JP2016018862A - 光モジュール及び光モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで高速光通信用の光モジュール等を提供する。【解決手段】光モジュール１３０は、光半導体素子と、光半導体素子に電気信号を伝達する及び／又は光半導体素子から出力された電気信号が伝達するリード端子１０２ａ、１０２ｂを含むステム１０１と、グランド層と、リード端子１０２ａ、１０２ｂが貫通する第１の開口部と、ステム１０１とグランド層を電気的に接続するための接続部１１２と、を含む基板１０７と、を有し、接続部１１２は、基板１０７の縁部または基板１０７がステム１０１に配置される側の表面に形成されている。【選択図】図５

Description

本発明は、光モジュール及び光モジュールの製造方法に関する。

光通信で使用されるＣＡＮ型光モジュールは、一般に、電気的に接地されているステムと、ステムを貫通し且つステムから絶縁されているリード端子とを有している。また、ステムとステムに取り付けられるキャップとによって、送信機能や受信機能を有した光半導体素子を収容する筐体が構成されている。リード端子とステムは同軸線路を構成している。リード端子の一方の端部は、光半導体素子に接続される。リード端子の他方の端部は、信号線路とそれに沿って形成されるグランドとを有しているＦＰＣ（フレキシブル基板）などの配線基板を介して、変調電気信号を出力する駆動デバイス、もしくは受光素子により光−電気変換された信号を増幅するＩＣ等に接続される。以下、説明の簡素化のために、送信機能を有したＣＡＮ型光モジュールを例に説明する。

ここで、通信速度の上昇に伴い、駆動デバイスから出力される変調電気信号に含まれる周波数は高周波に及ぶ。電気信号の高周波化に起因して、伝送線路における特性インピーダンスの不整合箇所で電気信号の反射が生じ易くなっている。特性インピーダンスの不整合は、例えば、リード端子とステムとによって形成される同軸線路と、ＦＰＣなどの配線基板との間で生じやすい。また、リード端子とステムとによって形成される同軸線路と、リード端子のステムから突出している部分との間で生じる場合もある。特性インピーダンスの不整合箇所で反射が生じた場合、その反射波が駆動デバイスでさらに反射し、伝送線路内で多重反射が発生する場合がある。このような反射が生じると、本来の変調電気信号に歪みが生じ、光信号の波形品質が低下する。

そこで、特性インピーダンスの不整合が生じやすいリード端子とＦＰＣとの接続部では光波形に与える影響を最小限に抑えるため、下記特許文献１及び２では、特性インピーダンスの不整合を抑制するための構造が提案されている。

具体的には、特許文献１では、ＦＰＣとステムの接続部の密着性を高めてリード端子部でインダクタンスが大きくなることを防ぐため、グラウンドピンの溶接部に掘り込みを設けたステムを使用した構成が開示されている。特許文献２では、ＦＰＣにリード端子とステムとによって形成される同軸線路との間でのインピーダンスの変化が緩やかとなるように、ＦＰＣの配線パターンに加工が施され、光波形の特性の確保が図られている。

特開２００６−０８０４１８号公報 特開２００９−２９５７１７号公報

近年、光モジュールの低コスト化のために、光半導体素子のみならず、これを収容する筐体や周辺部材について安価な構成が要求されている。

しかし、例えば１０Ｇｂｉｔ／ｓ級の高速光通信用光モジュールにおいては、上記のインピーダンスの不整合の影響は大きく、特許文献１や図１４に示すようなグラウンドピンの溶接部に掘り込みを設けているステムを使用していることが多い。この掘り込み加工の加工費のために、ステム自体の価格が高くなり、低コストな光モジュールの実現の妨げとなっている。掘り込み加工を行っていないステムにおいては、以下の理由でインピーダンスの不整合が課題となる。

一般にＦＰＣのグランドと光モジュールのパッケージ（ステム等を含む全体）のグランドを導通させるため、ステムに溶接したグランドピンとＦＰＣに設けたグランド層に繋がったスルーホールとをはんだ付けする。この場合、グランドピンの根元の溶接部とＦＰＣが干渉して、ＦＰＣがステムに密着されず、リード端子部のインダクタンスが過剰に大きくなりインピーダンスの不整合点となる。

