JP2017005159A - 光モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】高速光信号を送信または受信可能な、高周波特性が良好で、かつコスト増を招かない安価な光モジュールの形態を提供する。【解決手段】光モジュールは、接続部50を含む配線パターン44を有して光サブアセンブリ10に重なって電気的に接続される配線基板36と、光サブアセンブリ10と配線基板36との間に介在する柔軟性絶縁層56と、を有する。光サブアセンブリ10は、配線基板36に対向する表面を有して表面に貫通穴30が開口する形状で基準電位に接続されるように構成された導電性のステム14と、ステム14とは電気的に絶縁されて貫通穴30を通って信号を伝送するための信号リード26と、を有する。信号リード26は、柔軟性絶縁層56を貫通して接続部50に接合されている。柔軟性絶縁層56は、接続部50、信号リード26及びステム14の表面に接触している。【選択図】図3

Description

本発明は、光モジュールに関する。
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、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に接続される。
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。特性インピーダンスの不整合箇所では、電気信号の反射波が伝送線路内に顕在化し、本来の変調電気信号と干渉し、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、特許文献1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、従来CAN型パッケージに対して垂直に実装されるフレキシブルプリント基板を水平に接続することにより、インピーダンスの不整合を抑制するものである。
特開2009−302438号公報
近年、光モジュールの低コスト化のみならず、高速化の要求が著しく、25Gbit/s級の高速光信号を安価なCAN型光モジュールで伝送させることができれば、低コスト化、通信の高速化の要求を同時に満足することができる。しかしながら、特許文献1で提案されるようなインピーダンスの不整合を抑えるための特別なフレキシブルプリント基板の接続方法を採用すると、はんだ付け作業が困難となり、加工費や歩留まりに影響を及ぼし安定した生産供給に問題が生じてしまう。
本発明は、高速光信号を送信または受信可能な、高周波特性が良好で、かつコスト増を招かない安価な光モジュールの形態を提供することを目的とする。
(1)本発明に係る光モジュールは、光信号及び電気信号を少なくとも一方から他方に変換するための光サブアセンブリと、接続部を含む配線パターンを有して前記光サブアセンブリに重なって電気的に接続される配線基板と、前記光サブアセンブリと前記配線基板との間に介在する柔軟性絶縁層と、を有する光モジュールであって、前記光サブアセンブリは、前記配線基板に対向する表面を有して前記表面に貫通穴が開口する形状で基準電位に接続されるように構成された導電性のステムと、前記ステムとは電気的に絶縁されて前記貫通穴を通って信号を伝送するための信号リードと、を有し、前記信号リードは、前記柔軟性絶縁層を貫通して前記接続部に接合され、前記柔軟性絶縁層は、前記接続部、前記信号リード及び前記ステムの前記表面に接触していることを特徴とする。本発明によれば、接続部及び信号リードの間、接続部及びステムの表面の間並びに信号リード及びステムの表面の間が、柔軟性絶縁層で埋められて、空気又真空のスペースが形成されないので、信号リードに寄生するインダクタンスを低下させることができる。
(2)(1)に記載された光モジュールであって、前記配線基板は、第1面及び第2面の間隔が厚みとなる絶縁基板を有し、前記第1面は、前記ステムの前記表面に対向し、前記接続部の少なくとも一部は、前記第1面に設けられていることを特徴としてもよい。
(3)(2)に記載された光モジュールであって、前記接続部は、前記絶縁基板を貫通するように前記第1面及び前記第2面に設けられて、電気的接続のためのスルーホールを構成し、前記信号リードは、前記スルーホールに挿入されていることを特徴としてもよい。
(4)(2)又は(3)に記載された光モジュールであって、前記配線パターンは、前記接続部に接続されて前記信号を伝送するための信号配線と、前記基準電位に接続するためのプレーン層と、を有することを特徴としてもよい。
(5)(4)に記載された光モジュールであって、前記信号配線は、前記第2面に設けられ、前記プレーン層は、前記第1面に設けられていることを特徴としてもよい。
