JP2006013202A - Optical module - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical module in which inflow of heat to an optical semiconductor is suppressed. <P>SOLUTION: This optical module includes a package which has a plurality of leads each having an inside end and an outside end, the optical semiconductor element which is airtightly enclosed in the package, a 1st transmission line which is electrically connected to outside ends of the leads, and a 2nd transmission line which electrically connects inside ends of the leads to the optical semiconductor element. The 1st transmission line is provided to a 1st flexible substrate, the 2nd transmission line is provided to a 2nd flexible substrate, and the 1st transmission line and 2nd transmission line include two lines which are provided almost in parallel and whose transmitted signals are reversed phases with each other. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光信号を送信する光モジュールに関する。   The present invention relates to an optical module that transmits an optical signal.

従来、光モジュールは、電気信号を光信号に変換する光半導体素子と、光半導体素子を気密封止して保持するパッケージと、パッケージの内部と外部とを電気的に連絡するリードと、電気信号を出力するプリント基板とを有する。プリント基板とリードのパッケージ外部側部との間の電気信号の伝送は、ピン形状に形成されたリードのパッケージ外部側部（リードピン）によって行われ、光半導体素子とリードのパッケージ内部側部との間の電気信号の伝送は、基板上の伝送線路によって行われる。これにより、プリント基板から光半導体素子に電気信号が伝送される。また、光半導体素子の温度を一定に維持する（温度変化を抑制する）電子冷却素子が、必要に応じて、光半導体素子と接して又は近傍に設けられている。このような光モジュールの例として特許文献１のものがある。
特開平９−１４８６７５号公報 Conventionally, an optical module includes an optical semiconductor element that converts an electric signal into an optical signal, a package that hermetically seals and holds the optical semiconductor element, leads that electrically connect the inside and outside of the package, and an electric signal Printed circuit board. The transmission of electrical signals between the printed circuit board and the lead external part of the package is performed by the lead external part (lead pin) of the lead formed in a pin shape, and the optical semiconductor element and the lead internal part of the package are connected. The transmission of electrical signals between them is performed by a transmission line on the substrate. Thereby, an electrical signal is transmitted from the printed circuit board to the optical semiconductor element. In addition, an electronic cooling element that keeps the temperature of the optical semiconductor element constant (suppresses temperature change) is provided in contact with or in the vicinity of the optical semiconductor element as necessary. There exists a thing of patent document 1 as an example of such an optical module.
JP-A-9-148675

しかしながら、上記の光モジュールは、リードピンや基板の高い熱伝導率性により、プリント基板から光半導体素子に大量の熱が流入する。光半導体素子は、熱によって温度が変化すると光信号の出力も変化する。当然ながら、これらは光モジュールの信頼性を損なうことになる。加えて、電子冷却素子が設けられている場合、熱による光半導体素子の温度変化を阻止するために電気冷却素子が大きく駆動し、その結果、電子冷却素子の消費電力が増加する。また、プリント基板と光半導体素子との間の電気信号の伝送においては、特性インピーダンスの異なるリード線や基板を介しているため、特に、高周波信号が伝送される場合、その信号は大きく劣化する。   However, in the above optical module, a large amount of heat flows from the printed board to the optical semiconductor element due to the high thermal conductivity of the lead pins and the board. In the optical semiconductor element, when the temperature changes due to heat, the output of the optical signal also changes. As a matter of course, these deteriorate the reliability of the optical module. In addition, when the electronic cooling element is provided, the electric cooling element is driven largely in order to prevent the temperature change of the optical semiconductor element due to heat, and as a result, the power consumption of the electronic cooling element increases. In addition, in the transmission of electrical signals between the printed circuit board and the optical semiconductor element, since signals are transmitted through lead wires or substrates having different characteristic impedances, the signal is greatly deteriorated particularly when a high-frequency signal is transmitted.

そこで、本発明は、プリント基板から光半導体素子への熱の流入を抑えるとともに、プリント基板と光半導体素子との間で伝送される電気信号の劣化を抑える高周波特性が優れた光モジュールを提供することを課題とする。   Accordingly, the present invention provides an optical module with excellent high-frequency characteristics that suppresses the inflow of heat from a printed circuit board to an optical semiconductor element and suppresses deterioration of an electrical signal transmitted between the printed circuit board and the optical semiconductor element. This is the issue.

上記課題を解決するために本発明の光モジュールは、
内部側端と外部側端とを有する複数のリードを備えたパッケージと、
上記パッケージ内に気密封止された光半導体素子と、
上記リードの外部側端に電気的に接続された第１の伝送線路と、
上記リードの内部側端と上記光半導体素子とを電気的に接続する第２の伝送線路とを含む光モジュールであって、
上記第１の伝送線路が第１のフレキシブル基板に設けられ、
上記第２の伝送線路が第２のフレキシブル基板に設けられ、
上記第１の伝送線路と上記第２の伝送線路とが、略平行に設けられ、伝送される信号が互いに逆相である２本の線路を含むことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the optical module of the present invention is
A package comprising a plurality of leads having an inner end and an outer end;
An optical semiconductor element hermetically sealed in the package;
A first transmission line electrically connected to the outer end of the lead;
An optical module including a second transmission line that electrically connects an inner side end of the lead and the optical semiconductor element,
The first transmission line is provided on a first flexible substrate;
The second transmission line is provided on the second flexible substrate;
The first transmission line and the second transmission line are provided substantially in parallel, and include two lines in which signals to be transmitted are in opposite phases.

本発明によれば、プリント基板から光半導体素子への熱の流入を抑えるとともに、プリント基板と光半導体素子との間で伝送される電気信号の劣化を抑えることができる。その結果、高い信頼性を有し、消費電力が小さく、高周波特性に優れた光モジュールを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while suppressing the inflow of the heat from a printed circuit board to an optical semiconductor element, deterioration of the electrical signal transmitted between a printed circuit board and an optical semiconductor element can be suppressed. As a result, an optical module having high reliability, low power consumption, and excellent high frequency characteristics can be provided.

本発明は、電気信号を変換して光信号を送信する光モジュールに関するものだが、光信号を送信するのみの光モジュールに限定したものでなく、光信号を送受信する光モジュールの光信号を送信する部分にも実施可能である。本明細書においては、光信号を送信する光モジュールについて説明している。   The present invention relates to an optical module that converts an electrical signal and transmits an optical signal, but is not limited to an optical module that only transmits an optical signal, but transmits an optical signal of an optical module that transmits and receives an optical signal. It can also be implemented in the part. In this specification, an optical module that transmits an optical signal is described.

実施の形態１．
図１は、本発明に係る光モジュールを、その内部構造も含めて示した図である。光モジュール１０は、電気信号を光信号に変換する光半導体素子１２と、光半導体素子１２を気密封止して保持するセラミックパッケージ１４と、セラミックパッケージ１４の内部と外部とを電気的に連絡するリード１６と、光半導体素子１２に伝送する電気信号を出力するプリント基板１８とを有する。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a view showing an optical module according to the present invention including its internal structure. The optical module 10 electrically connects an optical semiconductor element 12 that converts an electrical signal into an optical signal, a ceramic package 14 that hermetically seals and holds the optical semiconductor element 12, and an interior and an exterior of the ceramic package 14. It has a lead 16 and a printed circuit board 18 that outputs an electrical signal to be transmitted to the optical semiconductor element 12.

また、光モジュール１０は、プリント基板１８とリード１６のパッケージ外部側端２０（セラミックパッケージ１４の外部に露出しているリード１６の部分２０）とを電気的に接続する複数の第１の伝送線路２２がパターン形成されている第１のフレキシブル基板２４と、光半導体素子１２とリード１６のパッケージ内部側端２６（セラミックパッケージ１４内に露出しているリード１６の部分２６）とを電気的に接続する複数の第２の伝送線路２８がパターン形成されている第２のフレキシブル基板３０（３０−１、３０−２）とを有する。   The optical module 10 includes a plurality of first transmission lines that electrically connect the printed circuit board 18 and the package external side end 20 of the lead 16 (the portion 20 of the lead 16 exposed to the outside of the ceramic package 14). The first flexible substrate 24 on which the pattern 22 is formed is electrically connected to the optical semiconductor element 12 and the package inner side end 26 of the lead 16 (the portion 26 of the lead 16 exposed in the ceramic package 14). The second flexible substrate 30 (30-1, 30-2) on which a plurality of second transmission lines 28 are patterned.

さらに、光モジュール１０は、光半導体素子１２に接触した状態で又は近傍に配置されて光半導体素子１２の温度を一定に維持する電子気冷却素子３２と、光半導体素子から出力された光を集光するレンズ３４と、光モジュール１０に光信号が戻ることを防止する光アイソレータ３６とを有する。加えて、第２の伝送線路２８の末端（プリント基板１８から電気的に最も遠い端）には、終端抵抗３８が接続されている。   Further, the optical module 10 is arranged in contact with or in the vicinity of the optical semiconductor element 12 to collect the light output from the optical semiconductor element and the electronic air cooling element 32 that maintains the temperature of the optical semiconductor element 12 constant. It has a lens 34 that emits light, and an optical isolator 36 that prevents an optical signal from returning to the optical module 10. In addition, a termination resistor 38 is connected to the end of the second transmission line 28 (the end farthest from the printed circuit board 18).

光モジュール１０の上記以外の構成要素は、本発明の趣旨から外れるため、図示せず、また、説明を省略する。   Since components other than those described above of the optical module 10 are not included in the spirit of the present invention, they are not shown and description thereof is omitted.

プリント基板１８は、光半導体素子１２に伝送される信号（第１の信号）を出力する電極（第１の電極）４０と、光半導体素子１２に伝送される第１の信号と逆相の信号（第２の信号）を出力する電極（第２の電極）４２とを有する。第１の電極４０は、線路２２−１とボンディングワイヤによって電気的に接続されている。第２の電極４２は、線路２２−２とボンディングワイヤによって電気的に接続されている。   The printed circuit board 18 includes an electrode (first electrode) 40 that outputs a signal (first signal) transmitted to the optical semiconductor element 12 and a signal having a phase opposite to that of the first signal transmitted to the optical semiconductor element 12. And an electrode (second electrode) 42 for outputting (second signal). The first electrode 40 is electrically connected to the line 22-1 by a bonding wire. The second electrode 42 is electrically connected to the line 22-2 by a bonding wire.

また、プリント基板１８は、図示されてはいないが、第１と第２の信号以外に別の信号を出力する電極を有する。例えば、電子冷却素子３２を駆動させる信号（電源）を出力する電極を有する。   Further, although not shown, the printed circuit board 18 has electrodes for outputting other signals in addition to the first and second signals. For example, it has an electrode for outputting a signal (power supply) for driving the electronic cooling element 32.

第１のフレキシブル基板２４は、ポリエステルやポリイミドなどの高い柔軟性と低い熱伝導性を有するプラスチックフィルム上に複数の第１の伝送線路２２がパターン形成されて構成されている。第１のフレキシブル基板２４の第１の伝送線路２２には、第１の信号が伝送される線路２２−１と第２の信号が伝送される線路２２−２とが含まれる。線路２２−１と線路２２−２は、第１のフレキシブル基板２４上に略平行に配置されており、線厚や線幅が略同一にされている。線路２２−１は、リード１６−１のパッケージ外部側端２０−１とボンディングワイヤによって電気的に接続されている。線路２２−２は、リード１６−２のパッケージ外部側端２０−２とボンディングワイヤによって電気的に接続されている。   The first flexible substrate 24 is configured by patterning a plurality of first transmission lines 22 on a plastic film having high flexibility and low thermal conductivity such as polyester and polyimide. The first transmission line 22 of the first flexible substrate 24 includes a line 22-1 for transmitting the first signal and a line 22-2 for transmitting the second signal. The line 22-1 and the line 22-2 are arranged substantially in parallel on the first flexible substrate 24, and the line thickness and line width are substantially the same. The line 22-1 is electrically connected to the package external side end 20-1 of the lead 16-1 by a bonding wire. The line 22-2 is electrically connected to the package external side end 20-2 of the lead 16-2 by a bonding wire.

また、第１のフレキシブル基板２４が有する線路２２―１と線路２２−２以外の第１の伝送線路２２には、例えば、電子冷却素子３２を駆動させる信号が伝送される線路が含まれる。   In addition, the first transmission line 22 other than the lines 22-1 and 22-2 included in the first flexible substrate 24 includes, for example, a line through which a signal for driving the electronic cooling element 32 is transmitted.

第２のフレキシブル基板３０（３０−１、３０−２）は、第１のフレキシブル基板２４と同一のプラスチックフィルム、または、略同一の誘電率を有するプラスチックフィルム上に第２の伝送線路（線路２８−１、線路２８−２）２８がパターン形成されて構成されている。線路２８―１と線路２８−２の線厚や線幅は、線路２２−１と線路２２−２のものと略同一にされており、線路２８−１と線路２８−２との間の距離も、線路２２−１と線路２２−２との間の距離と略等しくされている。   The second flexible substrate 30 (30-1, 30-2) is formed on the same plastic film as the first flexible substrate 24 or a second transmission line (line 28) on a plastic film having substantially the same dielectric constant. -1, line 28-2) 28 is formed by pattern formation. The line thickness and line width of the line 28-1 and the line 28-2 are substantially the same as those of the line 22-1 and the line 22-2, and the distance between the line 28-1 and the line 28-2. Is also substantially equal to the distance between the line 22-1 and the line 22-2.

第２のフレキシブル基板３０−１上の線路２８−１は、リード１６−１のパッケージ内部側端２６−１とボンディングワイヤによって電気的に接続されている。第２のフレキシブル基板３０−１上の線路２８−２は、リード１６−２のパッケージ内部側端２６−２とボンディングワイヤによって電気的に接続されている。 The line 28-1 on the second flexible substrate 30-1 is electrically connected to the package inner side end 26-1 of the lead 16-1 by a bonding wire. The line 28-2 on the second flexible substrate 30-1 is electrically connected to the package inner side end 26-2 of the lead 16-2 by a bonding wire.

また、第２のフレキシブル基板３０−１上の線路２８−１のリード１６−１のパッケージ内部側端２６−１と接続されていない方の端が、光半導体素子１２のアノードまたはカソードとボンディングワイヤ４４によって電気的に接続されている。加えて、光半導体素子１２のボンディングワイヤ４４と接続されているアノードまたはカソードと第２のフレキシブル基板３０−２の線路２８−１とがボンディングワイヤ４６によって電気的に接続されることにより、第２のフレキシブル基板３０−１と３０−２それぞれの線路２８−１が電気的に接続される。   The end of the lead 16-1 of the line 28-1 on the second flexible substrate 30-1 that is not connected to the package inner side end 26-1 is the anode or cathode of the optical semiconductor element 12 and the bonding wire. 44 is electrically connected. In addition, the anode or cathode connected to the bonding wire 44 of the optical semiconductor element 12 and the line 28-1 of the second flexible substrate 30-2 are electrically connected by the bonding wire 46, so that the second The lines 28-1 of the flexible boards 30-1 and 30-2 are electrically connected.

