端を
接続され、他端をフィードスルー11の棚部11a表面
のバイアス用電極15に接続される。なお、50aはこ
のバイアス用電極15に接続された低周波用フィルター
部であるが、ここではチップインダクタが用いられてい
る。なお、この低周波用フィルター部50aは省略する
事も可能である。即ちこの実施の形態1にかかる光素子
モジュールにおいて、フィルター部30aは発光素子キ
ャリア2とフィードスルー11との間に架け渡される。
このため、この実施の形態においても従来存在したフィ
ルター部30aを実装するための基板は存在しない。
部30aの構成について詳しく説明する。図17は図1
6に示す実施の形態6にかかる光素子モジュールの要部
の上面図、図18は図16に示す要部の側面図である。
図において60a及び60bは発光素子キャリア2の表
面に設けられた金属パターンである金パターンである。
この金パターン60aの上面に発光素子1が載置され
る。発光素子1と金パターン60bはボンディングワイ
ヤ23cによって接続される。尚、マイクロストリップ
線路等の詳細は図2、図3と同様である。
分であるコイル部に該当する空心コイル、35aはこの
空心コイル33の一端から伸びる第1の接続部である。
この第1の接続部35aは端部を上記金パターン60b
に熱圧着により接合される。また、37は上記空心コイ
ル33の他端から伸びる第2の接続部である。上述のよ
うにこの実施の形態では従来存在したフィルター基板6
が存在しない。このため、上記第1の接続部35aは途
中でいかなる基板にも電気的に接合されることなく直接
的に上記空心コイル33と上記発光素子1が実装された
基板である発光素子キャリア2とを接続する。同様に、
上記第2の接続部37も途中でいかなる基板にも電気的
に接合されることなく直接的に空心コイル33とフィー
ドスルー11の棚部11a表面に設けられたバイアス用
電極15とを接続する。
1までの線路長、即ち、第1の接続部35aの長さ、金
パターン60b及びボンディングワイヤ23cの長さの
合計はは発光素子1に供給される高周波信号の上限周波
数に対応する波長の1/4よりも短い。即ち、10Gb
ps以上の高速化を考慮した場合、その長さは1mm以
下である。
接続部35aと発光素子キャリア2との関係について説
明する。図19は図17における発光素子キャリア2と
第1の接続部35aの接合部分を上面から見た拡大図、
図20は図19に示す接合部分のI−I断面における断面
図、図21は図19に示す接合部分のII−II断面におけ
る断面図である。
aの片側端部であり、上記金パターン60bに熱圧着さ
れる。41はこの片側端部39を含む上記フィルター部
30の全長(第1の接続部35a、空心コイル33及び
第2の接続部37)に渡って切断面無しに連通する銅
線、43はこの銅線41に施された絶縁被膜であり、空
心コイル33、第1の接続部35aの一部及び第2の接
続部37の一部に形成される。また、45は片側端部3
9の部分の銅線41に形成される金属の被膜である金め
っきである。即ち、フィルター部30aは絶縁被膜43
が施された一本の銅線41の途中に螺旋を形成する事に
より第1の接続部35aと第2の接続部37との間に空
心コイル33を備えた構成を有する。さらに、このフィ
ルター部30aは、少なくとも第1の接続部35aの片
側端部39の表面の絶縁被膜43を除去し、銅線41に
金めっき45を施して構成される。
部39はキャピラリ47のようなワイヤボンディング用
の装置や治具として広く用いられる器具等を用いて金パ
ターン60bに熱圧着により接合される。この接合によ
り、空心コイル33と発光素子キャリア2とは第1の接
続部35aによって接続される。尚、熱圧着の温度は1
50℃程度であり、接合の際、超音波を併用する事もで
きる。
は上述のような構成としたため、従来存在した半田接合
部22b、ボンディングワイヤ23b等を省略すること
ができる。このため、発光素子キャリア2と空心コイル
33とを第1の接続部35aにより直接接合することが
でき、両者の間の距離を短くすることができる。その結
果、良好な高周波特性を有する光素子モジュールを得る
事ができる。
部30は、全長に渡って一本の銅線41によって形成さ
れ、第1の接続部35aの片側端部39の表面に金めっ
き45を施して構成される。これは、全てを金線で構成
したのでは柔らかすぎて空心コイル33を形成すること
が困難であるため、銅線41を用いることで空心コイル
33を作りやすくする効果がある。また、金線では高価
であり空心コイル33の価格が高くなってしまうため、
空心コイル33本体は安価な銅を用い、接合に寄与する
部分だけ絶縁皮膜43を除去し金めっき45を施すこと
で、部品コストを下げる効果がある。また、発光素子キ
