JP2007134385A

JP2007134385A - 光受信モジュールの製造方法

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Publication number: JP2007134385A
Application number: JP2005323400A
Authority: JP
Inventors: Toshimasa Umezawa; 俊匡梅沢; Takahiro Kudo; 貴裕工藤; Takashi Mogi; 孝史茂木; Kentaro Ito; 健太郎伊藤; Kenji Kusumoto; 憲嗣楠本; Chiyuutei Ro; 柱亨盧
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2005-11-08
Filing date: 2005-11-08
Publication date: 2007-05-31

Abstract

【課題】高性能の光受信モジュールを安定して製造できる光受信モジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】フィルタ３の実装状態を選択することで、個々の光受信モジュールの性能を最適化する。フィルタ３の実装状態を選択する前に、予め光受信モジュールあるいは光受信モジュールの一部について性能あるいは特性の計測を行う。例えば、エラーレート測定器４を完成された光受信モジュールの出力に接続し、光信号を受けたときの実際のエラーレートを計測してもよい。エラーレート以外の計測方法により、最適なフィルタ３の等価回路を求めるようにしてもよい。計測方法としては、従来の方法を適宜選択できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光信号を電気信号に変換する光受信モジュールの製造方法に関し、とくに性能の均一性を確保できる光受信モジュールの製造方法に関する。

近年、インターネットの普及に伴い、光通信による情報の伝送容量は２．５ＧBpsから１０ＧBpsへ、さらに４０ＧBpsへと増加してきている。光伝送受信側では、高速の光電気変換素子であるフォトダイオードを使用して、光信号を電気信号へ変換する。光信号を電気信号へ変換して出力する光受信モジュールは、光信号を受けるフォトダイオードと、フォトダイオードの出力信号を増幅する増幅器とから構成される。
特開２００３−２０９２６７号公報

光通信による情報の伝送容量が２．５ＧBps、あるいは１０ＧBpsであれば、光受信モジュールで取り扱われる信号の周波数帯がマイクロ波帯であるため、光受信モジュールの実装は比較的容易であった。しかし、伝送容量が４０ＧBpsともなると、光受信モジュールで取り扱われる信号の周波数帯はミリ波領域となる。したがって、増幅器等の部品の性能限界に近づき部品の性能上のばらつきの影響が大きくなるとともに、実装部品の寸法と信号の波長とが接近するため、安定した特性を獲得するための実装上の管理が困難となる。

例えば、伝送容量の大きいＶＳＲ（Very Short Reach）用の光受信モジュールの試験では、光受信モジュール出力信号に対する光折り返しエラーレート（ＢＥＲ）検査や、出力信号をファイバー伝送した後の信号に対するＢＥＲ検査があり、信号レベルの誤差等について合格基準が厳しく設定されている。したがって、検査を安定してクリアすることは難しく、製品の歩留まりの低下を招いている。

本発明の目的は、高性能の光受信モジュールを安定して製造できる光受信モジュールの製造方法を提供することにある。

本発明の光受信モジュールの製造方法は、光信号を電気信号に変換する光受信モジュールの製造方法において、光受信モジュールの全体または一部について性能ないし特性を計測するステップと、前記性能ないし特性を計測するステップによる計測結果に基づいて、実装状態の選択により特性を調整するステップと、を備えることを特徴とする。
この光受信モジュールの製造方法によれば、計測結果に応じて、個々の光受信モジュールについて特性を調整するので、均一な性能を有する光受信を安定して製造できる。

前記特性を調整するステップでは、光受信モジュールに設けられるフィルタの定数を選択してもよい。

前記フィルタは抵抗およびインダクタンスにより構成され、前記特性を調整するステップでは、前記抵抗またはインダクタンスの値を選択してもよい。

前記フィルタは抵抗およびキャパシタンスにより構成され、前記特性を調整するステップでは、前記抵抗またはキャパシタンスの値を選択してもよい。

前記光受信モジュールは、光を受信するフォトダイオードと、フォトダイオードの出力信号を増幅する増幅器と、を備えてもよい。

本発明の光受信モジュールの製造方法によれば、計測結果に応じて、個々の光受信モジュールについて特性を調整するので、均一な性能を有する光受信を安定して製造できる。

以下、図１〜図３を参照して、本発明による光受信モジュールの製造方法の一実施形態について説明する。

図１（ａ）は光受信モジュールの回路構成を示すブロック図である。

図１（ａ）に示すように、光受信モジュールは光信号を受けるフォトダイオード１と、フォトダイオード１の出力信号を増幅する増幅器２と、増幅器２の出力側に設けられたフィルタ３とを備える。

図１（ｂ）および図１（ｃ）はフィルタ３の等価回路を示す回路図である。

図１（ｂ）は、インダクタンス３１と、抵抗３２とが直列に接続されたローパスフィルタ（ＲＬフィルタ）３Ａを示している。

図２（ａ）はフィルタ３Ａの実装状態を示す図である。図２（ａ）に示すように、基板５１には、増幅器２の出力信号の伝送路を構成する導電パターン５２と、グラウンドに接続される導電パターン５３および導電パターン５４と、が形成されている。フィルタ３Ａは、導電パターン５３に取り付けられたチップ抵抗６１と、チップ抵抗６１および導電パターン５２の間に接続されたボンディングワイヤー６２とを用いて構成されている。

フィルタ３Ａのインダクタンス３１は、ボンディングワイヤー６２の長さによって調整することができる。図２（ｂ）はチップ抵抗５３の取り付け位置を導電パターン５２に近づけ、ボンディングワイヤー６２の長さを短くした例を示している。このように、ボンディングワイヤー６２を短くすることで、インダクタンス３１の値を減少させることができる。また、ボンディングワイヤー６２の径を選択することで、インダクタンス３１を調整することもできる。さらに、ボンディングワイヤー６２の接続本数を選択することで、インダクタンス３１を調整することもできる。ボンディングワイヤー６２を並列に接続する本数を増やすことで、インダクタンス３１を減少させることができる。

また、フィルタ３Ａの抵抗３２は、チップ抵抗６１の抵抗値を選択することで調整できる。

このように、フィルタ３Ａは実装状態の選択により、その特性を調整できる。

一方、図１（ｃ）は、抵抗３３とキャパシタンス３４とを並列接続して構成されたフィルタ３Ｂを示している。

図３はフィルタ３Ｂの実装状態を示す図である。図３に示すように、基板５１には増幅器２の出力信号の伝送路を構成する導電パターン５２Ａおよび導電パターン５２Ｂが形成されている。導電パターン５２Ａおよび導電パターン５２Ｂの間には、両者を跨ぐように薄膜抵抗６４が取り付けられている。また、薄膜抵抗６４の上には、チップコンデンサ６５が取り付けられている。図３に示すように、薄膜抵抗６４およびチップコンデンサ６５は、はんだ６６を介して導電パターン５２Ａおよび導電パターン５２Ｂの間に接続されている。これにより、薄膜抵抗６４およびチップコンデンサ６５が導電パターン５２Ａおよび導電パターン５２Ｂの間で並列接続される。

フィルタ３Ｂの抵抗３３は、薄膜抵抗６１の抵抗値を選択することで調整できる。

また、フィルタ３Ｂのキャパシタンスはチップコンデンサ６５の容量を選択することで調整することができる。

このように、フィルタ３Ｂは実装状態の選択により、その特性を調整できる。

本実施形態の光受信モジュールの製造方法では、フィルタ３の実装状態を選択することで、個々の光受信モジュールの性能を最適化することができる。

フィルタ３の実装状態を選択する前に、予め光受信モジュールあるいは光受信モジュールの一部について性能あるいは特性の計測を行う。

例えば、図１（ａ）に示すように、エラーレート測定器４を完成された光受信モジュールの出力に接続し、光信号を受けたときの実際のエラーレートを計測してもよい。

しかし、このように完成された光受信モジュールについてエラーレートを計測する作業は煩雑であり、また、エラーレートの計測結果に基づいて最適なフィルタ３の等価回路を推測することも難しい。このため、エラーレート以外の計測方法により、最適なフィルタ３の等価回路を求めるようにしてもよい。計測方法としては、従来の方法を適宜選択できる。

また、光受信モジュールの組み立て途中で光受信モジュールの一部について計測を行い、フィルタ３の最適化を図ってもよい。この場合、フィルタ３を含めた部分について計測を行ってもよいし、フィルタ３を実装する前に、例えば、フォトダイオード１および増幅器２のみの特性、あるいは増幅器２の全体あるいはその一部のみの特性を計測してもよい。このように、光受信モジュールの組み立て途中で計測を行うことにより、製造工程の合理化を図ることができる。

以上のように、本実施形態によれば、計測結果に応じて、個々の光受信モジュールごとにフィルタの定数を最適化するので、製造される光受信モジュールの性能を均一化でき、製品の歩留まりを大幅に向上させることができる。

フィルタの等価回路を調整する方法は、上記実施形態に示した方法に限定されない。例えば、抵抗やコンデンサを取り替える代わりに、必要な値の素子を並列、あるいは直列に追加接続してもよい。あるいは、不要な素子を取り除くようにしてもよい。

また、特性を調整するための手段として、フィルタ以外の回路を用いてもよい。例えば、位相補正回路等の定数を調整可能としてもよい。

さらに、実装状態の選択方法は上記実施形態に示した方法に限定されない。素子の定数の選択、素子の配置上の選択、配線の部材あるいは配線方法の選択、部品追加の有無および追加部品の定数の選択、基板パターンの使用範囲の選択、部品端子間あるいは基板パターンの短絡の有無の選択、等が含まれる。本発明において、「実装状態の選択」は、特性に影響を与える実装上の選択のすべてを含む。

本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、光信号を電気信号に変換する光受信モジュールの製造方法に対し、広く適用することができる。

なお、本発明の実施形態においては、伝送線路としてＣＰＷ（coplanar waveguide：コプレーナ線路）型を例にとって説明しているが、ＭＳＬ（Micro Strip Line：マイクロストリップ線路）、ＧＣＰＷ（Grounded Coplanar Waveguide：グランデッドコプレーナ線路）等のに適用しても勿論構わない。

光受信モジュールの回路構成を示す図であり、（ａ）は光受信モジュールの回路構成を示すブロック図、（ｂ）および（ｃ）はフィルタの等価回路を示す回路図。フィルタの実装状態を示す図であり、（ａ）はフィルタの一実装状態を示す図、（ｂ）はチップ抵抗の取り付け位置を変更した例を示す図。フィルタの実装状態を示す図。

符号の説明

１フォトダイオード
２増幅器
３，３Ａ，３Ｂフィルタ

Claims

光信号を電気信号に変換する光受信モジュールの製造方法において、
光受信モジュールの全体または一部について性能ないし特性を計測するステップと、
前記性能ないし特性を計測するステップによる計測結果に基づいて、実装状態の選択により特性を調整するステップと、
を備えることを特徴とする光受信モジュールの製造方法。
前記特性を調整するステップでは、光受信モジュールに設けられるフィルタの定数を選択することを特徴とする請求項１に記載の光受信モジュールの製造方法。
前記フィルタは抵抗およびインダクタンスにより構成され、前記特性を調整するステップでは、前記抵抗またはインダクタンスの値を選択することを特徴とする請求項２に記載の光受信モジュールの製造方法。
前記フィルタは抵抗およびキャパシタンスにより構成され、前記特性を調整するステップでは、前記抵抗またはキャパシタンスの値を選択することを特徴とする請求項２に記載の光受信モジュールの製造方法。
前記光受信モジュールは、光を受信するフォトダイオードと、フォトダイオードの出力信号を増幅する増幅器と、を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光受信モジュールの製造方法。