JP2018018995A

JP2018018995A - Optical module

Info

Publication number: JP2018018995A
Application number: JP2016149158A
Authority: JP
Inventors: 秀樹上綱; Hideki Kamitsuna; 大木　明; Akira Oki; 明大木
Original assignee: WAVE CYBER KK; Yokowo Co Ltd; Yokowo Mfg Co Ltd
Current assignee: WAVE CYBER KK; Yokowo Co Ltd
Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2016-07-29
Publication date: 2018-02-01
Anticipated expiration: 2036-07-29
Also published as: JP6832091B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve downsizing of an optical module.SOLUTION: An optical module 100A of the invention includes: a stem 1; lead pins 2a to 2d penetrating through the stem 1; glass 3a to 3d filling spaces between the stem 1 and the lead pins 2a to 2d; and elements (a photo diode 4 and an amplifier 5) which are disposed on a first major surface of the stem 1 and connected with the lead pins 2a to 2d; and an FPC 7 contacting with a second major surface of the stem 1. The FPC 7 includes a land 18 for ground connection directly connected with the stem 1.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光通信に用いる光モジュールに関する。 The present invention relates to an optical module used for optical communication.

光通信の進展／普及に伴い、光信号の送受信を担う光モジュールに対して、伝送速度の高速化や低コスト化のみならず、小型／薄型機器や高密度実装機器に収容可能な小型化（特に低背化）が要求されている。光素子が搭載される光モジュールに対しては、光素子と光ファイバなどとの間でミクロンオーダの位置合わせが要求される。これらの要求を満たす手法として、光素子をＴＯ（Transistor Outline）−ＣＡＮ型パッケージに搭載し、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザ溶接により高精度な光軸合わせを行う手法がある。この手法は、最も低コストな手法として広く使用されている。 Along with the progress / spread of optical communication, optical modules responsible for optical signal transmission / reception are not only increased in transmission speed and cost but also reduced in size (that can be accommodated in small / thin equipment and high-density mounting equipment). In particular, low profile is required. For an optical module on which an optical element is mounted, alignment on the order of microns is required between the optical element and an optical fiber. As a technique that satisfies these requirements, there is a technique in which an optical element is mounted in a TO (Transistor Outline) -CAN type package and optical axis alignment is performed with high accuracy by YAG (Yttrium Aluminum Garnet) laser welding. This method is widely used as the lowest cost method.

ＴＯ−ＣＡＮ型パッケージなどの光モジュールに関する技術内容は、例えば、特許文献１，２に開示されている。特許文献１には、「球状のレンズと、光電変換素子を含む電子回路とを有し、前記光電変換素子により光信号および電気信号の一方から他方への変換を行う光モジュールにおいて、前記光電変換素子を含む前記電子回路を支持するステムと、前記ステムに接合されると共に、前記レンズを前記光電変換素子と対向するように保持する筒状のキャップ部材と、前記キャップ部材に接合され、前記レンズと対向するように光ファイバを保持し得るスリーブとを備え、前記キャップ部材が、前記レンズを保持するための開口を有しており、この開口の内径が、前記レンズの直径よりも小さいことを特徴とする光モジュール」が開示されている。 The technical contents regarding the optical module such as the TO-CAN type package are disclosed in Patent Documents 1 and 2, for example. In Patent Document 1, “in an optical module having a spherical lens and an electronic circuit including a photoelectric conversion element, and converting the optical signal and the electrical signal from one to the other by the photoelectric conversion element, the photoelectric conversion is performed. A stem that supports the electronic circuit including an element; a cylindrical cap member that is bonded to the stem and holds the lens so as to face the photoelectric conversion element; and a lens that is bonded to the cap member, The cap member has an opening for holding the lens, and the inner diameter of the opening is smaller than the diameter of the lens. A featured optical module "is disclosed.

また、特許文献２には、「ステムと、前記ステムを貫通する信号ピンと、前記ステムと前記信号ピンとの間を埋める絶縁性ガラスと、前記ステムの主面に溶接されたグランドピンと、前記グランドピンの根本に存在し、前記グランドピンよりも幅が大きい溶接部と、前記信号ピンが貫通する第１のスルーホールと、前記グランドピンが貫通する第２のスルーホールとを有し、前記ステムに取り付けられたフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板の上面に設けられ、前記信号ピンに接続された配線パターンと、前記フレキシブル基板の下面に設けられ、前記ステムに接続された接地導体とを備え、前記フレキシブル基板の前記第２のスルーホールの周辺部分が前記溶接部に沿って褶曲され、前記信号ピンの周辺において前記フレキシブル基板の前記下面の前記接地導体が前記ステムの前記主面に密着していることを特徴とする光モジュール」が開示されている。 Patent Document 2 states that “a stem, a signal pin that penetrates the stem, an insulating glass that fills between the stem and the signal pin, a ground pin that is welded to a main surface of the stem, and the ground pin. A welding portion having a width wider than the ground pin, a first through hole through which the signal pin passes, and a second through hole through which the ground pin passes, and the stem A flexible board attached; a wiring pattern provided on an upper surface of the flexible board; connected to the signal pins; and a ground conductor provided on a lower surface of the flexible board and connected to the stem. A peripheral portion of the second through hole of the substrate is bent along the welded portion, and the flexible base is formed around the signal pin. The ground conductor of the lower surface optical module ", wherein a is in close contact with the main surface of the stem are disclosed in.

特開２００３−２４１０２９号公報JP 2003-241029 A 特開２０１２−２５６６９２号公報JP 2012-256692 A

特許文献１，２に示すように、光モジュールのステムの主面には、複数のピン（またはリードピン）を配置する必要がある。このため、ステムの主面の面積を相応に大きくする必要がある。しかし、そのように大きな面積を有するステムを備える光モジュールでは、先に述べた小型化の要求を満たすことは困難である。 As shown in Patent Documents 1 and 2, it is necessary to arrange a plurality of pins (or lead pins) on the main surface of the stem of the optical module. For this reason, it is necessary to increase the area of the main surface of the stem accordingly. However, it is difficult for an optical module including such a large-area stem to satisfy the above-described requirements for downsizing.

このような事情に鑑みて、本発明は、光モジュールを小型化することを目的とする。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to downsize an optical module.

上記目的を達成するため、本発明は、
ステムと、
前記ステムを貫通するリードピンと、
前記ステムと前記リードピンとの間を埋める絶縁材と、
前記ステムの第１の主面に配置されており、前記リードピンに接続している素子と、
前記ステムの第２の主面に接している基板と、を備え、
前記基板は、前記ステムと直接接続されるグランド接続用ランドを備える、
ことを特徴とする光モジュールである。
詳細は、後記する。 In order to achieve the above object, the present invention provides:
Stem,
A lead pin that penetrates the stem;
An insulating material filling the space between the stem and the lead pin;
An element disposed on the first main surface of the stem and connected to the lead pin;
A substrate in contact with the second main surface of the stem,
The substrate includes a ground connection land that is directly connected to the stem.
This is an optical module.
Details will be described later.

本発明によれば、光モジュールを小型化することができる。 According to the present invention, the optical module can be reduced in size.

第１の実施形態の光モジュールの、（ａ）正面図、（ｂ）Ａ−Ａ視断面図、（ｃ）側面図である。It is (a) front view, (b) AA sectional view, (c) side view of the optical module of 1st Embodiment. 突起部の形状例（ａ）、（ｂ）である。It is the example of a shape of a projection part (a), (b). 第２の実施形態の光モジュールの、（ａ）正面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ視断面図、である。It is (a) front view and (b) BB sectional drawing of the optical module of 2nd Embodiment. 第２の実施形態の光モジュールをマザーボードに実装したときの断面図である。It is sectional drawing when the optical module of 2nd Embodiment is mounted in the motherboard. 第３の実施形態の光モジュールの、（ａ）正面図、（ｂ）Ｃ−Ｃ視断面図、である。It is (a) front view and (b) CC sectional view of the optical module of 3rd Embodiment. 第３の実施形態の光モジュールをマザーボードに実装したときの断面図である。It is sectional drawing when the optical module of 3rd Embodiment is mounted in the motherboard. 第４の実施形態の光モジュールの、（ａ）正面図、（ｂ）Ｄ−Ｄ視断面図、である。It is (a) front view and (b) DD sectional view of the optical module of 4th Embodiment. 第５の実施形態の光モジュールの、（ａ）正面図、（ｂ）Ｅ−Ｅ視断面図、である。It is (a) front view and (b) EE sectional view of the optical module of 5th Embodiment. 第６の実施形態の光モジュールの、（ａ）正面図、（ｂ）Ｆ−Ｆ視断面図、である。It is (a) front view and (b) FF sectional view of the optical module of 6th Embodiment. 比較例の光モジュールの、（ａ）正面図、（ｂ）Ｇ−Ｇ視断面図である。It is (a) front view and (b) GG view sectional drawing of the optical module of a comparative example. 比較例の光モジュールのＦＰＣの詳細図である。It is detail drawing of FPC of the optical module of a comparative example. 比較例の光モジュールをマザーボードに実装したときの断面図である。It is sectional drawing when the optical module of a comparative example is mounted in the motherboard.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明の便宜上、「垂直」という語は、「略垂直」の意味を含む。「直交」という語は、「略直交」の意味を含む。「直線上」という語は、「略直線上」の意味を含む。「平行」という語は、「略平行」の意味を含む。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. For convenience of explanation, the term “vertical” includes the meaning of “substantially vertical”. The term “orthogonal” includes the meaning of “substantially orthogonal”. The term “on a straight line” includes the meaning of “substantially on a straight line”. The term “parallel” includes the meaning of “substantially parallel”.

