JP2010129833A - 光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】光素子／電気素子を金属台座上に搭載する際に、電気特性や熱特性の劣化を抑制しつつ、金属台座に対する実装面積を低減することにより、従来よりも小型、低廉な光モジュールを提供する。
【解決手段】光モジュールにおいて、金属台座１０１のガラス窓１０９に対面する位置に四角柱状の金属ブロック１００を設け、金属台座１００と接する下面を除く金属ブロック１００の面上にＰＤ１０６及びＴＩＡ１０５を搭載した。
【選択図】図１

Description

本発明は、光通信の送信、受信を行うための光素子／電気素子を混載する光モジュールに関する。

近年では、インターネットの発展により、光通信システムの高速化、低コスト化が強く求められてきており、光通信システムに用いられる光素子／電気素子混載光モジュール（以降、光モジュールと呼ぶ。）の一層の高速化、低コスト化が必須課題となっている。そのため、従来は、光モジュールに用いられる低コストパッケージとして、ＴＯ（Transistor Outlined）−ＣＡＮ型パッケージと呼ばれる形態が広く用いられてきた（例えば、非特許文献１参照）。

"High Sensitive 10-Gb/s APD Optical Receivers in Low-Cost TO-Can-Type Packages", IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 17, NO.1, JANUARY 2005 pp181-183 「μＢＯＳＡをもちいた低コストＰＯＮ光トランシーバ」、フジクラ技報、第１１１号、１１−１５頁

ＴＯ−ＣＡＮ型パッケージを用いた光モジュールの一例である光受信モジュールの斜視図を図４に示し、図４を参照して、これを具体的に説明する。ＴＯ−ＣＡＮ型パッケージを用いた光受信モジュールの構造は、図４に示すように、一定の厚さを有する円板状の金属台座３０１と、金属台座３０１を貫通した複数の金属貫通ピン３０２と、それらを固定する複数のガラス３０３で構成されている。すなわち、金属台座３０１に形成された４つの貫通穴３０４のそれぞれに金属貫通ピン３０２が挿通して配置され、ガラス３０３で当該貫通穴３０４に固定されている。

このような構造の光受信モジュールにおいて、金属台座３０１の上には複数の光素子／電気素子が搭載されている。ここでは、具体的には、１つのトランスインピーダンスアンプ（以降、ＴＩＡと略す。）３０５と１つのホトダイオード（以降、ＰＤと略す。）３０６が搭載されており、ＴＩＡ３０５の入力端子とＰＤ３０６の出力端子を金の金属ワイヤ３０７で接続し、更に、ＴＩＡ３０５及びＰＤ３０６のバイアス端子、ＴＩＡ３０５の出力端子が、それぞれ所望の金属貫通ピン３０２に金属ワイヤ３０７で電気的に接続されている。

そして、光素子／電気素子が実装された金属台座３０１に、ガラスの光学窓３０８が付いた金属キャップ３０９を抵抗溶接で溶着することによって、光素子／電気素子が搭載された部分の気密封止が行われる。なお、ここでは、抵抗溶接により気密封止をした後の光受信モジュールの全体図、つまり、ＴＯ−ＣＡＮ型パッケージの全体図は省略している。

光学窓３０８を有する金属キャップ３０９として、一般的に広く用いられている安価なものを抵抗溶接により金属台座３０１上に取り付けるためには、溶接のための一定の幅を持った領域を金属台座３０１の周縁部に空けておくことが必要になる。更に、実際に金属台座３０１上に実装できる部分は、金属キャップ３０９の内壁の内側のみとなるため、金属台座３０１の直径の約２分の１程度の範囲に限られてしまう。

従って、円板状の金属台座３０１上に広い実装面積を確保するためには、金属台座３０１と金属キャップ３０９の直径を大きくしなければならなくなり、金属台座３０１及び金属キャップ３０９のコスト増の要因、すなわち、ＴＯ−ＣＡＮ型パッケージを用いた光受信モジュールの高コスト化の要因となっていた。又、光受信モジュールを搭載する光トランシーバを小型にするためにも、金属台座３０１や金属キャップ３０９の直径を小さくすることが必須課題となっていた。

一方、小型なＴＯ−ＣＡＮ型パッケージの光モジュールの例として、マイクロオプティクス技術を用いた一心双方向型パッケージも開発されている（非特許文献２）。このパッケージでは、光素子／電気素子を一体的にシリコンベンチ上に搭載し、且つ、シリコンベンチを金属台座上に垂直に配置することにより、小型化を行っている。このような構成では、シリコンベンチの一方の面に光素子／電気素子を搭載するため、ＴＯ−ＣＡＮ型パッケージの幅が大きくなり、小型化に限界があった。又、電気特性や熱特性等にシリコンベンチによる制約があるため、高速応答性や高温特性に課題もあった。

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、光素子／電気素子を金属台座上に搭載する際に、電気特性や熱特性の劣化を抑制しつつ、金属台座に対する実装面積を低減することにより、従来よりも小型、低廉な光モジュールを提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係る光モジュールは、
１つ又は複数の光素子及び電気素子を搭載する台座と、
前記台座を貫通して設けられた１つ又は複数の導電性の貫通ピンと、
光学窓を有し、前記台座上に溶着されるキャップとを備え、
前記台座及び前記キャップにより前記光素子及び前記電気素子を封止すると共に、前記貫通ピンにより前記光素子及び前記電気素子と外部とを電気的に接続する光モジュールにおいて、
前記台座の前記光学窓に対面する位置に多面体構造の基体を設け、前記台座と接する面を除く前記基体の１つ又は複数の面に前記光素子及び前記電気素子を搭載したことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係る光モジュールは、
上記第１に記載の光モジュールにおいて、
前記光素子を、光信号を受信して電気信号を生成する光電変換素子とし、
前記電気素子を、前記電気信号を増幅する電気増幅素子としたことを特徴とする。
つまり、光受信モジュールである。

上記課題を解決する第３の発明に係る光モジュールは、
上記第２の発明に記載の光モジュールにおいて、
前記基体の前記光学窓に面する面上に前記光電変換素子を搭載し、
前記基体の前記光電変換素子を搭載した面とは異なる面上に前記電気増幅素子を搭載したことを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係る光モジュールは、
上記第２の発明に記載の光モジュールにおいて、
前記基体の前記光学窓に面する面を斜めに加工すると共に、前記斜めに加工した面に、前記光学窓から入射した光の経路を屈曲させる反射手段を搭載し、
前記基体の前記光学窓に面する面とは異なる面上であり、前記反射手段で屈曲された光を裏面で受光可能な面上に前記光電変換素子を搭載し、
前記光電変換素子を搭載した面と同一の面上に前記電気増幅素子を搭載したことを特徴とする。

上記課題を解決する第５の発明に係る光モジュールは、
上記第２の発明に記載の光モジュールにおいて、
前記基体の前記光学窓に面する面を斜めに加工すると共に、前記斜めに加工した面に、前記光学窓から入射した光の経路を屈曲させる反射手段を搭載し、
前記基体の前記光学窓に面する面とは異なる面上であり、前記反射手段で屈曲された光を裏面で受光可能な面上に前記光電変換素子を搭載し、
前記基体の前記光学窓に面する面とは異なる面上であり、前記光電変換素子を搭載した面とも異なる面上に前記電気増幅素子を搭載したことを特徴とする。

上記課題を解決する第６の発明に係る光モジュールは、
上記第４又は第５の発明に記載の光モジュールにおいて、
前記反射手段を、前記光学窓から入射した光の中から特定の波長域の光のみを選択して、当該選択した光の経路を前記光電変換素子の裏面に屈曲させる波長選択型光反射素子としたことを特徴とする。

上記課題を解決する第７の発明に係る光モジュールは、
上記第１〜第６の発明のいずれか１つに発明に記載の光モジュールにおいて、
前記光素子と前記電気素子を、又は、前記光電変換素子と前記電気増幅素子を、互いに異なる面上に搭載する場合、
前記光素子と前記電気素子を、又は、前記光電変換素子と前記電気増幅素子を、隣接する面上に搭載すると共に、隣接するいずれか一方の面上に、複数の面に渡って電気的に接続した配線を有する多面体構造の配線基板を搭載し、前記光素子と前記電気素子との間を、又は、前記光電変換素子と前記電気増幅素子との間を、前記配線基板を介して、電気的に接続したことを特徴とする。

上記課題を解決する第８の発明に係る光モジュールは、
上記第２〜第７の発明のいずれか１つに記載の光モジュールにおいて、
バースト光信号の受信に必要なリセット端子を備えたことを特徴とする。

上記課題を解決する第９の発明に係る光モジュールは、
上記第１〜第８の発明のいずれか１つに記載の光モジュールにおいて、
前記台座及び前記基体の少なくとも一方を導電体又は多層配線基板としたことを特徴とする。

上記課題を解決する第１０の発明に係る光モジュールは、
上記第１〜第８の発明のいずれか１つに記載の光モジュールにおいて、
前記台座、前記基体及び前記貫通ピンの少なくとも２つを、一体的に作り込んだ多層配線基板としたことを特徴とする。

上記課題を解決する第１１の発明に係る光モジュールは、
上記第１〜第１０の発明のいずれか１つに記載の光モジュールにおいて、
前記台座の形状を円形又は多角形の板としたことを特徴とする。

上記課題を解決する第１２の発明に係る光モジュールは、
上記第１〜第１１の発明のいずれか１つに記載の光モジュールにおいて、
前記基体の形状を四角柱としたことを特徴とする。

第１の発明によれば、台座に多面体構造の基体を設け、当該基体において、台座と接する面を除く面に１つ又は複数の光素子、電気素子を搭載したので、素子を立体配置することにより、高密度実装を実現し、台座側に必要な実装面積を削減することができる。その結果、台座や気密封止用のキャップとして、小型なものを利用することができ、複数の素子を実装した光モジュールを１パッケージ化すると共に、その小型化、低コスト化に寄与することになる。更には、光モジュールを用いたシステムの小型化も図ることができる。

第２の発明によれば、光素子を、光信号を受信して電気信号を生成する光電変換素子とし、電気素子を、光電変換素子からの電気信号を増幅する電気増幅素子としたので、低廉な光受信モジュールを提供することができる。

第３の発明によれば、多面体構造の基体の光学窓に面する面上に光電変換素子を搭載し、その面と異なる面上に電気増幅素子を搭載したので、光受信モジュールの光軸上に光電変換素子を搭載して、光電変換素子の光学結合に対する容易性を保持したまま、光受信モジュールを小型にすることが可能となる。

第４の発明によれば、多面体構造の基体の光学窓に面する面を斜めに加工すると共に、斜めに加工した面に、光学窓から入射した光の経路を屈曲させる反射手段を搭載し、その面とは異なる面上であり、反射手段で屈曲された光を裏面で受光可能な面上に光電変換素子を搭載し、光電変換素子を搭載した面と同一の面上に電気増幅素子を搭載したので、光電変換素子と電気増幅素子とを近接して配置でき、その結果、高周波配線を短くして、電気増幅周波数特性の劣化を防止することが可能となる。

第５の発明によれば、多面体構造の基体の光学窓に面する面を斜めに加工すると共に、斜めに加工した面に、光学窓から入射した光の経路を屈曲させる反射手段を搭載し、その面とは異なる面上であり、反射手段で屈曲された光を裏面で受光可能な面上に光電変換素子を搭載し、いずれの面とも異なる面上に電気増幅素子を搭載したので、多面体構造の基体の１つの面に実装する素子数を削減することが可能となり、実装スペース等の制約が緩和される。

第６の発明によれば、反射手段を波長選択型光反射素子としたので、当該光モジュールを波長多重システムに使用する場合には、送信光源からの光の漏話を防止することが可能となる。

第７の発明によれば、光素子（又は光電変換素子）と電気素子（又は電気増幅素子）を互いに異なる面上に搭載する場合、光素子（又は光電変換素子）と電気素子（又は電気増幅素子）を隣接する面上に搭載すると共に、隣接するいずれか一方の面上に、複数の面に渡って電気的に接続した配線を有する多面体構造の配線基板を搭載し、この配線基板を用いて、光素子（又は光電変換素子）と電気素子（又は電気増幅素子）との間を電気的に接続したので、実装の効率化を図ることができ、パッケージを低コストに製造することが可能となる。

第８の発明によれば、バースト光信号の受信に必要なリセット端子を備えたので、低コストのバースト用光受信モジュールを提供することができる。

第９の発明によれば、台座及び多面体構造の基体の少なくとも一方を導電体又は多層配線基板としたので、熱伝導性の向上を図ることができ、又、多様な配線構造に対応することができる。

第１０の発明によれば、台座、多面体構造の基体及び貫通ピンの少なくとも２つを、一体的に作り込んだ多層配線基板としたので、更に小型化を図ることができる。

第１１の発明によれば、台座の形状を円形又は多角形の板としたので、多様なパッケージ形状を実現することができる。

第１２の発明によれば、基体の形状を四角柱としたので、基体上の素子搭載面を一定面積確保することができ、かつ、台座を回転させるだけで、素子を容易に搭載することができる。

以下、本発明に係る光モジュールの実施形態例について、図１〜図３を参照して説明を行う。

（実施例１）
図１（ａ）は、本発明に係る光モジュールの実施形態の一例を示す斜視図であり、ここでは、一例として、光受信モジュールを図示している。なお、図１（ａ）及び後述する図１（ｂ）において、１００は多面体構造の金属ブロック（基体）、１０１は金属台座（台座）、１０２は金属貫通ピン（貫通ピン）、１０３はガラス、１０４は貫通穴、１０５はＴＩＡ（電気素子）、１０６はＰＤ（光素子）、１０７、１１２は配線基板、１０８は金ワイヤ、１０９はガラス窓（光学窓）、１１０は金属キャップ（キャップ）、１１３、１１４は配線である。

まず、本実施例の光受信モジュールの構成を説明する。図１（ａ）に示すように、本実施例の光受信モジュールは、一定の厚さを有する円形板状の金属台座１０１と、金属台座１０１を貫通して設けられた４本の導電性の金属貫通ピン１０２と、上面に円形板状のガラス窓１０９を有し、金属台座１０１上に溶着される金属キャップ１１０とを備えている。４つの金属貫通ピン１０２は、金属台座１０１に形成された４つの貫通穴１０４に各々挿通されて配置され、ガラス１０３で当該貫通穴１０４に固定されている。なお、以降、図中上方の面を上面と呼び、この上面を基準として、その側方にある面を側面と、反対側にある面を下面と呼ぶ。これは、後述する図２、図３でも同様である。

金属台座１０１のガラス窓１０９に対面する位置には、四角柱状の金属ブロック１００が設けられている。そして、金属台座１０１と接する下面を除く金属ブロック１００の面上に、光信号を受信して電気信号を生成する光電変換素子であるＰＤ１０６が１つ、ＰＤ１０６からの電気信号を増幅する電気増幅素子であるＴＩＡ１０５が１つ搭載されている。より具体的には、金属ブロック１００のガラス窓１０９に面する上面上にＰＤ１０６が搭載されており、金属ブロック１００のＰＤ１０６を搭載した上面とは異なり、その上面と隣接する側面上にＴＩＡ１０５が搭載されている。

このように、金属ブロック１００を介して、ＴＩＡ１０５、ＰＤ１０６を金属台座１０１上に搭載し、金属キャップ１１０を金属台座１０１に抵抗溶接で溶着することにより、ＴＩＡ１０５、ＰＤ１０６を気密封止している。そして、金属貫通ピン１０２によりＴＩＡ１０５、ＰＤ１０６と外部とを電気的に接続するようにしている。

次に、本実施例の光受信モジュールの実装について、詳細に説明する。ＰＤ１０６は、金属キャップ１１０のガラス窓１０９から入射する光と結合させる必要がある。このため、ＰＤ１０６は、金属台座１０１の中央に搭載された金属ブロック１００の上面に、金錫半田等によって固定される。金属ブロック１００の側面（図１（ａ）中の右側側面）には、単動入力端子及び差動出力端子を有するＴＩＡ１０５がＰＤ１０６と同様に半田で固定されており、単動入力端子は、ＰＤ１０６の電気出力端子と金ワイヤ１０８で接続されている。ＴＩＡ１０５、ＰＤ１０６は、隣接する互いに垂直な面に固定されているため、金ワイヤ１０８で接続する際は、金属台座１０１を回転させて、金ワイヤ１０８を引き回している。

一方、他の実装例として、図１（ｂ）に示すように、ＴＩＡ１０５とＰＤ１０６の間であり、ＴＩＡ１０５と同一の金属ブロック１００の側面上に配線基板１１２を設け、配線基板１１２を介して、金ワイヤ１０８で電気的に接続するようにしてもよい。ここで、図１（ｂ）は、図１（ａ）において、ＰＤ１０６とＴＩＡ１０５が実装されている部分を、矢印１１１の方向から見て拡大したものに該当する。

図１（ｂ）に示すように、配線基板１１２も多面体構造であり、その断面は台形になっている。そして、配線基板１１２は、その複数の面に渡って電気的に接続した配線１１３を有しており、ここでは、図中の上面から側面に至る部分に配線１１３が形成されている。このため、隣接する互いに垂直な面上に実装したＰＤ１０６とＴＩＡ１０５との間を直接金ワイヤ１０８で接続するのではなく、配線基板１１２を介して、ＰＤ１０６とＴＩＡ１０５とを電気的に接続することができる。これにより、金属台座１０１を回転させながら金ワイヤ１０８を張る必要がなくなるので、より簡易な工程で金ワイヤ１０８を張ることができ、実装の低コスト化が可能となる。又、配線基板１１２として、高周波に対応したものを用いれば、信号劣化を抑制することもできる。

又、金属台座１０１及び金属ブロック１００を金属製とすることにより、光素子／電気素子に対する熱抵抗を低減して、放熱性を向上させると共に、接地等を強化して、電気特性を向上させることもできる。

ＴＩＡ１０５の差動出力端子は、所望の貫通金属ピン１０２と金ワイヤ１０８で接続されている。ＴＩＡ１０５及びＰＤ１０６のバイアス端子についても、所望の金属貫通ピン１０２と金ワイヤ１０８で接続されているが、ＴＩＡ１０５のバイアス端子は、所望の金属貫通ピン１０２が遠いため、金属ブロック１００の側面上に半田等で固定された配線基板１０７を介して接続する構成となっている。この配線基板１０７も、配線基板１１２と同様に、多面体構造であり、その複数の面に渡って電気的に接続した配線１１４を有している。このように、金属ブロック１００の１つの面上だけでなく、複数の面上に配線基板を設けるようにしてもよい。

なお、特に説明していないが、金属ブロック１００上に実装する各種素子の実装位置は、図１の実装位置に限定されることはなく、金ワイヤ１０８を配置しやすいようにボンディング面を合わせる等、適宜、各種素子の実装位置を設定してもよい。

光受信モジュールは、最終的には、金属台座１０１の周辺と金属キャップ１１０の下の開口部とを溶接することによって、光素子、電気素子の搭載部分を気密封止したものとなる。なお、ここでは、気密封止後の光受信モジュールの全体図は省略している。

本実施例では、金属台座１０１及び金属ブロック１００を、共に、導電体である金属としているが、例えば、少なくとも一方に、熱伝導性のよいセラミックであるアルミナ製の多層配線基板を用いても好適である。アルミナの多層配線基板を用いた場合でも、熱特性の劣化はなく、又、配線を設けてあるので、光素子／電気素子の接地ができ、電気特性の向上が可能である。更には、多層配線基板は、小型に製造することが可能であり、且つ、製造工程が簡略で低コスト化できるので、例えば、金属貫通ピン１０２、ガラス１０３も含めて、金属台座１０１、金属ブロック１００及び配線基板１１２の少なくとも２つを、多層配線基板として、一体的に形成することも好適である。

以上説明したように、金属台座１０１の中央に金属ブロック１００を設けることにより、従来のように平面的に実装するのではなく、立体的にデバイスを実装することが可能となる。つまり、高密度実装が可能となり、従来必要であった金属台座１０１上の実装面積を大きく低減することができる。その結果、金属台座１０１及び金属キャップ１１０の直径を小さくすることができ、このことにより、部材費の低コスト化を図り、低廉な光モジュールを提供可能となる。

（実施例２）
図２は、本発明に係る光モジュールの実施形態の他の一例を示す斜視図であり、ここでも、一例として、光受信モジュールを図示している。従って、図１に示した光受信モジュールと同等の構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

図２に示すように、本実施例は、実施例１（図１参照）とは、ＰＤ１０６の実装位置が異なり、又、ＰＤ１０６の実装位置に合わせて、金属ブロック２００（基体）の形状が変更されると共に、金属ブロック２００に光の経路を屈曲させるＷＤＭフィルタ２０１（反射手段）を設けている。

より具体的には、金属ブロック２００は、多面体構造であり、基本的には四角柱状であるが、そのガラス窓１０９に面する上面が斜めに加工されている。そして、斜めに加工された上面に、ガラス窓１０９から入射した光の経路を屈曲させるＷＤＭフィルタ２０１を搭載している。このＷＤＭフィルタ２０１は、ガラス窓１０９から入射した光の中から特定の波長域の光のみを選択し、選択した光の経路をＰＤ１０６の裏面に屈曲させる波長選択型光反射素子である。

ＰＤ１０６は、金属ブロック２００のガラス窓１０９に面する上面とは異なる面であり、ＷＤＭフィルタ２０１で屈曲された光を裏面で受光可能な側面（図２中の右側側面）上に搭載されている。又、ＴＩＡ１０５は、ＰＤ１０６が搭載された金属ブロック２００の側面と同じ側面に搭載されている。

つまり、図２に示す光受信モジュールでは、金属キャップ１１０のガラス窓１０９から入射した光とＰＤ１０６とが同じ光軸上に配置されていないため、金属ブロック２００の上面を斜め加工すると共に、斜め加工した部分に光路を曲げる反射型のＷＤＭフィルタ２０１を取り付け、ＷＤＭフィルタ２０１で反射された光を、ＰＤ１０６の裏面から入射する構造である。

従来、ＰＤの裏面から光を入射させるためには、サブキャリアの上に半田バンプ等によりＰＤを搭載し、そのサブキャリアを金属台座１０１の中央に置いていた。しかしながら、本実施例では、サブキャリアを用いずにＰＤ１０６の裏面から光を入射させることができる。このような構造を採っても、ＰＤ１０６とＴＩＡ１０５とを立体的に実装できているので、光受信モジュールを大きくすることがなく、且つ、ＷＤＭフィルタ２０１を用いているため、受信に必要な波長の光信号を選択するといった機能も付与することができている。

なお、ＰＤ１０６のバイアス用の金ワイヤ１０８による配線は、金属台座１０１を回転させるか、又は、金属ブロック２００の側面（図２中の裏側の側面）に、実施例１（図１（ｂ）参照）で示したような配線基板１１２を設置することによって、金ワイヤ１０８を金属貫通ピン１０２に接続させることが可能となる。

上記構造を有する本実施例の光受信モジュールにおいても、金属台座１０１上の実装面積を大幅に低減でき、従来よりも直径の小さな金属台座１０１及び金属キャップ１１０を用いることができ、モジュールの小型化、低コスト化が可能となる。なお、ここでは、ＷＤＭフィルタ２０１を例示したが、単なる反射鏡であってもよい。

図２では、ＴＩＡ１０５を、金属ブロック２００のＰＤ１０６を搭載した側面上に実装しているが、ＴＩＡ１０５を、金属ブロック２００のガラス窓１０９に面する上面とは異なる面であり、ＰＤ１０６を搭載した側面とも異なる側面上に搭載してもよい。例えば、図２における金属ブロック２００の裏側側面又は表側側面上に、ＴＩＡ１０５を搭載してもよい。図３（ａ）、（ｂ）に、その一例を図示する。なお、図３（ａ）、（ｂ）でも、図１、図２に示した光受信モジュールと同等の構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。又、図３（ｂ）は、図３（ａ）において、ＰＤ１０６とＴＩＡ１０５が実装されている部分を、矢印１１１の方向から見て拡大したものに該当する。又、図３（ａ）、（ｂ）では、実施例１と同様に、金属ブロック２００の１つ又は複数の側面上に、配線基板１１２等を設け、ＰＤ１０６とＴＩＡ１０５とを、配線基板１１２を介して、電気的に接続している。

なお、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく様々に変形が可能であるということは、当該技術分野における常識的な知識を持つものには明らかであり、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されるべきではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものの範囲内で定められるべきものである。

例えば、図１、図３では、１つの光素子（ＰＤ１０６）、１つの電気素子（ＴＩＡ１０５）を金属ブロック１００又は金属ブロック２００の異なる面に搭載しているが、図２のように、全ての素子を同じ面に搭載してもよいし、又、１つ又は複数の面に、各素子を複数搭載するようにしてもよい。又、光モジュールとしては、光受信モジュールだけではなく、光送信モジュールにも適用可能である。その場合、光素子として、例えば、レーザダイオード（以降、ＬＤと略す。）とモニタ用ＰＤを搭載し、ＬＤ、モニタ用ＰＤに各々対応した電気素子を複数搭載するようにしてもよい。そして、光素子／電気素子の搭載数に応じて、金属貫通ピン１０２の数も増減すればよく、最も簡単な構成となる光モジュールの場合には、金属台座１０１を共通の電気端子とすれば、金属貫通ピン１０２を１つ設けた構成とすることも可能である。

又、金属台座１０１の形状としては、円形板に限らず、三角形、四角形、五角形等の多角形の板としてもよい。又、金属ブロック１００、２００は多面体構造であればよいが、実施例１に示す金属ブロック１００の場合、望ましくは、柱状構造、例えば、三角柱、四角柱、五角柱等の多角柱構造のものがよい。

又、バースト光信号の受信が必要な場合には、上記実施例の光受信モジュールに、バースト光信号の受信に必要なリセット端子を備えるようにしてもよい。

本発明は、光素子、電気素子を１つのパッケージに混載する光受信モジュールや光送信モジュール等の光モジュールに適用するものであり、特に、ＴＯ−ＣＡＮ型パッケージを用いる光モジュールに好適である。

（ａ）は、本発明に係る光モジュールの実施形態の一例を示す斜視図であり、（ｂ）は、金属ブロック部分の変形例を示す斜視図である。 本発明に係る光モジュールの実施形態の他の一例を示す斜視図である。 （ａ）は、図２に示した光モジュールの変形例を示す斜視図であり、（ｂ）は、金属ブロック部分を拡大した斜視図である。 従来の光モジュールを示す斜視図である。

符号の説明

１００ 金属ブロック
１０１ 金属台座
１０２ 金属貫通ピン
１０３ ガラス
１０４ 貫通穴
１０５ トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）
１０６ ホトダイオード（ＰＤ）
１０７ 配線基板
１０８ 金ワイヤ
１０９ ガラス窓
１１０ 金属キャップ
１１２ 配線基板
１１３ 配線
１１４ 配線
２００ 金属ブロック
２０１ ＷＤＭフィルタ
３０１ 金属台座
３０２ 金属貫通ピン
３０３ ガラス
３０４ 貫通穴
３０５ トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）
３０６ ホトダイオード（ＰＤ）
３０７ 金属ワイヤ
３０８ ガラス窓
３０９ 金属キャップ

Claims (12)

1. １つ又は複数の光素子及び電気素子を搭載する台座と、
   前記台座を貫通して設けられた１つ又は複数の導電性の貫通ピンと、
   光学窓を有し、前記台座上に溶着されるキャップとを備え、
   前記台座及び前記キャップにより前記光素子及び前記電気素子を封止すると共に、前記貫通ピンにより前記光素子及び前記電気素子と外部とを電気的に接続する光モジュールにおいて、
   前記台座の前記光学窓に対面する位置に多面体構造の基体を設け、前記台座と接する面を除く前記基体の１つ又は複数の面に前記光素子及び前記電気素子を搭載したことを特徴とする光モジュール。
2. 請求項１に記載の光モジュールにおいて、
   前記光素子を、光信号を受信して電気信号を生成する光電変換素子とし、
   前記電気素子を、前記電気信号を増幅する電気増幅素子としたことを特徴とする光モジュール。
3. 請求項２に記載の光モジュールにおいて、
   前記基体の前記光学窓に面する面上に前記光電変換素子を搭載し、
   前記基体の前記光電変換素子を搭載した面とは異なる面上に前記電気増幅素子を搭載したことを特徴とする光モジュール。
4. 請求項２に記載の光モジュールにおいて、
   前記基体の前記光学窓に面する面を斜めに加工すると共に、前記斜めに加工した面に、前記光学窓から入射した光の経路を屈曲させる反射手段を搭載し、
   前記基体の前記光学窓に面する面とは異なる面上であり、前記反射手段で屈曲された光を裏面で受光可能な面上に前記光電変換素子を搭載し、
   前記光電変換素子を搭載した面と同一の面上に前記電気増幅素子を搭載したことを特徴とする光モジュール。
5. 請求項２に記載の光モジュールにおいて、
   前記基体の前記光学窓に面する面を斜めに加工すると共に、前記斜めに加工した面に、前記光学窓から入射した光の経路を屈曲させる反射手段を搭載し、
   前記基体の前記光学窓に面する面とは異なる面上であり、前記反射手段で屈曲された光を裏面で受光可能な面上に前記光電変換素子を搭載し、
   前記基体の前記光学窓に面する面とは異なる面上であり、前記光電変換素子を搭載した面とも異なる面上に前記電気増幅素子を搭載したことを特徴とする光モジュール。
6. 請求項４又は請求項５に記載の光モジュールにおいて、
   前記反射手段を、前記光学窓から入射した光の中から特定の波長域の光のみを選択して、当該選択した光の経路を前記光電変換素子の裏面に屈曲させる波長選択型光反射素子としたことを特徴とする光モジュール。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の光モジュールにおいて、
   前記光素子と前記電気素子を、又は、前記光電変換素子と前記電気増幅素子を、互いに異なる面上に搭載する場合、
   前記光素子と前記電気素子を、又は、前記光電変換素子と前記電気増幅素子を、隣接する面上に搭載すると共に、隣接するいずれか一方の面上に、複数の面に渡って電気的に接続した配線を有する多面体構造の配線基板を搭載し、前記光素子と前記電気素子との間を、又は、前記光電変換素子と前記電気増幅素子との間を、前記配線基板を介して、電気的に接続したことを特徴とする光モジュール。
8. 請求項２から請求項７のいずれか１つに記載の光モジュールにおいて、
   バースト光信号の受信に必要なリセット端子を備えたことを特徴とする光モジュール。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１つに記載の光モジュールにおいて、
   前記台座及び前記基体の少なくとも一方を導電体又は多層配線基板としたことを特徴とする光モジュール。
10. 請求項１から請求項８のいずれか１つに記載の光モジュールにおいて、
    前記台座、前記基体及び前記貫通ピンの少なくとも２つを、一体的に作り込んだ多層配線基板としたことを特徴とする光モジュール。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか１つに記載の光モジュールにおいて、
    前記台座の形状を円形又は多角形の板としたことを特徴とする光モジュール。
12. 請求項１から請求項１１のいずれか１つに記載の光モジュールにおいて、
    前記基体の形状を四角柱としたことを特徴とする光モジュール。

Images