JP2004128250A - Optical communication module and optical element carrier used therefor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信モジュールに係わり、特に、1Gbps(Gigabit per second)以上の高速度・高周波に適合する光通信モジュールおよびそれに用いられる光素子キャリアに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、1Gbps以上の高速度・高周波領域で使用する光通信モジュールが実用化されている。この種の光通信モジュールとしては、図8乃至図10に示すものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
図8は光通信モジュールの上面図、図9は図8のB−B線に沿う光通信モジュールの断面図、図10は光通信モジュールに使用される受光素子キャリアの斜視図である。
【0004】
この特許文献1に開示された光通信モジュールは、例えば、図8及び図9に示すように、一側端部に切欠部101を有するパッケージ102と、パッケージ102上に設けられたアンプIC103と、切欠部101上に取りつけられた受光素子キャリア104とから構成されている。
【0005】
そして、図示略のファイバーからの光信号を受光素子キャリア104上にある受光素子105で受け、微弱な信号をアンプIC103で増幅し、電気信号を出力するようになっている。
【0006】
パッケージ102は、一側面部に切欠部101を有する金属製支持基板106と、この金属製支持基板106上面に設けられたセラミック製の回路基板107からなる。この回路基板107上面には、接地用の配線層108、アンプIC103のバイアス印加用の配線層109a、受光素子105のバイアス印加用の配線層109b、及び光通信モジュールの出力配線層110がそれぞれ形成され、金属製支持基板106と接地用の配線層108は、スルーホール111を介して電気的に接続されている。
【0007】
接地用の配線層108上には、アンプIC103とバイパスコンデンサ112aがそれぞれ固着され、アンプIC103の電源端子113は、バイパスコンデンサ112aを介してバイアス印加用の配線層109aとボンデイングワイヤ114で接続され、アンプIC103の出力端子115は、光通信モジュールの出力配線層110とボンデイングワイヤ114で接続され、アンプIC103の接地端子116は、接地用の配線層108とボンデイングワイヤ114でそれぞれ接続されている。
【0008】
一方、受光素子キャリア104は、図10に示すように、方形状のセラミック製の絶縁性支持体117の第1主面(前面)S1上には、接地用の配線導体118、受光素子105のマウント用の配線導体119、出力用の配線導体120、及びバイアス印加用の配線導体121がそれぞれ形成され、また、接地用の配線導体118、出力用の配線導体120、及びバイアス印加用の配線導体121は、第2主面(上面)S2にまで延在形成されている。
【0009】
そして、接地用の配線導体118上には、バイパスコンデンサ112bが、マウント用の配線導体119上には、受光素子105が、それぞれ形成されている。
【0010】
受光素子105と出力用の配線導体120、マウント用の配線導体119とバイパスコンデンサ112b、及びバイアス印加用の配線導体121とバイパスコンデンサ112bは、ボンデイングワイヤ114でそれぞれ接続されている。
【0011】
この受光素子キャリア104は、パッケージ102の切欠部101に載置され、半田づけによりパッケージ102に固定されている。
【0012】
そして、受光素子105のバイアス印加用の配線導体121とパッケージ102のバイアス印加用の配線層109bがボンデイングワイヤ114で、受光素子105の接地用の配線導体118とパッケージ102の接地用の配線層108がボンデイングワイヤ114aで、受光素子105の接地用の配線導体118とアンプIC103の接地端子116がボンデイングワイヤ114bで、受光素子105の出力用の配線導体120とアンプIC103の入力端子122がボンデイングワイヤ114cで、それぞれ接続されている。
【0013】
【特許文献1】
特開平4−22907号公報(第8頁、第5図)
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の光通信モジュールにおいては、ボンディングワイヤが長く、接地用の金属配線導体118のボンディング領域が少なく、接地リード本数が少ない等の構成になっており、寄生インダクタンス(以下寄生Lという)と寄生容量により生じる寄生LC共振、及び受光素子105とアンプIC103間を接続する信号線のインダクタンス(以下Lという)がそれぞれ適正化されていないので、特に10Gbps以上の高速度・高周波領域での利得特性に、ピーキングの発生や高周波領域でのフラットで伸びのある利得特性が得られないなどの問題を有していた。
【0015】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、高速度・高周波領域での利得特性劣化をおさえて、安定した利得特性を有する光通信モジュールおよびそれに用いられる光素子キャリアを提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の光素子キャリアは、方形状の絶縁性支持体と、前記絶縁性支持体の第1主面の中間部に互いに離間して形成され、少なくとも第1主面と連続する第2の主面に延びる第1配線導体と、前記第1主面における前記第1配線導体間に、この第1配線導体と絶縁して形成された第2配線導体と、前記第2配線導体に隣接し、且つこの第2配線導体と絶縁して第1主面に形成され、前記第2主面まで延びる第3配線導体と、前記第1主面における前記絶縁性支持体端部と前記第1配線導体との間の少なくとも一方に、前記第1配線導体と絶縁して形成され、前記第2主面まで延びる第4配線導体とを具備したことを特徴とする。
【0017】
また、上記目的を達成するために、本発明の光通信モジュールは、金属製支持基板とこの金属製支持基板上に設けられた回路基板とを有するパッケージと、前記回路基板の接地用の配線層上に設けられたアンプICと、方形状の絶縁性支持体と、この絶縁性支持体の第1主面の中間部に互いに離間して形成され、少なくとも第1主面と連続する第2主面に延びる第1配線導体と、前記第1主面における前記第1配線導体間に、この第1配線導体と絶縁して形成された第2配線導体と、前記第2配線導体に隣接し、且つこの第2配線導体と絶縁して第1主面に形成され、前記第2主面まで延びる第3配線導体と、前記第1主面における前記絶縁性支持体端部と前記第1配線導体との間の少なくとも一方に、前記第1配線導体と絶縁して形成され、前記第2主面まで延びる第4配線導体と、前記第2配線導体上に固着され、前記第3及び第4配線導体と電気的に接続された光素子を有し、且つ前記パッケージに固着された光素子キャリアとを具備し、前記光素子キャリアの第1配線導体と前記パッケージの接地用の配線層とが電気的に接続されていることを特徴とする。
【0018】
上記構成によれば、金属配線層、ボンディングワイヤ、接地リード等のLと受光素子部の寄生容量を低減できる構造を有しているから、高速度・高周波領域での利得特性劣化をおさえ、安定した利得特性を有する光通信モジュールおよびそれに用いられる光素子キャリアを提供できる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【0020】
(第1の実施の形態)
まず、本発明による光通信モジュールの第1の実施の形態について図1乃至図3を参照して説明する。図1は光通信モジュールの上面図、図2は図1のA−A線に沿う光通信モジュールの断面図、図3は光通信モジュールに使用される受光素子キャリアの斜視図であり、図3(a)は第1主面側から見た斜視図、図3(b)は第3主面側から見た斜視図である。
【0021】
図1及び図2に示すように、本実施の形態の光通信モジュールは、一側端部に切欠部1を有するパッケージ2と、パッケージ2上に設けられたアンプIC3と、切欠部1上に取りつけられた受光素子キャリア4とから構成されている。
【0022】
そして、図示略のファイバーからの光信号を受光素子キャリア4上にある受光素子5で受け、微弱な信号をアンプIC3で増幅し、電気信号を出力するようになっている。
【0023】
パッケージ2は、例えば銅―タンタル(Cu−Ta)からなる、一側端部に切欠部1を有する金属製支持基板6と、この金属製支持基板6上面に設けられたセラミック製の回路基板7との積層構造からなっている。そして、この回路基板7上面には、接地用の配線層8、アンプIC3のバイアス印加用の配線層9a、受光素子5のバイアス印加用の配線層9b、及び光通信モジュールの出力配線層10aが、それぞれ所定パターンに形成され、金属製支持基板6と接地用の配線層8は、スルーホール11aを介して電気的に接続されている。
【0024】
接地用の配線層8上には、アンプIC3とバイパスコンデンサ12aがそれぞれ固着され、アンプIC3の電源端子13は、バイパスコンデンサ12aを介してバイアス印加用の配線層9aとボンデイングワイヤ14で接続され、アンプIC3の出力端子15は、光通信モジュールの出力配線層10aとボンデイングワイヤ14で接続され、アンプIC3の接地端子16は、接地用の配線層8とボンデイングワイヤ14でそれぞれ接続されている。
【0025】
一方、受光素子キャリア4は、図3に示すように、方形状のセラミック製の絶縁性支持体17を有している。この絶縁性支持体17の第1主面(前面)S1の中間部分には、接地用の配線導体(第1配線導体)18が互いに離間して形成され、接地用の配線導体18間の第1主面S1には、受光素子5のマウント用の配線導体(第2配線導体)19及び出力用の配線導体(第3配線導体)20が互いに絶縁して設けられ、絶縁性支持体17の側端部と接地用の配線導体18との間の第1主面S1には、バイアス印加用の配線導体(第4配線導体)21が形成されている。
【0026】
この接地用の配線導体18は、絶縁性支持体17の第1主面S1から、これと連続する第2主面(上面)S2、第1主面S1と対向する第3主面(裏面)S3及び第2主面S2と対向する第4主面(下面)S4まで延在形成され、第3主面S3及び第4主面S4においては、ほぼ全面全体に形成され、第1主面S1と第3主面S3の接地用の配線導体18は、スルーホール11bを介して互いに接続されている。また、出力用の配線導体20とバイアス印加用の配線導体21は、第1主面S1と第2主面S2に延在形成されている。
【0027】
そして、接地用の配線導体18上には、バイパスコンデンサ12bが、マウント用の配線導体19上には、受光素子105が、それぞれ固着されている。
【0028】
受光素子5と出力用の配線導体20、マウント用の配線導体19とバイパスコンデンサ12b、及びバイアス印加用の配線導体21とバイパスコンデンサ12bは、ボンデイングワイヤ14でそれぞれ接続されている。
【0029】
この受光素子キャリア4は、その第4主面側S4をパッケージ2の切欠部1に向けて載置され、半田づけによりパッケージ2に固定されている。
【0030】
そして、受光素子5のバイアス印加用の配線導体21とパッケージ2のバイアス印加用の配線層9bがボンデイングワイヤ14で、受光素子5の接地用の配線導体18とパッケージ2の接地用の配線層8がボンデイングワイヤ14aで、受光素子5の接地用の配線導体18とアンプIC3の接地端子16がボンデイングワイヤ14bで、受光素子5の出力用の配線導体20とアンプIC3の入力端子22がボンデイングワイヤ14cで、それぞれ接続されている。
【0031】
本実施の形態の光通信モジュールは、接地用の配線導体18を1ケ所から2ケ所に増やしているので、接地リードのボンディングワイヤ14aの本数を3本から6本に増加でき、且つ長さを短くでき、また、アンプIC3と受光素子キャリア4の距離を短くしているので、受光素子5の接地用の配線導体18とアンプIC3の接地端子16間のボンディングワイヤ14b長を半減でき、さらに、受光素子キャリア4は、受光素子5の両側と受光素子キャリア4の第1主面S1、第2主面S2、第3主面S3、及び第4主面S4の4面に接地用の配線導体18を形成しているので、寄生Lと寄生容量を減少でき、寄生LC共振が抑制され、ピーキング発生をなくすことができる。
【0032】
また、アンプIC3と受光素子キャリア4の距離を短くし、受光素子5の出力用の配線導体20とアンプIC3の入力端子22間のボンディングワイヤ14長を半減したことにより、受光素子5とアンプIC3間を接続する信号線のLを小さくでき、LC共振周波数を上げ、帯域をのばすことができる。
【0033】
従って、この寄生LC共振の抑制とLC共振周波数を上げることができることにより、高速度・高周波領域までピーキングと波形のおちこみのない、フラットな利得特性を有する光通信モジュールが得られる。
【0034】
