JP3351334B2 - 発光素子モジュール及び発光素子モジュールの実装方法 - Google Patents

発光素子モジュール及び発光素子モジュールの実装方法

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JP3351334B2 JP04020498A JP4020498A JP3351334B2 JP 3351334 B2 JP3351334 B2 JP 3351334B2 JP 04020498 A JP04020498 A JP 04020498A JP 4020498 A JP4020498 A JP 4020498A JP 3351334 B2 JP3351334 B2 JP 3351334B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ギガビット帯の
高速光通信等に用いられている発光素子モジュール及
び、発光素子モジュールの実装方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図7(a)は例えばメガビット帯の以上
の光通信に適用されている従来の発光素子モジュールの
実装方法の構成図であり、図7(b)は発光素子モジュ
ールの構造図、図7(c)は発光素子モジュールの底面
図である。図において、1は半導体レ−ザ等の発光素
子、2は発光素子1を搭載したステム、3は発光素子モ
ジュールを外部の筐体に接続するための取付け穴を備え
たフランジ、4はステム2と接続され発光素子1を気密
封止するためのキャップ、5はワイヤ、6はワイヤ5に
より発光素子1のカソードと電気的に接続されたカソー
ドピン、7は発光素子1のアノードと電気的に接続され
たアノードピン、8は外部の回路基板、9は回路基板8
上に形成されたカソード用パターン、10は回路基板8
上に形成されたアノード用パターン、11は外部の筐
体、12はステム2と筐体11を接続するためのネジで
ある。また、発光素子1のアノードはステム2に電気的
に接続されており、ステム2、フランジ3、筐体11及
びアノードピン7は発光素子1のアノードと同電位であ
る。さらに、アノード用パターン10はスルーホール等
により筐体11と電気的に接続されている。また、カソ
ードピン6及びアノードピン7を回路基板8のカソード
用パターン9及びアノード用パターン10に接続する際
にステム2とカソードピン6及びアノードピン7との接
続部にかかるストレスを開放するために、ステム2とカ
ソード用パターン9及びアノード用パターン10との間
に隙間を設けている。
【0003】次に動作について説明する。カソード用パ
ターン9より給電される電気信号は、カソードピン6、
ワイヤ5を経て発光素子1のカソードに入力される。ま
た、発光素子1のアノードはステム2とフランジ3を介
して筐体11に接地されている。よって、発光素子1は
給電された電気信号に応じて強度変調された光を放出す
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の発光素子モジュ
ールの実装方法は以上のように構成されているので、ス
テムと外部の回路との間に空中配線されるリードピンの
インダクタンス成分により高周波応答特性が劣化する。
よって、特にギガビット帯においては帯域が不足し、強
度変調された光波形が歪むという課題があった。ここで
は、カソードピンのインダクタンス成分の影響が支配的
であり、アノードピンのインダクタンス成分の影響はス
テムと筐体が強く接続されているため無視できる。
【0005】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、カソードピンのインダクタンス成
分の影響を排除することにより、ギガビット帯の電気信
号に対して歪みのない光強度変調波形を得ることを目的
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明、第2の発
明、第3の発明及び第4の発明に係る発光素子モジュー
ルの実装方法は、円筒の穴を施した導体を外部の筐体に
電気的に接続し、導体の円筒の穴にカソードピンを挿入
し、カソードピンと円筒の穴とで構成される部位で同軸
線路を構成したものである。
【0007】また、第5の発明、第6の発明及び第7の
発明に係る発光素子モジュール及びその実装方法は、カ
ソードピンを同軸線路としたものである。
【0008】また、第8の発明、第9の発明、第10の
発明及び第11の発明に係る発光素子モジュールの実装
方法は、筐体と同電位の回路基板のパターン上にカソー
ドピンを空中配線し、カソードピンとパターンとで構成
される部位でストリップ線路に相当する伝送線路を構成
したものである。