ャリア2の金メタライズされた金パターン60bとの接
合になるため、第1の接合部35aの片側端部39の表
面を金めっき45することで接合強度を高くできる効果
がある。また、この実施の形態では、発光素子1に片側
端部39を接合しない。このため、発光素子1への熱負
荷を小さくできるため発光素子1の特性をより劣化させ
ることなく接合させることができる。さらに、広く実施
されているワイヤボンディング用の装置、治具(キャピ
ラリ47等)を用いて接合する事が可能であり、接合に
要する時間、コストも短縮できる。
1とボンディングワイヤ23cで接続された金パターン
60bに第1の接続部35aの片側端部39が接合され
る場合について説明した。しかし、この発明はこれに限
定されるものではない。即ち、発光素子キャリア2上に
設けられた金パターンであれば、発光素子1が載置され
た金パターン60aに片側端部39が接合されても良
い。また、金に限らずアルミのパターンであっても良
い。
は実施の形態1の光素子モジュールと異なる部分につい
て説明し、同一又は相当する部分についてはその説明を
省略した。加えて、この実施の形態においても実施の形
態1と同様に低周波用のフィルタ50を用い、実施の形
態4及び実施の形態5に示すような構成のバリエーショ
ンを作成することができる。即ち、図12同様にフィル
ター基板51に低周波用フィルター部50を実装し、フ
ィルター部30の第2の接続部37の端部をこの低周波
用のフィルター部50の一端と電気的に接続させた構成
とすることができる。このような構成とすることで、低
周波用フィルター部50は第2の接続部37を挟んでフ
ィルター部30の空心コイル33と電気的に直列に接続
される。
ター部50aをフィードスルー11の棚部11aに設
け、この低周波用フィルター部50aの一端と第2の接
続部37の端部を接続させる事もできる。このような構
成とすることにより、上記低周波用のフィルター部50
aは第2の接続部37を挟んで空心コイル33と電気的
に直列に接続される。
である実施の形態7について説明する。図22は図17
における発光素子キャリア2と第1の接続部35aの接
合部分を上面から見た拡大図、図23は図22に示す接
合部分のIII−III断面から見た断面図、図24は図22
に示す接合部分のIV−IV断面から見た断面図である。こ
の実施の形態7は第1の接続部35aと発光素子キャリ
ア2との熱圧着の仕方が実施の形態6と異なるのみであ
り、他の点は実施の形態6と同様である。
の片側端部であるが、その表面には金めっきが施されて
おらず、銅線41が露出している。また、44はバンプ
の例である金バンプである。この金バンプ44によっ
て、片側端部39aは上記銅線41の露出する部分にお
いて、金パターン60bに押え込まれて接合される。こ
の様な金バンプ44の押え込みによっても片側端部39
aと金パターン60bを接合することができる。この場
合にもキャピラリ等を用いて接合を行うことが可能であ
る。また、図24から明らかなように、金バンプ44と
金パターン60bとが接合することにより銅線41はよ
り強固に金パターン60bに接合される。また、金バン
プ44と金パターン60bとの間の接合により、電気的
にも導通される。
である実施の形態8について説明する。図25は図17
における発光素子キャリア2と第1の接続部35aの接
合部分を上面から見た拡大図、図26は図25に示す接
合部分のV−V断面から見た断面図、図27は図25に示
す接合部分のVI−VI断面から見た断面図である。この実
施の形態8は第1の接続部35aと発光素子キャリア2
との熱圧着の仕方が実施の形態6と異なるのみであり、
他の点は実施の形態6と同様である。
の片側端部であり、その表面には金めっき45が施され
いる。また、44はバンプの例である金バンプである。
この金バンプ44によって、片側端部39aは上記金め
っき45が施された部分において、金パターン60bに
押え込まれて接合される。この様に、金めっき45を銅
線41に施したうえで、更に金バンプ44の押え込みを
行うことによっても片側端部39aと金パターン60b
を接合できる。この場合にもキャピラリ等を用いて接合
を行うことが可能である。また、図27から明らかなよ
うに、金バンプ44と金パターン60bとが接合するこ
とに加えて、金めっき45と金パターン60bとの間も
接合される。このため上述の実施の形態7に比べて銅線
41はより強固に金パターン60bに接合されることと
なる。また、金バンプ44と金パターン60bとの間の
接合に加えて、金めっき45と金パターン60bとの接
合によっても銅線41は金パターン60bに電気的に導
通される。
