JP3400748B2 - 受光素子アレイを用いた光分波器 - Google Patents

受光素子アレイを用いた光分波器

Info

Publication number
JP3400748B2
JP3400748B2 JP15762099A JP15762099A JP3400748B2 JP 3400748 B2 JP3400748 B2 JP 3400748B2 JP 15762099 A JP15762099 A JP 15762099A JP 15762099 A JP15762099 A JP 15762099A JP 3400748 B2 JP3400748 B2 JP 3400748B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
package
light
chip
receiving element
long side
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP15762099A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000349305A (ja
Inventor
高志 田上
健一 仲間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP15762099A priority Critical patent/JP3400748B2/ja
Application filed by Nippon Sheet Glass Co Ltd filed Critical Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority to CN00800863A priority patent/CN1310864A/zh
Priority to EP00935523A priority patent/EP1130656A1/en
Priority to CA002339148A priority patent/CA2339148A1/en
Priority to PCT/JP2000/003542 priority patent/WO2000076000A1/ja
Priority to US09/744,541 priority patent/US6710330B1/en
Priority to TW89110903A priority patent/TW479372B/zh
Publication of JP2000349305A publication Critical patent/JP2000349305A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3400748B2 publication Critical patent/JP3400748B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14643Photodiode arrays; MOS imagers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4236Fixing or mounting methods of the aligned elements
    • G02B6/4245Mounting of the opto-electronic elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4249Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4274Electrical aspects
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14618Containers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29304Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
    • G02B6/29305Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide
    • G02B6/29307Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide components assembled in or forming a solid transparent unitary block, e.g. for facilitating component alignment
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29304Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
    • G02B6/29305Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide
    • G02B6/2931Diffractive element operating in reflection
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4256Details of housings
    • G02B6/4262Details of housings characterised by the shape of the housing
