JP2022143753A - optical module - Google Patents

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Abstract

To improve high frequency characteristics.SOLUTION: An optical module 100 includes: a conductive stem 10 having a first surface 12 and a second surface 22, the conductive stem having a plurality of through holes 24 penetrating between the first surface 12 and the second surface 22; a plurality of lead pins 26; a thermoelectric cooler 38 having a lower surface 42 fixed to the first surface 12; a sub-mount substrate 50 fixed to the upper surface 40 of the thermoelectric cooler 38, and having a wiring pattern 52 on a side opposite to the thermoelectric cooler 38; and a signal wire 72 electrically connecting the tip face of a signal lead pin 36 to the wiring pattern 52 of the sub-mount substrate 50. The first surface 12 of the conductive stem 10 includes a reference area 14 where the plurality of lead pins 26 are arranged and a mounting area 16 which is lower than the reference area 14, and in which the thermoelectric cooler 38 is mounted.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、光モジュールに関する。 The present invention relates to optical modules.

小型の光モジュールには、高周波特性の向上が求められている。TO-CAN(Transistor Outline Can)パッケージ(特許文献1)は、リードピンを用いて電気信号を端面発光レーザへ伝送するようになっている。リードピンは導電性ステムを貫通する。導電性ステムには冷却素子が搭載され、冷却素子の上にサブキャリア基板が載置され、サブキャリア基板に端面発光レーザが実装されている。 Small optical modules are required to have improved high-frequency characteristics. A TO-CAN (Transistor Outline Can) package (Patent Document 1) uses lead pins to transmit electrical signals to an edge-emitting laser. A lead pin passes through the conductive stem. A cooling element is mounted on the conductive stem, a subcarrier substrate is mounted on the cooling element, and an edge emitting laser is mounted on the subcarrier substrate.

特開2011-108939号公報JP 2011-108939 A

リードピンと端面発光レーザは、中継線路基板を介して電気的に接続されている。リードピンと中継線路基板は、金系はんだによって接合される。端面発光レーザと中継基板はボンディングワイヤによって接続される。中継線路基板を使用することで、ボンディングワイヤを短くして、高周波特性を向上させることができるが、金系はんだを使用することは高コストになる。 The lead pin and the edge-emitting laser are electrically connected via a relay line substrate. The lead pins and the relay line substrate are joined with gold-based solder. The edge-emitting laser and the relay substrate are connected by bonding wires. By using the relay line substrate, the bonding wire can be shortened and the high frequency characteristics can be improved, but the use of gold-based solder increases the cost.

本発明は、高周波特性の向上を目的とする。 An object of the present invention is to improve high frequency characteristics.

光モジュールは、第1面および第2面を有し、前記第1面及び前記第2面の間で貫通する複数の貫通孔を有する導電性ステムと、信号リードピンを含み、前記複数の貫通孔の内側にそれぞれ位置し、前記導電性ステムとは誘電体で絶縁されてそれぞれ固定されている複数のリードピンと、上面及び下面を有し、前記上面及び前記下面の間で熱を移動させるようになっており、前記下面が前記第1面に固定されている熱電冷却器と、前記熱電冷却器の前記上面に固定され、前記熱電冷却器とは反対の面に配線パターンを有するサブマウント基板と、前記サブマウント基板に搭載され、前記配線パターンに電気的に接続され、光信号及び電気信号を少なくとも一方から他方に変換するようになっている光電素子と、前記信号リードピンの先端面と前記サブマウント基板の前記配線パターンを電気的に接続する信号ワイヤと、を有し、前記導電性ステムの前記第1面は、前記複数のリードピンが配列されている基準領域と、前記基準領域よりも低くなって前記熱電冷却器が搭載されている実装領域と、を含む。 The optical module has a first surface and a second surface, and includes a conductive stem having a plurality of through holes penetrating between the first surface and the second surface, a signal lead pin, the plurality of through holes. and a plurality of lead pins each positioned inside the conductive stem and each fixed in a dielectrically insulated manner from the conductive stem; a thermoelectric cooler having the lower surface fixed to the first surface; and a submount substrate fixed to the upper surface of the thermoelectric cooler and having a wiring pattern on the surface opposite to the thermoelectric cooler. a photoelectric element mounted on the submount substrate, electrically connected to the wiring pattern, and adapted to convert at least one of an optical signal and an electrical signal to the other; and a signal wire electrically connecting the wiring pattern of the mounting substrate, wherein the first surface of the conductive stem has a reference area in which the plurality of lead pins are arranged and a lower level than the reference area. a mounting area on which the thermoelectric cooler is mounted.

実装領域が基準領域よりも低いので、配線パターンの位置を低くすることができる。これにより、信号リードピンの先端面と配線パターンの高さの差が小さくなるので、信号ワイヤを短くして高周波特性を向上させることができる。 Since the mounting area is lower than the reference area, the position of the wiring pattern can be lowered. As a result, the height difference between the tip surface of the signal lead pin and the wiring pattern is reduced, so that the signal wire can be shortened and the high frequency characteristics can be improved.

