JP2018072673A - 光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】複数の受光素子を収容するためのスペースを小さくすることができる光モジュールを提供する。【解決手段】この光モジュールは、矩形の基板上において、対角に位置する第１角部及び第２角部を備え、基板の中央よりも第１角部に偏った位置に中心を有する受光部と、基板の中央よりも第２角部に偏った位置に配置された第１電極と、基板の他の領域に配置された第２電極とを有する受光素子を複数有し、複数の受光素子は、１つのキャリア上に搭載されており、キャリアの両端部に配置される第１及び第２の受光素子は、それぞれが、第１角部が第２角部よりもキャリアの端部に近い関係で配置されている。【選択図】図５

Description

本発明は、光モジュールに関するものである。

特許文献１には、光半導体モジュールに関する技術が記載されている。この光半導体モジュールは、レーザダイオードと、レーザダイオードから出力された光をケース外部へ向けて出射する光学系と、レーザダイオードから出力された光の一部を受光するフォトダイオードとを備えている。

特開平０５−３２７０３１号公報

近年、光通信システムにおいては、互いに波長が異なる複数の信号光を重ねて伝送する、いわゆる波長多重技術が用いられている。このように、複数の信号光を重ねて伝送する場合、複数の発光素子から出力された複数の信号光が、光学系により合波されて光ファイバに出力される。また、各信号光の強度をモニタするために、複数の受光素子（フォトダイオード）が光モジュール内に配置される。光モジュールの大きさは規格によって定められており、複数の受光素子を収容するためのスペースは小さいほど良い。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、複数の受光素子を収容するためのスペースを小さくすることができる光モジュールを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、一実施形態に係る光モジュールは、矩形の基板上において、対角に位置する第１角部及び第２角部を備え、基板の中央よりも第１角部に偏った位置に中心を有する受光部と、基板の中央よりも第２角部に偏った位置に配置された第１電極と、基板の他の領域に配置された第２電極とを有する受光素子を複数有し、複数の受光素子は、１つのキャリア上に搭載されており、キャリアの両端部に配置される第１及び第２の受光素子は、それぞれが、第１角部が第２角部よりもキャリアの端部に近い関係で配置されている。

本発明による光モジュールによれば、複数の受光素子を収容するためのスペースを小さくすることができる。

図１は、一実施形態に係る光モジュールの内部構造を示す平面図である。 図２は、図１の一部を拡大して示す平面図である。 図３は、光モジュールの内部構造の一部を概略的に示す側面図である。 図４は、発光部の詳細な構成を示す平面図である。 図５は、キャリア及び複数の受光素子の構成を拡大して示す平面図である。 図６は、一つの受光素子を拡大して示す平面図である。 図７は、受光素子の第１電極パッド及び第２電極パッドと配線基板とのワイヤボンディングの様子を示す平面図である。 図８は、第１変形例に係るキャリア及び受光素子群の拡大平面図である。 図９は、第２変形例に係るキャリア及び受光素子群の拡大平面図である。 図１０は、比較例としての光モジュールのキャリア及び受光素子群を示す平面図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。一実施形態に係る光モジュールは、矩形の基板上において、対角に位置する第１角部及び第２角部を備え、基板の中央よりも第１角部に偏った位置に中心を有する受光部と、基板の中央よりも第２角部に偏った位置に配置された第１電極と、基板の他の領域に配置された第２電極とを有する受光素子を複数有し、複数の受光素子は、１つのキャリア上に搭載されており、キャリアの両端部に配置される第１及び第２の受光素子は、それぞれが、第１角部が第２角部よりもキャリアの端部に近い関係で配置されている。

この光モジュールでは、キャリアの両端部に配置される第１及び第２の受光素子のそれぞれが、第１角部が第２角部よりもキャリアの端部に近い関係で配置されている。これにより、第１及び第２の受光素子の受光領域はキャリアの端部側に配置され、第１電極はその反対側に配置されることとなる。このような構成によれば、第１及び第２の受光素子の距離を近づけることができ、ひいては複数の受光素子を収容するためのスペースを小さくすることができる。

また、上記の光モジュールにおいて、キャリア上の第１及び第２受光素子の間の領域には、第３および第４の受光素子が配置され、第３及び第４の受光素子のそれぞれは、第２角部同士が、第１角部よりも近接する関係で配置されてもよい。

また、上記の光モジュールにおいて、キャリア上の第１及び第２受光素子の間の領域には、第３および第４の受光素子が配置され、第３及び第４の受光素子のそれぞれは、第１角部同士が、第２角部よりも近接する関係で配置されてもよい。

