JP2010239611A - 光通信システムにおいてクロストークを低減するワイヤボンディング - Google Patents

光通信システムにおいてクロストークを低減するワイヤボンディング Download PDF

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Abstract

【課題】光受信器において、隣接チャンネル間のクロストークを低減する。
【解決手段】ワイヤボンドは、2以上の光電子装置を有する光電子装置チップを信号処理チップに接続するように形成される。それぞれが光電子装置の1つに対応する2以上の互いに隣接したワイヤボンドグループが形成される。例えば、それぞれのワイヤボンドグループは、ワイヤボンドグループの光電子装置のP端子を信号処理チップに接続する第1のワイヤボンドと、ワイヤボンドグループの光電子装置のN端子を信号処理チップに接続する第2のワイヤボンドと、また光電子装置チップを信号処理チップに接続する第3のワイヤボンドを備えることができる。
【選択図】図3

Description

ディジタル通信回路では、より高いデータ転送速度は、より高速な信号エッジ遷移すなわち立上り及び立下り時間、及びより短いビット周期を必要とする。隣接するチャネル間の望ましくないクロストークによる電位は、エッジ速度が増加するにつれて増加し、またビット周期が短いと、クロストークの悪影響に対する許容値を減少させる。そのような条件のもとでは、クロストークを最小にすることは、データを確実に受信するためには重要である。
光ファイバーベースの通信システムは一般に、1つ以上のフォトダイオード又は他の光電子検出器を有する受信装置を備えている。この受信装置は、受信した光信号を電気信号に変換する。例えば第1の集積回路チップのような受信装置の出力部は、例えば受信した電気信号を処理する第2のチップのような他の装置の入力部に接続される。
例えば、図1及び図2に例示されているように、光電子受信チップ10及び処理チップ12は、マルチチップモジュール(multi−chip module)14中に集積することができる。複数の光ファイバー16、18、20などが(図面を明瞭にするために示されていない別のファイバーや他の構成部品は、省略符号(". . .")によっ
て示される)、光ファイバーコネクタ22、24、26などを介してモジュール14に接続される。光電子受信チップ10は、対応する複数の光電子検出器(例えば、フォトダイオード)28、30、32などを備えている。各ファイバー16、18、20の端部などから放射される光信号すなわち光は、対応する検出器28、30、32などによって受信され、これらの検出器はそれに応じて、受信された光信号を表す電気信号を出力する。
後でさらに詳細に説明するが、光電子受信チップ10と処理チップ12は、ワイヤボンド(ワイヤボンディング)によって互いに電気的に接続することができる。技術的には周知のように、ワイヤボンディングは固相溶接法であり、それによって極めて微細な径の非絶縁ワイヤが、チップ、リードフレーム又は他の構造体上の対応するワイヤボンドパッドの金属材料に溶接される。ワイヤとボンドパッドは互いに接触して配置され、そして熱、圧力又はその組合せを用いて、一般的に加熱圧縮、超音波又はサーモソニック法によって溶接される。「ワイヤボンド」という用語は、溶接法とこの方法で結果として形成された接続の両方を意味する。
2つのワイヤボンド34と36の第1のグループは、光電子検出器28を処理チップ12に接続し、2つのワイヤボンド38と40の第2のグループは、光電子検出器30を処理チップ12に接続し、2つのワイヤボンド42と44の第Nのグループは、光電子検出器32を処理チップ12に接続する、等々。本願で説明を容易にするために、そのようなグループのそれぞれは光「チャネル」に対応すると説明される。このシステムは、任意の数(N)のそのようなチャネルを有することができる。
例えば、光電子検出器28のN端子は、ワイヤボンド34を介して電源供給回路によって与えられた正の電源電圧(V_SUPPLY)に接続される。この電源供給回路は、V_SUPPLYに接続された抵抗46とグラウンドに接続されたコンデンサ48の組合せによって表されたフィルタ回路を備えることができる。同様に、光電子検出器30のN端子は、ワイヤボンド38を介して、抵抗50とコンデンサ52の同様の組合せによって表された電源回路に接続され、光電子検出器32のN端子は、ワイヤボンド42を介して、抵抗54とコンデンサ56の同様の組合せによって表された電源回路に接続される、などのように構成される。光電子検出器28のP端子は、ワイヤボンド36を介して増幅器58の入力部に接続され、光電子検出器30のP端子は、ワイヤボンド40を介して増幅器60の入力部に接続され、光電子検出器32のP端子は、ワイヤボンド44を介して増幅器62の入力部に接続される、などのように構成される。図1及び図2では、光チャネル(便宜上、チャネル「1」〜チャネル「N」と表すことができる)のN端子用信号経路とP端子用信号経路が、それぞれ、「CH1_N」〜「CHN_N」及び「CH1_P」〜「CHN_P」とラベル表示されている。図面を分かり易くするために示されていないが、増幅器58、60、62などの出力部は、技術的に周知のように、受信信号を処理するために必要な処理チップ12内の他の回路に接続される。
動作に当たっては、光電子検出器28、30、32などのそれぞれは、受信した光信号に応答して電流信号を発生する。前述した電源回路は、光電子検出器28、30、32などのそれぞれのN端子に電圧を与える。前述した抵抗とキャパシタンスのフィルタリング効果すなわちダンピング効果により、この電圧は比較的一定である。しかしながら、電流は光信号に呼応して変化する。増幅器58、60、62などのそれぞれは、この電流に応答して出力信号を発生する。
前述したワイヤボンドの1つ以上のグループの中で変化する電圧は、1つ以上のワイヤボンドの隣接するグループ内で容量結合されたクロストークを生じる可能性がある。同様に、ワイヤボンドのグループの中で変化する電流によって発生された磁束は、ワイヤボンドの隣接するグループ内で誘導結合されたクロストークを生じる可能性がある。そのようなクロストークを最小にすることが望ましい。
