JP2007036046A - Optical transmitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信において用いられる光送信デバイスに関するものである。 The present invention relates to an optical transmission device used in optical communication.
高速(例えば10Gbps)の光通信においては、WDM(Wavelength Division Multiplexing)方式のように複数の異なる波長の光が用いられるために、光送信デバイスに対して高い波長精度が要求される。このような光送信デバイスには測温素子及び電子冷却器が内蔵され、その測温素子及び電子冷却器を用いて発光素子を温度制御することにより、波長精度が高く維持されている。この場合、光送信デバイスの内部の温度を検出するためのサーミスタ等の測温素子による検出温度の正確性が問題となる。 In high-speed (for example, 10 Gbps) optical communication, high wavelength accuracy is required for an optical transmission device because light of a plurality of different wavelengths is used as in a WDM (Wavelength Division Multiplexing) system. Such an optical transmission device includes a temperature measuring element and an electronic cooler, and the wavelength accuracy is maintained high by controlling the temperature of the light emitting element using the temperature measuring element and the electronic cooler. In this case, the accuracy of the temperature detected by a temperature measuring element such as a thermistor for detecting the temperature inside the optical transmission device becomes a problem.
このような問題に対処するため、下記特許文献1記載の半導体レーザモジュールでは、サーミスタの電極を、キャリア上の絶縁性及び熱伝導性を有する中継ブロックとワイヤボンディングして中継ブロックを外部ピンと接続することで、ボンディングワイヤ及び端子を介してのサーミスタへの熱の流入が防止されている。また、下記特許文献2記載の半導体レーザモジュールでは、電子冷却器上の基板に設けられた配線パターンを介して、サーミスタの電極とパッケージの側壁に設けられた配線パターンとがボンディングワイヤで接続されることにより、サーミスタに対する周辺温度の影響が軽減されている。 In order to cope with such a problem, in the semiconductor laser module described in Patent Document 1 below, the thermistor electrode is wire-bonded to a relay block having insulation and thermal conductivity on the carrier to connect the relay block to an external pin. This prevents the heat from flowing into the thermistor through the bonding wire and the terminal. Further, in the semiconductor laser module described in Patent Document 2 below, the electrode of the thermistor and the wiring pattern provided on the side wall of the package are connected by a bonding wire via the wiring pattern provided on the substrate on the electronic cooler. This reduces the influence of the ambient temperature on the thermistor.
さらに、下記特許文献3記載の半導体レーザモジュールでは、半導体レーザは金属ベース上に搭載されたヒートシンク上に配置され、サーミスタは金属ベース上に搭載されたサーミスタ基板上に配置されている。このような構造において、金属ベースからレーザダイオードまでの熱抵抗、及び金属ベースからサーミスタまでの熱抵抗を調整して、半導体レーザをサーミスタ温度で動作させている。また、下記特許文献4記載のレーザダイオードモジュールにおいては、ベース上にレーザダイオード及びサーミスタが搭載され、ベースのレーザダイオード近傍の部分とハウジングとを熱的に接続する金属プレートが設けられ、サーミスタ及びレーザダイオードがほぼ同温度になるように設定されている。また、下記特許文献5記載の半導体レーザ装置においては、抵抗体であるインピーダンス整合回路をペルチェ素子上の金属ベース上ではなく、ペルチェ素子から分離された端子配線棚部に設けることにより、ペルチェ素子上の発熱源が減少すると共に、ペルチェ素子上の各素子と端子配線棚部とを結ぶボンディングワイヤの本数も削減されてパッケージ内への熱流入が低減される。
しかしながら、上述した従来の光送信モジュールにおいては、依然として、サーミスタの電極に接続されたボンディングワイヤを介して、外部とサーミスタとの間で熱の流出入が生じる。その結果、サーミスタの2つの電極間で流出又は流入する熱量が異なるので、サーミスタの両電極間で温度差が生じる。このような電極間の温度差は、サーミスタによって検出される温度の正確性を低下させ、発光素子の温度制御の精度の低下という問題を招来する。 However, in the conventional optical transmission module described above, heat flows in and out between the outside and the thermistor through the bonding wire connected to the thermistor electrode. As a result, the amount of heat that flows out or inflows between the two electrodes of the thermistor is different, resulting in a temperature difference between the two electrodes of the thermistor. Such a temperature difference between the electrodes lowers the accuracy of the temperature detected by the thermistor, and causes a problem that the temperature control accuracy of the light emitting element is lowered.
そこで、本発明は、測温素子における熱の流出入の影響を低減することによって、パッケージ内の温度制御の精度を向上させることが可能な光送信デバイスを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical transmission device that can improve the accuracy of temperature control in a package by reducing the influence of heat flow in and out of a temperature measuring element.
上記課題を解決するため、本発明の光送信デバイスは、パッケージ内部に収容された電子冷却器と、パッケージ内部において電子冷却器の上面に搭載され、半導体発光素子を搭載する絶縁性材料からなるキャリアと、キャリアに搭載され、パッケージ内部の温度を検出する測温素子と、キャリアの上面において支持される支持体と測温素子の電極と同一面上で接続される接続体とを含む金属部材と、測温素子から外部へ信号を出力するための配線基板と、金属部材と配線基板とを電気的に接続する配線部材とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, an optical transmission device of the present invention includes an electronic cooler housed in a package and a carrier made of an insulating material mounted on the upper surface of the electronic cooler in the package and mounting a semiconductor light emitting element. And a metal member that includes a temperature measuring element that is mounted on the carrier and detects the temperature inside the package, and a support body that is supported on the upper surface of the carrier and a connection body that is connected on the same plane as the electrode of the temperature measuring element. And a wiring board for outputting a signal from the temperature measuring element to the outside, and a wiring member for electrically connecting the metal member and the wiring board.
このような光送信デバイスにおいては、電子冷却器上のキャリアに搭載されたサーミスタによりキャリア上の温度が検出され、その温度に基づいて電子冷却器の動作が制御されることにより、半導体発光素子を収容するパッケージ内部の温度制御が行われる。このとき、測温素子の電極とキャリア上面とは金属部材により熱的に接続され、測温素子の電極と外部接続用の配線基板とは金属部材を介して電気的に接続されているので、外部からパッケージ内に流入、又はパッケージ内から外部へ流出する熱は、金属部材を介して配線基板とキャリアとの間で効率的に伝導する。特に、測温素子の電極と金属部材とは面接触で接続されているので、電極とキャリア上面との温度差が低下する。これにより、測温素子の電極と外部との間の熱の流出入が防止され、測温素子で検出される温度の精度が向上する。 In such an optical transmission device, the temperature on the carrier is detected by a thermistor mounted on the carrier on the electronic cooler, and the operation of the electronic cooler is controlled on the basis of the temperature. The temperature inside the package to be accommodated is controlled. At this time, the electrode of the temperature measuring element and the carrier upper surface are thermally connected by a metal member, and the electrode of the temperature measuring element and the wiring board for external connection are electrically connected through the metal member, Heat that flows into or out of the package from the outside is efficiently conducted between the wiring board and the carrier through the metal member. In particular, since the electrode of the temperature measuring element and the metal member are connected by surface contact, the temperature difference between the electrode and the carrier upper surface decreases. Thereby, the inflow and outflow of heat between the electrode of the temperature measuring element and the outside is prevented, and the accuracy of the temperature detected by the temperature measuring element is improved.
また、キャリアは、上面において窪み部が形成されており、測温素子は、窪み部においてキャリアに搭載され、接続体は、支持体がキャリアによって支持される面と同一面上で電極と接続されることも好ましい。かかる構成とすれば、金属部材の形状が単純化されて金属部材の加工が容易になると共に、金属部材取付時のがたつきを抑えることができる。 The carrier has a depression formed on the upper surface, the temperature measuring element is mounted on the carrier in the depression, and the connection body is connected to the electrode on the same plane as the surface supported by the carrier. It is also preferable. With this configuration, the shape of the metal member is simplified, the metal member can be easily processed, and rattling when the metal member is attached can be suppressed.
本発明の光送信デバイスによれば、測温素子における熱の流出入の影響を低減することによって、パッケージ内の温度制御の精度を向上させることができる。 According to the optical transmission device of the present invention, it is possible to improve the accuracy of temperature control in the package by reducing the influence of heat flow in and out of the temperature measuring element.
以下、図面を参照しつつ本発明に係る光送信デバイスの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an optical transmission device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、本発明の好適な一実施形態である光送信デバイスの構成を示す斜視図である。同図に示す光送信デバイス1は、外部から入力された高周波の電気信号を光信号に変換して出力するためのデバイスである。 FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an optical transmission device which is a preferred embodiment of the present invention. An optical transmission device 1 shown in FIG. 1 is a device for converting a high-frequency electric signal input from the outside into an optical signal and outputting it.
光送信デバイス1は、直方体形状を有するパッケージ10と、このパッケージ10の側面12aに固定され、光ファイバの先端に取り付けられたフェルールに嵌合される光結合部20と、側面12aの端部につながる側面12bに取り付けられ、側面12bに略垂直に外側に延びるL字形状のリードピン14bと、側面12aに対向する側面12cに取り付けられ、側面12cに略垂直に外側に延びるリードピン14aとを備えている。このリードピン14aは、パッケージ10内部の半導体発光素子に高周波の変調信号を与えるために設けられ、リードピン14bは、電子冷却器への電源の供給、測温素子からの信号出力、発光素子モニタ用の受光素子からの信号出力、及び半導体発光素子への駆動電流の供給等の直流信号又は低周波信号の入出力用に設けられている。このように、光送信デバイス1は、直方体のパッケージ10の側面から外側にリードピンが延びるようなバタフライ型の形状を有する。
The optical transmission device 1 includes a
次に、図2〜図4を参照して、光送信デバイス1の内部構成について説明する。 Next, the internal configuration of the optical transmission device 1 will be described with reference to FIGS.
図2において、(a)は、光送信デバイス1の各種素子の搭載前の一部破断斜視図、(b)は、光送信デバイス1の各種素子の搭載前の状態を側面から見た模式図、図3において、(a)は、光送信デバイス1の各種素子の搭載後の状態を側面から見た模式図、(b)は、(a)の要部拡大図、図4は、キャリア上における半導体レーザ素子及びサーミスタの搭載状態を詳細に示す斜視図である。 2A is a partially broken perspective view before mounting various elements of the optical transmission device 1, and FIG. 2B is a schematic view of the state before mounting various elements of the optical transmission device 1 as viewed from the side. 3, (a) is a schematic view of the state after mounting various elements of the optical transmission device 1 as viewed from the side, (b) is an enlarged view of the main part of (a), and FIG. FIG. 2 is a perspective view showing in detail a mounting state of the semiconductor laser element and the thermistor in FIG.
まず、図2(a)〜(b)、及び図3(a)を参照して、パッケージ10は、CuW等の高熱伝導率の材料からなる底板11と、底板11の縁部にロー付けにより気密に接合された側壁12とを含んでいる。パッケージ10内部において底板11上には、直方体形状の台座部11aが形成され、この台座部11aの上面にはペルチェ素子を含む電子冷却器21が搭載されている。電子冷却器21は、上側基板21aと下側基板21bとの間に半導体素子であるペルチェ素子21cが複数接続された構造を有し、下側基板21bの下面の形状が台座部11aの上面の形状と同一にされることで、台座部11aと一体化した状態で搭載される。この台座部11aは、底板11上に電子冷却器21を接着する際に周囲に漏れ出した接着剤が電子冷却器21の下側基板21bの上方にせり上がりペルチェ素子21cと台座部11aとが短絡するのを防止するために設けられる。
First, referring to FIGS. 2A to 2B and FIG. 3A, a
側壁12は、コバール等の金属からなる金属板12aとアルミナ系の材料からなる積層セラミック部(配線基板)12cとを含んでいる。積層セラミック部12cは、底板11上に、第1の多層セラミック基板17a、第2の多層セラミック基板17b、及びセラミック層17cがこの順で重ね合わされたものである。ここで、第1の多層セラミック基板17a及び第2の多層セラミック基板17bは、複数のセラミック層の表面に配線が形成されてなるものであり、パッケージ10内部に収容される各種部品とリードピン14a,14bとの間を電気的に接続する役割を有する。
The
さらに、電子冷却器21の上側基板21a上には、AlN等のセラミック製のキャリア22が搭載されている。キャリア22は、その底面形状が電子冷却器21の上側基板21aの上面と同一形状をなしており、上側基板21aと半田により接合されている。また、キャリア22には、その上面において互いに平行で上側基板21aからの距離が異なる第1実装面22aと第2実装面22bとが形成されており、金属板12a側の第2実装面22bには、半導体発光素子から出射された光を略平行光に変換するレンズ23が搭載されている。第2実装面22bより高い位置に形成されている第1実装面22aには、半導体発光素子としての半導体レーザ素子24とパッケージ10内部の温度を検出するサーミスタ(測温素子)25とが搭載されている。
Further, a
半導体レーザ素子24は、分布帰還型半導体レーザ(DFB:Distributed Feed-Back Laser)と半導体変調素子(Electro-Absorption Device)とを集積化したEA−DFB型の半導体発光素子であり、出射する光の方向がレンズ23の方向を向くように第1実装面22a上に固定されている。半導体レーザ素子24から出射された光は、レンズ23を透過した後、光結合部20(図1)を通過して光ファイバに入射される。サーミスタ25は、ブロック状のセラミック製部材の両面に電極が接続されたものであり、下側電極が第1実装面22aに接するようにキャリア22に搭載される。半導体レーザ素子24の端子及びサーミスタ25の下側電極は、第1実装面22a上の金属パターン及び金属パターンと積層セラミック部12cとの間に渡されたボンディングワイヤ28を介して積層セラミック部12cに接続されている。
The
次に、図3(b)及び図4を参照してキャリア22上のサーミスタ25の搭載状態を詳細に説明する。サーミスタ25は、上述したように、下側電極25bを第1搭載面22a上の金属パターン29に接触した状態でキャリア22に搭載される。さらに、このサーミスタ25の上側電極25a及びキャリア22上には熱伝導体(金属部材)26が設置されている。熱伝導体26は、熱伝導率の高い金属材料(例えば、銅)からなり、縦方向の断面が略L字形状を有し、キャリア22の第1実装面22aにおいて支持される直方体の支持体26aと、測温素子25の上側電極25aに接続される直方体の接続体26bとが一体成形されたものである。この支持体26aの底面26cと接続体26bの底面26dとは、それぞれの底面を含む平面間の距離がサーミスタ25の厚さとぼぼ同一となるように形成されている。
Next, the mounting state of the
このような構成において、接続体26bの底面26dをサーミスタ25の上側電極25aに沿って接続することにより上側電極25aと熱伝導体26とが熱的に接続されると同時に、支持体26aの底面26cがキャリア22の上面に接合されることによりキャリア22と熱伝導体26とが熱的に接続される。なお、支持体26aとキャリア22との良好な接着性を得るために、キャリア22の第1搭載面22aの接合部位には、銅メタライズ等の金属膜が形成されていることが好ましい。ただし、この場合は、この金属膜とキャリア22上の金属パターン29とは電気的に分離することが必要とされる。
In such a configuration, by connecting the
さらに、熱伝導体26の上面は、ワイヤ(配線部材)27を用いたワイヤボンディングにより積層セラミック部12cの第2の多層セラミック基板17b(図3参照)上の配線パターンに電気的に接続されている。その結果、サーミスタ25の上側電極25aは、熱伝導体26及びワイヤ27を介して積層セラミック部12cと電気的に接続され、サーミスタ25で検出された信号は積層セラミック部12c及びリードピン14bを通じて外部に出力される。このようにしてサーミスタ25から出力された信号は、外部の制御用回路(図示せず)においてキャリア22上の半導体レーザ素子24の温度を検出するために利用され、この制御用回路によって半導体レーザ素子24の温度が一定となるように電子冷却器21への駆動電流が制御される。
Furthermore, the upper surface of the
以上説明した光送信デバイス1の作用効果について、熱伝導体26を含まない構成と比較しつつ説明する。
The effects of the optical transmission device 1 described above will be described in comparison with a configuration that does not include the
光送信デバイス1において熱伝導体26を除いた構成、すなわち、サーミスタ25の上側電極25aが直接ワイヤボンディングにより積層セラミック部12cに接続される構成(図7参照)においては、外部とサーミスタとの間で熱の移動が生じやすい。すなわち、サーミスタ25と積層セラミック部12c内の配線とを接続するワイヤは、熱伝導率の高い金線が利用されるため、外部環境温度の変化に伴うパッケージ10の内部と外部との温度差に応じて、サーミスタ25と外部につながる積層セラミック部12cとの間で熱の移動が生じる。例えば、電子冷却器21によって調整する半導体レーザ素子24の温度より積層セラミック部12cの温度が高い場合には、ワイヤを介して積層セラミック部12cからサーミスタ25の上側電極25aに熱が流入する。一方、半導体レーザ素子24の温度より積層セラミック部12cの温度が低い場合には、ワイヤを介して上側電極25aから積層セラミック部12cに熱が流出する。
In the configuration of the optical transmission device 1 excluding the
ここで、サーミスタ25の素材は熱伝導率の低いアルミナ等のセラミック製部材からなるため、このような熱の移動によりサーミスタ25の上下電極間に温度差が生じる。サーミスタ25の電気抵抗はサーミスタ自体の温度に追随して変化する性質を有するため、上下電極間の温度差が存在するとサーミスタ25によって正確な温度を検出することが困難となり、電子冷却器21によるパッケージ10内の温度制御の精度が低下する。その結果、半導体レーザ素子の電流−光出力強度特性(I−L特性)の変動、半導体レーザ素子の発振閾値の変動による光出力特性及び発振波長特性の劣化等の問題が生じる。さらには、温度差分だけ加熱或いは冷却する必要があるため、電子冷却器の消費電力の増大や冷却特性の悪化などの問題にも波及する。
Here, since the material of the
これに対して本実施形態にかかる光送信デバイス1においては、サーミスタ25の素材よりも熱伝導性に優れる熱伝導体26の存在により、ワイヤ27を介して流出或いは流入する熱が上側電極25aに蓄積するのが効果的に防止される。すなわち、パッケージ10の外部から積層セラミック部12cに流入した熱は、上側電極25aには蓄積されず、ワイヤ27及び熱伝導体26を伝わってキャリア22上の金属パターンに流出される。これにより、ワイヤを介したサーミスタ25の上側電極25aと積層セラミック部12cとの間の熱の移動が防止され、サーミスタ25の上下電極間の温度差を低減することができる。特に、サーミスタ25の上側電極25aと熱伝導体26とは面接触で接続されているので、電極25aとキャリア22上面との温度差が小さくなり、結果としてサーミスタ25の上下電極間の温度差が一層低減されることになる。その結果、サーミスタ25で検出する温度と半導体レーザ素子24の温度とを一致させることができ、電子冷却器21による温度制御の精度を向上させることができる。
On the other hand, in the optical transmission device 1 according to the present embodiment, the heat flowing out or inflowing through the
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、熱伝導体26とサーミスタ25及びキャリア22との接続形態としては、他の様々な形態のものを採用することができる。
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above. For example, as the connection form between the
図5〜図6は、本発明の光送信デバイスの変形例において、キャリア上の半導体レーザ素子24及びサーミスタ25の搭載状態を詳細に示す斜視図である。図5(a)においては、サーミスタ25及びキャリア22上において、熱伝導体36の設置方向が熱伝導体26に対して180度回転されている。また、図5(b)に示す熱伝導体46は、縦方向の断面が略U字形状を有し、底面の両端側において第1支持体46b及び第2支持体46cが形成されている。この第1支持体46b及び第2支持体46cがキャリア22の第1実装面22aに接合されるとともに、第1支持体46b及び第2支持体46cの間に形成された接続体46aがサーミスタ25の上側電極25aに接続される。このような接続構造により、キャリア22上に熱伝導体46を搭載した際のがたつきが少なくされるとともに、キャリア22と熱伝導体46との間の熱抵抗が一層低下する。
5 to 6 are perspective views showing in detail the mounting state of the
図6(a)に示す変形例では、キャリア22の隅部において第1実装面22aより低い位置に窪み部22cが形成され、この窪み部22c上にサーミスタ25が搭載されている。また、窪み部22cを含む平面と第1実装面22aとの距離はサーミスタ25の厚さとほぼ同一とされることで、第1実装面22aとサーミスタ25の上側電極25aとが同一平面上に位置している。さらに、熱伝導体56は、支持体56aと接続体56bとが一体化された直方体形状を有し、接続体56bは、支持体56aがキャリア22によって支持される面である第1実装面22aと同一面上で上側電極25aと接続されている。このような構成により、熱伝導体の形状が単純化されて熱伝導体の加工が容易になると共に、熱伝導体取付時のがたつきを抑えることができる。また、図6(b)に示す変形例においては、熱伝導体66は、縦方向の断面が略L字形状を有し、接続体66bを挟んだ第1支持体66aの反対側には、下方に突出する第2支持体66cが形成されている。この熱伝導体66は、接続体66bの底面において上側電極25aと接続されると同時に、第1支持体66a及び第2支持体66cの底面においてキャリア22の第1実装面22a及び窪み部22cに接合されている。
In the modification shown in FIG. 6A, a
次に、本発明の光送信デバイス1及びその変形例における半導体レーザ素子24及びサーミスタの温度分布のシミュレーション結果を示す。図9において、(a)は、上述した実施形態及びその変形例である光送信デバイスにおけるパッケージの内外温度差とサーミスタ上下電極間の温度差との関係のシミュレーション結果を示すグラフ、(b)は、パッケージの内外温度差と、半導体レーザ素子のサーミスタに対する温度差との関係のシミュレーション結果を示すグラフである。
Next, the simulation result of the temperature distribution of the
ここでは、光送信デバイス1の各構成要素の主材料として、半導体レーザ素子24、キャリア22、サーミスタ25、電子冷却器21の上下基板21a,21b、パッケージ10の底板11、積層セラミック部12c、ワイヤ27、及び熱伝導体26,36,46,56,66には、それぞれ、InP、AlN、Al2O3、Al2O3、CuW、Al2O3、Au、Cuが使用されていると想定し、また、それぞれの熱伝導率[W/mK]が、68、170、17、17、180、17、300、390であるとした。また、環境条件として、電子冷却器21の上側基板21aの温度を35°C、パッケージ10の内部環境として窒素が自然対流している状態、パッケージ10の外部環境として空気が自然対流している状態を想定した。また、パッケージ10内で発生する熱量は、半導体レーザ素子24の分布帰還型半導体レーザにおいて0.18W、半導体変調素子において0.0368W、電子冷却器21の高温側基板において0.9Wとした。このような条件のもと、光送信デバイスをSUS304製の金属土台の上に載置させたことを想定してシミュレーションを行った。
Here, as main materials of each component of the optical transmission device 1, the
同図において、変形例1〜4は、それぞれ、図5(a)、図5(b)、図6(a)、図6(b)の変形例に、比較例1〜4は、それぞれ、図7、図8(a)、図8(b)、図8(c)に示す構成に対応している。なお、図8(a)は、サーミスタの上側電極とキャリアの上面とを熱伝導率300[W/mK]の金製のワイヤ(φ25μm)3本で接続した場合、図8(b)は、熱伝導率300[W/mK]の金製のリボンワイヤで接続した場合、図8(c)は、熱伝導率62.8[W/mK]の燐青銅製の板バネで接続した場合を示している。 In the same figure, the modified examples 1 to 4 are the modified examples of FIGS. 5A, 5B, 6A, and 6B, respectively, and the comparative examples 1 to 4 are respectively This corresponds to the configuration shown in FIGS. 7, 8 (a), 8 (b), and 8 (c). 8A shows the case where the upper electrode of the thermistor and the upper surface of the carrier are connected by three gold wires (φ25 μm) having a thermal conductivity of 300 [W / mK], FIG. When connected by a gold ribbon wire having a thermal conductivity of 300 [W / mK], FIG. 8C shows a case of connecting by a phosphor bronze leaf spring having a thermal conductivity of 62.8 [W / mK]. Yes.