また、上記の光モジュールにおいて、複数の受光素子それぞれに対応する複数の光軸は、キャリアの搭載面に対して平行に配置されてもよい。

［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る光モジュールの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、一実施形態に係る光モジュール１Ａの内部構造を示す平面図である。図２は、図１の一部を拡大して示す平面図である。図３は、光モジュール１Ａの内部構造の一部を概略的に示す側面図である。光モジュール１Ａは、直方体状の筐体２と、フランジを有し円柱状の光結合部３とを備える発光モジュール（ＴＯＳＡ；Transmitter Optical SubAssembly）である。

光モジュール１Ａの内部には、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の発光部１１ａ〜１１ｄ、Ｎ個の第１レンズ１２ａ〜１２ｄ、キャリア１３、Ｎ個の受光素子（フォトダイオード、ＰＤ）１４ａ〜１４ｄ、Ｎ個の第２レンズ１５ａ〜１５ｄ、合波光学系１９、及び配線基板２１，２２が設けられている。一例では、光モジュール１Ａは、４チャネル（Ｎ＝４）の発光モジュールである。発光部１１ａ〜１１ｄ、第１レンズ１２ａ〜１２ｄ、キャリア１３、第２レンズ１５ａ〜１５ｄ、合波光学系１９、及び配線基板２１，２２は、筐体２の内部に設けられたベース部材７の平坦な主面上に配置されている。

また、筐体２はフィードスルー２Ｂを有する。フィードスルー２Ｂは筐体２の後壁を貫通しており、筐体２の外側のフィードスルー２Ｂの部分には、外部機器との電気的な接続のための複数の端子２５が、方向Ａ１に並んで設けられている。筐体２の内側のフィードスルー２Ｂの部分には、複数の端子２４、及びコプレーナ線路を構成するＮ本の信号線路２３が設けられている。Ｎ本の信号線路２３及び複数の端子２４は、それぞれ対応する端子２５と電気的に接続されている。

光モジュール１Ａでは、光源として機能する発光部１１ａ〜１１ｄが各々独立して駆動され、発光部１１ａ〜１１ｄが個別に信号光Ｌａ〜Ｌｄを出力する。図１及び図２に示されるように、信号光Ｌａ〜Ｌｄの光軸は、第１方向（図２の矢印Ａ１）に沿って並んでおり、互いに平行である。発光部１１ａ〜１１ｄへの駆動信号は、光モジュール１Ａの外部から提供される。信号光Ｌａ〜Ｌｄは、駆動信号に応じて変調された光である。発光部１１ａ〜１１ｄは、レーザダイオード及び半導体光変調器が集積された半導体光集積素子３０をそれぞれ有する。信号光Ｌａ〜Ｌｄの各波長は例えば１．３μｍ帯であり、互いに異なる。

第１レンズ１２ａ〜１２ｄは、それぞれ発光部１１ａ〜１１ｄと光学的に結合されている。発光部１１ａ〜１１ｄから出力された信号光Ｌａ〜Ｌｄは、それぞれ第１レンズ１２ａ〜１２ｄに入力する。各発光部１１ａ〜１１ｄの半導体光集積素子３０と、対応する第１レンズ１２ａ〜１２ｄとの距離は、第１レンズ１２ａ〜１２ｄの焦点距離よりも短い。故に、図３に示されるように、第１レンズ１２ａ〜１２ｄは、発散光である信号光Ｌａ〜Ｌｄを収束光に変換する。

キャリア１３は、信号光Ｌａ〜Ｌｄの各光軸と交差する第２方向（図２の矢印Ａ２）を長手方向として延びる直方体状の部材であり、第１レンズ１２ａ〜１２ｄと第２レンズ１５ａ〜１５ｄとの間の光路上に配置されている。信号光Ｌａ〜Ｌｄの各光軸は、キャリア１３の搭載面１３ａに対して平行に配置されている。また、図３に示されるように、キャリア１３は、信号光Ｌａ〜Ｌｄの各光軸に対して傾斜する誘電体多層膜（ビームスプリッタ）１３ｂを内部に有しており、この誘電体多層膜１３ｂを信号光Ｌａ〜Ｌｄが通過する際に、信号光Ｌａ〜Ｌｄの各一部（例えば信号光Ｌａ〜Ｌｄの光量の５〜１０％）を分岐する。ＰＤ１４ａ〜１４ｄは、一つのキャリア１３の搭載面１３ａ上に搭載され、分岐された信号光Ｌａ〜Ｌｄの各一部を受光することにより、信号光Ｌａ〜Ｌｄの光強度を検出する。ＰＤ１４ａ〜１４ｄは、それらの裏面とキャリア１３の搭載面１３ａとが互いに対向するように、キャリア１３上に実装されている。ＰＤ１４ａ〜１４ｄは、誘電体多層膜１３ｂによって分岐された信号光Ｌａ〜Ｌｄの一部を、裏面において受ける。

第２レンズ１５ａ〜１５ｄは、キャリア１３を挟んで第１レンズ１２ａ〜１２ｄと光学的に結合されている。第１レンズ１２ａ〜１２ｄから出力された信号光Ｌａ〜Ｌｄは、キャリア１３を通過し、ビームウエストを形成したのち、再び拡がりつつ第２レンズ１５ａ〜１５ｄにそれぞれ入力する。第２レンズ１５ａ〜１５ｄと信号光Ｌａ〜Ｌｄのビームウエストとの距離は、第２レンズ１５ａ〜１５ｄの焦点距離と一致する。故に、第２レンズ１５ａ〜１５ｄは、拡がりつつ入射する信号光Ｌａ〜Ｌｄをコリメート光に変換する。

合波光学系１９は、第２レンズ１５ａ〜１５ｄと光学的に結合され、信号光Ｌａ〜Ｌｄを互いに合波する。図１に示されるように、本実施形態の合波光学系１９は、第１ＷＤＭフィルタ１６、第２ＷＤＭフィルタ１７、ミラー１８、及び偏波合成器２０を含む。ミラー１８は、第２レンズ１５ａ，１５ｂと光学的に結合されている。ミラー１８の光反射面は、第２レンズ１５ａ，１５ｂの光軸上に位置し、これらの光軸に対して傾斜している。ミラー１８は、信号光Ｌａ，Ｌｂをこれらの光軸と交差する方向へ向けて反射する。第１ＷＤＭフィルタ１６は、第２レンズ１５ｃと光学的に結合されている。第１ＷＤＭフィルタ１６の波長選択面は、第２レンズ１５ｃの光軸上に位置し、該光軸に対して傾斜している。第１ＷＤＭフィルタ１６は、第２レンズ１５ｃからの信号光Ｌｃを透過させるとともに、ミラー１８によって反射された信号光Ｌａを反射する。これにより、信号光Ｌａ及びＬｃの光路が互いに一致し、信号光Ｌａ及びＬｃが互いに合波されて信号光Ｌｅとなる。第２ＷＤＭフィルタ１７は、第２レンズ１５ｄと光学的に結合されている。第２ＷＤＭフィルタ１７の波長選択面は、第２レンズ１５ｄの光軸上に位置し、該光軸に対して傾斜している。第２ＷＤＭフィルタ１７は、第２レンズ１５ｄからの信号光Ｌｄを透過させるとともに、ミラー１８によって反射された信号光Ｌｂを反射する。これにより、信号光Ｌｂ及びＬｄの光路が互いに一致し、信号光Ｌｂ及びＬｄが互いに合波されて信号光Ｌｆとなる。

偏波合成器２０は、光透過性の板状の部材である。一方の板面には反射防止膜２０ａおよび偏波フィルタ膜２０ｂが形成され、他方の板面には反射膜２０ｃ及び反射防止膜２０ｄが形成されている。反射防止膜２０ａには、信号光Ｌｅが入力する。信号光Ｌｅは偏波合成器２０の内部を通過して反射膜２０ｃに達し、反射膜２０ｃによって反射されたのち、偏波フィルタ膜２０ｂに達する。一方、偏波フィルタ膜２０ｂには、信号光Ｌｆが入力する。信号光Ｌｅ，Ｌｆのうち一方の偏光面が、図示しない偏光子によって９０°回転されることにより、信号光Ｌｅが偏波フィルタ膜２０ｂにおいて反射され、信号光Ｌｆが偏波フィルタ膜２０ｂを透過する。その結果、信号光Ｌｅ及びＬｆは互いに合波され、信号光Ｌｇとなる。信号光Ｌｇは、反射防止膜２０ｄを通って偏波合成器２０から出力され、筐体２の側壁２Ａに設けられた窓を介して筐体２外に出力される。

光結合部３は、レンズ５２（図３参照）及びファイバスタブを有する同軸モジュールである。レンズ５２は合波光学系１９と光学的に結合される。ファイバスタブは、光ファイバＦ（図３参照）を保持する。レンズ５２は、信号光Ｌｇを集光して光ファイバＦの端面に導く。光結合部３は、信号光Ｌｇの光軸に対して調芯されたのち、筐体２の側壁２Ａに溶接により固定される。光結合部３は、図示していないが、レンズ５２及びファイバスタブを有している。さらに加えて、外部からの光を遮断する光アイソレータを更に有してもよい。

図４は、発光部１１ａ〜１１ｄの詳細な構成を示す平面図である。発光部１１ａ〜１１ｄは、チップキャリア３１と、チップキャリア３１上に搭載された半導体光集積素子３０とを有する。チップキャリア３１は、絶縁体によって構成される。半導体光集積素子３０は、レーザダイオードと半導体光変調器とが共通基板上に集積されたモノリシック構造を有する。半導体光集積素子３０は、レーザダイオードのアノード電極に接続されたパッド３０ａと、半導体光変調器のアノード電極３０ｂに接続されたパッド３０ｃとを有する。パッド３０ａは、レーザ駆動のための直流バイアス電流を受ける。パッド３０ｃは、送信信号に応じて変調された高周波の変調信号を受ける。

チップキャリア３１の主面３１ａ上には、伝送線路であるコプレーナ線路３２、バイアスパターン３５、及び終端パターン３６が設けられている。コプレーナ線路３２は、その一端部において半導体光集積素子３０と電気的に接続され、半導体光集積素子３０に変調信号を供給する。具体的には、コプレーナ線路３２は信号線路３３及びグランドパターン３４を含んで構成される。信号線路３３は、変調信号を導波する導電性金属膜であって、一方の端面３１ｅ寄りの位置から他方の端面３１ｆ寄りの位置にわたって延びている。信号線路３３の端面３１ｆ寄りの部分は、ワイヤボンディングのためのパッド３３ａとなっている。パッド３３ａは、ワイヤ４６を介して、図２に示される筐体２のフィードスルー２Ｂに設けられたコプレーナ線路の信号線路２３と電気的に接続されている。また、信号線路３３の端面３１ｅ寄りの部分は、ワイヤボンディングのためのパッド３３ｂとなっており、このパッド３３ｂと半導体光集積素子３０のパッド３０ｃとは、ワイヤ４１を介して電気的に接続される。

グランドパターン３４は、信号線路３３の両側に所定の間隔をあけて設けられた導電性金属膜であって、基準電位を与えられる。半導体光集積素子３０はグランドパターン３４上に実装され、半導体光集積素子３０の裏面電極（カソード）がグランドパターン３４と導電接続される。バイアスパターン３５は、導電性金属膜であって、半導体光集積素子３０のパッド３０ａとワイヤ４３を介して電気的に接続される。終端パターン３６は、導電性金属膜であって、半導体光集積素子３０のパッド３０ｃとワイヤ４２を介して電気的に接続される。終端パターン３６とグランドパターン３４とは、終端抵抗チップ３７を介して電気的に接続される。

グランドパターン３４上には、デカップリングコンデンサ３８が実装されている。デカップリングコンデンサ３８の下面電極は、はんだ等の導電性接着剤を介してグランドパターン３４と電気的に接続されている。デカップリングコンデンサ３８の上面電極は、ワイヤ４４を介して、バイアスパターン３５と電気的に接続されている。また、デカップリングコンデンサ３８の上面電極は、ワイヤ４５を介して、図２に示される筐体２のフィードスルー２Ｂに設けられた複数の端子２４の何れかと電気的に接続されている。

図５は、キャリア１３及びＰＤ１４ａ〜１４ｄの構成を拡大して示す平面図である。キャリア１３の搭載面１３ａは、方向Ａ２を長手方向とする長方形状を呈する。そして、キャリア１３は、互いに対向する前面１３ｃ及び背面１３ｄを有し、前面１３ｃ及び背面１３ｄは共に方向Ａ２に沿って延びている。一例では、前面１３ｃ及び背面１３ｄは互いに平行であり、且つベース部材７の平坦な主面に対して垂直である。但し、前面１３ｃ及び背面１３ｄの法線方向は、信号光Ｌａ〜Ｌｄの光軸に対して僅かに傾斜している。言い換えれば、信号光Ｌａ〜Ｌｄの光軸の並び方向Ａ１に対して、方向Ａ２が僅かに傾斜している。これは、前面１３ｃ及び背面１３ｄにおける反射戻り光を防ぐためである。キャリア１３は、互いに対向する一端面１３ｅ及び他端面１３ｆを更に有する。一端面１３ｅ及び他端面１３ｆは、キャリア１３の方向Ａ２における一端及び他端にそれぞれ設けられ、互いに平行であり、且つベース部材７の主面に対して垂直である。なお、キャリア１３の底面は、樹脂接着剤５１を介して、ベース部材７の主面に固定されている。

ＰＤ１４ａ〜１４ｄは、一つの受光素子群１４を構成しており、方向Ａ２に沿って一列に配列されている。この配列方向は、キャリア１３の長手方向と一致する。ここで、図６は、ＰＤ１４ａを拡大して示す平面図である。なお、他のＰＤ１４ｂ〜１４ｄの構成も、図６に示されるＰＤ１４ａの構成と同様である。

ＰＤ１４ａは、半導体基板６１を有しており、半導体基板６１は矩形状（典型的には正方形状）といった平面形状の主面６１ａを有する。この主面６１ａは、第１角部６１ｂ、第２角部６１ｃ、及び一対の第３角部６１ｄを含んでいる。第２角部６１ｃは第１角部６１ｂに対して対角に位置し、一方の第３角部６１ｄは他方の第３角部６１ｄに対して別の対角に位置する。一方の第３角部６１ｄは第１角部６１ｂ及び第２角部６１ｃと隣り合っており、他方の第３角部６１ｄは第１角部６１ｂ及び第２角部６１ｃとその反対側で隣り合っている。

ＰＤ１４ａは、受光領域６２、第１電極パッド６３、及び一対の第２電極パッド６４を更に有する。受光領域６２は、半導体基板６１の主面６１ａ上に半導体層として設けられ、ＰＤ１４ａの裏面側から入射した光を電気信号に変換する。受光領域６２の平面形状は例えば円形である。受光領域６２は、主面６１ａの中心に対し第１角部６１ｂ側に寄せて配置されている。換言すれば、受光領域６２は、半導体基板６１の中央よりも第１角部６１ｂに偏った位置に中心を有する。なお、第１角部６１ｂ側に寄せて配置されているとは、第１角部６１ｂ、第２角部６１ｃ、及び一対の第３角部６１ｄのうち第１角部６１ｂに最も近いことを意味し、主面６１ａの中心が受光領域６２に含まれることを妨げない。

第１電極パッド６３は、本実施形態における第１電極であって、半導体基板６１の主面６１ａ上に金属膜として設けられたボンディングパッドである。第１電極パッド６３は、主面６１ａ上に形成された金属配線を介して、受光領域６２の第１導電型半導体層と電気的に接続されている。第１導電型は例えばｐ型である。第１電極パッド６３は、主面６１ａの中心に対し第２角部６１ｃ側に寄せて配置されている。言い換えれば、第１電極パッド６３は、半導体基板６１の中央よりも第２角部６１ｃに偏った位置に配置されている。典型的には、第１電極パッド６３は、主面６１ａの中心と第２角部６１ｃとの間に配置されている。

第２電極パッド６４は、本実施形態における第２電極であって、半導体基板６１の主面６１ａ上に金属膜として設けられたボンディングパッドである。第２電極パッド６４は、受光領域６２の第２導電型半導体層と電気的に接続されている。第２導電型は例えばｎ型である。第２電極パッド６４は、半導体基板６１上において、受光領域６２が設けられた領域、及び第１電極パッド６３が設けられた領域とは異なる他の領域に配置されている。一例としては、一方の第２電極パッド６４は、主面６１ａの中心に対し一方の第３角部６１ｄ側に寄せて配置されている。他方の第２電極パッド６４は、主面６１ａの中心に対し他方の第３角部６１ｄ側に寄せて配置されている。言い換えれば、各第２電極パッド６４は、半導体基板６１の中央よりも各第３角部６１ｄに偏った位置に配置されている。典型的には、各第２電極パッド６４は、主面６１ａの中心と各第３角部６１ｄとの間に配置されている。

再び図５を参照する。ＰＤ１４ａ〜１４ｄの受光領域６２は、方向Ａ２と交差する方向（第３方向、例えば搭載面１３ａの法線方向）から見て、それぞれ信号光Ｌａ〜Ｌｄの光軸と重なる位置に配置されている。一実施例では、同方向から見て、信号光Ｌａ〜Ｌｄの光軸は、ＰＤ１４ａ〜１４ｄの受光領域６２の中心を通る。そして、キャリア１３の一端部に配置されるＰＤ１４ａ（第１の受光素子）は、第１角部６１ｂが第２角部６１ｃよりもキャリア１３の端部（一端面１３ｅ）に近い関係で配置されている。同様に、キャリア１３の他端部に配置されるＰＤ１４ｄ（第２の受光素子）は、第１角部６１ｂが第２角部６１ｃよりもキャリア１３の端部（他端面１３ｆ）に近い関係で配置されている。より具体的に説明すると、受光素子群１４の端に位置するＰＤ１４ａ，１４ｄの第１角部６１ｂと、受光素子群１４の中心との方向Ａ２における距離をＷ１とし、ＰＤ１４ａ，１４ｄの第２角部６１ｃと、受光素子群１４の中心との方向Ａ２における距離をＷ２としたとき、距離Ｗ１は距離Ｗ２よりも長い。言い換えれば、ＰＤ１４ａ，１４ｄの第１角部６１ｂは、方向Ａ２において第２角部６１ｃよりも外側に位置する。従って、ＰＤ１４ａ，１４ｄの受光領域６２と受光素子群１４の中心との距離が第１電極パッド６３と受光素子群１４の中心との距離よりも長くなり、これらの受光領域６２は、方向Ａ２において第１電極パッド６３よりも外側に位置することとなる。更に、ＰＤ１４ａ，１４ｄの第１角部６１ｂを含む一辺は、搭載面１３ａの長方形の端辺（すなわちキャリア１３の端面１３ｅ，１３ｆ）に沿っており、一例では該端辺と平行である。

なお、本実施形態においては、ＰＤ１４ｂ（第３の受光素子）及びＰＤ１４ｃ（第４の受光素子）が、キャリア１３上のＰＤ１４ａ，１４ｄの間の領域に配置されている。そして、ＰＤ１４ｂ，１４ｃのそれぞれは、第２角部６１ｃ同士が、第１角部６１ｂよりも近接する（すなわち、第２角部６１ｃ同士の距離が、第１角部６１ｂ同士の距離よりも近い）関係で配置されている。より具体的に説明すると、受光素子群１４の端よりも内側に位置するＰＤ１４ｂ，１４ｃの第１角部６１ｂと受光素子群１４の中心との方向Ａ２における距離をＷ３とし、ＰＤ１４ｂ，１４ｃの第２角部６１ｃと受光素子群１４の中心との方向Ａ２における距離をＷ４としたとき、距離Ｗ３もまた距離Ｗ４よりも長い。言い換えれば、ＰＤ１４ｂ，１４ｃの第１角部６１ｂは、方向Ａ２において第２角部６１ｃよりも外側に位置する。従って、ＰＤ１４ｂ，１４ｃの受光領域６２と受光素子群１４の中心との距離が第１電極パッド６３と受光素子群１４の中心との距離よりも長くなり、これらの受光領域６２は、方向Ａ２において第１電極パッド６３よりも外側に位置する。

図７は、ＰＤ１４ａ〜１４ｄの第１電極パッド６３及び第２電極パッド６４と配線基板２１，２２とのワイヤボンディングの様子を示す平面図である。本実施形態において、ＰＤ１４ａ，１４ｂの各第１電極パッド６３は、ワイヤ４７ａ，４７ｂを介して、それぞれ配線基板２１の配線２１ｂ，２１ａと接続される。同様に、ＰＤ１４ｃ，１４ｄの各第１電極パッド６３は、ワイヤ４７ｃ，４７ｄを介して、それぞれ配線基板２２の配線２２ａ，２２ｂと接続される。また、ＰＤ１４ａの一方の第２電極パッド６４は、ワイヤ４８ａを介して、ＰＤ１４ｂの一方の第２電極パッド６４と接続される。ＰＤ１４ｂの他方の第２電極パッド６４は、ワイヤ４８ｂを介して、ＰＤ１４ｃの一方の第２電極パッド６４と接続される。ＰＤ１４ｃの他方の第２電極パッド６４は、ワイヤ４８ｃを介して、ＰＤ１４ｄの一方の第２電極パッド６４と接続される。ＰＤ１４ｄの他方の第２電極パッド６４は、ワイヤ４８ｄを介して、配線基板２２の配線２２ｃと接続される。このように、本実施形態では、受光素子群１４の端よりも内側に位置するＰＤ１４ｂ，１４ｃの第２電極パッド６４と、隣り合うＰＤ１４ａ，１４ｄの第２電極パッド６４とが、ワイヤ４８ａ，４８ｃを介して互いに接続されている。

なお、上記の説明では、ＰＤ１４ｂの第２電極パッド６４とＰＤ１４ｃの第２電極パッド６４とがワイヤ４８ｂを介して接続されているが、この接続に代えて、ＰＤ１４ａの第２電極パッド６４が配線基板２１の配線２１ａ，２１ｂ以外の配線と接続されてもよい。配線基板２１，２２の各配線は、図示しないワイヤを介して、フィードスルー２Ｂの複数の端子２４の何れかと電気的に接続される。

以上に説明した、本実施形態の光モジュール１Ａによって得られる効果について説明する。図１０は、比較例としての光モジュールのキャリア１３及び受光素子群１４を示す平面図である。この比較例では、受光素子群１４のＰＤ１４ａ〜１４ｄが、それぞれ同じ側を向くように配置されている。

しかしながら、多くの場合、筐体２の大きさは規格によって定められているので、ＰＤ１４ａ〜１４ｄを収容するためのスペースは小さいほど良い。特に、本実施形態のような構成では、配線基板２１，２２を設置するスペースがキャリア１３の両側に必要となり、また樹脂接着剤５１がはみ出すための領域を確保することも重要である。従って、キャリア１３の平面寸法（すなわち搭載面１３ａの面積）は、小さいほど好ましい。その一方で、ＰＤ１４ａ〜１４ｄの受光領域６２は、方向Ａ２と交差する方向（例えば、搭載面１３ａの法線方向）から見て各光軸と重なる位置に配置される必要がある。このため、ＰＤ１４ａ〜１４ｄの受光領域６２の間隔は、信号光Ｌａ〜Ｌｄの光軸の間隔によって規定され、自由に狭めることができない。

そのような構成において、本実施形態の光モジュール１Ａでは、キャリア１３の両端部に配置されるＰＤ１４ａ，１４ｄのそれぞれが、第１角部６１ｂが第２角部６１ｃよりもキャリア１３の端部に近い関係で配置されている。すなわち、ＰＤ１４ａ，１４ｄの第１角部６１ｂと受光素子群１４の中心との方向Ａ２の距離Ｗ１が、ＰＤ１４ａ，１４ｄの第２角部６１ｃと受光素子群１４の中心との方向Ａ２の距離Ｗ２よりも長くなっている。これにより、ＰＤ１４ａ，１４ｄの受光領域６２はキャリア１３の端部側（受光素子群１４の端側）に配置され、第１電極パッド６３はその反対側（受光素子群１４の中心側）に配置されることとなる。上述したように受光領域６２の位置は信号光Ｌａ〜Ｌｄの光軸位置によって規定されるが、このような構成によれば、方向Ａ２の外側に位置するＰＤ１４ａ，１４ｄ同士の距離を近づける（これらの端縁を受光素子群１４の中心側に寄せる）ことができ、ひいてはＰＤ１４ａ〜１４ｄを収容するためのスペース（搭載面１３ａの面積）、特に方向Ａ２における搭載面１３ａの幅を小さくすることができる。

また、本実施形態のように、第２電極パッド６４がｎ型半導体層に接続されている場合、ＰＤ１４ｂ，１４ｃの第２電極パッド６４と、隣り合うＰＤ１４ａ，１４ｄの第２電極パッド６４とがワイヤ４８ａ，４８ｃを介して互いに接続されてもよい。この場合、ＰＤ１４ｂ，１４ｃから受光素子群１４の外側（例えば配線基板２１，２２）へワイヤを形成する場合と比較して、他のワイヤとの交錯度合いを低減し、ワイヤ形成を容易にすることができる。なお本実施形態のように、ＰＤ１４ｂ，１４ｃの第２電極パッド６４をワイヤ４８ｂを介して互いに接続すれば、ＰＤ１４ａ（または１４ｄ）から受光素子群１４の外側へのワイヤ形成を不要とし、ワイヤの交錯度合いを更に低減できる。

また、本実施形態のように、キャリア１３は、各信号光Ｌａ〜Ｌｄから一部を分岐する誘電体多層膜１３ｂを有してもよい。このような場合に、信号光Ｌａ〜Ｌｄの光軸とＰＤ１４ａ〜１４ｄとの位置関係が上記のようになり、本実施形態の構成が特に有用となる。

また、本実施形態のように、搭載面１３ａは方向Ａ２を長手方向とする長方形状をしており、受光素子群１４の端に位置するＰＤ１４ａ〜１４ｄの第１角部６１ｂを含む一辺が該長方形の端辺に沿っていてもよい。これにより、搭載面１３ａの長手方向の長さを短くすることができ、光モジュール１Ａの小型化を図ることができる。

（第１変形例）
図８は、第１変形例に係るキャリア１３及び受光素子群１４の拡大平面図である。本変形例と上記実施形態との相違点は、ＰＤ１４ｂ，１４ｃの向きである。上記実施形態のＰＤ１４ｂ，１４ｃのそれぞれは、図５に示すように、第２角部６１ｃ同士が、第１角部６１ｂよりも近接する関係で配置されている。これに対し、本変形例のＰＤ１４ｂ，１４ｃのそれぞれは、図８に示すように、第１角部６１ｂ同士が、第２角部６１ｃよりも近接する（すなわち、第１角部６１ｂ同士の距離が、第２角部６１ｃ同士の距離よりも近い）関係で配置されている。より具体的に説明すると、上記実施形態では、ＰＤ１４ｂ，１４ｃの第１角部６１ｂと受光素子群１４の中心との距離Ｗ３が、ＰＤ１４ｂ，１４ｃの第２角部６１ｃと受光素子群１４の中心との距離Ｗ４よりも長い。これに対し、本変形例では、距離Ｗ３が距離Ｗ４よりも短くなっている。言い換えれば、ＰＤ１４ｂ，１４ｃの第１角部６１ｂは、方向Ａ２において第２角部６１ｃよりも内側に位置する。従って、ＰＤ１４ｂ，１４ｃの受光領域６２と受光素子群１４の中心との距離が第１電極パッド６３と受光素子群１４の中心との距離よりも短くなり、これらの受光領域６２は、方向Ａ２において第１電極パッド６３よりも内側に位置する。

本変形例によれば、ＰＤ１４ｂ，１４ｃの第１電極パッド６３が受光素子群１４の端に近くなるので、ＰＤ１４ｂ，１４ｃの第１電極パッド６３と配線基板２１，２２との距離が短くなり、第１電極パッド６３へのワイヤ４７ｂ，４７ｃ（図７参照）の形成を容易にすることができる。

（第２変形例）
図９は、第２変形例に係るキャリア１３及び受光素子群１４の拡大平面図である。本変形例と上記実施形態との相違点は、受光素子群１４の端よりも内側に位置するＰＤ１４ｂ，１４ｃの向きである。本変形例では、ＰＤ１４ｂ，１４ｃの矩形の各辺が方向Ａ２及びその直交方向に対して傾斜している。そして、方向Ａ２において、ＰＤ１４ｂ，１４ｃの一方の第３角部６１ｄと他方の第３角部６１ｄとの間に、第１角部６１ｂ及び第２角部６１ｃが位置している。一例では、ＰＤ１４ｂ，１４ｃの第１角部６１ｂと受光素子群１４の中心との距離Ｗ３は、ＰＤ１４ｂ，１４ｃの第２角部６１ｃと受光素子群１４の中心との距離Ｗ４と等しい。

本変形例によれば、ＰＤ１４ｂ，１４ｃの第２電極パッド６４同士、及びＰＤ１４ｂ，１４ｃの第２電極パッド６４とＰＤ１４ａ，１４ｄの第２電極パッド６４との距離が近くなるので、ワイヤ４８ａ〜４８ｃの形成を容易にできる。

本発明による光モジュールは、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上述した実施形態及び各変形例を、必要な目的及び効果に応じて互いに組み合わせてもよい。また、上記実施形態では光モジュールが４つの受光素子を備える場合を例示したが、本発明は２つ以上の任意の個数の受光素子を備える光モジュールに適用可能である。

１Ａ…光モジュール、２…筐体、２Ａ…側壁、２Ｂ…フィードスルー、３…光結合部、７…ベース部材、１３…キャリア、１３ａ…搭載面、１３ｂ…誘電体多層膜、１３ｃ…前面、１３ｄ…背面、１３ｅ…一端面、１３ｆ…他端面、１４…受光素子群、１４ａ〜１４ｄ…受光素子（ＰＤ）、１５ａ〜１５ｄ…第２レンズ、１６…第１ＷＤＭフィルタ、１７…第２ＷＤＭフィルタ、１８…ミラー、１９…合波光学系、２０…偏波合成器、２０ａ…反射防止膜、２０ｂ…偏波フィルタ膜、２０ｃ…反射膜、２０ｄ…反射防止膜、２１，２２…配線基板、２１ａ，２１ｂ，２２ａ〜２２ｃ…配線、２３…信号線路、２４，２５…端子、３０…半導体光集積素子、３０ａ…パッド、３０ｂ…アノード電極、３０ｃ…パッド、３１…チップキャリア、３１ａ…主面、３１ｅ…端面、３１ｆ…端面、３２…コプレーナ線路、３３…信号線路、３３ａ，３３ｂ…パッド、３４…グランドパターン、３５…バイアスパターン、３６…終端パターン、３７…終端抵抗チップ、３８…デカップリングコンデンサ、４１〜４６，４７ａ〜４７ｄ，４８ａ〜４８ｄ…ワイヤ、５１…樹脂接着剤、５２…レンズ、６１…半導体基板、６１ａ…主面、６１ｂ…第１角部、６１ｃ…第２角部、６１ｄ…第３角部、６２…受光領域、６３…第１電極パッド、６４…第２電極パッド、Ａ１…第１方向、Ａ２…第２方向、Ｆ…光ファイバ、Ｌａ〜Ｌｇ…信号光。

Claims (4)

1. 矩形の基板上において、対角に位置する第１角部及び第２角部を備え、前記基板の中央よりも前記第１角部に偏った位置に中心を有する受光部と、前記基板の中央よりも前記第２角部に偏った位置に配置された第１電極と、前記基板の他の領域に配置された第２電極とを有する受光素子を複数有し、
   前記複数の受光素子は、１つのキャリア上に搭載されており、
   前記キャリアの両端部に配置される第１及び第２の前記受光素子は、それぞれが、前記第１角部が前記第２角部よりも前記キャリアの端部に近い関係で配置されている、光モジュール。
2. 前記キャリア上の前記第１及び第２受光素子の間の領域には、第３および第４の受光素子が配置され、前記第３及び第４の受光素子のそれぞれは、前記第２角部同士が、前記第１角部よりも近接する関係で配置されている、請求項１記載の光モジュール。
3. 前記キャリア上の前記第１及び第２受光素子の間の領域には、第３および第４の受光素子が配置され、前記第３及び第４の受光素子のそれぞれは、前記第１角部同士が、前記第２角部よりも近接する関係で配置されている、請求項１記載の光モジュール。
4. 前記複数の受光素子それぞれに対応する複数の光軸は、前記キャリアの搭載面に対して平行に配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光モジュール。

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