また、第２のフレキシブル基板３０−１と３０−２それぞれの線路２８−２は、ボンディングワイヤ４８によって電気的に接続されている。   The lines 28-2 of the second flexible boards 30-1 and 30-2 are electrically connected by bonding wires 48.

第２のフレキシブル基板３０−２上の線路２８−１と線路２８−２の終端（光半導体素子１２から電気的に遠い端）は、ボンディングワイヤによって終端抵抗３８と電気的に接続されている。   The end of the line 28-1 and the end of the line 28-2 on the second flexible substrate 30-2 (the end electrically distant from the optical semiconductor element 12) is electrically connected to the termination resistor 38 by a bonding wire.

光モジュール１０において、プリント基板１８の第１の電極４０から第１の信号が出力されると、信号は、第１の電極４０から第１のフレキシブル基板２４上の線路２２−１を伝わり、続いて、リード１６−１、第２のフレキシブル基板３０−１の線路２８−１を介して（加えて、これらの間のボンディングワイヤも介して）光半導体素子１２に伝送される。信号が入力された光半導体素子１２は、光信号５０を出力する。この第１の信号は、線厚や線幅、パターン形成されているフレキシブル基板の誘電率が略同一である、言い換えると、特性インピーダンスが略等しい線路２２−１と線路２８−１とを伝送されるため、劣化が抑えられる。   In the optical module 10, when the first signal is output from the first electrode 40 of the printed circuit board 18, the signal travels from the first electrode 40 through the line 22-1 on the first flexible substrate 24, and then continues. Then, the signal is transmitted to the optical semiconductor element 12 via the lead 16-1 and the line 28-1 of the second flexible substrate 30-1 (in addition, via a bonding wire between them). The optical semiconductor element 12 to which the signal is input outputs an optical signal 50. The first signal is transmitted through the line 22-1 and the line 28-1 in which the line thickness, the line width, and the dielectric constant of the patterned flexible substrate are substantially the same, in other words, the characteristic impedance is substantially equal. Therefore, deterioration is suppressed.

また、このとき、第１の電気信号が伝送される第１の信号用伝送線路（線路２２−１、リード１６−１、線路２８−１を含む第１の信号が伝送される伝送線路）と平行に配置された第２の電気信号用伝送線路（線路２２−２、リード１６−２、線路２８−２を含む第２の信号が伝送される伝送線路）に、第１の信号と逆相の第２の信号が伝送されている。   Further, at this time, a first signal transmission line (a transmission line through which the first signal including the line 22-1, the lead 16-1, and the line 28-1 is transmitted) through which the first electric signal is transmitted. The second signal transmission line arranged in parallel (transmission line through which the second signal including the line 22-2, the lead 16-2, and the line 28-2 is transmitted) has a phase opposite to that of the first signal. The second signal is transmitted.

第１の信号用伝送線路と第２の信号用伝送線路とが略同一の構成（線厚、線幅、形成されるフレキシブル基板の誘電率）であり、互いに逆相である第１と第２の信号が伝送されるため、両方の伝送線路から生じる磁界が相殺されて熱雑音などのノイズが低減される。その結果、伝送線路を流れる電気信号のノイズによる劣化を抑えることができる。   The first signal transmission line and the second signal transmission line have substantially the same configuration (line thickness, line width, dielectric constant of the flexible substrate to be formed), and the first and second phases are opposite to each other. Therefore, the magnetic field generated from both transmission lines is canceled and noise such as thermal noise is reduced. As a result, it is possible to suppress deterioration due to noise of the electric signal flowing through the transmission line.

また、熱伝導性が低いフレキシブル基板を用いることにより、従来の光モジュールに比べて、プリント基板１８から光半導体素子１２に伝わる熱が減少する。そのために、電子冷却素子３２が大きく駆動することがなくなり、その結果、電子冷却素子３２の消費電力が抑えられる。   Further, by using a flexible substrate having low thermal conductivity, heat transferred from the printed circuit board 18 to the optical semiconductor element 12 is reduced as compared with the conventional optical module. Therefore, the electronic cooling element 32 is not driven greatly, and as a result, the power consumption of the electronic cooling element 32 is suppressed.

本実施の形態において、第２のフレキシブル基板は、２つの基板３０−１と３０−２とで構成されているが、これに限定する訳でなく、１つのフレキシブル基板で構成してもよい。また、線路２２−１、２２−２、２８−１、２８−２において、線幅、線厚、形成されるフレキシブル基板の誘電率を略同一にすることにより、これらの特性インピーダンスを略等しくしたが、特性インピーダンスが略同一であれば、線幅、線厚、形成されるフレキシブル基板の誘電率は異なってもよい。   In the present embodiment, the second flexible substrate is configured by the two substrates 30-1 and 30-2. However, the second flexible substrate is not limited to this, and may be configured by one flexible substrate. In addition, in the lines 22-1, 22-2, 28-1, and 28-2, the line impedance, the line thickness, and the dielectric constant of the formed flexible substrate are made substantially the same, thereby making these characteristic impedances substantially the same. However, as long as the characteristic impedance is substantially the same, the line width, the line thickness, and the dielectric constant of the formed flexible substrate may be different.

実施の形態２．
本実施の形態の光モジュールは、差動信号を受けて駆動する。本実施の形態の光モジュールは、実施の形態１の光モジュールと略同じだが、プリント基板が差動信号を出力するＩＣ（ドライバ）を有し、第２の信号用伝送線路と光半導体素子とが電気的に接続されていることに関して異なる。実施の形態１と同一の構成要素の符号は、実施の形態１の符号に１００を加えて示している。以下、実施の形態１と異なる部分について説明する。 Embodiment 2. FIG.
The optical module of the present embodiment is driven by receiving a differential signal. The optical module of the present embodiment is substantially the same as the optical module of the first embodiment, but the printed circuit board has an IC (driver) that outputs a differential signal, and includes a second signal transmission line, an optical semiconductor element, and the like. Differ in that they are electrically connected. The reference numerals of the same constituent elements as those in the first embodiment are shown by adding 100 to the reference numerals in the first embodiment. Hereinafter, a different part from Embodiment 1 is demonstrated.

図２は、実施の形態２の光モジュール１１０を、その内部構造も含めて示した図である。プリント基板１１８は、差動信号を出力する２つの電極１４０と１４２を有する差動ＩＣ１５２（差動ドライバ）を有する。   FIG. 2 is a diagram showing the optical module 110 according to the second embodiment including its internal structure. The printed circuit board 118 includes a differential IC 152 (differential driver) having two electrodes 140 and 142 that output differential signals.

第２のフレキシブル基板１３０（１３０−１、１３０―２）の線路１２８−２は、線路１２８−１と接続されていない光半導体素子１１２のアノードまたはカソードと電気的に接続されている電極１５４と、ボンディングワイヤ１５６によって電気的に接続されている。   The line 128-2 of the second flexible substrate 130 (130-1, 130-2) has an electrode 154 electrically connected to the anode or cathode of the optical semiconductor element 112 not connected to the line 128-1. Are electrically connected by a bonding wire 156.

また、二本一組で差動線路をなす線路１２２−１と線路１２２−２との間のインピーダンス（差動線路間のインピーダンス）と、線路１２８−１と線路１２８−２との差動線路間のインピーダンスは略等しくされている。例えば、差動ドライバ１５２が２つの電極１４０と１４２の出力インピーダンスがＺ０である場合、差動線路間のインピーダンスを２Ｚ０とすれば、差動線路のインピーダンスは整合される。 In addition, the impedance between the line 122-1 and the line 122-2 (impedance between the differential lines) that forms a differential line by a set of two, and the differential line between the line 128-1 and the line 128-2 The impedance between them is substantially equal. For example, the output impedance of the differential driver 152 are two electrodes 140 and 142 be a Z 0, if the impedance between the differential lines and 2Z 0, the impedance of the differential line are aligned.

このような構成によれば、プリント基板から光半導体素子までの伝送線路は、高周波特性に優れた線路となる。また、第１のフレキシブル基板１２４と第２のフレキシブル基板１３０における差動線路間のインピーダンスを略等しくすることで、伝送線路のインピーダンスの整合が簡単に行える。   According to such a configuration, the transmission line from the printed circuit board to the optical semiconductor element is a line having excellent high frequency characteristics. Further, by making the impedance between the differential lines in the first flexible substrate 124 and the second flexible substrate 130 substantially equal, it is possible to easily match the impedance of the transmission line.

以下、フレキシブル基板とセラミックパッケージの接続形態（線路とリードの接続形態）を変えることにより、光半導体素子への熱流入をより抑えることができる又はより優れた伝送線路を形成することができる光モジュールを説明する。ここで説明される接続形態は、第１のフレキシブル基板と第２のフレキシブル基板を区別しておらず、また、リードのパッケージ内部側端と外部側端も区別していない。しかしながら、省略のために、第１のフレキシブル基板とリードのパッケージ外部側端との接続形態について説明する。   Hereinafter, by changing the connection form (line and lead connection form) between the flexible substrate and the ceramic package, it is possible to further suppress the heat inflow to the optical semiconductor element or to form a better transmission line. Will be explained. The connection form described here does not distinguish between the first flexible substrate and the second flexible substrate, and does not distinguish between the package inner side end and the outer side end of the lead. However, for the sake of omission, a connection form between the first flexible substrate and the lead external side end of the lead will be described.

図３は、フレキシブル基板とパッケージの接続部分、言い換えると、フレキシブル基板の複数の伝送線路とパッケージの複数のリードとの接続部分を示している。光モジュール２１０において、第１のフレキシブル基板２２４に形成されている複数の伝送線路２２２は、第１のフレキシブル基板の端２５６から突出した部分（突出線路）２５８を有する。突出線路２５８とリード２１６のパッケージ外部側部２２０とが半田によって電気的に接続されている。半田付けを行う際に発生するフラックスは、複数の突出線路２５８の間から外気に放出される。フラックスが外気に放出されることにより、半田接着される表面間に残されるフラックスの量も低減される又はなくなるため、フラックスが接着面間に残ることによる電気的な接続不良が減少する。その結果、線路２２２とリード２１６のパッケージ外側部２２０との間において良好な電気的接続が行われる。   FIG. 3 shows a connection portion between the flexible substrate and the package, in other words, a connection portion between a plurality of transmission lines of the flexible substrate and a plurality of leads of the package. In the optical module 210, the plurality of transmission lines 222 formed on the first flexible substrate 224 includes a portion (projecting line) 258 protruding from the end 256 of the first flexible substrate. The protruding line 258 and the package external side 220 of the lead 216 are electrically connected by solder. Flux generated when soldering is released to the outside air from between the plurality of protruding lines 258. By releasing the flux to the outside air, the amount of flux left between the surfaces to be soldered is also reduced or eliminated, so that electrical connection failure due to the flux remaining between the bonding surfaces is reduced. As a result, a good electrical connection is made between the line 222 and the package outer part 220 of the lead 216.

また、第１のフレキシブル基板２２４とパッケージ２１４の間には、ギャップ２６０が設けられている。そのため、第１のフレキシブル基板２２４からパッケージ２１４に熱が伝導されない。その結果、図示されてはいないが、プリント基板から光半導体素子に流入する熱が少なくなる。   In addition, a gap 260 is provided between the first flexible substrate 224 and the package 214. Therefore, heat is not conducted from the first flexible substrate 224 to the package 214. As a result, although not shown, heat flowing from the printed circuit board to the optical semiconductor element is reduced.

図４は、フレキシブル基板とパッケージの別の接続形態を示している。図示するように接続される光モジュール３１０において、第１のフレキシブル基板３２４とパッケージ３１４の接続は、第１のフレキシブル基板３２４の複数の伝送線路３２２が形成されている面と反対の面３６２とパッケージ３１４のリード３１６のパッケージ外部側部３２０が形成されている面３６４のパッケージ外部側端３２０が形成されていない部分とが絶縁性接着剤３６６によって接着されることによって行われている。複数の線路３２２とリード３１６のパッケージ外部側部３２０との電気的接続は、ボンディングワイヤ３６８によって行われている。第１のフレキシブル基板３２４とパッケージ３１４が接着されるために、これらの接続は強固なものとなる。また、ボンディングワイヤ３６８をその長さを調節して複数の線路３２２とリード３１６のパッケージ外部側部３２０とを電気的に接続することにより、インピーダンス整合が行われる。   FIG. 4 shows another connection form between the flexible substrate and the package. In the optical module 310 connected as shown in the figure, the connection between the first flexible substrate 324 and the package 314 is performed on the surface 362 opposite to the surface on which the plurality of transmission lines 322 of the first flexible substrate 324 are formed. The surface 364 of the lead 316 on which the package external side portion 320 is formed is bonded to the portion of the surface 364 where the package external side end 320 is not formed by an insulating adhesive 366. Electrical connection between the plurality of lines 322 and the package external side 320 of the leads 316 is made by bonding wires 368. Since the first flexible substrate 324 and the package 314 are bonded, these connections are strong. In addition, impedance matching is performed by adjusting the length of the bonding wire 368 and electrically connecting the plurality of lines 322 and the package external side portion 320 of the lead 316.

図５は、フレキシブル基板とパッケージの更なる別の接続形態を示している。図示するように接続される光モジュール４１０において、パッケージ４１４には、第１のフレキシブル基板４２４の厚さと略同一長さの段差部４７０が設けられている。この段差部４７０に第１のフレキシブル基板４２４の端部が絶縁性接着剤４７２によって接着されている。これにより、第１のフレキシブル基板４２４に形成されている複数の伝送線路４２２の面とパッケージ４１４に形成されているリード４１６のパッケージ外部側部４２０の面とが略同一平面上に存在することになる。このような接続形態において、ボンディングワイヤ４７４によって複数の線路４２２とリード４１６のパッケージ外部側部４２０を電気的に接続すると、そのボンディングワイヤ４７４の長さは技術的に可能である限り短くすることができる。ボンディングワイヤ４７４は、伝送線路においてインダクタンスとなるため、伝送される信号が高周波信号である場合、インピーダンスが高くなり高周波特性が劣化する。したがって、ボンディングワイヤ４７４の長さを可能である限り短くすることにより、伝送線路の高周波特性の劣化を阻止する。   FIG. 5 shows still another connection form between the flexible substrate and the package. In the optical module 410 connected as illustrated, the package 414 is provided with a stepped portion 470 having substantially the same length as the thickness of the first flexible substrate 424. The end portion of the first flexible substrate 424 is bonded to the step portion 470 with an insulating adhesive 472. Thereby, the surface of the plurality of transmission lines 422 formed on the first flexible substrate 424 and the surface of the package external side portion 420 of the lead 416 formed on the package 414 exist on substantially the same plane. Become. In such a connection form, when the plurality of lines 422 and the package external side portion 420 of the lead 416 are electrically connected by the bonding wires 474, the length of the bonding wires 474 can be shortened as much as technically possible. it can. Since the bonding wire 474 becomes an inductance in the transmission line, when the transmitted signal is a high-frequency signal, the impedance becomes high and the high-frequency characteristics are deteriorated. Therefore, by reducing the length of the bonding wire 474 as much as possible, deterioration of the high-frequency characteristics of the transmission line is prevented.

