JP2503282B2 - 受光素子キャリア及び該キャリアを有する受光モジュ―ル - Google Patents

受光素子キャリア及び該キャリアを有する受光モジュ―ル

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Description

【発明の詳細な説明】 概要 受光素子キャリア及び該キャリアを有する受光モジュ
ールに関し、 光ファイバとキャリア上に実装された受光素子間の光
学的結合特性の劣化を引き起こすことのない受光素子キ
ャリアを提供することを目的とし、 セラミック基板上に導電性の受光素子実装部及び配線
パターンを設けた受光素子キャリアにおいて、前記受光
素子実装部及び配線パターンに対応する箇所を切欠いた
金属片をセラミック基板の受光素子実装部の裏面にロー
付けして構成する。
産業上の利用分野 本発明は受光素子キャリア及び該キャリアを有する受
光モジュールに関する。
一般的な光通信システムの受信側では、光伝送路(光
ファイバ)を介して伝送されれきた光信号をフォトダイ
オード等の受光素子により光−電気変換し電気信号を
得、この電気信号に基づいて情報再生を行うようにして
いる。このようなシステムにおいて使用される受光モジ
ュールは、受光素子と光ファイバとを所定の位置関係で
備えて構成されている。受光素子はセラミック等のキャ
リア上に実装してから、このキャリアを受光モジュール
のケースに固定するようにしているため、長期間に渡る
光ファイバと受光素子間の光学的結合特性を維持するた
めに、高温環境下でのエージング特性のよい受光素子キ
ャリアのケースへの取付け構造が要望されている。
従来の技術 従来の代表的な受光素子キャリアを第7図に示す。受
光素子キャリア2はセラミックから形成されており、受
光素子実装部4及び配線パターン6がメタライズ処理に
より設けられている。さらにキャリア2の裏面2aは、キ
ャリアを受光モジュールのケースに固定するためにその
全面にメタライズ処理が施されている。
第8図は従来方法におり受光素子キャリアを受光モジ
ュールのケースに取りつけた状態を示す概略図であり、
フイォトダイオード(PD)チップ8を300℃程度の融点
を有するAuSn等の半田材でキャリア2の受光素子実装部
4にダイ・ボンディングし、キャリア2を上述した半田
材よりも融点の低い半田、例えばSn−Pb共晶半田により
ケース12に半田付け固定している。10は光ファイバであ
り、光ファイバ10からの信号光はPDチップ8で光−電気
変換され、この電気信号は配線パターン6及び図示しな
いボンディングワイヤを介して電気部品の実装された図
示しない基板上の配線パターンに伝達される。キャリア
2の固定に融点の低い半田を使用しているのは、PDチッ
プ8を実装してからキャリア2をケース12に固定するた
め、融点の低い半田をキャリア2の固定に使用しないと
一旦キャリア2上に固定したPDチップ8が動いてしまう
恐れがあるからである。
発明が解決しようとする課題 キャリア2の固定のために使用した融点の低い半田は
一般にクリープが大きいため高温環境下でのエージング
特性が悪いという欠点を有する。エージング特性が悪い
と、光ファイバとPDチップ間の光学的結合特性の劣化を
引き起こす。又、従来のキャリアの構造では配線パター
ンとケースとの間に誘電率εのセラミックを挟み込む形
となり、電気的に容量を持つようになるため、PDチップ
の高速応答性を阻害するという問題がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、光ファイバとキャリア上に実
装された受光素子間の光学的結合特性の劣化を引き起こ
すことがないとともに、受光素子の高速応答性を改善し
た受光素子キャリアを提供することである。
課題を解決するための手段 上述した目的を達成するために、本発明の受光素子キ
ャリアは、セラミック基板上に導電性の受光素子実装部
及び配線パターンを設けた受光素子キャリアにおいて、
前記受光素子実装部及び配線パターンに対応する箇所を
切欠いた金属片をセラミック基板の受光素子実装部の裏
面にロー付けしたことを特徴とする。上記構成に代え
て、セラミック基板の受光素子実装部の裏面からその先
端が突出するように、セラミック基板の両側面に金属片
をロー付けしてもよい。
又本発明の他の側面によると、上述した構成の受光素
子キャリアを、受光素子キャリアのセラミック基板表面
と電気部品を実装したセラミック基板表面が概略同一平
面となるように、金属ケースにレーザ溶接により固定
し、受光素子キャリアの配線パターンと電気部品を実装
したセラミック基板上の配線パターンをボンディングワ
イヤにより接続した、受光モジュールが提供される。
