JP2019083228A - Light receiving module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、受光モジュールに関する。 The present invention relates to a light receiving module.
特許文献1には、光ファイバに取り付けられる同軸タイプの受光モジュールが開示されている。この受光モジュールは、パッケージと、パッケージ上面に設けられたフォトダイオードと、パッケージ上面に設けられたプリアンプICと、を備える。フォトダイオードおよびプリアンプICは、パッケージに固定された電源端子および信号出力端子と、ボンディングワイヤを介して電気的に接続されている。 Patent Document 1 discloses a coaxial type light receiving module attached to an optical fiber. The light receiving module includes a package, a photodiode provided on the top surface of the package, and a preamplifier IC provided on the top surface of the package. The photodiode and the preamplifier IC are electrically connected to the power supply terminal and the signal output terminal fixed to the package via bonding wires.
光ファイバの光軸と交差するステムの主面上にフォトダイオードを搭載する同軸タイプの受光モジュールが知られている(例えば特許文献1を参照)。このような受光モジュールにおいては、ステムの主面の面積の制限により、プリアンプなどの集積回路チップ及びフォトダイオードを自在に配置できない場合がある。特に、集積回路チップの寸法が高機能化等により大きくなると、このような問題が顕著となる。このような場合、フォトダイオードの位置が入射光の中心軸から大きく外れると、受光感度が低下してしまう。逆に、フォトダイオードの位置が入射光の中心軸に近すぎると、フォトダイオードの受光面の反射による戻り光が増し、光反射減衰量(OpticalReturn Loss;ORL)が増大してしまう。 There is known a coaxial type light receiving module in which a photodiode is mounted on the main surface of a stem intersecting with the optical axis of an optical fiber (see, for example, Patent Document 1). In such a light receiving module, there are cases where the integrated circuit chip such as a preamplifier and the photodiode can not be freely disposed due to the limitation of the area of the main surface of the stem. In particular, such problems become significant as the dimensions of the integrated circuit chip increase due to high functionalization and the like. In such a case, if the position of the photodiode is largely deviated from the central axis of the incident light, the light reception sensitivity is lowered. Conversely, if the position of the photodiode is too close to the central axis of incident light, return light due to reflection on the light receiving surface of the photodiode increases, and optical return loss (ORL) increases.
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、ステムの主面上の適切な位置にフォトダイオードを配置することができる受光モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and it is an object of the present invention to provide a light receiving module capable of arranging a photodiode at an appropriate position on the main surface of a stem.
上述した課題を解決するために、一実施形態に係る受光モジュールは、主面及び主面とは反対側の反対面を有し、主面から光を受ける受光素子と、第1面及び第1面とは反対側の第2面を有し、第1面に受光素子を搭載するキャリアと、第3面及び第3面とは反対側の第4面を有し、第3面にキャリアを搭載する集積回路チップと、主面に集積回路チップを搭載するステムと、キャリアの第1面上に設けられ、両端に第1および第2のパッドが配置され、受光素子と集積回路チップとを接続する配線パターンと、を備える。 In order to solve the problems described above, a light receiving module according to an embodiment has a main surface and an opposite surface opposite to the main surface, and a light receiving element that receives light from the main surface, a first surface and a first The carrier has a second surface opposite to the surface, and has a carrier for mounting the light receiving element on the first surface, a third surface and a fourth surface opposite to the third surface, and the carrier on the third surface The integrated circuit chip to be mounted, the stem on which the integrated circuit chip is mounted on the main surface, the first surface of the carrier provided on the first surface, the first and second pads are disposed at both ends, and the light receiving element and the integrated circuit chip And a wiring pattern to be connected.
本発明による受光モジュールによれば、ステムの主面上の適切な位置にフォトダイオードを配置することができる。 According to the light receiving module according to the present invention, the photodiode can be disposed at an appropriate position on the main surface of the stem.
[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。一実施形態に係る受光モジュールは、主面及び主面とは反対側の反対面を有し、主面から光を受ける受光素子と、第1面及び第1面とは反対側の第2面を有し、第1面に受光素子を搭載するキャリアと、第3面及び第3面とは反対側の第4面を有し、第3面にキャリアを搭載する集積回路チップと、主面に集積回路チップを搭載するステムと、キャリアの第1面上に設けられ、両端に第1および第2のパッドが配置され、受光素子と集積回路チップとを接続する配線パターンと、を備える。
Description of the embodiment of the present invention
First, the contents of the embodiment of the present invention will be listed and described. A light receiving module according to an embodiment has a main surface and an opposite surface opposite to the main surface, and a light receiving element that receives light from the main surface, and a first surface and a second surface opposite to the first surface An integrated circuit chip having a carrier on which the light receiving element is mounted on the first surface, a third surface and a fourth surface opposite to the third surface, on which the carrier is mounted on the third surface, And a wiring pattern provided on the first surface of the carrier, the first and second pads disposed at both ends, and connecting the light receiving element and the integrated circuit chip.
