JP2005062879A - チップオンボード構造の双方向光トランシーバ・モジュール - Google Patents

チップオンボード構造の双方向光トランシーバ・モジュール Download PDF

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Abstract

【課題】小型化できる双方向光トランシーバ・モジュールを提供する
【解決手段】
本発明の双方向光トランシーバ・モジュールは、チップオンボード工程によりプリント基板上に設置され、第一の光信号を受信する受光素子と、Ｔｏ−ｃａｎパッケージにより設置され、第二の光信号を送信する光源とを含む。
または、本発明の双方向光トランシーバ・モジュールは、チップオンボード工程によりプリント基板上に設置され、第一の光信号を受信する受光素子と、チップオンボード工程により設置され、第二の光信号を送信する光源とを含む。
【選択図】 図３

Description

本発明は、チップオンボード（ＣＯＢ，Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）工程により形成された双方向光トランシーバ・モジュール（Ｂｉ−Ｄｉ ＴＲｘ）に関し、具体的に、フォトダイオード（ＰＤ， Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）は、チップオンボード工程によりプリント基板（ＰＣＢ，Ｐｒｉｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）上に設置され、レーザ・ダイオード（ＬＤ： Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）は、Ｔｏ−ｃａｎパッケージにより形成される双方向光トランシーバ・モジュール（Ｂｉ−Ｄｉ ＴＲｘ）に関する。
双方向光トランシーバ・モジュール（Ｂｉ−Ｄｉ ＴＲｘ， Ｂｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ＷＤＭ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ Ｍｏｄｕｌｅ） は、双方向に光を伝送するモジュール構造であり、例えば、シングルモード・ファイバー（ＳＭＦ， Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ Ｆｉｂｅｒ）において、波長の異なる二つの光信号（例えば、１５５０／１３１０ｎｍ）を同時に送信、受信するものである。このような双方向に光を伝送する構造により、光ファイバーにおいてより広い周波数帯域を利用することができ、また、従来のダブル光ファイバー・トランシーバ・モジュールと比べ、１本の光ファイバーを省くことができ、さらに、モジュールのサイズを縮小することができ、高密度広帯域の応用に適している。
図１は、従来のＢｉ−Ｄｉ ＴＲｘを示す図である。
従来のＢｉ−Ｄｉ ＴＲｘは、レーザ・ダイオード（ＬＤ）１１、フォトダイオード（ＰＤ）１２、波長分割マルチプレクサ（ＷＤＭ．： Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）１３及びフィルター１４が、モジュールケース１７に設置されて構成される。図１に示すＢｉ−Ｄｉ ＴＲｘは、光ファイバーコネクター１５（例えば、Ｒｅｃｅｐｔａｃｌｅ、Ｐｉｇｔａｉｌ）を介して、シングルモード・ファイバー１６と接続し、双方向に光信号を伝送する。
Ｂｉ−Ｄｉ ＴＲｘの動作は次の通りである。
Ｂｉ−Ｄｉ ＴＲｘにおいては、ＬＤ１１は、光源として、駆動回路（Ｄｒｉｖｅｒ）からの制御信号に応じて、波長λ１（例えば、１５５０ｎｍ）の光信号を発信する。又、ＰＤ１２は、光検出装置として、伝送されてきた波長λ２（例えば、１３１０ｎｍ）の光信号を受け、電気信号に変換する。その電気信号は、トランスインピーダンス・アンプ（ＴＩＡ， Ｔｒａｎｓ−ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒにより増幅され送信される。
ＷＤＭ１３は、λ１とλ２の二つの波長の光信号を分離する。即ち、ＬＤ１１からのλ１の光信号がＷＤＭ１３を通過し、ＳＭＦ１６に伝送され、外部へ送信される。一方、ＳＭＦ１６から伝送されてきたλ２の光信号は、ＷＤＭ１３で反射され、フィルター１４を通過し、ＰＤ１２に受信される。これにより、二つの波長の双方向送信が達成される。
従来のＢｉ−Ｄｉ ＴＲｘの製造工程において、ＬＤ１１のチップに金属カバーを付けてＴｏ−ｃａｎパッケージをし、光ファイバーコネクター１５のフェルール（Ｆｅｒｒｕｌｅ）をＬＤ１１と位置合わせし熔接する。最後に、ＰＤ１２などの素子をモジュールケース１７に取り付け、光学サブアサンブリ（ＯＳＡ， Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｂ ａｓｓｅｍｂｌｙ）の製造工程を完了する。完成したＢｉ−Ｄｉ ＴＲｘの構造は、図２に示されている。
なお、以上の製造工程において、ＬＤのほかに、ＰＤもＴｏ−ｃａｎパッケージで設置することができる。
広帯域通信ネットワークに対する需要を応えるため、都会で光通信ネットワークが設置されつつある。地價の高い都会では、事務所の租賃が高いので、機械を設置するスペースが制限される。そのため、よりサイズの小さい通信ネットワーク設備で、いかにより多くの送信ポートを提供できるかは重要な課題となっている。
この課題を解決するのに、最も直接的な方法として、例えば、Ｂｉ−Ｄｉ ＴＲｘのサイズを縮小し、それをより小さいケースに設置することが考えられる。これにより、限られた空間により多くの送信ポートを提供することができる。
本発明の目的は、小型化できる双方向光トランシーバ・モジュールを提供することにある。当該双方向光トランシーバ・モジュールにおいて、フォトダイオードは、従来のＴｏ−ｃａｎパッケージ構造の代わりに、チップオンボード工程によりプリント基板上に設置され、双方向光トランシーバ・モジュールのサイズを有効に縮小される。
上述の目的を達成するため、本発明の双方向光トランシーバ・モジュールは、チップオンボード工程によりプリント基板上に設置され、第一の光信号を受信する受光素子と、Ｔｏ−ｃａｎパッケージにより設置され、第二の光信号を送信する光源とを有する。
好適に、前記受光素子は、フォトダイオードである。前記フォトダイオードはＰＩＮフォトダイオードである。
好適に、前記光源は、レーザ・ダイオードである。
例えば、前記第一の光信号の波長は１５５０ｎｍであり、前記第二の光信号の波長は１３１０ｎｍである。又は、前記第一の光信号の波長は１３１０ｎｍであり、前記第二の光信号の波長は１５５０ｎｍである。
好適に、前記第一の光信号と前記第二の光信号を分離する波長分割マルチプレクサをさらに含む。
上述の目的を達成するため、本発明の双方向光トランシーバ・モジュールは、チップオンボード工程によりプリント基板上に設置され、第一の光信号を受信する受光素子と、チップオンボード工程により設置され、第二の光信号を送信する光源とを有する。
好適に、前記受光素子はフォトダイオードである。前記フォトダイオードはＰＩＮフォトダイオードである。
好適に、前記光源は、レーザ・ダイオードである。
例えば、前記受光素子と前記光源が同一のプリント基板に設置される。或いは、前記受光素子と前記光源が異なるプリント基板に設置される。
好適に、前記第一光信号の波長は１５５０ｎｍであり、前記第二光信号の波長は１３１０ｎｍ である。または、前記第一光信号の波長は１３１０ｎｍであり、前記第二光信号の波長は１５５０ｎｍである。
好適に、前記第一の光信号と前記第二の光信号を分離する波長分割マルチプレクサをさらに含む。
次に、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を離脱しない限り、本発明に対するあらゆる変更は本発明の範囲に属する。
図３は、本発明の実施形態に係るチップオンボード構造の双方向光トランシーバ・モジュールを示す断面図である。
図３に示すように、本実施形態の双方向光トランシーバ・モジュール（Ｂｉ−Ｄｉ ＴＲｘ）において、受光素子としてのフォトダイオードチップ（ＰＤ）３１は、チップオンボード（ＣＯＢ）工程により、直接プリント基板（ＰＣＢ）上に設置され、また、ワイヤーボンディングにより、外部回路と接続される。フォトダイオードチップ（ＰＤ）３１の上方に、ＰＤ３１を覆うようにレンズ付きカバー３３が設けられ、光を収束する。光源としてのＬＤ１１は、Ｔｏ−−ｃａｎパッケージされる。ＬＤ１１、ＷＤＭ．１３、フィルター１４及び光ファイバーコネクター１５等は、モジュールケース１７に取り付けられる。ＷＤＭ１３は、ＬＤ１１から送信する、及びフォトダイオードチップ３１で受信する、波長の異なる光信号を分離する（第一及び第二光信号）。
図４は、本発明の実施形態に係るチップオンボード（ＣＯＢ）構造の双方向光トランシーバ・モジュールを示す斜視図である。
図４に示すように、ＣＯＢ構造でフォトダイオード（ＰＤ）３１がパッケージされ、Ｔｏ−ｃａｎ構造でＬＤ１１がパッケージされる。
なお、ＬＤ１１とＰＤチップ３１を、両方ＣＯＢでパッケージすることも可能であり、これにより、Ｂｉ−Ｄｉ ＴＲｘのサイズをさらに縮小することができる。
上述したように、本発明において、チップオンボード工程により、双方向光トランシーバ・モジュール（Ｂｉ−Ｄｉ ＴＲｘ）におけるフォトダイオード（ＰＤ）を直接プリント基板上に設置することにより、Ｂｉ−Ｄｉ ＴＲｘのサイズが縮小される。又、レーザ・ダイオード（ＬＤ）は、Ｔｏ−ｃａｎパッケージにより形成される。
本発明の特徴は、従来技術におけるＴｏ−ｃａｎパッケージをＣＯＢ構造に変更する点にあり、これにより、Ｂｉ−Ｄｉ ＴＲｘをより小さい寸法のケースに入れることができ、限られた空間でより多くの送信ポートを提供することができる。また、Ｂｉ−Ｄｉ ＴＲｘのサイズを小さくなるため、信号及び熱伝導の伝送距離が短くなり、ノイズが小さくなるので、全体的性能が向上する。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されず、本発明の趣旨を離脱しない限り、本発明に対するあらゆる変更は本発明の範囲に属する。
従来のＢｉ−Ｄｉ ＴＲｘを示す図である。 従来のＢｉ−Ｄｉ ＴＲｘを示す側面図である。 本発明の１実施形態に係るチップオンボード構造の双方向光トランシーバ・モジュールを示す断面図である。 本発明の実施形態に係るチップオンボード（ＣＯＢ）構造の双方向光トランシーバ・モジュールを示す斜視図である。
符号の説明
１１ レーザ・ダイオード（ＬＤ）
１２ フォトダイオード（ＰＤ）
１３ 波長分割マルチプレクサ（ＷＤＭ）
１４ フィルター
１５ 光ファイバーコネクター
１６ シングルモード・ファイバー（ＳＭＦ）
１７ モジュールケース
３１ フォトダイオードチップ
３２ プリント基板
３３ レンズ付きカバー

Claims (16)

  1. チップオンボード工程によりプリント基板上に設置され、第一の光信号を受信する受光素子と、
    Ｔｏ−ｃａｎパッケージにより設置され、第二の光信号を送信する光源と
    を有する
    双方向光トランシーバ・モジュール。
  2. 前記受光素子は、フォトダイオードである
    請求項１に記載の双方向光トランシーバ・モジュール。
  3. 前記フォトダイオードはＰＩＮフォトダイオードである
    請求項２に記載の双方向光トランシーバ・モジュール。
  4. 前記光源は、レーザ・ダイオードである
    請求項１に記載の双方向光トランシーバ・モジュール。
  5. 前記第一の光信号の波長は１５５０ｎｍであり、前記第二の光信号の波長は１３１０ｎｍである
    請求項１に記載の双方向光トランシーバ・モジュール。
  6. 前記第一の光信号の波長は１３１０ｎｍであり、前記第二の光信号の波長は１５５０ｎｍである
    請求項１に記載の双方向光トランシーバ・モジュール。
  7. 前記第一の光信号と前記第二の光信号を分離する波長分割マルチプレクサをさらに含む
    請求項１に記載の双方向光トランシーバ・モジュール。
  8. チップオンボード工程によりプリント基板上に設置され、第一の光信号を受信する受光素子と、
    チップオンボード工程により設置され、第二の光信号を送信する光源と
    を有する
    双方向光トランシーバ・モジュール。
  9. 前記受光素子は、フォトダイオードである
    請求項８に記載の双方向光トランシーバ・モジュール。
  10. 前記フォトダイオードはＰＩＮフォトダイオードである
    請求項９に記載の双方向光トランシーバ・モジュール。
  11. 前記光源は、レーザ・ダイオードである。
    請求項８に記載の双方向光トランシーバ・モジュール。
  12. 前記受光素子と前記光源が同一のプリント基板に設置される
    請求項８に記載の双方向光トランシーバ・モジュール。
  13. 前記受光素子と前記光源が異なるプリント基板に設置される
    請求項８に記載の双方向光トランシーバ・モジュール。
  14. 前記第一光信号の波長は１５５０ｎｍであり、前記第二光信号の波長は１３１０ｎｍ である
    請求項８に記載の双方向光トランシーバ・モジュール。
  15. 前記第一光信号の波長は１３１０ｎｍであり、前記第二光信号の波長は１５５０ｎｍである
    請求項８に記載の双方向光トランシーバ・モジュール。
  16. 前記第一の光信号と前記第二の光信号を分離する波長分割マルチプレクサをさらに含む
    請求項８に記載の双方向光トランシーバ・モジュール。
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