(6)(4)に記載された光モジュールであって、前記信号配線は、前記第1面に設けられ、前記プレーン層は、前記第2面に設けられていることを特徴としてもよい。
(7)(2)から(6)のいずれか1項に記載された光モジュールであって、前記配線基板は、前記配線パターンを覆う保護膜を有し、前記配線パターンは、前記第1面及び前記第2面に設けられていることを特徴としてもよい。
(8)(7)に記載された光モジュールであって、前記配線パターンは、前記第1面では、前記ステムと重なるように設けられていることを特徴としてもよい。
(9)(7)に記載された光モジュールであって、前記配線パターンは、前記第1面では、前記ステムとの重複を避けるように設けられていることを特徴としてもよい。
(10)(7)から(9)のいずれか1項に記載された光モジュールであって、前記保護膜は、前記第1面では、前記ステムと重なるように設けられていることを特徴としてもよい。
(11)(7)から(9)のいずれか1項に記載された光モジュールであって、前記保護膜は、前記第1面では、前記ステムとの重複を避けるように設けられていることを特徴としてもよい。
(12)(1)から(11)のいずれか1項に記載された光モジュールであって、光サブアセンブリは、前記基準電位に電気的に接続するために、前記ステムに電気的に接続するように設けられた基準リードをさらに有することを特徴としてもよい。
(13)(1)から(11)のいずれか1項に記載された光モジュールであって、前記配線パターンは、前記第1面で前記ステムと電気的に接続され、前記ステムは、前記表面を避けて側面で前記配線パターンに電気的に接続されていることを特徴としてもよい。
(14)(1)から(13)のいずれか1項に記載された光モジュールであって、前記ステムの前記貫通穴と前記信号リードとは、絶縁材料によって電気的に絶縁され、前記絶縁材料は、前記ステムの前記表面から盛り上がる凸部を有するように設けられ、前記柔軟性絶縁層は、前記凸部に接触する凹部を有することを特徴としてもよい。
本発明の第1実施形態に係る光モジュールの概略を示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る光モジュールの配線基板側から見た上面図である。 図1に示す光モジュールのIII−III線断面図である。 本発明の第2実施形態に係る光モジュールの詳細を示す断面図である。 本発明の第3実施形態に係る光モジュールの詳細を示す断面図である。 本発明の第4実施形態に係る光モジュールの詳細を示す断面図である。 本発明の第5実施形態に係る光モジュールの詳細を示す断面図である。 従来例と実施形態とで高周波3次元電磁界シミュレータHFSS(High Frequency Structure Simulator)による反射特性を比較した結果を示す図である。 従来例と実施形態とで高周波3次元電磁界シミュレータHFSS(High Frequency Structure Simulator)による透過特性を比較した結果を示す図である。
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。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る光モジュールの概略を示す断面図である。光モジュールは、光信号及び電気信号を少なくとも一方から他方に変換するための光サブアセンブリ10を有する。光サブアセンブリ10として、半導体レーザ12などの発光素子を内部に有して電気信号を光信号に変換して送信する光送信モジュール(TOSA; Transmitter Optical Subassembly)や、内部にフォトダイオードに代表される受光素子を有して受信した光信号を電気信号に変換する光受信モジュール(ROSA; Receiver Optical Subassembly)や、これらの両方の機能を内包したBOSA(Bidirectional Optical Subassembly)などがある。本願発明は、上記いずれの光サブアセンブリにも適用することができ、以下では光送信モジュールを例として説明する。
光サブアセンブリ10は、例えば金属からなる導電性のステム14を有する。ステム14は基準電位(例えばグランド)に接続される。ステム14には台座16が固定されている。台座16には、半田材や導電性接着剤などを用いて放熱用基板18が取り付けられている。放熱用基板18は、高い熱伝導率を有し、半導体レーザ12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18の表面には、図示しない金属膜が形成されている。放熱用基板18を介して、台座16によって半導体レーザ12が支持される。