この受光モジュールでは、受光素子を搭載するキャリアが集積回路チップ上に搭載されている。これにより、集積回路チップの寸法が大きい場合であっても、受光素子の配置の自由度を高めることができる。しかし、集積回路チップの電極パッドと受光素子との距離が長くなると、電極パッドと受光素子とを接続するボンディングワイヤが長くなり、電気信号の波形の劣化につながる。また、集積回路チップの電極パッドと受光素子との距離を短くすると、受光素子の配置が集積回路チップにおける電極パッドの位置によって制限されてしまう。そこで、上記の受光モジュールでは、受光素子と集積回路チップとを電気的に接続する配線パターンがキャリアの第1面に設けられている。これにより、集積回路チップの電極パッドと受光素子との距離を長くすることが可能となり、電極パッドの位置によらず受光素子を自在に配置することができる。 In this light receiving module, the carrier on which the light receiving element is mounted is mounted on the integrated circuit chip. Thus, even in the case where the integrated circuit chip has a large size, the degree of freedom in the arrangement of the light receiving elements can be increased. However, when the distance between the electrode pad of the integrated circuit chip and the light receiving element becomes long, the bonding wire connecting the electrode pad and the light receiving element becomes long, which leads to the deterioration of the waveform of the electric signal. Further, if the distance between the electrode pad of the integrated circuit chip and the light receiving element is shortened, the arrangement of the light receiving element is restricted by the position of the electrode pad in the integrated circuit chip. Therefore, in the above-described light receiving module, a wiring pattern for electrically connecting the light receiving element and the integrated circuit chip is provided on the first surface of the carrier. Thus, the distance between the electrode pad of the integrated circuit chip and the light receiving element can be increased, and the light receiving element can be freely disposed regardless of the position of the electrode pad.
上記の受光モジュールにおいて、キャリアの第1面の面積は、集積回路チップの第3面の面積の半分以上であってもよい。このように、集積回路チップの第3面に占めるキャリアの第1面の割合が大きいことにより、受光素子の配置の自由度をさらに高めることができる。また、受光素子を入射光の中心軸から適度に離間させてORLを低減することができる。 In the above light receiving module, the area of the first surface of the carrier may be half or more of the area of the third surface of the integrated circuit chip. As described above, since the ratio of the first surface of the carrier to the third surface of the integrated circuit chip is large, the degree of freedom in the arrangement of the light receiving elements can be further enhanced. Also, the ORL can be reduced by appropriately separating the light receiving element from the central axis of the incident light.
上記の受光モジュールにおいて、受光素子と接続する第1のパッドと、集積回路チップと接続する第2のパッドとを結ぶ方向における配線パターンの長さは、同方向における第1面の長さの1/4以上であってもよい。このように、キャリアの第1面の長さに占める配線パターンの長さの割合が大きいことにより、受光素子の配置の自由度をさらに高めることができる。また、受光素子を入射光の中心軸から適度に離間させてORLを低減することができる。 In the light receiving module described above, the length of the wiring pattern in the direction connecting the first pad connected to the light receiving element and the second pad connected to the integrated circuit chip is one of the lengths of the first surface in the same direction. It may be 4 or more. As described above, since the ratio of the length of the wiring pattern to the length of the first surface of the carrier is large, the degree of freedom in the arrangement of the light receiving elements can be further enhanced. Also, the ORL can be reduced by appropriately separating the light receiving element from the central axis of the incident light.
上記の受光モジュールにおいて、集積回路チップは、ステムに設けられたリードピンと電気的に接続される別の電極パッドを第3面に更に有し、キャリアは、ボンディングワイヤを介して別の電極パッドに接続される第1のボンディングパッド、及びボンディングワイヤを介してリードピンに接続される第2のボンディングパッドを含む別の配線パターンを第1面に更に有してもよい。このように、他のボンディングワイヤを短くするための配線パターンをキャリアの第1面に更に設けてもよい。これにより、ステム上において配線をよりシンプルに配置することができる。また、ワイヤの長さを短くすることによりインダクタンス成分を少なくすることができる。 In the above-described light receiving module, the integrated circuit chip further includes another electrode pad on the third surface electrically connected to the lead pin provided on the stem, and the carrier is connected to the other electrode pad through the bonding wire. The first surface may further include another wiring pattern including a first bonding pad to be connected and a second bonding pad to be connected to the lead pin through a bonding wire. Thus, a wiring pattern for shortening other bonding wires may be further provided on the first surface of the carrier. Thereby, the wiring can be arranged more simply on the stem. Further, the inductance component can be reduced by shortening the length of the wire.
[本発明の実施形態の詳細]
本発明の実施形態に係る受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。
Details of the Embodiment of the Present Invention
Specific examples of the light receiving module according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to these exemplifications, but is shown by the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims. In the following description, the same reference numerals are given to the same elements in the description of the drawings, and the redundant description will be omitted.
図1は、本発明の一実施形態による受光モジュール1Aの構成を示す断面図であって、入射光の光軸に沿った断面を示している。図1に示されるように、本実施形態の受光モジュール1Aは、光ファイバと接続される光レセプタクル10と、光レセプタクル10に固定された受光部20とを備える。また、光レセプタクル10は、ファイバスタブ(スタブフェルール)12と、金属部材14と、スリーブ16と、外郭部材(シェル)18とを有する。ファイバスタブ12は、フェルール11と、光ファイバ13とを有する。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a
フェルール11は、円筒形状(または円柱形状)を有する部材である。フェルール11の中心軸線は方向A1に沿って延びており、フェルール11の該中心軸線に垂直な断面は円形である。フェルール11は、方向A1において並ぶ基端面11a及び先端面11bを有する。先端面11bは、光レセプタクル10に接続される光コネクタのフェルールとフィジカルコンタクトを行う面であって、例えば球面状に研磨されている。基端面11aは、先端面11bとは反対側の面であって、この光レセプタクル10に取り付けられる受光部20と対向する。基端面11aは、フェルール11の中心軸線に垂直な面に対して僅かに(例えば8°程度)傾斜している。フェルール11は、円柱面である外周面11cを更に有する。
The
フェルール11は、ファイバ保持孔11dを更に有する。ファイバ保持孔11dは、方向A1に沿って延びており、フェルール11の中心軸上に形成されている。ファイバ保持孔11dの断面は円形状であり、その内径は光ファイバ13の外径よりも僅かに大きい。ファイバ保持孔11dの一方の開口は先端面11bに含まれ、ファイバ保持孔11dの他方の開口は基端面11aに含まれる。すなわち、ファイバ保持孔11dは、フェルール11の基端面11aと先端面11bとの間を方向A1に沿って貫通している。フェルール11は、例えばジルコニア(ZrO2)製である。靱性及びヤング率が高いジルコニアによってフェルール11が構成されることにより、先端面11bにおいてフィジカルコンタクトを好適に行うことができる。
The
光ファイバ13は、例えばシングルモードファイバであって、樹脂被覆が除去された裸ファイバである。光ファイバ13は、例えば石英製である。光ファイバ13は、方向A1を長手方向(光軸方向)として延びており、一端13a及び他端13bを有する。光ファイバ13は、ファイバ保持孔11dに挿入される。そして、先端面11b側のファイバ保持孔11dの開口から一端13aが露出し、基端面11a側のファイバ保持孔11dの開口から他端13bが露出する。一端13aは、光レセプタクル10に接続される光コネクタ側の光ファイバの一端と接触する。他端13bは、受光部20のフォトダイオード21(後述)と光学的に結合される。光ファイバ13の外径は、例えば125μmである。
The
金属部材14は、方向A1に延びる貫通孔14aを有し、貫通孔14a内にファイバスタブ12を保持する部材である。金属部材14は、例えばステンレスといった金属材料からなる。金属部材14は方向A1に沿って延びる円筒形状を有する。金属部材14は、基端面14b及び先端面14c、並びに外周面14dを有する。基端面14b及び先端面14cは方向A1において並んでおり、貫通孔14aは基端面14bと先端面14cとの間を貫通している。方向A1に垂直な貫通孔14aの断面は円形である。基端面14bは、受光部20のパッケージ22(後述)と対向する。ファイバスタブ12は、方向A1に沿って、金属部材14の貫通孔14aに圧入されている。すなわち、フェルール11の外周面11cは、貫通孔14aの内面と接しており、これによりファイバスタブ12が金属部材14に固定されている。
The
スリーブ16は、方向A1に沿って延びる円筒状の部材であり、例えばセラミック製である。一例では、スリーブ16はフェルール11と同じ材料(例えばジルコニア)からなる。スリーブ16の内径は、ファイバスタブ12の外径とほぼ等しい。スリーブ16は、方向A1において並ぶ基端16a及び先端16bを有する。また、スリーブ16は、外周面16c及び内周面16dを有する。スリーブ16の基端16a側の開口からは、ファイバスタブ12が挿入されている。言い換えれば、スリーブ16の基端16a側の一部は、フェルール11の外周面11cと金属部材14との隙間に挿入されている。従って、スリーブ16の外周面16cは金属部材14と接しており、スリーブ16の内周面16dはフェルール11の外周面11cと接している。スリーブ16の先端16b側の開口からは、光コネクタフェルールが挿入される。フェルール11の先端面11bと光コネクタフェルールの先端面とは、スリーブ16内において互いに接触する。これにより、フェルール11が保持する光ファイバ13と、光コネクタフェルールが保持する光ファイバとが、高い結合効率でもって互いに光結合される。
The
外郭部材18は、金属部材14に固定されるとともに光コネクタと接続される部材である。外郭部材18は、方向A1に沿って延びる円筒状の部材であり、例えばステンレスといった金属製である。外郭部材18は、フランジ部18aと、方向A1に沿って延びる貫通孔18dとを有する。また、外郭部材18は、方向A1において並ぶ基端面18b及び先端部18cを有する。フランジ部18aは、外郭部材18の外側に向けて突出した円盤状の部分である。フランジ部18aは、外郭部材18の基端面18b側に設けられており、本実施形態ではフランジ部18aの一方の面が基端面18bを構成する。貫通孔18dは、基端面18bと先端部18cとの間を貫通している。方向A1に垂直な貫通孔18dの断面は円形であり、その中心軸線は、ファイバスタブ12及び金属部材14の中心軸線と重なる。外郭部材18は、貫通孔18dの一部として、基端面18b側の第1の部分18eと、先端部18c側の第2の部分18fとを含む。第1の部分18eは、基端面18bから方向A1に沿って第2の部分18fまで延びている。第2の部分18fは、先端部18cから方向A1に沿って第1の部分18eまで延びている。そして、第1の部分18e及び第2の部分18fは、スリーブ16の先端16bと先端部18cとの間において相互に連結(連通)している。第1の部分18eの内径は、スリーブ16の外周面16cの外径とほぼ等しいか、僅かに大きい。第2の部分18fの内径は、スリーブ16の内周面16dの内径よりも僅かに大きい。このように、第1の部分18eの内径は第2の部分18fの内径よりも大きいので、第1の部分18eと第2の部分18fとの間には段差面18gが形成されている。段差面18gは、スリーブ16の先端16bと対向している。
The
受光部20は、フォトダイオード21(受光素子)、パッケージ22、レンズ23、ステム24、キャリア25、集積回路チップ26、及び複数のリードピン27を有する。
The
ステム24は、略円形の平板状の絶縁性部材であり、平坦な主面24aを有する。主面24aは、光レセプタクル10に接続される光ファイバの光軸(すなわち光ファイバ13の光軸)と交差する。一例では、主面24aは、光レセプタクル10に接続される光ファイバの光軸(光ファイバ13の光軸)に対して垂直である。ステム24は、例えばセラミックといった材料からなる。
The
パッケージ22は、略円筒状の金属部材であり、その中心軸は光ファイバ13の光軸に沿っている。光ファイバ13の光軸方向におけるパッケージ22の基端側の一端22aは、円環状の部材29を介してステム24の主面24aに固定されている。具体的には、円環状の部材29は該光軸方向における一端面29aおよび他端面29bを有する。パッケージ22の基端側の一端22aは部材29の一端面29aに固着されており、ステム24の主面24aは部材29の他端面29bに固着されている。また、光ファイバ13の光軸方向におけるパッケージ22の先端側の一端22bは、円筒状の部材19を介して金属部材14に固定されている。具体的には、部材19の先端側の一端から金属部材14が挿入され、金属部材14の外周面と部材19の内周面とが互いに固着されている。また、パッケージ22の先端側の一端22bが部材19の基端側の面に固着されている。パッケージ22は、例えば鉄ニッケル合金といった材料からなる。
The
複数のリードピン27は、ステム24の主面24aと交差する方向に延びる棒状の金属部材である。複数のリードピン27は、ステム24を貫通して設けられ、ステム24に固定されている。複数のリードピン27は、パッケージ22およびステム24によって画成される空間内に配置されるフォトダイオード21及び集積回路チップ26に対して電気信号および電源電力の授受を行う。
The plurality of lead pins 27 are bar-like metal members extending in a direction intersecting the
レンズ23は、パッケージ22の内側に保持され、パッケージ22の内周面に対し樹脂23aを介して固定されている。レンズ23は、光透過部材からなる集光レンズであり、光ファイバ13の光軸上に配置されている。レンズ23は、光ファイバ13の他端13bから出射された光をフォトダイオード21付近に向けて集光する。フォトダイオード21からの戻り光を防ぐ為、レンズ23の光軸は、光ファイバ13の光軸に対して僅かにオフセットされている。
The
フォトダイオード21は、レンズ23を介して光ファイバ13の他端13bと光学的に結合されており、光レセプタクル10に接続される光ファイバからの光を受けて該光の強度に応じた大きさの電流信号を出力する。フォトダイオード21は、絶縁性のキャリア25上に搭載され、キャリア25は集積回路チップ26上に配置されている。すなわち、フォトダイオード21は、キャリア25を介して集積回路チップ26上に搭載されている。集積回路チップ26は、フォトダイオード21からの電流信号を受けて、該電流信号を電圧信号に変換する半導体ICである。
The
ここで、図2は、受光部20のフォトダイオード21付近の構成を拡大して示す側面図である。図2に示されるように、集積回路チップ26は、第3面26b及び第3面26bとは反対側の第4面26aを有する。第4面26a及び第3面26bは、光ファイバ13の光軸方向に並んでおり、該光軸方向と交差する(例えば直交する)平面に沿って延びている。集積回路チップ26は、第4面26aにおいてステム24の主面24aと対向する。キャリア25は、第1面25b及び第1面25bとは反対側の第2面25aを有する。キャリア25は、第2面25aにおいて集積回路チップ26の第3面26bと対向する。また、フォトダイオード21は、主面21a及び主面21aとは反対側の反対面21bを有し、主面21aから光を受ける。キャリア25は、第1面25bとフォトダイオード21の反対面21bとが対向するように、第1面25b上にフォトダイオード21を搭載する。
Here, FIG. 2 is an enlarged side view showing a configuration in the vicinity of the
図3は、パッケージ22およびレンズ23を取り除いた受光部20の平面図である。図4は、集積回路チップ26の第3面26bの平面図である。図5は、キャリア25の第1面25bの平面図である。図3に示されるように、ステム24の主面24a上には、基準電位(グランド電位)に規定されるGNDパターン24bが設けられている。また、ステム24の周縁部には、複数のリードピン27a〜27fが設けられている。
FIG. 3 is a plan view of the
図4に示されるように、集積回路チップ26の第3面26bは、短手方向に沿って延びる一対の辺26c,26dと、長手方向に沿って延びる一対の辺26e,26fとを有する長方形状を呈している。集積回路チップ26は、複数の電極パッド28を第3面26b上に有する。これらの電極パッド28のうち、第3面26bの辺26cに沿って並ぶ3つの電極パッド28a〜28cは、フォトダイオード21と電気的に接続される。具体的には、2つの電極パッド28a,28cはフォトダイオード21のカソード電極に接続され、バイアス電圧をフォトダイオード21に印加する。電極パッド28bはフォトダイオード21のアノード電極に接続され、フォトダイオード21から出力された電流信号を受ける。
As shown in FIG. 4, the
また、第3面26bの辺26e寄りに位置する電極パッド28dは、フォトダイオード21へのバイアス電圧を受光モジュール1Aの外部から入力する。図3に示されるように、電極パッド28dは、GNDパターン24b上に実装されたキャパシタ(チップコンデンサ)41の一方の電極と、ボンディングワイヤを介して電気的に接続されている。キャパシタ41の該一方の電極は、ボンディングワイヤを介してリードピン27dと電気的に接続されている。キャパシタ41の他方の電極は、GNDパターン24bに導電性接着剤(例えばはんだ等)を介して電気的に接続されている。ビアホール51は、GNDパターン24bとステム本体とを接続するビアホールである。
Further, the
また、第3面26bの辺26fに沿って並ぶ電極パッド28e,28fは、集積回路チップ26への電源電圧を受光モジュール1Aの外部から入力する。図3に示されるように、電極パッド28e,28fは、GNDパターン24b上に実装されたキャパシタ(チップコンデンサ)42の一方の電極と、ボンディングワイヤを介して電気的に接続されている。キャパシタ42の該一方の電極は、ボンディングワイヤを介してリードピン27aと電気的に接続されている。キャパシタ42の他方の電極は、GNDパターン24bに導電性接着剤を介して電気的に接続されている。
The
また、第3面26bの辺26dに沿って並ぶ電極パッド28g,28hは、フォトダイオード21からの電流信号に基づいて生成された電圧信号を受光モジュール1Aの外部へ出力する。図3に示されるように、一方の電極パッド28gは、ボンディングワイヤを介してリードピン27eと電気的に接続されている。また、他方の電極パッド28hは、ボンディングワイヤを介して別のリードピン27fと電気的に接続されている。
The
なお、複数の電極パッド28には、集積回路チップ26の基準電位(グランド電位)を規定する複数の電極パッド28i〜28nが含まれている。これらの電極パッド28i〜28nは、ボンディングワイヤ及び導電性のGNDブロック43(図3参照)を介してGNDパターン24bと電気的に接続される。また、他の電極パッド28には、電流モニタ用の電極パッド、及びゲイン調整用の電極パッド等が含まれている。
The plurality of
図5に示されるように、キャリア25の第1面25bは、短手方向に沿って延びる一対の辺25c,25dと、長手方向に沿って延びる一対の辺25e,25fとを有する長方形状を呈している。図3に示されるように、キャリア25の長手方向は、集積回路チップ26の長手方向と一致する。キャリア25の第1面25bの面積は、集積回路チップ26の第3面26bの面積の半分以上である。なお、図5に示される正方形の枠D1は、フォトダイオード21の搭載領域を示している。
As shown in FIG. 5, the
キャリア25は、フォトダイオード21と電気的に接続される配線パターン31〜33を第1面25b上に有する。配線パターン31〜33は、第1面25bの長手方向に沿って延びており、短手方向においてこの順に並んでいる。配線パターン31〜33は、それらの延在方向の一端に、パッド31b〜33b(第1のパッド)をそれぞれ含む。配線パターン32のパッド32bは、フォトダイオード21の反対面21bに設けられた一方の電極パッドに、配線パターン31及び33のパッド31b,33bは、フォトダイオード21の反対面21bに設けられた他方の電極パッドに、それぞれ導電性接着剤を介して電気的に接続される。また、配線パターン31〜33は、それらの延在方向の他端に、ボンディングパッド31a〜33a(第2のパッド)をそれぞれ含む。ボンディングパッド31a〜33aは、第1面25bの辺25cに沿って並んでいる。ボンディングパッド31a〜33aの間隔は、例えば50μmである。図3に示されるように、ボンディングパッド31a〜33aは、個別のボンディングワイヤを介して電極パッド28a〜28cにそれぞれ接続される。こうして、配線パターン31〜33は、電極パッド28bとフォトダイオード21の一方の電極とを電気的に接続し、電極パッド28a,28cとフォトダイオード21の他方の電極とを電気的に接続する。
The
キャリア25の第1面25b上には、配線パターン34が更に設けられている。配線パターン34は、配線パターン31〜33と辺25dとの間に配置されている。配線パターン34は、導電性接着剤の流れ止め領域35を介して配線パターン31,33と電気的に接続されている。流れ止め領域35の一部は、フォトダイオード21と重なる。配線パターン34上には、キャパシタ(チップコンデンサ)が実装される。なお、図5に示される正方形の枠D2は、キャパシタの搭載領域を示している。このキャパシタの一方の電極は配線パターン34と電気的に接続され、他方の電極はボンディングワイヤを介して集積回路チップ26の電極パッド28g〜28kのいずれかと電気的に接続される。
A
ここで、図3及び図5には、入射光の中心軸AXが示されている。この中心軸AXは、パッケージ22およびステム24の中心軸線に対して僅かにオフセットされている。そして、本実施形態では、電極パッド28a〜28c及びボンディングパッド31a〜33aが、中心軸AXを挟んでフォトダイオード21の中心Oとは反対側に配置されている。言い換えると、中心軸AXは、電極パッド28a〜28c及びボンディングパッド31a〜33aと、フォトダイオード21の中心Oとの間に位置する。したがって、フォトダイオード21の中心Oは、中心軸AXと一致しておらず、中心軸AXから外れている。第1面25bの長手方向におけるフォトダイオード21の受光面の中心Oと中心軸AXとの距離W1は、例えば200μmである。ボンディングパッド31b〜33bとボンディングパッド31a〜33aとを結ぶ方向(すなわち第1面25bの長手方向)における配線パターン31〜33の長さL1は、同方向における第1面25bの長さL2の1/4以上であり、より好適には1/2以上である。
Here, in FIG. 3 and FIG. 5, the central axis AX of incident light is shown. The central axis AX is slightly offset with respect to the central axes of the
以上に説明した、本実施形態による受光モジュール1Aによって得られる効果について、比較例が有する課題とともに説明する。図10および図11は、比較例に係る受光モジュール100,200のステム24上の構成をそれぞれ示す平面図である。これらの例では、フォトダイオード21を搭載するキャリア125が、集積回路チップ26上ではなく、GNDパターン24b上において集積回路チップ26と並んで配置されている。なお、キャリア125は、フォトダイオード21と電気的に接続される配線パターン131〜133を搭載面上に有するが、これらの長さは、本実施形態の配線パターン31〜33よりも短い。
The effects obtained by the
図10に示される受光モジュール100のように、ステム24の主面24aの面積に占める集積回路チップ26の面積の割合が十分に小さい場合には、フォトダイオード21を入射光の中心軸の近くに配置するとともに、キャリア125を集積回路チップ26の電極パッド28a〜28cの近傍に配置してこれらを接続するボンディングワイヤを短くすることが可能となる。しかし、図11に示される受光モジュール200のように、集積回路チップ26の高機能化等によってステム24の主面24aの面積に占める集積回路チップ26の面積の割合が大きくなると、キャリア125を電極パッド28a〜28cの近傍に配置できなくなり、これらを接続するボンディングワイヤが長くなってしまう。ボンディングワイヤが長くなると、信号波形の劣化が生じる。また、フォトダイオード21の位置が入射光の中心軸から大きく外れ、受光感度が低下してしまう。
When the ratio of the area of the
そこで、本実施形態の受光モジュール1Aでは、フォトダイオード21を搭載するキャリア25の第2面25aと、集積回路チップ26の第3面26bとを対向させている。すなわち、フォトダイオード21を搭載するキャリア25が集積回路チップ26上に搭載されている。これにより、集積回路チップ26の寸法が大きい場合であっても、フォトダイオード21の配置の自由度を高めることができるので、フォトダイオード21を入射光の中心軸の近くに配置することができ、受光感度の低下を抑制できる。
Therefore, in the
但し、図10および図11に示された受光モジュール100,200のキャリア125を集積回路チップ26上に単純に配置すると、次の問題が生じる。すなわち、集積回路チップ26の電極パッド28a〜28cとフォトダイオード21との距離が長くなると、電極パッド28a〜28cとキャリア125とを接続するボンディングワイヤが長くなり、電気信号の波形の劣化につながる。また、集積回路チップ26の電極パッド28a〜28cとフォトダイオード21との距離を短くすると、キャリア125の配置が電極パッド28a〜28cの位置によって制限されてしまう。そこで、本実施形態の受光モジュール1Aでは、長く延びる配線パターン31〜33がキャリア25の第1面25bに設けられている。これにより、集積回路チップ26の電極パッド28a〜28cとフォトダイオード21との距離を長くすることが可能となり、電極パッド28a〜28cの位置によらずフォトダイオード21を自在に配置することができる。さらに、この受光モジュール1Aでは、電極パッド28a〜28c及びボンディングパッド31a〜33aが、入射光の中心軸AXを挟んでフォトダイオード21の中心Oとは反対側に配置される。これにより、ステム24の主面24aに占める集積回路チップ26の割合が大きい場合でも、フォトダイオード21を入射光の中心軸AXから適度に離間させてORLを低減することができる。
However, simply arranging the
また、本実施形態のように、キャリア25の第1面25bの面積は、集積回路チップ26の第3面26bの面積の半分以上であってもよい。このように、集積回路チップ26の第3面26bに占めるキャリア25の第1面25bの割合が大きいことにより、フォトダイオード21の配置の自由度をさらに高めることができる。また、フォトダイオード21を入射光の中心軸AXから適度に離間させてORLを低減することができる。
Further, as in the present embodiment, the area of the
また、本実施形態のように、ボンディングパッド31b〜33bとボンディングパッド31a〜33aとを結ぶ方向における配線パターン31〜33の長さは、同方向における第1面25bの長さの1/4以上であってもよい。このように、キャリア25の第1面25bの長さに占める配線パターン31〜33の長さの割合が大きいことにより、フォトダイオード21の配置の自由度をさらに高めることができる。また、フォトダイオード21を入射光の中心軸AXから適度に離間させてORLを低減することができる。
Further, as in the present embodiment, the lengths of the
(第1変形例)
図6は、上記実施形態の第1変形例に係るキャリア25Aを示す平面図である。本変形例のキャリア25Aと上記実施形態のキャリア25との相違点は、配線パターンの形状である。すなわち、本変形例のキャリア25Aは、上記実施形態と同様の配線パターン31,32及び34を有しているが、配線パターン33を有していない。したがって、フォトダイオード21の一方の電極は、配線パターン31および配線パターン31に接続されるボンディングワイヤのみを介して、集積回路チップ26と電気的に接続される。上記実施形態の受光モジュール1Aが、図5に示されたキャリア25に代えて、図6に示されたキャリア25Aを備える場合であっても、上記実施形態の効果を奏することができる。また、ボンディングパッド31aとボンディングパッド32aとの間隔を上記実施形態よりも広くすることができる。
(First modification)
FIG. 6 is a plan view showing a
(第2変形例)
図7は、上記実施形態の第2変形例に係るキャリア25Bを示す平面図である。また、図8は、本変形例におけるステム24上の構成を示す平面図である。本変形例のキャリア25Bと上記実施形態のキャリア25との相違点は、配線パターンの形状である。すなわち、図7に示されるように、本変形例のキャリア25Bは、上記実施形態と同様の配線パターン31,32及び34に加えて、配線パターン36を第1面25b上に更に有する。配線パターン36は、第1面25bの長手方向に沿って(第1面25bの辺25eに沿って)延びている。配線パターン31,32及び36は、短手方向においてこの順に並んでいる。
(2nd modification)
FIG. 7 is a plan view showing a
配線パターン36は、その延在方向の一端に、ボンディングパッド36a(第1のボンディングパッド)を含む。ボンディングパッド36aは、第1面25bの辺25e寄りであって配線パターン34に隣接する位置に配置されている。図8に示されるように、ボンディングパッド36aは、集積回路チップ26の電極パッド28a〜28kを除く他の1つの制御用の電極パッド28に、ボンディングワイヤを介して接続される。
The
また、配線パターン36は、その延在方向の他端に、ボンディングパッド36b(第2のボンディングパッド)を含む。ボンディングパッド31a,32a及び36bは、第1面25bの辺25cに沿って並んでいる。図8に示されるように、ボンディングパッド36bは、ボンディングワイヤを介して一のリードピン27cに接続される。こうして、集積回路チップ26の制御用の電極パッド28とリードピン27cとが電気的に接続される。
The
上記実施形態の受光モジュール1Aが、図5に示されたキャリア25に代えて、図7に示されたキャリア25Bを備える場合であっても、上記実施形態の効果を奏することができる。また、本変形例のように、キャリア25Bの第1面25bに配線パターン36が設けられることにより、集積回路チップ26の電極パッド28a〜28kを除く他の電極パッド28とリードピン27cとを電気的に接続するボンディングワイヤを短くすることができる。図9は、比較例として、当該電極パッド28とリードピン27cとを、ボンディングワイヤ61および複数のキャパシタ62を介して接続する場合を示す平面図である。本変形例によれば、図9に示された構成と比較して、ステム24上において配線をよりシンプルに配置することができる。また、ボンディングワイヤを短くし、インダクタンス成分を少なくして受光モジュール1Aの電気的特性をさらに高めることができる。
Even when the
本発明による受光モジュールは、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、上述した実施形態および各変形例を、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。例えば、キャリアは、上記実施形態の配線パターン31〜33に加えて、第2変形例の配線パターン36を有しても良い。また、上記実施形態ではフォトダイオードに加えてキャパシタをキャリア上に設ける場合を例示したが、キャリア上にはフォトダイオードのみ設けられてもよい。
The light receiving module according to the present invention is not limited to the embodiment described above, and various other modifications are possible. For example, the above-mentioned embodiment and each modification may be combined with each other according to the required purpose and effect. For example, the carrier may have the
1A…受光モジュール、10…光レセプタクル、11…フェルール、11a…基端面、11b…先端面、11c…外周面、11d…ファイバ保持孔、12…ファイバスタブ、13…光ファイバ、13a…一端、13b…他端、14…金属部材、14a…貫通孔、14b…基端面、14c…先端面、14d…外周面、16…スリーブ、16a…基端、16b…先端、16c…外周面、16d…内周面、18…外郭部材、18a…フランジ部、18b…基端面、18c…先端部、18d…貫通孔、18e…第1の部分、18f…第2の部分、18g…段差面、19…部材、20…受光部、21…フォトダイオード(受光素子)、21a…主面、21b…反対面、22…パッケージ、23…レンズ、23a…樹脂、24…ステム、24a…主面、24b…GNDパターン、25,25A,25B…キャリア、25a…第2面、25b…第1面、25c〜25f…辺、26…集積回路チップ、26a…第4面、26b…第3面、26c〜26f…辺、27a〜27f…リードピン、28,28a〜28n…電極パッド、29…部材、31〜34,36…配線パターン、31a〜33a,36a,36b…ボンディングパッド、31b〜33b…パッド、35…流れ止め領域、41,42…キャパシタ、43…GNDブロック、61…ボンディングワイヤ、62…キャパシタ、AX…入射光の中心軸。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
第1面及び前記第1面とは反対側の第2面を有し、前記第1面に前記受光素子を搭載するキャリアと、
第3面及び前記第3面とは反対側の第4面を有し、前記第3面に前記キャリアを搭載する集積回路チップと、
主面に前記集積回路チップを搭載するステムと、
前記キャリアの前記第1面上に設けられ、両端に第1および第2のパッドが配置され、前記受光素子と前記集積回路チップとを接続する配線パターンと、
を備える、受光モジュール。 A light receiving element having a main surface and an opposite surface opposite to the main surface and receiving light from the main surface;
A carrier having a first surface and a second surface opposite to the first surface, the carrier mounting the light receiving element on the first surface;
An integrated circuit chip having a third surface and a fourth surface opposite to the third surface, the carrier being mounted on the third surface;
A stem mounting the integrated circuit chip on the main surface;
A wiring pattern provided on the first surface of the carrier, having first and second pads disposed at both ends, and connecting the light receiving element and the integrated circuit chip;
, A light receiving module.
前記電極パッドは、前記キャリアの前記第1面上に設けられる前記配線パターンの前記第1のパッドと接続されている、請求項1または2に記載の受光モジュール。 The light receiving element has an electrode pad on the opposite surface,
The light receiving module according to claim 1, wherein the electrode pad is connected to the first pad of the wiring pattern provided on the first surface of the carrier.
前記キャリアは、ボンディングワイヤを介して前記別の電極パッドに接続される第1のボンディングパッド、及びボンディングワイヤを介して前記リードピンに接続される第2のボンディングパッドを含む別の配線パターンを前記第1面に更に有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の受光モジュール。 The integrated circuit chip further includes another electrode pad on the third surface electrically connected to a lead pin provided on the stem,
The carrier further includes another wiring pattern including a first bonding pad connected to the other electrode pad via a bonding wire, and a second bonding pad connected to the lead pin via a bonding wire. The light receiving module according to any one of claims 1 to 4, further comprising one surface.
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