本発明の実施形態は、光電子受信チップ又は光電子送信チップを備えることができる光電子装置チップを、信号処理チップに接続するために、クロストークを減少するワイヤボンドを形成することに関する。この光電子装置チップは、それぞれがN端子とP端子を有する光電子検出器又は光電子送信機などの複数の光電子装置を有する。例えば、光電子装置はPIN(P形、真性層、N形)ダイオード又は他のフォトダイオードとすることができる。複数のワイヤボンドグループが形成される。各ワイヤボンドのグループは、光電子装置の1つに対応する。各ワイヤボンドのグループは、別のワイヤボンドのグループに隣接する。各ワイヤボンドのグループは、例えば3つのワイヤボンドを備えることができる、すなわち、ワイヤボンドグループの光電子装置のP端子を信号処理チップに接続する第1のワイヤボンド、ワイヤボンドグループの光電子装置のN端子を信号処理チップに接続する第2のワイヤボンド、及び光電子装置チップを信号処理チップに接続する第3のワイヤボンドである。種々の実施形態では、第1のグループのワイヤボンドと隣接するグループのワイヤボンドとの間に誘導結合又は容量結合が生じないように、第2のワイヤボンド、第3のワイヤボンド、又は組合せた両方のワイヤボンドを第1のワイヤボンドグループに対して配列することができる。
他のシステム、方法、及び利点は、下記の図面と詳細な説明を考察すれば、当業者には明白になるであろう。全てのそのような付加的なシステム、方法、特徴及び利点は、この説明の中又はこの明細書の範囲の中に含まれるか、また添付している請求項によって保護されることを意図している。
下記の図面を参照することにより、本発明をより良く理解することができる。図面内の構成要素は必ずしも寸法どおりではなく、本発明の原理を明確に例示することに重点を置いている。
この技術分野では周知のように、光電子受信チップの一部と、ワイヤボンドによって互いに接続された処理チップの一部を例示する概略図である。 図1の光電子受信チップと処理チップのワイヤボンド接続された部分の、電子部品が点線で示された平面図である。 本発明の第1の具体例としての実施形態による、光電子受信チップと処理チップのワイヤボンド接続された部分の、電子部品が点線で示された平面図である。 本発明の第2の具体例としての実施形態に基づいた、図3と同様の図である。 本発明の第3の具体例としての実施形態に基づいた、図3及び図4と同様の図である。 本発明の第4の具体例としての実施形態に基づいた、図3〜図5と同様の図である。 本発明の第5の具体例としての実施形態に基づいた、図4〜図6と同様の図である。 本発明の第6の具体例としての実施形態に基づいた、図7と同様の図である。 本発明の第7の具体例としての実施形態に基づいた、図3と同様の図である。 本発明の第8の具体例としての実施形態に基づいた、図4と同様の図である。 本発明の第9の具体例としての実施形態に基づいた、図5と同様の図である。
図3に例示されているように、本発明の具体例としての実施形態では、光電子受信チップ64と処理チップ66が、マルチチップモジュール(図3には、理解しやすいようにするために、示されていない)中に集積される。受信チップ64は、PIN(P型、真性層、N型)ダイオード又は他のフォトダイオードなどの複数の光電子検出器を有している(理解し易くするために、その1つだけが図3に示されている)。それぞれの光電子検出器は、図1に関連して前述された方法で、対応する光ファイバーに接続されることができる。それぞれの光電子検出器は、光信号を対応するファイバーから受け取ることができる光チャネルを画定あるいは規定する。受信チップ64の1つの例示的な光電子検出器68が、理解し易くするために点線で示され、その機能が後で説明されるが、図示されていない他の検出器も同じように機能する。光電子検出器68及び他の光電子検出器のそれぞれは、N端子とP端子を備えている。光チャネルのN端子信号経路とP端子信号経路(便宜上、チャネル「1」〜チャネル「N」と示されることができる)は、それぞれ「CH1_N」及び「CH1_P」〜「CHN_N」及び「CHN_P」とラベル表示される。
第1のワイヤボンド70、第2のワイヤボンド72、及び第3のワイヤボンド74は、第1のチャネルに対応する第1のワイヤボンドグループを画定する。この特許の明細書(「本願」)の中で説明されるワイヤボンドは全て従来の種類であり、この場合、熱、圧力、又はそれらの組合せが極めて微細な径の非絶縁ワイヤの端部を結合するために使用される。第1のワイヤボンド70は、光電子検出器68のP端子を信号処理チップ66に接続する。第2のワイヤボンド72は、光電子検出器68のN端子を信号処理チップ66に接続する。第3のワイヤボンド74は同様に、光電子検出器68のN端子を信号処理チップ66に接続する。この例示的な実施形態では、第1、第2及び第3のワイヤボンド70、72及び74が、互いに平行な直線配列で配置される。第1のワイヤボンド70は、配列に沿って第2のワイヤボンド72と第3のワイヤボンド74との間に配置される。すなわち、第2及び第3のワイヤボンド72及び74の一方が第1のワイヤボンド70の一方の側に配置され、また他方が第1のワイヤボンド70の他方の側(すなわち、反対側)に配置される。
図3に例示された実施形態では、第1のワイヤボンド70は光電子検出器68のP端子を信号処理チップ66の増幅器76に接続し、第2及び第3のワイヤボンド72及び74は、光電子検出器68のN端子を信号処理チップ66のフィルタ処理された電源回路に接続する。このフィルタ処理された電源回路は、図3では電源電圧に接続された抵抗78とグラウンドに接続されたコンデンサ80によって示されているが、別の実施形態では、このフィルタ処理された電源回路は、他の任意の適した構成にすることができる。
第2〜第Nのワイヤボンドグループ(別のワイヤボンドグループや他の構成要素は、理解し易くするために示されていないが、省略符号(「...」)で表されている)は、第1のワイヤボンドグループに関連して前述された同じ方法で配列される。このため、これらの別のワイヤボンドグループは、第1のワイヤボンドグループと同じように詳細には説明されない。この例示的な実施形態では、各ワイヤボンドグループが他のワイヤボンドグループに隣接して、グループのワイヤボンドがチップ64と66の端部の後に直線配列で集合的に配列されるが、別の実施形態では、グループやそれらのグループが有するワイヤボンドは、曲線状またはアーチ状の配列などの他の任意の適した方法で配列することができることに注意されたい。「隣接する」という用語は本願で使用される場合は、1つのワイヤボンドグループの別のワイヤボンドグループに対する相対位置を述べることだけを意味し、存在する可能性がある他の構造体に対するワイヤボンドグループの位置を記載することを意図していないことも注意されたい。例えば、2つの隣接するワイヤボンドグループ間に1つ以上の別のワイヤボンドなどの他の構造体が存在する可能性があることが考えられる。
動作に当たっては、光電子検出器68と他の各光電子検出器は、受け取った光信号を表す電気信号を出力する。前述したフィルタ処理された電源は、光電子検出器68のN端子に電圧を与える。フィルタリング効果すなわち減衰効果により、電圧は比較的一定である。しかしながら、電流は光信号に呼応して変化する。増幅器76は、電流に応答して出力信号を発生する。図示されていない他の光電子検出器も同様に動作するため、本願では同様に詳細には説明しない。
重要なことは、第2及び第3のワイヤボンド72及び74の間で第1のワイヤボンド70をそれぞれ両側で取り囲む効果により、第1のワイヤボンド70と隣接するワイヤボンドグループのワイヤボンドすなわち第2のワイヤボンドグループとの間で容量結合及び誘導結合(また、これによるクロストーク)が妨げられることである。第1のワイヤボンド70が第2及び第3のワイヤボンド72及び74よりもクロストークに敏感であることに注意されたい。その理由は、第1のワイヤボンド70が増幅器76の入力部に接続されているのに対して、第2及び第3のワイヤボンド72及び74は、クロストークをもたらす可能性がある高周波電圧変動がない、比較的一定の電圧を供給するフィルタ処理された電源に接続されているためである。第2のワイヤボンドグループの第1、第2及び第3のワイヤボンド間の同じ配列は同様に、第2のグループの第1のワイヤボンドと隣接するグループのワイヤボンドとの間の容量結合及び誘導結合を妨げる。第3〜第Nのワイヤボンドグループのそれぞれについても同様である。
図4に例示されているように、本発明の別の例示的な実施形態では、光電子受信チップ82と処理チップ84がマルチチップモジュール(理解し易くするために、図示されていない)中に集積される。光電子受信チップ82は、P形−真性層−N形(PIN)ダイオード又は他のフォトダイオードなどの複数の光電子検出器(理解し易くするために、図4にはその1つしか示されていない)を備えている。それぞれの光電子検出器は、図1に関連して前述されたように、対応する光ファイバーに接続されることができる。光電子検出器のそれぞれは、光信号を対応するファイバーから受け取ることができる光チャネルを画定する。光電子受信チップ82の1つの例示的な光電子検出器86が、理解し易くするために点線で示され、その機能が後で説明されるが、図示されていない他の検出器も同じように機能する。光電子検出器86及び他の各光電子検出器は、N端子とP端子を備えている。光チャネルのN端子信号経路とP端子信号経路(便宜上、チャネル「1」〜チャネル「N」と示されることができる)は、それぞれ「CH1_N」及び「CH1_P」〜「CHN_N」及び「CHN_P」とラベル表示される。
第1のワイヤボンド88、第2のワイヤボンド90、及び第3のワイヤボンド92は、第1のチャネルに対応する第1のワイヤボンドグループを画定する。第1のワイヤボンド88は、光電子検出器86のP端子を信号処理チップ84に接続する。第2のワイヤボンド90は、光電子検出器86のN端子を信号処理チップ84に接続する。第3のワイヤボンド92は同様に、光電子検出器86のN端子を信号処理チップ84に接続する。この例示的な実施形態では、第1及び第2のワイヤボンド88及び90は、1回だけ互いに「X字」形状の配列で交差する。第3のワイヤボンド92は、ワイヤボンド88及び90の交差した対に直接隣接して配置されるが、第1及び第2のワイヤボンド88及び90のどちらとも交差しない。
この実施形態では、第1のワイヤボンド88は光電子検出器86のP端子を信号処理チップ84の増幅器94に接続し、第2及び第3のワイヤボンド90及び92は、光電子検出器86のN端子を信号処理チップ84のフィルタ処理された電源回路に接続する。このフィルタ処理された電源回路は、図4では電源電圧に接続された抵抗96とグラウンドに接続されたコンデンサ98によって示されているが、別の実施形態では、このフィルタ処理された電源回路は、他の任意の適した構成にすることができる。
第2〜第Nのワイヤボンドグループは、第1のワイヤボンドグループに関連して前述された同じ方法で配列される。このため、これらの別のワイヤボンドグループは、第1のワイヤボンドグループと同じように詳細には説明されない。この例示的な実施形態では、各ワイヤボンドグループが他のワイヤボンドグループに隣接して、交差したワイヤボンドの対と他のグループのワイヤボンドがチップ82と84の端部の後に直線配列で集合的に配置されるが、別の実施形態では、グループやそれらのグループが有するワイヤボンドは、曲線状またはアーチ状の配列などの他の任意の適した方法で配置されることができることに注意されたい。
動作に当たっては、光電子検出器86と他の各光電子検出器は、受け取った光信号を表す電気信号を出力する。前述したフィルタ処理された電源は、光電子検出器86のN端子に電源電圧を与える。フィルタリング効果すなわち減衰効果により、電圧は比較的一定である。しかしながら、電流は光信号に呼応して変化する。増幅器94は、電流に応答して出力信号を発生する。図示されていない他の光電子検出器も同様に動作するため、本願では同じように詳細には説明しない。
重要なことは、第1及び第2のワイヤボンド88及び90を交差し、第3のワイヤボンド92をこの交差したワイヤボンドの対と隣接した(すなわち、第2の)ワイヤボンドグループとの間に配置した効果により、第1のワイヤボンド88と隣接したワイヤボンドグループのワイヤボンドとの間の容量結合と誘導結合(またこのため、クロストーク)が妨げられることである。第1のワイヤボンド88が第2及び第3のワイヤボンド90及び92よりもクロストークに敏感であることに注意されたい。その理由は、第1のワイヤボンド88が増幅器94の入力部に接続されているのに対して、第2及び第3のワイヤボンド90及び92は、クロストークをもたらす可能性がある高周波電圧変動がない、比較的一定の電圧を供給するフィルタ処理された電源に接続されているためである。第2のワイヤボンドグループの第1、第2及び第3のワイヤボンド間の同じ配列は同様に、第2のグループの第1のワイヤボンドと隣接するグループのワイヤボンドとの間の容量結合及び誘導結合を妨げる。第3〜第Nのワイヤボンドグループのそれぞれについても同様である。
図5に例示されているように、本発明のさらに別の例示的な実施形態では、光電子受信チップ100と処理チップ102がマルチチップモジュール(理解し易くするために、図示されていない)中に集積される。光電子受信チップ100は、PINダイオード又は他のフォトダイオードなどの複数の光電子検出器(理解し易くするために、図5ではその1つしか示されていない)を備えている。それぞれの光電子検出器は、図1に関連して前述したように、対応する光ファイバーに接続されることができる。光電子検出器のそれぞれは、光信号を対応するファイバーから受け取ることができる光チャネルを画定する。光電子受信チップ100の1つの例示的な光電子検出器104が、理解し易くするために点線で示され、その機能が後で説明されるが、図示されていない他の検出器も同じように機能する。光電子検出器104及び他の各光電子検出器は、N端子とP端子を備えている。光チャネルのN端子信号経路とP端子信号経路(便宜上、チャネル「1」〜チャネル「N」と表すことができる)は、それぞれ「CH1_N」及び「CH1_P」〜「CHN_N」及び「CHN_P」とラベル表示される。
第1のワイヤボンド106、第2のワイヤボンド108、及び第3のワイヤボンド110は、第1のチャネルに対応する第1のワイヤボンドグループを画定する。第1のワイヤボンド106は、光電子検出器104のP端子を信号処理チップ102に接続する。第2のワイヤボンド108は、光電子検出器104のN端子を信号処理チップ102に接続する。第3のワイヤボンド110は同様に、光電子検出器104のN端子を信号処理チップ102に接続する。この例示的な実施形態では、第1、第2及び第3のワイヤボンド106、108及び110の3つ全ては、互いに星状配列で交差するが、別の実施形態では、それらは互いに違う配列で交差することができる。
この実施形態では、第1のワイヤボンド106は光電子検出器104のP端子を信号処理チップ102の増幅器112に接続し、第2及び第3のワイヤボンド108及び110は、光電子検出器104のN端子を信号処理チップ102のフィルタ処理された電源回路に接続する。このフィルタ処理された電源回路は、図5では電源電圧に接続された抵抗114とグラウンドに接続されたコンデンサ116によって示されているが、別の実施形態では、このフィルタ処理された電源回路は、他の任意の適した構成をとることができる。
第2〜第Nのワイヤボンドグループは、第1のワイヤボンドグループに関連して前述された同じ方法で配列される。このため、これらの別のワイヤボンドグループは、第1のワイヤボンドグループと同じように詳細には説明されない。この例示的な実施形態では、各ワイヤボンドグループが他のワイヤボンドグループに隣接して、ワイヤボンドグループがチップ100と102の端部の後に直線配列で配置されるが、別の実施形態では、ワイヤボンドグループは、曲線状またはアーチ状の配列などの他の任意の適した方法で配置されることができることに注意されたい。
動作に当たっては、光電子検出器104と他の各光電子検出器は、受け取った光信号を表す電気信号を出力する。前述したフィルタ処理された電源は、光電子検出器104のN端子に電圧を与える。フィルタリング効果すなわち減衰効果により、この電圧は比較的一定である。しかしながら、電流は光信号に呼応して変化する。増幅器112は、電流に応答して出力信号を発生する。図示されていない他の光電子検出器も同様に動作するため、本願では同じように詳細には説明しない。
重要なことは、第1、第2及び第3のワイヤボンド106、108及び110を交差した効果により、第1のワイヤボンド106と隣接するワイヤボンドグループのワイヤボンドとの間の容量結合及び誘導結合(及びこれにより、クロストーク)が妨げられることである。第1のワイヤボンド106が第2及び第3のワイヤボンド108及び110よりもクロストークに敏感であることに注意されたい。その理由は、第1のワイヤボンド106が増幅器112の入力部に接続されているのに対して、第2及び第3のワイヤボンド108及び110は、クロストークをもたらす可能性がある高周波電圧変動がない、比較的一定の電圧を供給するフィルタ処理された電源に接続されているためである。第2のワイヤボンドグループの第1、第2及び第3のワイヤボンド間の同じ配列は同様に、第2のグループの第1のワイヤボンドと隣接するグループのワイヤボンドとの間の容量結合及び誘導結合を妨げる。第3〜第Nのワイヤボンドグループのそれぞれについても同様である。
図6に例示されているように、図4に関連して前述されたものと同様の本発明の実施形態では、光電子受信チップ118と処理チップ120がマルチチップモジュール(理解し易くするために、図示されていない)中に集積される。光電子受信チップ118は、PINダイオード又は他のフォトダイオードなどの複数の光電子検出器(理解し易くするために、図6ではその1つしか示されていない)を備えている。それぞれの光電子検出器は、図1に関連して前述したように、対応する光ファイバーに接続されることができる。光電子検出器のそれぞれは、光信号を対応するファイバーから受け取ることができる光チャネルを画定する。光電子受信チップ118の1つの例示的な光電子検出器122が、理解し易くするために点線で示され、その機能が後で説明されるが、図示されていない他の検出器も同じように機能する。光電子検出器122及び他の各光電子検出器は、N端子とP端子を備えている。光チャネルのN端子信号経路とP端子信号経路(便宜上、チャネル「1」〜チャネル「N」と表することができる)は、それぞれ「CH1_N」及び「CH1_P」〜「CHN_N」及び「CHN_P」とラベル表示される。
第1のワイヤボンド124、第2のワイヤボンド126、及び第3のワイヤボンド128は、第1のチャネルに対応する第1のワイヤボンドグループを画定する。第1のワイヤボンド124は、光電子検出器122のP端子を信号処理チップ120に接続する。第2のワイヤボンド126は、光電子検出器122のN端子を信号処理チップ120に接続する。第3のワイヤボンド128は、光電子受信チップ118のグラウンド端子を信号処理チップ120のグラウンド端子に接続する。この例示的な実施形態では、第1及び第2のワイヤボンド124及び126は、1回だけ互いに「X字」形状の配列で交差する。第3のワイヤボンド128は、ワイヤボンド124及び126の交差した対に直接隣接して配置されるが、第1及び第2のワイヤボンド124及び126のどちらとも交差しない。
この実施形態では、第1のワイヤボンド124は光電子検出器122のP端子を信号処理チップ120の増幅器130に接続し、第2のワイヤボンド126は、光電子検出器122のN端子を信号処理チップ120のフィルタ処理された電源回路に接続する。このフィルタ処理された電源回路は、図6では電源に接続された抵抗132とグラウンドに接続されたコンデンサ134によって示されているが、別の実施形態では、このフィルタ処理された電源回路は、他の任意の適した構成にすることができる。
第2〜第Nのワイヤボンドグループは、第1のワイヤボンドグループに関連して前述された同じ方法で配列される。このため、これらの別のワイヤボンドグループは、第1のワイヤボンドグループと同じように詳細には説明されない。この例示的な実施形態では、各ワイヤボンドグループが他のワイヤボンドグループに隣接して、交差したワイヤボンドの対と他のグループのワイヤボンドがチップ118と120の端部の後に直線配列で集合的に配置されるが、別の実施形態では、グループやそれらのグループが有するワイヤボンドは、曲線状またはアーチ状の配列などの他の任意の適した方法で配置されることができることに注意されたい。
図6に例示された実施形態では、第3のワイヤボンド128が光電子受信チップ118のグラウンド端子を処理チップ120のグラウンド端子に接続するが、別の実施形態では、第3のワイヤボンドの1つの端部を、光電子検出器、処理チップ、又は他の装置の上又は近くの金属グラウンド領域などの、グラウンド端子以外の構成部品に取り付けることができる。さらに別の実施形態では、第3のワイヤボンドを接続することができる端子又は領域は、電源電圧又はバイアス電圧などのグラウンド以外の信号を搬送することができる。
動作に当たっては、光電子検出器122と他の各光電子検出器は、受け取った光信号を表す電気信号を出力する。前述したフィルタ処理された電源回路は、光電子検出器122のN端子に電圧を供給する。フィルタリング効果すなわち減衰効果により、この電圧は比較的一定である。しかしながら、電流は光信号に呼応して変化する。増幅器130は、電流に応答して出力信号を発生する。図示されていない他の光電子検出器も同様に動作するため、本願では同じように詳細には説明しない。
重要なことは、第1及び第2のワイヤボンド124及び126を交差して、グラウンド信号を伝える第3のワイヤボンド128をこの交差したワイヤボンドの対と隣接した(すなわち、第2の)ワイヤボンドグループとの間に配置した結果、第1のワイヤボンド124と隣接したワイヤボンドグループのワイヤボンドとの間に容量結合と誘導結合(またこのため、クロストーク)が妨げられることである。第1のワイヤボンド124が第2及び第3のワイヤボンド126及び128よりもクロストークに敏感であることに注意されたい。その理由は、第1のワイヤボンド124が増幅器130の入力部に接続されているのに対して、第2のワイヤボンド126は、比較的一定の電圧を供給するフィルタ処理された電源の出力部に接続され、また第3のワイヤボンド128はグラウンドに接続されているためである。第2のワイヤボンドグループの第1、第2及び第3のワイヤボンド間の同じ配列は同様に、第2のグループの第1のワイヤボンドと隣接するグループのワイヤボンドとの間の容量結合及び誘導結合を妨げる。第3〜第Nのワイヤボンドグループのそれぞれについても同様である。
図7に例示されているように、図4及び図6に関連して前述されたものと同様の本発明の実施形態では、光電子受信チップ136と処理チップ138がマルチチップモジュール(理解し易くするために、図示されていない)中に集積される。光電子受信チップ136は、PINダイオード又は他のフォトダイオードなどの複数の光電子検出器(理解し易くするために、図7ではその1つしか示されていない)を備えている。それぞれの光電子検出器は、図1に関連して前述したように、対応する光ファイバーに接続されることができる。光電子検出器のそれぞれは、光信号を対応するファイバーから受け取ることができる光チャネルを画定する。光電子受信チップ136の1つの例示的な光電子検出器140が、理解し易くするために点線で示され、その機能が後で説明されるが、図示されていない他の検出器も同じように機能する。光電子検出器140及び他の各光電子検出器は、N端子とP端子を備えている。光チャネルのN端子信号経路とP端子信号経路(便宜上、チャネル「1」〜チャネル「N」と表することができる)は、それぞれ「CH1_N」及び「CH1_P」〜「CHN_N」及び「CHN_P」とラベル表示される。
第1のワイヤボンド142及び第2のワイヤボンド144は、第1のチャネルに対応する第1のワイヤボンドグループを画定する。第1のワイヤボンド142は、光電子検出器140のP端子を信号処理チップ138に接続する。第2のワイヤボンド144は、光電子検出器140のN端子を信号処理チップ138に接続する。この例示的な実施形態では、第1及び第2のワイヤボンド142及び144は、1回だけ互いに「X字」形状の配列で交差する。第1及び第2のワイヤボンド142及び144は互いに1回だけ交差するが、それらは従来のワイヤボンドの方法では非絶縁ワイヤすなわち裸線とすることができ、なおかつ互いに接触を避けることができることに注意されたい。
この実施形態では、第1のワイヤボンド142は光電子検出器140のP端子を信号処理チップ138の増幅器146に接続し、第2のワイヤボンド144は、光電子検出器140のN端子を信号処理チップ138のフィルタ処理された電源回路に接続する。このフィルタ処理された電源回路は、図7では電源電圧に接続された抵抗148とグラウンドに接続されたコンデンサ150によって示されているが、別の実施形態では、このフィルタ処理された電源回路は、他の任意の適した構成にすることができる。
第2〜第Nのワイヤボンドグループは、第1のワイヤボンドグループに関連して前述された同じ方法で配列される。このため、これらの別のワイヤボンドグループは、第1のワイヤボンドグループと同じように詳細には説明されない。この例示的な実施形態では、各ワイヤボンドグループが他のワイヤボンドグループに隣接して、交差したワイヤボンドの対と他のグループのワイヤボンドがチップ136と138の端部の後に直線配列で集合的に配置されるが、別の実施形態では、グループやそれらのグループが有するワイヤボンドは、曲線状またはアーチ状の配列などの他の任意の適した方法で配置されることができることに注意されたい。
動作に当たっては、光電子検出器140と他の各光電子検出器は、受け取った光信号を表す電気信号を出力する。前述したフィルタ処理された電源回路は、光電子検出器140のN端子に電圧を供給する。フィルタリング効果すなわち減衰効果により、この電圧は比較的一定である。しかしながら、電流は光信号に呼応して変化する。増幅器146は、電流に応答して出力信号を発生する。図示されていない他の光電子検出器も同様に動作するため、本願では同じように詳細には説明しない。前述された別の実施形態におけるように、第1及び第2のワイヤボンド142及び144を交差する効果により、隣接するワイヤボンドグループのワイヤボンドとの間で容量結合及び誘導結合(及びこれにより、クロストーク)が生じることが妨げられる。
さらに別の実施形態では、N端子を増幅器の入力部に接続するというように、光電子検出器の極性を前述されたものと逆にすることができる。例えば、図8に例示されているように、図7に関連して前述されたものと同様の本発明の実施形態では、光電子受信チップ152と処理チップ154がマルチチップモジュール(理解し易くするために、図示されていない)中に集積される。光電子受信チップ152は、PINダイオード又は他のフォトダイオードなどの複数の光電子検出器(理解し易くするために、図8ではその1つしか示されていない)を備えている。それぞれの光電子検出器は、図1に関連して前述したように、対応する光ファイバーに接続されることができる。それぞれの光電子検出器は、光信号を対応するファイバーから受け取ることができる光チャネルを画定する。光電子受信チップ152の1つの例示的な光電子検出器156が、理解し易くするために点線で示され、その機能が後で説明されるが、図示されていない他の検出器も同じように機能する。光電子検出器156及び他の各光電子検出器は、N端子とP端子を備えている。光チャネルのN端子信号経路とP端子信号経路(便宜上、チャネル「1」〜チャネル「N」と表することができる)は、それぞれ「CH1_N」及び「CH1_P」〜「CHN_N」及び「CHN_P」とラベル表示される。
第1のワイヤボンド158及び第2のワイヤボンド160は、第1のチャネルに対応する第1のワイヤボンドグループを画定する。第1のワイヤボンド158は、光電子検出器156のN端子を信号処理チップ154に接続する。第2のワイヤボンド160は、光電子検出器156のP端子を信号処理チップ154に接続する。この例示的な実施形態では、第1及び第2のワイヤボンド158及び160は、1回だけ互いに「X字」形状の配列で交差する。第1及び第2のワイヤボンド158及び160は互いに1回だけ交差するが、それらは従来のワイヤボンドの方法では非絶縁ワイヤすなわち裸線とすることができ、なおかつ互いに接触を避けることができることに注意されたい。
この実施形態では、第1のワイヤボンド158は光電子検出器156のN端子を信号処理チップ154の増幅器162に接続し、第2のワイヤボンド160は、光電子検出器156のP端子を、信号処理チップ154に関連したバイアス電圧などのグラウンド電位又は他の固定した所定の電位に接続する。
図9に例示されているように、図3に関連して前述されたものと同様であるが、光電子検出器のN端子が増幅器の入力部に接続されている実施形態では、光電子受信チップ164と処理チップ66が、マルチチップモジュール(図9には、理解しやすいようにするために、示されていない)中に集積される。受信チップ164は、P形−真性層−N形(PIN)ダイオード又は他のフォトダイオードなどの複数の光電子検出器を有している(理解し易くするために、その1つだけが図9に示されている)。それぞれの光電子検出器は、図1に関連して前述された方法で、対応する光ファイバーに接続されることができる。それぞれの光電子検出器は、光信号を対応するファイバーから受け取ることができる光チャネルを画定する。受信チップ164の1つの例示的な光電子検出器168が、理解し易くするために点線で示され、その機能が後で説明されるが、図示されていない他の検出器も同じように機能する。光電子検出器168及び他の光電子検出器のそれぞれは、N端子とP端子を備えている。光チャネルのN端子信号経路とP端子信号経路(便宜上、チャネル「1」〜チャネル「N」と示されることができる)は、それぞれ「CH1_N」及び「CH1_P」〜「CHN_N」及び「CHN_P」とラベル表示される。
第1のワイヤボンド170、第2のワイヤボンド172、及び第3のワイヤボンド174は、第1のチャネルに対応する第1のワイヤボンドグループを画定する。第1のワイヤボンド170は、光電子検出器168のN端子を信号処理チップ166に接続する。第2のワイヤボンド172は、光電子検出器168のP端子を信号処理チップ166に接続する。第3のワイヤボンド174は同様に、光電子検出器168のP端子を信号処理チップ166に接続する。この例示的な実施形態では、第1、第2及び第3のワイヤボンド170、172及び174が、互いに平行な直線配列で配置される。第1のワイヤボンド170は、配列に沿って第2のワイヤボンド172と第3のワイヤボンド174との間に配置される。すなわち、第2及び第3のワイヤボンド172及び174の一方が第1のワイヤボンド170の一方の側に配置され、また他方が第1のワイヤボンド170の他方の側(すなわち、反対側)に配置される。
図9に例示された実施形態では、第1のワイヤボンド170は光電子検出器168のN端子を信号処理チップ166の増幅器176に接続し、第2及び第3のワイヤボンド172及び174のそれぞれは、光電子検出器68のP端子を信号処理チップ166に関連したバイアス電圧などのグラウンド電位又は他の固定した所定の電位に接続する。
図10に例示されているように、図4に関連して前述されたものと同様であるが、光電子検出器のN端子が増幅器の入力部に接続されている本発明の例示的な実施形態では、光電子受信チップ182と処理チップ184がマルチチップモジュール(理解し易くするために、図示されていない)中に集積される。光電子受信チップ182は、P形−真性層−N形(PIN)ダイオード又は他のフォトダイオードなどの複数の光電子検出器(理解し易くするために、図10にはその1つしか示されていない)を備えている。それぞれの光電子検出器は、図1に関連して前述されたように、対応する光ファイバーに接続されることができる。それぞれの光電子検出器は、光信号を対応するファイバーから受け取ることができる光チャネルを画定する。光電子受信チップ182の1つの例示的な光電子検出器186が、理解し易くするために点線で示され、その機能が後で説明されるが、図示されていない他の検出器も同じように機能する。光電子検出器186及び他の各光電子検出器は、N端子とP端子を備えている。光チャネルのN端子信号経路とP端子信号経路(便宜上、チャネル「1」〜チャネル「N」と示されることができる)は、それぞれ「CH1_N」及び「CH1_P」〜「CHN_N」及び「CHN_P」とラベル表示される。
第1のワイヤボンド188、第2のワイヤボンド190、及び第3のワイヤボンド192は、第1のチャネルに対応する第1のワイヤボンドグループを画定する。第1のワイヤボンド188は、光電子検出器186のN端子を信号処理チップ184に接続する。第2のワイヤボンド190は、光電子検出器186のP端子を信号処理チップ184に接続する。第3のワイヤボンド192は同様に、光電子検出器186のP端子を信号処理チップ184に接続する。この例示的な実施形態では、第1及び第2のワイヤボンド188及び190は、1回だけ互いに「X字」形状の配列で交差する。第3のワイヤボンド192は、ワイヤボンド188及び190の交差した対に直接隣接して配置されるが、第1及び第2のワイヤボンド188及び190のどちらとも交差しない。
この実施形態では、第1のワイヤボンド188は光電子検出器186のN端子を信号処理チップ184の増幅器194に接続し、第2及び第3のワイヤボンド190及び192は、光電子検出器86のP端子を信号処理チップ84に関連したバイアス電圧などのグラウンド電位又は他の固定した所定の電位に接続する。
図11に例示されているように、図5に関連して前述されたものと同様であるが、光電子検出器のN端子が増幅器の入力部に接続されている本発明の例示的な実施形態では、光電子受信チップ200と処理チップ202がマルチチップモジュール(理解し易くするために、図示されていない)中に集積される。光電子受信チップ200は、PINダイオード又は他のフォトダイオードなどの複数の光電子検出器(理解し易くするために、図11ではその1つしか示されていない)を備えている。それぞれの光電子検出器は、図1に関連して前述したように、対応する光ファイバーに接続されることができる。光電子検出器のそれぞれは、光信号を対応するファイバーから受け取ることができる光チャネルを画定する。光電子受信チップ200の1つの例示的な光電子検出器204が、例証するために点線で示され、その機能が後で説明されるが、図示されていない他の検出器も同じように機能する。光電子検出器204及び他の各光電子検出器は、N端子とP端子を備えている。光チャネルのN端子信号経路とP端子信号経路(便宜上、チャネル「1」〜チャネル「N」と表すことができる)は、それぞれ「CH1_N」及び「CH1_P」〜「CHN_N」及び「CHN_P」とラベル表示される。
第1のワイヤボンド206、第2のワイヤボンド208、及び第3のワイヤボンド210は、第1のチャネルに対応する第1のワイヤボンドグループを画定する。第1のワイヤボンド206は、光電子検出器204のN端子を信号処理チップ202に接続する。第2のワイヤボンド208は、光電子検出器204のP端子を信号処理チップ202に接続する。第3のワイヤボンド210は同様に、光電子検出器204のP端子を信号処理チップ202に接続する。この例示的な実施形態では、第1、第2及び第3のワイヤボンド206、208及び210の3つ全ては、互いに星状配列で交差するが、別の実施形態では、それらは互いに違う配列で交差することができる。
この実施形態では、第1のワイヤボンド206は光電子検出器204のN端子を信号処理チップ202の増幅器212に接続し、第2及び第3のワイヤボンド208及び210は、光電子検出器204のP端子を信号処理チップ202に関連したバイアス電圧などのグラウンド電位又は他の固定した所定の電位に接続する。
前述してきた発明の実施形態は、単に実施例又は例証を目的にしている。上記を考慮すれば、本発明の範囲に入る他の実施形態は、当業者には容易に思い浮かぶであろう。例えば、光電子装置がフォトダイオードなどの光電子検出器である実施形態が上記で説明されたが、さらに別の実施形態では、光電子装置はレーザなどの光電子送信機とすることができる。本発明は添付された特許請求の範囲によって定義されるものであり、また説明された特定の実施形態に限定されるものでないことは理解されよう。
64 受信チップ
66 処理チップ
68 光電子検出器
70 第1のワイヤボンド
72 第2のワイヤボンド
74 第3のワイヤボンド
76 増幅器
78 光電子検出器
80 コンデンサ

Claims (21)

  1. 複数の光電子装置を有する光電子装置チップを信号処理チップに接続するためのシステムであって、
    それぞれが前記光電子装置の1つに対応し、それぞれが3つのワイヤボンドを備え、それぞれが複数のワイヤボンドグループの中の別のワイヤボンドグループに隣接する、複数のワイヤボンドグループを具備し、
    前記各ワイヤボンドグループは、
    前記ワイヤボンドグループの前記光電子装置のP端子を前記信号処理チップに接続する第1のワイヤボンドと、
    前記ワイヤボンドグループの前記光電子装置のN端子を前記信号処理チップに接続する第2のワイヤボンドと、
    前記光電子装置チップを前記信号処理チップに接続する第3のワイヤボンドと、
    を備えるシステム。
  2. 前記第2のワイヤボンドが、前記第1のワイヤボンドとほぼ平行であり、かつ前記第1のワイヤボンドの第1の側に配置され、
    前記第3のワイヤボンドが、前記第1のワイヤボンドとほぼ平行であり、かつ前記第1のワイヤボンドの第2の側に配置される、
    ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
  3. 前記第3のワイヤボンドが、前記光電子装置のN端子を前記信号処理チップに接続する、ことを特徴とする請求項2に記載のシステム。
  4. 前記第3のワイヤボンドが、前記光電子装置の固定電位端子を前記信号処理チップに接続する、ことを特徴とする請求項2に記載のシステム。
  5. 前記各光電子装置がPINダイオードを有する光電子検出器である、ことを特徴とする請求項2に記載のシステム。
  6. 前記各光電子装置が光電子検出器であり、かつ前記第1のワイヤボンドが前記光電子検出器のP端子を前記信号処理チップの増幅器に接続する、ことを特徴とする請求項2に記載のシステム。
  7. 前記第2及び第3のワイヤボンドが、前記光電子装置のN端子を前記信号処理チップのフィルタ処理された電源に接続する、ことを特徴とする請求項2に記載のシステム。
  8. 前記各光電子装置が光電子検出器であり、
    前記第1のワイヤボンドが、前記光電子検出器のN端子を前記信号処理チップの増幅器に接続し、
    前記第2及び第3のワイヤボンドが前記光電子検出器のP端子を固定電位に接続する、
    ことを特徴とする請求項2に記載のシステム。
  9. 前記第2のワイヤボンドが前記第1のワイヤボンドと交差し、
    前記第3のワイヤボンドが前記第1及び第2のワイヤボンドのどちらも交差しない、
    ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
  10. 前記第3のワイヤボンドが、前記光電子装置のN端子を前記信号処理チップに接続する、ことを特徴とする請求項9に記載のシステム。
  11. 前記第3のワイヤボンドが、前記光電子装置の固定電位端子を前記信号処理チップに接続する、ことを特徴とする請求項9に記載のシステム。
  12. 前記各光電子装置がPINダイオードを備えた光電子検出器である、ことを特徴とする請求項9に記載のシステム。
  13. 前記各光電子装置が光電子検出器であり、かつ前記第1のワイヤボンドが前記光電子検出器のP端子を前記信号処理チップの増幅器に接続する、ことを特徴とする請求項9に記載のシステム。
  14. 前記第2及び第3のワイヤボンドが、前記光電子装置のN端子を前記信号処理チップのフィルタ処理された電源に接続する、ことを特徴とする請求項9に記載のシステム。
  15. 前記各光電子装置が光電子検出器であり、
    前記第1のワイヤボンドが、前記光電子検出器のN端子を前記信号処理チップの増幅器に接続し、
    前記第2及び第3のワイヤボンドが、前記光電子検出器のP端子を固定電位に接続する、
    ことを特徴とする請求項9に記載のシステム。
  16. 前記第2のワイヤボンドが前記第1のワイヤボンドと交差し、
    前記第3のワイヤボンドが前記第1のワイヤボンド及び前記第2のワイヤボンドと交差し、かつ前記光電子装置のN端子を前記信号処理チップに接続する、
    ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
  17. 前記各光電子装置がPINダイオードを備えた光電子検出器である、ことを特徴とする請求項16に記載のシステム。
  18. 前記各光電子装置が光電子検出器であり、かつ前記第1のワイヤボンドが前記光電子検出器のP端子を前記信号処理チップの増幅器に接続する、ことを特徴とする請求項16に記載のシステム。
  19. 前記第2及び第3のワイヤボンドが、前記光電子装置のN端子を前記信号処理チップのフィルタ処理された電源に接続する、ことを特徴とする請求項16に記載のシステム。
  20. 前記各光電子装置が光電子検出器であり、
    前記第1のワイヤボンドが、前記光電子検出器のN端子を前記信号処理チップの増幅器に接続し、
    前記第2及び第3のワイヤボンドが、前記光電子検出器のP端子を固定電位に接続する、
    ことを特徴とする請求項16に記載のシステム。
  21. 複数の光電子装置を有する光電子装置チップを信号処理チップに接続するためのシステムであって、
    それぞれが前記光電子装置の1つに対応し、それぞれが正確に2つのワイヤボンドを備え、それぞれが複数のワイヤボンドグループの中の別のワイヤボンドグループに隣接する、複数のワイヤボンドグループを具備し、
    前記各ワイヤボンドグループは、
    前記ワイヤボンドグループの前記光電子装置の端子を前記信号処理チップに接続する第1のワイヤボンドと、
    前記ワイヤボンドグループの前記光電子装置の端子を前記信号処理チップに接続する第2のワイヤボンドと、を備えて、
    前記第1及び第2のワイヤボンドが互いに正確に1回交差する、
    システム。
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