    • G02B6/4265Details of housings characterised by the shape of the housing of the Butterfly or dual inline package [DIP] type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554External layer
    • H01L2224/0555Shape
    • H01L2224/05552Shape in top view
    • H01L2224/05554Shape in top view being square
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48135Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/1517Multilayer substrate
    • H01L2924/15192Resurf arrangement of the internal vias

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、受光素子アレイの
チップをパッケージの一辺に寄せて収納した受光素子ア
レイを用い、入力ファイバと受光素子アレイの受光部の
間隔くした光分波器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光分波器は、例えば波長多重伝送方式の
光通信システムにおいて、受信側で多重伝送されてきた
光を各波長毎に分離するデバイスとして用いられてい
る。様々な構成の光分波器が開発されているが、代表的
な例としては、光分波素子に回折格子を用いるものがあ
る。
【0003】回折格子を用いる光分波器の一つに、「リ
トロー型配置」と呼ばれる構成がある。これは、少なく
とも1本の入力ファイバ、コリメータレンズ、及び回折
格子等を具備し、入力ファイバからの光信号をコリメー
タレンズでコリメートして回折格子に導き、回折光を再
びコリメータレンズで収束させて光検出を行う。光検出
のために、入力ファイバに近接して多数の光ファイバを
配列したり、光導波路アレイを用いて、光検出器に導く
ようになっている。
【0004】また、回折格子を用いる他の形式の光分波
器として、少なくとも1本の入力ファイバ、コリメータ
レンズ、折り返しミラー、及び回折格子等を具備し、入
力ファイバからの光信号をコリメータレンズでコリメー
トし、折り返しミラーで反射して回折格子に導き、回折
光を光検出器に導く構成がある。ここで光検出器には受
光素子アレイが用いられている。受光素子アレイは、多
数の受光素子をアレイ状に配列形成した受光部を有する
チップを、多数の外部リードを有する長方形状のパッケ
ージ内に封入し、前記チップのボンディングパッドと外
部リード内端のボンディング取付端子との間をボンディ
ングワイヤにより結線した構造である。チップはDIP
型のパッケージの中央に組み込まれ、外部リードはパッ
ケージの両方の長辺側から引き出されている。現在市販
されている受光素子アレイは、このようなDIP型のパ
ッケージを用いたもののみである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のような光分波器
のうち、後者の折り返しミラーを用いる形式の光分波器
は、折り返しミラーに入射する光軸に対して、回折格子
で分波された光の光軸はほぼ垂直となるため、本質的に
小型化が困難な構造である。
【0006】それに対して前者の「リトロー型配置」の
光分波器は、コリメータレンズを透過して回折格子に入
射する光軸と回折光がコリメータレンズを透過して出射
する光軸とがほぼ一致した関係であるため、本質的に小
型化に適する構造である。
【0007】しかし、光検出器として従来構造の受光素
子アレイを用いるとすると、受光素子アレイはチップ及
びパッケージが最適構造ではなく、入力ファイバに接近
して配置できないため、コリメータレンズのコマ収差が
増大し光学特性が低下する問題が生じる。即ち、受光素
子アレイの受光部からパッケージの外周部までの距離が
長いし、入力ファイバと受光素子アレイは共役の位置に
取り付ける必要があるが、互いの大きさが制限となっ
て、受光素子アレイと入力ファイバとの距離を短くでき
ないためである。そのため、入力ファイバと受光素子ア
レイとの距離に対応した光学系の長さが必要となり、光
分波器を小型化する上で大きな障害となっている。
【0008】本発明の目的は、光検出器として受光素子
アレイを使用しても、入力ファイバに対して受光部を近
接配置可能とすることで、コマ収差を抑制でき、光学系
の長さを短縮して小型化を図ることができる光分波器を
提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明で用いる受光素子
アレイは、多数の受光素子をアレイ状に配列形成した受
光部を有するチップを、多数の外部リードと該外部リー
ドに接続されているボンディング端子を備えた長方形状
のパッケージ内に封入し、前記チップのボンディングパ
ッドとパッケージ側のボンディング端子との間をボンデ
ィングワイヤ等により結線する構成を前提とするもので
ある。ここで本発明では、(1) 前記チップの受光部周辺のうち一方の長辺側には
ボンディングパッドが形成されておらず、そのボンディ
ングパッドの無い方のチップ長辺がパッケージの一方の
外側長辺に接近するようにチップをパッケージの片側に
寄せて収容した構造、(2) 前記パッケージの一方の長辺側にはボンディング
端子が形成されておらず、チップ長辺がそのボンディン
グ端子の無い方のパッケージ外側長辺に接近するように