発光素子と、この発光素子に電源からバイアス電流を供
給するバイアス回路の一部に用いられるフィルター部と
を備え、このフィルター部はコイル部とこのコイル部の
一端から伸びる第1の接続部とを有し、第1の接続部は
途中でいかなる基板にも電気的に接合されることなく直
接的にコイル部と発光素子とを接続して構成されたもの
であり、発光素子とコイル間の線路長を短くし、良好な
高周波特性を得ることができる。
は、発光素子と、この発光素子が実装された基板と、発
光素子に電源からバイアス電流を供給するバイアス回路
の一部に用いられるフィルター部とを備え、このフィル
ター部はコイル部とこのコイル部の一端から伸びる第1
の接続部とを有し、第1の接続部は途中でいかなる他の
基板にも電気的に接合されることなく直接的にコイル部
と発光素子の実装された基板とを接続して構成されたも
のであり、発光素子とコイル間の線路長を短くし、良好
な高周波特性を得ることができる。
ールの構造を示す上面図である。
ールの要部の上面図である。
接合部分を上面から見た拡大図である。
である。
接合部分を上面から見た拡大図である。
図である。
面図である。
接合部分を上面から見た拡大図である。
面図である。
図である。
ュールの構造を示す上面図である。
上面図である。
ュールの構造を示す上面図である。
上面図である。
ュールの構造を示す上面図である。
ジュールの要部の上面図である。
接続部35aの接合部分を上面から見た拡大図である。
面図である。
断面図である。
接続部35aの接合部分を上面から見た拡大図である。
た断面図である。
断面図である。
接続部35aの接合部分を上面から見た拡大図である。
面図である。
断面図である。
図である。
の上面図である。
3 受光素子、4 受光素子キャリア、5 フィルタ
ー、5a 空心コイル、6 フィルター基板、9パッケ
ージ、11 フィードスルー、13 高周波用電極、1
5 バイアス用電極、17 光ファイバ、11a 棚
部、11b 棚部、19 ベースキャリア、20 パタ
ーン、21a 接続部、21b 接続部、22a 半田
接合部、22b 半田接合部、23a ボンディングワ
イヤ、23b ボンディングワイヤ、23c ボンディ
ングワイヤ、23d ボンディングワイヤ、30 フィ
ルター部、30a フィルター部、33 空心コイル、
35 第1の接続部、35a第1の接続部、37 第2
の接続部、39 片側端部、39a 片側端部、39b
片側端部、41 銅線、43 絶縁被膜、44 金バ
ンプ、45 金めっき、47 キャピラリ、50 低周
波用のフィルター部、50a 低周波用のフィルター
部、51 フィルター基板、53a 半田接合部、53
b 半田接合部、53c 半田接合部、53e 半田接
合部、53f 半田接合部、55 第3の接続部、57
第4の接続部、60a 金パターン、60b 金パタ
ーン
Claims (20)
- 【請求項1】発光素子と、この発光素子に電源からバイ
アス電流を供給するバイアス回路の一部に用いられるフ
ィルター部とを備え、このフィルター部はコイル部とこ
のコイル部の一端から伸びる第1の接続部とを有し、前
記第1の接続部は途中でいかなる基板にも電気的に接合
されることなく直接的に前記コイル部と前記発光素子と
を接続することを特徴とする光素子モジュール。 - 【請求項2】第1の接続部の片側端部が発光素子に熱圧
着されることにより、前記コイル部と前記発光素子とが
接続された事を特徴とする請求項1に記載の光素子モジ
ュール。 - 【請求項3】発光素子は表面に金属電極を有し、第1の
接続部の片側端部は導線に金属の被膜を形成して構成さ
れ、前記金属の被膜を施された片側端部が前記金属電極
に接合されることによって、前記コイル部と前記発光素
子とが接続された事を特徴とする請求項1に記載の光素
子モジュール。 - 【請求項4】発光素子は表面に金属電極を有し、この金
属電極に第1の接続部の片側端部がバンプによって固定
される事により、コイル部と前記発光素子とが接続され
た事を特徴とする請求項1に記載の光素子モジュール。 - 【請求項5】第1の接続部の片側端部は導線に金属の被
膜を形成して構成されたことを特徴とする請求項4に記
載の光素子モジュール。 - 【請求項6】第1の接続部の長さは発光素子に供給され
る高周波信号の上限周波数に対応する波長の1/4より
も短いことを特徴とする請求項1に記載の光素子モジュ
ール。 - 【請求項7】第1の接続部の長さは1mm以下であるこ
とを特徴とした請求項1に記載の光素子モジュール。 - 【請求項8】パッケージと、このパッケージの内部と外
部とを電気的に導通すると共に前記内部に突出する棚部
を有するフィードスルーと、前記パッケージに内包され
る発光素子と、前記発光素子に電源からバイアス電流を