ステム14には、半導体レーザ12を覆うようにキャップ20が接合される。ステム14とキャップ20とによって、半導体レーザ12を収容する筐体22が構成される。筐体22は気密性が確保されている。キャップ20には開口が形成され、この開口には半導体レーザ12からの光を集めるレンズ24が設けられている。
光サブアセンブリ10は、信号を伝送するための信号リード26を有する。信号リード26は、半導体レーザ12に変調電気信号を伝送するための端子である。信号リード26は、その一方の端部が、ステム14から筐体22の内側に向かって突出している。この突出した部分は、ワイヤ28またははんだ等を介して、放熱用基板18の表面に形成された金属膜(図示せず)に接続される。半導体レーザ12と放熱用基板18の表面に形成された金属膜(図示せず)もワイヤ28を介して互いに接続されている。なお、半導体レーザ12以外の図示しない電子部品、例えば、半導体レーザ12の出力をモニタするフォトダイオード等に接続されて電力を供給するためのリードを設けても良い。
図2は、本発明の第1実施形態に係る光モジュールの配線基板側から見た上面図である。後述するプレーン層46は、本来は後述する絶縁基板38の裏側(ステム14側)にあるため視認できないが、ここでは理解のために便宜上視認できるよう表した。図3は、本発明の第1実施形態に係る光モジュールの詳細を示す図2のIII−III線断面図である。ステム14は、厚さ方向に貫通する貫通穴30を有する。信号リード26は、ステム14の貫通穴30を通るが、ステム14とは電気的に絶縁されている。そのため、貫通穴30にはガラス材などの絶縁材料32が充填されており、信号リード26は、絶縁材料32によって貫通穴30の内側で保持されている。
光サブアセンブリ10は、基準リード34を有する。基準リード34は、ステム14を基準電位(例えばグランド)に電気的に接続するために、ステム14に電気的に接続するように設けられている。基準リード34は、ステム14にろう付けされている。
光モジュールは、配線基板36(例えばフレキシブルプリント基板)を有する。配線基板36は、光サブアセンブリ10(詳しくはステム14)に重なって電気的に接続される。配線基板36は、絶縁基板38を有する。絶縁基板38は、第1面40及び第2面42を有し、これらの間隔が厚みとなる。配線基板36(第1面40)は、ステム14の表面(貫通穴30が開口する表面)に対向する。
配線基板36は、配線パターン44を有する。配線パターン44は、第1面40及び第2面42に設けられている。配線パターン44は、第1面40では、ステム14と重なるように設けられている。配線パターン44は、プレーン層46を有する。プレーン層46は、第1面40に設けられている。プレーン層46は、その一部(接続部又はパッド)を貫通するように基準リード34がはんだ付けされて基準電位に接続される。
配線パターン44は、信号配線48を有する。信号配線48は、第2面42に設けられている。信号配線48は、接続部(又はパッド)50に接続されて信号を伝送する。配線パターン44は、接続部50を含む。接続部50の少なくとも一部は、第1面40に設けられている。接続部50は、第1面40及び第2面42に設けられて絶縁基板38を貫通し、電気的接続のためのスルーホールを構成している。信号リード26は接続部50に接合されている。信号リード26は、スルーホールに挿入されて、はんだ52によって接続部50に接合されている。第2面42にある接続部50に設けられたはんだ52は、スルーホールを流れ、第1面40にある接続部50まで達することもある。
配線基板36は、配線パターン44を覆う保護膜54を有する。保護膜54は、第1面40では、ステム14と重なるように設けられている。保護膜54の一部が開口して、配線パターン44の接続部50(スルーホール)が露出する。
光モジュールは、柔軟性絶縁層56を有する。柔軟性絶縁層56は、光サブアセンブリ10(ステム14)と配線基板36との間に介在する。柔軟性絶縁層56は、接続部50、信号リード26及びステム14の表面に接触している。信号リード26は、柔軟性絶縁層56を貫通することで、柔軟性絶縁層56と接触する。柔軟性絶縁層56は、柔らかい材料の誘電体からなり、信号リード26が簡単に突き破ることができる。
柔軟性絶縁層56は、粘着性と高い比誘電率(例えば比誘電率3.3)を有していることが好ましい。柔軟性絶縁層56が粘着性を有する場合、配線基板36の浮きを抑え、はんだ付けの作業性を向上させることができる。配線基板36をステム14に押し付けることで、柔軟性絶縁層56がステム14や配線基板36の凹凸を吸収する。これにより、信号リード26の周囲を誘電体で満たすことができる。
本実施形態によれば、接続部50及び信号リード26の間と、接続部50及びステム14の表面の間と、信号リード26及びステム14の表面の間が、空気よりも誘電率の高い柔軟性絶縁層56で埋められる。したがって、空気層又は真空層が介在する従来例と比べて、ステム14や配線基板36のプレーン層46との電気的な結合を促すことができるので、信号リード26に寄生するインダクタンスを低下させることができる。また、柔軟性絶縁層56を設けることで、配線基板36とステム14との間にスペーサを省略することができるので、配線基板36とステム14との距離を短縮することによるインピーダンス不整合領域の低減も図ることができる。
[第2実施形態]
図4は、本発明の第2実施形態に係る光モジュールの詳細を示す断面図である。本実施形態では、絶縁材料232は、ステム214の表面から盛り上がる凸部258を有するように設けられている。凸部258は、ロット間バラつきによって絶縁材料232が表面張力で信号リード226を伝って這い上がることで形成される。このような場合、柔軟性絶縁層256は、凸部258に接触する凹部260を有する。つまり、柔軟性絶縁層256は、絶縁材料232の凸部258を吸収して、配線基板236とステム214間にエアギャップを生じさせることなく実装される。よって、ステム214の設計に、絶縁材料232の這い上がり量を考慮する必要がなく、ステム214の価格低減にも効果がある。その他の構造は、第1実施形態で説明した内容が該当する。
[第3実施形態]
図5は、本発明の第3実施形態に係る光モジュールの詳細を示す断面図である。本実施形態では、保護膜354は、第1面340では、ステム314との重複を避けるように設けられている。ステム314と配線基板336との間に保護膜354が介在しないので、配線パターン344及び信号リード326の接合部をステム314に接近させることができる。よって、第1実施形態と比較して、インピーダンス不整合を緩和することができ、優れた高周波特性を期待することができる。その他の構造は、第1実施形態で説明した内容が該当する。
[第4実施形態]
図6は、本発明の第4実施形態に係る光モジュールの詳細を示す断面図である。本実施形態では、配線パターン444は、第1面440では、ステム414との重複を避けるように設けられている。また、保護膜454は、第1面440では、ステム414との重複を避けるように設けられている。
配線パターン444は、第1面440を避けて第2面442に図示しない信号配線を有し、信号配線に電気的に接続する接続部450は、第1面440を避けて第2面442に設けられている。信号リード426は、第2面442の側で接続部450に接合する。
配線パターン444は、第1面440の側でステム414と電気的に接続されている。ステム414は、配線基板436と対向する表面を避けて、側面で、配線パターン444のプレーン層446に電気的に接続されている。この電気的な接続は、はんだ452によってなされている。
本実施形態によれば、第1面440に信号配線(図示せず)も接続部450も存在しないので、ステム414を、配線基板436の絶縁基板438により一層接近させることができ、インピーダンスの不整合が生じやすい部分の距離を短くしている。
なお、図示を省略するが、第2面442に、信号配線(図示せず)に並列して、基準電位に接続される基準配線を設けて、グランデッドコプレナー線路を構成して、インピーダンスを整合させることが好ましい。その他の構造は、第1実施形態で説明した内容が該当する。
[第5実施形態]
図7は、本発明の第5実施形態に係る光モジュールの詳細を示す断面図である。本実施形態では、信号配線548は第1面540(ステム514に対向する側)に設けられ、プレーン層546は第2面542(ステム514とは反対側)に設けられている。信号配線548を第1面540に配置することで、インピーダンスの不整合が生じやすい部分を、図6に示す例よりも短くしている。信号配線548がプレーン層546とステム514とで囲まれて、ストリップ線路を構成している。その他の構造は、第1実施形態で説明した内容が該当する。
[実施例]
従来、フレキシブルプリント基板とステムの間には、スペーサを設けることで、はんだとステムとのショートを防止していた。スペーサには、高周波電気信号を伝送する信号リードが貫通する開口が設けられており、その開口は信号リードの直径よりも大きい。そのため、スペーサを貫通している領域の信号リードのまわりには0.1mm程の空気の層(以下、エアギャップと称する。)が生じていた。さらに、ステムと信号リードを電気的に絶縁するガラスなどの絶縁材料は、作り込みのバラつきにより、ステムの表面まで充填されず(例えば図3の状態)、エアギャップが形成されてしまう。スペーサはある程度の硬さを持った材質であり、このエアギャップはスペーサが変形することで埋められるということはない。上記のエアギャップ領域は、10Gbit/sの電気信号の伝送には問題にならなかった微小誘導性領域となり、25Gbit/s級の高周波電気信号を伝送させるには問題となることが筆者らの検討により分かった。