図4は、10Gbps光通信モジュールでの利得と周波数の関係を示した特性図で、図中の実線(a)は本実施の形態の特性を示し、破線(b)は従来の特性を示す。
【0035】
この特性図から明白なように、従来では、寄生LC共振の発生および信号線Lの大によるLC共振周波数がさがることにより、9GHz付近でのピーキング、10.5GHz付近での波形のおちこみが発生し、10GHz付近から12GHz付近において波形のブレおよび利得低下により規格(10GHzまで、±3dB以内でフラットな利得特性を有すること)を大きく逸脱している。
【0036】
一方、本実施の形態では、寄生LCの削減および信号線のLを減らすことができるので、12GHz付近までフラットな利得特性が得られており、規格を充分満足している。
【0037】
(第2の実施の形態)
次に、本発明による光通信モジュールの第2の実施の形態について図5を参照して説明する。図5は光通信モジュールに使用される受光素子キャリアの斜視図、図5(a)は第1主面側から見た斜視図、図5(b)は第3主面側から見た斜視図である。この第2の実施の形態は、第1の実施の形態とは受光素子キャリア4の構造が異なり、それ以外の構成については同じである。
【0038】
図5に示すように、本実施の形態の受光素子キャリア4は、方形状の金属製支持体23の第2主面S2の中央部に方形状のセラミック製の絶縁性ブロック(第1絶縁性ブロック)24が埋め込まれ、また、第2主面S2の両側端部に方形状のセラミック製の絶縁性ブロック(第2絶縁性ブロック)25が埋込まれた方形状の構造をしている。中央部の絶縁性ブロック24と両側端部の絶縁性ブロック25は、金属製支持体23で離間して形成されている。
【0039】
ここでは、絶縁性ブロック24は、その第1主面 (表面)S1、第2主面(上面) S2、及び第3主面(裏面)S3部分が露呈され、絶縁性ブロック25は、その第1主面S1、第2主面S2、第3主面S3、及び側面部分が露呈されているが、必ずしも、絶縁性ブロックの第3主面S3、または側面部分は、露呈される必要はない。
【0040】
金属製支持体23の中央部に埋込まれた絶縁ブロック24の第1主面S1には、受光素子5のマウント用の配線導体19及び出力用の配線導体20が互いに絶縁して設けられ、金属製支持体23の両側端部に埋込まれた絶縁性ブロック25の第1主面S1には、バイアス印加用の配線導体21が形成されている。
【0041】
また、出力用の配線導体20とバイアス印加用の配線導体21は、絶縁性ブロック24、及び25の第1主面S1と第2主面S2にそれぞれ延在形成され、金属製支持体23は、受光素子5の第1配線導体としての接地用の配線導体としても使用される。
【0042】
そして、金属製支持体23の第1主面S1上には、バイパスコンデンサ12bが、マウント用の配線導体19上には、受光素子5が、それぞれ固着されている。受光素子5と出力用の配線導体20、マウント用の配線導体19とバイパスコンデンサ12b、及びバイアス印加用の配線導体21とバイパスコンデンサ12bは、ボンデイングワイヤ14でそれぞれ接続されている。
【0043】
この受光素子キャリア4は、図1及び図2に示す上記第1の実施の形態と同様に、その第4主面側をパッケージ2の切欠部1に向けて載置され、半田づけによりパッケージ2に固定されている。
【0044】
受光素子5のバイアス印加用の配線導体21とパッケージ2のバイアス印加用の配線層9bがボンデイングワイヤ14で、受光素子5の接地用の配線導体18とパッケージ2の接地用の配線層8がボンデイングワイヤ14aで、受光素子5の接地用の配線導体18とアンプIC3の接地端子16がボンデイングワイヤ14bで、受光素子5の出力用の配線導体20とアンプIC3の入力端子22がボンデイングワイヤ14cで、それぞれ接続されている。
【0045】
本実施の形態の光通信モジュールは、接地用の配線導体18を1ケ所から2ケ所に増やしているので、接地リードのボンディングワイヤ14の本数を3本から6本に増加でき、且つ長さを短くでき、また、アンプIC3と受光素子キャリア4の距離を短くしているので、受光素子5の接地用の配線導体18とアンプIC3の接地端子16間のボンディングワイヤ14a長を半減でき、さらに、受光素子キャリア4は、中央部の絶縁性ブロック24、及び両端部の絶縁性ブロック25以外すべてを金属製支持体23からなるグランドにすることにより、寄生Lと寄生容量を減少でき、寄生LC共振が抑制でき、ピーキング発生をなくすことができる。
【0046】
また、アンプIC3と受光素子キャリア4の距離を短くし、受光素子5の出力用の配線導体20とアンプIC3の入力端子22間のボンディングワイヤ14長を半減したことにより、受光素子5とアンプIC3間を接続する信号線のLを小さくでき、LC共振周波数を上げ、帯域をのばすことができる。
【0047】
この寄生LC共振の抑制とLC共振周波数を上げることができることにより、高速度・高周波領域までピーキングと波形のおちこみのない、フラットな利得特性を有する光通信モジュールが得られる。
【0048】
(第3の実施の形態)
次に、本発明による光通信モジュールの第3の実施の形態について図6及び図7を参照して説明する。図6は光通信モジュールの斜視図であり、図7は光通信モジュールに使用される受光素子キャリアの斜視図であり、図7(a)は第1主面側から見た斜視図、図7(b)は第3主面側から見た斜視図である。
【0049】
図6及び図7に示すように、本実施の形態の光通信モジュールは、パッケージ2と、パッケージ2上に設けられたアンプIC3と、パッケージ2上に取りつけられた受光素子キャリア4とから構成されている。
【0050】
そして、図示略のファイバーからの光信号を受光素子キャリア4上にある受光素子5で受け、微弱な信号をアンプIC3で増幅し、電気信号を出力するようになっている。
【0051】
パッケージ2は、例えば銅―タンタル(Cu−Ta)からなる、金属製支持基板6と、この金属製支持基板6上面に設けられたセラミック製の回路基板7との積層構造からなっている。そして、この回路基板7上面には、接地用の配線層8、アンプIC3のバイアス印加用の配線層9a、受光素子5のバイアス印加用の配線層9b、光通信モジュールの出力配線層10a、及び受光素子5の出力配線層10bがそれぞれ所定パターンに形成され、金属製支持基板6と接地用の配線層8は、スルーホール11aを介して電気的に接続されている。
【0052】