＜比較例＞
まず、本発明の比較例となる光モジュールについて説明する。図１０（ａ），（ｂ）に示す比較例の光モジュール２００は、従来の光受信用ＴＯ−ＣＡＮ型パッケージを用いる光モジュールである。図１０（ａ），（ｂ）に示すように、光モジュール２００は、ステム１と、５本のリードピン２ａ〜２ｅと、ガラス３ａ〜３ｄと、フォトダイオード４と、増幅器５と、溶接部６と、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit：フレキシブル基板）７と、を備える。 <Comparative example>
First, an optical module serving as a comparative example of the present invention will be described. The optical module 200 of the comparative example shown in FIGS. 10A and 10B is an optical module using a conventional optical receiving TO-CAN type package. As shown in FIGS. 10A and 10B, the optical module 200 includes a stem 1, five lead pins 2a to 2e, glasses 3a to 3d, a photodiode 4, an amplifier 5, and a welded portion 6. And an FPC (Flexible Printed Circuit) 7.

ステム１は、フォトダイオード４、増幅器５などの素子を支持する円板状体である。ステム１は、表主面１ａ（第１の主面）および裏主面１ｂ（第２の主面）を有する。また、ステム１は、板厚方向に延在する貫通孔２０ａ〜２０ｄを備える。 The stem 1 is a disk-like body that supports elements such as the photodiode 4 and the amplifier 5. The stem 1 has a front main surface 1a (first main surface) and a back main surface 1b (second main surface). The stem 1 includes through holes 20a to 20d extending in the plate thickness direction.

第１のリードピン２ａは、信号出力用のピン（信号用ピン）である。第２のリードピン２ｂは、反転信号出力用のピン（信号用ピン）である。第３のリードピン２ｃは、増幅器５のバイアス用のピンである。第４のリードピン２ｄは、フォトダイオード４のバイアス用のピンである。リードピン２ａ〜２ｄはそれぞれ、ステム１の貫通孔２０ａ〜２０ｄの各々を貫通しており、ガラス３ａ〜３ｄによって固定されている。 The first lead pin 2a is a signal output pin (signal pin). The second lead pin 2b is an inverted signal output pin (signal pin). The third lead pin 2 c is a bias pin for the amplifier 5. The fourth lead pin 2 d is a bias pin for the photodiode 4. The lead pins 2a to 2d pass through the through holes 20a to 20d of the stem 1 and are fixed by the glasses 3a to 3d.

第５のリードピン２ｅは、接地用のグランドピンである。第５のリードピン２ｅは、溶接によりステム１の裏主面１ｂに直接固定され、ステム１（の筐体）と同電位となっている。
溶接部６は、第５のリードピン２ｅをステム１の裏主面１ｂに溶接されるビードである。溶接部６の径は、第５のリードピン２ｅの径よりも一回り大きい。 The fifth lead pin 2e is a ground pin for grounding. The fifth lead pin 2e is directly fixed to the back main surface 1b of the stem 1 by welding, and has the same potential as the stem 1 (the casing thereof).
The welded portion 6 is a bead that welds the fifth lead pin 2 e to the back main surface 1 b of the stem 1. The diameter of the welded part 6 is slightly larger than the diameter of the fifth lead pin 2e.

ガラス３ａ〜３ｄは、貫通孔２０ａ〜２０ｄの各々に充填されている。ガラス３ａ〜３ｄは、ステム１とリードピン２ａ〜２ｄの各々との間を埋める絶縁材であり、ステム１（の筐体）とリードピン２ａ〜２ｄの各々とを電気的に絶縁する。 Glasses 3a to 3d are filled in each of through holes 20a to 20d. Glasses 3a to 3d are insulating materials that fill between the stem 1 and each of the lead pins 2a to 2d, and electrically insulate the stem 1 (the housing thereof) and each of the lead pins 2a to 2d.

フォトダイオード４は、光信号を受信して電気信号に変換する光素子である。フォトダイオード４は、ステム１の表主面１ａに、かつ、ステム１の中心に配置されている。
増幅器５は、光信号から変換された電気信号を増幅する電気素子である。増幅器５は、ステム１の表主面１ａに、かつ、ステム１の中心付近に配置されている。 The photodiode 4 is an optical element that receives an optical signal and converts it into an electrical signal. The photodiode 4 is disposed on the front main surface 1 a of the stem 1 and at the center of the stem 1.
The amplifier 5 is an electric element that amplifies the electric signal converted from the optical signal. The amplifier 5 is disposed on the front main surface 1 a of the stem 1 and in the vicinity of the center of the stem 1.

フォトダイオード４の出力端子は、増幅器５の入力端子とワイヤ接続されている。フォトダイオード４のバイアス端子は、第４のリードピン２ｄにワイヤ接続されている。増幅器５のバイアス端子は、第３のリードピン２ｃにワイヤ接続されている。増幅器５の信号出力端子は、第１のリードピン２ａにワイヤ接続されている。増幅器５の反転信号出力端子は、第２のリードピン２ｂにワイヤ接続されている。
上記のように構成することで、フォトダイオード４が受信した光信号が第１のリードピン２ａと第２のリードピン２ｂとの差動電気信号として出力される。この出力された差動電気信号は、光受信用ＴＯ−ＣＡＮ型パッケージに取り付けられたＦＰＣ７を介して外部に取り出される。 The output terminal of the photodiode 4 is wire-connected to the input terminal of the amplifier 5. The bias terminal of the photodiode 4 is wire-connected to the fourth lead pin 2d. The bias terminal of the amplifier 5 is wire-connected to the third lead pin 2c. The signal output terminal of the amplifier 5 is wire-connected to the first lead pin 2a. The inverted signal output terminal of the amplifier 5 is wire-connected to the second lead pin 2b.
With the configuration described above, the optical signal received by the photodiode 4 is output as a differential electrical signal between the first lead pin 2a and the second lead pin 2b. The outputted differential electric signal is taken out through the FPC 7 attached to the optical receiving TO-CAN type package.

ＦＰＣ７は、折り曲げ可能な高速配線板であり、ステム１の裏主面１ｂに密着している。ＦＰＣ７は、信号用の伝送線路と、伝送線路に沿って形成されるグランドとで構成される高速信号用の差動配線を備える。また、ＦＰＣ７は、フォトダイオード４および増幅器５のバイアス供給用電源線も備える。図１０（ｂ）に示すように、ＦＰＣ７は、例えば、厚さ５０μｍ程度の誘電体１０（例：ポリイミド）を上層配線１２と下層グランド１１とで挟んだ構成とすることができる。このような構成のＦＰＣ７によれば、信号用の伝送線路としてマイクロストリップ線路を形成することができ、柔軟で取り回しが容易な高速配線板とすることができる。 The FPC 7 is a bendable high-speed wiring board and is in close contact with the back main surface 1 b of the stem 1. The FPC 7 includes a high-speed signal differential wiring composed of a signal transmission line and a ground formed along the transmission line. The FPC 7 also includes a power supply line for supplying bias for the photodiode 4 and the amplifier 5. As shown in FIG. 10B, the FPC 7 can be configured, for example, by sandwiching a dielectric 10 (eg, polyimide) having a thickness of about 50 μm between the upper layer wiring 12 and the lower layer ground 11. According to the FPC 7 having such a configuration, a microstrip line can be formed as a transmission line for signals, and a high-speed wiring board that is flexible and easy to handle can be obtained.

