JP2003318418A - 光受信モジュール - Google Patents

光受信モジュール

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JP2003318418A
JP2003318418A JP2002119379A JP2002119379A JP2003318418A JP 2003318418 A JP2003318418 A JP 2003318418A JP 2002119379 A JP2002119379 A JP 2002119379A JP 2002119379 A JP2002119379 A JP 2002119379A JP 2003318418 A JP2003318418 A JP 2003318418A
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Yutaka Sumino
裕 角野
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
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    • H01L2924/1815Shape

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  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 受光素子及び増幅器を搭載するパッケージを
より小さくすることができる光受信モジュールを提供す
る。 【解決手段】 PD2と、PD2からの電気信号を増幅するプ
リアンプIC3のチップとを円筒形状のパッケージ4の平面
部5に搭載している。そして、プリアンプIC3をその回路
形成面が平面部5と直交するように配置している。プリ
アンプIC3をパッケージ4上に搭載した際の光軸方向から
の投影面積は、厚さDと幅Wの積となり、同投影面積が幅
Wと奥行きHの積で表される従来の光受信モジュールと比
較して小さいことでパッケージ4の平面部5の面積を小さ
くできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パッケージ上に、
受光素子と受光素子からの電気信号を増幅する増幅器と
を具える光受信モジュールに関するものである。特に、
パッケージをより小さくすることができる光受信モジュ
ールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、光受信モジュールとして、例え
ば、図9に示すものが知られている。この光受信モジュ
ール100は、一般に、CANタイプパッケージと呼ばれるも
ので、パッケージ101上にフォトダイオード(PD)102と、
PD102からの電気信号を増幅するプリアンプIC103とを搭
載したものである。パッケージ101は、通常、円盤状
で、PD102は、その円形状の平面部101Aの中央に配置さ
れる。そして、プリアンプIC103は、平面部101Aにおい
てPD102の外周部に配置される。プリアンプIC103は、一
般に、矩形状の薄型のチップが用いられ、パッケージ10
1上に搭載される。PD102とプリアンプIC103とは、ボン
ディングワイヤ104により接続される。パッケージ101の
下面には、複数のリードピン105が設けられ、これらリ
ードピン105とPD102及びプリアンプIC103とは、図示し
ないが電源供給や電気信号の取り出しのためにワイヤボ
ンドなどにより適切に接続されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の光
受信モジュールでは、PD及びプリアンプICが搭載される
パッケージの平面部の面積を一定以下に小さくすること
ができず、小型化の妨げとなるという問題がある。
【0004】PDは、通常、入射光を受けるために光軸
(図9に示す破線)の中心となるパッケージの平面部の中
央に配置する必要がある。そして、PDからの光電流を増
幅するプリアンプICは、PDと同一平面上でPD近傍に隣接
して配置される。このとき、プリアンプICは、その回路
形成面がパッケージのPD搭載面に平行するようにパッケ
ージ上に搭載される。即ち、従来の光受信モジュールで
は、プリアンプICの回路形成面が光軸に直交するように
配置される。そのため、パッケージにおいてPDやプリア
ンプICが搭載される平面部は、プリアンプICのチップサ
イズ、特に、回路形成面の面積(図9において幅Wと奥行
きHとの積)に応じた面積が必要であり、従来は、パッケ
ージの平面部の直径を一定以下に小さくすることができ
なかった。
【0005】そこで、本発明の主目的は、受光素子及び
増幅器を搭載するパッケージをより小さくすることがで
きる光受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、増幅器の回路
形成面がパッケージに固定された受光素子搭載面に入射
する光軸と非直交となるようにパッケージ上に増幅器を
配置することで上記目的を達成する。
【0007】即ち、本発明は、受光素子と、受光素子か