図9(a)を参照すると、比較例1においては、半導体レーザ素子の設定温度とパッケージ温度との差ΔTLD−PKGの増加に応じてサーミスタ上下電極間の温度差ΔTthが増加している。例えば、光送信デバイスの動作保証温度(パッケージ温度に換算)TC=-5°C、75°C(ΔTLD−PKG=40°C)のときに、ΔTth=1.3°Cとなっている。また、比較例2〜4においては、温度差ΔTthは若干低下しているものの、依然として比較的大きくなっている。これに対して、上述した実施形態及びその変形例1〜4においては、ΔTLD−PKGの広い範囲においてΔTth≦0.1を示しており、サーミスタ上下電極間の温度差が低減されている。従って、サーミスタによって検出される温度の精度が向上する。また、図9(b)を参照して、温度差ΔTLD−PKGと半導体レーザ素子の下面のサーミスタの上側電極に対する温度差ΔTLD−thとの関係においては、比較例1〜4では温度差ΔTLD−PKGの増加に応じて温度差ΔTLD−thが変動している。これに対して、上述した実施形態及び変形例1〜4では温度差ΔTLD−PKGの広い範囲でΔTLD−th=1.0〜1.3°Cの間でほぼ一定に維持される。従って、この温度差ΔTLD−thを補正値としてフィードバックして温度制御させることで、半導体レーザ素子の温度を所定値に維持させることが容易になる。 Referring to FIG. 9A, in Comparative Example 1, the temperature difference ΔT th between the thermistor upper and lower electrodes increases as the difference ΔT LD−PKG between the set temperature of the semiconductor laser element and the package temperature increases. . For example, ΔT th = 1.3 ° C. when the operation guarantee temperature of the optical transmission device (converted to the package temperature) T C = −5 ° C. and 75 ° C. (ΔT LD−PKG = 40 ° C.) . In Comparative Examples 2 to 4, although the temperature difference ΔT th is slightly reduced, it is still relatively large. On the other hand, in the above-described embodiment and its modifications 1 to 4, ΔT th ≦ 0.1 is shown in a wide range of ΔT LD-PKG , and the temperature difference between the thermistor upper and lower electrodes is reduced. Therefore, the accuracy of the temperature detected by the thermistor is improved. In addition, referring to FIG. 9B, in relation to the temperature difference ΔT LD-PKG and the temperature difference ΔT LD-th with respect to the upper electrode of the thermistor on the lower surface of the semiconductor laser element, in Comparative Examples 1 to 4, the temperature difference The temperature difference ΔT LD-th varies with an increase in ΔT LD-PKG . On the other hand, in the above-described embodiment and Modifications 1 to 4, the temperature difference ΔT LD−PKG is maintained substantially constant between ΔT LD−th = 1.0 to 1.3 ° C. over a wide range. Therefore, it is easy to maintain the temperature of the semiconductor laser element at a predetermined value by feeding back the temperature difference ΔT LD-th as a correction value and controlling the temperature.
1…光送信デバイス、10…パッケージ、12c…積層セラミック部(配線基板)、21…電子冷却器、21a…上側基板(上面)、22…キャリア、22c…窪み部、24…半導体レーザ素子(半導体発光素子)、25…サーミスタ(測温素子)、25a…上側電極、26,36,46,56,66…熱伝導体(金属部材)、26a,46b,46c,56a,66a,66c…支持体、26b,46a,56b,66b…接続体、27…ワイヤ(配線部材)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical transmission device, 10 ... Package, 12c ... Multilayer ceramic part (wiring board), 21 ... Electronic cooler, 21a ... Upper board | substrate (upper surface), 22 ... Carrier, 22c ... Depression part, 24 ... Semiconductor laser element (semiconductor) Light emitting element), 25 ... Thermistor (temperature measuring element), 25a ... Upper electrode, 26, 36, 46, 56, 66 ... Thermal conductor (metal member), 26a, 46b, 46c, 56a, 66a, 66c ... Support , 26b, 46a, 56b, 66b ... connection body, 27 ... wire (wiring member).
Claims (2)
前記パッケージ内部において前記電子冷却器の上面に搭載され、半導体発光素子を搭載する絶縁性材料からなるキャリアと、
前記キャリアに搭載され、前記パッケージ内部の温度を検出する測温素子と、
前記キャリアの上面において支持される支持体と前記測温素子の電極と同一面上で接続される接続体とを含む金属部材と、
前記測温素子から外部へ信号を出力するための配線基板と、
前記金属部材と前記配線基板とを電気的に接続する配線部材と、
を備えることを特徴とする光送信デバイス。 An electronic cooler housed inside the package;
A carrier made of an insulating material mounted on the upper surface of the electronic cooler inside the package and mounting a semiconductor light emitting element;
A temperature measuring element mounted on the carrier and detecting the temperature inside the package;
A metal member including a support body supported on the upper surface of the carrier and a connection body connected on the same plane as the electrode of the temperature measuring element;
A wiring board for outputting a signal from the temperature measuring element to the outside;
A wiring member for electrically connecting the metal member and the wiring board;
An optical transmission device comprising:
前記測温素子は、前記窪み部において前記キャリアに搭載され、
前記接続体は、前記支持体が前記キャリアによって支持される面と同一面上で前記電極と接続される、
ことを特徴とする請求項1記載の光送信デバイス。
The carrier has a recess formed on the upper surface,
The temperature measuring element is mounted on the carrier in the recess,
The connection body is connected to the electrode on the same plane as the surface on which the support is supported by the carrier.
The optical transmission device according to claim 1.
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