【0009】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1(a)はこの
発明の実施の形態1を示す発光素子モジュールの実装方
法の構成図であり、図1(b)は図1(a)のA−A’
線断面図である。図において13は筐体11に電気的に
接続された導体に円筒の穴を施したスリーブであり、カ
ソードピン6はスリーブ13の円筒の穴を貫通しカソー
ド用パターン9と電気的に接続されている。スリーブ1
3の断面図を図2に示した。図においては、直方体の形
状のものを示したが、筐体11への電気的接続が可能で
あればどのような形状でも構わない。
【0010】また、スリーブ13の円筒の穴径を同軸線
路の特性インピーダンスを与える数1により得られる値
とすることにより、外部の回路の特性インピーダンスと
の整合を取ることができる。
【0011】
【数1】
【0012】このように構成された発光素子モジュール
の実装方法においては、スリーブ13及びスリーブ13
の円筒の穴に挿入されたカソードピン6で構成される部
位は同軸線路となり、広帯域で一定のインピーダンス特
性が得られるため、外部の回路の特性インピーダンスと
の整合を容易に取ることができる。よって、ギガビット
帯の電気信号に対して歪みのない光強度変調波形を得る
ことができる。
【0013】実施の形態2.図3はこの発明の実施の形
態2を示す発光素子モジュールの実装方法の構成図であ
り、図1(a)のA−A’線断面図に相当し、スリーブ
13の円筒の穴に誘電体14を挿入した点が実施の形態
1と異なる。
【0014】また、実施の形態1と同様に、スリーブ1
3の円筒の穴径を数1により得られる値とすることによ
り、外部の回路の特性インピーダンスとの整合を取るこ
とができる。
【0015】この形態においても、実施の形態1と同等
の効果が得られる。
【0016】実施の形態3.図4(a)はこの発明の実
施の形態3を示す発光素子モジュールの実装方法の構成
図であり、図4(b)は図4(a)のA−A’線断面図
である。図において、15は発光素子1のカソードピン
の機能をもつ同軸線路、16は同軸線路15の内導体で
ある。また、17は回路基板、18は回路基板17上に
形成されたカソード用パターン、19は回路基板17上
に形成されたアノード用パターンであり、同軸線路15
の外導体はアノード用パターン19に、内導体16はカ
ソード用パターン18に電気的に接続されている。さら
にアノード用パターン19はスルーホール等により筐体
11と電気的に接続されている。
【0017】また、同軸線路15及び内導体16の各寸
法を同軸線路の特性インピーダンスを与える数2により
得られる値とすることにより、外部の回路の特性インピ
ーダンスとの整合を取ることができる。
【0018】
【数2】
【0019】この形態においても、実施の形態1と同等
の効果が得られる。
【0020】実施の形態4.図5(a)はこの発明の実
施の形態4を示す発光素子モジュールの実装方法の構成
図であり、図5(b)は図5(a)のA−A’線断面図
である。図において、17〜19は実施の形態3と同様
であり、20は先端を階段状に整形した発光素子1のカ
ソードピンである。カソードピン20の先端はカソード
用パターン18に電気的に接続されている。
【0021】また、マイクロ波解析シミュレータ等を用
いカソードピン20とアノード用パターン19との距離
を最適化することにより、外部の回路の特性インピーダ
ンスとの整合を取ることができる。
【0022】このように構成された発光素子モジュール
の実装方法においては、カソードピン20とアノード用
パターン19で構成される部位はストリップ線路に相当
する伝送線路となるため、実施の形態1と同等の効果が
得られる。
【0023】実施の形態5.図6はこの発明の実施の形
態5を示す発光素子モジュールの実装方法の構成図であ
り、図5(a)のA−A’線断面図に相当し、カソード
ピン20とアノード用パターン19の間に誘電体21を
挿入した点が実施の形態4と異なる。
【0024】また、実施の形態4と同様に、カソードピ
ン20とアノード用パターン19との距離を数3により
得られる値とすることにより、外部の回路の特性インピ
ーダンスとの整合を取ることができる。
【0025】この形態においても、実施の形態1と同等
の効果が得られる。
【0026】ところで、上記説明では発光素子モジュー
ル及び発光素子モジュールの実装方法について述べた
が、受光素子モジュール及び受光素子モジュールの実装
方法へも転用できる。
【0027】
【発明の効果】第1の発明、第2の発明、第3の発明及
び第4の発明によれば、導体に円筒の穴を施したスリー
ブ及びスリーブの円筒の穴に挿入されたカソードピンで
構成される部位は同軸線路となり、広帯域で一定のイン
ピーダンス特性が得られるため、外部の回路の特性イン
ピーダンスとの整合を容易に取ることができる。よっ