そこで、従来の光モジュールと図5に示す光モジュールの反射特性及び透過特性を、高周波3次元電磁界シミュレータHFSS(High Frequency Structure Simulator)して、比較した。
図8は、従来例と実施形態とで高周波3次元電磁界シミュレータHFSS(High Frequency Structure Simulator)による反射特性を比較した結果を示す図である。図9は、従来例と実施形態とで高周波3次元電磁界シミュレータHFSS(High Frequency Structure Simulator)による透過特性を比較した結果を示す図である。
従来例の光モジュールでは、20GHz以上で急激に反射特性S11及び透過特性S21が劣化するのに対し、本実施形態に係る光モジュールでは、25GHz近傍の反射特性と透過特性が大幅に改善している。
本実施形態に係る光モジュールでは、配線基板36とステム14との間を、スペーサではなく、柔軟性絶縁層56を用いることで、従来であれば信号リード26がスペーサを貫通した領域に、エアギャップは形成されず信号リード26に接した柔軟性絶縁層56が形成されることとなる。また、配線基板36を実装する際に応力を加えることで、柔軟性絶縁層56は変形する。そのため、配線基板36とステム14との間の、従来であればスペーサでは埋めることができない、ステム14の貫通穴30への絶縁材料32の作り込みのバラつきによるエアギャップ領域にも柔軟性絶縁層56は入り込み、その領域の信号リード26のまわりにも柔軟性絶縁層56を形成することができる。この効果により、従来のエアギャップが生じている状態と比較して、インダクタンスを低減させ、高周波特性に優れた光モジュールを提供することができる。さらに、柔軟性絶縁層56はスペーサより薄くすることが可能で、スペーサを用いた場合と比較してさらにインダクタンスを低減する効果が得られる。また上述したように、ステム14の貫通穴30への絶縁材料32の作り込みのバラつきによるエアギャップも埋めることができるために、安価なステムを用いることができ安価な光モジュールを提供することができる。
なお、柔軟性絶縁層56は理想的には信号リード26のまわりのエアギャップを完全に埋めることが望ましい。しかし、製造ばらつきにより完全に信号リード26全体を覆うことができない場合もあるが、その場合であっても柔軟性絶縁層56が信号リード26周りの実効的な誘電率を引き上げるため、従来のような大きなエアギャップがある場合と比較してインダクタンス低減効果は得られるために、必ずしも柔軟性絶縁層56が完全に信号リード26全体を覆う必要はない。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、実施形態で説明した構成は、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ることができる。例えば、上述した実施形態では柔軟性絶縁層56は、信号リード26で突き破れるような柔らかさを持つ例で説明したが、これに限られない。より具体的には、ステム14と配線基板36を接続する製造段階では柔軟性を持つが、その後なんらかのエネルギーを与えることで硬化し柔軟性がなくなる物であっても構わない。一例としてUV硬化剤がある。UV硬化剤は、初期の状態では粘性のある液体であるが、UV照射をすることで固体化する材料である。例えばこれを用いても本願発明と同等の効果が得られる。本願発明においては柔軟性絶縁層とは、ステムと配線基板を接続する製造段階において柔軟性を持った絶縁層を示す。
10 光サブアセンブリ、12 半導体レーザ、14 ステム、16 台座、18 放熱用基板、20 キャップ、22 筐体、24 レンズ、26 信号リード、28 ワイヤ、30 貫通穴、32 絶縁材料、34 基準リード、36 配線基板、38 絶縁基板、40 第1面、42 第2面、44 配線パターン、46 プレーン層、48 信号配線、50 接続部、52 はんだ、54 保護膜、56 柔軟性絶縁層、214 ステム、226 信号リード、232 絶縁材料、256 柔軟性絶縁層、258 凸部、260 凹部、314 ステム、326 信号リード、336 配線基板、340 第1面、344 配線パターン、354 保護膜、414 ステム、426 信号リード、436 配線基板、438 絶縁基板、440 第1面、442 第2面、444 配線パターン、446 プレーン層、450 接続部、454 保護膜、514 ステム、540 第1面、542 第2面、546 プレーン層、548 信号配線。

Claims (14)

  1. 光信号及び電気信号を少なくとも一方から他方に変換するための光サブアセンブリと、
    接続部を含む配線パターンを有して前記光サブアセンブリに重なって電気的に接続される配線基板と、
    前記光サブアセンブリと前記配線基板との間に介在する柔軟性絶縁層と、
    を有する光モジュールであって、
    前記光サブアセンブリは、前記配線基板に対向する表面を有して前記表面に貫通穴が開口する形状で基準電位に接続されるように構成された導電性のステムと、前記ステムとは電気的に絶縁されて前記貫通穴を通って信号を伝送するための信号リードと、を有し、
    前記信号リードは、前記柔軟性絶縁層を貫通して前記接続部に接合され、
    前記柔軟性絶縁層は、前記接続部、前記信号リード及び前記ステムの前記表面に接触していることを特徴とする光モジュール。
  2. 請求項1に記載された光モジュールであって、
    前記配線基板は、第1面及び第2面の間隔が厚みとなる絶縁基板を有し、
    前記第1面は、前記ステムの前記表面に対向し、
    前記接続部の少なくとも一部は、前記第1面に設けられていることを特徴とする光モジュール。
  3. 請求項2に記載された光モジュールであって、
    前記接続部は、前記絶縁基板を貫通するように前記第1面及び前記第2面に設けられて、電気的接続のためのスルーホールを構成し、
    前記信号リードは、前記スルーホールに挿入されていることを特徴とする光モジュール。
  4. 請求項2又は3に記載された光モジュールであって、
    前記配線パターンは、前記接続部に接続されて前記信号を伝送するための信号配線と、前記基準電位に接続するためのプレーン層と、を有することを特徴とする光モジュール。
  5. 請求項4に記載された光モジュールであって、
    前記信号配線は、前記第2面に設けられ、
    前記プレーン層は、前記第1面に設けられていることを特徴とする光モジュール。
  6. 請求項4に記載された光モジュールであって、
    前記信号配線は、前記第1面に設けられ、
    前記プレーン層は、前記第2面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2から6のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
    前記配線基板は、前記配線パターンを覆う保護膜を有し、
    前記配線パターンは、前記第1面及び前記第2面に設けられていることを特徴とする光モジュール。
  8. 請求項7に記載された光モジュールであって、
    前記配線パターンは、前記第1面では、前記ステムと重なるように設けられていることを特徴とする光モジュール。
  9. 請求項7に記載された光モジュールであって、
    前記配線パターンは、前記第1面では、前記ステムとの重複を避けるように設けられていることを特徴とする光モジュール。
  10. 請求項7から9のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
    前記保護膜は、前記第1面では、前記ステムと重なるように設けられていることを特徴とする光モジュール。
  11. 請求項7から9のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
    前記保護膜は、前記第1面では、前記ステムとの重複を避けるように設けられていることを特徴とする光モジュール。
  12. 請求項1から11のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
    光サブアセンブリは、前記基準電位に電気的に接続するために、前記ステムに電気的に接続するように設けられた基準リードをさらに有することを特徴とする光モジュール。
  13. 請求項1から11のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
    前記配線パターンは、前記第1面で前記ステムと電気的に接続され、
    前記ステムは、前記表面を避けて側面で前記配線パターンに電気的に接続されていることを特徴とする光モジュール。
  14. 請求項1から13のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
    前記ステムの前記貫通穴と前記信号リードとは、絶縁材料によって電気的に絶縁され、
    前記絶縁材料は、前記ステムの前記表面から盛り上がる凸部を有するように設けられ、
    前記柔軟性絶縁層は、前記凸部に接触する凹部を有することを特徴とする光モジュール。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018211636A1 (ja) * 2017-05-17 2018-11-22 三菱電機株式会社 光モジュールおよびその製造方法
JP2019046922A (ja) * 2017-08-31 2019-03-22 日本オクラロ株式会社 光モジュール及び光伝送装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6654364B2 (ja) * 2015-06-12 2020-02-26 日本ルメンタム株式会社 光モジュール
JP6982962B2 (ja) * 2017-02-16 2021-12-17 日本ルメンタム株式会社 光モジュール
US10374386B1 (en) * 2018-06-07 2019-08-06 Finisar Corporation Chip on carrier
JP7240160B2 (ja) * 2018-12-11 2023-03-15 新光電気工業株式会社 ステム
US11169357B2 (en) * 2019-02-21 2021-11-09 Spectrasensors, Inc. Light source module
JP2021027136A (ja) * 2019-08-02 2021-02-22 CIG Photonics Japan株式会社 光モジュール

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0623276U (ja) * 1992-08-28 1994-03-25 株式会社東芝 Icパッケージの取付構造
JP2002353471A (ja) * 2001-05-29 2002-12-06 Fujikura Ltd 光トランシーバ及び光トランシーバの製造方法
JP2003258363A (ja) * 2001-12-28 2003-09-12 Mitsubishi Electric Corp 光送受信器、接続体、基板ユニット、光送信器、光受信器および半導体装置
JP2004288668A (ja) * 2003-03-19 2004-10-14 Mitsubishi Electric Corp 光半導体装置
JP2004356380A (ja) * 2003-05-29 2004-12-16 Shinko Electric Ind Co Ltd 半導体装置及びその実装構造
US20050018994A1 (en) * 2003-07-24 2005-01-27 Oepic, Inc. Active and passive to-can extension boards
JP2005228766A (ja) * 2004-02-10 2005-08-25 Opnext Japan Inc 光送信機
JP2006080418A (ja) * 2004-09-13 2006-03-23 Mitsubishi Electric Corp キャンパッケージ型光半導体装置および光モジュール
JP2007042756A (ja) * 2005-08-01 2007-02-15 Sony Corp 光デバイスと光通信装置
JP2007067380A (ja) * 2005-08-04 2007-03-15 Nec Electronics Corp フレキシブル基板付き光モジュール
JP2008130834A (ja) * 2006-11-21 2008-06-05 Mitsubishi Electric Corp 光モジュール
JP2009130263A (ja) * 2007-11-27 2009-06-11 Mitsubishi Electric Corp 光モジュール
JP2009302438A (ja) * 2008-06-17 2009-12-24 Opnext Japan Inc 光半導体装置
US20120207437A1 (en) * 2011-02-10 2012-08-16 Electronics And Telecommunications Research Institute Optical module
JP2012174918A (ja) * 2011-02-22 2012-09-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光送信モジュール
US20140099123A1 (en) * 2012-10-08 2014-04-10 Electronics And Telecommunications Research Institute Flexible printed circuit board and optical communication module including the same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7215886B2 (en) * 2002-02-04 2007-05-08 Hitachi, Ltd. Optical communication module
