JP2005057014A - 光受信モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 放熱能力が向上された光受信モジュールを提供する。
【解決手段】 光受信モジュール１ａは、光受信サブアセンブリ３と、金属部材５とを備える。光受信サブアセンブリ３は、半導体受光素子７と、増幅素子９と、ステム１１とを備える。半導体受光素子７は信号光を受け。増幅素子９は、半導体受光素子７に電気的に接続されている。ステム１１は、第１の面１１ａおよび第２の面１１ｂを有する。第１の面１１ａは、第１の軸に交差する第１の基準面に沿って伸びる。第２の面１１ｂは、第１の面１１ａの反対側に設けられており、増幅素子９を搭載する。金属部材５は、第１〜第３の部分５ａ、５ｂ、５ｃを有する。第１の部分５ａは、ステムが搭載されている。第２の部分５ｂは、第１の部分５ａに接続されている。第３の部分５ｃは、第１の部分５ａに接続されている。金属部材５の第１の部分５ａは、ステム１１の第１の面１１ａに沿って伸びる搭載面５ｄを有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光受信モジュールに関する。

光受信モジュールはステムを有する。該ステム上には、半導体受光素子および増幅素子が搭載されている。ステム上には、樹脂製スペーサが設けられている。樹脂製スペーサ上には、樹脂製スリーブが設けられている。光受信モジュールは、樹脂製スペーサの側面に取り付けられた取付部品を介してマザーボードに搭載されている。

一方、特許文献１には、光源装置が記載されている。この光源装置は、レーザビームプリンタといったの走査光学装置、半導体レーザ光源を用いた光ディスクのピックアップユニット等に用いられる。この光源装置では、半導体レーザ駆動回路基板は、その上に形成された凸形状の接触部を有しており、この接触部が常に、コリメートレンズ鏡筒を保持する保持体のフランジと接触している。これ故に、保持体と半導体レーザ駆動回路基板との接触状態は、構成部品のバラツキの影響を受け難くなる。回路基板のパターンは、軟らかい銅はくにより形成されており、この接触部は、該接触部より硬度が高い保持体のフランジと接しており、保持体に接触部が食い込むことがなく、保持体と半導体レーザ駆動回路基板との接触状態が維持される。この光源装置によれば、保持体とベース板とを固定する際のレンズと光源との距離調整のずれおよび光軸調整のずれを防止できる。
特開平７−１８１４１３公報

光受信モジュールの増幅素子は、半導体受光素子からの信号を増幅する際に熱を発生する。この熱は、ステムから大気に放出されている。光受信モジュールの取付部品は、樹脂製スペーサに取り付けられているので、その放熱能力は大きくない。

一方、光受信モジュールからの熱は、光受信モジュールが受信する光信号のレートが高くなるにつれて増大する。この光受信モジュールにおいては、ステムが主要な放熱経路にある。故に、光受信モジュールにおいて、更なる放熱経路が必要とされている。

そこで、本発明の目的は、放熱能力を向上可能な光受信モジュールを提供することとする。

本発明に係る一側面によれば、光受信モジュールは、（ａ）半導体受光素子と、（ｂ）前記半導体受光素子に電気的に接続された増幅素子と、（ｃ）前記増幅素子を搭載するステムと、（ｄ）前記ステムを搭載するための第１の部分、該第１の部分に接続される第２の部分、および該第１の部分に接続される第３の部分を有する放熱部材とを備え、（ｄ１）前記放熱部材の前記第１の部分は、所定の面に沿って伸びる搭載面を有しており、（ｄ２）前記搭載面は前記ステムを搭載する、ことを特徴とする。

この光受信モジュールによれば、増幅素子は半導体受光素子からの信号を増幅するためにパワーを消費して熱を発生する。この熱は、ステムを介して放熱部材の第１の部分に伝わる。熱は、第１の部分にから放散されると共に、第２および第３の部分を介しても放散される。

本発明に係る光受信モジュールでは、前記ステムは、前記増幅素子に電気的に接続されたリード端子を有しており、前記放熱部材の前記第１の部分は、該第１の部分を貫通する貫通孔を有しており、前記放熱部材は、前記リード端子の側面と前記貫通孔の側面との間には間隔があるように前記ステムに位置決めされていることを特徴とする。

この光受信モジュールによれば、放熱部材はステムに位置決めされているので、放熱部材はリード端子から電気的に絶縁される。放熱部材の第１の部分の搭載面は、ステムからの熱を放熱部材の第１の部分に伝えるために利用される。

本発明に係る光受信モジュールでは、放熱部材の第２および第３の部分の各々は、搭載面の交差する第１の基準面に沿って伸びる。第２および第３の部分は、増幅素子からの熱を放出するために役立つ。

本発明に係る半導体受光素子では、前記放熱部材の前記第２および第３の部分の各々は、前記所定の面に沿って伸びる第１の面と、該所定の面に交差する別の所定の面に沿って伸びる第２の面を有することを特徴とする。

この光受信モジュールによれば、別の所定面に沿って伸びる基板上に光受信モジュールを搭載できる。この基板に光受信モジュールを搭載するとき、光受信モジュールからの熱は第２および第３の部分の第２の面を介して該基板に放出される。

本発明に係る半導体受光素子では、前記放熱部材は、前記第２および第３の部分の各々に設けられた開口を有することを特徴とする。

この光受信モジュールによれば、固定具および第２および第３の部分の開口を利用して、基板に放熱部材を固定することができる。また、この固定により基板に放熱部材が密に接触するので、光受信モジュールからの熱が基板に良好に伝わる。

本発明の光受信モジュールでは、前記放熱部材の前記第１の部分は前記所定の面に沿って伸びる板状の部分を含み、前記第２の部分および前記第３の部分の各々は、前記所定の面に交差する別の所定の面に沿って伸びる板状の部分を含むことを特徴とする。

放熱部材は、板状の部品から板金加工により形成するために好適な構造を有する。好適には、第２の部分および第３の部分の各々は、該所定の面に沿って伸びる板状の部分と、該所定の面に交差する別の所定の面に沿って伸びる板状の部分を含むことができる。

本発明の光受信モジュールでは、放熱部材は、ステムに溶接されている。溶接部は放熱部材をステムに直接に接続する。この接続により、溶接部およびその近傍において熱伝導が高められる。好適な実施例では、溶接部は、３個、４個、６個、または８個であることができる。また、溶接部は、ＹＡＧ溶接により形成されることができる。

本発明に係る別の側面によれば、光受信モジュール基板生産物では、（ａ）上記の光受信モジュールと、（ｂ）導電パターンが設けられた主面を有する基板とを備え、光受信モジュールのリード端子は導電パターンに接続される。

光受信モジュールのステムに放熱部材を設けるので、光受信モジュールの側面に放熱部材を設ける必要がない。

本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。

以上説明したように、本発明によれば、放熱能力が向上可能な光受信モジュールが提供される。

本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、本発明の光受信モジュールおよび光受信モジュール基板生産物に係わる実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。

（第１の実施の形態）
図１（Ａ）は、本実施の形態に係る光受信モジュールを示す図面である。図１（Ｂ）は、本実施の形態に係る光受信モジュールの構成部品を示す図面である。図２は、図１（B）のI−I線に沿ってとられた断面図である。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）、および図２を参照すると、光受信モジュール１ａは、光受信サブアセンブリ３と、金属部材５といった放熱部材とを備える。光受信サブアセンブリ３は、半導体受光素子７と、増幅素子９と、ステム１１とを備える。半導体受光素子７は信号光Ｌを受ける。増幅素子９は、半導体受光素子７に電気的に接続されている。ステム１１は、第１の面１１ａおよび第２の面１１ｂを有する。第１の面１１ａは、第１の軸Ａｘに交差する第１の基準面に沿って伸びる。第２の面１１ｂは、第１の面１１ａの反対側に設けられており、増幅素子９を搭載する。金属部材５は、第１〜第３の部分５ａ、５ｂ、５ｃを有する。第１の部分５ａ上にはステム１１が搭載されている。第２の部分５ｂは、第１の部分５ａに接続されている。第３の部分５ｃは、第１の部分５ａに接続されている。金属部材５の第１の部分５ａは、ステム１１の第１の面１１ａに沿って伸びる搭載面５ｄを有する。

この光受信モジュール１ａでは、増幅素子９は半導体受光素子７からの信号を増幅するためにパワーを消費して熱を発生する。この熱は、ステム１１を介して金属部材５の第１の部分５ａに伝わり、第１の部分５ａにから放散されると共に、第２および第３の部分５ｂ、５ｃを介しても放散される。

図２を参照すると、光受信モジュール１ａでは、ステム１１は、第１の面１１ａから第２の面１１ｂに伸びる孔１１ｃを有している。この孔１１ｃには、リード端子１１ｆが通過している。リード端子１１ｆとステム１１との間には、封止用のガラスが設けられている。ステム１１の第２の面１１ｂ上には、半導体受光素子７および増幅素子９が搭載されている。フォトダイオードといった半導体受光素子７は、受信する光信号Ｌに応じた光電流Ｉｐを生成し、この光電流Ｉｐを増幅素子９は受ける。増幅素子９は、光電流Ｉｐに応じた電気信号を出力する。好適な実施例では、リード端子１１ｄはステム１１に電気的に接続されている。

ステム１１は、レンズ１５を保持するレンズ保持部材１７を搭載する。レンズ保持部材１７は、第１の軸Ａｘに沿って伸びる側壁部と、側壁部の一端に設けられたレンズ保持部を有する。レンズ保持部材１７の側壁部の他端は、ステム１１の第１の面１１ａ上に設けられている。レンズ保持部材１７およびステム１１は、たとえば金属製であり、たとえば溶接部により互いに固定されている。

光受信モジュール１ａはスペーサ１９を有している。スペーサ１９は、側壁部１９ａと、スライド面１９ｂとを有する。スライド面１９ｂは、側壁部１９ａの一端に設けられており、第１の軸Ａｘに交差する面に沿って伸びている。スペーサ１９は、ステム１１またはレンズ保持部材１７に固定されている。一実施例では、スペーサ１９は、樹脂体２１を介してレンズ保持部材１７に固定されている。好適な実施例では、スペーサ１９は樹脂製である。

光受信モジュール１ａでは、金属部材５は、ステム１１に溶接されている。金属部材５は、溶接部２０ａ、２０ｂを介してステム１１に直接に接合されている。この接合により、溶接部およびその近傍において熱伝導が高められる。好適な実施例では、溶接部２０ａ、２０ｂは、３個、４個、６個または８個であることができる。また、溶接部は、ＹＡＧ溶接により形成されることができる。これらの溶接部は、軸対称に配置されることが好ましい。また、これらの溶接部を実質的に同時に形成することによって、溶接に起因する歪みの量を低減することができる。

図１（Ｂ）および図２を参照すると、光受信サブアセンブリ３では、ステム１１は、増幅素子９に電気的に接続されたリード端子１１ｅを有している。金属部材５の第１の部分５ａは、該第１の部分５ａを貫通する貫通孔５ｅを有している。金属部材５は、リード端子１１ｅの側面１１ｇと貫通孔５ｅの側面５ｆとの間には間隔があるように、ステム５に位置決めされている。

光受信モジュール１ａによれば、金属部材５はステム１１に位置決めされているので、金属部材５はリード端子１１ｅから電気的に絶縁される。ステム１１からの熱は、金属部材５の搭載面５ｄを介して金属部材５の第１の部分５ａに伝わる。

半導体受光素子３では、金属部材５の第２および第３の部分５ｂ、５ｃは、ステム１１の第１の面１１ａが沿って伸びている第１の基準面に沿って伸びる。これ故に、第２および第３の部分５ｂ、５ｃは、増幅素子９からの熱を放出するために役立つ。

光受信モジュール１ａでは、金属部材５の第１から第３の部分５ａ〜５ｃは、軸Ａｙの方向に配列されている。図１（Ｂ）に示された例では、金属部材５の第１の部分５ａは、第１の軸Ａｘに交差する方向にのびる搭載面５ｄおよび反対面５ｇを有する。金属部材５は板状の部材であるので、板金加工により製造することができる。

金属部材５が光受信モジュール１ａの側面に取り付けられていないので、光受信モジュール１ａの大きさが、Ａｙ方向およびＡｚ方向に関して大きくならない。

以上説明したように、本実施の形態の光受信モジュール１ａでは、放熱能力が向上される。

（第２の実施の形態）
図３（Ａ）は、別の実施の形態に係る光受信モジュールを示す図面である。図３（Ｂ）は、この実施の形態に係る光受信モジュールの構成部品を示す図面である。図３（Ａ）および図３（Ｂ）を参照すると、光受信モジュール１ｂは、光受信サブアセンブリ３と、金属部材２５とを備える。金属部材２５は、第１〜第３の部分２５ａ、２５ｂ、２５ｃを有する。第１の部分２５ａ上には、ステム１１が搭載されている。第２の部分２５ｂは、第１の部分２５ａに接続されている。第３の部分２５ｃは、第１の部分２５ａに接続されている。金属部材２５の第１の部分２５ａは、ステム１１の第１の面１１ａに沿って伸びる搭載面２５ｄを有する。

この光受信モジュール１ｂによれば、光受信サブアセンブリ３の増幅素子９は半導体受光素子７からの信号を増幅するためにパワーを消費して熱を発生する。この熱は、ステム１１を介して金属部材２５の第１の部分２５ａに伝わり、第１の部分２５ａから放散されると共に、第２および第３の部分２５ｂ、２５ｃを介しても放散される。

半導体受光素子１ｂでは、金属部材２５の第１〜第３の部分２５ａ、２５ｂ、２５ｃの各々は、所定の面に沿って伸びている。これ故に、第１の部分に加えて、第２および第３の部分２５ｂ、２５ｃの各々の両表面も、増幅素子９からの熱を放出するために役立つ。また、第２の部分２５ｂ、第１の部分２５ａ、第３の部分２５ｃは、順に軸Ａｚの方向に配列されている。これ故に、光受信モジュール１ａのサイズがＡｙ方向に関して大きくならない。

金属部材２５の第１の部分２５ａは、該第１の部分２５ａを貫通する貫通孔２５ｅを有している。金属部材２５は、ステム１１のリード端子１１ｆの側面１１ｇと貫通孔２５ｅの側面２５ｆとの間には間隔があるように、ステム２５に位置決めされている。

光受信モジュール１ｂによれば、金属部材２５はステム１１に位置決めされているので、金属部材２５はリード端子１１ｆから電気的に絶縁される。一方、ステム１１からの熱は、金属部材２５の第１の部分２５ａの搭載面２５ｄを介して金属部材２５の第１の部分２５ａに伝わる。

金属部材５が光受信モジュール１ｂの側面に取り付けられていないので、光受信モジュール１ａのサイズがＡｙ方向およびＡｚ方向に関して大きくならない。

図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示された実施例では、金属部材２５は、第２および第３の部分の２５ｂ、２５ｃの各々に設けられた開口２４ｂ、２４ｃを有する。開口２４ｂ、２４ｃは、光受信モジュール１ｂを基板に固定するために設けられている。この取り付けにより、光受信モジュール１ｂからの熱が基板２６に伝わる。

基板２６は、ステム１１のリード端子のためのスルーホール２６ａと、第２および第３の部分２５ｂ、２５ｃのための金属パターン２６ｂ、２６ｃと、取り付け具２８ａ、２８ｂのための取り付け孔２６ｄ、２６ｅとを有している。金属部材２５の第２および第３の部分２５ｂ、２５ｃの各々は貫通孔といった開口２４ｂ、２４ｃを有している。金属部材２５は光受信モジュール１ｂに位置合わせされているので、金属部材２５および取り付け具２８ａ、２８ｂを用いて光受信サブアセンブリを基板２６に固定でき、また光受信モジュール１ｂのリード端子と基板２６上の導体パターンとの電気的な接続が実現される。光受信モジュール１ｂの金属部材２５が取り付け具２８ａ、２８ｂを用いて基板２６に固定されると、金属パターン２６ｂ、２６ｃは、それぞれ、第２および第３の部分２５ｂ、２５ｃに密に接触する。この接触により、増幅素子９からの熱が基板に良好に伝わる。

第１の部分２５ａは、光受信モジュール３のステム１１の第１の面１１ａのほぼ全面に対面できる長さおよび幅を有するので、金属部材２５の搭載面２５ｄへ第１の面１１ａから効率的に熱が伝わる。

図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、一変形例の光受信モジュール１ｃを示す図面である。光受信モジュール１ｂでは、光受信サブアセンブリ３はレセプタクル型の構造を有するが、光受信モジュール１ｃは、金属部材２５と、ピグテール型の構造を有する光受信サブアセンブリ３ａとを含む。金属部材２５の第１の部分２５ａは、光受信サブアセンブリ３ａのステム１１を搭載している。図３（Ａ）に示された光受信モジュール１ｂのように、光受信モジュール１ｃは、基板２６上に搭載されることができる。

図４（Ｃ）に示されるように、光受信モジュール１ｃでは、金属部材２５は、ステム１１に溶接されている。金属部材２５は、溶接部２７ａ、２７ｂ、２７ｃを介してステム１１に直接に接合されている。この接合により、これらの溶接部およびその近傍において熱伝導が高められる。好適な実施例では、溶接部は、ＹＡＧ溶接により形成される。また、これらの溶接部は、同時に形成されることができる。さらに、光受信モジュール１ｃは、ほぼ回転対称に配置された３つの溶接部２７ａ、２７ｂ、２７ｃを備えるけれども、ほぼ回転対称に配置された４個、６個、または８個の溶接部を備えることができる。

以上説明したように、本実施の形態の光受信モジュール１ｂ、１ｃでは、放熱能力が向上される。

（第３の実施の形態）
図５（Ａ）は、第３の実施の形態に係る光受信モジュールを示す図面である。光受信モジュール１ｄは、光受信サブアセンブリ３ａと、金属部材３０を備える。金属部材３０は、第１〜第３の部分３０ａ、３０ｂ、３０ｃを有する。第１の部分３０ａは、ステム１１が搭載されている。第２の部分３０ｂは、第１の部分３０ａに接続されている。第３の部分３０ｃは、第１の部分３０ａに接続されている。金属部材３０の第１の部分３０ａは、所定の面に沿って伸びる搭載面３０ｄを有しており、ステム１１の第１の面１１ａも、該所定の面に沿って伸びている。

この光受信モジュール１ｄによれば、増幅素子からの熱は、ステム１１を介して金属部材３０の第１の部分３０ａに伝わる。伝わった熱は、第１の部分３０ａにから放散されると共に、第２および第３の部分を３０ｂ、３０ｃ介しても放散される。

金属部材３０では、第１〜第３の部分３０ａ〜３０ｃは、軸Ａｙの方向に配列されている。第２および第３の部分３０ｂ、３０ｃの各々は、（金属部材３０の搭載面３０ｄに沿って伸びる）所定の面に沿って伸びる第１の面３０ｅと、該所定の面に交差する別の所定の面に沿って伸びる第２の面３０ｆを有している。別の所定面に沿って伸びる基板上に光受信モジュール１ｄを搭載するとき、光受信モジュール１ｄからの熱は、第２および第３の部分３０ｂ、３０ｃの第２の面３０ｆを介して該基板に放出される。

金属部材３０では、第２および第３の部分３０ｂ、３０ｃは、それぞれ、金属部材３０の搭載面３０ｄに交差する軸Ａｘの方向に伸びるエッジ３０ｇ、３０ｈを有している。シンボルＷ１はエッジ３０ｇとエッジ３０ｈとの間隔を示している。光受信モジュール１ｄが搭載される基板に光受信サブアセンブリ３のリード端子を接続するために、図５（Ａ）に示されるように、該リード端子が屈曲される。間隔Ｗ１はステム１１の幅より大きいので、光受信モジュール１ｄが搭載される基板に、例えば、リード端子４７ｂ、４７ｅ、４７ｆを曲げて接続するに際して、金属部材３０は障害物とはならない。

リード端子４７ｄ、４７ｇは、第２の部分３０ｂのエッジ３０ｇと第３の部分３０ｃのエッジ３０ｈとを結ぶ面(本中において基準面Ｒとして参照する)上およびこの基準面Ｒよりも上に位置している。好適な実施例では、第２および第３の部分３０ｂ、３０ｃの第２の面３０ｆ並びにリード端子４７ｄ、４７ｇは、基準面Ｒに沿って配置されている。これ故に、第２および第３の部分３０ｂ、３０ｃの第２の面３０ｆが、光受信モジュール１ｄが搭載される基板に到達するとき、リード端子４７ｄ、４７ｇが、該基板の導電パターン（図５（Ｂ）の参照番号４３ｄ、４３ｇ）に接触することになる。これ故に、光受信モジュール１ｄからの熱を第２および第３の部分３０ｂ、３０ｃを介して基板に放出できると共に、リード端子４７ｄ、４７ｇに起因するインピーダンスの不整合を小さくできる。好適な実施例では、リード端子４７ｄ、４７ｇは、光受信モジュール１ｄ内の増幅素子（図２に示された参照番号９）の一対の出力に電気的に接続されている。

図５（Ａ）に示されるように、金属部材３０の第２および第３の部分３０ｂ、３０ｃの各々は、延出部３０ｊと固定部３０ｋとを有している。延出部３０ｊは、（金属部材３０の第１の部分３０ａに沿って伸びる）所定の面に沿って伸びる。固定部３０ｋは、該所定の面に交差する別の所定の面に沿って伸びる。第２の部分３０ｂの固定部３０ｋは、貫通孔３２ｂといった開口を有しており、また第３の部分３０ｃの固定部３０ｋも、貫通孔３２ｃといった開口を有している。取付具および該開口を利用して、金属部材３０を基板に固定することができる。この固定により、金属部材３０と基板とは密な接触となる。また、固定具を介して、光受信モジュール１ｄからの熱が金属部材３０および基板へ伝搬する。

金属部材３０では、第１の部分３０ａは、光受信サブアセンブリ３ａのステム１１を搭載できるように高さＤ１を有しており、ステム１１を搭載しない第２および第３の部分３０ｂ、３０ｃは、第１の部分３０ａの高さＤ１よりも小さい高さＤ２を有している。この高さの違いのおかげて、第２および第３の部分３０ｂ、３０ｃに固定部３０ｋを設けることができる。第２および第３の部分３０ｂ、３０ｃの固定部３０ｋは、光受信モジュール１ｄの放熱能力を向上するために役立っている。

図５（Ｂ）は、光受信モジュール基板生産物の構成部品を示す図面である。図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、光受信モジュール基板生産物を示す図面である。図５（Ｂ）を参照すると、光受信モジュール基板生産物４１は、光受信モジュール１ｄと、基板４３とを備える。基板４３は、主面４３ａを有する。主面４３ａ上には、導電パターン４３ｄ、４３ｇが設けられている。光受信モジュール１ｄのリード端子４７ｄ、４７ｇは導電パターン４３ｄ、４３ｇに接続される。