図１０（ｂ）に示すように、ＦＰＣ７は、保護層１９を有する。保護層１９は、リードピン２ａ〜２ｅが通る領域を除いて下層グランド１１を、ステム１が設けられている側から保護する。また、ＦＰＣ７は、保護層１９と同等の機能を具備した保護層（図示略）を、ステム１が設けられる面の対向面に有する。当該保護層は、ランド（図１１のランド４０ａ〜４０ｅを参照）の領域を除いて上層配線１２を、ステム１が設けられている側の反対側から保護する。また、ＦＰＣ７は、ステム１に接する保護層１９の部分に対し、曲がりや反りを抑制してはんだ実装を容易にするための補強板（図示略）を有する。この補強板は、ＦＰＣ７を屈曲したい箇所を除き、曲がり反りの抑制が効く任意の箇所に適宜設けることができ、保護層１９と下層グランド１１との間に設けてもよいし、ステム１と保護層１９との間に設けてもよい。
図１０（ｂ）に示す符号４０ｂ，４０ｃ，４０ｅはそれぞれ、リードピン２ｂ，２ｃ，２ｅの各々との電気的な接続手段となるはんだ８ｂ，８ｃ，８ｅの各々のランドである。 As shown in FIG. 10B, the FPC 7 has a protective layer 19. The protective layer 19 protects the lower ground 11 from the side where the stem 1 is provided, except for the region through which the lead pins 2a to 2e pass. Further, the FPC 7 has a protective layer (not shown) having a function equivalent to that of the protective layer 19 on the surface opposite to the surface on which the stem 1 is provided. The protective layer protects the upper layer wiring 12 from the side opposite to the side where the stem 1 is provided, except for the area of the land (see the lands 40a to 40e in FIG. 11). Further, the FPC 7 has a reinforcing plate (not shown) for facilitating solder mounting by suppressing bending and warping of the portion of the protective layer 19 in contact with the stem 1. This reinforcing plate can be appropriately provided at any place where the bending warpage is suppressed except for the place where the FPC 7 is to be bent, and may be provided between the protective layer 19 and the lower ground 11 or the stem 1 and the protective plate. It may be provided between the layer 19.
Reference numerals 40b, 40c, and 40e shown in FIG. 10B are the lands of the solders 8b, 8c, and 8e that are electrical connection means to the lead pins 2b, 2c, and 2e, respectively.

図１１に示すように、ＦＰＣ７は、リードピン２ａ〜２ｅに対応する５つのスルーホール１３ａ〜１３ｅを備える。また、ＦＰＣ７は、スルーホール１３ａ〜１３ｅの各々の周囲にランド４０ａ〜４０ｅを備える。リードピン２ａ〜２ｅの各々をスルーホール１３ａ〜１３ｅの各々に差しこみ、リードピン２ａ〜２ｅの各々をランド４０ａ〜４０ｅの各々とはんだ付けすることで電気的な接続を行う。 As shown in FIG. 11, the FPC 7 includes five through holes 13a to 13e corresponding to the lead pins 2a to 2e. Further, the FPC 7 includes lands 40a to 40e around each of the through holes 13a to 13e. Each of the lead pins 2a to 2e is inserted into each of the through holes 13a to 13e, and each of the lead pins 2a to 2e is soldered to each of the lands 40a to 40e to make electrical connection.

図１２に示すように、光モジュール２００のステム１には、光入射用の窓またはレンズを備えるキャップ１４を装着する。よって、光ファイバ１５からの光信号は、光ファイバ１５の光軸１６が通過するフォトダイオード４で受信される。ＦＰＣ７は、マザーボード１７との接続用のパッド（図示略）を備えており、マザーボード１７との間で電気信号を送受信することができる。また、図１２に示すように、光モジュール２００は、光ファイバ１５の光軸１６がマザーボード１７と平行になるように、ＦＰＣ７をステム１の端部で折り曲げてマザーボード１７に装着することができる。このようにしてマザーボード１７への搭載スペースの最小化（低背実装）を図ることが一般的である。 As shown in FIG. 12, a cap 14 having a light incident window or lens is attached to the stem 1 of the optical module 200. Therefore, the optical signal from the optical fiber 15 is received by the photodiode 4 through which the optical axis 16 of the optical fiber 15 passes. The FPC 7 includes a pad (not shown) for connection with the motherboard 17, and can transmit and receive electrical signals to and from the motherboard 17. In addition, as shown in FIG. 12, the optical module 200 can be mounted on the motherboard 17 by bending the FPC 7 at the end of the stem 1 so that the optical axis 16 of the optical fiber 15 is parallel to the motherboard 17. In this way, it is common to minimize the mounting space on the mother board 17 (low-profile mounting).

比較例の光モジュール２００において、ステム１の円板の面積は、所要ピン数と搭載する素子のサイズとで概ね決定されてしまう。このため、比較例の光モジュール２００では、ステム１の径を所定のサイズ（例えば、４ｍｍ）よりも小さくすることが困難である。 In the optical module 200 of the comparative example, the area of the disc of the stem 1 is largely determined by the required number of pins and the size of the element to be mounted. For this reason, in the optical module 200 of the comparative example, it is difficult to make the diameter of the stem 1 smaller than a predetermined size (for example, 4 mm).

また、グランドピンとなる第５のリードピン２ｅをステム１に溶接した際に第５のリードピン２ｅの根元に幅広い溶接部６が形成される。この溶接部６が、ステム１とＦＰＣ７との密着を妨げてしまい、溶接部６の厚さ分ＦＰＣ７をステム１から離さざるを得なくなる。その結果、反射減衰量の劣化や信号用ピンとしての第１のリードピン２ａおよび第２のリードピン２ｂのインダクタンスの増大が生じ、高周波特性が劣化したり、伝送速度の高速化が阻害されたりしてしまう問題がある。この問題を解消するために、溶接部６を収容するための穴をステム１に設けて高周波特性を改善する手法もあるが、結果としてステム１の加工コストの増大を招いてしまう。 Further, when the fifth lead pin 2e serving as the ground pin is welded to the stem 1, a wide welded portion 6 is formed at the base of the fifth lead pin 2e. This welded portion 6 hinders the close contact between the stem 1 and the FPC 7, and the FPC 7 must be separated from the stem 1 by the thickness of the welded portion 6. As a result, the return loss is deteriorated and the inductance of the first lead pin 2a and the second lead pin 2b as signal pins is increased, the high frequency characteristics are deteriorated, and the increase in the transmission speed is hindered. There is a problem. In order to solve this problem, there is a method of improving the high frequency characteristics by providing a hole for accommodating the welded portion 6 in the stem 1, but as a result, the processing cost of the stem 1 is increased.

また、光モジュール２００の放熱は、ステム１に溶接されたグランドピンが大半を担うことになる。ここで、光モジュールの小型化を進展させると、発熱密度が必然的に増加するため、Φ０．４程度の細径のグランドピンに放熱が大きく依存する比較例の構造では十分な放熱性能を実現できない。その結果、光モジュール自体の信頼性の低下などを招き、光モジュールの小型化が阻害されてしまうという問題もある。 In addition, the heat radiation of the optical module 200 is mostly performed by the ground pin welded to the stem 1. Here, as the miniaturization of the optical module progresses, the heat generation density inevitably increases. Therefore, the heat dissipation performance is sufficiently achieved with the structure of the comparative example in which the heat dissipation greatly depends on the small-diameter ground pin of about Φ0.4. Can not. As a result, there is a problem in that the reliability of the optical module itself is reduced and the miniaturization of the optical module is hindered.

上記の問題を解決する本発明の光モジュールについて、複数の実施形態を参照して説明する。説明の際、比較例で説明したり、他の実施形態で説明した部材と同一の部材に対しては同一の符号を用いる。また、比較例や他の実施形態の説明（発明特定事項の説明や効果の説明を含む）と重複する説明は適宜省略し、相違点を主に説明する。 The optical module of the present invention that solves the above problem will be described with reference to a plurality of embodiments. In the description, the same reference numerals are used for members that are the same as those described in the comparative example or the members described in other embodiments. Moreover, the description which overlaps with description of a comparative example and other embodiment (including description of invention specific matter and description of an effect) is abbreviate | omitted suitably, and a difference is mainly demonstrated.

＜第１の実施形態＞
図１（ａ）〜（ｃ）に示す光モジュール１００Ａは、本実施形態の光受信用ＴＯ−ＣＡＮ型パッケージを用いる光モジュールである。図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、光モジュール１００Ａは、ステム１と、４本のリードピン２ａ〜２ｄと、ガラス３ａ〜３ｄと、フォトダイオード４（素子：光素子）と、増幅器５（素子：電気素子）と、ＦＰＣ７（基板：フレキシブル基板）と、を備える。フォトダイオード４および増幅器５は、互いに近傍に配置されている。 <First Embodiment>
An optical module 100A shown in FIGS. 1A to 1C is an optical module using the optical reception TO-CAN type package of this embodiment. As shown in FIGS. 1A to 1C, an optical module 100A includes a stem 1, four lead pins 2a to 2d, glasses 3a to 3d, a photodiode 4 (element: optical element), and an amplifier. 5 (element: electric element) and FPC 7 (substrate: flexible substrate). The photodiode 4 and the amplifier 5 are arranged in the vicinity of each other.

本実施形態の光モジュール１００Ａと、比較例の光モジュール２００との間の相違点は、主に、（１）光モジュール２００が備えるグランドピンとしてのリードピン２ｅを備えないこと、（２）ステム１が突起部９を備えたこと、（３）ＦＰＣ７にグランド接続用ランド１８を備え、グランド接続用ランド１８に対してはんだ付けを行いグランド接続をしていること、の３点である。 The differences between the optical module 100A of the present embodiment and the optical module 200 of the comparative example are mainly (1) not having a lead pin 2e as a ground pin included in the optical module 200, and (2) a stem 1 (3) The FPC 7 is provided with a ground connection land 18 and soldered to the ground connection land 18 for ground connection.

ＦＰＣ７は、比較例の光モジュール２００と同様、一方向に延在した帯状を呈している。図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、ＦＰＣ７の表面の一部領域に、ステム１の裏主面１ｂが接している（例えば、密着している）。また、ＦＰＣ７は、ステム１の突起部９に対向する部分を有している。 Similar to the optical module 200 of the comparative example, the FPC 7 has a strip shape extending in one direction. As shown in FIGS. 1A to 1C, the back main surface 1 b of the stem 1 is in contact with (for example, in close contact with) a partial region of the surface of the FPC 7. Further, the FPC 7 has a portion facing the protruding portion 9 of the stem 1.

グランド接続用ランド１８は、グランドを構成するランドである。グランド接続用ランド１８は、ＦＰＣ７のうち、突起部９に対向する位置に形成されている。グランド接続用ランド１８は、例えば、グランド接続用ランド１８の形成箇所において保護層１９や補強板（図示略）を切り欠き、下層グランド１１を露出させることで実現することができる。また、グランド接続用ランド１８は、例えば、保護層１９や補強板（図示略）にスルーホールを設けることで実現することもできる。はんだ８は、グランド接続用ランド１８の形成箇所にてステム１とのグランド接続を実現させる。 The ground connection land 18 is a land constituting a ground. The ground connection land 18 is formed in the FPC 7 at a position facing the protrusion 9. The ground connection land 18 can be realized, for example, by notching a protective layer 19 or a reinforcing plate (not shown) at a place where the ground connection land 18 is formed, and exposing the lower layer ground 11. The ground connection land 18 can also be realized by providing a through hole in the protective layer 19 or a reinforcing plate (not shown), for example. The solder 8 realizes the ground connection with the stem 1 at the place where the ground connection land 18 is formed.

突起部９は、ステム１の側面に配置される。突起部９は、例えば、プレス加工によって、ステム１の円板と一体に形成することができる。図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、グランド接続用ランド１８との電気的な接続手段となるはんだ８は、突起部９に付着している。
なお、本実施形態の突起部９は、ステム１の板厚と同様の厚みを有しているが、これに限定されない。 The protrusion 9 is disposed on the side surface of the stem 1. The protrusion 9 can be formed integrally with the disc of the stem 1 by, for example, pressing. As shown in FIGS. 1A to 1C, the solder 8 serving as an electrical connection means with the ground connection land 18 is attached to the protrusion 9.
In addition, although the projection part 9 of this embodiment has the thickness similar to the plate | board thickness of the stem 1, it is not limited to this.

突起部９はさまざまな形状にすることができる。例えば、図１に示すように、突起部９は、矩形状（四角柱状）に成形することができる。また、図２（ａ）に示すように、突起部９を三角状（三角柱状）に成形してもよいし、図２（ｂ）に示すように、突起部９とステム１の本体部との境界部に曲面を設けてもよい。 The protrusion 9 can have various shapes. For example, as shown in FIG. 1, the protruding portion 9 can be formed in a rectangular shape (a quadrangular prism shape). Further, as shown in FIG. 2 (a), the protruding portion 9 may be formed into a triangular shape (triangular prism shape), or as shown in FIG. 2 (b), the protruding portion 9 and the main body portion of the stem 1 A curved surface may be provided at the boundary portion.

図１（ａ）に示すように、グランド接続用ランド１８は、図１の紙面上、ステム１の右側に配置されている。グランド接続用ランド１８は、ステム１の周方向位置のいずれかに、かつ、ステム１よりも外側（例えば、外縁）に配置してもよい。外縁などステム１よりも外側に配置することで、ステム１とのはんだ付けが容易になる利点が生じる。このようなグランド接続用ランド１８は、グランドピンとしての第５のリードピン２ｅを不要にすることができる。よって、ステム１の裏主面１ｂにグランドピンを配置する領域が不要になり、ステム１の径を小さく設計することができる。その結果、光モジュール１００Ａ全体を小型化することができる。 As shown in FIG. 1A, the ground connection land 18 is disposed on the right side of the stem 1 on the paper surface of FIG. The ground connection land 18 may be disposed at any position in the circumferential direction of the stem 1 and outside (for example, the outer edge) of the stem 1. Arranging outside the stem 1 such as the outer edge provides an advantage that soldering with the stem 1 is easy. Such a land 18 for ground connection can make the fifth lead pin 2e as a ground pin unnecessary. Therefore, the area | region which arrange | positions a ground pin in the back main surface 1b of the stem 1 becomes unnecessary, and the diameter of the stem 1 can be designed small. As a result, the entire optical module 100A can be reduced in size.

また、本実施形態の光モジュール１００Ａについて、グランドピンを不要にすることに伴い、グランドピンの根元に存在していた溶接部６（図１０）も不要となる。よって、溶接部６が存在していた領域においても、ＦＰＣ７をステム１の裏主面１ｂに密着させることができる。その結果、信号用ピンとしての第１のリードピン２ａおよび第２のリードピン２ｂのインダクタンスの減少等を通じて高周波特性を改善させることができ、伝送速度の高速化を図ることができる。 In addition, with the optical module 100A of the present embodiment, as the ground pin is not required, the welded portion 6 (FIG. 10) that exists at the base of the ground pin is also unnecessary. Therefore, the FPC 7 can be brought into close contact with the back main surface 1b of the stem 1 even in the region where the weld 6 is present. As a result, the high frequency characteristics can be improved by reducing the inductance of the first lead pin 2a and the second lead pin 2b as signal pins, and the transmission speed can be increased.

また、図１（ａ）に示すように、ステム１の中心とグランド接続用ランド１８の中心とを結ぶ線分（図１の紙面上左右方向の線分）は、ＦＰＣ７がステム１から引き出されている方向（図１中の矢印参照。以下、「縦方向」と呼ぶ場合がある）と直交する。これにより、ＦＰＣ７を屈曲させてマザーボード１７に実装させたときに（図１２参照）、グランド接続用ランド１８が、図１２の上下方向（ステム１の本体部よりマザーボード１７側等）に突出することがないので、光モジュール１００Ａの縦方向の寸法を小さくすることができる（マザーボード１７への低背実装）。
なお、図１に示すように、縦方向に直交する方向を「横方向」と呼ぶ場合がある。図１に示す縦方向および横方向の矢印は、他の図にも適宜描かれている。 Further, as shown in FIG. 1A, a line segment connecting the center of the stem 1 and the center of the ground connection land 18 (a line segment in the horizontal direction in FIG. 1) is drawn from the stem 1. (See the arrow in FIG. 1, hereinafter referred to as “vertical direction”). Thus, when the FPC 7 is bent and mounted on the motherboard 17 (see FIG. 12), the ground connection land 18 protrudes in the vertical direction in FIG. 12 (from the main body of the stem 1 to the motherboard 17 side, etc.). Therefore, the vertical dimension of the optical module 100A can be reduced (low profile mounting on the motherboard 17).
In addition, as shown in FIG. 1, the direction orthogonal to the vertical direction may be referred to as a “horizontal direction”. The vertical and horizontal arrows shown in FIG. 1 are appropriately depicted in other drawings.

また、本実施形態の光モジュール１００Ａは、ステム１の放熱性を向上させることができる。これは、グランドピンとして細径の第５のリードピン２ｅを用いる比較例と比べて、ステム１とＦＰＣ７とのグランド接続面積を大幅に増やすことができるためである。よって、小型化に伴う発熱密度の増加への対応も容易になり、結果として小型化した光モジュールの信頼性を向上させることができる。 Moreover, the optical module 100A of this embodiment can improve the heat dissipation of the stem 1. This is because the ground connection area between the stem 1 and the FPC 7 can be greatly increased as compared with the comparative example using the fifth lead pin 2e having a small diameter as the ground pin. Therefore, it becomes easy to cope with an increase in heat generation density accompanying downsizing, and as a result, the reliability of the downsized optical module can be improved.

＜第２の実施形態＞
図３（ａ）、（ｂ）に示す光モジュール１００Ｂは、本実施形態の光受信用ＴＯ−ＣＡＮ型パッケージを用いる光モジュールである。本実施形態の光モジュール１００Ｂと、第１の実施形態の光モジュール１００Ａとの相違点は、主に、（１）フォトダイオード４を増幅器５上に配置したこと、（２）リードピン２ａ〜２ｄを増幅器５を囲うような位置に変更していること、の２点である。ステム１の中心とグランド接続用ランド１８（または突起部９）の中心とを結ぶ直線の方向は、横方向である。 <Second Embodiment>
An optical module 100B shown in FIGS. 3A and 3B is an optical module using the optical reception TO-CAN type package of this embodiment. The differences between the optical module 100B of this embodiment and the optical module 100A of the first embodiment are mainly (1) that the photodiode 4 is arranged on the amplifier 5, and (2) lead pins 2a to 2d. The point is that the position is changed so as to surround the amplifier 5. The direction of the straight line connecting the center of the stem 1 and the center of the ground connection land 18 (or the protrusion 9) is the horizontal direction.

フォトダイオード４が増幅器５上に配置されることで、ステム１の表主面１ａにフォトダイオード４を配置する領域が事実上不要になる。その結果、部品搭載のための所要スペースを極小化することができ、ステム１の径を小さく設計することができる。なお、図３（ａ）に示すように、フォトダイオード４および増幅器５は、ステム１の表主面１ａの中心に配置されている。 By disposing the photodiode 4 on the amplifier 5, a region for disposing the photodiode 4 on the front main surface 1a of the stem 1 is virtually unnecessary. As a result, the required space for component mounting can be minimized, and the stem 1 can be designed to have a small diameter. As shown in FIG. 3A, the photodiode 4 and the amplifier 5 are disposed at the center of the front main surface 1 a of the stem 1.

また、図３（ａ）に示すように、信号用の第１のリードピン２ａおよび第２のリードピン２ｂは、増幅器５を搭載できる程度に横方向に離間して配置されている。また、バイアス用の第３のリードピン２ｃおよび第４のリードピン２ｄは、増幅器５を搭載できる程度に縦方向に離間して配置されている。なお、リードピン２ａ〜２ｄは、ステム１の周方向の位置にかかわらず増幅器５の周囲に配置することができる。リードピン２ａ〜２ｄをこのように配置することで、ステム１の径を極小化することができる。 Further, as shown in FIG. 3A, the first lead pin 2a and the second lead pin 2b for signals are arranged apart from each other to the extent that the amplifier 5 can be mounted. Further, the third lead pin 2c and the fourth lead pin 2d for biasing are spaced apart in the vertical direction to the extent that the amplifier 5 can be mounted. The lead pins 2 a to 2 d can be arranged around the amplifier 5 regardless of the circumferential position of the stem 1. By arranging the lead pins 2a to 2d in this way, the diameter of the stem 1 can be minimized.

また、ステム１の径を小さくするほど、ＦＰＣ７を屈曲させるときの屈曲位置を、ステム１の中心に近付けることができる。よって、図４に示すように、第３のリードピン２ｃの径方向外側近傍となる位置を、ＦＰＣ７の屈曲位置とすることができる（図４中符号Ｂ１参照）。その結果、光モジュール１００Ｂ全体を小型化、具体的には、縦方向に関して低背化することができる。
また、突起部９は、ステム１の側面に配置されているので、ＦＰＣ７を組み付ける際の目印となる。よって、光モジュール１００Ａの製造者は、突起部９を参照することで、ピン配置が図３のように中心対称になっている場合においても、ステム１とＦＰＣ７の端子を間違えなく接続することが容易になる。 Further, as the diameter of the stem 1 is reduced, the bending position when the FPC 7 is bent can be brought closer to the center of the stem 1. Therefore, as shown in FIG. 4, the position near the radially outer side of the third lead pin 2c can be the bent position of the FPC 7 (see reference numeral B1 in FIG. 4). As a result, the entire optical module 100B can be downsized, specifically, the height can be reduced in the vertical direction.
Moreover, since the projection part 9 is arrange | positioned at the side surface of the stem 1, it becomes a mark at the time of assembling FPC7. Therefore, the manufacturer of the optical module 100A can connect the terminals of the stem 1 and the FPC 7 without mistake by referring to the protrusion 9 even when the pin arrangement is centrally symmetric as shown in FIG. It becomes easy.

＜第３の実施形態＞
図５（ａ）、（ｂ）に示す光モジュール１００Ｃは、本実施形態の光受信用ＴＯ−ＣＡＮ型パッケージを用いる光モジュールである。本実施形態の光モジュール１００Ｃと、第２の実施形態の光モジュール１００Ｂとの相違点は、主に、ステム１の外周部に平坦部を設けたことである。また、光モジュール１００Ｃは、ステム１の中心を挟んで２つのグランド接続用ランド１８と、２つの突起部９とを備え、グランド接続用ランド１８の各々にはんだ８が設けられている点においても光モジュール１００Ａ，１００Ｂとは相違している。なお、光モジュール１００Ｃにおけるグランド接続用ランド１８の個数、突起部９の個数、ステム１の周方向におけるグランド接続用ランド１８の位置、突起部９の位置は、本実施形態に限らず、他の実施形態にも適用することができる。また、図５（ａ）に示すように、ＦＰＣ７の横方向の幅は、グランド接続用ランド１８が存在する部分を除いて、ステム１の横方向の幅と同じにすることができる。このような形状も本実施形態に限らず、他の実施の形態にも適用することができる。 <Third Embodiment>
An optical module 100C shown in FIGS. 5A and 5B is an optical module using the optical reception TO-CAN type package of this embodiment. The difference between the optical module 100 </ b> C of the present embodiment and the optical module 100 </ b> B of the second embodiment is that a flat portion is mainly provided on the outer peripheral portion of the stem 1. The optical module 100C also includes two ground connection lands 18 and two protrusions 9 across the center of the stem 1, and the solder 8 is provided on each of the ground connection lands 18. It is different from the optical modules 100A and 100B. Note that the number of ground connection lands 18, the number of protrusions 9, the position of the ground connection lands 18 in the circumferential direction of the stem 1, and the position of the protrusions 9 in the optical module 100 </ b> C are not limited to this embodiment. The present invention can also be applied to the embodiment. Further, as shown in FIG. 5A, the lateral width of the FPC 7 can be made equal to the lateral width of the stem 1 except for a portion where the ground connection land 18 exists. Such a shape is not limited to this embodiment, and can be applied to other embodiments.

第２の実施形態で説明したように、バイアス用の第３のリードピン２ｃおよび第４のリードピン２ｄは、増幅器５を搭載できる程度に縦方向に離間して配置されている。よって、ステム１の縦方向の両端は、相当程度の空きスペースが形成されている。この空きスペースに他の素子やリードピンなどを配置しないのであれば、ステム１の縦方向の両端を平坦に成形することで、ステム１をさらに小型化することができる。換言すれば、ステム１の形状を、増幅器５を挟んで横方向に配置されている信号用の第１のリードピン２ａおよび第２のリードピン２ｂを結ぶ直線に平行に切り欠かれた形状とし、グランド接続用ランド１８，１８と突起部９，９とを概ねこの直線上に配置する。このような配置により、光モジュールをより一層小型化することができる。 As described in the second embodiment, the bias third lead pin 2c and the fourth lead pin 2d are spaced apart in the vertical direction to the extent that the amplifier 5 can be mounted. Therefore, a considerable amount of empty space is formed at both ends of the stem 1 in the vertical direction. If no other elements or lead pins are arranged in this empty space, the stem 1 can be further miniaturized by forming both ends in the vertical direction of the stem 1 flat. In other words, the shape of the stem 1 is a shape notched in parallel to a straight line connecting the first lead pin 2a and the second lead pin 2b for signals arranged in the lateral direction across the amplifier 5, and the ground The connecting lands 18 and 18 and the projections 9 and 9 are arranged on this straight line. With such an arrangement, the optical module can be further reduced in size.

信号用ピンとしての第１のリードピン２ａおよび第２のリードピン２ｂの特性インピーダンスは、増幅器５の出力インピーダンスに整合するようなインピーダンス（例：５０Ω）に設定することが好ましい。一方、バイアス用の第３のリードピン２ｃ及び第４のリードピン２ｄは外部電源などに接続されることから低インピーダンス化することが好適である。このため、バイアス用の第３のリードピン２ｃおよび第４のリードピン２ｄを絶縁するガラス３ｃ，３ｄは、信号用の第１のリードピン２ａおよび第２のリードピン２ｂを絶縁するガラス３ａ，３ｂよりも径方向の寸法を小さくすることができる。 The characteristic impedance of the first lead pin 2a and the second lead pin 2b as signal pins is preferably set to an impedance (eg, 50Ω) that matches the output impedance of the amplifier 5. On the other hand, since the third lead pin 2c and the fourth lead pin 2d for bias are connected to an external power source or the like, it is preferable to reduce the impedance. For this reason, the glass 3c, 3d that insulates the third lead pin 2c and the fourth lead pin 2d for bias is larger in diameter than the glass 3a, 3b that insulates the first lead pin 2a for signal and the second lead pin 2b. The direction dimension can be reduced.