JP6430160B2 (ja) * 2014-07-07 2018-11-28 日本オクラロ株式会社 光モジュール及び光モジュールの製造方法
JP6654364B2 (ja) * 2015-06-12 2020-02-26 日本ルメンタム株式会社 光モジュール

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0623276U (ja) * 1992-08-28 1994-03-25 株式会社東芝 Icパッケージの取付構造
JP2002353471A (ja) * 2001-05-29 2002-12-06 Fujikura Ltd 光トランシーバ及び光トランシーバの製造方法
JP2003258363A (ja) * 2001-12-28 2003-09-12 Mitsubishi Electric Corp 光送受信器、接続体、基板ユニット、光送信器、光受信器および半導体装置
JP2004288668A (ja) * 2003-03-19 2004-10-14 Mitsubishi Electric Corp 光半導体装置
JP2004356380A (ja) * 2003-05-29 2004-12-16 Shinko Electric Ind Co Ltd 半導体装置及びその実装構造
US20050018994A1 (en) * 2003-07-24 2005-01-27 Oepic, Inc. Active and passive to-can extension boards
JP2005228766A (ja) * 2004-02-10 2005-08-25 Opnext Japan Inc 光送信機
JP2006080418A (ja) * 2004-09-13 2006-03-23 Mitsubishi Electric Corp キャンパッケージ型光半導体装置および光モジュール
JP2007042756A (ja) * 2005-08-01 2007-02-15 Sony Corp 光デバイスと光通信装置
JP2007067380A (ja) * 2005-08-04 2007-03-15 Nec Electronics Corp フレキシブル基板付き光モジュール
JP2008130834A (ja) * 2006-11-21 2008-06-05 Mitsubishi Electric Corp 光モジュール
JP2009130263A (ja) * 2007-11-27 2009-06-11 Mitsubishi Electric Corp 光モジュール
JP2009302438A (ja) * 2008-06-17 2009-12-24 Opnext Japan Inc 光半導体装置
US20120207437A1 (en) * 2011-02-10 2012-08-16 Electronics And Telecommunications Research Institute Optical module
JP2012174918A (ja) * 2011-02-22 2012-09-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光送信モジュール
US20140099123A1 (en) * 2012-10-08 2014-04-10 Electronics And Telecommunications Research Institute Flexible printed circuit board and optical communication module including the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018211636A1 (ja) * 2017-05-17 2018-11-22 三菱電機株式会社 光モジュールおよびその製造方法
JPWO2018211636A1 (ja) * 2017-05-17 2019-11-07 三菱電機株式会社 光モジュールおよびその製造方法
JP2019046922A (ja) * 2017-08-31 2019-03-22 日本オクラロ株式会社 光モジュール及び光伝送装置
US10624204B2 (en) 2017-08-31 2020-04-14 Lumentum Japan, Inc. Optical module and optical transmission equipment
JP7028587B2 (ja) 2017-08-31 2022-03-02 日本ルメンタム株式会社 光モジュール及び光伝送装置

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