光受信モジュール１ｄは、基板４３上に搭載されている。詳述すれば、光受信サブアセンブリ３のステム１１は、基板４３上には位置しておらず、光受信サブアセンブリ３のリード端子が基板４３上に位置している。また、光受信モジュール１ｄでは、金属部材３０をステム１１の第１の面１１ａ上に設けるので、光受信モジュール１ｄの側面に放熱部材を設ける必要がない。これ故に、光受信サブアセンブリの側面に放熱部材を備える光受信モジュールに比べて、基板４３の主面４３ａに垂直な方向に関する光受信モジュール１ｄの高さＨを縮小できる。また、固定部３０ｋが（金属部材３０の搭載面３０ｄに沿って伸びる）所定の面に交差する別の所定の面に沿って伸びるので、固定部３０ｋの長さＬは、光受信サブアセンブリを搭載する搭載面３０ｄの高さＨと関係なく決定される。

基板４３は、主面４３ａの反対側に対向面４３ｃを備える。基板４３は、金属部材３０の固定部３０ｋを該基板４３に取り付けるための開口４４ａ、４４ｂを有する。開口４４ａ、４４ｂの各々は、主面４３ａから対向面４３ｃまで基板４３を貫通している。基板４３は、開口４４ａ、４４ｂの各々の周りに設けられた導電パターン４５ｃを備える。この光受信モジュール基板生産物４１によれば、ステム１１からの熱は、固定部３０ｋを介して導電パターン４５ｃに伝搬する。好適な実施例では、金属部材３０の固定部３０ｋはステム１１に電気的に接続されており、固定部３０ｋは、例えば基準電位の導電パターンに電気的に接続されている。

光受信モジュール基板生産物４１は、光受信モジュール１ｄを基板４３に固定するためのネジおよびナットといった取り付け具４０ａ、４０ｂ、４２ａ、４２ｂを更に備える。固定具４０ａ、４０ｂ、４２ａ、４２ｂ、金属部材３０の固定部３０ｋの開口３２ｂ、３２ｃ、および基板４３の開口４４ａ、４４ｂを用いて、光受信モジュール１ｄは基板４３に固定される。

また、基板４３は、主面４３ａ上に設けられた導電パターン４３ｂ、４３ｅ、４３ｆを備える。導電パターン４３ｂ、４３ｅ、４３ｆには、それぞれ、スルーホール４５ｂ、４５ｅ、４５ｆが設けられている。光受信モジュール１ｄのリード端子４７ｂ、４７ｄ、４７ｅ、４７ｆ、４７ｇは、それぞれ、導電パターン４３ｂ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆ、４３ｇに接続されている。好適な実施例では、導電パターン４３ｂはＧＮＤラインであり、導電パターン４３ｅおよび４３ｆは電源ラインであり、導電パターン４３ｄおよび４３ｇは信号ラインである。本実施例では、導電パターン４３ｅおよび４３ｆと、導体パターン４５ｃとの間には、チップコンデンサといったキャパシタ４６が接続されている。

基板４３は、その一辺に端面４３ｈを有している。第１の部分３０ａは、第２および第３の部分３０ｂ、３０ｃのエッジ３０ｇ、３０ｈよりも下に設けられた延出部３０ｍを有している。基板生産物４１では、光受信モジュール１ｄの金属部材３０の第１の部分３０ａの内側面３０ｎは、端面４３ｈに沿って伸びる部分を有する。また、金属部材３０の内側面３０ｎは端面４３ｈに突き当たり、延出部３０ｍはストッパとして役立っている。また、内側面３０ｎおよび端面４３ｈは、光受信モジュール１ｄを基板４３に位置決めするために利用できる。

図６（Ｂ）を参照すると、光受信モジュール１ｄの一部分は、基板４３の主面４３ａに沿って伸びる平面より下に位置しており、また光受信モジュール１ｄのリード端子が基板４３の主面４３ａ上に搭載されている。これ故に、光受信モジュール１ｄの上端と基板４３の主面４３ａとの距離Ｈ１は、光受信モジュール１ｃの幅Ｈ２より小さくなる。

光受信モジュール１ｄのリード端子４７ｄ、４７ｇは、ステム３０の第１の面３０ａからわずかに離れた第１の位置Ｐ１を通過している。光受信モジュール１ｄは、他のリード端子４７ｂ、４７ｅ、４７ｆを備えている。例えば、他のリード端子４７ｂ、４７ｅ、４７ｆの任意の一つ、例えば、リード端子４７ｂは、ステム３０の第１の面３０ａから離れた第２の位置Ｐ２を通過している。

第１の位置Ｐ１と基板４３の主面４３ａとの距離は、第２の位置Ｐ２と基板４３の主面４３ａとの距離より小さい。リード端子４７ｄ、４７ｇは、増幅素子９の出力（例えば、図２の参照番号９ａ）に電気的に接続されている。この光受信モジュール基板生産物４１によれば、リード端子を曲げること無く延ばしたまま、増幅素子９の出力に接続されたリード端子４７ｄ、４７ｇを基板４３上の導電パターン４３ｄ、４３ｇに接続することができる。図６（Ｂ）に示された実施例では、リード端子４７ｄ、４７ｇは導電パターン４３ｄ、４３ｇに沿って伸びる部分を有しており、この部分において半田といった導電性部材を介して導電パターン４３ｄ、４３ｇに接続されている。故に、リード端子４７ｄ、４７ｇに起因するインピーダンスの不整合の電気的接続部分を短くできる。また、増幅素子９からの熱は、増幅素子９の出力のためのリード端子４７ｄ、４７ｇを介して基板４３に伝搬する。

図６（Ｂ）を参照すると、金属部材３０では、第２および第３の部分３０ｂ、３０ｃの第２の面３０ｆは、基板４３の主面４３ａに沿って伸びている。これ故に、第２の面３０ｆは、光受信モジュール基板生産物４１を基板４３に取り付ける際に、光受信モジュール１ｄをガイドしている。

好適な実施例では、金属部材３０は、ステム１１に密着されている。この密着は、溶接により実現される。溶接法としては、ＹＡＧレーザ溶接を用いることができる。

図７は、シミュレーションのためのモデルを示す図面である。光受信モジュール５１の主要部品の熱伝導率を示す：
ステム５３： １６．７Ｗａｔｔｓ／ｍ・Ｋ
リード端子５５： １６．７Ｗａｔｔｓ／ｍ・Ｋ
ガラス５７： １．１Ｗａｔｔｓ／ｍ・Ｋ
半導体素子（ＧａＡｓ）５９： ４５．５Ｗａｔｔｓ／ｍ・Ｋ
接着樹脂６１： ０．１Ｗａｔｔｓ／ｍ・Ｋ
樹脂スリーブ６３： ０．３５Ｗａｔｔｓ／ｍ・Ｋ。

半導体素子の発熱量は０．３２５ワットである。シミュレーションのための境界条件として、光受信モジュール５１は摂氏２５度の大気中に配置されているという条件を採用している。

図８は、金属部材を備えない光受信モジュールの熱解析結果を示す図面である。リード端子５５の先端の温度は摂氏３０度以下であるけれども、リード端子５５の温度は、ステム５３に近づくにつれて上昇している。ステム５３、半導体素子５９および樹脂スリーブ６３の温度は摂氏１００度を超えている。

図９は、金属部材を備える光受信モジュールの熱解析結果を示す図面である。この光受信モジュールの金属部材６５は、コバール製である。コバールの熱伝導率は、１７Ｗａｔｔｓ／ｍ・Ｋである。金属部材の幅Ｗは６ミリメートルであり、長さＬ（金属部材の全長は２×Ｌである）は１０ミリメートルであり、厚さＤは０．４ミリメートルである。金属部材６５は、ステム５３に密着されている。ステム５３およびリード端子５５の温度は摂氏６０度程度であり、ステム５３の温度は半導体素子５９から離れると、摂氏５５度程度にまで低下している。樹脂スリーブ６３の温度は摂氏５５度程度以下である。ステム５３の近傍の金属部材６５の温度は、摂氏５５度程度であるけれども、金属部材６５の先端の温度は、摂氏２５度である。半導体素子５９の温度は摂氏７０度以下になっている。したがって、金属部材６５は優れた放熱性を示す。

図１０は、金属部材を備える別の光受信モジュールの熱解析結果を示す図面である。この光受信モジュールの金属部材６５は、銅製である。銅の熱伝導率は３９２Ｗａｔｔｓ／ｍ・Ｋである。金属部材６７の寸法は、図９に示された金属部材の寸法と同じである。この金属部材６７は、ステム５３に密着されている。ステム５３およびリード端子５５の温度は摂氏２８度以下であり、ステム５３の温度は半導体素子５９から離れると、摂氏２５度程度にまで低下している。樹脂スリーブ６３の温度は摂氏２７度程度である。ステム３５の近傍の金属部材６５の温度は、摂氏３０度程度であるけれども、金属部材６５の先端の温度は摂氏２５度である。半導体素子５９の温度は摂氏３７度以下になっている。したがって、金属部材６７は優れた放熱性を示す。

以上説明したように、本実施の形態の光受信モジュールは、優れた放熱性を示す。また、光受信モジュールは、小型化に好適な構造を有する。金属部材の構造がシンプルであるので、金属部材を低コストで製造でき、また、光受信モジュールと金属部材との組み立ても複雑ではない。