供給するバイアス回路の一部に用いられるフィルター部
とを備え、このフィルター部はコイル部とこのコイル部
の一端から伸びる第1の接続部と前記コイル部の他端か
ら伸びる第2の接続部とを有し、前記第1の接続部は途
中でいかなる基板にも電気的に接合されることなく直接
的に前記コイル部と前記発光素子とを接続し、前記第2
の接続部は途中でいかなる基板にも電気的に接合される
ことなく直接的に前記コイル部の他端と前記フィードス
ルーの棚部とを接続することを特徴とする光素子モジュ
ール。 - 【請求項9】フィードスルーの棚部に設けられ、第2の
接続部を挟んでコイルと電気的に直列に接続された低周
波用のフィルター部を有する事を特徴とする請求項8に
記載の光素子モジュール。 - 【請求項10】発光素子は表面に金電極を有し、フィル
ター部は一本の銅線により構成され、コイル部には絶縁
被膜が施されるとともに第1の接続部の片側端部には金
被膜が施され、 この金被膜の施された片側端部が前記発光素子の金電極
に接合されることによって、前記コイル部と前記発光素
子とが接続された事を特徴とする請求項1に記載の光素
子モジュール。 - 【請求項11】発光素子と、この発光素子が実装された
基板と、前記発光素子に電源からバイアス電流を供給す
るバイアス回路の一部に用いられるフィルター部とを備
え、このフィルター部はコイル部とこのコイル部の一端
から伸びる第1の接続部とを有し、前記第1の接続部は
途中でいかなる他の基板にも電気的に接合されることな
く直接的に前記発光素子が実装された基板と前記コイル
部とを接続することを特徴とする光素子モジュール。 - 【請求項12】第1の接続部の片側端部が発光素子が実
装された基板に熱圧着されることにより、前記コイル部
と前記発光素子が実装された基板とが接続された事を特
徴とする請求項11に記載の光素子モジュール。 - 【請求項13】発光素子が実装された基板は表面に金属
パターンを有し、第1の接続部の片側端部は導線に金属
の被膜を形成して構成され、前記金属の被膜を施された
片側端部が前記金属パターンに接合されることによっ
て、前記コイル部と前記発光素子が実装された基板とが
接続された事を特徴とする請求項11に記載の光素子モ
ジュール。 - 【請求項14】発光素子が実装された基板は表面に金属
パターンを有し、この金属パターンに第1の接続部の片
側端部がバンプによって固定される事により、コイル部
と前記発光素子が実装された基板とが接続された事を特
徴とする請求項11に記載の光素子モジュール。 - 【請求項15】第1の接続部の片側端部は導線に金属の
被膜を形成して構成されたことを特徴とする請求項14
に記載の光素子モジュール。 - 【請求項16】コイル部の一端から発光素子までの線路
長は前記発光素子に供給される高周波信号の上限周波数
に対応する波長の1/4よりも短いことを特徴とする請
求項11に記載の光素子モジュール。 - 【請求項17】コイル部の一端から発光素子までの線路
長は1mm以下であることを特徴とした請求項11に記
載の光素子モジュール。 - 【請求項18】パッケージと、このパッケージの内部と
外部とを電気的に導通すると共に前記内部に突出する棚
部を有するフィードスルーと、前記パッケージに内包さ
れる発光素子と、この発光素子が実装された基板と前記
発光素子に電源からバイアス電流を供給するバイアス回
路の一部に用いられるフィルター部とを備え、このフィ
ルター部はコイル部とこのコイル部の一端から伸びる第
1の接続部と前記コイル部の他端から伸びる第2の接続
部とを有し、前記第1の接続部は途中でいかなる他の基
板にも電気的に接合されることなく直接的に前記コイル
部と前記発光素子が実装された基板とを接続し、前記第
2の接続部は途中でいかなる基板にも電気的に接合され
ることなく直接的に前記コイル部の他端と前記フィード
スルーの棚部とを接続することを特徴とする光素子モジ
ュール。 - 【請求項19】フィードスルーの棚部に設けられ、第2
の接続部を挟んでコイルと電気的に直列に接続された低
周波用のフィルター部を有する事を特徴とする請求項1
8に記載の光素子モジュール。 - 【請求項20】発光素子が実装された基板は表面に金で
構成された金パターンを有し、フィルター部は一本の銅
線により構成され、コイル部には絶縁被膜が施されると
ともに第1の接続部の片側端部には金被膜が施され、 この金被膜の施された片側端部が前記金パターンに接合
されることによって、前記コイル部と前記発光素子が実
装された基板とが接続された事を特徴とする請求項11
に記載の光素子モジュール。
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