そこで、上記のように、インピーダンスの不整合を解消するために、グラウンドピンの溶接部がＦＰＣとの接着面に干渉しないよう、ステムに掘り込みを設けることが提案されている。より具体的には、図１４を用いて説明する。

図１４は、従来技術における光モジュールの断面の概要を示す図である。図１４に示すように、ステム１０１の表面には台座１０１ａが固定され、半導体レーザー１０４は台座１０１ａによって支持されている。ステム１０１は、金属によって形成され、後述するＦＰＣ（フレキシブル配線基板）１０７に形成されるグランドラインと接続されており、電気的に接地される。ステム１０１には、半導体レーザー１０４を覆うようにキャップ１０９が接合される。ステム１０１とキャップ１０９とによって、半導体レーザー１０４を収容する筐体１１０が構成される。筐体１１０は気密性が確保されている。キャップ１０９には開口が形成され、この開口には半導体レーザー１０４からの光を集めるレンズ１１１が設けられている。

また、光モジュール１２０は、リード端子１０２ａ、１０２ｂを有している。リード端子１０２ａ、１０２ｂは、ステム１０１を貫通する。なお、ステム１０１とは電気的に絶縁されている。具体的には、ステム１０１は、ステム１０１を厚さ方向に貫通する貫通孔を有している。この貫通孔の内側にリード端子１０２ａ、１０２ｂが配置されている。リード端子１０２ａ、１０２ｂは、貫通孔に充填されたガラス材などの絶縁体１０３によって、貫通孔の内側で保持されている。なお、リード端子１０２ａは、半導体レーザー１０４に変調電気信号を伝送するための端子である。また、当該光モジュール１２０は、差動方式で駆動される。

ステム１０１に固定されている台座１０１ａには、はんだや導電性接着剤などを用いて放熱用基板１０５が取り付けられている。放熱用基板１０５は、高い熱伝導率を有し且つ半導体レーザー１０４に近い熱膨張係数を有する絶縁性の材料（例えば、窒化アルミニウム）によって形成される。放熱用基板１０５の表面にはメタライズ配線が形成されている。

リード端子１０２ａは、図１４に示すように、その一方が、ステム１０１から筐体１０の内側に向かって突出している。内側に突出たリード端子１０２ａはワイヤー１０６を介して放熱用基板１０５の表面に形成されたメタライズ配線に接続されている。半導体レーザー１０４と放熱用基板１０５の表面に形成されたメタライズ配線もワイヤー１０６を介して互いに接続されている。

リード端子１０２ｂは、半導体レーザー１０４以外に電力を供給するための端子である。具体的には、例えば、リード端子１０２ｂは、半導体レーザー１０４の出力をモニタするフォトダイオード等に接続される。なお、光モジュール１２０は必ずしもリード端子１０２ｂを有していなくてもよい。

グランドピン１０２ｃは、ステム１０１に溶接されている。グランドピン１０２ｃの溶接部がＦＰＣ１０７との接着面に干渉しないよう、ステム１０１に掘り込み１２１を設けている。この掘り込み１２１によって、ＦＰＣ１０７がステム１０１の表面に対して浮くことなく、ステム１０１に密着される。そして、筺体１１０の外側に突出したリード端子１０２ｃをＦＰＣ１０７に形成したスルーホール（図示せず）とはんだ１０８ａによって接合される。

しかしながら、上記の場合、掘り込み１２１を設けるための加工費を要する。このように、インピーダンスの不整合を低減するためなどに、要求される特性を満たすために特別な加工を施したステムを用いた光モジュールが一般的であった。しかし、コスト低減のためには用途に応じた（要求される特性に応じた）特別な加工を施していないステムを採用することなく、汎用的に用いられるステムを採用する必要がある。

上記に鑑みて、本発明は、低コストで高速光通信用の光モジュール等を実現することを目的とする。

（１）本発明の光モジュールは、光半導体素子と、前記光半導体素子に電気信号を伝達する及び／又は前記光半導体素子から出力された電気信号が伝達するリード端子を含むステムと、グランド層と、前記リード端子が貫通する第１の開口部と、前記ステムと前記グランド層を電気的に接続するための接続部と、を含む基板と、を有し、前記接続部は、前記基板の縁部または前記基板が前記ステムに配置される側の表面に形成されている、ことを特徴とする。

（２）上記（１）に記載の光モジュールにおいて、前記基板の縁部に形成されている接続部は、前記基板の切り欠き部に前記グランド層から延伸して形成された電極部であることを特徴とする。

（３）上記（１）に記載の光モジュールにおいて、前記基板が前記ステムに配置される側の表面に形成されている接続部は、前記基板と前記ステムが対抗する領域の外側の一部に前記グランド層を露出させて形成されていることを特徴とする。

（４）上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の光モジュールにおいて、前記ステムは、更に、前記基板が配置される側の表面から延伸するグランドピンを有し、前記基板は、更に、前記グランドピンが貫通する第２の開口部を有することを特徴とする。

（５）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の光モジュールにおいて、前記基板は、更に、前記リード端子と電気的に接続される伝送線路を有し、前記伝送線路は、直線領域と前記直線領域よりも幅の大きい整合領域とを有することを特徴とする。

（６）上記（５）に記載の光モジュールにおいて、前記接続部は、前記リード端子と前記基板の伝送線路が接続される位置と、前記基板が折り曲げられる位置との間に設けられていることを特徴とする。

（７）上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の光モジュールにおいて、前記接続部は、はんだにより前記ステムと電気的に接続されることを特徴とする。

（８）本発明の光モジュールの製造方法は、光半導体素子に電気信号を伝達する及び／又は前記光半導体素子から出力された電気信号が伝達するリード端子、グランドピンを含むステムから前記グランドピンを除去する工程と、前記グランドピンを除去する工程の後に、グランド層、前記リード端子が貫通する第１の開口部、及び、前記グランド層と電気的に接続される接続部を含む基板と、前記ステムとを接続する工程と、備え、前記ステムと前記基板を接続する工程において、前記接続部と前記ステムが電気的に接続され、前記接続部は、前記基板の縁部または前記基板が前記ステムに配置される側の表面に形成されていることを特徴とする。

第１の実施形態における光送受信機の概要を説明するための図である。 図１の光送受信機の断面の概要を示す図である。 第１の実施形態における光モジュールのステムの正面図の一例を示す図である。 図３のＩＶ−ＩＶ断面の概要の一例を示す図である。 第１の実施形態における光モジュールのＦＰＣの平面図の概要の一例を示す図である。 図５のＶＩ−ＶＩ断面の概要の一例を示す図である。 図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面の概要の一例を示す図である。 第１の実施形態における光モジュールのステムの正面図の一例を示す図である。 図８のＩＶ−ＩＶ断面の概要の一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態における光モジュールを説明するための図である。 図８のＸＩ−ＸＩ断面の概要の一例を示す図である。 本発明の第３の実施形態における光モジュールについて説明するための図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ断面の一例を示す図である。 従来技術における光モジュールについて説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面については、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本実施の形態における光送受信機の概要を説明するための図である。また、図２は、図１の光送受信機の断面の概要を示す図である。図１及び図２に示すように、光送受信機１００は、光モジュール１３０、光モジュール１３０に配置されるＦＰＣ１０７、及びＦＰＣ１０７に接続され駆動デバイス等が実装される基板１４０を含む。ＦＰＣ１０７は、図１に示すように所定の位置で折り曲げて用いられるが、詳細には後述する。

次に、本実施の形態における光モジュール１３０について説明する。なお、下記においては説明の便宜のため、まず光モジュール１３０に含まれるステム１０１について説明する。またここでは光送信機能を有した光モジュールについて説明するが、光受信機能を有した光モジュールであっても本願発明は適用できる。

図３は、光モジュールのステムの正面図の一例を示す図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ断面の概要の一例を示す図である。図３及び図４に示すように、本実施の形態におけるステム１０１は、例えば、光半導体素子（例えば、光半導体レーザー４）に電力を供給する２のリード端子１０２ａが貫通する２の開口部を有する。そして、従来設けられているグランドピンに相当するリード端子は設けられていない。このようにそもそもグランドピン及びその溶接部がないステムは、掘り込み加工をしたステムと比べると安価であり、低コストな光モジュールが実現できる。ＦＰＣ１０７とステムとのグランド接続に関しては後述する。

当該２の開口部には、それぞれ、絶縁体１０３を介して、上記リード端子１０２ａが保持される。また、ステム１０１の他の表面（ＦＰＣ１０７が配置される面と対向する面）には、光半導体素子等を保持する台座１０１ａが配置される。台座１０１ａはステムと同電位となっている。

また、ステム１０１は、光半導体レーザー１０４の出力をモニタするフォトダイオード等に接続されるリード端子１０２ｂが貫通する開口部を更に有するように構成してもよい。この場合、当該リード端子１０２ｂは、上記と同様に絶縁体１０３を介して、ステム１０１の開口部に保持される。

図５は、光モジュールのＦＰＣの平面図の概要の一例を示す図である。図６は、図５のＶＩ−ＶＩ断面の概要の一例を示す図である。図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面の概要の一例を示す図である。

図６に示すように、光モジュール１３０は、ステム１０１、ＦＰＣ１０７、レンズ１１１等を含む。ステム１０１は、ＦＰＣ１０７と反対側に台座１０１ａを有する。ＦＰＣ１０７は、図５に示すように、接続部１１２、伝送線路１１４、及び、上記リード端子１０２ａ、１０２ｂが貫通する開口部を含む。接続部１１２は、図５に示すように、ＦＰＣ１０７の縁部の一部に形成される。

具体的には、例えば、図５及び図７に示すように、ＦＰＣ１０７は、略半円形状の切り欠き部を有し、当該接続部１１２は、当該切欠き部にＦＰＣ１０７のグランド層７０２から延伸して形成された２の電極として形成される。ここで、ＦＰＣ１０７は、例えば、図７に示すように、ステム１０１が配置される側から順に、誘電体層７０１、グランドパターンが形成されるグランド層７０２、絶縁層７０３、配線パターンが形成される導電体層７０４、誘電体層７０５を含む。そして、ステム１０１の表面と当該接続部１１２との間をはんだ付けすることにより、接続部１１２とステム１０１が接続される。以上のように、従来ＦＰＣとステムとのグランド接続はグランドピン１０２ｃを介して行われていたが、本実施の形態においては、グランドピン１０２ｃを介さずにＦＰＣ１０７のグランド層７０２から延伸して形成された２の電極を介して接続している。

また、図５に示すように、当該２の電極は、リード端子１０２ａがＦＰＣ１０７を貫通する位置（図５のリード端子接続位置）とＦＰＣ１０７が折り曲げられる位置との間に設けることが好ましい。これにより、ＦＰＣ１０７を折り曲げた場合に、ＦＰＣ１０７の剥がれや浮きを抑制することができる。

さらに本実施の形態ではグランドピン１０２ｃを用いないことで以下の構造を採用できるようになる。ＦＰＣ１０７は、図５に示すように、ＦＰＣ１０７の表面にリード端子１０２ａと接続される伝送線路１１４を有する。また、伝送線路１１４は、図５に示すように、伝送線路１１４の直線領域と幅の異なる整合部１１３ａを設ける。これにより、直線領域の伝送線路１１４とリード端子１０２ａへと向かう方向に段階的に特性インピーダンスを変化させ、特性インピーダンスの不整合により生じる反射を抑制することができる。具体的には、伝送線路１１４は光モジュール１３０を駆動するための駆動デバイスの出力インピーダンスに整合するように設定する。例えば、ＦＰＣ１０７の伝送線路１１４は２５［Ω］に整合する。

これに対し、ステム１０１とそれを貫くリード端子１０２ａから構成される同軸線路の特性インピーダンスは、一般的に次のような制約を受けるため、伝送線路１１４の特性インピーダンスに一致させるのは困難である。同軸線路の特性インピーダンスは、リード端子１０２ａの径と、ステム１０１の貫通孔の径とにより調整できるが、リード端子１０２ａの最小径はその加工精度の制限を受ける。また、ステム１０１の直径は、規格やモジュールの小型化の要請により制限を受け、ステム１０１の貫通孔の最大径も、ステム１０１に部品を搭載するための領域を確保する必要があることから制限を受ける。つまり、リード端子１０２ａの径を小さくし且つ貫通孔の径を大きくして、同軸線路の容量性を小さくすること、すなわち同軸線路の特性インピーダンスを大きくすることは困難である。

そこで、例えば、光モジュール１３０のステム１０１の貫通孔の直径は１ｍｍで、リード端子１０２ａの直径は０．４５ｍｍとする。また、絶縁体１０３の比誘電率は６．５とする。この場合、同軸線路の特性インピーダンスはおよそ１８Ωとなり、ＦＰＣ１０７の伝送線路１１４よりも低くなる。

上記のように、同軸線路へ伝送する前に上記のように整合部１１３ａを設け、特性インピーダンスを段階的に小さくする。これにより、特性インピーダンスの不整合により生じる反射を抑制することができる。

本実施の形態においては、上記のように、グランドピン１０２ｃを通過させるための開口部をＦＰＣ１０７に設けない。したがって、グランドピン１０２ｃのための開口部を設ける構成と比較して、グランドピン１０２ｃの溶接部１０２ｄがあることで使用できなかった領域を使うことができ、整合部１１３ａを設けることができる。このように伝送線路の形状の設計自由度を向上させることができる。そして効果的に特性インピーダンスを段階的に小さくすることができ、高周波特性の改善することができる。

また、一般に、高周波成分の直進性のため、伝送線路１１４は、インピーダンスの不整合点まで曲がることなく直線的に引かれていることが好ましいが、本実施の形態によれば、グランドピン１０２ｃを使用しないことで、直線領域の長さをより長くすることができる。また、反射点を減らし、ＦＰＣ１０７の伝送線路１１４からステム１０１を貫く同軸線路へ段階的に特性インピーダンスを下げるための整合部１１３ａをリード端子１０２ａとＦＰＣ１０７の接続部１１２の直前に配置することができる。結果として、本実施の形態によれば、高周波特性を改善するとともに、安価なステムを採用しているため低価格で１０Ｇｂｉｔ／ｓ級以上の高速光信号を出力可能な光送信モジュールを提供することができる。

尚、本実施の形態においては、最初からグランドピン及びその溶接部がないステムを用いることで説明したが、例えば図８、図９に示すようにグランドピン１０２ｃ及び溶接部１０２ｄが設けられたステム１０１を用いても良い。このステム２０１においては溶接部１０２ｄが掘り込み加工はされていない。このようなステム２０１は主に、１０Ｇｂｉｔ／ｓ級より低速な光モジュールなどに用いられており、大量生産されており単価が安いという特徴がある。

ステム２０１を用いた場合は、ＦＰＣ１０７を接続する前に、溶接部１０２ｄ及びグランドピン１０２ｃを除去し、ＦＰＣ１０７とステム２０１との接続は上記同様に接続部１１２にて行う。このステム２０１を採用することで、大量生産されている汎用的な安価なステムを用いることができ、低価格な光モジュールが得られる。

次に、ステム２０１を用いた場合の本実施の形態における光モジュール１３０の製造方法の概要について説明する。例えば、まず、図６に示すように、リード端子１０２ａ及び１０２ｂ、及び、グランドピン１０２ｃを含むステム１０１を用意する。次に、光半導体素子、レンズ１１１等を配置し、キャップをする。そしてＦＰＣ１０７を付けていない状態で、リード端子１０２ａ及び１０２ｂ、そしてグランドピン１０２ｃを利用して光半導体素子の導通試験を行う。導通が取れていることを確認したら、次に、グランドピン１０２ｃを除去する。このとき、上記のようにグランドピン１０２ｃの溶接部１０２ｄも除去することはいうまでもない。次に、例えば、図５乃至７に示すように、ＦＰＣ１０７をステム１０１に配置する。ここで、当該ステム１０１は上記のようにグランドピン１０２ｃ等を除去したステム２０１に相当する。また、リード端子１０２ａ及び１０２ｂが対応するＦＰＣ１０７に形成された対応する各開口部を通過するように配置することはいうまでもない。次に、ステム１０１とＦＰＣ１０７の接続部１１２とをはんだ付けを行うことにより、はんだ１０８で接続する。その後、ＦＰＣ１０７の折り曲げや駆動デバイス等との接続等を行い、光モジュール１３０を実現する。

本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、上記実施の形態で示した構成と実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えてもよい。

[第２の実施形態]
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。本実施の形態においては、主に、ＦＰＣ１０７の接続前の導通試験後に、ステム２０１からグランドピン１０２ｃを除去しない点、グランドピン１０２ｃが通過する貫通穴１１５をＦＰＣ１０７に設ける点が異なる。なお、下記において第１の実施形態と同様である点については説明を省略する。

図１０は、本発明の第２の実施形態における光モジュールを説明するための図である。また、図１１は、図１０のＩＸ−ＩＸ断面の概要の一例を示す図である。

本実施の形態においては、図１０及び図１１に示すように、上記第１の実施形態と同様に、ＦＰＣ１０７の縁部の一部に、接続部１１２を設ける。また、本実施の形態においては、ＦＰＣ１０７には、ステム２０１にＦＰＣ１０７が配置された際に、グランドピン１０２ｃの溶接部１０２ｄを避けるようにＦＰＣ１０７の貫通孔１１５を設ける。なお、貫通孔１１５は、スルーホールではなく、単なる孔である。上記第１の実施形態では、グランドピン１０２ｃを設けない、もしくは除去するため、ＦＰＣ１０７とリード端子２との接続部１１２付近まで直線的に伝送線路１１４を引くことができるが、本実施の形態においては、溶接部１０２ｄが存在している状態である。そこで、溶接部１０２ｄを避けるために、伝送線路１１４は貫通孔１１５の周りを進むように形成する。

ここで、本実施の形態においては、グランドピン１０２ｃを使用した、ＦＰＣ１０７のグランド層７０２とステム２０１との直接的な電気的な接続は行わない。よって、溶接部１０２ｄの周囲にランドパタンや、スルーホールを設ける必要がないため、伝送線路１１４を湾曲させる領域を最小限に抑えることができる。また、上記第１の実施形態と同様に、リード端子１０２ａとＦＰＣ１０７の接続部１１２の直前に特性インピーダンスを低く設定した整合回路１１３ｂを設けることができる。

なお、接続部１１２を設ける位置は、上記第１の実施形態と同様である。これにより、グランドピン１０２ｃがすでに溶接されているステム２０１に対して、伝送線路１１４に余計な取り回しを強いることなく、反射点である、リード端子１０２ａとＦＰＣ１０７の接続部付近まで伝送線路１１４を引くことが可能となる。よって、低インピーダンスの同軸線路に対し、段階的に特性インピーダンスを近づけるための整合回路１１３ｂを配置できる。

次に、本実施の形態における光モジュール１３０の製造方法の概要について説明する。まず、例えば、図８及び図９に示すように、リード端子１０２ａ及びグランドピン１０２ｃを含むステム２０１を用意する。次に、上記第１の実施形態と同様に、導通試験を行う。次に、例えば、図１０に示すように、ＦＰＣ１０７をステム２０１に配置する。ここで、リード端子１０２ａ、１０２ｂを対応する各開口部や貫通孔１１５を通過するように配置し、はんだ付けを行う。この際、グランドピン１０２ｃは貫通孔１１５を通過するのみではんだ付けは行わない。次に、ステム２０１とＦＰＣ１０７の接続部１１２とをはんだ付けする。その後、ＦＰＣ１０７の折り曲げ等を行い光モジュール１３０を完成させる。