作用 本発明の受光素子キャリアには金属片がロー付けされ
ているため、キャリアのケースへの固定をレーザ溶接に
より行うことができる。これにより従来問題であった高
温環境下でのエージング特性が悪いという欠点を解消す
ることができ、長期間に渡る光ファイバと受光素子間の
良好な光学的結合特性を維持することができる。また、
受光素子搭載部及び配線パターンに対応する金属片部分
に切欠きを設けるか、又はその先端がセラミック基板か
ら突出するようにセラミック基板の両側面に金属片をロ
ー付けしているので、受光素子キャリアをケースに固定
した場合、セラミック基板とケースとの間に空気層が介
在することとなり、電気容量を小さく抑えることができ
る。
実 施 例 以下、本発明を図面に示した実施例に基づいて詳細に
説明する。
第1図は本発明の実施例に係る受光素子キャリア14の
斜視図であり、セラミック基板16を選択的にメタライズ
処理することにより、導電性の受光素子実装部18と配線
パターン20が設けられている。セラミック基板16の裏面
はメタライズ処理されており、例えばコバールから形成
された金属片22がAg−Cu等のロー材によりセラミック基
板16の裏面にロー付けされている。配線パターン20と金
属片22との間に電気的容量を持たないように、受光素子
実装部18及び配線パターン20に対向する金属片22の部分
には切下き22aが設けられている。
第2図は本発明の他の実施例に係る受光素子キャリア
24の斜視図であり、この実施例においてはセラミック基
板16の両側面をメラタイズ処理し、これらの側面にコバ
ール等の金属片26を例えばAg−Cu等のロー材によりロー
付けしている。金属片26のロー付け固定に際し、金属片
26の先端部26aがセラミック基板16の裏面より若干突出
するように金属片26をセラミック基板16に対してロー付
けする。
次に第3図を参照すると、第3図(A)は第1図のキ
ャリア14に例えばAuSn等の半田材でPDチップ28を実装
し、更に受光素子キャリア14を受光モジュールのケース
30に矢印で示す如くレーザ溶接したものでり、第3図
(B)は第2図に示した受光素子キャリア24上にPDチッ
プ28を実装し、更に受光素子キャリア24を受光モジュー
ルのケース30にレーザ溶接により固定したものである。
第3図(A)及び(B)のいずれにおいても、ケース30
と配線パターン20の間には空気層が介在するため、電気
的容量を小さく抑えることができる。
第4図は上述した受光素子キャリアを採用した受光モ
ジュールの全体構成を示す斜視図であり、コバールから
形成されたケース32内にプリアンプ36及びイコライザー
38等の電気部品を実装したセラミック基板34が設けられ
ている。ケース32の底壁には本発明の受光素子キャリア
14がレーザ溶接により固定されており、光ファイバ40か
らの信号光が受光素子キャリア14上に実装されたPDチッ
プに結合されるようになっている。ケース32の側壁32a
を貫通してセラミック基板44上に形成された高速信号パ
ターン42が設けられており、高速信号パターン42は側壁
32a部分でセラミック基板44とセラミック部材46とによ
りサンドイッチされている。ケース32の側壁32b及び32c
を貫通してそれぞれ一本の高速信号パターン48と複数本
の直流電圧印加パターン56が設けられている。高速信号
パターン48及び複数本の直流電圧印加パターン56はセラ
ミック基板52上に形成されており、側壁32b,32c部分に
おいてセラミック基板5とセラミック部材54とでサンド
イッチされている。各々の直流電圧印加パターン6には
直流電圧印加端子50が半田付けされている。
次に第5図を参照して、第4図の受光モジュールにお
ける受光素子キャリア14の取付け方法について説明す
る。ケース32の底壁32dには段差58が形成されており、
一段高くなった底壁32e部分に電気部品実装基板34が取
りつけられている。段差58を設けているのは、電気部品
実装基板34の表面と受光素子キャリア14の上面とを概略
同一平面にするためであう。このように構成することに
より、受光素子キャリア14の配線パターン20と電気部品
実装基板34の配線パターンとを接続するボンディングワ
イヤ60の長さを非常に短くすることができ、高速信号の
伝達に有利である。62は光ファイバ素線であり、その先
端は概略45゜に研磨されて光ビームを全反射させPDチッ
プ28に光結合するようにしている。受光素子キャリア14
はA部分でレーザ溶接によりケース32の底壁32dに固定
される。
第6図は電気部品実装基板34に対して垂直に受光素子
キャリア64を固定する取付け方法を示している。即ち、
受光素子キャリア64の裏面にロー付けされた金属片66の
両端部66aを直角に折り曲げ、金属片の両端部66aをB部
分でレーザ溶接することにより、受光素子キャリア64を
ケースの底壁32dに固定している。68はテーパ先球ファ
イバであり、ファイバの先端部がテーパ先球形状をして
いることにより光ビームをPDチップ28に効率よく結合す
ることができる。第6図の取付け方法においては、受光
素子キャリア64を電気部品実装基板34に対して垂直に取
付けているため、段差58′を第5図の段差58よりも高く
形成して、ボンディングワイヤ60の長さが最短になるよ
うにしている。
第5図の取付け方法が高周波的(電気的)には有利で
あるが、光学系の構成等が複雑になるという問題があ
る。それに対して、第6図の取付け方法では光学系の構
成を比較的簡単にすることができる。受光モジュールと
して必要な帯域、コスト等の兼ね合いから第5図又は第
6図の取付け方法を選択することが望ましい。
発明の効果 本発明によれば、受光素子キャリアをレーザ溶接でケ
ースに強固に固定することができるため、光ファイバと
キャリア上に実装された受光素子間の光学的結合特性の
劣化を防止することができる。又受光モジュールのケー
スとの間の電気的容量を極めて小さく抑えることができ
るため、受光素子の高速応答性を改善することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例斜視図、 第2図は本発明の他の実施例斜視図、 第3図はレーザ溶接方法を示す説明図であり、 (A)が第1図の受光素子キャリアに対応し、 (B)が第2図の受光素子キャリアに対応している。 第4図は本発明に係る受光モジュールの斜視図、 第5図は第4図の受光モジュールにおける受光素子キャ
リアの取付け方法を示す概略斜視図、 第6図は第4図の受光モジュールにおける受光素子キャ
リアの他の取付け方法を示す概略斜視図、 第7図は従来例斜視図、 第8図は従来方法により受光素子キャリアをケースに取
り付けた状態を示す概略図である。 14,24,64……受光素子キャリア、 16……セラミック基板、 18……受光素子実装部、 20……配線パターン、 22,26,66……金属片、 28……PDチップ、 32……ケース、 34……電気部品実装基板、 40……光ファイバ、 60……ボンディングワイヤ、 62……ファイバ素線、 68……テーパ先球ファイバ。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】セラミック基板(16)上に導電性の受光素
    子実装部(18)及び配線パターン(20)を設けた受光素
    子キャリアにおいて、 前記受光素子実装部(18)及び配線パターン(20)に対
    応する箇所を切欠いた金属片(22)をセラミック基板
    (16)の受光素子実装部(18)の裏面にロー付けしたこ
    とを特徴とする受光素子キャリア。
  2. 【請求項2】セラミック基板(16)上に導電性の受光素
    子実装部(18)及び配線パターン(20)を設けた受光素
    子キュアリアにおいて、 前記セラミック基板(16)の受光素子実装部(18)の裏
    面からその先端(26a)が突出するように、セラミック
    基板(16)の両側面に金属片(26)をロー付けしたこと
    を特徴とする受光素子キャリア。
  3. 【請求項3】金属ケース(32)内に電気部品を実装した
    セラミック基板(34)及び受光素子(28)を実装した受
    光素子キャリア(14)を収納固定し、該受光素子(28)
    に信号光を結合する光学系を設けるとともに、高速信号
    用端子(42,48)及び直流電圧印加用等の端子(50)を
    金属ケース(32)を貫通したパターンを介して前記セラ
    ミック基板(34)上の配線パターン又は電気部品に電気
    的に接続した受光モジュールにおいて、 請求項1又は2に記載の受光素子キャリア(14,24)を
    受光素子キャリアのセラミック基板(16)表面と電気部
    品を実装したセラミック基板(34)表面が概略同一平面
    となるように、金属ケース(32)にレーザ溶接により固
    定し、 受光素子キャリア(14,24)の配線パターン(20)と電
    気部品を実装したセラミック基板(32)上の配線パター
    ンをボンディングワイヤ(60)により接続したことを特
    徴とする受光モジュール。
JP1317583A 1989-12-08 1989-12-08 受光素子キャリア及び該キャリアを有する受光モジュ―ル Expired - Lifetime JP2503282B2 (ja)

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