らの電気信号を増幅する増幅器と、これらが配置される
パッケージとを具える光受信モジュールである。そし
て、増幅器は、その回路形成面が受光素子に入射される
光軸と非直交に配置されることを特徴とする。
【0008】一般に、プリアンプICのチップは、幅0.7
〜1.5mm、奥行き0.7〜1.5mm、厚さ0.2〜0.5mmの薄肉の
直方体状であり、幅及び奥行きは、回路形成面の面積に
よりほぼ決定される。従来の光受信モジュールでは、プ
リアンプICの回路形成面がパッケージのPD搭載面(平面
部)に平行するようにプリアンプICをパッケージ上に搭
載していたため、パッケージの平面部の面積は、プリア
ンプICのチップの幅及び奥行きによる制約を受けてい
た。
【0009】これに対し、本発明では、増幅器の回路形
成面を光軸と非直交に、より具体的には、増幅器の回路
形成面をパッケージの受光素子搭載面と直交するように
パッケージ上に増幅器を搭載する。従って、例えば、増
幅器としてプリアンプICのチップを用いる場合、チップ
の幅及び奥行きではなく、厚さにより、パッケージの平
面部の面積が決定される。より具体的には、プリアンプ
ICのチップをパッケージ上に搭載した際の光軸方向から
の投影面積は、厚さと幅の積、又は厚さと奥行きの積と
なる。従って、本発明光受信モジュールは、同投影面積
が幅と奥行きの積で表される従来の光受信モジュールと
比較して同投影面積が小さいことでパッケージの平面部
の面積を小さくすることができ、従来よりも小型化する
ことが可能である。また、本発明光受信モジュールは、
プリアンプICのチップの厚さやこのチップを実装するサ
ブマウントなどの配線基板の厚さを考慮して、パッケー
ジの平面部の面積を規定する。
【0010】以下、本発明をより詳しく説明する。本発
明は、増幅器の回路形成面を光軸と非直交に配置するこ
とで増幅器や増幅器を実装する配線基板の光軸方向から
の投影面積を小さくするものである。この非直交の範囲
は、増幅器の回路形成面を光軸と直交するように配置し
ていた従来の配置と比較して上記投影面積が小さくなる
程度の増幅器のサイズ、パッケージの受光素子搭載面に
対する増幅器の角度を選択することにより規定すること
が好ましい。このとき、増幅器の回路形成面を光軸と実
質的に平行になるようにパッケージ上に増幅器を配置し
た場合、最も投影面積を小さくできて望ましい。なお、
増幅器(後述するようにサブマウントなどの配線基板に
実装させた際は、配線基板)とパッケージとの接合部分
は、半田付けなどを行うことがより好ましい。
【0011】受光素子にはフォトダイオード(PD)、増幅
器にはプリアンプICのチップなどを用いることが好まし
い。パッケージは、従来と同様に円盤形状が好ましく、
パッケージの中心軸と光軸とが同軸である、いわゆる同
軸型のものである場合、上記小型化の効果が高いものと
考える。受光素子は、光軸の中心、より具体的には、円
形状をなすパッケージの平面部の中央に搭載させること
が好ましい。
【0012】増幅器は、光軸と平行に保持するためにサ
ブマウントなどの配線基板に実装させてパッケージ上に
搭載することが好ましい。そして、増幅器を搭載させた
配線基板をパッケージの受光素子搭載面と直交するよう
にパッケージ上に配置するとよい。配線基板には、適宜
配線パターンを形成しておくことが好ましい。
【0013】上記増幅器と配線基板とは、電気的に接続
する必要がある。この接続方法として、例えば、ワイヤ
ボンドによるものが挙げられる。或いは、配線基板に増
幅器を直接実装する、具体的には、配線基板に増幅器の
回路形成面を対向させて実装させる、いわゆるフリップ
チップ方式と呼ばれる接続方法でもよい。この方式で
は、配線基板にワイヤボンド用領域が不要であり、上記
ワイヤボンド方式と比較してワイヤボンド用領域分だけ
配線基板の面積を小さくすることができる。従って、パ
ッケージ上に搭載した際の光軸方向からの投影面積をよ
り小さくすることができるため、パッケージの平面部の
面積をより小さくすることが可能である。また、この方
式は、ボンディングワイヤの接続作業がなく、作業性に
も優れる。
【0014】このような増幅器や配線基板が搭載される
パッケージの平面部が円形状である場合、増幅器や配線
基板は、円の中心に位置する光軸に近接させて配置する
ほど光軸方向(平面部と直交する方向)からの投影面積が
小さくなる。従って、増幅器や配線基板は、光軸により
近接させて配置するとパッケージの平面部の面積を小さ
くできて好ましい。特に、増幅器や配線基板の光軸方向
からの投影面がパッケージの平面部の直径を通る場合、
パッケージの平面部の面積を最も小さくすることができ
る。そこで、配線基板が二つの分割片からなるものを用
い、光軸を挟むようにこれら分割片を配置することが好
ましい。このとき、増幅器や配線基板で光軸を遮ること
なく、パッケージの平面部の直径を通るように配線基板
を配置することが可能である。また、別の配線基板とし
て、光軸が通過できる通過孔を設けたものも挙げられ
る。
【0015】このような本発明光受信モジュールは、光
通信、特に小型光トランシーバに最適である。
【0016】