て、ギガビット帯の電気信号に対して歪みのない光強度
変調波形を得ることができる。
【0028】また、第5の発明、第6の発明及び第7の
発明によれば、カソードピンを同軸線路としたため、広
帯域で一定のインピーダンス特性が得られ、外部の回路
の特性インピーダンスとの整合を容易に取ることができ
る。よって、ギガビット帯の電気信号に対して歪みのな
い光強度変調波形を得ることができる。
【0029】また、第8の発明、第9の発明、第10の
発明及び第11の発明によれば、筐体と同電位の回路基
板のパターンとそのパターン上に空中配線したカソード
ピンとで構成される部位はストリップ線路に相当する伝
送線路となり、広帯域で一定のインピーダンス特性が得
られるため、外部の回路の特性インピーダンスとの整合
を容易に取ることができる。よって、ギガビット帯の電
気信号に対して歪みのない光強度変調波形を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による発光素子モジュールの実装方
法の実施の形態1を示す構成図及びA−A’線断面図で
ある。
【図2】 この発明による発光素子モジュールの実装方
法の実施の形態1のスリーブ13の断面図である。
【図3】 この発明による発光素子モジュールの実装方
法の実施の形態2を示す構成図である。
【図4】 この発明による発光素子モジュールの実装方
法の実施の形態3を示す構成図及びA−A’線断面図で
ある。
【図5】 この発明による発光素子モジュールの実装方
法の実施の形態4を示す構成図及びA−A’線断面図で
ある。
【図6】 この発明による発光素子モジュールの実装方
法の実施の形態5を示す構成図である。
【図7】 従来の発光素子モジュールの実装方法を示す
構成図、発光素子モジュールの構造図及び発光素子モジ
ュールの底面図である。
【符号の説明】
1 発光素子、2 ステム、3 フランジ、4 キャッ
プ、5 ワイヤ、6カソードピン、7 アノードピン、
8 回路基板、9 カソード用パターン、10 アノー
ド用パターン、11 筐体、12 ネジ、13 スリー
ブ、14 誘電体、15 同軸線路、16 同軸線路の
内導体、17 回路基板、18 カソード用パターン、
19 アノード用パターン、20 カソードピン、21
誘電体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H04B 10/28 (56)参考文献 特開 平3−1576(JP,A) 特開 平7−99367(JP,A) 特開 平2−154483(JP,A) 特開 平9−148675(JP,A) 特開 平2−222185(JP,A) 特開 昭56−66077(JP,A) 特開 平2−235376(JP,A) 特開 平2−87559(JP,A) 特開 平11−186570(JP,A) 特開 平10−256650(JP,A) 特開 平5−136469(JP,A) 実開 平2−36061(JP,U) 実開 平2−3580(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 33/00 H04B 10/04 H04B 10/06 H04B 10/14 H04B 10/26 H04B 10/28 H01S 5/00 - 5/50 H01L 31/00 - 31/18

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 気密封止された発光素子と前記発光素子
    を外部の回路と電気的に接続するためのリードピンと外
    部の筐体に機械的及び電気的に接続する部位とを備えた
    発光素子モジュールにおいて、円筒の穴を施した導体を
    備え、前記導体を外部の筐体に電気的に接続し、前記導
    体の円筒の穴の中に前記発光素子モジュールの駆動信号
    入力用のリードピンを設け、前記駆動信号入力用のリー
    ドピンを外部の回路に接続したことを特徴とする発光素
    子モジュールの実装方法。
  2. 【請求項2】 導体の円筒の穴の中に設けられた駆動信
    号入力用のリードピンと前記導体の円筒の穴とで構成さ
    れる部位の特性インピーダンスが外部の回路の特性イン
    ピーダンスと整合されていることを特徴とする請求項1
    記載の発光素子モジュールの実装方法。
  3. 【請求項3】 気密封止された発光素子と前記発光素子
    を外部の回路と電気的に接続するためのリードピンと外
    部の筐体に機械的及び電気的に接続する部位とを備えた
    発光素子モジュールにおいて、円筒の穴を施した導体を
    備え、前記導体を外部の筐体に電気的に接続し、前記導
    体の円筒の穴の中に前記発光素子モジュールの駆動信号
    入力用のリードピンを設け、前記導体の円筒の穴と前記
    駆動信号入力用のリードピンとの間の空間に誘電体を設
    け、前記駆動信号入力用のリードピンを外部の回路に接
    続したことを特徴とする発光素子モジュールの実装方
    法。
  4. 【請求項4】 導体の円筒の穴の中に設けられた駆動信
    号入力用のリードピンと前記導体の円筒の穴とで構成さ
    れる部位の特性インピーダンスが外部の回路の特性イン
    ピーダンスと整合されていることを特徴とする請求項3
    記載の発光素子モジュールの実装方法。
  5. 【請求項5】 気密封止された発光素子と前記発光素子
    を外部の回路と電気的に接続するためのリードピンと外
    部の筐体に機械的及び電気的に接続する部位とを備えた
    発光素子モジュールにおいて、駆動信号入力用のリード
    ピンを同軸線路としたことを特徴とする発光素子モジュ
    ール。
  6. 【請求項6】 気密封止された発光素子と前記発光素子
    を外部の回路と電気的に接続するためのリードピンと外
    部の筐体に機械的及び電気的に接続する部位とを備え、
    駆動信号入力用のリードピンを同軸線路とした発光素子
    モジュールにおいて、前記発光素子モジュールから前記
    同軸線路の外導体の先端までの距離以上かつ内導体の先
    端までの距離以下のスペースを設けた駆動信号給電用の
    パターンと前記駆動信号給電用のパターンと前記発光素
    子モジュールとの間に筐体と電気的に接続されたパター
    ンとを形成した基板を備え、前記駆動信号給電用のパタ
    ーンと前記同軸線路の内導体とを電気的に接続し、前記
    筐体と電気的に接続されたパターンと、前記同軸線路の
    外導体とを電気的に接続したことを特徴とする発光素子
    モジュールの実装方法。
  7. 【請求項7】 同軸線路をなす駆動信号入力用のリード
    ピンの特性インピーダンスが外部の回路の特性インピー
    ダンスと整合されている発光素子モジュールを備えたこ
    とを特徴とする請求項6記載の発光素子モジュールの実
    装方法。
  8. 【請求項8】 気密封止された発光素子と前記発光素子
    を外部の回路と電気的に接続するためのリードピンと外
    部の筐体に機械的及び電気的に接続する部位とを備えた
    発光素子モジュールにおいて、駆動信号入力用のリード
    ピンに先端から外部の回路との接続しろ分の段差を施
    し、前記発光素子モジュールから前記駆動信号入力用の
    リードピンの段差までの距離以上かつ前記信号ピンの先
    端までの距離以下のスペースを設けた駆動信号給電用の
    パターンと前記駆動信号給電用のパターンと前記発光素
    子モジュールとの間に筐体と電気的に接続されたパター
    ンとを形成した基板を備え、前記駆動信号給電用のパタ
    ーンと前記駆動信号入力用のリードピンの先端とを電気
    的に接続したことを特徴とする発光素子モジュールの実
    装方法。
  9. 【請求項9】 駆動信号入力用のリードピンと、筐体と
    電気的に接続されたパターンとで構成される部位の特性
    インピーダンスが外部の回路の特性インピーダンスと整
    合されていることを特徴とする請求項8記載の発光素子
    モジュールの実装方法。
  10. 【請求項10】 気密封止された発光素子と前記発光素
    子を外部の回路と電気的に接続するためのリードピンと
    外部の筐体に機械的及び電気的に接続する部位とを備え
    た発光素子モジュールにおいて、駆動信号入力用のリー
    ドピンに先端から外部の回路との接続しろ分の段差を施
    し、前記発光素子モジュールから前記信号ピンの段差ま
    での距離以上かつ前記信号ピンの先端までの距離以下の
    スペースを設けた駆動信号給電用のパターンと前記駆動
    信号給電用のパターンと前記発光素子モジュールとの間
    に筐体と電気的に接続されたパターンとを形成した基板
    を備え、前記駆動信号給電用のパターンと前記駆動信号
    入力用のリードピンの先端とを電気的に接続し、前記駆
    動信号入力用のリードピンと前記筐体と電気的に接続さ
    れたパターンとの間の空間に誘電体を設けたことを特徴
    とする発光素子モジュールの実装方法。
  11. 【請求項11】 駆動信号入力用のリードピンと、筐体
    と電気的に接続されたパターンとで構成される部位の特
    性インピーダンスが外部の回路の特性インピーダンスと
    整合されていることを特徴とする請求項10記載の発光
    素子モジュールの実装方法。
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