チップをパッケージの片側に寄せて収容した構造、(3) 前記パッケージの一方の長辺側には外部リードが
形成されておらず、チップ長辺がその外部リードの無い
方のパッケージ外側長辺に接近するようにチップをパッ
ケージの片側に寄せて収容した構造、のいずれか、ある
いはそれらを組み合わせた構造とする。それによって、
具体的には、チップの受光部中心とパッケージ外側長辺
との最短距離を3mm以下とするのが好ましい。
【0010】本発明に係る光分波器は、少なくとも1本
の入力ファイバ、コリメータレンズ、回折格子、及び受
光素子アレイをリトロー型配置とする構成とする。ここ
で上記のように、チップをパッケージの片側に寄せた受
光素子アレイを用い、該受光素子アレイを、その受光部
が前記入力ファイバの取付部に接近する向きで配置す
る。それによって、コリメータレンズの主面位置から受
光素子アレイまでの距離をL(mm)、チップの受光部中
心から入力ファイバまでの距離をW(mm)としたとき、
W/L≦4/50を満たすように設定する。
【0011】
【発明の実施の形態】まず最初に、本発明に係る光分波
器の一例を図1により説明する。この光分波器は、少な
くとも1本の入力ファイバ10、コリメータレンズ1
2、回折格子14、及び光検出器である受光素子アレイ
16を構成要素とし、互いに嵌合する3個のチューブ状
部材を用いて組み立てられている。単芯の入力ファイバ
10は、透明のファイバ実装用チューブ18の端面のフ
ァイバ固定用ウインドウ20にファイバ連結部22によ
って固定されている。コリメータレンズ12は中間チュ
ーブ24の端部に固定されている。更に回折格子14
は、回折格子実装用チューブ26の端面の回折格子固定
用ウインドウ28に固定されている。この例では、中間
チューブ24の両端部にファイバ実装用チューブ18と
回折格子実装用チューブ26が外装されており、光軸方
向に移動可能で且つ光軸回りに回転可能としてアクティ
ブアライメントできるようになっている。
【0012】外部の入力用ファイバ10からチューブ内
部に導入されて、該入力ファイバ10の開口数に応じて
拡がった発散光束はコリメータレンズ12に到達し、平
行光束に変換されてから回折格子14に到達する。回折
格子14の波長分散特性に応じて波長毎に分離された光
束は、コリメータレンズ12によって分波波長毎に収束
光束に変換され、コリメータレンズ12の焦点に一致す
るウインドウ20上で波長毎に集光して一列に並ぶ。こ
の波長毎の集光点と受光素子アレイ16の各受光素子が
それぞれ対応するように該受光素子アレイ16がウイン
ドウ20に固定されることで、各波長毎の光検出が行わ
れる。
【0013】ところで、回折された光束は光軸に対して
傾いてコリメータレンズを透過するためコマ収差が生じ
る。このコリメータレンズのコマ収差は、コリメータレ
ンズの主面位置から受光素子アレイまでの長さLと、受
光素子アレイと入力ファイバとの距離Wとに相関する。
コマ収差を低減するためには、比率W/Lを小さくする
必要がある。
【0014】図2のAに、直径20mm、焦点距離50mm
のコリメータレンズ(メンスグリオ製LAL013)を
用いたときのコマ収差のシミュレーション結果を示す。
縦軸はレンズ半径、横軸はコマ収差を示している。波長
λ=1500〜1600nmの光では、コマ収差1λ以内
で使用できるのはφ14mm以内の領域である。瞳面での
光束径は1/e2 の減衰として約φ10mmになる。
【0015】図2のBに示すように、コマ収差1λ以内
のφ14mmの領域に、入力ファイバから回折格子までの
往路光束(瞳面上でφ10mm)と、回折格子から受光素
子アレイまでの復路光束(瞳面上でφ10mm)とが入る
のは、両者の中心距離Wが4mm以内の場合である。つま
り、入力ファイバと受光素子アレイとの距離Wを4mm以
内に収める必要がある。
【0016】また図2のAに示すように、φ12mm以内
の領域ではコマ収差が0.5λ以内であることから、入
力ファイバと受光素子アレイとの距離Wを3mm以内に収
めると、更に顕著な効果が現れる。従って、コリメータ
レンズのコマ収差は、 W/L≦4/50 の関係を満たす範囲で抑制でき、更に望ましくは、 W/L≦3/50 とすることである。従って、図1に示す光分波器の例で
述べると、コリメータレンズのコマ収差を抑制するに
は、Lを50mmとしたとき、Wを4mm以下にすればよ
い。Wを3mm以下にすれば、コマ収差の抑制効果は更に
顕著になる。
【0017】そこで、上記入力ファイバと受光素子アレ
イとの距離Wの値を短縮するため、本発明者等は受光素
子アレイのチップ及びパッケージに着目し、受光素子ア
レイの受光部からパッケージ外周部までの距離を短縮す
る工夫を施した。
【0018】図3は入力ファイバ中心から受光素子アレ
イの受光部中心までの距離Wの説明図である。入力ファ
イバ10の中心から被覆材外周までの距離をd、受光素
子アレイ16の受光部中心からパッケージ最外周までの
距離をDとすると、ファイバ連結部22がパッケージに
密着した場合がW=D+dであるが、両者には隙間を設
ける場合もあるので、 W≧D+d の関係が成り立つ。入力ファイバ10の耐候性を維持す
るためには、入力ファイバ中心から被覆材外周までの距
離dは最小でも1mmが必要であることから、受光素子ア
レイ16の受光部中心からパッケージ外周部までの距離
Dは3mm以内にすることが望ましいということになる。
【0019】図4に受光素子アレイの断面図を示す。パ
ッケージ本体30には、外側から、外部リード32、封
止用キャップ34、パッケージ側(外部リード内端)ワ
イヤボンディング取付端子36の順で構成され、受光素
子チップ38が搭載されている。図中、aはパッケージ
の外部リード32及び封止材39のダレを考慮して、