【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)図1は、本発明光受信モジュールの斜視図、図
2は、その平面図である。本発明光受信モジュール1は、
基本的構成は図9に示す従来の光受信モジュールと同様
であり、受光素子としてPD2と、PD2からの電気信号を増
幅する増幅器としてプリアンプIC3のチップとを円盤形
状のパッケージ4の平面部5に搭載している。本発明の特
徴とするところは、プリアンプIC3をその回路形成面が
平面部5と直交するように配置したことである。
【0017】従来の光受信モジュールでは、プリアンプ
IC3の光軸方向(図2において紙面と直交する方向)からの
投影面積がプリアンプICのチップの幅Wと奥行きH(図1参
照)との積で表される。そのため、パッケージ4の平面部
5は、この幅W×奥行きHで求められる面積分の大きさ(図
2において破線円で示す面積)が必要であった。これに対
し、本発明光受信モジュール1は、上記構成により、プ
リアンプIC3の同投影面積が厚さD(図2において左右方向
の長さ)と幅W(図2において上下方向の長さ)との積で表
される。この投影面積(厚さD×幅W)は、従来と比較して
小さいため、図2の実線円で示すようにパッケージ4の平
面部5の面積を小さくすることができる。
【0018】本例においてプリアンプIC3は、サブマウ
ント6に実装させており、プリアンプIC3とサブマウント
6とは、それぞれに形成された配線パターン8を介してボ
ンディングワイヤ7により接続される。プリアンプIC3を
実装させたサブマウント6は、光軸の中心となるパッケ
ージ4の平面部5のほぼ中心に配置されるPD2近傍に配置
している。プリアンプIC3の回路形成面は、図1において
配線パターン8が設けられている面と平行する面であ
る。
【0019】サブマウント6とPD2とは、同様にそれぞれ
に形成された配線パターン8を介してボンディングワイ
ヤ7により接続される。パッケージ4の下面には、電源供
給や受信信号などを取り出すための端子として複数のリ
ードピン9が設けてある。リードピン9は、パッケージ4
の平面部5に形成された配線パターン8を介してPD2及び
プリアンプIC3に接続される。
【0020】なお、本例においてパッケージ4の平面部5
の面積は、プリアンプIC3のチップの厚さD及び幅W、サ
ブマウント6の厚さ及び幅により決定することができ
る。また、本例では、PD2以外に実装品10を一つだけパ
ッケージ4上に搭載しているが、複数搭載してももちろ
んよく、適宜必要に応じて搭載するとよい。パッケージ
4は、同軸型のものを用いている。これらの点は、以下
の実施例についても同様である。
【0021】(実施例2)次に、増幅器が配線基板に直接
実装されている例を説明する。図3は、プリアンプICが
サブマウントに直接実装されている本発明光受信モジュ
ールを示す斜視図、図4はその平面図である。図1と同一
符号は、同一物を示す。この実施例に示す本発明光受信
モジュール20は、基本的構成は実施例1と同様であり、
プリアンプIC3がサブマウント6'に直接実装されている
点が異なる。
【0022】この光受信モジュール20は、図4に示すよ
うにプリアンプIC3の回路形成面21をサブマウント6'に
対向させて実装させている。このようにワイヤボンドを
用いずにプリアンプIC3をサブマウント6'に直接実装さ
せて接続することで、サブマウント6'は、ワイヤボンド
用領域(図4において斜線部)の面積を減らすことができ
るため、実施例1と比較して光軸方向からの投影面積が
より小さい。具体的には、実施例1の幅W1よりも本例の
幅W2の方が小さい。従って、パッケージ4Aの平面部5Aの
面積は、サブマウント6'の幅W2が小さくなることで、よ
り小さくできる。
【0023】(実施例3)次に、配線基板が二つの分割片
からなるものを用いた例を説明する。図5は、プリアン
プICが二つのサブマウント片に実装されている本発明光
受信モジュールを示す斜視図、図6はその平面図であ
る。図1と同一符号は、同一物を示す。この実施例に示
す本発明光受信モジュール30は、基本的構成は実施例1
と同様であり、プリアンプIC3が二つのサブマウント片3
1、32に跨って実装されている点が異なる。
【0024】サブマウント片31、32は、PD2を通る光軸3
3を挟むように、より具体的にはPD2を挟むように配置さ
れ、この二つのサブマウント片31、32を跨ぐようにプリ
アンプIC3を実装させている。即ち、サブマウント片3
1、32は、パッケージ4Bの平面部5Bの直径34を通るよう
に配置される(図6参照)。この配置により、光受信モジ
ュール30は、プリアンプIC3を光軸33(図5参照)に最も近
接させて配置することになるため、パッケージ4Bの平面
部5Bの直径を小さくし、面積をより小さくすることがで
きる。
【0025】本例においてプリアンプIC3とサブマウン
ト片31、32とは、それぞれに形成された配線パターン8
を介してボンディングワイヤ7により接続される。
【0026】(実施例4)次に、配線基板が二つの分割片
からなり、増幅器がこれら配線基板に直接実装されてい
る例を説明する。図7は、プリアンプICが二つのサブマ
ウント片に直接実装されている本発明光受信モジュール
を示す斜視図、図8はその平面図である。図1と同一符号
は、同一物を示す。この実施例に示す本発明光受信モジ
ュール40は、基本的構成は実施例3と同様であり、プリ
アンプIC3が二つのサブマウント片31'、32'に直接実装
されている点が異なる。
【0027】この光受信モジュール40は、図8に示すよ
うにプリアンプIC3の回路形成面21をサブマウント片3
1'、32'に対向させて、これらサブマウント片31'、32'
を跨ぐように実装させている。このようにワイヤボンド
を用いずにプリアンプIC3をサブマウント片31'、32'に
直接実装させることで、実施例2で述べたようにサブマ
ウント片31'、32'は、ワイヤボンド用領域の面積を減ら
すことができるため、実施例3よりも光軸方向からの投
影面積をより小さくすることができる。従って、パッケ
ージ4Cの平面部5Cの面積を実施例3よりも小さくするこ
とができる。
【0028】
【発明の効果】以上、説明したように本発明光受信モジ
ュールによれば、増幅器をその回路形成面が光軸と非直
交になるように配置することで、受光素子や増幅器を配
置するパッケージの大きさを従来よりも小さくすること
ができるという優れた効果を奏し得る。特に、増幅器を
配線基板に実装させる場合、配線基板に増幅器の回路形
成面を対向させて実装することで、配線基板をより小さ
くできるため、パッケージの大きさをより小さくでき
る。また、二つの配線基板を用い、光軸を挟むようにこ
れら配線基板を配置すると、増幅器を光軸に最も近接さ
せて配置することができるので、パッケージの大きさを
更に小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明光受信モジュールの斜視図である。
【図2】図1の平面図である。
【図3】プリアンプICがサブマウントに直接実装されて
いる本発明光受信モジュールを示す斜視図である。
【図4】図3の平面図である。
【図5】プリアンプICが二つのサブマウント片に実装さ
れている本発明光受信モジュールを示す斜視図である。
【図6】図5の平面図である。
【図7】プリアンプICが二つのサブマウント片に直接実
装されている本発明光受信モジュールを示す斜視図であ
る。
【図8】図7の平面図である。
【図9】従来の光受信モジュールの斜視図である。
【符号の説明】
1、20、30、40、100 光受信モジュール 2、102 PD 3、103 プリアンプIC 4、4A、4B、4C、101 パッケー
ジ 5、5A、5B、5C、101A 平面部 6、6' サブマウント 7、104 ボンディングワイヤ 8 配線パターン 9、10
5 リードピン 10 実装品 21 回路形成面 31、32、31'、32' サブマウント片
33 光軸 34 直径

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受光素子と、受光素子からの電気信号を
    増幅する増幅器と、これらが配置されるパッケージとを
    具える光受信モジュールであって、 前記増幅器の回路形成面が受光素子に入射される光軸と
    非直交に配置されることを特徴とする光受信モジュー
    ル。
  2. 【請求項2】 増幅器の回路形成面が光軸と平行に配置
    されることを特徴とする請求項1に記載の光受信モジュ
    ール。
  3. 【請求項3】 増幅器は配線基板に実装され、この配線
    基板はパッケージと直交するように配置されることを特
    徴とする請求項1に記載の光受信モジュール。
  4. 【請求項4】 配線基板は、二つの分割片からなり、こ
    れら分割片は、光軸を挟んで配置されることを特徴する
    請求項3に記載の光受信モジュール。
  5. 【請求項5】 増幅器と配線基板とはワイヤボンドによ
    り接続されることを特徴とする請求項3または4に記載の
    光受信モジュール。
  6. 【請求項6】 増幅器はその回路形成面を配線基板に対
    向させて実装されることを特徴とする請求項3または4に
    記載の光受信モジュール。
  7. 【請求項7】 パッケージが同軸型であることを特徴と
    する請求項1に記載の光受信モジュール。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006086285A (ja) * 2004-09-15 2006-03-30 Mitsubishi Electric Corp 光半導体装置
US8743564B2 (en) 2011-04-22 2014-06-03 Sumitomo Electric Device Innovations, Inc. Optical device
US11953375B2 (en) 2020-07-06 2024-04-09 Mitsubishi Electric Corporation Light receiving module comprising stem and block on an upper surface of the stem

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