本実施の形態によれば、汎用的に大量生産されている溶接部が掘り込まれていない安価なステムを用いつつ、グランドピン１０２ｃ及び溶接部１０２ｄを除去する工程は不要となり、製造コストを低減することができる。さらに、グランドピンの溶接部がステムより飛び出している低価格なステムを採用しても、ＦＰＣ１０７はグランドピン１０２ｃ及び溶接部１０２ｄを避けるような開口部を備えているため、ステム２０１に密着させることができ、低価格及び高周波特性に優れた光送信モジュールを提供することができる。

本発明は、上記第１及び第２の実施の形態に限定されるものではなく、上記実施の形態で示した構成と実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えてもよい。

[第３の実施形態]
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施の形態においては、主に、ＦＰＣ１０７のグランド層７０２をＦＰＣ１０７の表面から露出させた部分とステム２０１とをはんだ付けして、ＦＰＣ１０７のグランド層とステム２０１とを接続する点が、第２の実施形態と異なる。なお、下記において第２の実施形態と同様である点については説明を省略する。

図１２は、本発明の第３の実施形態における光モジュールについて説明するための図である。具体的には、図１２は、ＦＰＣ１０７が実装される面の反対側から見た光モジュール１３０の正面図の一例を示す。図１３は、図１２のＸＩ−ＸＩ断面の一例を示す図である。

図１２に示すように、ＦＰＣ１０７は、ステム２０１と接続する面側の一部にグランド層７０２を露出させた接続部１１６を設ける。具体的には、例えば、当該接続部１１６は、ステム２０１をＦＰＣ１０７に配置する面の、ステム２０１の中心から見て両側に２カ所設けることが好ましい。また、露出している領域は、ステム２０１とＦＰＣ１０７が対抗しあう領域の外側の一部にあることが望ましい。この構造とすることで、図１３で示すようにＦＰＣ１０７の接続部１１６とステム２０１との接続において、はんだ付けの作業性を向上させることができる。また、当該接続部１１６の位置は、リード端子１０２ａをはんだ付けする位置と、ＦＰＣ１０７の折り曲げ位置との間に設けることが望ましい。尚、ＦＰＣ１０７を折り曲げた場合は、図１３で示すようにはんだ１０８ｂの縁部１５０を起点に曲がることもある。

そして、図１３に示すように、当該２の接続部１１６において、ステム２０１の側面と当該接続部１１６をはんだ１０８ｂを用いてはんだ付けすることにより、ＦＰＣ１０７のグランド層７０２とステム２０１を接続させる。また、伝送線路１１４については、例えば、上記第２の実施形態と同様とする。

また、上記第１の実施形態と同様に、グランドピン１０２ｃを最初から設けないステム１０１を用い、または、ステム２０１を用いＦＰＣ１０７接続前にグランドピン１０２ｃ及び溶接部１０２ｄを除去したステムを用い、ＦＰＣ１０７に形成される伝送線路１１４を、上記第１の実施形態と同様に形成してもよい。前者の場合、ＦＰＣ１０７にグランドピン１０２ｃが貫通する貫通孔１１５を設ける必要はない。また、例えば、グランド層７０２とステム２０１を接続するための接続部については、筐体１１０の外側に設けてもよい。これにより、断線の防止や、グランドの強化を図ることができる。

本実施の形態によれば、上記第１及び第２の実施形態と同様に、高周波特性を改善するとともに、安価なステムを採用しているため低価格で１０Ｇｂｉｔ／ｓ級以上の高速光信号を出力可能な光送信モジュールを提供することができる。

本発明は、上記第１乃至第３の実施の形態に限定されるものではなく、上記実施の形態で示した構成と実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えてもよい。例えば、上記第３の実施形態においては、主にＦＰＣ１０７の接続部１１６をステム２０１の縁部に２カ所設ける場合について説明したが、ＦＰＣ１０７の接続部１１６の位置や数は上記に限られるものではない。例えば、ステム２０１にＦＰＣ１０７が配置された場合に、当該ステム２０１の外周の内側の対応する位置にＦＰＣ１０７に開口を設け、当該開口の内側側面を接続部として構成してもよい。また、上記においては、主に、リード端子１０２ｂを有する場合について説明したが、リード端子１０２ｂを設けないように構成してもよい。なお、特許請求の範囲における「基板の縁部」は、例えば、上記ＦＰＣ１０７の縁部の他、上記開口の内側縁部を含む。

さらに、上記第１乃至第３の実施の形態では光送信モジュールについて説明したが、本願発明は光受信モジュールに対しても適用できることは言うまでもない。

１０１、２０１ ステム、１０１ａ 台座、１０２ａ、１０２ｂ リード端子、１０２ｃ グランドピン、１０３ 絶縁体、１０４ 半導体レーザー、１０５ 放熱用基板、１０６ ワイヤー、１０７ ＦＰＣ、１０８、１０８ａ、１０８ｂ はんだ、１０９ キャップ、１１０ 筐体、１１１ レンズ、１１２ 接続部、１２０、１３０ 光モジュール、１２１ 掘り込み、１４０ 基板、１５０ はんだの縁部、７０１ 誘電体層、７０２ グランド層、７０３ 絶縁層、
７０４ 導電体層、７０５ 誘電体層。

Claims (8)

1. 光半導体素子と、
   前記光半導体素子に電気信号を伝達する及び／又は前記光半導体素子から出力された電気信号が伝達するリード端子を含むステムと、
   グランド層と、前記リード端子が貫通する第１の開口部と、前記ステムと前記グランド層を電気的に接続するための接続部と、を含む基板と、を有し、
   前記接続部は、前記基板の縁部または前記基板が前記ステムに配置される側の表面に形成されている、
   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であって、
   前記基板の縁部に形成されている接続部は、前記基板の切り欠き部に前記グランド層から延伸して形成された電極部であることを特徴とする光モジュール。
3. 請求項１に記載の光モジュールであって、
   前記基板が前記ステムに配置される側の表面に形成されている接続部は、前記基板と前記ステムが対抗する領域の外側の一部に前記グランド層を露出させて形成されていることを特徴とする光モジュール。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の光モジュールであって、
   前記ステムは、更に、前記基板が配置される側の表面から延伸するグランドピンを有し、
   前記基板は、更に、前記グランドピンが貫通する第２の開口部を有することを特徴とする光モジュール。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の光モジュールであって、
   前記基板は、更に、前記リード端子と電気的に接続される伝送線路を有し、
   前記伝送線路は、直線領域と前記直線領域よりも幅の大きい整合領域とを有することを特徴とする光モジュール。
6. 請求項５に記載の光モジュールであって、
   前記接続部は、前記リード端子と前記基板の伝送線路が接続される位置と、前記基板が折り曲げられる位置との間に設けられていることを特徴とする光モジュール。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の光モジュールであって、
   前記接続部は、はんだにより前記ステムと電気的に接続されることを特徴とする光モジュール。
8. 光半導体素子に電気信号を伝達する及び／又は前記光半導体素子から出力された電気信号が伝達するリード端子、グランドピンを含むステムから前記グランドピンを除去する工程と、
   前記グランドピンを除去する工程の後に、グランド層、前記リード端子が貫通する第１の開口部、及び、前記グランド層と電気的に接続される接続部を含む基板と、前記ステムとを接続する工程と、備え、
   前記ステムと前記基板を接続する工程において、前記接続部と前記ステムが電気的に接続され、
   前記接続部は、前記基板の縁部または前記基板が前記ステムに配置される側の表面に形成されていることを特徴とする光モジュールの製造方法。

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