JP2005228874A - 光通信モジュール用パッケージ - Google Patents
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Abstract
【課題】 パッケージ内に高周波信号を低損失で伝送するため、パッケージ内外のインピーダンス整合を行い、しかもパッケージ内の気密を保つことができる光通信モジュール用パッケージを提供することにある。
【解決手段】 発光素子133と、発光素子133の前方光を集光するレンズ141と、内部の回路と外部とを電気的に接続する複数本のリード138を備えた光通信モジュール用パッケージ1において、複数本のリード138の内、少なくとも一本が上記パッケージ1の内外を貫通する同軸ケーブル4であり、その同軸ケーブル4とパッケージ1とを封止部材5で気密封止したものである。
【選択図】 図1
【解決手段】 発光素子133と、発光素子133の前方光を集光するレンズ141と、内部の回路と外部とを電気的に接続する複数本のリード138を備えた光通信モジュール用パッケージ1において、複数本のリード138の内、少なくとも一本が上記パッケージ1の内外を貫通する同軸ケーブル4であり、その同軸ケーブル4とパッケージ1とを封止部材5で気密封止したものである。
【選択図】 図1
Description
本発明は、内部の回路と外部とを電気的に接続する複数本のリードを備えた光通信モジュール用パッケージに係り、特に、高周波用の光通信モジュール用パッケージに関するものである。
図13に示すような従来の光通信モジュール用パッケージ131は、本体ケース132内に、半導体レーザ(LD)133、LD133の後方光をモニタするフォトダイオード(PD)(図示せず)、複数本の配線パターン(本体ケース内リード)135などを収納し、本体ケース132の上部を板状のフタ136で覆ったものである。
本体ケース132の前面には、LD133の前方光を集光するレンズ141(あるいはガラス)付きキャップ137が設けられる。キャップ137は、レンズ141がパッケージ131内に収納されるように本体ケース132に取り付けられ、図示しない光ファイバを備えている。このキャップ137には、伝送路となる光ファイバを備えた光コネクタが接続されることで、LD133と、キャップ137の光ファイバと、光コネクタの光ファイバとが光結合される。
本体ケース132の後部には、各配線パターン135とパッケージ131の外部とを電気的に接続する複数本のリード(本体ケース外リード)138が設けられる。
LD133は、LD133と電極139とをワイヤ140でワイヤボンディングし、電極139と一本の配線パターン135とをワイヤ140でワイヤボンディングすることにより、一本のリード138と電気的に接続される。
LD133やPDは湿気に弱いので、本体ケース132に各部品を搭載、あるいは取り付けた後、パッケージ131内に室温で不活性なガス(例えば、N2 )が充填されるように、本体ケース132にフタ136を溶接などで後付けすることによって、パッケージ131内を気密封止する。
また、従来の光通信モジュール用パッケージとしては、パッケージの両側に、上述したリード138と同様のリードが対称に設けられたバタフライ型の光通信モジュール用パッケージもある。
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、次のものがある。
しかしながら、従来の光通信モジュール用パッケージ131は、LD133に配線パターン135およびリード138を介して電気信号を入力するので、特に高周波信号の場合、パッケージ131内外のインピーダンスの不整合により、損失が大きくなるという問題がある。
パッケージ131に同軸コネクタを設け、その同軸コネクタに同軸ケーブルを接続してパッケージ131内の気密を保つことも考えられるが、この場合には、同軸コネクタが大型の部品なので、パッケージ131が大型になってしまう。
そこで、本発明の目的は、パッケージ内に高周波信号を低損失で伝送するため、パッケージ内外のインピーダンス整合を行い、しかもパッケージ内の気密を保つことができる光通信モジュール用パッケージを提供することにある。