接地用の配線層8上には、アンプIC3とバイパスコンデンサ12aが、それぞれ固着され、アンプIC3の電源端子13は、バイパスコンデンサ12aを介してバイアス印加用の配線層9aとボンデイングワイヤ14で接続され、アンプIC3の出力端子15は、光通信モジュールの出力配線層10aとボンデイングワイヤ14で接続され、アンプIC3の接地端子16は、接地用の配線層8とボンデイングワイヤ14で接続され、アンプIC3入力端子22は、受光素子5の出力配線層10bとボンデイングワイヤ14でそれぞれ接続されている。
【0053】
一方、受光素子キャリア4は、図7に示すように、方形状の金属製支持体23の第2主面S2の中央部に方形状のセラミック製の絶縁性ブロック24が埋込まれ、第2主面S2の両側端部に方形状のセラミック製の絶縁性ブロック25が埋め込まれた方形状の構造をしている。中央部の絶縁性ブロック24と両側端部の絶縁性ブロック25は、金属製支持体23で離間して形成されている。
【0054】
ここでは、金属製支持体23の中央部の絶縁性ブロック24は、その第1主面S1、第2主面S2、及び第3主面S3部分が露呈され、金属製支持体23の両側端部の絶縁性ブロック25は、その第1主面S1、第2主面S2、第3主面S3、及び側面部分が露呈されているが、必ずしも絶縁性ブロックの第3主面S3、または側面部分が露呈する必要はない。
【0055】
金属性支持体23の中央部の絶縁性ブロック24の第1主面S1には、受光素子5のマウント用の配線導体19及び出力用の配線導体20が互いに絶縁して設けられ、金属性支持体23の両側端部の絶縁性ブロック25の第1主面S1には、バイアス印加用の配線導体21が形成されている。
【0056】
また、出力用の配線導体20とバイアス印加用の配線導体21は、第1主面S1から第2主面S2の第3主面S3側端部まで延在形成され、金属製支持体23は、受光素子5の接地用配線導体としても使用される。
【0057】
そして、金属製支持体23の第1主面S1上には、バイパスコンデンサ12bが、マウント用の配線導体19上には、受光素子5が、それぞれ固着されている。受光素子5と出力用の配線導体20、マウント用の配線導体19とバイパスコンデンサ12b、及びバイアス印加用の配線導体21とバイパスコンデンサ12bは、ボンデイングワイヤ14でそれぞれ接続されている。
【0058】
この受光素子キャリア4は、その第2主面S2をパッケージ2に向けて載置され、半田づけによりパッケージ2に固定されている。
【0059】
ここで、受光素子5のバイアス印加用の配線導体21とパッケージ2のバイアス印加用の配線層9b、受光素子キャリア4の金属製支持体23とパッケージ2の接地用の配線層8、及び受光素子5の出力用の配線導体20とパッケージ2の出力配線層10bが、それぞれ直接半田づけされて電気的に接続されている。
【0060】
本実施の形態の光通信モジュールは、受光素子キャリア4の接地用の配線導体18(金属製支持体部分23)とパッケージ2の接地用の配線層8がボンディングワイヤ14を介さず直接半田づけされ、受光素子キャリア4のグランドとアンプIC3の接地端子16間のボンディングワイヤ14bを削減できることで、接地リードの削減が可能となり、受光素子キャリア4は、マウント用の配線導体19と出力用の配線導体20が設けられる絶縁性ブロック24と、バイアス印加用の配線導体21が設けられる絶縁性ブロック25以外すべて金属製支持体23からなるグランドにすることにより、寄生容量を削減できる。
【0061】
寄生Lと寄生容量の削減により、寄生LC共振が抑制され、ピーキング発生をなくすことができる。
【0062】
受光素子5のバイアス印加用の配線導体21とパッケージ2のバイアス印加用の配線層9bが直接半田づけされ、ボンディングワイヤ14を削減したことにより、光通信モジュールの電源ラインの信号線Lと容量をあわせて削減できるので、LC共振も抑制される。
【0063】
受光素子5の出力用の配線導体20とアンプIC3の入力端子22間のボンディングワイヤ14c長を半減したことにより、受光素子5とアンプIC3間を接続する信号線のLを小さくでき、LC共振周波数を上げることができる。
【0064】
この寄生LC共振とLC共振の抑制、及びLC共振周波数を上げることができることにより、高速度・高周波領域までピーキングと波形のおちこみのない、フラットな利得特性を有する光通信モジュールが得られる。
【0065】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々、変更して実施しても良い。
【0066】
例えば、上記第3の実施の形態において、光素子キャリアとして、第1及び第2の実施の形態の光素子キャリアを用いても良い。
【0067】
また、上記第1乃至3の実施の形態では、光受信機能を有する光通信モジュールについて説明したが、本発明は、受光素子キャリア、発光素子キャリア、アンプIC、ドライバーIC、及びパッケージから構成される光送受信機能を有する光通信モジュールにも適用可能である。
【0068】
【発明の効果】
本発明によれば、高周波領域までフラットな利得特性を有する光通信モジュールが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係わる光通信モジュールを示す上面図。
【図2】図1のA−A線に沿う光通信モジュールの断面図。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係わる光通信モジュールに使用される受光素子キャリアを示す斜視図であり、図3(a)は第1主面側から見た斜視図、図3(b)は第3主面側より見た斜視図。
【図4】10G光通信モジュールの利得と周波数の関係を示す特性図。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係わる光通信モジュールに使用される受光素子キャリアを示す斜視図であり、図5(a)は第1主面側から見た斜視図、図5(b)は第3主面側より見た斜視図。
【図6】本発明の第3の実施の形態に係わる光通信モジュールを示す斜視図。
【図7】本発明の第3の実施の形態に係わる光通信モジュールに使用される受光素子キャリアを示す斜視図であり、図7(a)は第1主面側から見た斜視図、図7(b)は第3主面側から見た斜視図。
【図8】従来の光通信モジュールを示す上面図。
【図9】図8のB−B線に沿う光通信モジュールの断面図。
【図10】従来の光通信モジュールに使用される受光素子キャリアを示す斜視図。
【符号の説明】
1、 101 切欠部
2、102 パッケージ
3、103 アンプIC
4、104 光素子キャリア
5、105 受光素子
6、106 金属製支持基板
7、107 回路基板
8、108 接地用の配線層
9a、9b、109a、109b バイアス印加用の配線層
10a、10b、110 出力配線層
11a、11b、111 スルーホール
12a、12b、112a、112b バイパスコンデンサ
13、113 電源端子
14、14a、14b、14c、114、114a、114b、114c ボンデイングワイヤ
15、115 出力端子
16、116 接地端子
17、117 絶縁性支持体
18、118 接地用の配線導体
19、119 マウント用の配線導体
20、120 出力用の配線導体
21、121 バイアス印加用の配線導体
22、122 入力端子
23 金属製支持体
24、25 絶縁性ブロック
S1 第1主面
S2 第2主面
S3 第3主面
S4 第4主面[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical communication module, and more particularly, to an optical communication module suitable for high speed and high frequency of 1 Gbps (Gigabit per second) or higher, and an optical element carrier used for the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, optical communication modules used in a high speed / high frequency region of 1 Gbps or more have been put to practical use. As this type of optical communication module, the one shown in FIGS. 8 to 10 is known (for example, see Patent Document 1).
[0003]
8 is a top view of the optical communication module, FIG. 9 is a cross-sectional view of the optical communication module along line BB in FIG. 8, and FIG. 10 is a perspective view of a light receiving element carrier used in the optical communication module.
[0004]
The optical communication module disclosed in
[0005]
Then, an optical signal from an unillustrated fiber is received by the
[0006]
The
[0007]
The amplifier IC 103 and the
[0008]
On the other hand, as shown in FIG. 10, the light
[0009]
The
[0010]
The light receiving
[0011]
The light receiving
[0012]
The
[0013]
[Patent Document 1]
JP-A-4-22907 (
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional optical communication module described above, the bonding wire is long, the bonding area of the ground
[0015]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to suppress an increase in gain characteristics in a high-speed / high-frequency region and to provide an optical communication module having stable gain characteristics and an optical element used therein. To provide a career.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an optical element carrier according to the present invention is formed so as to be spaced apart from each other at a rectangular insulating support and an intermediate portion of a first main surface of the insulating support. A first wiring conductor extending to a second main surface continuous with the surface, a second wiring conductor formed between the first wiring conductors on the first main surface and insulated from the first wiring conductor, A third wiring conductor formed on the first main surface adjacent to the second wiring conductor and insulated from the second wiring conductor and extending to the second main surface; and the insulating support on the first main surface. At least one between the end portion and the first wiring conductor includes a fourth wiring conductor formed insulated from the first wiring conductor and extending to the second main surface.
[0017]
In order to achieve the above object, an optical communication module according to the present invention includes a package having a metal support board and a circuit board provided on the metal support board, and a wiring layer for grounding the circuit board. An amplifier IC provided thereon, a rectangular insulating support, and a second main body formed at a distance from an intermediate portion of the first main surface of the insulating support and continuous with at least the first main surface. A first wiring conductor extending to a surface, a second wiring conductor formed insulated from the first wiring conductor between the first wiring conductors on the first main surface, and a second wiring conductor adjacent to the second wiring conductor; A third wiring conductor formed on the first main surface insulated from the second wiring conductor and extending to the second main surface; an end of the insulating support on the first main surface; and the first wiring conductor At least one of the first and second wiring conductors is insulated from the first wiring conductor. A fourth wiring conductor extending to the second main surface; and an optical element fixed on the second wiring conductor and electrically connected to the third and fourth wiring conductors, and fixed to the package. And a first wiring conductor of the optical element carrier and a ground wiring layer of the package are electrically connected to each other.
[0018]
According to the above configuration, since a structure capable of reducing the parasitic capacitance of the light receiving element portion and the L of the metal wiring layer, the bonding wire, the grounding lead, etc., the gain characteristics in high-speed and high-frequency regions are suppressed, and stable. An optical communication module having improved gain characteristics and an optical element carrier used in the optical communication module can be provided.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
(First Embodiment)
First, an optical communication module according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a top view of the optical communication module, FIG. 2 is a cross-sectional view of the optical communication module along line AA in FIG. 1, FIG. 3 is a perspective view of a light receiving element carrier used in the optical communication module, FIG. 3A is a perspective view as viewed from a first main surface side, and FIG. 3B is a perspective view as viewed from a third main surface side.
[0021]
As shown in FIGS. 1 and 2, the optical communication module according to the present embodiment includes a
[0022]
An optical signal from a fiber (not shown) is received by the
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
On the other hand, as shown in FIG. 3, the light receiving
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The light-receiving
[0029]
The light
[0030]
The
[0031]
In the optical communication module of the present embodiment, since the number of
[0032]
Further, the distance between the
[0033]
Therefore, by suppressing the parasitic LC resonance and increasing the LC resonance frequency, it is possible to obtain an optical communication module having a flat gain characteristic free from peaking and waveform fall even in a high-speed and high-frequency region.
[0034]
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the gain and the frequency in the 10 Gbps optical communication module. In the figure, the solid line (a) shows the characteristics of the present embodiment, and the broken line (b) shows the conventional characteristics.
[0035]
As is clear from the characteristic diagram, in the related art, the occurrence of the parasitic LC resonance and the decrease of the LC resonance frequency due to the large signal line L cause the peaking at around 9 GHz and the generation of the waveform at around 10.5 GHz. In the range from about 10 GHz to about 12 GHz, the standard largely deviates from the standard (having a flat gain characteristic within ± 3 dB up to 10 GHz) due to waveform fluctuation and gain reduction.
[0036]
On the other hand, in the present embodiment, since the parasitic LC can be reduced and the L of the signal line can be reduced, a flat gain characteristic is obtained up to around 12 GHz, which sufficiently satisfies the standard.
[0037]
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the optical communication module according to the present invention will be described with reference to FIG. 5 is a perspective view of a light receiving element carrier used in the optical communication module, FIG. 5A is a perspective view as viewed from a first main surface side, and FIG. 5B is a perspective view as viewed from a third main surface side. It is. The second embodiment is different from the first embodiment in the structure of the light receiving
[0038]
As shown in FIG. 5, the light-receiving
[0039]
Here, the first main surface (front surface) S1, the second main surface (upper surface) S2, and the third main surface (rear surface) S3 of the insulating
[0040]
A
[0041]
An
[0042]
The
[0043]
The light-receiving
[0044]
The
[0045]
In the optical communication module of the present embodiment, the number of
[0046]
Further, the distance between the
[0047]
By suppressing the parasitic LC resonance and increasing the LC resonance frequency, it is possible to obtain an optical communication module having a flat gain characteristic free from peaking and waveform depression even in a high-speed and high-frequency region.
[0048]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the optical communication module according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a perspective view of the optical communication module, FIG. 7 is a perspective view of a light receiving element carrier used in the optical communication module, and FIG. 7A is a perspective view seen from the first main surface side. (B) is a perspective view seen from the third main surface side.
[0049]
As shown in FIGS. 6 and 7, the optical communication module according to the present embodiment includes a
[0050]
An optical signal from a fiber (not shown) is received by the
[0051]
The
[0052]
The
[0053]
On the other hand, in the light receiving
[0054]
Here, the first main surface S1, the second main surface S2, and the third main surface S3 of the insulating
[0055]
On the first main surface S1 of the insulating
[0056]
The
[0057]
The
[0058]
The light
[0059]
Here, the
[0060]
In the optical communication module according to the present embodiment, the grounding wiring conductor 18 (metal support portion 23) of the light receiving
[0061]
By reducing the parasitic L and the parasitic capacitance, the parasitic LC resonance is suppressed, and the occurrence of peaking can be eliminated.
[0062]
The
[0063]
By halving the length of the
[0064]
Since the parasitic LC resonance and the LC resonance can be suppressed and the LC resonance frequency can be increased, an optical communication module having a flat gain characteristic free from peaking and waveform fall even in a high-speed and high-frequency region can be obtained.