図６は、第１のフレキシブル基板がマイクロストリップ構造の基板である場合の接続形態を示している。第１のフレキシブル基板５２４の複数の線路５２２が形成されている面と反対側の面には、導電層５７６が形成されている。また、パッケージ５１４には、第１のフレキシブル基板５２４の厚さと略同一長さの段差部５７０が設けられている。この段差部５７０に第１のフレキシブル基板５２４の端部が接着される。また、段差部５７０の導電層５７６と接触する部分には、光半導体素子（図示せず）の基準電位、例えば、グラウンドが印加されているグラウンドリード（図示せず）が設けられている。このグラウンドリードと導電層５７６とを電気的に接続するために第１のフレキシブル基板５２４とパッケージ５１４とを導電性接着剤５７８によって接着するとともに、光半導体素子に伝送される第１の信号と第２の信号（実施の形態２においては差動信号）の基準電位、例えば、グラウンドを導電層５７６に印加する。これにより、第１の信号と第２の電号と光半導体素子とのグラウンドが共通化され、その結果、伝送線路の高周波特性を安定することができる。   FIG. 6 shows a connection configuration in the case where the first flexible substrate is a substrate having a microstrip structure. A conductive layer 576 is formed on the surface of the first flexible substrate 524 opposite to the surface on which the plurality of lines 522 are formed. The package 514 is provided with a step portion 570 having a length substantially the same as the thickness of the first flexible substrate 524. The end portion of the first flexible substrate 524 is bonded to the step portion 570. A portion of the stepped portion 570 that contacts the conductive layer 576 is provided with a ground lead (not shown) to which a reference potential of an optical semiconductor element (not shown), for example, a ground is applied. In order to electrically connect the ground lead and the conductive layer 576, the first flexible substrate 524 and the package 514 are bonded by the conductive adhesive 578, and the first signal transmitted to the optical semiconductor element and the first signal are transmitted. A reference potential of the second signal (differential signal in Embodiment Mode 2), for example, ground is applied to the conductive layer 576. Thereby, the ground of the first signal, the second electric signal, and the optical semiconductor element is shared, and as a result, the high frequency characteristics of the transmission line can be stabilized.

本発明の実施の形態１に係る光モジュールを示す図である。It is a figure which shows the optical module which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２に係る光モジュールを示す図である。It is a figure which shows the optical module which concerns on Embodiment 2 of this invention. 線路とリードの接続形態を示す図である。It is a figure which shows the connection form of a track | line and a lead. フレキシブル基板とパッケージの接続形態を示す図である。It is a figure which shows the connection form of a flexible substrate and a package. フレキシブル基板とパッケージの別の接続形態を示す図である。It is a figure which shows another connection form of a flexible substrate and a package. フレキシブル基板とパッケージの更なる別の接続形態を示す図である。It is a figure which shows another another connection form of a flexible substrate and a package.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 光モジュール、 １２ 光半導体素子、 １４ パッケージ、 １６ リード、 １８ プリント基板、 ２０ パッケージ外部側部、 ２２ 第１の伝送線路、 ２４ 第１のフレキシブル板、 ２６ パッケージ内部側部、 ２８ 第２の伝送線路、 ３０ 第２のフレキシブル基板、 ３２ 電子冷却素子、 ３４ レンズ、 ３６ 光アイソレータ、 ３８ 終端抵抗、 ４０ 第１の電極、 ４２ 第２の電極、 ４４ ボンディングワイヤ、 ４６ ボンディングワイヤ、 ４８ ボンディングワイヤ、 ５０ 光信号、
１１０ 光モジュール、 １１２ 光半導体素子、 １１４ パッケージ、 １１６ リード、 １１８ プリント基板、 １２０ パッケージ外部側部、 １２２ 第１の伝送線路、 １２４ 第１のフレキシブル基板、 １２６ パッケージ内部側部、 １２８ 第２の伝送線路、 １３０ 第２のフレキシブル基板、 １４０ 電極、 １４２ 電極、 １５２ 差動ドライバ、 １５４ 電極、 １５６ ボンディングワイヤ、
２１０ 光モジュール、 ２１４ パッケージ、 ２１６ リード、 ２２０ パッケージ外部側部、 ２２２ 伝送線路、 ２２４ フレキシブル基板、 ２５６ 端、 ２５８ 突出部、 ２６０ ギャップ、
３１０ 光モジュール、 ３１４ パッケージ、 ３１６ リード、 ３２０ パッケージ外部側部、 ３２２ 伝送線路、 ３２４ フレキシブル基板、 ３６２ 面、 ３６４ 面、 ３６６ 絶縁性接着剤、 ３６８ ボンディングワイヤ、
４１０ 光モジュール、 ４１６ リード、 ４２０ パッケージ外部側部、 ４２２ 伝送線路、 ４２４ フレキシブル基板、 ４７０ 段差、 ４７２ 絶縁性接着剤、 ４７４ ボンディングワイヤ、
５１０ 光モジュール、 ５１４ パッケージ、 ５１６ リード、 ５２０ パッケージ外部側部、 ５２２ 伝送線路、 ５２４ フレキシブル基板、 ５７０ 段差、 ５７４ ボンディングワイヤ、５７６ グラウンドプレーン、 ５７８ 導電性接着剤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical module, 12 Optical semiconductor element, 14 Package, 16 Lead, 18 Printed circuit board, 20 Package external side part, 22 1st transmission line, 24 1st flexible board, 26 Package internal side part, 28 2nd transmission Line, 30 Second flexible substrate, 32 Electronic cooling element, 34 Lens, 36 Optical isolator, 38 Termination resistor, 40 First electrode, 42 Second electrode, 44 Bonding wire, 46 Bonding wire, 48 Bonding wire, 50 Optical signal,
110 optical module, 112 optical semiconductor element, 114 package, 116 lead, 118 printed circuit board, 120 package outer side, 122 first transmission line, 124 first flexible substrate, 126 package inner side, 128 second transmission Line, 130 Second flexible substrate, 140 electrodes, 142 electrodes, 152 Differential driver, 154 electrodes, 156 Bonding wire,
210 optical module, 214 package, 216 lead, 220 package outer side, 222 transmission line, 224 flexible substrate, 256 end, 258 protrusion, 260 gap,
310 optical module, 314 package, 316 lead, 320 package external side, 322 transmission line, 324 flexible substrate, 362 surface, 364 surface, 366 insulating adhesive, 368 bonding wire,
410 optical module, 416 lead, 420 package outer side, 422 transmission line, 424 flexible substrate, 470 step, 472 insulating adhesive, 474 bonding wire,
510 optical module, 514 package, 516 lead, 520 package external side, 522 transmission line, 524 flexible substrate, 570 step, 574 bonding wire, 576 ground plane, 578 conductive adhesive

Claims (7)

内部側端と外部側端とを有する複数のリードを備えたパッケージと、
上記パッケージ内に気密封止された光半導体素子と、
上記リードの外部側端に電気的に接続された第１の伝送線路と、
上記リードの内部側端と上記光半導体素子とを電気的に接続する第２の伝送線路とを含む光モジュールであって、
上記第１の伝送線路が第１のフレキシブル基板に設けられ、
上記第２の伝送線路が第２のフレキシブル基板に設けられ、
上記第１の伝送線路と上記第２の伝送線路とが、略平行に設けられ、伝送される信号が互いに逆相である２本の線路を含むことを特徴とする光モジュール。 A package comprising a plurality of leads having an inner end and an outer end;
An optical semiconductor element hermetically sealed in the package;
A first transmission line electrically connected to the outer end of the lead;
An optical module including a second transmission line that electrically connects an inner side end of the lead and the optical semiconductor element,
The first transmission line is provided on a first flexible substrate;
The second transmission line is provided on the second flexible substrate;
The optical module comprising two lines in which the first transmission line and the second transmission line are provided substantially in parallel, and transmitted signals are in opposite phases. 上記２本の線路の少なくとも一本が、上記光半導体素子に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。   The optical module according to claim 1, wherein at least one of the two lines is electrically connected to the optical semiconductor element. 上記２本の線路を伝送する上記信号が、差動信号であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の光モジュール。   3. The optical module according to claim 1, wherein the signal transmitted through the two lines is a differential signal. 上記第１のフレキシブル基板の端部から突出した突出線路を有し、
上記パッケージと上記第１のフレキシブル基板との間にギャップを設けながら、上記突出線路と上記リードの外部側端とが接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一に記載の光モジュール。 A protruding line protruding from an end of the first flexible substrate;
The projecting line and the outer side end of the lead are connected to each other while providing a gap between the package and the first flexible substrate. Light module. 上記第１のフレキシブル基板と上記パッケージが絶縁状態で接合されており、
上記第１伝送線路と上記リードの上記外部側端がボンディングワイヤによって電気的に接続されており、
上記ボンディングワイヤの長さが調節することにより、インピーダンス整合が行われていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一に記載の光モジュール。 The first flexible substrate and the package are joined in an insulated state;
The first transmission line and the external end of the lead are electrically connected by a bonding wire;
The optical module according to claim 1, wherein impedance matching is performed by adjusting a length of the bonding wire. 上記パッケージが、上記第１伝送線路の表面と上記リードの上記外部側端の表面とを略同一平面上に存在するように上記第１のフレキシブル基板を保持する段差を有しており、
上記第１のフレキシブル基板が上記段差で上記パッケージに絶縁状態で接合されており、
上記第１伝送線路と上記リードの上記外部側端とが、ボンディングワイヤによって電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一に記載の光モジュール。 The package has a step for holding the first flexible substrate so that the surface of the first transmission line and the surface of the external end of the lead are on substantially the same plane;
The first flexible substrate is joined to the package in an insulating state at the step,
The optical module according to claim 1, wherein the first transmission line and the external end of the lead are electrically connected by a bonding wire. 上記フレキシブル基板の上記線路を有する面と反対の面に導電層が設けられ、
上記導電層に基準電位が与えられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一に記載の光モジュール。
A conductive layer is provided on the surface of the flexible substrate opposite to the surface having the line,
The optical module according to claim 1, wherein a reference potential is applied to the conductive layer.
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