0.5〜1mm程度必要である。bは封止材39の長さで
あり1mm程度、cはワイヤボンディング取付端子36に
要する部分であり0.5mm程度、dはパッケージ本体3
0と受光素子チップ38との隙間であり0.5mm程度が
必要である。これらa〜dで2.5〜3.0mmを要す
る。更に、受光素子チップ38のワイヤボンディングパ
ッドと、ワイヤボンディングパッドから受光素子までの
配線(図示せず)を考慮すると、受光素子チップ端縁か
ら受光素子中心までの長さeは0.5mm程度を要する。
これらを総合すると、パッケージ最外周から受光部中心
までの距離Dは、a〜eの合計で3.0mm以上になって
しまう。
【0020】受光素子アレイの受光部中心からパッケー
ジ最外周までの距離Dを3mm以内に収めて、コマ収差を
抑制した光分波器を実現するため、本発明では、(1) チップの一方の長辺側にはボンディングパッドが
ない。(2) パッケージの一方の長辺側にはボンディング端子
がない。(3) パッケージの一方の長辺側には外部リードがな
い。 のいずれか、もしくはそれら(1)(3)を組み合わ
せ、チップをパッケージの片側に寄せて収容した構造
受光素子アレイを用いている
【0021】
【実施例】図5のA,Bは本発明で用いる受光素子アレ
イに組み込むチップの実施例を示す説明図である。図5
のAは、多数の受光素子40を配列したチップ42上
で、該受光素子40から電気信号を引き出すためのボン
ディングパッド44の取り出し方向を、入力ファイバ側
とは反対の方向及び直交する方向に行った例である。図
5のBは、ボンディングパッド44の取り出し方向を、
入力ファイバ側とは反対の方向のみに行った例である。
いずれにしてもボンディングパッド44の取り出しを入
力ファイバ側に行わないことにより、受光素子アレイの
受光部中心からパッケージ最外周までの距離Dを0.2
〜0.3mm程度短縮できるので、3mm以内にできる。
【0022】図6のA,Bは本発明で用いる受光素子ア
レイの実施例を示す説明図であり、受光素子アレイのチ
ップとパッケージとの接続位置を示している。チップの
ボンディングパッド44と、パッケージ側(例えば外部
リード内端)のボンディング端子46との間はボンディ
ングワイヤによって接続される。受光素子チップ42の
電気信号は、チップのボンディングパッド44からボン
ディングワイヤ及びパッケージ側のボンディング端子4
6を介してパッケージの外周に設置された外部リード
(図示せず)から外部に出力される。図6のAは、図5
のAに示す受光素子アレイのチップを組み込み、パッケ
ージ側のボンディング端子46を入力ファイバ側とは反
対方向及び直交する方向に設置した例である。図6のB
は、図5のBに示す受光素子アレイのチップを組み込
み、パッケージ側のボンディング端子46を入力ファイ
バ側とは反対方向だけに設置した例である。このように
パッケージのボンディング端子を入力ファイバ側に設け
ないことにより、受光素子アレイの受光部中心からパッ
ケージ最外周までの距離Dをさらに0.5mm程度短くで
きる。
【0023】図7のA〜Cにパッケージの外部リード取
付位置についての実施例を示す。図7のA及びBはパッ
ケージ50の外部リード52を、入力ファイバ10と反
対方向及び直交方向に配置した例である。図7のCはパ
ッケージ50の外部リード52を、入力ファイバ10と
反対方向だけに配置した例である。図7のA〜Cに示す
ように、パッケージ50の外部リード52の取付を入力
ファイバ側で行わないことにより、受光素子アレイの受
光部54中心から入力ファイバ10の中心までの距離を
短くできる。外部リードの削除により、0.5mm程度短
くできるので、距離Dを3mm以内にできる。
【0024】本発明で用いる受光素子アレイの概略構成
をまとめたのが図8〜図10である。前記のように、受
光素子アレイの受光部中心とパッケージ外側との距離を
短くするために、本発明では、(1) チップの一方の長辺側にはボンディングパッドが
ない。(2) パッケージの一方の長辺側にはボンディング端子
がない。(3) パッケージの一方の長辺側には外部リードがな
い。 のいずれか、もしくはそれら(1)(3)を組み合わ
せ(即ち、(1)(2)(1)(3)(2)
(3)(1)(2)(3))、チップをパッケー
ジの片側に寄せて収容した構造の受光素子アレイを用い
【0025】図8のAは、上記(1)に対応する構造の
例である。チップ60は、その一方の長辺側のみにボン
ディングパッド62が設けられ、両側にボンディング端
子64と外部リード66を有するパッケージに収容され
ている。ボンディングパッド62とボンディング端子6
4間はボンディングワイヤ68で結線されている。図8
のBは、上記(2)に対応する構造の例である。チップ
61は、その両方の長辺側にボンディングパッド62が
設けられ、一方の長辺を除く3辺にボンディング端子6
4を有し、且つ両方の長辺に外部リード66を有するパ
ッケージに収容されている。図8のCは、上記(3)
対応する構造の例である。チップ61は、その両方の長
辺側にボンディングパッド62が設けられ、両方の長辺
にボンディング端子64を有し且つ一方の長辺のみに外
部リード66を有するパッケージに収容されている。図
面左手側のボンディング端子と外部リードとは内部リー
ド70によって接続されている。
【0026】上記(1)(3)を組み合わせると、受
光素子アレイの受光部中心とパッケージ外側の距離を更
に短縮できる。図9のAは、上記(1)(2)に対応
する構造の例である。チップ60は、その一方の長辺側
のみにボンディングパッド62が設けられ、一方の長辺
のみにボンディング端子64を有し且つ両方の長辺に外
部リード66を有するパッケージに収容されている。図
9のBは、上記(1)(3)に対応する構造の例であ
る。チップ60は、その一方の長辺側のみにボンディン
グパッド62が設けられ、両方の長辺にボンディング端
子64を有し且つ一方の長辺のみに外部リード66を有
するパッケージに収容されている。図9のCは、上記
(2)(3)に対応する構造の例である。チップ61
は、その両方の長辺側にボンディングパッド62が設け
られ、一方の長辺のみにボンディング端子64を有し且
つそれと同じ長辺のみに外部リード66を有するパッケ
ージに収容されている。なお、図9のA及びBでは、図
面が錯綜するためボンディングワイヤは図示していな
い。
【0027】図10は、上記(1)(2)(3)
対応する構造の例である。チップ60は、その一方の長
辺側にボンディングパッド62が設けられ、それと同じ
一方の長辺のみにボンディング端子64を有し且つそれ
と同じ長辺のみに外部リード66を有するパッケージに
収容されている。受光素子アレイの電気信号はチップ6
0上のボンディングパッド62からボンディングワイヤ
68によってパッケージ側のボンディング端子64に接
続され、パッケージの外部リード66から電気信号が取
り出せる。
【0028】図8のAあるいは図9のCでは、図10の
場合と同様、パッケージ側のボンディング端子は外部リ
ード内端でよい。しかし図8のC、図9のAあるいはB
においては、外部リードに接続されるボンディング端子
の一部は、例えば図11に示すような構造とする。図面
右側のボンディング端子は右側の外部リード内端であ
る。図面左側のボンディング端子64はスルーホール7
1、内部リード72、スルーホール73によって右側の
外部リード66に接続される。チップ60のボンディン
グパッド62とボンディング端子64とはボンディング
ワイヤ68で接続される。
【0029】上記の各実施例では、チップのボンディン
グパッドとパッケージ側のボンディング端子とをボンデ
ィングワイヤのみで結線する構成を説明したが、この結
線はパッケージに設けた中継配線を介して行ってもよ
い。ボンディングワイヤがチップの受光部の上を横切る
ような場合には、このような中継配線を用いることが有
効である。この場合の結線は、ボンディングパッド→ボ
ンディングワイヤ→パッケージに設けた中継配線→ボン
ディングワイヤ→ボンディング端子の順となる。パッケ
ージに設ける中継配線としては、プリント基板の配線の
ようにパッケージに予め配線を設ける構成、あるいは配
線を作製したマウント板をチップに隣接配置する構成な
どがある。
【0030】その一例を図12に示す。パッケージに受
光素子アレイのチップ60を収容すると共に、該チップ
60に隣接してマウント板80を収容する。マウント板
80は、表面に所望パターンの中継配線82を形成した
ものである。チップのボンディングパッドと中継配線の
一端をボンディングワイヤで結線し、中継配線の他端と
ボンディング端子をボンディングワイヤで結線する。こ
の例では、チップのボンディングパッドの一部の結線に
マウント板の中継配線を用いているが、チップのボンデ
ィングパッドの全ての結線にマウント板の中継配線を用
いてもよい。
【0031】なお本発明は、上記実施例に限定されるも
のではなく、パッケージの外部リードはパッケージの裏
面側(下面側)から取り出してもよい。
【0032】
【発明の効果】本発明は上記のように、(1)チップの
受光部周辺の一方の長辺側にはボンディングパッドがな
い、(2)パッケージの一方の長辺側にはボンディング
端子がない、(3)パッケージの一方の長辺側には外部
リードがない、のいずれか又はそれらを組み合わせ、チ
ップをパッケージの片側に寄せて収容した構造の受光素
子アレイを用いるので、他の光学部品や光ファイバ等に
近接して配置することが可能となり、光デバイスの小型
化に貢献しうる。
【0033】また本発明では、リトロー型配置の光分波
器において、上記のような受光素子アレイを用いること
で、受光素子アレイから入力ファイバまでの距離(W)
を、コリメータレンズの主面位置から受光素子アレイま
での長さ(L)に対して、W/L≦4/50を満たすよ
うにでき、コリメータレンズのコマ収差を抑制でき、光
学特性を損なうことなく光学系を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】リトロー型配置の光分波器の説明図。
【図2】それに組み込むコリメータレンズのコマ収差の
説明図。
【図3】従来の受光素子アレイの平面図。
【図4】その受光素子アレイの断面図。
【図5】本発明で用いる受光素子アレイのチップ説明
図。
【図6】本発明で用いる受光素子アレイのワイヤボンデ
ィング取付端子の説明図。
【図7】本発明で用いる受光素子アレイの外部リード取
付位置の説明図。
【図8】本発明で用いる受光素子アレイの実施例の説明
図。
【図9】本発明で用いる受光素子アレイの実施例の説明
図。
【図10】本発明で用いる受光素子アレイの一実施例を
示す一部破断斜視図。
【図11】パッケージ断面構造の一例を示す説明図。
【図12】マウント板を用いた中継配線の例を示す説明
図。
【符号の説明】
10 入力ファイバ 12 コリメータレンズ 14 回折格子 16 受光素子アレイ 60,61 チップ 62 ボンディングパッド 64 ボンディング端子 66 外部リード 68 ボンディングワイヤ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−75544(JP,A) 特開 平1−184865(JP,A) 特開 昭57−29005(JP,A) 特開 平1−142506(JP,A) 特開 平7−104154(JP,A) 特開 平5−343563(JP,A) 実開 昭63−39955(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 31/00 - 31/024 H01L 27/14 - 27/148 G02B 6/26 - 6/35 G02B 6/42 - 6/43

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1本の入力ファイバ、コリメ
    ータレンズ、回折格子、及び受光素子アレイをリトロー
    型配置とした光分波器において、 受光素子アレイは、多数の受光素子をアレイ状に配列形
    成した受光部を有するチップを、多数の外部リードと該
    外部リードに接続されているボンディング端子を備えた
    長方形状のパッケージ内に封入し、前記チップのボンデ
    ィングパッドとパッケージ側のボンディング端子との間
    を結線した構造をなし、 前記チップは、その受光部周辺のうち一方の長辺側には
    ボンディングパッドが形成されておらず、そのボンディ
    ングパッドの無い方のチップ長辺がパッケージの一方の
    外側長辺に接近するようにチップをパッケージの片側に
    寄せて収容し、チップ長辺方向と直交しボンディングパ
    ッドの無い方のチップ長辺に近接して光ファイバを設け
    たことを特徴とする受光素子アレイを用いた光分波器。
  2. 【請求項2】 少なくとも1本の入力ファイバ、コリメ
    ータレンズ、回折格子、及び受光素子アレイをリトロー
    型配置とした光分波器において、 受光素子アレイは、多数の受光素子をアレイ状に配列形
    成した受光部を有するチップを、多数の外部リードと該
    外部リードに接続されているボンディング端子を備えた
    長方形状のパッケージ内に封入し、前記チップのボンデ
    ィングパッドとパッケージ側のボンディング端子との間
    を結線した構造をなし、 前記パッケージは、その一方の長辺側にはボンディング
    端子が形成されておらず、チップ長辺がそのボンディン
    グ端子の無い方のパッケージ外側長辺に接近するように
    チップをパッケージの片側に寄せて収容し、チップ長辺
    方向と直交しボンディング端子の無い方のパッケージ外
    側長辺に近接して光ファイバを設けたことを特徴とする
    受光素子アレイを用いた光分波器。
  3. 【請求項3】 少なくとも1本の入力ファイバ、コリメ
    ータレンズ、回折格子、及び受光素子アレイをリトロー
    型配置とした光分波器において、 受光素子アレイは、多数の受光素子をアレイ状に配列形
    成した受光部を有するチップを、多数の外部リードと該
    外部リードに接続されているボンディング端子を備えた
    長方形状のパッケージ内に封入し、前記チップのボンデ
    ィングパッドとパッケージ側のボンディング端子との間
    を結線した構造をなし、 前記パッケージは、その一方の長辺側には外部リードが
    形成されておらず、チップ長辺がその外部リードの無い
    方のパッケージ外側長辺に接近するようにチップをパッ
    ケージの片側に寄せて収容し、チップ長辺方向と直交し
    外部リードの無い方のパッケージ外側長辺に近接して光
    ファイバを設けたことを特徴とする受光素子アレイを用
    いた光分波器。
  4. 【請求項4】 ボンディングパッドが無い方のチップ長
    辺に接近する方のパッケージ外側長辺にはボンディング
    端子が設置されていない受光素子アレイを用いる請求項
    1記載の光分波器
  5. 【請求項5】 ボンディングパッドが無い方のチップ長
    辺に接近する方のパッケージ外側長辺からは外部リード
    が引き出されていない受光素子アレイを用いる請求項1
    記載の光分波器
  6. 【請求項6】 ボンディング端子が無い方のパッケージ
    外側長辺からは外部リードが引き出されていない受光素
    子アレイを用いる請求項2記載の光分波器
  7. 【請求項7】 ボンディングパッドが無い方のチップ長
    辺に接近する方のパッケージ外側長辺にはボンディング
    端子及び外部リードが設置されていない受光素子アレイ
    を用いる請求項1記載の光分波器
  8. 【請求項8】 チップの受光部中心とパッケージ外側長
    辺との最短距離が3mm以下である受光素子アレイを用い
    請求項1乃至7のいずれかに記載の光分波器
  9. 【請求項9】 チップのボンディングパッドとボンディ
    ング端子との間の結線が、パッケージ内に設けた中継配
    線とボンディングワイヤによってなされている受光素子
    アレイを用いる請求項1乃至8のいずれかに記載の光分
    波器
  10. 【請求項10】 光分波器は、少なくとも1本の入力フ
    ァイバ、コリメータレンズ、回折格子、及びと受光素子
    アレイをリトロー配置とした構造であって、コリメータ
    レンズの主面位置から受光素子アレイまでの距離をL
    (mm)、チップの受光部中心から入力ファイバまでの距
    離をW(mm)としたとき、 W/L≦4/50 を満たしている請求項1乃至9のいずれかに記載の光分
    波器。
JP15762099A 1999-06-04 1999-06-04 受光素子アレイを用いた光分波器 Expired - Fee Related JP3400748B2 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15762099A JP3400748B2 (ja) 1999-06-04 1999-06-04 受光素子アレイを用いた光分波器
EP00935523A EP1130656A1 (en) 1999-06-04 2000-06-01 Photodetector array device and optical demultiplexer using the same
CA002339148A CA2339148A1 (en) 1999-06-04 2000-06-01 Light-receiving element array device and optical demultiplexer using the same
PCT/JP2000/003542 WO2000076000A1 (en) 1999-06-04 2000-06-01 Photodetector array device and optical demultiplexer using the same
CN00800863A CN1310864A (zh) 1999-06-04 2000-06-01 受光元件阵列器件及其制作的分光器
US09/744,541 US6710330B1 (en) 1999-06-04 2000-06-01 Light-receiving element array device and optical demultiplexer using the same
TW89110903A TW479372B (en) 1999-06-04 2000-06-03 Photodetector array device and optical demultiplexer using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15762099A JP3400748B2 (ja) 1999-06-04 1999-06-04 受光素子アレイを用いた光分波器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000349305A JP2000349305A (ja) 2000-12-15
JP3400748B2 true JP3400748B2 (ja) 2003-04-28

Family

ID=15653720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15762099A Expired - Fee Related JP3400748B2 (ja) 1999-06-04 1999-06-04 受光素子アレイを用いた光分波器

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6710330B1 (ja)
EP (1) EP1130656A1 (ja)
JP (1) JP3400748B2 (ja)
CN (1) CN1310864A (ja)
CA (1) CA2339148A1 (ja)
TW (1) TW479372B (ja)
WO (1) WO2000076000A1 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6415080B1 (en) 1999-09-03 2002-07-02 Zolo Technologies, Inc. Echelle grating dense wavelength division multiplexer/demultiplexer
US6909826B2 (en) 1999-10-28 2005-06-21 Princeton Lightwave, Inc. Multiple grating optical waveguide monitor
US7209230B2 (en) 2004-06-18 2007-04-24 Luckoff Display Corporation Hand-held spectra-reflectometer
US7456957B2 (en) * 2005-08-03 2008-11-25 Carl Zeiss Meditec, Inc. Littrow spectrometer and a spectral domain optical coherence tomography system with a Littrow spectrometer
US7342659B2 (en) * 2005-01-21 2008-03-11 Carl Zeiss Meditec, Inc. Cross-dispersed spectrometer in a spectral domain optical coherence tomography system
US7233394B2 (en) 2005-06-20 2007-06-19 Luckoff Display Corporation Compact spectrometer
EP1795496A2 (en) 2005-12-08 2007-06-13 Yamaha Corporation Semiconductor device for detecting pressure variations
US9057841B2 (en) * 2008-01-03 2015-06-16 Oplink Communications, Inc. Wavelength division multiplexing
JP6516501B2 (ja) 2015-02-17 2019-05-22 キヤノン株式会社 走査光学装置及び画像形成装置
US9740135B2 (en) * 2015-02-17 2017-08-22 Canon Kabushiki Kaisha Optical scanning device

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5729005A (en) * 1980-07-30 1982-02-16 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical branching filter
JPS6339955U (ja) * 1986-08-29 1988-03-15
JPH01142506A (ja) * 1987-11-27 1989-06-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光チューナ
JPH01184865A (ja) * 1988-01-13 1989-07-24 Fujitsu Ltd 密着型イメージセンサ
JPH05343563A (ja) * 1992-06-04 1993-12-24 Toshiba Corp セラミックパッケージ
US5555334A (en) * 1993-10-07 1996-09-10 Hitachi, Ltd. Optical transmission and receiving module and optical communication system using the same
JPH0875544A (ja) * 1994-09-09 1996-03-22 Hamamatsu Photonics Kk 半導体光検出装置
US5926272A (en) * 1997-04-08 1999-07-20 Curtiss; Lawrence E. Spectroscopy
JP3355489B2 (ja) * 1998-03-11 2002-12-09 日本板硝子株式会社 光分波器およびその組立方法
JP3909969B2 (ja) * 1998-12-09 2007-04-25 日本板硝子株式会社 光分波器
JP3677593B2 (ja) * 1999-03-30 2005-08-03 日本板硝子株式会社 光分波器及びその調心組立方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1310864A (zh) 2001-08-29
CA2339148A1 (en) 2000-12-14
WO2000076000A1 (en) 2000-12-14
EP1130656A1 (en) 2001-09-05
JP2000349305A (ja) 2000-12-15
US6710330B1 (en) 2004-03-23
TW479372B (en) 2002-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6572278B2 (en) Opto-electronic device having staked connection between parts to prevent differential thermal expansion
US7128477B2 (en) Optical transmitter and receiver module
US7076125B2 (en) Optical circuit element and production method therefor, array-form optical circuit element, optical circuit device using it
US7106980B2 (en) Optical receiver
KR0168898B1 (ko) 쌍방향 전송용 광 모듈
JP2001154066A (ja) 光トランシーバ用光学系ユニット
US6239891B1 (en) Optical demultiplexer and method of assembling same
US20030128916A1 (en) Wavelength-multiplexing bidirectional optical transmission module
JPH07104146A (ja) 光部品の製造方法
JP3400748B2 (ja) 受光素子アレイを用いた光分波器
US8664584B2 (en) Compact tap monitor with a reflection mask
US6721511B1 (en) Optical communication equipment and optical communication network equipment
JPS61113009A (ja) 光マルチプレクサ/デマルチプレクサ
JPS5844414A (ja) 波長マルチプレクサまたは波長デマルチプレクサ
US7668422B2 (en) Arrangement for multiplexing and/or demultiplexing optical signals having a plurality of wavelengths
US20040202417A1 (en) Optical monitor device
EP2083298B1 (en) Optical device comprising a compact dispersing system
JPH0961678A (ja) 半導体受光素子
JPS61226713A (ja) 光波長多重伝送用光モジユ−ル
US6816646B2 (en) Light-sensitive detector and optical demultiplexer
KR20050013770A (ko) 양방향 광 모듈 팩키지
JP2865789B2 (ja) 光伝送モジュール
US6989945B2 (en) Long-throw, tight focusing optical coupler
JPH09297247A (ja) 光モジュール
JP3537485B2 (ja) 光パッケージ

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees