JP3775369B2 - Laser module - Google Patents

Laser module Download PDF

Info

Publication number
JP3775369B2
JP3775369B2 JP2002265928A JP2002265928A JP3775369B2 JP 3775369 B2 JP3775369 B2 JP 3775369B2 JP 2002265928 A JP2002265928 A JP 2002265928A JP 2002265928 A JP2002265928 A JP 2002265928A JP 3775369 B2 JP3775369 B2 JP 3775369B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chip
conductor pattern
laser
chip carrier
wire
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
JP2002265928A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004103953A (en
Inventor
秀章 北嶋
貴 鴻巣
和尋 谷田
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.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries 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
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2002265928A priority Critical patent/JP3775369B2/en
Publication of JP2004103953A publication Critical patent/JP2004103953A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3775369B2 publication Critical patent/JP3775369B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーザモジュール内でレーザチップを搭載するレーザチップキャリアに関する。
【0002】
【従来の技術】
レーザモジュールは、光通信用の光源として一般的に使用されている。レーザモジュールは、外部からの電気信号を光信号に変換して出力する。レーザモジュールは、半導体レーザチップを内蔵している。レーザモジュールは、外部から駆動電流信号を受け取る。この駆動電流信号がレーザチップに注入され、これによりレーザチップが発光する。レーザチップから発する光は、駆動電流信号に応じたパワーを有する。駆動電流信号が変調されていれば、レーザモジュールは、駆動電流信号と同じように変調された光信号を出力する(特許文献1および2参照)。
【0003】
図7は、従来のレーザモジュール内に配置されたレーザチップを示す概略斜視図である。レーザチップ10は、チップキャリア12の上面に搭載されている。チップキャリア12の上面には、導体パターン12bおよび12bが設けられている。レーザチップ10の底面は、導体パターン12bに接触している。レーザチップ10の底面に設けられた電極は、導体パターン12bに電気的に接続されている。一方、レーザチップ10の上面に設けられた電極は、ワイヤ14を介して導体パターン12bにワイヤボンディングされている。
【0004】
レーザモジュール内には、配線部材20がチップキャリア12に対向するようにして配置されている。配線部材20の上面には、導体パターン22aおよび22bが設けられている。これらの導体パターンは、レーザモジュールの外側へ延びる2本の信号入力ピン(図示せず)にそれぞれ電気的に接続されている。レーザモジュールは、これらの信号入力ピンを介して駆動電流信号を受け取る。導体パターン22aは、ワイヤ24aによって導体パターン12bにワイヤボンディングされている。同様に、導体パターン22bは、ワイヤ24bによって導体パターン12bにワイヤボンディングされている。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−240874号公報
【特許文献2】
特開2000−91695号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
図7に示されるように、レーザチップ10の上面とチップキャリア12の上面との間には、レーザチップ10の厚みに相当する段差が生じている。この段差のために、レーザチップ10の上面の電極と導体パターン12bとを結ぶボンディングワイヤ14が比較的長くなる。ボンディングワイヤ14が長いと、レーザチップ10の駆動電流経路のインダクタンスが大きくなる。このため、レーザモジュールに入力された駆動電流信号が劣化しやすく、それに応じて出力光信号も劣化しやすい。駆動電流信号の劣化は、その駆動電流信号が高周波信号のときに特に顕著である。
【0007】
そこで、この発明は、レーザチップに接続されるボンディングワイヤを短縮することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明のチップキャリアは、その上面にレーザチップが搭載されている。このレーザチップの下面には、駆動電流を注入するための下部電極が設けられている。チップキャリアの上面には、導体パターンが設けられている。レーザチップの下部電極は、この導体パターンに電気的に接続されている。このレーザチップの上面には、駆動電流を注入するための上部電極が設けられている。このチップキャリアは、レーザチップの上部電極の付近からチップキャリアの上面付近まで延在する導電性部材を有している。この導電性部材は、チップキャリアの上面に対して傾斜した傾斜部を有している。レーザチップの上部電極は、この導電性部材にワイヤボンディングされている。
【0009】
この発明のレーザモジュールは、(a)上記のチップキャリアと、(b)このチップキャリアに対向し、その上面に第1および第2の導体パターンを有する配線部材と、(c)このチップキャリアおよび配線部材を収容する筐体と、(d)第1および第2の導体パターンにそれぞれ電気的に接続され、筐体の外側に延びる第1および第2の信号入力ピンとを備えている。配線部材の第1導体パターンは、チップキャリア上の導体パターンにワイヤボンディングされている。配線部材の第2導体パターンは、チップキャリアの導電性部材にワイヤボンディングされている。このレーザモジュール内において、配線部材の導体パターンと信号入力ピンとの間に電気回路が設けられていてもよい。この電気回路は、例えば、レーザチップの駆動電流信号の増幅回路である。
【0010】
導電性部材の一部は、レーザチップの上部電極の付近に位置する。この部分と上部電極とは、短いワイヤを用いてワイヤボンディングできる。導電性部材は、チップキャリアの上面付近に位置する部分も含んでいる。この部分と配線部材の第2導体パターンとは、短いワイヤを用いてワイヤボンディングできる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、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。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。
【0012】
(第1実施形態)
図1〜図3を参照しながら、第1の実施形態に係る半導体レーザモジュール1の構成を説明する。図1は、このレーザモジュール1の構成を示す部分破断斜視図である。図2は、レーザモジュール1の部分破断側面図である。図3は、レーザモジュール1に内蔵されたチップキャリア12の構成を示す斜視図である。図1および図2では、レーザモジュール1の筐体8の上壁は図示されていない。
【0013】
レーザモジュール1は、バタフライ型のモジュールである。レーザモジュール1の筐体8内には、チップキャリア12が収容されている。チップキャリア12は、絶縁性または半絶縁性である。チップキャリア12は、直方体形状を有している。チップキャリア12の上面は、筐体8の底面と実質的に平行である。チップキャリア12は、搭載部材16上に搭載されている。搭載部材16は、ペルチェ素子18の上に固定されている。ペルチェ素子18は、筐体8の底面に固定されている。
【0014】
チップキャリア12の上面12aには、半導体レーザチップ10およびメタルブロック30が搭載されている。レーザチップ10は、駆動電流を注入するための二つの電極、すなわち上部電極および下部電極(図示せず)を有している。上部電極は、レーザチップ10の上面に設けられ、下部電極は、レーザチップ10の底面に設けられている。チップキャリア12の上面には、導体パターン12bも設けられている。レーザチップ10は、導体パターン12b上に設置されている。レーザチップ10の下部電極は、導体パターン12bに電気的に接続されている。導体パターン12bは、レーザチップ10からチップキャリア12の一つのエッジまで延在している。
【0015】
筐体8内には、2個の配線部材20、21がさらに収容されている。これらの配線部材20、21は、筐体8の互いに対向する二つの側壁にそれぞれ取り付けられている。配線部材20、21は、チップキャリア12の両側方に配置されている。配線部材20、21の各上面の高さは、チップキャリア12の上面12aの高さに実質的に等しい。配線部材20、21は、それぞれ絶縁体であるセラミックから構成されている。配線部材20、21の上面には、それぞれ複数の導体パターン22が設けられている。各導体パターン22には、信号入力ピン26が接続されている。これらの信号入力ピン26は、筐体8の側壁から外側に延びている。
【0016】
一方の配線部材20は、チップキャリア12とワイヤボンディングされている。具体的には、チップキャリア12上の導体パターン12bと配線部材20上の導体パターン22aが、ワイヤ24aによってワイヤボンディングされている。また、チップキャリア12上のメタルブロック30と配線部材20上の導体パターン22bが、ワイヤ24bによってワイヤボンディングされている。
【0017】
筐体8内には、レンズ40も収容されている。レンズ40は、レーザチップ10の光出射面に対向させて配置されている。レンズ40は、レーザチップ10が発するレーザ光を集光する。筐体8の前壁には、フェルール42が取り付けられている。フェルール42は、光ファイバ(図示せず)を内蔵している。この光ファイバは、レンズ40を介してレーザチップ10に光学的に接続されている。レーザチップ10からのレーザ光は、レンズ40によって集光され、フェルール42内の光ファイバに送られる。レーザ光は、この光ファイバによってレーザモジュール1の外部へ出力される。
【0018】
この実施形態の特徴は、チップキャリア12上にメタルブロック30を設置したことにある。メタルブロック30は、直角三角柱形状を有している。メタルブロック30は、その斜面30aを上に向けて設置されている。斜面30aは、チップキャリア12の上面12aに対して、一定の角度で傾斜している。斜面30aは、レーザチップ10の上面の付近からチップキャリア12の上面12aの付近まで延在している。メタルブロック30は、互いに直交する二つの側面30bおよび30cを有している。側面30bは、チップキャリア12の上面12aに接している。側面30cは、レーザチップ10と対向している。斜面30aと側面30bとが交差するエッジは、チップキャリア12のエッジに位置合わせされている。上面12aに垂直な方向に沿ったメタルブロック30の高さは、レーザチップ10の高さとほぼ同じである。
【0019】
ボンディングワイヤ14は、レーザチップ10の上部電極とメタルブロック30の斜面30aとの間に接続されている。ボンディングワイヤ24bは、配線部材20の導体パターン22bとメタルブロック30の斜面30aとの間に接続されている。この結果、導体パターン22bとレーザチップ10の上部電極とが電気的に接続される。一方、レーザチップ10の下部電極は、チップキャリア12の導体パターン12bに電気的に接続されており、導体パターン12bは配線部材20の導体パターン22aとワイヤボンディングされている。この結果、レーザチップ10の下部電極は、導体パターン22aと電気的に接続されている。このようにして、導体パターン22a、ワイヤ24a、導体パターン12b、レーザチップ10、ワイヤ14、メタルブロック30、ワイヤ24bおよび導体パターン22bからなる電流経路が形成される。なお、表皮効果により、大部分の電流は、メタルブロック30のうち斜面30aを含む表層部を流れる。