第1の実施形態に係る光モジュールの側面図である。1 is a side view of an optical module according to a first embodiment; FIG. 導電性ステム及びこれに搭載される電子部品の斜視図である。1 is a perspective view of a conductive stem and electronic components mounted thereon; FIG. 導電性ステム及びこれに搭載される電子部品の平面図である。FIG. 2 is a plan view of a conductive stem and electronic components mounted thereon; 図3に示す構造のIV-IV線断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the structure shown in FIG. 3 taken along line IV-IV; 光モジュールの分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of an optical module; FIG. 第2の実施形態に係る導電性ステム及びこれに搭載される電子部品の平面図である。FIG. 8 is a plan view of a conductive stem and an electronic component mounted thereon according to a second embodiment;

以下に、図面を参照して、本発明の実施形態を具体的かつ詳細に説明する。全図において同一の符号を付した部材は同一又は同等の機能を有するものであり、その繰り返しの説明を省略する。なお、図形の大きさは倍率に必ずしも一致するものではない。 Embodiments of the present invention will be specifically described in detail below with reference to the drawings. Members denoted by the same reference numerals in all drawings have the same or equivalent functions, and repeated description thereof will be omitted. Note that the size of the figure does not necessarily match the magnification.

[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係る光モジュールの側面図である。光モジュール100は、TO-CAN(Transistor Outline-Can)型光モジュールであり、発光素子を備える光送信サブアセンブリ(TOSA: Transmitter Optical Sub-Assembly)、受光素子を備える光受信サブアセンブリ(ROSA: Receiver Optical Sub-Assembly)、発光素子及び受光素子の両方を備える双方向モジュール(BOSA;Bidirectional Optical Sub-Assembly)のいずれであってもよい。光モジュール100は、フレキシブル基板(FPC)102を有し、プリント基板(PCB)104に接続されるようになっている。光モジュール100は、導電性ステム10を有する。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a side view of the optical module according to the first embodiment. The optical module 100 is a TO-CAN (Transistor Outline-Can) type optical module, and includes a transmitter optical sub-assembly (TOSA) including a light emitting element and a receiver sub-assembly (ROSA) including a light receiving element. Optical Sub-Assembly) or a bidirectional module (BOSA: Bidirectional Optical Sub-Assembly) that includes both a light emitting element and a light receiving element. The optical module 100 has a flexible printed circuit board (FPC) 102 and is adapted to be connected to a printed circuit board (PCB) 104 . The optical module 100 has a conductive stem 10 .

図2は、導電性ステム10及びこれに搭載される電子部品の斜視図である。図3は、導電性ステム10及びこれに搭載される電子部品の平面図である。図4は、図3に示す構造のIV-IV線断面図である。 FIG. 2 is a perspective view of the conductive stem 10 and electronic components mounted thereon. FIG. 3 is a plan view of the conductive stem 10 and electronic components mounted thereon. FIG. 4 is a cross-sectional view of the structure shown in FIG. 3 taken along line IV--IV.

[導電性ステム]
導電性ステム10は、金属などの導電材料からなる。導電性ステム10は、基準電位(例えばグラウンド)に接続される。導電性ステム10は、アイレットを含む。
[Conductive stem]
Conductive stem 10 is made of a conductive material such as metal. Conductive stem 10 is connected to a reference potential (eg, ground). Conductive stem 10 includes eyelets.

導電性ステム10は、第1面12を有する。導電性ステム10の第1面12は、基準領域14を含む。第1面12は、基準領域14よりも低い実装領域16を含む。第1面12は、実装領域16の周囲に凸部18を有する。凸部18の上面が基準領域14である。第1面12は、凸部18の周囲に、基準領域14よりも低い外周領域20を含む。外周領域20の内側に凸部18がある。 Conductive stem 10 has a first surface 12 . First surface 12 of conductive stem 10 includes reference area 14 . First side 12 includes mounting area 16 that is lower than reference area 14 . The first surface 12 has a convex portion 18 around the mounting area 16 . The upper surface of the convex portion 18 is the reference area 14 . The first surface 12 includes an outer perimeter region 20 around the protrusion 18 that is lower than the reference region 14 . There is a convex portion 18 inside the outer peripheral region 20 .

導電性ステム10は、第2面22を有する。第2面22は平坦になっている。導電性ステム10は、第1面12および第2面22の間で貫通する複数の貫通孔24を有する。複数の貫通孔24は、基準領域14に形成されている。 Conductive stem 10 has a second surface 22 . The second surface 22 is flat. Conductive stem 10 has a plurality of through holes 24 extending therethrough between first surface 12 and second surface 22 . A plurality of through holes 24 are formed in the reference area 14 .

[リードピン]
光モジュール100は、複数のリードピン26を有する。複数のリードピン26は、基準領域14に配列されている。複数のリードピン26は、複数の貫通孔24の内側にそれぞれ位置する。複数のリードピン26は、導電性ステム10とは誘電体28(例えばガラス)で絶縁されてそれぞれ固定されており、これにより同軸線路が構成される。
[Lead pin]
The optical module 100 has multiple lead pins 26 . A plurality of lead pins 26 are arranged in the reference area 14 . The plurality of lead pins 26 are positioned inside the plurality of through holes 24, respectively. A plurality of lead pins 26 are insulated from the conductive stem 10 by a dielectric 28 (for example, glass) and fixed to each other, thereby forming a coaxial line.

図4に示すように、複数のリードピン26のそれぞれは、複数の貫通孔24の内側にある軸部30を含む。複数のリードピン26のそれぞれは、第1面12から突出する第1端部32を含む。複数のリードピン26のそれぞれは、第2面22から突出する第2端部34を含む。第2端部34がフレキシブル基板102(図1)に接続される。 As shown in FIG. 4 , each of the plurality of lead pins 26 includes a shaft portion 30 inside the plurality of through holes 24 . Each of the plurality of lead pins 26 includes a first end 32 projecting from the first surface 12 . Each of the plurality of lead pins 26 includes a second end 34 protruding from the second surface 22 . Second end 34 is connected to flexible substrate 102 (FIG. 1).

複数のリードピン26は、信号リードピン36を含む。信号リードピン36は、複数のリードピン26の他のいずれよりも軸部30が細い。信号リードピン36は、第1端部32が軸部30よりも大径になっている。第1端部32の先端面は平坦になっている。 The plurality of lead pins 26 includes signal lead pins 36 . The signal lead pin 36 has a thinner shank 30 than any other of the plurality of lead pins 26 . The signal lead pin 36 has a first end portion 32 larger in diameter than the shaft portion 30 . The tip surface of the first end portion 32 is flat.

[熱電冷却器]
光モジュール100は、熱電冷却器38を有する。熱電冷却器38は、上面40及び下面42を有する。上面40及び下面42は、セラミックなどの絶縁体からなる。熱電冷却器38は、上面40及び下面42の間で熱を移動させるようになっている。熱電冷却器38は、上面40及び下面42の間で熱を移動させるためのペルチェ素子41を内部に有する。例えば、上面40が吸熱面になり、下面42が放熱面になるが、その逆に切り替えられるようになっている。熱電冷却器38の電極は、ワイヤW1によって、リードピン26に接続されている。
[Thermoelectric cooler]
The optical module 100 has a thermoelectric cooler 38 . Thermoelectric cooler 38 has an upper surface 40 and a lower surface 42 . The upper surface 40 and the lower surface 42 are made of an insulator such as ceramic. Thermoelectric cooler 38 is adapted to transfer heat between upper surface 40 and lower surface 42 . Thermoelectric cooler 38 has a Peltier element 41 therein for transferring heat between upper surface 40 and lower surface 42 . For example, the upper surface 40 serves as a heat absorbing surface and the lower surface 42 serves as a heat dissipating surface, but can be switched vice versa. The electrodes of thermoelectric cooler 38 are connected to lead pins 26 by wires W1.

熱電冷却器38は、上面40に導電膜44を有する。導電膜44は、基準電位プレーン(例えばグラウンドプレーン)となる。サーミスタ46が導電膜44に載って、電気的に接続し、温度を測定できるようになっている。サーミスタ46は、ワイヤW2によってリードピン26に接続されており、電圧が印加されるようになっている。 Thermoelectric cooler 38 has a conductive film 44 on top surface 40 . The conductive film 44 becomes a reference potential plane (for example, ground plane). A thermistor 46 rests on the conductive film 44 and is electrically connected so that the temperature can be measured. The thermistor 46 is connected to the lead pin 26 by a wire W2 and is energized.

熱電冷却器38は、下面42が第1面12に固定されている。図4に示すように、非導電性接着剤48が、熱電冷却器38および第1面12の間に介在する。熱電冷却器38は、実装領域16に搭載されている。非導電性接着剤48が熱電冷却器38および実装領域16の間に介在して、両者を接着している。基準領域14と実装領域16の高さの差は、熱電冷却器38の厚みの半分以上である。 The thermoelectric cooler 38 has a lower surface 42 secured to the first surface 12 . As shown in FIG. 4, a non-conductive adhesive 48 is interposed between thermoelectric cooler 38 and first surface 12 . A thermoelectric cooler 38 is mounted on the mounting area 16 . A non-conductive adhesive 48 is interposed between the thermoelectric cooler 38 and the mounting area 16 to adhere them together. The height difference between the reference area 14 and the mounting area 16 is more than half the thickness of the thermoelectric cooler 38 .

[サブマウント基板]
光モジュール100は、サブマウント基板50を有する。サブマウント基板50は、第1面12に少なくとも間接的に固定されている。熱電冷却器38が、サブマウント基板50と第1面12との間に介在する。サブマウント基板50は、熱電冷却器38の上面40に固定されている。サブマウント基板50は、導電膜44の上に搭載されている。
[Submount substrate]
The optical module 100 has a submount substrate 50 . The submount substrate 50 is at least indirectly fixed to the first surface 12 . A thermoelectric cooler 38 is interposed between the submount substrate 50 and the first surface 12 . A submount substrate 50 is secured to the top surface 40 of the thermoelectric cooler 38 . A submount substrate 50 is mounted on the conductive film 44 .

図3に示すように、サブマウント基板50は、熱電冷却器38から信号リードピン36への方向にオーバーハングしている。サブマウント基板50は、基準領域14の上方に端部を有する。サブマウント基板50の端部は、導電性ステム10から間隔があいている(図4)。 As shown in FIG. 3, submount substrate 50 overhangs in the direction from thermoelectric cooler 38 to signal lead pins 36 . Submount substrate 50 has an edge above reference area 14 . The ends of the submount substrate 50 are spaced from the conductive stems 10 (FIG. 4).

サブマウント基板50は、配線パターン52を有する。配線パターン52は、サブマウント基板50の、熱電冷却器38とは反対の面にある。配線パターン52は、信号パターン54を含む。信号パターン54は、ワイヤW3によって光電素子56(光変調器)に電気的に接続されて、高周波信号を入力するようになっている。 The submount substrate 50 has wiring patterns 52 . The wiring pattern 52 is on the opposite side of the submount substrate 50 from the thermoelectric cooler 38 . The wiring pattern 52 includes a signal pattern 54 . The signal pattern 54 is electrically connected to a photoelectric element 56 (optical modulator) by a wire W3 to input a high frequency signal.

配線パターン52は、グラウンドパターン58を含む。グラウンドパターン58は、スルーホール60を介して、搭載面とは反対側の裏面電極(図示せず)に接続されている。これにより、グラウンドパターン58は、導電膜44に電気的に導通する。 The wiring pattern 52 includes a ground pattern 58 . The ground pattern 58 is connected via a through hole 60 to a back electrode (not shown) on the side opposite to the mounting surface. Thereby, the ground pattern 58 is electrically connected to the conductive film 44 .

サブマウント基板50は、光電素子56が搭載される搭載面を有する。搭載面に平行な方向に光軸を向けるように、光電素子56は配置されている。なお、図示しない終端抵抗をサブマウント基板50に設けて、高周波成分を有する変調電気信号の反射波が、駆動IC(図示せず)に折り返すことを抑制してもよい。 The submount substrate 50 has a mounting surface on which the photoelectric element 56 is mounted. The photoelectric element 56 is arranged so that the optical axis is directed parallel to the mounting surface. A terminating resistor (not shown) may be provided on the submount substrate 50 to suppress reflected waves of modulated electrical signals having high-frequency components from returning to the drive IC (not shown).

[光電素子]
光モジュール100は、光電素子56を有する。光電素子56は、光信号及び電気信号を少なくとも一方から他方に変換するようになっている。光電素子56には、半導体レーザ及び光変調器が集積されている。半導体レーザには、ワイヤW4がボンディングされて、直流電圧を印加するようになっている。光変調器は、シングルエンド駆動されるようになっている。
[Photoelectric device]
The optical module 100 has a photoelectric element 56 . Optoelectronic device 56 is adapted to convert at least one optical signal and an electrical signal to the other. The photoelectric device 56 integrates a semiconductor laser and an optical modulator. A wire W4 is bonded to the semiconductor laser to apply a DC voltage. The optical modulator is designed to be single-ended driven.

光電素子56は、サブマウント基板50に搭載されている。光電素子56(裏面電極)は、配線パターン52(グラウンドパターン58)に電気的に接続されている。光電素子56は、第1面12に平行に光を出射する端面発光レーザである。出射された光は、ミラー62で、第1面12に交差する方向に反射される。 The photoelectric element 56 is mounted on the submount substrate 50 . The photoelectric element 56 (back electrode) is electrically connected to the wiring pattern 52 (ground pattern 58). The photoelectric element 56 is an edge-emitting laser that emits light parallel to the first surface 12 . The emitted light is reflected by the mirror 62 in a direction crossing the first surface 12 .

導電性ステム10には、バイパスコンデンサ64が搭載されている。バイパスコンデンサ64の裏面(一方の電極)が第1面12に導通し、基準電位(例えばグラウンド)に接続される。バイパスコンデンサ64の上面(他方の電極)は、ワイヤW5を介して、リードピン26に接続され、電圧が印加されるようになっている。電圧は、ワイヤW4を介して、光電素子56(半導体レーザ)にも接続されて直流電圧が供給される。バイパスコンデンサ64によって、直流信号に重畳される高周波信号を分離している。 A bypass capacitor 64 is mounted on the conductive stem 10 . The back surface (one electrode) of the bypass capacitor 64 is electrically connected to the first surface 12 and connected to a reference potential (eg, ground). The upper surface (the other electrode) of the bypass capacitor 64 is connected to the lead pin 26 via the wire W5 so that a voltage is applied. The voltage is also connected to the photoelectric element 56 (semiconductor laser) via wire W4 to supply a DC voltage. A bypass capacitor 64 separates the high-frequency signal superimposed on the DC signal.

[誘電体ブロック]
光モジュール100は、誘電体ブロック66を有する。誘電体ブロック66は、表面にメタライズパターン68を有する。誘電体ブロック66は、導電性ステム10の第1面12に搭載されている。メタライズパターン68が導電性ステム10に電気的に導通する。メタライズパターン68は、誘電体ブロック66の下面から上面に至るように連続的に形成されている。
[Dielectric block]
Optical module 100 has a dielectric block 66 . A dielectric block 66 has a metallization pattern 68 on its surface. A dielectric block 66 is mounted on the first side 12 of the conductive stem 10 . Metallized pattern 68 is in electrical communication with conductive stem 10 . The metallized pattern 68 is formed continuously from the bottom surface to the top surface of the dielectric block 66 .

[ワイヤ]
グラウンドワイヤ70が、導電性ステム10の第1面12とグラウンドパターン58を電気的に接続する。グラウンドワイヤ70の一端は、誘電体ブロック66のメタライズパターン68にボンディングされている。
[Wire]
A ground wire 70 electrically connects the first surface 12 of the conductive stem 10 and the ground pattern 58 . One end of ground wire 70 is bonded to metallization pattern 68 of dielectric block 66 .

信号ワイヤ72が、信号リードピン36の先端面とサブマウント基板50の配線パターン52を電気的に接続する。信号ワイヤ72は、信号パターン54にボンディングされる。 A signal wire 72 electrically connects the tip surface of the signal lead pin 36 and the wiring pattern 52 of the submount substrate 50 . A signal wire 72 is bonded to the signal pattern 54 .

実装領域16が基準領域14よりも低いので、配線パターン52の位置を低くすることができる。これにより、信号リードピン36の先端面と配線パターン52の高さの差が小さくなるので、信号ワイヤ72を短くして高周波特性を向上させることができる。 Since the mounting area 16 is lower than the reference area 14, the position of the wiring pattern 52 can be lowered. As a result, the height difference between the tip surface of the signal lead pin 36 and the wiring pattern 52 is reduced, so that the signal wire 72 can be shortened and the high frequency characteristics can be improved.

[レンズキャップ]
図5は、光モジュール100の分解斜視図である。レンズキャップ74は、レンズ76を有する。レンズ76は、光電素子56から出射してミラー62で反射された光を集光するようになっている。そのため、レンズ76は、導電性ステム10の第1面12の中心に対向する。これに対応して、ミラー62も、導電性ステム10の第1面12の中心に位置している。レンズキャップ74は、凸部18をガイドとして、導電性ステム10に取り付けられる。
[lens cap]
FIG. 5 is an exploded perspective view of the optical module 100. FIG. A lens cap 74 has a lens 76 . The lens 76 collects the light emitted from the photoelectric element 56 and reflected by the mirror 62 . As such, the lens 76 faces the center of the first surface 12 of the conductive stem 10 . Correspondingly, the mirror 62 is also centered on the first surface 12 of the conductive stem 10 . The lens cap 74 is attached to the conductive stem 10 using the projection 18 as a guide.

[第2の実施形態]
図6は、第2の実施形態に係る導電性ステム及びこれに搭載される電子部品の平面図である。1つ又は複数のワイヤ278が、第1面12と導電膜44を電気的に接続する。ワイヤ278の一端は、導電膜44にボンディングされている。ワイヤ278の他端は、第1面12の基準面にボンディングされている。ワイヤ278によって、導電膜44をグラウンド電位に接続することができる。その他の内容には、第1の実施形態で説明したことが適用可能である。
[Second embodiment]
FIG. 6 is a plan view of a conductive stem and an electronic component mounted thereon according to a second embodiment. One or more wires 278 electrically connect the first surface 12 and the conductive film 44 . One end of wire 278 is bonded to conductive film 44 . The other end of wire 278 is bonded to the reference surface of first surface 12 . A wire 278 may connect the conductive film 44 to ground potential. For other contents, what has been described in the first embodiment can be applied.

[実施形態の概要]
(1) 第1面12および第2面22を有し、第1面12及び第2面22の間で貫通する複数の貫通孔24を有する導電性ステム10と、信号リードピン36を含み、複数の貫通孔24の内側にそれぞれ位置し、導電性ステム10とは誘電体28で絶縁されてそれぞれ固定されている複数のリードピン26と、上面40及び下面42を有し、上面40及び下面42の間で熱を移動させるようになっており、下面42が第1面12に固定されている熱電冷却器38と、熱電冷却器38の上面40に固定され、熱電冷却器38とは反対の面に配線パターン52を有するサブマウント基板50と、サブマウント基板50に搭載され、配線パターン52に電気的に接続され、光信号及び電気信号を少なくとも一方から他方に変換するようになっている光電素子56と、信号リードピン36の先端面とサブマウント基板50の配線パターン52を電気的に接続する信号ワイヤ72と、を有し、導電性ステム10の第1面12は、複数のリードピン26が配列されている基準領域14と、基準領域14よりも低くなって熱電冷却器38が搭載されている実装領域16と、を含む光モジュール100。
[Overview of embodiment]
(1) a conductive stem 10 having a first surface 12 and a second surface 22 and having a plurality of through holes 24 penetrating between the first surface 12 and the second surface 22; a plurality of lead pins 26 positioned inside the through-holes 24 of the conductive stem 10 and fixed thereto insulated by a dielectric 28; A thermoelectric cooler 38 adapted to transfer heat between and having a lower surface 42 secured to the first surface 12 and a thermoelectric cooler 38 secured to a top surface 40 opposite the thermoelectric cooler 38 . and a photoelectric element mounted on the submount substrate 50 and electrically connected to the wiring pattern 52 and adapted to convert at least one of an optical signal and an electrical signal to the other. and signal wires 72 for electrically connecting the tip surfaces of the signal lead pins 36 and the wiring patterns 52 of the submount substrate 50 . and a mounting area 16 lower than the reference area 14 where the thermoelectric cooler 38 is mounted.

(2) (1)に記載された光モジュール100であって、サブマウント基板50は、熱電冷却器38から信号リードピン36への方向にオーバーハングし、基準領域14の上方に端部を有する光モジュール100。 (2) The optical module 100 described in (1), wherein the submount substrate 50 overhangs in the direction from the thermoelectric cooler 38 to the signal lead pins 36 and has an end portion above the reference area 14. module 100;

(3) (2)に記載された光モジュール100であって、サブマウント基板50の端部は、導電性ステム10から間隔があいている光モジュール100。 (3) The optical module 100 described in (2), wherein the end of the submount substrate 50 is spaced from the conductive stem 10 .

(4) (1)から(3)のいずれか1つに記載された光モジュール100であって、基準領域14と実装領域16の高さの差は、熱電冷却器38の厚みの半分以上である光モジュール100。 (4) In the optical module 100 described in any one of (1) to (3), the height difference between the reference area 14 and the mounting area 16 is at least half the thickness of the thermoelectric cooler 38. An optical module 100;

(5) (1)から(4)のいずれか1つに記載された光モジュール100であって、熱電冷却器38および実装領域16の間に介在する非導電性接着剤48をさらに有する光モジュール100。 (5) The optical module 100 according to any one of (1) to (4), further comprising a non-conductive adhesive 48 interposed between the thermoelectric cooler 38 and the mounting area 16. 100.

(6) (1)から(5)のいずれか1つに記載された光モジュール100であって、サブマウント基板50の配線パターン52は、信号ワイヤ72がボンディングされる信号パターン54と、グラウンドパターン58と、を含み、導電性ステム10の第1面12とグラウンドパターン58を電気的に接続するグラウンドワイヤ70をさらに有する光モジュール100。 (6) In the optical module 100 described in any one of (1) to (5), the wiring pattern 52 of the submount substrate 50 includes a signal pattern 54 to which the signal wire 72 is bonded and a ground pattern. 58 and further comprising a ground wire 70 electrically connecting the first surface 12 of the conductive stem 10 and the ground pattern 58 .

(7) (6)に記載された光モジュール100であって、表面にメタライズパターン68を有し、導電性ステム10の第1面12に搭載され、メタライズパターン68が導電性ステム10に電気的に導通する誘電体ブロック66をさらに有し、グラウンドワイヤ70の一端は、メタライズパターン68にボンディングされている光モジュール100。 (7) The optical module 100 described in (6), which has a metallized pattern 68 on its surface, is mounted on the first surface 12 of the conductive stem 10, and the metallized pattern 68 is electrically connected to the conductive stem 10. and one end of the ground wire 70 is bonded to the metallization pattern 68 .

(8) (7)に記載された光モジュールであって、熱電冷却器38は、上面40に導電膜44を有し、サブマウント基板50は、導電膜44の上に搭載されて、グラウンドパターン58が導電膜44に電気的に導通し、第1面12と導電膜44を電気的に接続する他のワイヤ278をさらに有する光モジュール。 (8) The optical module described in (7), wherein the thermoelectric cooler 38 has a conductive film 44 on the top surface 40, and the submount substrate 50 is mounted on the conductive film 44 to form a ground pattern. The optical module 58 is in electrical communication with the conductive film 44 and further has another wire 278 electrically connecting the first surface 12 and the conductive film 44 .

(9) (1)から(8)のいずれか1つに記載された光モジュール100であって、導電性ステム10の第1面12は、実装領域16の周囲に凸部18を有し、凸部18の上面が基準領域14であり、凸部18の周囲に基準領域14よりも低い外周領域20を含み、凸部18をガイドとして導電性ステム10に取り付けられたレンズキャップ74をさらに有する光モジュール100。 (9) In the optical module 100 described in any one of (1) to (8), the first surface 12 of the conductive stem 10 has a convex portion 18 around the mounting area 16, The upper surface of the convex portion 18 is the reference region 14, includes an outer peripheral region 20 around the convex portion 18 that is lower than the reference region 14, and further has a lens cap 74 attached to the conductive stem 10 using the convex portion 18 as a guide. optical module 100;

(10) (1)から(9)のいずれか1つに記載された光モジュール100であって、光電素子56は、第1面12に平行に光を出射する端面発光レーザであり、第1面12に交差する方向に光を反射するミラー62をさらに有する光モジュール100。 (10) In the optical module 100 described in any one of (1) to (9), the photoelectric element 56 is an edge-emitting laser that emits light parallel to the first surface 12, Optical module 100 further comprising a mirror 62 that reflects light in a direction transverse to surface 12 .

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible. For example, the configurations described in the embodiments can be replaced with configurations that are substantially the same, configurations that produce the same effects, or configurations that can achieve the same purpose.

10 導電性ステム、12 第1面、14 基準領域、16 実装領域、18 凸部、20 外周領域、22 第2面、24 貫通孔、26 リードピン、28 誘電体、30 軸部、32 第1端部、34 第2端部、36 信号リードピン、38 熱電冷却器、40 上面、41 ペルチェ素子、42 下面、44 導電膜、46 サーミスタ、48 非導電性接着剤、50 サブマウント基板、52 配線パターン、54 信号パターン、56 光電素子、58 グラウンドパターン、60 スルーホール、62 ミラー、64 バイパスコンデンサ、66 誘電体ブロック、68 メタライズパターン、70 グラウンドワイヤ、72 信号ワイヤ、74 レンズキャップ、76 レンズ、100 光モジュール、102 フレキシブル基板、104 プリント基板、278 ワイヤ、W1 ワイヤ、W2 ワイヤ、W3 ワイヤ、W4 ワイヤ、W5 ワイヤ。

Reference Signs List 10 Conductive stem 12 First surface 14 Reference area 16 Mounting area 18 Projection 20 Peripheral area 22 Second surface 24 Through hole 26 Lead pin 28 Dielectric 30 Shaft 32 First end part, 34 second end, 36 signal lead pin, 38 thermoelectric cooler, 40 upper surface, 41 Peltier element, 42 lower surface, 44 conductive film, 46 thermistor, 48 non-conductive adhesive, 50 submount substrate, 52 wiring pattern, 54 signal pattern, 56 photoelectric element, 58 ground pattern, 60 through hole, 62 mirror, 64 bypass capacitor, 66 dielectric block, 68 metallized pattern, 70 ground wire, 72 signal wire, 74 lens cap, 76 lens, 100 optical module , 102 flexible substrate, 104 printed circuit board, 278 wire, W1 wire, W2 wire, W3 wire, W4 wire, W5 wire.

Claims (10)

第1面および第2面を有し、前記第1面及び前記第2面の間で貫通する複数の貫通孔を有する導電性ステムと、
信号リードピンを含み、前記複数の貫通孔の内側にそれぞれ位置し、前記導電性ステムとは誘電体で絶縁されてそれぞれ固定されている複数のリードピンと、
上面及び下面を有し、前記上面及び前記下面の間で熱を移動させるようになっており、前記下面が前記第1面に固定されている熱電冷却器と、
前記熱電冷却器の前記上面に固定され、前記熱電冷却器とは反対の面に配線パターンを有するサブマウント基板と、
前記サブマウント基板に搭載され、前記配線パターンに電気的に接続され、光信号及び電気信号を少なくとも一方から他方に変換するようになっている光電素子と、
前記信号リードピンの先端面と前記サブマウント基板の前記配線パターンを電気的に接続する信号ワイヤと、
を有し、
前記導電性ステムの前記第1面は、前記複数のリードピンが配列されている基準領域と、前記基準領域よりも低くなって前記熱電冷却器が搭載されている実装領域と、を含む光モジュール。
a conductive stem having a first surface and a second surface and having a plurality of through holes penetrating between the first surface and the second surface;
a plurality of lead pins including signal lead pins, positioned inside the plurality of through holes, respectively fixed to the conductive stem while being insulated by a dielectric;
a thermoelectric cooler having a top surface and a bottom surface adapted to transfer heat between the top surface and the bottom surface, the bottom surface being secured to the first surface;
a submount substrate fixed to the upper surface of the thermoelectric cooler and having a wiring pattern on a surface opposite to the thermoelectric cooler;
a photoelectric element mounted on the submount substrate, electrically connected to the wiring pattern, and configured to convert at least one of an optical signal and an electrical signal to the other;
a signal wire electrically connecting the tip surface of the signal lead pin and the wiring pattern of the submount substrate;
has
The optical module, wherein the first surface of the conductive stem includes a reference area in which the plurality of lead pins are arranged and a mounting area that is lower than the reference area and in which the thermoelectric cooler is mounted.
請求項1に記載された光モジュールであって、
前記サブマウント基板は、前記熱電冷却器から前記信号リードピンへの方向にオーバーハングし、前記基準領域の上方に端部を有する光モジュール。
An optical module according to claim 1,
An optical module in which the submount substrate overhangs in a direction from the thermoelectric cooler to the signal lead pins and has an edge above the reference area.
請求項2に記載された光モジュールであって、
前記サブマウント基板の前記端部は、前記導電性ステムから間隔があいている光モジュール。
An optical module according to claim 2,
The optical module wherein the end of the submount substrate is spaced from the conductive stem.
請求項1から3のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
前記基準領域と前記実装領域の高さの差は、前記熱電冷却器の厚みの半分以上である光モジュール。
An optical module according to any one of claims 1 to 3,
The optical module, wherein the height difference between the reference area and the mounting area is equal to or greater than half the thickness of the thermoelectric cooler.
請求項1から4のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
前記熱電冷却器および前記実装領域の間に介在する非導電性接着剤をさらに有する光モジュール。
An optical module according to any one of claims 1 to 4,
An optical module further comprising a non-conductive adhesive interposed between the thermoelectric cooler and the mounting area.
請求項1から5のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
前記サブマウント基板の前記配線パターンは、前記信号ワイヤがボンディングされる信号パターンと、グラウンドパターンと、を含み、
前記導電性ステムの前記第1面と前記グラウンドパターンを電気的に接続するグラウンドワイヤをさらに有する光モジュール。
An optical module according to any one of claims 1 to 5,
the wiring pattern of the submount substrate includes a signal pattern to which the signal wire is bonded and a ground pattern;
The optical module further comprising a ground wire electrically connecting the first surface of the conductive stem and the ground pattern.
請求項6に記載された光モジュールであって、
表面にメタライズパターンを有し、前記導電性ステムの前記第1面に搭載され、前記メタライズパターンが前記導電性ステムに電気的に導通する誘電体ブロックをさらに有し、
前記グラウンドワイヤの一端は、前記メタライズパターンにボンディングされている光モジュール。
An optical module according to claim 6,
further comprising a dielectric block having a metallized pattern on its surface and mounted on said first surface of said conductive stem, said metallized pattern being in electrical communication with said conductive stem;
An optical module in which one end of the ground wire is bonded to the metallization pattern.
請求項7に記載された光モジュールであって、
前記熱電冷却器は、前記上面に導電膜を有し、
前記サブマウント基板は、前記導電膜の上に搭載されて、前記グラウンドパターンが前記導電膜に電気的に導通し、
前記第1面と前記導電膜を電気的に接続する他のワイヤをさらに有する光モジュール。
An optical module according to claim 7,
The thermoelectric cooler has a conductive film on the upper surface,
The submount substrate is mounted on the conductive film, and the ground pattern is electrically connected to the conductive film,
The optical module further comprising another wire electrically connecting the first surface and the conductive film.
請求項1から8のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
前記導電性ステムの前記第1面は、前記実装領域の周囲に凸部を有し、前記凸部の上面が前記基準領域であり、前記凸部の周囲に前記基準領域よりも低い外周領域を含み、
前記凸部をガイドとして前記導電性ステムに取り付けられたレンズキャップをさらに有する光モジュール。
An optical module according to any one of claims 1 to 8,
The first surface of the conductive stem has a convex portion around the mounting region, the upper surface of the convex portion being the reference region, and the convex portion having an outer peripheral region lower than the reference region. including
An optical module further comprising a lens cap attached to the conductive stem using the convex portion as a guide.
請求項1から9のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
前記光電素子は、前記第1面に平行に光を出射する端面発光レーザであり、
前記第1面に交差する方向に前記光を反射するミラーをさらに有する光モジュール。

An optical module according to any one of claims 1 to 9,
the photoelectric element is an edge-emitting laser that emits light parallel to the first surface;
An optical module further comprising a mirror that reflects the light in a direction intersecting the first surface.

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