上記の事情に鑑みて、図５（ａ）に示すように、信号用の第１のリードピン２ａおよび第２のリードピン２ｂを増幅器５を挟んで横方向に配置し、バイアス用の第３のリードピン２ｃおよび第４のリードピン２ｄを増幅器５を挟んで縦方向に配置する。このように配置することで、ステム１の縦方向の端部にて大きな空きスペースを設けることができ、ステム１の縦方向の両端の切り欠き領域を大きくすることができる。つまり、信号用の第１のリードピン２ａおよび第２のリードピン２ｂを結ぶ直線に平行にステム１を切り欠いた形状とすることで、ステム１の縦方向の寸法を大幅に小さくすることができる。加えてＦＰＣ７の形状もステム１の形状に合うように図５（ａ）の上側の部分を切り欠いた形状とすることにより光モジュール１００Ｃを大幅に低背化することができる。 In view of the above circumstances, as shown in FIG. 5 (a), the first lead pin 2a for signal and the second lead pin 2b are arranged laterally across the amplifier 5, and the third lead pin for biasing 2c and the fourth lead pin 2d are arranged in the vertical direction with the amplifier 5 interposed therebetween. By arranging in this way, a large empty space can be provided at the longitudinal end portion of the stem 1, and the notch regions at both longitudinal ends of the stem 1 can be enlarged. That is, by making the stem 1 notched parallel to the straight line connecting the first lead pin 2a and the second lead pin 2b for signals, the vertical dimension of the stem 1 can be greatly reduced. In addition, the height of the optical module 100C can be significantly reduced by making the shape of the FPC 7 a shape in which the upper part of FIG.

また、ステム１の縦方向両端の切り欠き領域が大きいほど、ＦＰＣ７を屈曲させるときの屈曲位置を、ステム１の中心に近付けることができる。よって、図６に示すように、第３のリードピン２ｃの径方向外側近傍となる位置を、ＦＰＣ７の屈曲位置とすることができる（図６中符号Ｃ１参照）。符号Ｃ１で示す屈曲位置は、第２の実施形態で示した屈曲位置（図４中符号Ｂ１参照）よりもステム１の中心に近い。その結果、光モジュール１００Ｃ全体をさらに低背化、具体的には図１２に示した従来例（比較例）に対して２／３の低背化を図ることができる。 Further, the larger the notch area at both ends in the longitudinal direction of the stem 1, the closer the bending position when bending the FPC 7 is to the center of the stem 1. Therefore, as shown in FIG. 6, the position near the radially outer side of the third lead pin 2c can be the bent position of the FPC 7 (see reference numeral C1 in FIG. 6). The bending position indicated by reference numeral C1 is closer to the center of the stem 1 than the bending position shown in the second embodiment (see reference numeral B1 in FIG. 4). As a result, the entire optical module 100C can be further reduced in height, specifically, by 2/3 of the conventional example (comparative example) shown in FIG.

また、光モジュール１００Ｃが２つのグランド接続用ランド１８を有していると、ステム１とＦＰＣ７とのグランド接続面積を大きくできるので、ステム１の放熱性をさらに向上させることができる。これにより、光モジュールの小型化に伴う発熱密度の増加への対応も容易になり、結果として小型光モジュールの信頼性をさらに向上させることができる。なお、グランド接続用ランド１８（及びそれを支持する円状ステム本体よりも外側に存在するＦＰＣ部）の形状は、ステム１の突起部９とはんだ接続できればいかなる形状であっても構わない。矩形状（四角形状）に限らず、図２に例示した突起部９の形状の三角状（三角形状）などさまざまな形状にすることができる。 If the optical module 100C has the two ground connection lands 18, the ground connection area between the stem 1 and the FPC 7 can be increased, so that the heat dissipation of the stem 1 can be further improved. Thereby, it becomes easy to cope with an increase in heat generation density accompanying the downsizing of the optical module, and as a result, the reliability of the small optical module can be further improved. The shape of the ground connection land 18 (and the FPC portion existing outside the circular stem body that supports it) may be any shape as long as it can be solder-connected to the protrusion 9 of the stem 1. Not only the rectangular shape (rectangular shape) but also various shapes such as the triangular shape (triangular shape) of the protrusion 9 illustrated in FIG.

＜第４の実施形態＞
図７（ａ）、（ｂ）に示す光モジュール１００Ｄは、本実施形態の光送信用ＴＯ−ＣＡＮ型パッケージを用いる光モジュールである。本実施形態の光モジュール１００Ｄと、第１の実施形態の光モジュール１００Ａとの相違点は、主に、（１）フォトダイオード４の代わりにレーザダイオードであるＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）３０（レーザダイオード：素子：光素子）を備えたこと、（２）増幅器５の代わりにドライバ５０（駆動回路：素子：電気素子）を備えたこと、（３）バイアス用のリードピンを１本のリードピン２ｃにし、信号入力用のリードピン２ａと、反転信号入力用のリードピン２ｂの計３本のリードピンを備えたこと、の３点である。 <Fourth Embodiment>
An optical module 100D shown in FIGS. 7A and 7B is an optical module using the TO-CAN type package for optical transmission of this embodiment. The difference between the optical module 100D of this embodiment and the optical module 100A of the first embodiment is mainly as follows: (1) VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting LASER) 30 (laser diode instead of the photodiode 4) (2) a driver 50 (driving circuit: element: electrical element) instead of the amplifier 5; (3) a bias lead pin 1c. In other words, a total of three lead pins, ie, a lead pin 2a for signal input and a lead pin 2b for inverted signal input, are provided.

ＶＣＳＥＬ３０は、ステム１の主面に対して垂直方向に光を共振させ、垂直方向に光信号を出射させる。
ドライバ５０は、ＶＣＳＥＬ３０が光信号を出射するための駆動信号を出力する。 The VCSEL 30 resonates light in the vertical direction with respect to the main surface of the stem 1 and emits an optical signal in the vertical direction.
The driver 50 outputs a drive signal for the VCSEL 30 to emit an optical signal.

光モジュール１００Ｄでは、外部からの差動信号が入力されるように、ドライバ５０の信号入力端子がリードピン２ａにワイヤ接続されており、ドライバ５０の反転信号入力端子がリードピン２ｂにワイヤ接続されている。また、ドライバ５０の出力端子とＶＣＳＥＬ３０の端子（アノード／カソード）がワイヤ接続されている。これにより、駆動信号が伝達され、光信号を出射する。また、光出射用の窓またはレンズを具備するキャップ（図示せず）を光モジュール１００Ｄに装着することで、光信号の伝送が実現される。 In the optical module 100D, the signal input terminal of the driver 50 is wire-connected to the lead pin 2a and the inverted signal input terminal of the driver 50 is wire-connected to the lead pin 2b so that a differential signal from the outside is input. . Further, the output terminal of the driver 50 and the terminal (anode / cathode) of the VCSEL 30 are wire-connected. Thereby, a drive signal is transmitted and an optical signal is emitted. Further, by attaching a cap (not shown) having a light emitting window or lens to the optical module 100D, transmission of an optical signal is realized.

第１の実施形態で示した、光受信系として機能する光モジュール１００Ａが奏する効果は、本実施形態で示す、光送信系として機能する光モジュール１００Ｄにも適用される。つまり、光送信系であっても光モジュール全体を小型化することができる。 The effect exhibited by the optical module 100A functioning as an optical reception system shown in the first embodiment is also applied to the optical module 100D functioning as an optical transmission system shown in the present embodiment. That is, the entire optical module can be reduced in size even in the optical transmission system.

＜第５の実施形態＞
図８（ａ）、（ｂ）に示す光モジュール１００Ｅは、本実施形態の光送信用ＴＯ−ＣＡＮ型パッケージを用いる光モジュールである。本実施形態の光モジュール１００Ｅと、第４の実施形態の光モジュール１００Ｄとの相違点は、主に、（１）ＶＣＳＥＬ３０をドライバ５０の上に配置したこと、（２）リードピン２ａ〜２ｃをドライバ５０を囲うような位置に変更していること、（３）ステム１の外周部に平坦部を設けたこと、の３点である。図８（ａ）に示すように、ＶＣＳＥＬ３０およびドライバ５０は、ステム１の表主面１ａの中心に配置されている。 <Fifth Embodiment>
An optical module 100E shown in FIGS. 8A and 8B is an optical module using the TO-CAN type package for optical transmission of this embodiment. The differences between the optical module 100E of this embodiment and the optical module 100D of the fourth embodiment are mainly (1) that the VCSEL 30 is disposed on the driver 50, and (2) the lead pins 2a to 2c are drivers. The point is that the position is changed so as to surround 50, and (3) the flat portion is provided on the outer peripheral portion of the stem 1. As shown in FIG. 8A, the VCSEL 30 and the driver 50 are arranged at the center of the front main surface 1 a of the stem 1.