[0065]
The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented with various modifications without departing from the spirit of the invention.
[0066]
For example, in the third embodiment, the optical element carriers of the first and second embodiments may be used as the optical element carriers.
[0067]
In the first to third embodiments, the optical communication module having an optical receiving function has been described. However, the present invention includes a light receiving element carrier, a light emitting element carrier, an amplifier IC, a driver IC, and a package. The present invention is also applicable to an optical communication module having an optical transmission / reception function.
[0068]
【The invention's effect】
According to the present invention, an optical communication module having a flat gain characteristic up to a high frequency region can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a top view showing an optical communication module according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of the optical communication module taken along line AA of FIG. 1;
FIG. 3 is a perspective view showing a light receiving element carrier used in the optical communication module according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 (a) is a perspective view seen from a first main surface side, FIG. FIG. 3B is a perspective view seen from the third main surface side.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a gain and a frequency of the 10G optical communication module.
FIG. 5 is a perspective view showing a light receiving element carrier used in an optical communication module according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 (a) is a perspective view seen from a first main surface side, FIG. FIG. 5B is a perspective view as viewed from the third main surface side.
FIG. 6 is a perspective view showing an optical communication module according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing a light receiving element carrier used in an optical communication module according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 7 (a) is a perspective view seen from a first main surface side, FIG. FIG. 7B is a perspective view seen from the third main surface side.
FIG. 8 is a top view showing a conventional optical communication module.
FIG. 9 is a sectional view of the optical communication module along the line BB in FIG. 8;
FIG. 10 is a perspective view showing a light receiving element carrier used in a conventional optical communication module.
[Explanation of symbols]
1, 101 Notch
2,102 packages
3,103 Amplifier IC
4,104 Optical element carrier
5, 105 light receiving element
6,106 metal support substrate
7,107 Circuit board
8,108 Wiring layer for grounding
9a, 9b, 109a, 109b Wiring layer for applying bias
10a, 10b, 110 output wiring layer
11a, 11b, 111 Through hole
12a, 12b, 112a, 112b Bypass capacitor
13, 113 Power supply terminal
14, 14a, 14b, 14c, 114, 114a, 114b, 114c Bonding wire
15, 115 output terminal
16, 116 Ground terminal
17, 117 Insulating support
18, 118 Wiring conductor for grounding
19, 119 Wiring conductor for mounting
20, 120 Wiring conductor for output
21, 121 Wiring conductor for bias application
22, 122 input terminal
23 Metal support
24, 25 Insulating block
S1 1st main surface
S2 2nd main surface
S3 3rd main surface
S4 4th main surface
Claims (10)
前記絶縁性支持体の第1主面の中間部に互いに離間して形成され、少なくとも第1主面と連続する第2の主面に延びる第1配線導体と、
前記第1主面における前記第1配線導体間に、この第1配線導体と絶縁して形成された第2配線導体と、
前記第2配線導体に隣接し、且つこの第2配線導体と絶縁して第1主面に形成され、前記第2主面まで延びる第3配線導体と、
前記第1主面における前記絶縁性支持体端部と前記第1配線導体との間の少なくとも一方に、前記第1配線導体と絶縁して形成され、前記第2主面まで延びる第4配線導体と、
を具備したことを特徴とする光素子キャリア。A rectangular insulating support,
A first wiring conductor formed at a middle part of the first main surface of the insulating support so as to be spaced apart from each other and extending at least to a second main surface continuous with the first main surface;
A second wiring conductor formed between the first wiring conductors on the first main surface and insulated from the first wiring conductor;
A third wiring conductor formed on the first main surface adjacent to the second wiring conductor and insulated from the second wiring conductor and extending to the second main surface;
A fourth wiring conductor formed on at least one of the first main surface between the end of the insulating support and the first wiring conductor insulated from the first wiring conductor and extending to the second main surface; When,
An optical element carrier comprising:
前記金属製支持体の第1主面と連続する第2主面の中間部に、その第1主面が前記金属製支持体の第1主面側に、その第2主面が前記金属製支持体の第2主面側に、それぞれ露呈するように埋込まれた第1絶縁性ブロックと、
前記金属製支持体の第1主面と連続する第2主面の少なくとも一方の端部に、その第1主面が前記金属製支持体の第1主面側に、その第2主面が前記金属製支持体の第2主面側に、それぞれ露呈するように埋込まれた第2絶縁性ブロックと、前記第1絶縁性ブロックと第2絶縁性ブロック間に形成されている金属製支持体部分からなる第1配線導体と、
前記第1絶縁性ブロックの第1主面に形成された第2配線導体と、
この第2配線導体と絶縁して前記第1絶縁性ブロックの第1主面に形成され、この第1主面と連続する前記第2主面に延びる第3配線導体と、
前記第2絶縁性ブロックの第1主面に形成され、この第1主面と連続する前記第2主面に延びる第4配線導体と、
を具備したことを特徴とする光素子キャリア。A metal support;
The first main surface is located on the first main surface side of the metal support, and the second main surface is located at the middle of a second main surface continuous with the first main surface of the metal support. A first insulating block embedded so as to be exposed on the second main surface side of the support;
At least one end of a second main surface continuous with the first main surface of the metal support, the first main surface is on the first main surface side of the metal support, and the second main surface is A second insulating block embedded so as to be exposed on the second main surface side of the metal support; and a metal support formed between the first insulating block and the second insulating block. A first wiring conductor comprising a body part,
A second wiring conductor formed on a first main surface of the first insulating block;
A third wiring conductor formed on the first main surface of the first insulating block insulated from the second wiring conductor and extending on the second main surface continuous with the first main surface;
A fourth wiring conductor formed on a first main surface of the second insulating block and extending on the second main surface continuous with the first main surface;
An optical element carrier comprising:
前記回路基板の接地用の配線層上に設けられたアンプICと、
方形状の絶縁性支持体と、この絶縁性支持体の第1主面の中間部に互いに離間して形成され、少なくとも第1主面と連続する第2主面に延びる第1配線導体と、前記第1主面における前記第1配線導体間に、この第1配線導体と絶縁して形成された第2配線導体と、前記第2配線導体に隣接し、且つこの第2配線導体と絶縁して第1主面に形成され、前記第2主面まで延びる第3配線導体と、前記第1主面における前記絶縁性支持体端部と前記第1配線導体との間の少なくとも一方に、前記第1配線導体と絶縁して形成され、前記第2主面まで延びる第4配線導体と、前記第2配線導体上に固着され、前記第3及び第4配線導体と電気的に接続された光素子を有し、且つ前記パッケージに固着された光素子キャリアと、
を具備し、
前記光素子キャリアの第1配線導体と前記パッケージの接地用の配線層とが電気的に接続されていることを特徴とする光通信モジュール。A package having a metal support substrate and a circuit board provided on the metal support substrate,
An amplifier IC provided on a ground wiring layer of the circuit board;
A rectangular insulative support, a first wiring conductor formed at an intermediate portion of the first main surface of the insulative support and spaced apart from each other, and extending to at least a second main surface continuous with the first main surface; A second wiring conductor formed between the first wiring conductors on the first main surface and insulated from the first wiring conductor; and a second wiring conductor adjacent to the second wiring conductor and insulated from the second wiring conductor. A third wiring conductor formed on the first main surface and extending to the second main surface, and at least one between the end of the insulating support and the first wiring conductor on the first main surface, A fourth wiring conductor formed insulated from the first wiring conductor and extending to the second main surface; and a light fixed on the second wiring conductor and electrically connected to the third and fourth wiring conductors. An optical element carrier having an element and fixed to the package;
With
An optical communication module, wherein a first wiring conductor of the optical element carrier and a wiring layer for grounding of the package are electrically connected.
前記回路基板の接地用の配線層上に設けられたアンプICと、
金属製支持体と、前記金属製支持体の第1主面と連続する第2主面の中間部に、その第1主面が前記金属製支持体の第1主面側に、その第2主面が前記金属製支持体の第2主面側に、それぞれ露呈するように埋込まれた第1絶縁性ブロックと、
前記金属製支持体の第1主面と連続する第2主面の少なくとも一方の端部に、その第1主面が前記金属製支持体の第1主面側に、その第2主面が前記金属製支持体の第2主面側に、それぞれ露呈するように埋込まれた第2絶縁性ブロックと、前記第1絶縁性ブロックと第2絶縁性ブロック間に形成されている金属製支持体部分からなる第1配線導体と、前記第1絶縁性ブロックの第1主面に形成された第2配線導体と、前記第2配線導体と絶縁して前記第1絶縁性ブロックの第1主面に形成され、この第1主面と連続する前記第2主面に延びる第3配線導体と、前記第2絶縁性ブロックの第1主面に形成され、この第1主面と連続する前記第2主面に延びる第4配線導体と、前記第2配線導体上に固着され、前記第3及び第4配線導体と電気的に接続される光素子を有し、前記パッケージに固着された光素子キャリアと、
を具備し、
前記光素子キャリアの前記第1、第3、及び第4配線導体と前記パッケージの各配線層が、それぞれ電気的に接続されていることを特徴とする光通信モジュール。A package having a metal support substrate and a circuit board provided on the metal support substrate,
An amplifier IC provided on a ground wiring layer of the circuit board;
A metal support, an intermediate portion of a second main surface continuous with the first main surface of the metal support, a first main surface of the metal support on a first main surface side of the metal support, and a second main surface of the metal support; A first insulating block whose main surface is embedded on the second main surface side of the metal support so as to be exposed,
At least one end of a second main surface continuous with the first main surface of the metal support, the first main surface is on the first main surface side of the metal support, and the second main surface is A second insulating block embedded so as to be exposed on the second main surface side of the metal support; and a metal support formed between the first insulating block and the second insulating block. A first wiring conductor composed of a body part, a second wiring conductor formed on a first main surface of the first insulating block, and a first main wiring of the first insulating block insulated from the second wiring conductor. A third wiring conductor formed on the surface and extending to the second main surface continuous with the first main surface; and a third wiring conductor formed on the first main surface of the second insulating block and continuous with the first main surface. A fourth wiring conductor extending to the second main surface; and a fourth wiring conductor fixed to the second wiring conductor and electrically connected to the third and fourth wiring conductors. And the optical element carrier having an optical element, which is fixed to the package to be connected to,
With
An optical communication module, wherein the first, third, and fourth wiring conductors of the optical element carrier and each wiring layer of the package are electrically connected to each other.
この切欠部に前記光素子キャリアが装着固定されていることを特徴とする請求項7または8記載の光通信モジュール。A notch is provided at one end of the metal supporting substrate of the package,
9. The optical communication module according to claim 7, wherein the optical element carrier is mounted and fixed in the notch.
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---|---|---|---|
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