金属部材は、第２および第３の部分に設けられた開口に替えて、第２および第３の部分の下辺から突出するフィンガ部を有することができる。フィンガ部は、光受信モジュールを基板に取り付けるために利用される。この光受信モジュールを搭載する基板は、フィンガ部を受け入れる開口を有する。フィンガ部が基板の開口に受け入れられた後に金属部材の第２および第３の部分の下辺が基板の主面に突き当たると、光受信モジュールが基板に位置決めされる。

好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。例えば、金属部材は、本明細書に記載された特定の形態に限定されるものではない。光受信モジュールは金属製の放熱部材を備えている実施例を記述したけれども、放熱部材の材料は、金属に限定されるものではない。また、放熱部材の開口は、貫通孔に限定されるものでは無く、放熱部材に設けられた切り欠き等であってもよい。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。

図１（Ａ）は、本実施の形態に係る光受信モジュールを示す図面である。図１（Ｂ）は、本実施の形態に係る光受信モジュールの構成部品を示す図面である。 図２は、図１（Ａ）のI−I線に沿ってとられた断面図である。 図３（Ａ）は、別の実施の形態に係る光受信モジュールを示す図面である。図３（Ｂ）は、この実施の形態に係る光受信モジュールの構成部品を示す図面である。 図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、一変形例の光受信モジュールを示す図面である。 図５（Ａ）は、更なる別の実施の形態に係る光受信モジュールを示す図面である。図５（Ｂ）は、光受信モジュール基板生産物の構成部品を示す図面である。 図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、光受信モジュール基板生産物を示す図面である。 図７は、シミュレーションのためのモデルを示す図面である。 図８は、金属部材を備えていない光受信モジュールの熱解析結果を示す図面である。 図９は、金属部材を備える光受信モジュールの熱解析結果を示す図面である。 図１０は、金属部材を備える別の光受信モジュールの熱解析結果を示す図面である。

符号の説明

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ…光受信モジュール、３、３ａ…光受信サブアセンブリ、５…金属部材、５ａ、５ｂ、５ｃ…第１〜第３の部分、５ｄ…搭載面、５ｅ…貫通孔、７…半導体受光素子、９…増幅素子、１１…ステム、１１ａ…第１の面、１１ｂ…第２の面、１１ｃ…孔、１１ｄ…リード端子、１１ｅ…リード端子、１５…レンズ、１７…レンズ保持部材、１９…スペーサ、１９ａ…側壁部、１９ｂ…スライド面、２０ａ、２０ｂ…溶接部、２５…金属部材、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ…第１〜第３の部分、２５ｅ…貫通孔、２８ａ、２８ｂ…固定具、３０…金属部材、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…第１〜第３の部分、３０ｄ…搭載面、３０ｅ、３０ｆ…面、３０ｇ、３０ｈ…エッジ、３０ｊ…延出部、３０ｋ…固定部、３２ａ、３２ｂ…開口、４０ａ、４０ｂ、４２ａ、４２ｂ…固定具、４１…光受信モジュール基板生産物、４３…基板、４３ｂ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆ、４３ｇ…導電パターン、４４ａ、４４ｂ…開口、４５ｂ、４５ｅ、４５ｆ…スルーホール、４７ｂ、４７ｄ、４７ｅ、４７ｆ、４７ｇ…リード端子

Claims (6)

1. 半導体受光素子と、
   前記半導体受光素子に電気的に接続された増幅素子と、
   前記増幅素子を搭載するステムと、
   前記ステムを搭載するための第１の部分、該第１の部分に接続される第２の部分、および該第１の部分に接続される第３の部分を有する放熱部材と
   を備え、
   前記放熱部材の前記第１の部分は、所定の面に沿って伸びる搭載面を有しており、
   前記ステムは前記搭載面上に搭載されている、ことを特徴とする光受信モジュール。
2. 前記ステムは、前記増幅素子に電気的に接続されたリード端子を有しており、
   前記放熱部材の前記第１の部分は、該第１の部分を貫通する貫通孔を有しており、
   前記放熱部材は、前記リード端子の側面と前記貫通孔の側面との間に間隔があるように前記ステムに位置決めされている、ことを特徴とする請求項１に記載された光受信モジュール。
3. 前記放熱部材の前記第２および第３の部分の各々は、前記所定の面に沿って伸びる第１の面と、該所定の面に交差する別の所定面に沿って伸びる第２の面を有する、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載された光受信モジュール。
4. 前記放熱部材は、前記第２および第３の部分の各々に設けられた開口を有する、ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載された光受信モジュール。
5. 前記放熱部材の前記第１の部分は前記所定の面に沿って伸びる板状の部分を含み、
   前記第２の部分および前記第３の部分の各々は、前記所定の面に交差する別の所定の面に沿って伸びる板状の部分を含む、ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載された光受信モジュール。
6. 前記放熱部材は前記ステムに溶接されている、ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載された光受信モジュール。
   
   
   
   

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