JP2004301873A

JP2004301873A - 光半導体素子モジュール

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Publication number: JP2004301873A
Application number: JP2003091259A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Kuji; 俊也久慈
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】高密度波長多重伝送システムにおいて送信光の波長を安定化させるために、パッケージに接続された給電線路を介しての熱流入による、半導体素子の波長変化を抑制でき、それによって消費電力を少なくすることのできる光半導体素子モジュールを得る。
【解決手段】光半導体素子と、光半導体素子を載置する基板と、基板上で前記光半導体素子の周辺に配置された温度検出素子と、基板を載置した電子冷却素子と、信号端子の設けられた第１の側方壁面、および第１の側方壁面と対向配置された第２の側方壁面を有し、底面に前記電子冷却素子を載置したパッケージと、一端が前記パッケージの第１の側方壁面に接合され、他端が前記基板上面における前記第１の側方壁面側に接合された給電線路とを備えて、半導体素子を、第１の側方壁面よりも第２の側方壁面の方に近くなるように配置した。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光半導体素子と、光半導体素子の温度をモニタする温度検出素子と、光半導体素子を冷却する電子冷却素子とを備えた光半導体素子モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
波長多重伝送システム（ＷＤＭ）は、複数の信号を信号伝送可能な光波長領域に多重化して伝送するもので、光通信システムの大容量化を可能にする。近年、さらなる大容量化を目指して、光信号を多重化する波長を狭めた高密度波長多重伝送システム（ＤＷＤＭ）が、国際規格で規定されている。このシステムでは、電気信号と光信号の変換を行うために光半導体素子モジュールが用いられており、波長間隔に対して波長を十分に安定化させることのできるモジュールが求められている。例えば、波長間隔の１００分の１程度以下に波長を安定化させることが望ましいとされている。このため、光半導体素子モジュールの使用温度範囲内で、半導体レーザ（ＬＤ）の波長変化を抑制するように、ＬＤの温度を安定に制御する必要がある。
【０００３】
ところで、近年の光半導体素子モジュールは、光通信システムの大容量化のために高速のビットレートで光信号を伝送することが望まれている。そこで、ＬＤを高速で駆動するために、ＬＤとパッケージの電気信号入力端子との間を、マイクロストリップ線路を構成する給電線路で接続して、電子冷却素子の寄生容量の影響を除去していた。このとき、給電線路は熱伝導率が大きくないため、容器からキャリアへの熱流入量の増加を小さくすることができ、これによって電子冷却素子の冷却能力の低下を抑えることができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特公平７−１４１０２号公報（第２−第３頁、第１図）
【０００５】
特許文献１に記載される従来の光半導体素子モジュールでは、ＬＤとサーミスタを実装する基板と、パッケージとを、マイクロストリップ線路を構成する給電線路で接続している。このとき、パッケージ外部から流入する熱は、給電線路を熱流入経路として基板に伝達される。光半導体素子モジュールでは、サーミスタで検出した温度が一定となるように、電子冷却素子の温度制御が為されているので、このような熱流入による直接の影響は低減されている。
【０００６】