信号用の第１のリードピン２ａおよび第２のリードピン２ｂは、ドライバ５０を搭載できる程度に横方向に離間して配置されている。また、バイアス用の１本の第３のリードピン２ｃは、図８（ａ）の紙面上、ドライバ５０の下側に配置されている。換言すれば、リードピン２ａ〜２ｃは、ドライバに近接配置されている。リードピン２ａ〜２ｃをこのように配置することで、ステム１の径を極小化することができる。 The first lead pin 2a and the second lead pin 2b for signals are arranged so as to be laterally separated to such an extent that the driver 50 can be mounted. Further, the single third lead pin 2c for bias is arranged below the driver 50 on the paper surface of FIG. In other words, the lead pins 2a to 2c are arranged close to the driver. By arranging the lead pins 2a to 2c in this way, the diameter of the stem 1 can be minimized.

図８（ａ）に示すように、信号用の第１のリードピン２ａおよび第２のリードピン２ｂはドライバ５０を挟んで横方向に配置されている。また、バイアス用の第３のリードピン２ｃは、図８（ａ）の紙面上、ドライバ５０の下側に配置されている。つまり、信号用の第１のリードピン２ａおよび第２のリードピン２ｂを結ぶ直線に平行にステム１を切り欠いた形状とすることで、ステム１の縦方向の寸法を大幅に小さくすることができる。加えてＦＰＣ７の形状もステム１の形状に合うように図８（ａ）の上側の部分を切り欠いた形状とすることにより光モジュール１００Ｅを大幅に低背化することができる。 As shown in FIG. 8A, the first lead pin 2 a and the second lead pin 2 b for signals are arranged in the lateral direction with the driver 50 interposed therebetween. The bias third lead pin 2c is arranged below the driver 50 on the paper surface of FIG. That is, by making the stem 1 notched parallel to the straight line connecting the first lead pin 2a and the second lead pin 2b for signals, the vertical dimension of the stem 1 can be greatly reduced. In addition, the height of the optical module 100E can be greatly reduced by making the shape of the FPC 7 a shape in which the upper part of FIG.

第５の実施形態の光モジュール１００Ｅは、光送信系を説明する第４の実施形態の光モジュール１００Ｄに、光受信系を説明する第１〜第３の実施形態の特徴を導入したものに概ね等しい。よって、光送信系としての光モジュール１００Ｅは、第１〜第３の実施形態の効果を一通り奏し、光モジュール１００Ｅの小型化、特に、縦方向の低背化を実現することができる。 The optical module 100E according to the fifth embodiment is roughly the same as the optical module 100D according to the fourth embodiment, which describes the optical transmission system, but with the features of the first to third embodiments that describe the optical reception system. equal. Therefore, the optical module 100E as the optical transmission system can achieve the effects of the first to third embodiments, and can realize downsizing of the optical module 100E, in particular, reduction in the vertical direction.

＜第６の実施形態＞
図９（ａ）、（ｂ）に示す光モジュール１００Ｆは、本実施形態の光送信用ＴＯ−ＣＡＮ型パッケージを用いる光モジュールである。本実施形態の光モジュール１００Ｆと、第５の実施形態の光モジュール１００Ｅとの相違点は、主に、ドライバ５０の代わりにモニタ用フォトダイオード２１（素子：光素子）を備えることである。図８（ａ）に示すように、ＶＣＳＥＬ３０およびモニタ用フォトダイオード２１は、ステム１の表主面１ａの中心に配置されている。また、ＶＣＳＥＬ３０は、モニタ用フォトダイオード２１の上に配置されている。なお、ドライバはＦＰＣ７が接続されるマザーボードに搭載される（図示せず）。 <Sixth Embodiment>
An optical module 100F shown in FIGS. 9A and 9B is an optical module using the TO-CAN type package for optical transmission of this embodiment. The difference between the optical module 100F of the present embodiment and the optical module 100E of the fifth embodiment is mainly that a monitoring photodiode 21 (element: optical element) is provided instead of the driver 50. As shown in FIG. 8A, the VCSEL 30 and the monitoring photodiode 21 are arranged at the center of the front main surface 1 a of the stem 1. The VCSEL 30 is disposed on the monitoring photodiode 21. The driver is mounted on a motherboard to which the FPC 7 is connected (not shown).

モニタ用フォトダイオード２１は、光モジュール１００Ｆに装着されるキャップ（図示せず）からの光反射信号を受信し、ＶＣＳＥＬ３０からの光送信パワーに応じた電流を発生する。この電流は、ＦＰＣ７を介してマザーボードに送信され、ＶＣＳＥＬ３０のＡＰＣ（Auto Power Control）などに使用され、光送信信号の安定化を図ることができる。 The monitoring photodiode 21 receives a light reflection signal from a cap (not shown) attached to the optical module 100F, and generates a current corresponding to the optical transmission power from the VCSEL 30. This current is transmitted to the motherboard via the FPC 7 and is used for APC (Auto Power Control) of the VCSEL 30 to stabilize the optical transmission signal.

第６の実施形態の光モジュール１００Ｆは、第５の実施形態の光モジュール１００Ｅとは異なる光送信系を構成するものであり、バイアス用の第３のリードピン２ｃおよび第４のリードピン２ｄを備え、計４本のリードピン２ａ〜２ｄを備える。第１のリードピン２ａおよび第２のリードピン２ｂの各々は、ＶＣＳＥＬ３０のための信号入力用および反転信号入力用であり、ＶＣＳＥＬ３０のアノードとカソードとにそれぞれワイヤ接続されている。また、第３のリードピン２ｃおよび第４のリードピン２ｄは、それぞれ、モニタ用フォトダイオード２１のアノードとカソードとにワイヤ接続されている。外部からの駆動信号が伝達されると、ＶＣＳＥＬ３０は光信号を垂直方向に出射する。また、バイアス用の第３のリードピン２ｃおよび第４のリードピン２ｄは、モニタ用フォトダイオード２１を搭載できる程度に縦方向に離間して配置されている。 The optical module 100F of the sixth embodiment constitutes an optical transmission system different from the optical module 100E of the fifth embodiment, and includes a third lead pin 2c and a fourth lead pin 2d for biasing, A total of four lead pins 2a to 2d are provided. Each of the first lead pin 2a and the second lead pin 2b is for signal input and inverted signal input for the VCSEL 30, and is wire-connected to the anode and the cathode of the VCSEL 30, respectively. The third lead pin 2c and the fourth lead pin 2d are wire-connected to the anode and the cathode of the monitoring photodiode 21, respectively. When an external drive signal is transmitted, the VCSEL 30 emits an optical signal in the vertical direction. Further, the third lead pin 2c and the fourth lead pin 2d for biasing are spaced apart in the vertical direction to the extent that the monitoring photodiode 21 can be mounted.

第６の実施形態の光モジュール１００Ｆは、第５の実施形態の光モジュール１００Ｅとは異なる光送信系を構成するが、第５の実施形態の効果を一通り奏することができる。つまり、光送信系としての第６の実施形態の光モジュール１００Ｆは、第１〜第３の実施形態の効果を一通り奏し、光モジュール１００Ｅの小型化、特に、縦方向の低背化を実現することができる。 The optical module 100F of the sixth embodiment constitutes an optical transmission system that is different from the optical module 100E of the fifth embodiment. However, the effects of the fifth embodiment can be fully achieved. That is, the optical module 100F of the sixth embodiment as an optical transmission system achieves the effects of the first to third embodiments, and realizes downsizing of the optical module 100E, in particular, a reduction in the vertical height. can do.

≪変形例≫
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能であり、例えば、以下の（ａ）〜（ｈ）がある。
（ａ）本実施形態では、ステム１に突起部９が備えられた場合について説明したが、突起部９を備えていない形態のステムとし、ＦＰＣ７のグランド接続用ランド１８とステム本体部の側面とをはんだ付け（グランド接続）しても構わない。
（ｂ）本実施形態で用いるレーザダイオードは、ＶＣＳＥＬ３０に限定されず、ＤＦＢ（Distributed FeedBack）レーザやその他のレーザダイオードであってもよい。また、発光ダイオードであっても構わない。
（ｃ）本実施形態では、基板としてＦＰＣ７を適用した場合について説明したが、ＦＰＣ７に限らず、リジッドな基板であっても本発明を適用することができる。 ≪Modification≫
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified without departing from the spirit of the present invention. For example, there are the following (a) to (h).
(A) In the present embodiment, the case where the stem 1 is provided with the protruding portion 9 has been described. However, the stem is not provided with the protruding portion 9, and the ground connection land 18 of the FPC 7 and the side surface of the stem main body portion May be soldered (ground connection).
(B) The laser diode used in the present embodiment is not limited to the VCSEL 30, and may be a DFB (Distributed FeedBack) laser or another laser diode. A light emitting diode may also be used.
(C) In the present embodiment, the case where the FPC 7 is applied as a substrate has been described. However, the present invention is not limited to the FPC 7 and can be applied to a rigid substrate.

（ｄ）ステム１は、円板状体に限定されず、矩形状体、楕円状体などでもよい。また、ステム１は、孤の部分を有する形状を呈していてもよい。また、この孤の部分が、第１のリードピン２ａ、第２のリードピン２ｂを結ぶ直線に平行に切り欠かれた形状を呈していてもよい。
（ｅ）グランド接続用ランド１８とステム１の突起部９との電気的な接続手段は、はんだに限定されず、導電性樹脂などでもよい。 (D) The stem 1 is not limited to a disk-shaped body, and may be a rectangular body, an elliptical body, or the like. Further, the stem 1 may have a shape having an isolated portion. Further, this isolated portion may have a shape cut out in parallel to a straight line connecting the first lead pin 2a and the second lead pin 2b.
(E) The electrical connection means between the ground connection land 18 and the protrusion 9 of the stem 1 is not limited to solder, but may be conductive resin or the like.

（ｆ）第５の実施形態にて、第３のリードピン２ｃを、図８（ａ）の紙面上、ドライバ５０の下側に近接配置したが、これにより、図８（ａ）の紙面上、ドライバ５０の上側に相当大きな空きスペースが形成されている。よって、ステム１の形状を、この空きスペースの大部分を切り欠いた形状とすることで、ステム１の縦方向の寸法を大幅に小さくすることができる。
（ｇ）第５の実施形態にて、第３のリードピン２ｃを、ドライバ５０の下側に配置したが、第３のリードピン２ｃを、ドライバ５０の上側に配置してもよい。これにより、ドライバ５０の下側に相当大きな空きスペースが形成される。よって、ステム１の形状を、この空きスペースの大部分を切り欠いた形状とすることで、ステム１の縦方向の寸法を大幅に小さくすることができる。さらに、ステム１を密着させたＦＰＣ７を屈曲させてマザーボード１７に実装させる際、ＦＰＣ７の屈曲位置をステム１の中心により近付けることができる。その結果、光モジュール１００Ｅ全体を小型化、具体的には、縦方向に関して低背化することができる。 (F) In the fifth embodiment, the third lead pin 2c is arranged close to the lower side of the driver 50 on the paper surface of FIG. 8A. Thus, on the paper surface of FIG. A considerably large empty space is formed above the driver 50. Therefore, by making the shape of the stem 1 into a shape in which most of this empty space is cut out, the vertical dimension of the stem 1 can be greatly reduced.
(G) In the fifth embodiment, the third lead pin 2c is disposed below the driver 50. However, the third lead pin 2c may be disposed above the driver 50. Thereby, a considerably large empty space is formed below the driver 50. Therefore, by making the shape of the stem 1 into a shape in which most of this empty space is cut out, the vertical dimension of the stem 1 can be greatly reduced. Further, when the FPC 7 with the stem 1 in close contact is bent and mounted on the mother board 17, the bending position of the FPC 7 can be brought closer to the center of the stem 1. As a result, the entire optical module 100E can be reduced in size, specifically, the height can be reduced in the vertical direction.

（ｈ）本実施形態では、ステム１の中心とグランド接続用ランド１８の中心とを結ぶ線分の方向が、ＦＰＣ７がステム１から引き出されている方向と直交するように、グランド接続用ランド１８を配置した。しかし、グランド接続用ランド１８の位置はこれに限らず、例えば、ステム１の縦方向の両端を超えない範囲内において任意の位置に配置してもよい。このような配置でも、グランド接続用ランド１８が、ステム１の本体部よりマザーボード１７側に突出することがないので、マザーボード１７への低背実装が可能となる。 (H) In the present embodiment, the ground connection land 18 is such that the direction of the line segment connecting the center of the stem 1 and the center of the ground connection land 18 is orthogonal to the direction in which the FPC 7 is drawn from the stem 1. Arranged. However, the position of the ground connection land 18 is not limited to this. For example, the ground connection land 18 may be arranged at an arbitrary position within a range not exceeding both longitudinal ends of the stem 1. Even with such an arrangement, the ground connection land 18 does not protrude from the main body of the stem 1 toward the mother board 17, so that low-profile mounting on the mother board 17 is possible.

なお、上記実施形態において、ステム１とグランド接続用ランド１８とを接続する接続部として突起部９を備える構成としたが、上記変形例（ａ）のように、接続部としてステム１とグランド接続用ランド１８とを直接接続する構成としてもよい。
また、グランド接続用ランド１８は、接続部の周辺に設けられればよく、ステム１の外縁や外側に限定されない。 In the above embodiment, the projection 9 is provided as a connection part for connecting the stem 1 and the ground connection land 18. However, as in the modification (a), the stem 1 is connected to the ground as the connection part. It is good also as a structure which connects with the land 18 for direct.
The ground connection land 18 may be provided around the connection portion, and is not limited to the outer edge or the outside of the stem 1.

また、本実施形態で説明した種々の技術を適宜組み合わせた技術を実現することもできる。
その他、本発明の構成要素の形状、材質、機能などについて、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。 In addition, it is possible to realize a technique in which various techniques described in this embodiment are appropriately combined.
In addition, the shape, material, function, and the like of the components of the present invention can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.

１００Ａ〜１００Ｆ光モジュール
１ステム
１ａ表主面（第１の主面）
１ｂ裏主面（第２の主面）
２ａ，２ｂリードピン（信号用ピン）
２ｃ，２ｄリードピン（バイアス用ピン）
２ｅリードピン（接地用のグランドピン）
３ａ〜３ｄガラス（絶縁材）
４フォトダイオード（素子：光素子）
５増幅器（素子：電気素子）
７ＦＰＣ（基板：フレキシブル基板）
８，８ａ〜８ｄはんだ
９突起部
１０誘電体
１１下層グランド
１２上層配線
１４キャップ
１５光ファイバ
１６光軸
１７マザーボード
１８グランド接続用ランド
１９保護層
２０ａ〜２０ｄ貫通孔
２１モニタ用フォトダイオード（素子：光素子）
３０ＶＣＳＥＬ（レーザダイオード：素子：光素子）
４０ａ〜４０ｅランド
５０ドライバ（駆動回路：素子：電気素子） 100A to 100F Optical module 1 Stem 1a Front main surface (first main surface)
1b Back main surface (second main surface)
2a, 2b Lead pin (signal pin)
2c, 2d Lead pin (Bias pin)
2e Lead pin (Ground pin for grounding)
3a-3d glass (insulating material)
4 Photodiode (element: optical element)
5 Amplifier (element: electrical element)
7 FPC (Substrate: Flexible substrate)
8, 8a to 8d Solder 9 Protruding portion 10 Dielectric 11 Lower layer ground 12 Upper layer wiring 14 Cap 15 Optical fiber 16 Optical axis 17 Motherboard 18 Land for ground connection 19 Protective layer 20a to 20d Through hole 21 Monitor photodiode (element: light) element)
30 VCSEL (Laser diode: element: optical element)
40a to 40e Land 50 driver (drive circuit: element: electric element)

Claims

Stem,
A lead pin that penetrates the stem;
An insulating material filling the space between the stem and the lead pin;
An element disposed on the first main surface of the stem and connected to the lead pin;
A substrate in contact with the second main surface of the stem,
The substrate includes a ground connection land that is directly connected to the stem.
An optical module characterized by that.

The optical element as the element is disposed on the electric element as the element.
The optical module according to claim 1.

The substrate is a flexible substrate;
A line segment connecting the center of the stem to the center of the ground connection land is substantially orthogonal to the direction in which the flexible substrate is drawn from the stem.
The optical module according to claim 1, wherein the optical module is an optical module.

The lead pin includes two signal pins,
The two signal pins are arranged on a substantially straight line connecting the center of the stem and the center of the ground connection land and symmetrically about the center of the stem.
The optical module according to any one of claims 1 to 3, wherein

The stem has a shape having an isolated portion, and the isolated portion has a shape cut out substantially parallel to a straight line connecting the two signal pins.
The optical module according to claim 4.

The stem includes a protruding portion facing the ground connection land.
The optical module according to any one of claims 1 to 5, wherein:

The optical element as the element is a photodiode, and the electrical element as the element is an amplifier.
The optical module according to any one of claims 1 to 6, wherein:

The optical element as the element is a laser diode or a light emitting diode, and the electric element as the element is a driver.
The optical module according to any one of claims 1 to 6, wherein:

9. The optical module according to claim 1, wherein the number of ground connection lands is two or more.

10. The optical module according to claim 1, wherein the number of the protrusions corresponding to the ground connection land and the ground connection land is two or more. 11.

The optical module according to claim 1, wherein the elements are arranged in the vicinity of each other.

The ground connection land is directly connected to the stem outside the stem.
The optical module according to any one of claims 1 to 11, wherein the optical module is characterized in that: