JP2011129695A - 光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】光モジュールとしての特性が向上するようにドライバＩＣを集積した光モジュールを提供する。
【解決手段】光半導体素子３４と、前記光半導体素子を内部に搭載して気密封止するパッケージ２０と、前記光半導体素子を駆動するドライバＩＣ５０と、前記ドライバＩＣおよび前記光半導体素子への高周波信号を伝搬する高周波線路が形成され、前記パッケージを貫通するセラミックフィードスルー６０と、を備え、前記ドライバＩＣが前記パッケージの外部のセラミックフィードスルー上に搭載されていることを特徴とする光モジュール１。
【選択図】図２

Description

本発明は、ドライバICを集積したBOX型の光モジュールおよびドライバICを集積したCAN型の光モジュールに関する。

電気信号は伝送線路を伝搬する間に損失を生じ、振幅が減少したり伝送線路の構造や特性が変化する部分の影響で信号波形に歪が生じたりする。特に高周波電気信号を扱う場合には、高周波電気信号の信号源から高周波電気信号によって駆動されるデバイスまでの距離や高周波電気信号の伝送路設計が重要になる。実際の応用では、高周波電気信号を効率よくデバイスに供給するために、高周波電気信号の発生源となるドライバＩＣ等の電子デバイスと高周波電気信号によって駆動されるデバイスは出来る限り近くに配置することや、特性インピーダンスが一様な伝送路で配線することなどが一般に行われてきた。

高周波信号を扱う光モジュールにおいても同様に、高周波特性を向上させるために光デバイスと高周波電気信号を供給するドライバICを出来る限り近くに配置できるよう工夫が重ねられ、光モジュールのパッケージ内にドライバＩＣを集積した光モジュール構造が提案され、実用化が進められてきた（非特許文献１）。

従来のドライバＩＣを集積したBOX型の光モジュール（ドライバＩＣ集積光モジュール）の構成を図１に示す。図１において、従来のドライバＩＣ集積光モジュール１１は、発光素子である光デバイス（光半導体素子）３４、サーミスタ３５、モニタPD(フォトダイオード)３６等を搭載したサブキャリア（チップ搭載部）３３と該光デバイス３４を駆動するドライバＩＣ５０とがモジュールパッケージ２０内に気密封止された構成とされている。さらにモジュールパッケージ２０には、ドライバＩＣ５０等に給電するための電気配線線路４１が設けられたセラミックフィードスルー４０と光取り出し用の窓１０とが設けられている。

図１に示すように、従来のドライバＩＣ集積光モジュール１１では、光デバイス３４を搭載したサブキャリア３３のすぐ横にドライバＩＣ５０を実装することで、光デバイス３４とドライバＩＣ５０の距離を短くして高周波電気信号の損失を抑え、光デバイス５０の高周波特性を向上させることを実現してきた。また、光デバイス３４とドライバＩＣ５０との間の高周波電気信号の伝送路が一定の特性インピーダンスとなるように設計することで、高周波電気信号の劣化抑制や効率よく光デバイスに高周波電気信号を印加出来るような工夫がなされてきた。

岩藤尊己他、‘‘10Gb/sドライバＩＣ内臓EA変調器集積DFB-LD小型モジュール(光モジュール)’’、2004年電子情報通信学会総合大会、エレクトロニクス(1)、PP.227, C-3-54,

しかしながら、図１に示すような従来のドライバＩＣ集積光モジュール１１では、高周波電気信号を効率的に光デバイスに印加することのみに配慮が集中し、光デバイス３４やドライバＩＣ５０等の電子部品の熱特性についてはほとんど考慮されてこなかった。具体的な問題として、光デバイス３４の直近にドライバＩＣ５０を配置した従来のドライバＩＣ集積光モジュール１１の場合、パッケージ内に光デバイス３４とドライバＩＣ５０とが一緒に密封されていて、かつ、ドライバＩＣ５０と光デバイス３４の距離が近すぎることから、ドライバＩＣ５０の発熱によって光デバイス３４に熱の影響があり、光モジュール１１としての特性が劣化してしまうということがあった。

近年、光通信用システムの伝送容量を高めるために、光モジュール等を高密度に実装することが必要となっている。このようなケースでは、実装した各部品の発熱による温度上昇や光伝送システムのランニングコストがこれまで以上に深刻な問題となり、各部品に対して低消費電力特性への要求が強くなっている。一般にドライバＩＣ集積光モジュールでは、ドライバＩＣを搭載しない光モジュールに対して発熱量が大きく、消費電力が大きくなる。これは、ドライバＩＣを光モジュールパッケージ内に搭載することで光モジュール内に熱が籠もりやすくなり、籠もった熱を排熱するためのペルチェ素子の消費電力が大きくなってしまうことや高温環境に曝されたドライバＩＣそのものの消費電力が上がってしまうこと、などが原因と考えられる。また、高温環境下ではドライバＩＣや光デバイスそのものの特性が劣化するという問題もあった。

また、ドライバＩＣ集積光モジュールでは、特性改良のためにドライバＩＣを異なる種類のチップに変更するような場合に、モジュールサイズの制約のため、光チップの配置や配線線路の引き回しの変更が必要になるなど、モジュール内の構成に波及性も大きく、ドライバＩＣの変更や最適化のみを実施することが困難であった。このことは、ドライバＩＣ集積光モジュールの改良をする際にコストが高くなることや、光デバイスに関わる部分の構成が汎用的に使えないなどのデメリットになっている。

本発明の課題は、上記従来の問題を解決し、光モジュールとしての特性が向上するようにドライバＩＣを集積した光モジュールを提供することである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の光モジュールは、光半導体素子と、前記光半導体素子を内部に搭載して気密封止するパッケージと、前記光半導体素子を駆動するドライバＩＣと、前記ドライバＩＣおよび前記光半導体素子への高周波信号を伝搬する高周波線路が形成され、前記パッケージを貫通するセラミックフィードスルーと、を備え、前記ドライバＩＣが前記パッケージの外部のセラミックフィードスルー上に搭載されていることを特徴とする。

請求項１に記載された発明によれば、ドライバＩＣをモジュールパッケージの外側に配置することで、光デバイスとドライバＩＣの熱干渉を抑制できるようにすることと、ドライバＩＣから発した熱がパッケージ内に籠もらないようにすることを実現できる。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の光モジュールにおいて、前記ドライバＩＣは、前記セラミックフィードスルーの一部分に設けられた凹部に収容されており、該凹部は、前記ドライバＩＣを収容したときに前記セラミックフィードスルーの上面と前記ドライバＩＣの上面とが面一となるように形成されることを特徴とする。

請求項２に記載された発明によれば、外側に配置したドライバＩＣからの高周波電気信号出力を効率よくセラミックフィードスルーで構成された高周波線路に結合することができる。

請求項３に記載された発明は、請求項１または２に記載の光モジュールにおいて、前記高周波線路は、前記セラミックフィードスルーの上面に形成されており、前記ドライバＩＣとワイヤボンディングされていることを特徴とする。

請求項４に記載された発明は、請求項１または２に記載の光モジュールにおいて、前記高周波線路は、前記セラミックフィードスルーの内部を貫通して形成されており、前記ドライバＩＣとフリップチップ接続されていることを特徴とする。

請求項４に記載された発明によれば、光モジュールにおいて、ドライバＩＣの発熱による特性劣化の懸念の少ないようにドライバＩＣをパッケージの外側に搭載でき、かつ、モジュールパッケージの外側に配置されたドライバICのチップ表面が保護された構成とすることができる。

請求項５に記載された発明は、請求項２乃至４のいずれかに記載の光モジュールにおいて、前記ドライバＩＣは、底面と３側面または底面と４側面において前記セラミックフィードスルーに取り囲まれていることを特徴とする。

上記の課題を解決するために、請求項６に記載の光モジュールは、光半導体素子と、該光半導体素子への高周波信号を伝搬する高周波端子が貫通したガラスフィードスルーを有し、前記光半導体素子を内部に搭載して気密封止するCAN型パッケージと、前記光半導体素子を駆動するドライバＩＣと、前記ドライバＩＣおよび前記高周波端子への高周波信号を伝搬する高周波線路が形成される絶縁性ブロックと、を備え、前記ドライバＩＣが前記CAN型パッケージの外部に配される絶縁性ブロック上に搭載されていることを特徴とする。

請求項６に記載された発明によれば、小型のCANパッケージを利用したモジュールにおいて、ドライバＩＣの発熱による特性劣化の懸念の少ないドライバＩＣを集積した光モジュールを構成できる。

請求項７に記載された発明は、請求項６に記載の光モジュールにおいて、前記ドライバＩＣは、前記絶縁性ブロックの一部分に設けられた凹部に収容されており、該凹部は、前記ドライバＩＣを収容したときに前記絶縁性ブロックの上面と前記ドライバＩＣの上面とが面一となるように形成されることを特徴とする。

請求項７に記載された発明によれば、小型のCANパッケージを利用した光モジュールにおいて、外側に配置したドライバＩＣを搭載した部品と高周波電気信号配線および高周波電気信号配線以外の電気配線を集約したドライバＩＣを集積した光モジュールの構成できる。

請求項８に記載された発明は、請求項６または７に記載の光モジュールにおいて、前記絶縁性ブロックの上面に前記ガラスフィードスルーを貫通した高周波端子に接続された高周波線路と、前記CAN型パッケージから突出したDC配線端子と接続されたDC線路とが形成されており、該高周波線路は前記ドライバＩＣとワイヤボンディングされていることを特徴とする。

請求項９に記載された発明は、請求項６または７に記載の光モジュールにおいて、前記絶縁性ブロックの内部を貫通して前記ガラスフィードスルーを貫通した高周波端子に接続された高周波線路と、前記CAN型パッケージから突出したDC配線端子と接続されたDC線路とが形成されており、前記高周波線路は前記ドライバＩＣとフリップチップ接続されていることを特徴とする。

請求項９に記載された発明によれば、光モジュールにおいて、ドライバＩＣの発熱による特性劣化の懸念の少ないようにドライバＩＣをパッケージの外側に搭載でき、かつ、モジュールパッケージの外側に配置されたドライバICのチップ表面が保護された構成とすることができる。

請求項１０に記載された発明は、請求項６乃至９のいずれかに記載の光モジュールにおいて、前記ドライバＩＣは、底面と３側面または底面と４側面において前記セラミックフィードスルーまたは前記絶縁性ブロックに取り囲まれていることを特徴とする。

本発明によれば、セラミックフィードスルーからなる高周波線路を有したモジュールパッケージにおいて、モジュール内に配置された光デバイスを駆動するためのドライバＩＣチップをモジュール外部に集積することで、高周波特性に有利なドライバＩＣチップと光デバイスの集積化を実現し、かつ、ドライバＩＣチップの放熱特性やドライバＩＣチップの発熱が光デバイスに影響を与えない、またはドライバＩＣチップ自身の発熱量で光デバイスの特性が劣化することを抑制することを可能にしている。

また、ドライバＩＣチップまたはドライバＩＣチップを搭載したブロックを光モジュールの外部に配置していることから、仮にドライバＩＣチップのみの最適化や新規に設計したドライバＩＣチップに変更する必要性が発生した場合にも、パッケージおよびパッケージ内部の光デバイス周辺の設計や構造を変更する必要がないため、開発コストを大幅に低減できるメリットがある。

従来のBOX型の光モジュールの構成を示す図である。 第１の実施形態の光モジュールを説明するための模式図である。 第１の実施形態の光モジュールの他の例を説明するための模式図である。 第１の実施形態の光モジュールの他の例を説明するための模式図である。 図４の光モジュールのセラミックフィードスルーの構成を示す図である。 第２の実施形態の光モジュールを説明するための模式図である。 従来のCAN型の光モジュールの構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。本発明の光モジュールは、ドライバＩＣを集積した光モジュールの構成方法を見直し、ドライバＩＣを光モジュールパッケージの外に配置する構成とされている。また、光モジュールの小型化要求から開発が盛んに行われているCAN型の光モジュールにおいてもドライバＩＣをCAN外部に集積することで特性の向上ができる構造とされている。

（第１の実施形態）
本実施形態では、ドライバＩＣを集積したBOXタイプの光モジュールにおいて本発明の構成を採用した場合を例に挙げて説明している。

図２は、第１の実施形態の光モジュールの構成を説明するための模式図である。図２において、ドライバＩＣ集積光モジュール１は、光取り出し用の窓１０と、気密封止されたモジュールパッケージ（パッケージ）２０と、光半導体素子３４等を搭載したサブキャリア３３と、光半導体素子３４を駆動するドライバＩＣ５０と、電気配線線路が設けられたセラミックフィードスルー６０とを備えて構成される。

セラミックフィードスルー６０は、二段構造を呈しており、二段構造の表面に、サブキャリア３３およびドライバＩＣ５０に給電するための電気配線線路６３、６４が形成されている。セラミックフィードスルー６０は、ドライバＩＣ５０を載置するための載置部６１ａを有する上段側の本体部６１と、ドライバＩＣ集積光モジュール１を外部基板に接続するための電気配線線路６４が形成された下段側の接続部６２とからなる。電気配線線路６３、６４とドライバＩＣ５０とはワイヤリング接続されている。本体部６１は、モジュールパッケージ２０に内蔵される部分と、モジュールパッケージ２０の外部に露出される部分を有する。

載置部６１ａは、ドライバＩＣ５０を収容できる形状にセラミックフィードスルー６０の本体部６１の一部に凹んだ窪み（階段状の段差、凹部）として形成される。載置部６１ａを設ける位置は、図２のようにセラミックフィードスルー６０の本体部６１の端に限らず、モジュールパッケージ２０の外側から本体部６１の端までの間の位置にドライバＩＣ５０が収まる大きさの窪みとして設けても良い。本体部６１の端でない位置にドライバＩＣ５０を設けると、ドライバＩＣ５０の端面のうち３面、もしくは４面ともがセラミック部分に囲まれるようになるため、ドライバＩＣ５０がセラミック部分で保護されるようになるという利点がある。

ドライバＩＣ５０は、電気配線線路６４を介した外部入力に基づいて光半導体素子３４を駆動する高周波信号を生成する。ドライバＩＣ５０の表面には、電気配線線路６３、６４とボンディングワイヤ接続するめの複数の端子５１が設けられている。

サブキャリア３３は、ペルチェ素子３１と、キャリア３２と、サブキャリア３３と、光半導体素子３４と、サーミスタ３５と、モニタPD(フォトダイオード)３６と、レンズ３７と、アイソレータ３８などから構成される。冷却素子としてのペルチェ素子３１上にはキャリア３２が載置されており、キャリア３２上には、光半導体素子３４、サーミスタ３５、モニタPD(フォトダイオード)３６等のチップを搭載したサブキャリア３３と、レンズ３７と、アイソレータ３８とが載置されている。サブキャリア３３には、レーザダイオードと光変調器部とをモノリシック集積した光半導体素子３４、温度センサとしてのサーミスタ３５、レーザ出力を監視するモニタPD(フォトダイオード)３６等のチップへの配線パターンが形成されている。このサブキャリア３３の各チップ３４、３５、３６は、パッケージ２０内において図示しないボンティングワイヤで電気配線線路６３と接続されている。レンズ３７およびアイソレータ３８は、光半導体素子３４からの光をコリメート光にして、光取り出し用の窓１０に出力する。

モジュールパッケージ２０は、光半導体素子３４からの光を閉じ込め、上記チップモジュール３０と、セラミックフィードスルー６０の一部とを窒素ガス等の不活性ガスで気密封止している。セパレータ２１は、セラミックなどの絶縁体で構成され、セラミックフィードスルー６０の表面に設けられた電気配線線路６３と、金属などの導電性の材料で構成されたモジュールパッケージ２０とを絶縁する。

光取り出し用の窓１０は、光ファイバ等にモジュール外に配置されたレンズを介して空間接続され、光半導体素子３４からの光を光ファイバに導く。

ここで本発明のドライバＩＣ集積光モジュールと比較するために、従来のドライバＩＣ集積光モジュールを図１に示す。従来のドライバＩＣ集積光モジュール１１では、ドライバＩＣチップ５０と光半導体素子３４が一つのパッケージ内に密封された構成となっている。そのため、光半導体素子３４およびドライバＩＣ５０からの発熱がパッケージ２０内にこもりやすく、光半導体素子３４とドライバＩＣチップ５０がお互いの発熱影響を受けやすい(熱影響の分離を図りにくい)という問題があった。

図２のように本発明のドライバＩＣ集積光モジュール１は、ドライバＩＣ５０をモジュールパッケージ２０の外部に配置したことにより、従来問題となっていた発熱の問題を回避することができる。

また、本発明では、電気配線線路６３が表面に形成されるセラミックフィードスルー６０にドライバＩＣチップ５０を実装するために、本体部６１の一部に窪みとしての載置部６１ａを形成している。また、窪み６１ａに実装されたドライバＩＣチップ５０の端子５１と、セラミックフィードスルー６０の表面に形成された電気配線線路６３ＩＣが段差なく接続できるように、載置部６１ａの深さを調整している。この深さを調整することでドライバＩＣチップ５０から電気配線線路６３に効率よく高周波電気信号を伝搬することが実現できる。ただし、高周波電気信号の周波数がさほど高くない場合や、多少の信号劣化が許容できる場合には、電気配線線路６３とドライバＩＣチップ５０の端子５１との段差が厳密に調整されていなくてもよい。例えば後述する図３のように、本体部７１に段差を設けず、ドライバＩＣチップ５０と電気配線線路６３との接続にＩＣフリップチップ実装を採用するようにしてもよい。

なお、セラミックフィードスルー６０上に構成された電気配線線路６３において、高周波電気信号の伝搬損失が大きい場合、ドライバＩＣ５０は出来る限り光半導体素子３４などが搭載されたパッケージ２０に近い部分に配置することが望ましい。セラミックフィードスルー６０上に形成された電気配線線路６３において、高周波電気信号の伝搬損失が小さい場合は、実装作業や放熱特性を考慮してパッケージとドライバＩＣチップの間隔が維持できるように配置すればよい。

セラミックフィードスルー６０の放熱特性やドライバＩＣチップ５０の発熱量を考慮して、ドライバＩＣ５０の搭載位置とパッケージまでの距離を決めることも可能である。特に、電気信号の伝搬特性よりもドライバＩＣ５０の熱特性や光半導体素子３４の熱特性によってモジュール性能が制限される場合にはセラミックフィードスルー６０の表面積や熱抵抗を利用することで幅広い設計が可能となる。

図３は、他の構成のセラミックフィードスルーを備えた光モジュールを説明するための模式図である。図３に示す例では、本体部７１および接続部７１によって構成されるセラミックフィードスルー７０の本体部７１に段差を設けずに本体部７１の表面を平坦にしている。そして、平坦な本体部７１の表面にドライバＩＣ５０を載置している。この構成は、セラミックフィードスルーに窪みを設ける必要がない点で有利である。

図４は、他の構成のセラミックフィードスルーを備えた光モジュールを説明するための模式図である。図４に示す例は、図２の光モジュールにおいてセラミックフィードスルーの本体部の表面に配線路が形成される構成に代えて、セラミックフィードスルー８０の内部に配線路が形成される構成を採用している。セラミックフィードスルー８０の本体部８１には、内部に電気配線線路６３が形成されており、また本体部８１の表面に内層の電気配線線路６３と電気的に接続された端子８３が形成されている。端子８３は、パッケージ２０内部において各チップ３４、３５、３６とワイヤリング接続される。また、ドライバＩＣ５０は、下面に、電気配線線路６３との接続端子５１が形成されており、電気配線線路６３、６４にフリップチップ接続される。この構成は、セラミックフィードスルー８０の表面に電気配線線路６３が形成されていないので、セパレータ２１が不要であり、実装時の特性バラツキをワイヤ配線よりも小さくできる可能性がある。また、ドライバＩＣ５０のチップ下面がセラミックフィードスルー６０と対向することによって保護され、例えば外部の部品等がチップ表面に接することによるショートやワイヤ断線のリスクを回避することも期待できる。

（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態の光モジュールの構成を説明するための模式図である。本実施形態は、本発明に従ってCAN型の光モジュールにおいてドライバＩＣを集積している。従来のCAN型の光モジュールは、低コスト化要求に応えるために開発が進められてきたため、ドライバＩＣを集積した高機能なものよりも、低価格を維持できる構成の中である程度の機能を確保することが検討の対象となってきた。しかしながら、ドライバＩＣを集積したような高機能の光モジュールに対しても価格低減要求が高まっている。本実施形態は、CAN型光モジュールに本発明の構成を採用することで上記要求に応える方法の一つとして提案されたものである。

図６は、本発明のドライバＩＣ集積CAN型光モジュール（CAN型の光モジュール）の構成例を説明するための模式図である。（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は合体斜視図である。図６において、図２と同一符号は同一構成を示し、その説明は省略する。本発明のドライバＩＣ集積CAN型光モジュール２は、ステム１０３上に搭載された光半導体素子（図示せず）をキャップ１０４で気密封止したCAN型パッケージ１００と、光半導体素子を駆動するドライバＩＣ５０と、ドライバＩＣ５０を搭載した絶縁性ブロック９０とを備えて構成される。

CAN型パッケージ１００は内部に光半導体素子を搭載し、窒素ガス等の不活性ガスで気密封止されている。また、CAN型パッケージ１００を構成するステム１０３には、ガラスフィードスルー１０１ａ、１０１ｂが設けられている。ステム１０３にはさらに、CAN型パッケージ１００内の光半導体素子に高周波信号を通す高周波端子１０２ａと、パッケージ１００内の他のチップに給電するＤＣ端子１０２ｂとがガラスフィードスルー１０１ａ、１０１ｂを貫通するように設けられている。

絶縁性ブロック９０は、絶縁性の二段構造の基体９１ｄ、９２ｂと、基体９１ｄ、９２ｂ上に設けられる基板９１ｂ、９２ａとによって構成される。基板９１ｂには、高周波端子１０２ａとＤＣ端子１０２ｂとドライバＩＣ５０とに給電するための電気配線線路９３が形成されている。基板９２ａには、ドライバＩＣ集積CAN型光モジュール２を外部基板に接続するための電気配線線路９４が形成されている。別言すれば、絶縁性ブロック９０は、ドライバＩＣ５０を載置するための載置部９１ａを有する上段側の本体部９１と、ＩＣ下段側の接続部９２とからなるとも言える。電気配線線路９３、９４とドライバＩＣ５０とはワイヤリング接続されている。

載置部９１ａは、ドライバＩＣ５０を収容できる形状に絶縁性ブロック９０の本体部９１の一部に凹んだ窪み（階段状の段差、凹部）として形成される。載置部９１ａを設ける位置は、図２のように絶縁性ブロック９０の本体部９１の端に限らず、絶縁性ブロック９０上であれば任意である。ＩＣ本体部９１の端でない位置にドライバＩＣ５０を設けると、ドライバＩＣ５０の端面のうち３面、もしくは４面ともがセラミック部分に囲まれるようになるため、ドライバＩＣ５０が絶縁性ブロックで保護されるようになるという利点がある。

ここで本発明のドライバＩＣ集積CAN型光モジュール２と比較するために、従来のドライバＩＣ集積CAN型光モジュール２００を図７に示す。従来のドライバＩＣ集積CAN型光モジュール２００には、CAN型パッケージ１００内の光半導体素子に高周波信号を伝搬する高周波端子１０２ａとパッケージ１００内の他のチップに給電するＤＣ端子１０２ｂとに接続されたフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）２１０が設けられており、該ＦＰＣ２１０を介して、ドライバＩＣチップ５０と接続される構成となっている。 一方、本発明のドライバＩＣ集積CAN型光モジュールでは、図６に示すように、ドライバＩＣチップ５０はセラミック基板等の絶縁性ブロック９０上に搭載され、その絶縁性ブロック９０にはドライバＩＣチップ５０との電気信号の入出力部に電気配線するための配線線路９３、９４が形成された基板９１ｂ、９２ａが設けられており、ドライバＩＣチップ５０とのワイヤリングが容易にできるように構成されている。CAN型パッケージ１００外部に引き出された高周波端子１０２ａとドライバＩＣチップ５０を搭載した絶縁性ブロック９０上の高周波線路９３を当接するように接続することで、ドライバＩＣを集積したCAN型光モジュール２を実現している。

また、CAN型パッケージ１００の高周波端子１０２ａを除く他の電気端子（ＤＣ端子）１０２ｂについても、絶縁性ブロック９０上に構成された配線９３、９４とワイヤリング等で配線されるように構成されており、絶縁性ブロック９０上でCAN型光モジュールからの電気配線が全て集約できる。このことで、CAN型光モジュールと外部の電気制御用ボード等との接続を平易に実現できるようになっている。なお、図６に示す例では、CAN型パッケージ１００のガラスフィードスルー１０１ａおよび高周波端子１０２ａとガラスフィードスルー１０１ｂおよびＤＣ端子１０２ｂとは、代表的なもののみが図示されており、他は省略して示されている。

本実施形態では、絶縁性ブロック９０においてドライバＩＣチップ５０を搭載する窪みとしての載置部９１ａは、ドライバＩＣ５０の上面に設けられた高周波電気信号の出力端子５１、５２と絶縁性ブロック９０上にパターニングされた電気配線線路９３、９４の高さが同じになるようにその深さが形成されているが、図３に示したように、本体部９１の上面を平坦にしてもよい。

また、ドライバＩＣチップ５０をフリップチップ実装によって搭載してもよい。この場合は、絶縁性ブロック９０の形状は第１の実施形態の図５に示されたセラミックフィードスルーと同様の形状とされる。ドライバＩＣチップ５０をフリップチップ実装することによって、実装時の特性バラツキをワイヤ配線よりも小さくできる可能性がある。また、チップ表面がセラミック基板と対向することによって保護され、例えば外部の部品等がチップ表面に接することによるショートやワイヤ断線のリスクを回避することも期待できる。

また、高周波電気配線以外の電気配線部分について、本実施形態ではワイヤリングによって配線を実施しているが、CAN型パッケージ１００のステム１０３裏面にある配線パターンと対応する配線パターンを構成した絶縁性基板等を張り合わせることで配線を実現するなどワイヤリング以外の配線方法を採用しても良い。また、例えば高周波電気配線以外の電気配線部分についてはFPC等を使って高周波電気配線とは別に配線を用意しても良い。

セラミック等の絶縁性ブロック９０上に構成された電気配線パターンにおいて、高周波電気信号の伝搬損失が大きい場合、ドライバＩＣは出来る限り光デバイスなどが搭載されたパッケージに近い部分に配置することが望ましい。セラミック等の絶縁性ブロック上に構成された電気配線パターンにおいて、高周波電気信号の伝搬損失が小さい場合は、実装作業や放熱特性を考慮してパッケージとドライバＩＣチップの間隔が維持できるように配置すればよい。

セラミック等の絶縁性ブロックの放熱特性やドライバＩＣチップの発熱量を考慮して、ドライバＩＣの搭載位置とパッケージまでの距離を決めることも可能である。特に、電気信号の伝搬特性よりもドライバＩＣの出力特性が熱影響によって劣化することや光デバイスが熱影響を受けることで例えば出力や伝送特性が劣化しモジュール性能が制限されるような場合にはセラミック部分の表面積や熱抵抗を利用することで幅広い設計が可能となる。

尚、上記いずれの実施形態においても高周波線路の特性インピーダンスは50オームの場合を想定しているが、本発明の高周波線路の接続方法は特性インピーダンスを限定するものではない。

１ ドライバＩＣ集積光モジュール
１０ 光取り出し用の窓
２０ モジュールパッケージ（パッケージ）
２１ セパレータ
３０ チップモジュール
３１ ペルチェ素子
３２ キャリア
３３ サブキャリア
３４ 光半導体素子
３５ サーミスタ
３６ モニタPD(フォトダイオード)
３７ レンズ
３８ アイソレータ
５０ ドライバＩＣ
４０、６０、７０、８０ セラミックフィードスルー
６３、６４ 電気配線線路
６１ａ 載置部
６１ 本体部
６２ 接続部

Claims (10)

1. 光半導体素子と、前記光半導体素子を内部に搭載して気密封止するパッケージと、
   前記光半導体素子を駆動するドライバＩＣと、前記ドライバＩＣおよび前記光半導体素子への高周波信号を伝搬する高周波線路が形成され、前記パッケージを貫通するセラミックフィードスルーと、
   を備え、
   前記ドライバＩＣが前記パッケージの外部のセラミックフィードスルー上に搭載されていることを特徴とする光モジュール。
2. 前記ドライバＩＣは、前記セラミックフィードスルーの一部分に設けられた凹部に収容されており、該凹部は、前記ドライバＩＣを収容したときに前記セラミックフィードスルーの上面と前記ドライバＩＣの上面とが面一となるように形成されることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
3. 前記高周波線路は、前記セラミックフィードスルーの上面に形成されており、前記ドライバＩＣとワイヤボンディングされていることを特徴とする請求項１または２に記載の光モジュール。
4. 前記高周波線路は、前記セラミックフィードスルーの内部を貫通して形成されており、前記ドライバＩＣとフリップチップ接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光モジュール。
5. 前記ドライバＩＣは、底面と３側面または底面と４側面において前記セラミックフィードスルーに取り囲まれていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の光モジュール。
6. 光半導体素子と、該光半導体素子への高周波信号を伝搬する高周波端子が貫通したガラスフィードスルーを有し、前記光半導体素子を内部に搭載して気密封止するCAN型パッケージと、前記光半導体素子を駆動するドライバＩＣと、前記ドライバＩＣおよび前記高周波端子への高周波信号を伝搬する高周波線路が形成される絶縁性ブロックと、
   を備え、
   前記ドライバＩＣが前記CAN型パッケージの外部に配される絶縁性ブロック上に搭載されていることを特徴とする光モジュール。
7. 前記ドライバＩＣは、前記絶縁性ブロックの一部分に設けられた凹部に収容されており、該凹部は、前記ドライバＩＣを収容したときに前記絶縁性ブロックの上面と前記ドライバＩＣの上面とが面一となるように形成されることを特徴とする請求項６に記載の光モジュール。
8. 前記絶縁性ブロックの上面に前記ガラスフィードスルーを貫通した高周波端子に接続された高周波線路と、前記CAN型パッケージから突出したDC配線端子と接続されたDC線路とが形成されており、該高周波線路は前記ドライバＩＣとワイヤボンディングされていることを特徴とする請求項６または７に記載の光モジュール。
9. 前記絶縁性ブロックの内部を貫通して前記ガラスフィードスルーを貫通した高周波端子に接続された高周波線路と、前記CAN型パッケージから突出したDC配線端子と接続されたDC線路とが形成されており、前記高周波線路は前記ドライバＩＣとフリップチップ接続されていることを特徴とする請求項６または７に記載の光モジュール。
10. 前記ドライバＩＣは、底面と３側面または底面と４側面において前記セラミックフィードスルーまたは前記絶縁性ブロックに取り囲まれていることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の光モジュール。

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