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項1の発明は、発光素子と、発光素子の前方光を集光するレンズと、内部の回路と外部とを電気的に接続する複数本のリードを備えた光通信モジュール用パッケージにおいて、上記複数本のリードの内、少なくとも一本が上記パッケージの内外を貫通する同軸ケーブルであり、その同軸ケーブルと上記パッケージとを封止部材で気密封止した光通信モジュール用パッケージである。
請求項2の発明は、上記パッケージ内に位置する上記同軸ケーブルの端部に、上記同軸ケーブルと上記パッケージとを気密封止するためのキャップを挿通した請求項1記載の光通信モジュール用パッケージである。
請求項3の発明は、上記キャップは、上記同軸ケーブルの外部導体が嵌合する大径部と、上記同軸ケーブルの内部導体が挿通される小径部とを備えた請求項2記載の光通信モジュール用パッケージである。
請求項4の発明は、上記パッケージに凹部を形成し、その凹部に上記同軸ケーブルを挿通した請求項1記載の光通信モジュール用パッケージである。
請求項5の発明は、上記同軸ケーブルの外部導体は、上記パッケージのグランド部に接続される請求項1〜4いずれかに記載の光通信モジュール用パッケージである。
請求項6の発明は、上記封止部材は、樹脂あるいは半田である請求項1〜5いずれかに記載の光通信モジュール用パッケージである。
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
(1)パッケージ内に高周波信号を低損失で伝送でき、しかもパッケージ内の気密を保つことができる。
(2)小型である。
以下、本発明の好適実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
図1は、本発明の好適実施の形態を示す光通信モジュール用パッケージの斜視図である。図2は、図1の主要部を示す斜視図である。図3は、図1のA方向から見た斜視図である。
図1〜図3に示すように、本実施の形態に係る光通信モジュール用パッケージ1は、本体ケース2内に、発光素子としてのLD133、LD133の後方光をモニタするPD134、内部の回路を構成する複数本の配線パターン(本体ケース内リード)135などを収納し、本体ケース2の上部を板状のフタ3で覆ったものである。本体ケース2とフタ3とは、CuW、Cu合金、Alなどの放熱性が高い金属で形成される。
光通信モジュール用パッケージ1は、LD133が収納されているので、入力された電気信号を光信号に変換して出力する光−電気変換モジュール、あるいはLDモジュールとも言う。光通信モジュール用パッケージ1は、例えば、光通信に使用される光トランシーバなどの電子機器の基板に搭載されて使用される。
本体ケース2の前面2fには、LD133の前方光を集光するレンズ141(あるいはガラス)付きキャップ137が設けられる。キャップ137は、レンズ141がパッケージ1内に収納されるように本体ケース2に取り付けられ、図示しない光ファイバを備えている。このキャップ137には、伝送路となる光ファイバを備えた光コネクタが接続されることで、LD133と、キャップ137の光ファイバと、光コネクタの光ファイバとが光結合される。
本体ケース2の後部2bには、各配線パターン135とパッケージ1の外部とを電気的に接続する複数本のリード(本体ケース外リード)138が設けられる。
さて、光通信モジュール用パッケージ1は、複数本の配線パターン135および複数本のリード138の内、少なくとも一本が本体ケース2の内外を貫通する同軸ケーブル4であり、この同軸ケーブル4と本体ケース2とを、封止部材としての絶縁物質である樹脂5で気密封止したものである。樹脂5としては、例えば、分子構造が細かいエポキシ系樹脂を使用する。ここで気密は1×10-9[Pa・m3/s]以下となるようにするのが望ましい。
本体ケース2には、本体ケース2の内外を貫通する貫通穴7、より詳細には、本体ケース2の一部である段差部6の一側面6sと、本体ケース2の一側面2sとを貫通する貫通穴7が形成される。貫通穴7の内径は同軸ケーブルの外径よりも若干大きい。この貫通穴7には、両端を端末処理した同軸ケーブル4が本体ケース2の内外を貫通するように挿通される。
ここで、同軸ケーブル4を説明する。
図4に示すように、同軸ケーブル4は、銅線などの導電材料からなる中心の線材(内部導体)41と、内部導体41の外周に設けられるテフロン(登録商標)やポリプロピレンなどの誘電材(絶縁体)42と、絶縁体42の外周を覆う銅メッキ管などの導電材料からなる外壁(外部導体)43とからなる。同軸ケーブル4は、両端から内部導体41が所定長さ露出するように、予め端末処理される。
同軸ケーブル4としては、図1〜図3の光通信モジュール用パッケージ1内外のインピーダンスを整合(マッチ)させるために、特性インピーダンスが所定の値、例えば、25Ω、50Ωに設定されたものを使用する。
また、同軸ケーブル4としては、セミリジッド型のものを使用する。セミリジッド型とは、一度曲げると曲げた状態を保持するタイプのことを言う。この同軸ケーブル4は、外径が数mm程度と細いので、フレキシブル性に富んでいて容易に曲げることが可能である。
同軸ケーブル4は、内部導体41と外部導体43間の空間に絶縁体42が充填されているので、絶縁体42と、内部導体41および外部導体43とは、接着されていない。つまり、同軸ケーブル4自体では気密が保証されていない。
同軸ケーブル4の代わりに、図5に示すような同軸ケーブル51を使用してもよい。同軸ケーブル51は、外部導体53が金属編組からなっているので、図4の同軸ケーブル4に比べて、より曲げやすくなっている。
次に、光通信モジュール用パッケージ1の主要部をより詳細に説明する。
図2に示すように、同軸ケーブル4の一端は、本体ケース2内において、内部導体41と外部導体42とが、段差部6の一側面6sの貫通穴7から所定長さ露出するように貫通穴7に挿通される。
内部導体41の一端は、電極139に半田接続される。LD123は、LD123と電極139とをワイヤ140でワイヤボンディングすることにより、同軸ケーブル4と電気的に接続される。
外部導体43は、本体ケース2のグランド部としての底面2dと電気的に導通するように、接続部材8で接続固定される。これにより、同軸ケーブル4を伝送する高周波信号のノイズを低減できる。本体ケース2のグランド部としてのグランド用の配線パターン(図示せず)に外部導体43を接続固定してもよい。接続部材8としては、例えば、半田あるいは接着剤を使用する。
露出した内部導体41の一部と、絶縁体42と、露出した外部導体43と、段差部6の一側面6sの貫通穴7近傍とは、樹脂5で覆われて気密封止される。ただし、内部導体41の一端が樹脂5から露出するようにしておく。これにより、同軸ケーブル4と本体ケース2とが樹脂5で気密封止される。
一方、同軸ケーブル4の他端は、例えば、光トランシーバなどの電子機器の基板に搭載されたICや同軸コネクタに接続されたり、基板に直接半田固定されたりする。
さらに、図3に示すように、本体ケース2の一側面2sの貫通穴7近傍と、外部導体43とを樹脂5で覆って気密封止すれば、同軸ケーブル4と本体ケース2との気密封止をより高めることができる。樹脂5の代わりに、半田を使用して気密封止してもよい。この場合、外部導体43が本体ケース2のグランド部としての一側面2sと電気的に導通されるので、気密封止と同時に高周波信号のノイズを低減できる。
また、図1〜図3に示すように、LD133やPD134は湿気に弱いので、本体ケース2に各部品を搭載、あるいは取り付けた後、パッケージ1内に室温で不活性なガス(例えば、N2 )が充填されるように、本体ケース2にフタ3を溶接などで後付けすることによって、パッケージ1内を気密封止する。
このように、本実施の形態に係る光通信モジュール用パッケージ1は、複数本の配線パターン135および複数本のリード138の内、少なくとも一本が本体ケース2の内外を貫通する同軸ケーブル4なので、パッケージ1内外のインピーダンスの整合を行ってパッケージ1外からパッケージ1内に高周波信号を低損失で伝送できる。特に、本例では、同軸ケーブル4からLD133までの配線長(ワイヤ140の長さ)が非常に短いので、高周波信号の損失が極めて小さい。
しかも、光通信モジュール用パッケージ1は、同軸ケーブル4と本体ケース2とが樹脂5で気密封止されているので、パッケージ1内に不活性ガスが充填されるように本体ケース2にフタ3を後付けすれば、容易にパッケージ1内の気密を保つことができる。
さらに、光通信モジュール用パッケージ1は、同軸コネクタのような大型の部品が不要なので、小型である。
また、同軸ケーブル4は、特性インピーダンスが所定の値に設定されているので、パッケージ1内外のインピーダンスを簡単にマッチ(整合)させることができる。
この同軸ケーブル4は、配線パターン135およびリード138に比べて、フレキシブル性に富んでいて容易に曲げることが可能なので、パッケージ1内で自由に引き回すことができ、パッケージ1内の実装の自由度を向上できる。
第二の実施の形態を説明する。
図6〜図8に示すように、光通信モジュール用パッケージ61は、パッケージ61内に位置する同軸ケーブル4の端部に、同軸ケーブル4と本体ケース2とを気密封止するための円筒状のキャップ62を挿通し、同軸ケーブル4と、本体ケース2と、キャップ62とを封止部材としての樹脂5や半田63で気密封止したものである。
図9に示すように、キャップ62の一端部には、同軸ケーブルの外部導体が嵌合する大径部91が形成され、キャップ62の他端部には、大径部91と連通され、同軸ケーブルの内部導体が挿通される小径部92が形成される。大径部91の内径は、同軸ケーブルの外径より若干大きく、小径部92の内径は、同軸ケーブルの内部導体の外径より若干大きい。
キャップ62は、同軸ケーブルの特性を損なわない絶縁体であり、かつ周囲温度によって膨張・収縮しにくい線膨張係数が小さい材質、例えばセラミックスで形成される。キャップ62の大径部91側の外周には、半田付け用のリング状の金属メッキ93が施される。金属メッキ93としては、例えば、Auメッキ、Cuメッキを使用する。
光通信モジュール用パッケージ61の主要部をより詳細に説明する。
図7に示すように、段差部6の一側面6sには、貫通穴7と連通され、本体ケース2の一部である円筒状の凸部71が形成される。凸部71の外径はキャップ62の外径とほぼ同じであり、凸部71の内径は貫通穴7の内径とほぼ同じである。
貫通穴7および凸部71に挿通された同軸ケーブル4の一端には、キャップ62が大径部側から挿通される。ただし、凸部71とキャップ62間に若干の隙間を設け、この隙間から同軸ケーブル4の外部導体43が露出するようにしておく。
凸部71と、露出した外部導体43と、キャップ62の金属メッキ93とは、半田63で半田付けされて気密封止される。露出した内部導体41の一部と、キャップ62の小径部側の端面62sとは、樹脂5で気密封止される。これにより、同軸ケーブル4と本体ケース2とが半田63および樹脂5で気密封止される。
光通信モジュール用パッケージ61のその他の構成は、図1〜図3の光通信モジュール用パッケージ1と同じである。光通信モジュール用パッケージ61も、光通信モジュール用パッケージ1と同じ作用効果が得られる。
キャップ62の代わりに、図10に示すように、端面62sに円環状の金属メッキ93を施したキャップ101を使用してもよい。この場合、内部導体の一部と端面62sとを、樹脂ではなく半田で気密封止する。
キャップ62やキャップ101ではなく、金属メッキがないキャップを使用してもよい。この場合、図2で説明したように外部導体と本体ケースの底面とを接続部材で固定した後、樹脂のみで気密封止する。
また、図11に示すような大径部の内周にネジ山(雄ネジ部)112を形成したネジ付きキャップ111を使用してもよい。この場合、同軸ケーブル4の一端部の外部導体43の外周にキャップ111のネジ山112を受けるネジ溝(雌ネジ部)113を形成しておく。
具体的には、本体ケース2の段差部6(図1および図2参照)の一側面6sから露出した同軸ケーブル4の一端部にキャップ111を取り付け、キャップ111と同軸ケーブル4の外部導体43とを螺合した後、本体ケース2の段差部6a一側面6sと、キャップ111とを樹脂5あるいは半田63で気密封止する。
第三の実施の形態を説明する。
図12に示すように、光通信モジュール用パッケージ121は、本体ケース122の一側面122sに、本体ケース122自体を本体ケース102内に凹ませた凹部123を形成し、その凹部123に同軸ケーブル4を挿通し、同軸ケーブル4と、本体ケース122と、凹部123とを樹脂5で気密封止したものである。
凹部123は、本体ケース122の一側面122s側の内径が同軸ケーブル4の外径より若干大きく、本体ケース122内に位置する端部の内径が同軸ケーブル4の内部導体41の外径よりも若干大きい。
より詳細には、外部導体43と、本体ケース122の一側面122sの凹部123近傍とは、樹脂5で気密封止され、内部導体41の一部と、本体ケース122内に位置する凹部123の端部近傍とが、樹脂5で気密封止される。これにより、同軸ケーブル4と本体ケース2とが樹脂5で気密封止される。
光通信モジュール用パッケージ121も、図1〜図3の光通信モジュール用パッケージ1と同じ作用効果が得られる。
上記実施の形態では、LD133およびPD134を収納した光通信モジュール用パッケージ(LDモジュール)の例で説明したが、光通信モジュール用パッケージとしては、高周波用であれば、LDモジュールに限らず、LED(発光ダイオード)モジュール、PDモジュールなどの光モジュールの他、いかなる半導体モジュールでもよい。
1 光通信モジュール用パッケージ
2 本体ケース
3 フタ
4 同軸ケーブル
5 樹脂(封止部材)
133 LD(発光素子)
135 配線パターン
138 リード
141 レンズ
2 本体ケース
3 フタ
4 同軸ケーブル
5 樹脂(封止部材)
133 LD(発光素子)
135 配線パターン
138 リード
141 レンズ
Claims (6)
- 発光素子と、発光素子の前方光を集光するレンズと、内部の回路と外部とを電気的に接続する複数本のリードを備えた光通信モジュール用パッケージにおいて、上記複数本のリードの内、少なくとも一本が上記パッケージの内外を貫通する同軸ケーブルであり、その同軸ケーブルと上記パッケージとを封止部材で気密封止したことを特徴とする光通信モジュール用パッケージ。
- 上記パッケージ内に位置する上記同軸ケーブルの端部に、上記同軸ケーブルと上記パッケージとを気密封止するためのキャップを挿通した請求項1記載の光通信モジュール用パッケージ。
- 上記キャップは、上記同軸ケーブルの外部導体が嵌合する大径部と、上記同軸ケーブルの内部導体が挿通される小径部とを備えた請求項2記載の光通信モジュール用パッケージ。
- 上記パッケージに凹部を形成し、その凹部に上記同軸ケーブルを挿通した請求項1記載の光通信モジュール用パッケージ。
- 上記同軸ケーブルの外部導体は、上記パッケージのグランド部に接続される請求項1〜4いずれかに記載の光通信モジュール用パッケージ。
- 上記封止部材は、樹脂あるいは半田である請求項1〜5いずれかに記載の光通信モジュール用パッケージ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004035118A JP2005228874A (ja) | 2004-02-12 | 2004-02-12 | 光通信モジュール用パッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004035118A JP2005228874A (ja) | 2004-02-12 | 2004-02-12 | 光通信モジュール用パッケージ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2005228874A true JP2005228874A (ja) | 2005-08-25 |
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ID=35003354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004035118A Pending JP2005228874A (ja) | 2004-02-12 | 2004-02-12 | 光通信モジュール用パッケージ |
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2004
- 2004-02-12 JP JP2004035118A patent/JP2005228874A/ja active Pending
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