しかしながら、実際には、ＬＤが実装されている場所と、サーミスタが実装されている場所とが異なることによって、熱流入経路から見た場合の熱抵抗が異なり、両者の温度が異なってしまう。このため、光半導体素子モジュールの周囲温度が変化した場合に、サーミスタの検出温度が常に一定になるように温度制御をかけることによって、ＬＤの温度が変化し、これに伴なってＬＤの波長が変化してしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
複数の信号を光波長領域に高密度に多重化して伝送する高密度波長多重伝送システムにおいて、ＬＤの発振波長の温度依存性は約１０ＧＨｚ／℃であるため、その温度は使用範囲内で０．１℃程度以下の高い精度で制御されなければならない。このため、パッケージに接続された給電線路からの熱流入に伴なうＬＤの波長変化は、波長を安定化させる際に大きな問題となる。また、熱流入が大きいと電子冷却素子にて消費される電力も大きくなるため、その消費電力の大きさが問題となる。
【０００８】
この発明は、パッケージに接続された給電線路を介しての熱流入による、半導体素子の波長変化を抑制でき、それによって消費電力を少なくすることのできる光半導体素子モジュールを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明による光半導体素子モジュールは、光半導体素子と、前記光半導体素子を載置する基板と、前記基板上で前記光半導体素子の周辺に配置された温度検出素子と、前記基板を載置した電子冷却素子と、電気信号端子の設けられた第１の側方壁面、および第１の側方壁面と対向配置された第２の側方壁面を有し、底面に前記電子冷却素子を載置したパッケージと、一端が前記パッケージの第１の側方壁面に接合され、他端が前記基板上面における前記第１の側方壁面側に接合されて、前記電気信号端子と前記光半導体素子とを電気的に接続する給電線路とを備え、前記光半導体素子は、前記第１の側方壁面よりも前記第２の側方壁面の方に近くなるように配置されたものである。
【００１０】
また、前記パッケージは、第１、第２の側方壁面と、前記第１の側方壁面よりも前記第２の側方壁面に近い側に光通過孔が設けられた前方壁面と、前方壁面に対向する後方壁面とが、夫々立設して壁面を構成し、前記前方壁面から突出して設けられ前記第１の側方壁面側に配置されて、穴の形成された第１のフランジ部と、前記後方壁面から突出して設けられ前記第２の側方壁面側に配置されて、穴の形成された第２のフランジ部とを具備しても良い。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１について、図に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１における光半導体素子モジュールの構成図である。図１（ａ）は上蓋を外した状態の上面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡＡ線断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＩＩ線断面図である。
【００１２】
図１において、この実施の形態１に係る光半導体素子モジュールは、電気信号を光信号に変換する半導体レーザ（ＬＤ）１と、温度検出素子であるサーミスタ３と、ＬＤ１の背面出力光を受光するフォトダイオード（ＰＤ）５を備えて構成される。ＬＤ１、サーミスタ３、およびＰＤ５は金属基板であるマウント７に搭載される。マウント７には、熱膨張率６．４［×１０^−６／Ｋ］、熱伝導率１６０［Ｗ／ｍ・Ｋ］の銅タングステン合金が用いられる。マウント７の上面には、マイクロストリップ線路で構成される給電線路（第１の給電線路）９、マイクロストリップ線路で構成される給電線路（第２の給電線路）１１が半田付けされている。給電線路９、１１は、熱膨張率７．４［×１０^−６／Ｋ］、熱伝導率２９［Ｗ／ｍ・Ｋ］のアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）が用いられる。
なお、マウント７として熱膨張率５．３［×１０^−６／Ｋ］、熱伝導率１７［Ｗ／ｍ・Ｋ］の鉄−ニッケル−コバルト合金を使用しても良い。
【００１３】
また、マウント７は上面にバイアス回路１３が半田付けされており、このバイアス回路１３はインダクタンス素子から構成されている。マウント７は、上面に同材料で成る取付柱７ｂが立設されている。この取付柱７ｂとマウント７の前面７ａに、レンズホルダ１５が溶接される。レンズホルダ１５はコリメート光を得るためのレンズ１７を保持している。
【００１４】
マウント７は、電子冷却素子１７の上面に半田付けされる。電子冷却素子１７は、パッケージ２０の底面２０ａに半田付けされる。電子冷却素子１７は複数のペルチェ素子で構成され、光半導体素子モジュールの分野では通常に使われているものである。
【００１５】
パッケージ２０は、第１、第２の側方壁面２０ｂ、２０ｃと、前方壁面２０ｄと、後方壁面２０ｅが立設して、側壁を構成する。側壁はパッケージ２０の底面２０ａを囲むように配置される。パッケージ２０の第１、第２の側方壁面２０ｂ、２０ｃには、フィードスルー２２ａ、２２ｂが接合されている。フィードスルー２２ａ、２２ｂは夫々、上面に導体パターンが設けられており、気密を保持したままパッケージ内外で信号伝送を行うように、第１、第２の電気信号端子である信号端子２５（２５ａ、２５ｂ）、２６（２６ａ、２６ｂ）を構成する。パッケージに設けられたフィードスルー２２ａから、ＬＤ１に至るまでの信号伝送経路を、給電線路９、１１と導体ワイヤの接続で構成することにより、良好な高周波特性を得ることができる。この際、パッケージ２０の側壁とマウント７の側面との間に間隙を有するように、マウント７はパッケージ２０の側壁から離間して配置される。このため、給電線路１１は、パッケージ２０の側壁とマウント７の間で伝送信号を橋渡しするように、一端の下面がフィードスルー２２ａのマウント７側の端縁に半田付けされる。また、他端の下面がマウント７の端縁に半田付けされる。給電線路１１とマウント７の接合構造については、更に図２で詳細を後述する。
【００１６】
パッケージ２０の前壁面２０ｄには、光通過孔２７が設けられている。光通過孔２７は、レンズ１８と正対する位置に配置される。パッケージ２０の底面２０ａに延在して、前壁面２０ｄから突出するように、第１の側方壁面２０ｂ側には、フランジ２９ａが設けられている。フランジ２９ａには、通し穴の穴３０ａが設けられている。パッケージ２０の底面２０ａに延在して、後壁面２０ｅから突出するように、第２の側方壁面２０ｃ側には、フランジ２９ｂが設けられている。フランジ２９ｂには、通し穴の穴３０ｂが設けられている。穴３０ａ、３０ｂには、夫々固定用のボルトが貫通し、光半導体素子モジュールの取付面（図示せず）に設けられたねじ穴と締結されて、光半導体素子モジュールを締結固定することができる。
【００１７】
パッケージ２０の前壁面２０ｄの内側には、光通過孔２７を塞ぐように、光学窓２８が接合されている。パッケージ２０の前壁面２０ｄの外側には、光通過孔２７を塞ぐように、レンズホルダ３１の一端面が接合されている。レンズホルダ３１には、集光作用を有する集光レンズ３３が挿入され保持されている。レンズホルダ３１の他端面には、ファイバホルダ３５が接合されている。ファイバホルダ３３には、光ファイバ３７が固定されている。パッケージ２０の上面には、上蓋４０が接合され、パッケージ内が気密化される。
【００１８】
この実施の形態１による光半導体素子モジュールは、以上のように構成され、次のように動作する。
信号端子２５ａには、図示しないドライバ回路から、ＬＤ１の光出力を強度変調するための変調電流が給電される。この変調電流は、フィードスルー２２ａを通過し、導体ワイヤを介して給電線路１１に給電される。この変調電流は、伝送線路１１から給電線路９に伝送される。また、信号端子２５ｂには、図示しない光強度自動制御回路（ＡＰＣ回路：ＡｕｔｏＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌｃｉｒｃｕｉｔ）からバイアス電流が給電され、バイアス回路１３を経て伝送線路９に伝送されて、変調電流と合流される。この合流した電流は、ＬＤ１の電極に給電されて、ＬＤ１が消光動作（オン、オフ）する。ＬＤ１の前方から出力された光信号は、レンズ１８、レンズ３３を介して光ファイバ３７に結合し、光ファイバ３７内で信号伝送される。また、ＬＤ１の後方から出力された光は、ＰＤ５で受光されモニタ電流に変換されて、図示しないＡＰＣ回路に供給される。ＡＰＣ回路では、このモニタ電流に応じて光強度が一定となるようにバイアス電流を調整する。
【００１９】
サーミスタ３は、ＬＤ１の搭載されたマウント７の温度をＬＤ１の検出温度として検出し、検出温度を図示しない電流制御回路に送る。電流制御回路は、予め設定された基準温度と検出温度との温度差を比較し、比較結果に基づいて、その温度差が０になるように電子冷却素子１７に温度制御電流を供給する。この温度制御電流は、信号端子２６ｂからリードを通じて電子冷却素子１７に供給され、電子冷却素子１７が冷却動作する。これによって、ＬＤ１の温度が略一定になるように制御される。
【００２０】
図２（ａ）は、給電線路１１とマウント７の接合構造を説明する図である。図において、給電線路１１の一端部の下面はマウント７に接合されている。この接合部５１には段差５２が設けられ、マウント７の上面７ｃよりも高さの低い段差面５３が形成されている。段差５２と給電線路１１との間には空隙部５２が形成されている。
【００２１】
図２（ｂ）、（ｃ）は、給電線路１１の構成を示す図である。図２（ｂ）は給電線路１１の上面を示す図であって、ストリップ導体１１ａが設けられる。図２（ｃ）は給電線路１１の下面を示す図であって、ストリップ導体１１ｂが設けられる。給電線路１１は、下面のストリップ導体１１ｂが接合部５１の接合面に半田付けされる。
【００２２】
この構成によって、給電線路１１の熱的な接続点がよりＬＤ１に近い位置に配置される。また、マウント７よりも熱伝導率の小さい給電線路１１を用いているので、パッケージ外部から伝わる流入熱量も小さくなる。これによって、接合部５１へ流入する熱量が小さくなるので、ＬＤ１とサーミスタ３との間の温度差をより小さくすることができる。
【００２３】
また、給電線路１１の下面には、両端面をつなぐ伝送線路の途中の部分で、線路幅を細くしたＩの字型のストリップ導体１１ｂを設けている。このため、ストリップ導体を介した熱流入を小さくしている。ただし、ストリップ導体１１ｂはストリップ導体１１ａに対する地導体として機能するので、その線路幅をあまり狭くすると、信号伝送時の高周波特性が劣化するため、適度に幅を調整すると良い。
【００２４】
また、この実施の形態では、給電線路１１の熱抵抗をより大きくするために、給電線路１１の長さが長くなるように、実装上の工夫を行っている。
図３（ａ）は、この発明の実施の形態１による光半導体素子モジュールをより簡素化して示す構成図であって、特に給電線路の接続構造を示す。図３（ｂ）はその断面図である。また、図４（ａ）は、図３との比較のために示す従来例の光半導体素子モジュールの構成図であって、特に給電線路の接続構造を示す。図４（ｂ）はその断面図である。図３、図４において、図１と同じ符号のものは同一相当のものを示す。
【００２５】
図３において、給電線路１００は、図１の給電線路９と給電線路１１とを合わせて、単純な一本の給電線路に置き換えて示したものである。この給電線路１００は、ＬＤ１とパッケージ２０との距離を離すことによる効果を説明するために示したものであって、給電線路１１そのものとは効果が若干異なる。
【００２６】
給電線路１００の一端は、ＬＤ１に近接して配置され、他端はフィードスルー２２ａに接続される。ＬＤの光軸は、パッケージ２０の中央から水平方向に延在する直線Ｗに対して、フィードスルー２２ｂの設けられた壁面側に距離Ｖだけずらして配置している。これによって、マウント７の位置もフィードスルー２２ｂ側に片寄って配置されるとともに、ファイバホルダ３５もフィードスルー２２ｂ側にずらして配置される。このため、マウント７とフィードスルー２２ａを接続する給電線路１００は、その長さをより長くすることができる。
【００２７】
また、光ファイバ３７を挟んで、ファイバホルダ３５のずらした方向と反対側の位置（フィードスルー２２ａ側）には、締結固定用のフランジ２９ａが設けられて、パッケージ２０の前方壁面に接続されている。パッケージ２０の後方壁面における、フィードスルー２２ｂ側にフランジ２９ｂが接続されている。すなわち、ファイバホルダ３５のずれ方向にフランジを配置しないように構成している。これによって、フランジ２９ａの穴３０ａを上から見たときの投影面が、ファイバホルダ３５と重ならない位置に配置することができるので、フランジ３０ａを、締結部材の取付固定に十分なより大きなものとすることができ、光半導体素子モジュールを安定して取付固定することができる。なお、締結固定用のフランジ２９は、２つのみ配置されるだけでも、光半導体素子モジュールの固定に支障はなく、光半導体素子モジュール内の光学部品の光軸ずれを生じさせるような、パッケージ２０の歪みを発生させることもない。
【００２８】
一方、図４において、給電線路２００は、一端がフィードスルー２２ａに接続され、他端がマウント７上でＬＤ１に近接して配置されている。このとき、ＬＤの光軸は、パッケージ２０の中央から水平方向に延在する直線Ｗ（パッケージの中央水平線）と一致しており、マウント７の位置は、フィードスルー２２ｂとフィードスルー２２ｂの中央に配置される。このため、給電線路２００は給電線路１００よりも長さが短くなる。なお、ファイバホルダ３５も直線Ｗの延長上に配置されるので、ファイバホルダ３５の両側に、締結固定用のフランジ３００が設けられている。このフランジ３００は後壁面にも接続されている。
【００２９】
かくして、この実施の形態では、ＬＤ１をパッケージの中央線よりもフィードスルー２２ｂ寄りにずらして配置することによって、給電線路１１の長さをより長くすることができ、パッケージ２０の外部から給電線路１１を通って伝わる流入熱量を、より少なくすることができる。また、これによって、ＬＤ１とサーミスタ３との温度差を小さくすることができる。
【００３０】
また、この際、パッケージに対して非線対称に、２つのフランジ２９ａ、２９ｂを配置することによって、図４（ａ）の従来例で締結固定用のフランジ３００があった位置に、ファイバホルダ３５を配置することができる。同時に、フランジ２９ａ、２９ｂとしてより大きなものを付けることができ、光半導体素子モジュールをより安定して固定することができる。
【００３１】
なお、マウント７をずらした場合、実際にはフィードスルー２２ａとマウント７の隙間が増加し、無駄な実装スペースが出来てしまう。このため、図１に示したように、ＬＤ１をフィードスルー２２ｂ寄りにずらすとともに、マウント７の上面７ｃとフィードスルー２２ｂの間隔よりも、マウント７の上面７ｃとフィードスルー２２ａの間隔の方が広くなるように配置する。また、マウント７の底面と電子冷却素子１７は、それらの中央水平線がパッケージ１の中央水平線と一致するように、図１の上下方向でパッケージの中央に配置すると良い。これによって、段差面５３上にバイアス回路１３のような、ＬＤ１、サーミスタ３、ＰＤ５とは異なる他の回路を配置することが可能となる。また、これによって、給電線路１１とマウント７の接合部に段差を形成することができ、給電線路１１の熱抵抗を更に大きくすることができる。
【００３２】
次に、図３（ｂ）では、フィードスルー２２ａの給電線路１００を接合する面よりも、マウント７の給電線路１００を接合する面の方が低く、給電線路１００が傾いて取り付けられている状態を、模式的に記載している。同様にして、図４（ｂ）では、フィードスルー２２ａの給電線路２００を接合する面よりも、マウント７の給電線路２００を接合する面の方が低く、給電線路２００が傾いて取り付けられている
【００３３】
しかし、図３（ｂ）と図４（ｂ）の両者を比較した場合、従来例の給電線路２００を接合するパッケージ２０内壁面から、給電線路２００を接合するマウント７の側面までの距離よりも、この実施の形態での給電線路１００を接合するパッケージ２０内壁面から、給電線路１００を接合するマウント部５０の側面までの距離のほうが、より長いため、給電線路の実装時の傾きは小さくなる。
【００３４】
これによって、給電線路１００を実装する際に、自重によって給電線路が倒れ込んだり、融解したハンダ等の接合部材により滑りを生じて所望の実装位置よりずれてしまうことが避けられ、信頼性の高い実装が行なえる。
【００３５】
この効果は、フィードスルー２２ａの給電線路１００を接合する面よりも、マウント７の給電線路１００を接合する面の方が高い場合にも、同様にして成立する。
【００３６】
次に、図５は、フィードスルー２２ａからＬＤ１への熱の流入モデルを示す図であり、図１と同一の符号は、同一相当のものを示す。また、３００は給電線路を示す。
図６は、図５に示すモデルに関して、パッケージ（フィードスルー２２ａ）、ＬＤ１、サーミスタ３の夫々の設置位置に対する、温度分布の関係を示した図である。図６には、右下がりの実線と右上がりの実線とが示されているが、右下がりの実線は、ＬＤ側に対してパッケージの温度が高い場合の温度分布を示しており、右上がりの実線は、ＬＤ側に対してパッケージの温度が低い場合の温度分布を示している。電子冷却器１７でマウント７の温度を一定に維持しており、サーミスタ３の温度は、その一定に維持すべき温度Ｔｓｅｔとする。また、同図では、説明の都合上、給電基板とマウントとの熱抵抗が同じであるものと仮定している。
【００３７】
ここで、図６（ａ）は、誘電体基板３００として誘電体基板２００を用いた、図４（ａ）に示す従来の光半導体素子モジュールに関する温度分布を示す。図６（ｂ）は、誘電体基板３００として誘電体基板１００を用いた、図３（ａ）に示す光半導体素子モジュールに関する温度分布を示す。図６（ｃ）は、誘電体基板３００として誘電体基板１１を用いた、図１（ａ）に示す光半導体素子モジュールに関する温度分布を示す。
【００３８】
図６（ａ）と図６（ｂ）を比較して分かるとおり、パッケージとＬＤの距離を離した図６（ｂ）の方が、ＬＤとサーミスタの温度分布の傾きが小さいので、温度差がより小さくなる。しかし、図６（ｂ）が示すように、これだけでは、ＬＤとサーミスタの間に、未だ若干の温度差を生じてしまうことになる。
【００３９】
これに対し、誘電体基板１１のパッケージ側の一端からＬＤ１、サーミスタ３までの熱経路の距離を同じにした場合、図６（ｃ）に示すようにＬＤ１とサーミスタ３の温度差を無くすことができる。
【００４０】
図７（ａ）は、ＬＤ１、サーミスタ３、給電線路２００の配置関係を示した図である。また、図７（ｂ）は、ＬＤ１、サーミスタ３、給電線路１１の配置関係を示した図である。同図中、図１と同一符号のものは、同一相当のものを示す。また、Ｋ１はマウント側端縁側での給電線路２００とマウント７の接合部、Ｋ２は給電線路１１とマウント７の接合部を示す。
【００４１】
図７（ａ）に示すように、ＬＤ１と給電線路２００の接合部Ｋ１との距離Ｌ１は、サーミスタ３と給電線路２００の接合部Ｋ２との距離Ｌ２よりも短くなり、これによって、ＬＤ１とサーミスタ３の間に温度差を生じることになる。
これに対し、図７（ｂ）に示すように、ＬＤ１と給電線路１１の接合部Ｋ２との距離Ｒ１は、サーミスタ３と給電線路１１の接合部Ｋ２との距離Ｒ２とほぼ同じになっている。これによって、ＬＤ１とサーミスタ３の間の温度差を無くすことができる。
【００４２】
このための、ＬＤ１、サーミスタ３、ＰＤ５、給電線路１１の配置関係は、次のようにして得ることができる。
図７（ｂ）に示すように、実施の形態１による光半導体素子モジュールでは、給電基板を、給電基板１１と給電基板９に分割し、給電基板１１を給電基板９の横に配置している。これによって、給電基板９をＬＤ１に近接させて配置するとともに、図７（ａ）と比べて、パッケージに接合された給電基板１１を、ＬＤ１からＰＤ５に向く方向にずらしている。
【００４３】
また、同時に、段差５２を設けることによって、図７（ａ）と比べて、接合部Ｋ２を図の上方向（フィードスルー２２ｂに向かう方向）へ、距離Ｄ２だけずらしている。すなわち、ＬＤ１を中心として円弧を描くように、接合部の位置をＫ１からＫ２へ、Ｚ方向に移動させている。かくして、ＬＤ１と接合部Ｋ２との距離を概ね維持したまま、サーミスタ３とＬＤ１の距離がより近くなるように配置している。さらに、ＬＤ１は、パッケージの中央水平線よりも、距離Ｄ１だけずらしているが、この距離Ｄ１よりも距離Ｄ２の方を大きくしている。これによって、サーミスタ３と接合部Ｋ２の距離がさらに近くなるように配置している。
【００４４】
また、図７（ｂ）に示すように、サーミスタ３の位置をＬＤ１からＰＤ５に向かう方向と、平行方向にずらしている。よって、接合部Ｋ２とサーミスタ３の距離を、より近づけて配置することができる。また、これによって、図７（ａ）においてサーミスタ３を配置していた位置に、レンズホルダ１５の取付柱７ｂを設けることができ、レンズホルダ１５をより安定にマウント７へ接着できるとともに、実装上の無駄なスペースがない。
【００４５】
以上により、ＬＤ１と給電線路１１の接合部Ｋ２との距離Ｒ１と、サーミスタ３と給電線路１１の接合部Ｋ２との距離Ｒ２とが、ほぼ等しくなるように設定することが可能となる。
【００４６】
なお、ＬＤ１とＰＤ５の間にサーミスタ３を配置した場合、サーミスタ３の配置によってＬＤ１の背面からＰＤ５に受光される光の量が減ったり、サーミスタ３で反射した光が入射されるので、この間にはサーミスタ３を配置しないことが望ましい。
【００４７】
上記のように給電線路を長くすることによりパッケージとマウントの間の熱抵抗が大きくなることで熱流入が抑制されて、熱流入によるＬＤの温度変化が小さくなり、また給電線路実装時の倒れや滑りが発生し難くなる。これにより光半導体素子モジュールの波長は安定し、さらには電子冷却素子による温度制御も小さな温度範囲で行われることになり省電力化を図れ、給電線路実装時の信頼性を高めることができる。
【００４８】
従来例のパッケージに４つ設けられていたフランジの位置を、変更もしくは減らすことにより、パッケージ内部のマウント及び電子冷却素子及びパッケージ外側の光ファイバ接続部を、光軸が一致するようにパッケージの片側に寄せて配置でき、パッケージ内で給電線路を実装するフィードスルー側面と、それに相対するマウント部側面との間の距離のほうが、パッケージ内で給電線路を実装しない側のフィードスルー側面と、それに相対するマウント側面との間の距離よりも長くなり、実装する給電線路も長くすることができる。
これにより、複数の信号を光波長領域に高密度に多重化して伝送する高密度波長多重伝送システムにおいても、熱流入による半導体レーザの波長変化を抑制することが可能となる。
【００４９】
また、給電線路を実装する電気信号入出力部上面と、給電線路を実装するマウント部上面との間に高低差があっても、給電線路を実装する電気信号入出力部側面と、給電線路を実装するマウント部側面との間の距離が長いため、給電線路を実装する電気信号入出力部側面と、給電線路を実装するマウント部側面との間の距離が短い従来のものよりも給電線路の傾きが小さくなる。これにより、給電線路実装時の倒れや、接合部材による滑りを防止でき信頼性の高い実装が行なえる。
【００５０】
今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきものである。本発明の範囲は上記でした説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００５１】
【発明の効果】
この発明の光半導体素子モジュールでは、光半導体素子と温度検出素子との温度差を小さくすることができ、パッケージ側壁と光半導体素子搭載基板とに接続された、給電線路からの熱流入による半導体レーザの波長変化を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における光半導体素子モジュールの構成を示す平面図（ａ）、及び断面図（ｂ）、（ｃ）である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるマウント７と給電基板１１の接合部分を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１の給電基板を簡略化した構成における給電線路とマウントの接続構造を示す図である。
【図４】従来の光半導体素子モジュールの給電基板を簡略化した構成における給電線路とマウントの接続構造を示す図である。
【図５】パッケージからＬＤへの熱経路をモデル化した図である。
【図６】パッケージからＬＤ、サーミスタまでの温度分布を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１の給電基板、ＬＤ、サーミスタの配置関係を示す図である。
【符号の説明】
１ＬＤ（半導体レーザ）、３サーミスタ、５ＰＤ（フォトダイオード）、７マウント（基板）、９給電線路、１１給電線路、１７電子冷却器、２０パッケージ、２２ａ、２２ｂフィードスルー、２５ａ給電線路、２９ａ、２９ｂフランジ、３５ファイバホルダ、３７光ファイバ。

Claims

光半導体素子と、
前記光半導体素子を載置する基板と、
前記基板上で前記光半導体素子の周辺に配置された温度検出素子と、
前記基板を載置した電子冷却素子と、
電気信号端子の設けられた第１の側方壁面、および第１の側方壁面と対向配置された第２の側方壁面を有し、底面に前記電子冷却素子を載置したパッケージと、
一端が前記パッケージの第１の側方壁面に接合され、他端が前記基板上面における前記第１の側方壁面側に接合されて、前記電気信号端子と前記光半導体素子とを電気的に接続する給電線路とを備え、
前記光半導体素子は、前記第１の側方壁面よりも前記第２の側方壁面の方に近くなるように配置されたことを特徴とする光半導体素子モジュール。
前記パッケージは、
第１、第２の側方壁面と、前記第１の側方壁面よりも前記第２の側方壁面に近い側に光通過孔が設けられた前方壁面と、前方壁面に対向する後方壁面とが、夫々立設して壁面を構成し、
前記前方壁面から突出して設けられ前記第１の側方壁面側に配置されて、穴の形成された第１のフランジ部と、
前記後方壁面から突出して設けられ前記第２の側方壁面側に配置されて、穴の形成された第２のフランジ部とを具備した
ことを特徴とする請求項１記載の光半導体素子モジュール。
前記給電線路は、前記基板上で一端が前記光半導体素子に近接して配置された第１の給電線路と、一端がパッケージの側壁に接合され、他端が前記基板上に接合された第２の給電線路とを有して成り、
前記第２の給電線路は、前記光半導体素子と前記温度検出素子を結ぶ直線から、横方向にずれて配置されたことを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載の光半導体素子モジュール。
前記基板は、前記給電線路との接合面に段差が形成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の光半導体素子モジュール。
前記光半導体素子の出力光を受光する受光素子を備え、
前記温度検出素子は、前記光半導体素子の光軸線に対して、前記第２の側方壁面側にずれて配置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の光半導体素子モジュール。
前記パッケージの前方壁面は、前記光通過孔の軸上に配置されて光ファイバを保持する光ファイバ保持部を備え、
前記光ファイバ保持部は、前記第１のフランジ部の穴の軸方向に、当該穴の投影面と重ならないように配置されたことを特徴とする請求項２記載の光半導体素子モジュール。
光半導体素子と、
前記光半導体素子を載置する基板と、
前記基板上で前記光半導体素子の周辺に配置された温度検出素子と、
前記基板を載置した電子冷却素子と、
電気信号端子の設けられた側方壁面を有し、底面に前記電子冷却素子を載置したパッケージと、
一端が前記パッケージの側方壁面に接合され、他端が前記基板上面における前記側方壁面側に接合されて、前記電気信号端子と前記光半導体素子とを電気的に接続する給電線路とを備え、
前記給電線路と前記基板上面の接合部から前記光半導体素子までの距離と、前記給電線路と前記基板上面の接合部から前記温度検出素子までの距離を、略等しくしたことを特徴とする光半導体素子モジュール。