【0020】
導体パターン22a、22bには、それぞれ信号入力ピン26a、26bが接続されている。レーザモジュール1の動作時には、外部駆動回路が信号入力ピン26aおよび26bに接続される。外部駆動回路は、レーザチップ10の駆動電流を生成し、信号入力ピン26aおよび26bの一方から他方に流す。この駆動電流は、上記の電流経路を流れて、レーザチップ10に注入される 。これにより、レーザチップ10はレーザ光を発する。
【0021】
以下では、この実施形態の利点を説明する。図3と図7を比較すれば明らかなように、この実施形態のチップキャリア12では、レーザチップ10に接続されるボンディングワイヤ14が従来技術に比べて短い。これは、レーザチップ10の上面とチップキャリア12の上面12aとの段差が、メタルブロック30によって埋められているからである。メタルブロック30の斜面30aは、レーザチップ10の上部電極の高さから、配線部材20の導体パターン22bの高さまで傾斜している。したがって、ワイヤ14および24bは、それぞれ高さのほぼ等しい2点間に接続することができる。このため、ワイヤ14およびワイヤ24bを短縮できる。この結果、駆動電流経路のインダクタンスを抑え、出力光信号の劣化を防止できる。
【0022】
また、ワイヤ14とワイヤ24bが導電性の斜面30aを介して接続されていることは、別の利点を生み出す。以下では、図3と図4を比較しながら、この利点を説明する。ここで、図4は、本実施形態のメタルブロック30と異なる形状のメタルブロック50が搭載されたチップキャリア12を示す斜視図である。
【0023】
図4に示されるメタルブロック50は、直方体形状を有している。チップキャリア12の上面12aには、導体パターン12bに加えて、導体パターン12cが設けられている。メタルブロック50は、この導体パターン12c上に設置され、導体パターン12cに電気的に接続されている。メタルブロック50の上面50aは、レーザチップ10の上部電極にワイヤ14によってワイヤボンディングされている。導体パターン12cは、配線部材20の導体パターン22bにワイヤ24bによってワイヤボンディングされている。メタルブロック50は、レーザチップ10とほぼ同じ高さを有している。このため、ワイヤ14の長さは短くて済む。
【0024】
しかしながら、図4のメタルブロック50を使用した場合、次のような問題が生じる。メタルブロック50では、表皮効果により、レーザチップ10の駆動電流信号の大部分は、上面50aおよび側面50bを含む表層部を流れる。上面50aと側面50b、側面50bと導体パターン12cはそれぞれ直交しているので、駆動電流信号の経路も直角の折れ曲がりを持つ。このような急峻な折れ曲がりを有する経路に沿って駆動電流信号を流すと、駆動電流信号が劣化しやすく、それに応じて出力光信号も劣化しやすい。この劣化は、高周波信号において特に顕著である。つまり、駆動電流経路の急峻な折れ曲がりは、主にレーザモジュールの高周波性能を劣化させる。さらに、図4の例では、メタルブロック50と導体パターン12cとの間に急峻な電流経路の狭まりがある。このような電流経路の狭まりも、高周波性能を劣化させる。
【0025】
これに対し、この実施形態のチップキャリア12では、メタルブロック30が斜面30aを有しており、この斜面30aに沿って駆動電流が流れるようになっている。このため、電流経路に急峻な折れ曲がりはない。したがって、高周波性能の劣化を防止できる。
【0026】
さらに別の利点を説明する。この実施形態のチップキャリア12は、製造が容易である。メタルブロック30は、単純な構造の金属部品である。このため、安価かつ簡単に製造できる。また、メタルブロック30は、レーザチップ10をチップキャリア12上に実装する工程において、レーザチップ10と同様の方法により実装できる。メタルブロック30の実装のために、特殊な設備を用意する必要はない。
【0027】
(第2実施形態)
以下では、図5を参照しながら、この発明の第2の実施形態を説明する。図5は、この実施形態のチップキャリア12の構成を示す斜視図である。第2実施形態では、第1実施形態のメタルブロック30と異なる形状のメタルブロック31がチップキャリア12上に搭載されている。他の構成は、第1実施形態と同様である。
【0028】
図5に示されるように、メタルブロック31は、多角柱形状を有している。メタルブロック30と同様に、メタルブロック31は、導電性の斜面31aを有している。斜面31aは、チップキャリア12の上面12aに対して一定の角度で傾斜している。斜面31aは、レーザチップ10の上面付近からチップキャリア12の上面12aの付近まで延在している。メタルブロック31は、斜面31aを上向きにして、チップキャリア12の上面12a上に設置されている。
【0029】
第1実施形態との相違点は、メタルブロック31の斜面31aの両側に水平面31dおよび31eが設けられていることである。水平面31dおよび31eは、チップキャリア12の上面12aと実質的に平行である。水平面31dは、レーザチップ10の上面に近い高さを有している。水平面31eは、配線部材20の導体パターン22bに近い高さを有している。斜面31aは、水平面31dおよび31eに挟まれている。水平面31dは、ワイヤ14によってレーザチップ10の上部電極にワイヤボンディングされている。水平面31eは、ワイヤ24bによって配線部材20の導体パターン22bにワイヤボンディングされている。レーザチップ10の駆動電流は、斜面31aならびに水平面31dおよび31eに沿って流れる。
【0030】
以下では、この実施形態の利点を説明する。この実施形態のチップキャリアは、第1実施形態のチップキャリアと同じ効果を奏する。つまり、メタルブロック31がレーザチップ10の上面とチップキャリア12の上面12aとの段差を埋めるので、ボンディングワイヤ14を短縮できる。これにより、出力光信号の劣化を抑えられる。また、電流経路に急峻な折れ曲がりがないので、高周波性能の劣化を抑えられる。メタルブロック31は単純な構造の金属部品なので、この実施形態のチップキャリアは製造が容易である。
【0031】
この実施形態のチップキャリアは、さらに別の利点を有する。すなわち、この実施形態では、チップキャリア12をレーザチップ10および配線部材20にワイヤボンディングしやすい。これは、水平面31dおよび31eにボンディングワイヤ14および24bがそれぞれ接合されるからである。斜面および水平面間よりも水平面同士間の方が、ボンディングワイヤを結線しやすい。ボンディング作業が容易になれば、それに応じて、チップキャリアおよびレーザモジュールの生産性も高まる。
【0032】
(第3実施形態)
以下では、図6を参照しながら、この発明の第3の実施形態を説明する。図6は、この実施形態のチップキャリア12の構成を示す斜視図である。第3実施形態では、上記のメタルブロック30および31と異なる構造のブロック32がチップキャリア12上に搭載されている。他の構成は、第1実施形態と同様である。
【0033】
ブロック32は、第1実施形態のメタルブロック30と同様に、三角柱形状を有している。しかし、ブロック32は、その全体が金属から構成されているのではない。ブロック32は、三角柱形状のセラミック基体32aと、その基体32aの斜面全体を覆う導体パターン32bから構成されている。導体パターン32bの上面は、チップキャリア12の上面12aに対して一定の角度で傾斜している。ブロック32は、導体パターン32bを上向きにして、チップキャリア12の上面12a上に設置されている。上面12aに垂直な方向に沿ったブロック32の高さは、レーザチップ10の高さとほぼ同じである。
【0034】
導体パターン32bは、ワイヤ14によってレーザチップ10の上部電極にワイヤボンディングされている。また、導体パターン32bは、ワイヤ24bによって配線部材20の導体パターン22bにワイヤボンディングされている。このため、レーザチップ10の駆動電流は、導体パターン32bを流れることになる。
【0035】
この実施形態のチップキャリアは、第1実施形態のチップキャリアと同じ効果を奏する。つまり、ブロック32がレーザチップ10の上面とチップキャリア12の上面12aとの段差を埋めるので、ボンディングワイヤ14の長さを短縮できる。これにより、出力光信号の劣化を抑えられる。また、電流経路に急峻な折れ曲りがないので、高周波性能の劣化を抑えられる。
【0036】
この実施形態は、さらに別の利点を有する。ブロック32は、セラミック基体32aの表面に導体パターン32bを設けた構成を有するので、導体パターン32bに工夫を加える余地があり、応用範囲が広い。例えば、導体パターン32b中に抵抗を設けてインピーダンスマッチングを達成することができる。
【0037】
以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【0038】
上記実施形態では、配線部材20、21の導体パターン22と信号入力ピン26とが直接接続されている。しかしながら、導体パターン22と信号入力ピン26とは、電気回路を介して電気的に接続されていてもよい。この電気回路は、例えば、レーザチップ10の駆動電流信号を増幅する回路であってもよい。
【0039】
【発明の効果】
この発明のチップキャリアは、レーザチップの上部電極の付近からチップキャリアの上面付近まで延在する導電性部材を有している。このため、上部電極と導電性部材とを短いワイヤによってワイヤボンディングすることにより、駆動電流経路を形成できる。したがって、この発明のチップキャリアを備えるレーザモジュールは、劣化の少ない光信号を出力でき、高周波性能にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態のレーザモジュールの構成を示す部分破断斜視図である。
【図2】第1実施形態のレーザモジュールの構成を示す部分破断側面図である。
【図3】第1実施形態のチップキャリアの構成を示す斜視図である。
【図4】比較例のチップキャリアの構成を示す斜視図である。
【図5】第2実施形態のチップキャリアの構成を示す斜視図である。
【図6】第3実施形態のチップキャリアの構成を示す斜視図である。
【図7】従来技術のチップキャリアの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
1…レーザモジュール、8…筐体、10…レーザチップ、12…チップキャリア、12bおよび12c…導体パターン、14、24aおよび24b…ボンディングワイヤ、16…搭載部材、18…温度調節手段としてのペルチェ素子、20および21…配線部材20…導体パターン、26…信号入力ピン、30〜32および50…配線用ブロック、32b…傾斜導体パターン、40…レンズ、42…フェルール。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser chip carrier on which a laser chip is mounted in a laser module.
[0002]
[Prior art]
A laser module is generally used as a light source for optical communication. The laser module converts an external electrical signal into an optical signal and outputs the optical signal. The laser module contains a semiconductor laser chip. The laser module receives a drive current signal from the outside. This drive current signal is injected into the laser chip, whereby the laser chip emits light. The light emitted from the laser chip has a power corresponding to the drive current signal. If the drive current signal is modulated, the laser module outputs an optical signal modulated in the same manner as the drive current signal (see Patent Documents 1 and 2).
[0003]
FIG. 7 is a schematic perspective view showing a laser chip arranged in a conventional laser module. The laser chip 10 is mounted on the upper surface of the chip carrier 12. Conductor patterns 12 b and 12 b are provided on the upper surface of the chip carrier 12. The bottom surface of the laser chip 10 is in contact with the conductor pattern 12b. The electrode provided on the bottom surface of the laser chip 10 is electrically connected to the conductor pattern 12b. On the other hand, the electrode provided on the upper surface of the laser chip 10 is wire-bonded to the conductor pattern 12b via the wire 14.
[0004]
In the laser module, the wiring member 20 is disposed so as to face the chip carrier 12. Conductor patterns 22 a and 22 b are provided on the upper surface of the wiring member 20. These conductor patterns are electrically connected to two signal input pins (not shown) extending to the outside of the laser module. The laser module receives drive current signals via these signal input pins. The conductor pattern 22a is wire-bonded to the conductor pattern 12b by a wire 24a. Similarly, the conductor pattern 22b is wire-bonded to the conductor pattern 12b by a wire 24b.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-240874 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-91695
[Problems to be solved by the invention]
As shown in FIG. 7, a step corresponding to the thickness of the laser chip 10 is generated between the upper surface of the laser chip 10 and the upper surface of the chip carrier 12. Due to this step, the bonding wire 14 connecting the electrode on the upper surface of the laser chip 10 and the conductor pattern 12b becomes relatively long. When the bonding wire 14 is long, the inductance of the drive current path of the laser chip 10 increases. For this reason, the drive current signal input to the laser module is likely to deteriorate, and the output optical signal is likely to deteriorate accordingly. The deterioration of the drive current signal is particularly remarkable when the drive current signal is a high frequency signal.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to shorten the bonding wire connected to the laser chip.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The chip carrier of the present invention has a laser chip mounted on the upper surface thereof. A lower electrode for injecting a drive current is provided on the lower surface of the laser chip. A conductor pattern is provided on the upper surface of the chip carrier. The lower electrode of the laser chip is electrically connected to this conductor pattern. An upper electrode for injecting a drive current is provided on the upper surface of the laser chip. This chip carrier has a conductive member extending from the vicinity of the upper electrode of the laser chip to the vicinity of the upper surface of the chip carrier. This conductive member has an inclined portion inclined with respect to the upper surface of the chip carrier. The upper electrode of the laser chip is wire bonded to this conductive member.
[0009]
The laser module of the present invention includes (a) the above chip carrier, (b) a wiring member facing the chip carrier and having first and second conductor patterns on its upper surface, and (c) the chip carrier and A housing that houses the wiring member, and (d) first and second signal input pins that are electrically connected to the first and second conductor patterns and extend outward from the housing, respectively. The first conductor pattern of the wiring member is wire bonded to the conductor pattern on the chip carrier. The second conductor pattern of the wiring member is wire bonded to the conductive member of the chip carrier. In this laser module, an electric circuit may be provided between the conductor pattern of the wiring member and the signal input pin. This electric circuit is, for example, an amplifier circuit for a driving current signal of a laser chip.
[0010]
A part of the conductive member is located near the upper electrode of the laser chip. This portion and the upper electrode can be wire-bonded using a short wire. The conductive member also includes a portion located near the top surface of the chip carrier. This portion and the second conductor pattern of the wiring member can be wire-bonded using a short wire.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. For the convenience of illustration, the dimensional ratios in the drawings do not necessarily match those described.
[0012]
(First embodiment)
The configuration of the semiconductor laser module 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a partially broken perspective view showing the configuration of the laser module 1. FIG. 2 is a partially cutaway side view of the laser module 1. FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the chip carrier 12 built in the laser module 1. 1 and 2, the upper wall of the housing 8 of the laser module 1 is not shown.
[0013]
The laser module 1 is a butterfly type module. A chip carrier 12 is accommodated in the housing 8 of the laser module 1. The chip carrier 12 is insulative or semi-insulating. The chip carrier 12 has a rectangular parallelepiped shape. The top surface of the chip carrier 12 is substantially parallel to the bottom surface of the housing 8. The chip carrier 12 is mounted on the mounting member 16. The mounting member 16 is fixed on the Peltier element 18. The Peltier element 18 is fixed to the bottom surface of the housing 8.
[0014]
A semiconductor laser chip 10 and a metal block 30 are mounted on the upper surface 12 a of the chip carrier 12. The laser chip 10 has two electrodes for injecting a drive current, that is, an upper electrode and a lower electrode (not shown). The upper electrode is provided on the upper surface of the laser chip 10, and the lower electrode is provided on the bottom surface of the laser chip 10. On the upper surface of the chip carrier 12, a conductor pattern 12b is also provided. The laser chip 10 is installed on the conductor pattern 12b. The lower electrode of the laser chip 10 is electrically connected to the conductor pattern 12b. The conductor pattern 12 b extends from the laser chip 10 to one edge of the chip carrier 12.
[0015]
Two wiring members 20 and 21 are further accommodated in the housing 8. These wiring members 20 and 21 are respectively attached to two opposite side walls of the housing 8. The wiring members 20 and 21 are disposed on both sides of the chip carrier 12. The height of each upper surface of the wiring members 20, 21 is substantially equal to the height of the upper surface 12 a of the chip carrier 12. The wiring members 20 and 21 are each made of ceramic which is an insulator. A plurality of conductor patterns 22 are respectively provided on the upper surfaces of the wiring members 20 and 21. A signal input pin 26 is connected to each conductor pattern 22. These signal input pins 26 extend outward from the side wall of the housing 8.
[0016]
One wiring member 20 is wire-bonded to the chip carrier 12. Specifically, the conductor pattern 12b on the chip carrier 12 and the conductor pattern 22a on the wiring member 20 are wire-bonded by a wire 24a. Further, the metal block 30 on the chip carrier 12 and the conductor pattern 22b on the wiring member 20 are wire-bonded by wires 24b.
[0017]
A lens 40 is also accommodated in the housing 8. The lens 40 is disposed so as to face the light emitting surface of the laser chip 10. The lens 40 condenses the laser light emitted from the laser chip 10. A ferrule 42 is attached to the front wall of the housing 8. The ferrule 42 contains an optical fiber (not shown). This optical fiber is optically connected to the laser chip 10 via the lens 40. Laser light from the laser chip 10 is collected by the lens 40 and sent to the optical fiber in the ferrule 42. Laser light is output to the outside of the laser module 1 through this optical fiber.
[0018]
The feature of this embodiment is that a metal block 30 is installed on the chip carrier 12. The metal block 30 has a right triangular prism shape. The metal block 30 is installed with its slope 30a facing upward. The inclined surface 30a is inclined at a certain angle with respect to the upper surface 12a of the chip carrier 12. The inclined surface 30 a extends from the vicinity of the upper surface of the laser chip 10 to the vicinity of the upper surface 12 a of the chip carrier 12. The metal block 30 has two side surfaces 30b and 30c orthogonal to each other. The side surface 30 b is in contact with the upper surface 12 a of the chip carrier 12. The side surface 30 c faces the laser chip 10. The edge where the inclined surface 30 a and the side surface 30 b intersect is aligned with the edge of the chip carrier 12. The height of the metal block 30 along the direction perpendicular to the upper surface 12 a is substantially the same as the height of the laser chip 10.
[0019]
The bonding wire 14 is connected between the upper electrode of the laser chip 10 and the inclined surface 30 a of the metal block 30. The bonding wire 24 b is connected between the conductor pattern 22 b of the wiring member 20 and the slope 30 a of the metal block 30. As a result, the conductor pattern 22b and the upper electrode of the laser chip 10 are electrically connected. On the other hand, the lower electrode of the laser chip 10 is electrically connected to the conductor pattern 12b of the chip carrier 12, and the conductor pattern 12b is wire-bonded to the conductor pattern 22a of the wiring member 20. As a result, the lower electrode of the laser chip 10 is electrically connected to the conductor pattern 22a. In this manner, a current path including the conductor pattern 22a, the wire 24a, the conductor pattern 12b, the laser chip 10, the wire 14, the metal block 30, the wire 24b, and the conductor pattern 22b is formed. Due to the skin effect, most of the current flows through the surface layer portion of the metal block 30 including the slope 30a.
[0020]
Signal input pins 26a and 26b are connected to the conductor patterns 22a and 22b, respectively. During the operation of the laser module 1, an external drive circuit is connected to the signal input pins 26a and 26b. The external drive circuit generates a drive current for the laser chip 10 and passes it from one of the signal input pins 26a and 26b to the other. This drive current flows through the current path and is injected into the laser chip 10. Thereby, the laser chip 10 emits laser light.
[0021]
Below, the advantage of this embodiment is demonstrated. As is apparent from a comparison between FIG. 3 and FIG. 7, in the chip carrier 12 of this embodiment, the bonding wire 14 connected to the laser chip 10 is shorter than that of the prior art. This is because the step between the upper surface of the laser chip 10 and the upper surface 12 a of the chip carrier 12 is filled with the metal block 30. The slope 30 a of the metal block 30 is inclined from the height of the upper electrode of the laser chip 10 to the height of the conductor pattern 22 b of the wiring member 20. Therefore, the wires 14 and 24b can be connected between two points having approximately the same height. For this reason, the wire 14 and the wire 24b can be shortened. As a result, the inductance of the drive current path can be suppressed and deterioration of the output optical signal can be prevented.
[0022]
Further, the connection between the wire 14 and the wire 24b via the conductive slope 30a produces another advantage. Below, this advantage is demonstrated, comparing FIG. 3 with FIG. Here, FIG. 4 is a perspective view showing the chip carrier 12 on which the metal block 50 having a shape different from that of the metal block 30 of the present embodiment is mounted.
[0023]
The metal block 50 shown in FIG. 4 has a rectangular parallelepiped shape. In addition to the conductor pattern 12b, a conductor pattern 12c is provided on the upper surface 12a of the chip carrier 12. The metal block 50 is installed on the conductor pattern 12c and is electrically connected to the conductor pattern 12c. An upper surface 50 a of the metal block 50 is wire-bonded to the upper electrode of the laser chip 10 with a wire 14. The conductor pattern 12c is wire-bonded to the conductor pattern 22b of the wiring member 20 with a wire 24b. The metal block 50 has substantially the same height as the laser chip 10. For this reason, the length of the wire 14 may be short.
[0024]
However, when the metal block 50 of FIG. 4 is used, the following problems occur. In the metal block 50, most of the drive current signal of the laser chip 10 flows through the surface layer portion including the upper surface 50a and the side surface 50b due to the skin effect. Since the upper surface 50a and the side surface 50b, and the side surface 50b and the conductor pattern 12c are orthogonal to each other, the path of the drive current signal also has a right angle bend. When a drive current signal is caused to flow along such a path having a sharp bend, the drive current signal is likely to deteriorate, and the output optical signal is likely to deteriorate accordingly. This deterioration is particularly noticeable in high frequency signals. That is, the sharp bending of the drive current path mainly degrades the high frequency performance of the laser module. Further, in the example of FIG. 4, there is a steep current path narrowing between the metal block 50 and the conductor pattern 12c. Such narrowing of the current path also degrades high frequency performance.
[0025]
On the other hand, in the chip carrier 12 of this embodiment, the metal block 30 has a slope 30a, and a drive current flows along this slope 30a. For this reason, there is no sharp bend in the current path. Therefore, it is possible to prevent deterioration of the high frequency performance.
[0026]
Yet another advantage will be described. The chip carrier 12 of this embodiment is easy to manufacture. The metal block 30 is a metal part having a simple structure. For this reason, it can be manufactured inexpensively and easily. The metal block 30 can be mounted by the same method as the laser chip 10 in the process of mounting the laser chip 10 on the chip carrier 12. There is no need to prepare special equipment for mounting the metal block 30.
[0027]
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the chip carrier 12 of this embodiment. In the second embodiment, a metal block 31 having a shape different from that of the metal block 30 of the first embodiment is mounted on the chip carrier 12. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0028]
As shown in FIG. 5, the metal block 31 has a polygonal column shape. Similar to the metal block 30, the metal block 31 has a conductive slope 31a. The inclined surface 31a is inclined at a constant angle with respect to the upper surface 12a of the chip carrier 12. The inclined surface 31 a extends from the vicinity of the upper surface of the laser chip 10 to the vicinity of the upper surface 12 a of the chip carrier 12. The metal block 31 is installed on the upper surface 12a of the chip carrier 12 with the inclined surface 31a facing upward.
[0029]
The difference from the first embodiment is that horizontal surfaces 31 d and 31 e are provided on both sides of the slope 31 a of the metal block 31. The horizontal surfaces 31 d and 31 e are substantially parallel to the upper surface 12 a of the chip carrier 12. The horizontal surface 31 d has a height close to the upper surface of the laser chip 10. The horizontal surface 31 e has a height close to the conductor pattern 22 b of the wiring member 20. The slope 31a is sandwiched between horizontal surfaces 31d and 31e. The horizontal surface 31 d is wire-bonded to the upper electrode of the laser chip 10 by the wire 14. The horizontal surface 31e is wire-bonded to the conductor pattern 22b of the wiring member 20 by a wire 24b. The drive current of the laser chip 10 flows along the slope 31a and the horizontal surfaces 31d and 31e.
[0030]
Below, the advantage of this embodiment is demonstrated. The chip carrier of this embodiment has the same effect as the chip carrier of the first embodiment. That is, since the metal block 31 fills the step between the upper surface of the laser chip 10 and the upper surface 12a of the chip carrier 12, the bonding wire 14 can be shortened. Thereby, degradation of the output optical signal can be suppressed. In addition, since there is no sharp bend in the current path, deterioration of the high frequency performance can be suppressed. Since the metal block 31 is a metal part having a simple structure, the chip carrier of this embodiment is easy to manufacture.
[0031]
The chip carrier of this embodiment has yet another advantage. That is, in this embodiment, the chip carrier 12 can be easily wire bonded to the laser chip 10 and the wiring member 20. This is because the bonding wires 14 and 24b are joined to the horizontal surfaces 31d and 31e, respectively. Bonding wires are easier to connect between horizontal surfaces than between slopes and horizontal surfaces. If the bonding operation becomes easier, the productivity of the chip carrier and the laser module will increase accordingly.
[0032]
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the chip carrier 12 of this embodiment. In the third embodiment, a block 32 having a structure different from that of the metal blocks 30 and 31 is mounted on the chip carrier 12. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0033]
The block 32 has a triangular prism shape like the metal block 30 of the first embodiment. However, the block 32 is not entirely made of metal. The block 32 includes a triangular prism-shaped ceramic base 32a and a conductor pattern 32b that covers the entire slope of the base 32a. The upper surface of the conductor pattern 32b is inclined at a constant angle with respect to the upper surface 12a of the chip carrier 12. The block 32 is installed on the upper surface 12a of the chip carrier 12 with the conductor pattern 32b facing upward. The height of the block 32 along the direction perpendicular to the upper surface 12 a is substantially the same as the height of the laser chip 10.
[0034]
The conductor pattern 32 b is wire-bonded to the upper electrode of the laser chip 10 by the wire 14. The conductor pattern 32b is wire-bonded to the conductor pattern 22b of the wiring member 20 with a wire 24b. For this reason, the drive current of the laser chip 10 flows through the conductor pattern 32b.
[0035]
The chip carrier of this embodiment has the same effect as the chip carrier of the first embodiment. That is, since the block 32 fills the step between the upper surface of the laser chip 10 and the upper surface 12a of the chip carrier 12, the length of the bonding wire 14 can be shortened. Thereby, degradation of the output optical signal can be suppressed. In addition, since there is no sharp bend in the current path, deterioration of the high frequency performance can be suppressed.
[0036]
This embodiment has yet another advantage. Since the block 32 has a configuration in which the conductor pattern 32b is provided on the surface of the ceramic base 32a, there is room for a contrivance in the conductor pattern 32b, and the application range is wide. For example, impedance matching can be achieved by providing a resistance in the conductor pattern 32b.
[0037]
The present invention has been described in detail based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiment. The present invention can be variously modified without departing from the gist thereof.
[0038]
In the above embodiment, the conductor pattern 22 of the wiring members 20 and 21 and the signal input pin 26 are directly connected. However, the conductor pattern 22 and the signal input pin 26 may be electrically connected via an electric circuit. This electric circuit may be, for example, a circuit that amplifies the drive current signal of the laser chip 10.
[0039]
【The invention's effect】
The chip carrier of the present invention has a conductive member extending from the vicinity of the upper electrode of the laser chip to the vicinity of the upper surface of the chip carrier. Therefore, the drive current path can be formed by wire bonding the upper electrode and the conductive member with a short wire. Therefore, the laser module provided with the chip carrier of the present invention can output an optical signal with little deterioration and is excellent in high-frequency performance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially broken perspective view showing a configuration of a laser module according to a first embodiment.
FIG. 2 is a partially cutaway side view showing the configuration of the laser module of the first embodiment.
FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the chip carrier of the first embodiment.
FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a chip carrier of a comparative example.
FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of a chip carrier of a second embodiment.
FIG. 6 is a perspective view illustrating a configuration of a chip carrier according to a third embodiment.
FIG. 7 is a perspective view showing a configuration of a conventional chip carrier.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser module, 8 ... Housing | casing, 10 ... Laser chip, 12 ... Chip carrier, 12b and 12c ... Conductor pattern, 14, 24a and 24b ... Bonding wire, 16 ... Mounting member, 18 ... Peltier device as temperature control means , 20 and 21 ... wiring member 20 ... conductor pattern, 26 ... signal input pin, 30 to 32 and 50 ... wiring block, 32b ... inclined conductor pattern, 40 ... lens, 42 ... ferrule.

Claims (2)

駆動電流を注入するための上部電極および下部電極を有するレーザチップと、A laser chip having an upper electrode and a lower electrode for injecting a drive current;
その上面に第1および第2の導体パターンを有する配線部材と、  A wiring member having first and second conductor patterns on its upper surface;
前記第1の導体パターンにワイヤボンディングされた第3の導体パターンをその上面に有し、該第3の導体パターンに前記下部電極が接触する様に前記レーザチップを搭載し、前記配線部材に並置されているチップキャリアと、  A third conductor pattern wire-bonded to the first conductor pattern is provided on the upper surface, the laser chip is mounted so that the lower electrode is in contact with the third conductor pattern, and juxtaposed with the wiring member Chip carrier,
前記レーザチップ、前記配線部材、および前記チップキャリアを収容する筐体と、  A housing for housing the laser chip, the wiring member, and the chip carrier;
前記配線部材の第1および第2の導体パターンにそれぞれ電気的に接続され、前記筐体の外側に延びる第1および第2の信号入力ピンと  First and second signal input pins electrically connected to the first and second conductor patterns of the wiring member, respectively, and extending to the outside of the housing;
を備えるレーザモジュールであって、A laser module comprising:
前記レーザチップの上部電極の付近から前記チップキャリアの上面付近にまで延びる傾斜面を有する導電性部材を前記チップキャリア上にさらに備え、  A conductive member having an inclined surface extending from near the upper electrode of the laser chip to near the upper surface of the chip carrier is further provided on the chip carrier,
前記導電性部材は、前記レーザチップの上部電極とほぼ等しい高さの部分を含んでおり、この部分と前記レーザチップの上部電極とがワイヤボンディングされており、  The conductive member includes a portion having a height substantially equal to the upper electrode of the laser chip, and this portion and the upper electrode of the laser chip are wire-bonded,
前記導電性部材のうち前記配線部材の付近に位置する部分が、前記配線部材上の第2の導体パターンとワイヤボンディングされている、レーザモジュール。  The laser module, wherein a portion of the conductive member located in the vicinity of the wiring member is wire-bonded to a second conductor pattern on the wiring member.
前記導電性部材は、前記傾斜面を挟み前記チップキャリアの上面に実質的に平行に延びる両端部を有しており、The conductive member has both end portions extending substantially parallel to the upper surface of the chip carrier with the inclined surface interposed therebetween,
該両端部の一方は、前記レーザチップの上部電極とワイヤボンディングされており、  One of the both ends is wire bonded to the upper electrode of the laser chip,
前記両端部の他方は、前記配線部材上の第2の導体パターンとワイヤボンディングされている、請求項1に記載のレーザモジュール。2. The laser module according to claim 1, wherein the other of the both end portions is wire-bonded to the second conductor pattern on the wiring member.
JP2002265928A 2002-09-11 2002-09-11 Laser module Expired - Fee Related JP3775369B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002265928A JP3775369B2 (en) 2002-09-11 2002-09-11 Laser module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002265928A JP3775369B2 (en) 2002-09-11 2002-09-11 Laser module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004103953A JP2004103953A (en) 2004-04-02
JP3775369B2 true JP3775369B2 (en) 2006-05-17

Family

ID=32264923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002265928A Expired - Fee Related JP3775369B2 (en) 2002-09-11 2002-09-11 Laser module

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3775369B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010157763A (en) * 2010-03-11 2010-07-15 Sanyo Electric Co Ltd Semiconductor laser apparatus, optical pickup apparatus and optical recording medium driving apparatus
WO2023105638A1 (en) * 2021-12-07 2023-06-15 日本電信電話株式会社 Optical transmitter

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004103953A (en) 2004-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6940091B2 (en) Semiconductor laser module and semiconductor laser apparatus
KR101349582B1 (en) Semiconductor light modulating device
US20090003398A1 (en) Light-transmitting module capable of responding a high-frequency over 10GHz
US7171066B1 (en) Optical module and optical transmission device
JP3788249B2 (en) Light emitting module
JP6231389B2 (en) Semiconductor optical device and optical module
JP3775369B2 (en) Laser module
US6990262B2 (en) Optical module
JP3672831B2 (en) Mounting board and optical module
US6922344B2 (en) Device for connecting the terminal pins of a package for an optical transmitting and/or receiving device to a printed circuit board and conductor arrangement for such a device
JP4055377B2 (en) Optical module
JP3729167B2 (en) Laser module
US20080056315A1 (en) Semiconductor laser device
JPH02306681A (en) Semiconductor laser device
JP4951691B2 (en) Optical transmission module and optical communication device using the same
JP2005026333A (en) Semiconductor laser equipment
JPH10125997A (en) Semiconductor laser module
JP3760923B2 (en) Manufacturing method of optical module
JP5967518B2 (en) Signal transmission path
US6549550B2 (en) Method for reducing thermal loss and providing mechanical compliance in a semiconductor package and the semiconductor package formed therefrom
US20070201530A1 (en) Optical active device and optical module using the same
JP4232401B2 (en) Optical module, optical module mounting substrate and optical module substrate unit
JP2934685B2 (en) Optical components
JPH10284804A (en) Semiconductor laser module
JP2024025632A (en) Electronic package and method of manufacturing electronic package

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050401

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050524

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050725

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060131

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060213

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090303

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100303

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100303

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110303

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110303

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120303

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120303

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130303

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140303

Year of fee payment: 8

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees