JP4702029B2 - 同軸型光モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、同軸型光モジュールの製造方法に関するものである。

レーザダイオード（ＬＤ）等の発光素子を有する光送信モジュールや、フォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子を有する光受信モジュールとして、例えばＴＯ型パッケージといった同軸型のパッケージを備えるものがある。このようなパッケージを備える光モジュールは、ステムと呼ばれるベース部材をリードピンが貫いた構造を有している。なお、このような光モジュールの一例としては、特許文献１に開示された光電変換モジュールがある。

このような光モジュールの製造時に電気的特性を確認し評価する際には、リードピンの配置に対応するソケットに光モジュールを差し込むことにより、測定装置と光モジュールとの電気的接続を行うのが一般的である。しかし、通常のソケットは比較的低周波帯域の電気信号を扱うことを想定して設計されているため、例えば数ＧＨｚといった高周波帯域の電気信号を光モジュールに入力（または出力）する際には、このような通常のソケットを用いることは好ましくない。このような通常のソケットを用いると、インピーダンス不整合に起因する反射や減衰などによって電気信号の波形が劣化してしまい、光モジュールの電気的特性を正確に判定し難くなるからである。

そこで、このような光モジュールの高周波帯域での特性を評価する際には、例えば光モジュール側にＳＭＡコネクタといった高周波帯域用同軸コネクタを設けたり、或いは光モジュールのリードピンを配線基板に直接半田付けするなど、光モジュールと外部配線とのインピーダンス整合を考慮した方法が用いられている。

特開平０８−１３９３４２号公報

しかしながら、近年の通信速度の更なる高速化に伴い、光モジュールの高周波帯域での特性評価において、次の問題点が顕著となってきている。すなわち、同軸型パッケージのリードピンは比較的長いため、このリードピンにおいて微小な寄生インダクタンスが生じる。このような寄生インダクタンスは、低周波帯域での電気的特性を確認する際には殆ど問題とならないが、１０ＧＨｚといった高周波帯域での電気的特性を確認する際には大きな障害となる。例えば、リードピンの直径が０．３５ｍｍの場合、リードピンの長さが３ｍｍであれば１．６７ｎＨ、５ｍｍであれば３．３ｎＨの寄生インダクタンスが生じる。そして、同軸型パッケージ全体での寄生容量が０．３６ｐＦだとすると、これらの寄生インダクタンス及び寄生容量による共振周波数は６．５ＧＨｚ（リードピン長さ３ｍｍの場合）及び４．６ＧＨｚ（リードピン長さ５ｍｍの場合）となり、これらの共振周波数に近い帯域での光モジュールの電気的特性を精度良く確認することが難しくなる。なお、リードピンを切断して短くする方法も考えられるが、破壊検査となってしまい、また、ユーザ側における光モジュールの取り扱いの容易性が損なわれるので、好ましくない。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、同軸型光モジュールの高周波帯域での電気的特性を精度よく確認できる同軸型光モジュールの製造方法を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明による同軸型光モジュールの製造方法は、基準電位用リードピン及び信号伝達用リードピンを有する同軸型光モジュールの製造方法であって、主面に配線パターンを有し、裏面に第１の金属膜を有する第１の基板と、裏面に第２の金属膜を有する第２の基板とを、第１の金属膜及び第２の金属膜が互いに対向するように重ね合わせ、第１の金属膜と第２の金属膜との間に基準電位用リードピンを挟み込み、第１の基板の配線パターンと信号伝達用リードピンとを接触させた状態で、第１の金属膜及び第２の金属膜へ基準電位を供給し、配線パターンに検査用信号の入力または出力を行うことを特徴とする。

また、本発明による同軸型光モジュールの製造方法は、基準電位用リードピン及び信号伝達用リードピンを有する同軸型光モジュールの製造方法であって、２枚の金属プレートを互いに重ね合わせ該２枚の金属プレートの間に基準電位用リードピンを挟み込み、主面に配線パターンを有する第１の基板の裏面と金属プレートの一方とが対向するように第１の基板を一方の金属プレート上に重ね合わせ、第１の基板の配線パターンと信号伝達用リードピンとを接触させた状態で、２枚の金属プレートへ基準電位を供給し、配線パターンに検査用信号の入力または出力を行うことを特徴とする。

上記方法においては、第１の金属膜と第２の金属膜との間または２枚の金属プレートの間に基準電位用リードピンを挟み込むことにより、第１の金属膜及び第２の金属膜または２枚の金属プレートと基準電位用リードピンとの電気的接続を実現している。また、この状態で、信号伝達用リードピンを第１の基板の配線パターンに接触させている。従って、基準電位用リードピンと第１の金属膜及び第２の金属膜または２枚の金属プレートとを、基準電位用リードピンの付け根付近まで互いに接触させることが可能になる。同様に、信号伝達用リードピンと配線パターンとの電気的接触についても、信号伝達用リードピンの付け根付近まで可能となる。従って、基準電位用リードピン及び信号伝達用リードピンにおける寄生インダクタンスを極めて小さく抑えることができる。

更に、信号伝達用リードピンに接触する配線パターンが第１の基板の主面に有り、基準電位用リードピンに接触する第１の金属膜または一方の金属プレートが第１の基板の裏面または裏面側にある。従って、主面の配線パターンはいわゆるマイクロストリップラインとなり、配線パターン側と信号伝達用リードピン側とのインピーダンス整合が高精度に実現される。

以上のことから、上記方法によれば、信号伝達用リードピンの接触部分においてインピーダンス整合条件を好適に満たし、且つリードピンの寄生インダクタンスによる共振周波数を充分に大きくできるので、同軸型光モジュールの高周波帯域での電気的特性を精度よく確認できる。

また、上記方法は、第１の基板の裏面及び第２の基板の裏面のうち少なくとも一方の面に、基準電位用リードピンを固定するための溝が形成されていることを特徴としてもよい。或いは、２枚の金属プレートのうち少なくとも一方の金属プレートに、基準電位用リードピンを固定するための溝が形成されていることを特徴としてもよい。これらにより、第１の基板と第２の基板との間（または２枚の金属プレートの間）に基準電位用リードピンを確実に固定し、基準電位用リードピンと第１の金属膜及び第２の金属膜（または２枚の金属プレート）との電気的接触を安定的に実現できる。

また、上記方法は、第１の基板の主面側に樹脂製の押圧部材を配置し、押圧部材と第１の基板との間に信号伝達用リードピンを挟み込んだ状態で押圧部材を第１の基板に押し当てることを特徴としてもよい。これにより、信号伝達用リードピンを第１の基板の配線パターンに押し当て、信号伝達用リードピンと配線パターンとの接触抵抗を小さくできる。また、この場合、押圧部材における第１の基板と対向する面に、信号伝達用リードピンを固定するための溝が形成されていることが好ましい。これにより、第１の基板の配線パターン上に信号伝達用リードピンを確実に固定し、信号伝達用リードピンと配線パターンとの電気的接触を安定的に実現できる。

本発明による同軸型光モジュールの製造方法によれば、高周波帯域での電気的特性を精度よく確認できる。

以下、添付図面を参照しながら本発明による同軸型光モジュールの製造方法の実施の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。

（第１の実施の形態）
本発明に係る同軸型光モジュールの製造方法の第１実施形態について、以下に説明する。図１は、本実施形態において用いられる治具１に、同軸型光モジュール１０を装着した状態を示す斜視図である。図１を参照すると、本実施形態の治具１は、台座プレート２と、台座プレート２上に設けられた埋込部材３と、埋込部材３上に設けられた上取付基板５及び下取付基板６と、上取付基板５と下取付基板６との間に挟まれた２枚の金属プレート７及び８と、上取付基板５上に設けられた押当部材４とを備える。また、治具１は、押当部材４を押圧するための押圧部９を更に備える。この押圧部９は、例えばトグルクランプ（不図示）といった押圧機構に結合されている。そして、治具１は、埋込部材３と下取付基板６との間、２枚の金属プレート７及び８の間、並びに押当部材４と上取付基板５との間のそれぞれに同軸型光モジュール１０のリードピンを挟み込んだ状態で、同軸型光モジュール１０の電気的特性の確認に用いられる。

ここで、本実施形態の方法における対象物である同軸型光モジュール１０の構成例について説明する。なお、以下に説明する同軸型光モジュール１０はいわゆるＲＯＳＡ（Receiver Optical Sub Assembly）であるが、この構成は本方法の対象となる同軸型光モジュールの一例であり、本方法は他の形態を備える同軸型光モジュール（例えばＴＯＳＡ（Transmitter Optical Sub Assembly）など）に対しても好適に用いられる。

本実施形態の同軸型光モジュール１０は、入射光軸方向に並置されたスリーブ１０ａ及びステム１０ｂを備えている。スリーブ１０ａは入射光軸方向に延びる円筒形状をしている。そして、同軸型光モジュール１０が通信システム上の光ファイバに接続される際には、該光ファイバの先端に設けられたフェルールがスリーブ１０ａに挿入される。また、ステム１０ｂは、スリーブ１０ａの他端側に取り付けられている。ステム１０ｂには、フォトダイオードといった光素子が搭載されるとともに、該光素子の電気的接続を図るためのリードピンが該ステム１０ｂを貫通するように設けられる。

ここで、図２は、同軸型光モジュール１０が備えるステム１０ｂ付近の構成例を示す斜視図である。また、図３（ａ）は、ステム１０ｂにおける各リードピンの配置を示す平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩ−Ｉ断面を示す側面断面図である。

図２及び図３に示すように、ステム１０ｂは、中央部が盛り上がった円板状の導電性基体１１を有する。導電性基体１１には、ステム１０ｂの周方向に並ぶ４つの開口１１ｃ〜１１ｆが形成されている。開口１１ｃ及び１１ｄには、それぞれ信号伝達用リードピン１０ｃ及び１０ｄが基体１１と絶縁された状態で嵌挿固定されている。また、開口１１ｅ及び１１ｆには、それぞれ電源供給用リードピン１０ｅ及び１０ｆが基体１１と絶縁された状態で嵌挿固定されている。信号伝達用リードピン１０ｃ及び１０ｄは互いに隣り合う位置に配置されており、電源供給用リードピン１０ｅ及び１０ｆもまた互いに隣り合う位置に配置されている。なお、図３（ｂ）に示すように、導電性基体１１の裏側にはガラス１４が充填されている。信号伝達用リードピン１０ｃ及び１０ｄ並びに電源供給用リードピン１０ｅ及び１０ｆは、このガラス１４によって導電性基体１１に固定されるとともに、導電性基体１１に対して絶縁されている。

また、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、導電性基体１１の裏面中央部には基準電位用リードピン１０ｇが溶接等により固定されている。そして、各１０ｃ〜１０ｇは、それぞれ同軸型光モジュール１０の光軸方向に延びている。なお、各リードピンの寸法を例示すると、各リードピン１０ｃ〜１０ｇのアウターリード長Ｌは約１０ｍｍであり、中央の基準電位用リードピン１０ｇとその他のリードピン１０ｃ〜１０ｆとのピッチＰは１．２７ｍｍ（Pin Circle Diameter（ＰＣＤ）２．５４ｍｍ）である。

導電性基体１１上には、フォトダイオード２０及び等価容量コンデンサ１７が搭載された基板１３ｂと、第１及び第２のプリアンプを内蔵するＩＣチップ１２とがはんだ等によって固定されている。基板１３ｂは絶縁性基板であり、基板１３ｂの裏面全体に金属膜が形成されている。また、基板１３ｂの表面には金属膜１３ｃ、１３ｄ、及び１３ｅが形成されており、金属膜１３ｃと金属膜１３ｄとの間には抵抗体１３ｆがミアンダ状に形成されている。そして、抵抗体１３ｆと、金属膜１３ｃ，１３ｄ及び裏面金属膜により形成されるコンデンサとにより、ローパスフィルタが構成される。なお、等価容量コンデンサ１７としては、例えば補償容量選択型のＭＩＳ（メタル・インシュレータ・セミコンダクタ）コンデンサが好適に用いられる。

信号伝達用リードピン１０ｃは、ＩＣチップ１２上に設けられた第１のプリアンプの出力端子にワイヤ接続されている。信号伝達用リードピン１０ｄは、ＩＣチップ１２上に設けられた第２のプリアンプの出力端子にワイヤ接続されている。電源供給用リードピン１０ｅは、ＩＣチップ１２の電源入力端子にワイヤ接続されている。電源供給用リードピン１０ｆは、基板１３ｂの金属膜１３ｃにワイヤ接続されており、金属膜１３ｃを介してフォトダイオード２０のカソードに電気的に接続されている。基準電位用リードピン１０ｇは、導電性基体１１を介して各要素の基準電位端子（ＧＮＤ端子）に電気的に接続されている。

以上の構成を備える同軸型光モジュール１０の動作は次のとおりである。スリーブ１０ａに挿入された光ファイバを介して外部から入射された検査用の高周波光通信信号は、図示しない集光レンズによってフォトダイオード２０の受光面に集光される。そして、フォトダイオード２０において光通信信号は電気的な通信信号に変換され、該通信信号はＩＣチップ１２の第１のプリアンプに入力される。第１のプリアンプからの出力信号はリードピン１０ｃから取り出される。また、等価容量コンデンサ１７には、フォトダイオード２０と同じ電源電圧が抵抗体１３ｆを介して印加されている。そして、第２のプリアンプは第１のプリアンプと共通のチップに同一の構成で形成されており、第２のプリアンプの出力端子に接続された信号伝達用リードピン１０ｄからは、第１のプリアンプからの出力信号に含まれる直流成分及びノイズ成分と同等の直流成分及びノイズ成分を有する補償信号が取り出される。なお、同軸型光モジュール１０を使用する際には、例えば差動入力アンプを同軸型光モジュール１０の外部に設け、リードピン１０ｃからの出力信号をリードピン１０ｄからの補償信号と相殺することにより、プリアンプでのノイズが除去される。

次に、治具１の構成について説明する。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、それぞれ上取付基板５及び下取付基板６の外観を示す斜視図である。上取付基板５は、本実施形態における第１の基板である。また、下取付基板６は、本実施形態における第２の基板である。図４（ａ）を参照すると、上取付基板５は、例えばエポキシ系樹脂やテフロン（登録商標）系樹脂などの樹脂からなる基板５０を有する。また、上取付基板５は、その主面５ａに配線パターン５１ａ及び５１ｂを有する。配線パターン５１ａ及び５１ｂは、高周波帯域の電気信号を伝達するために設けられる。本実施形態の場合、配線パターン５１ａ及び５１ｂは、同軸型光モジュール１０の信号伝達用リードピン１０ｃ及び１０ｄとそれぞれ接触して、信号伝達用リードピン１０ｃ及び１０ｄから高周波の検査用通信信号を取り出す為に用いられる。

配線パターン５１ａ及び５１ｂは、基準電位に接続される金属プレート７（後述）とともにマイクロストリップラインを構成するように設計されている。また、上取付基板５は、主面５ａ側において配線パターン５１ａ及び５１ｂの周囲に設けられ、基準電位に接続されるパターン５１ｃを有する。配線パターン５１ａ及び５１ｂは、このパターン５１ｃとともにコプレナーラインを構成するように設計されている。これらの構成によって、配線パターン５１ａ及び５１ｂのインピーダンスは、例えば５０Ω程度に調整されている。

配線パターン５１ａ及び５１ｂそれぞれの一端付近は基板５０の端面５４に達しており、該端面５４に対して垂直に、且つ互いに平行に延びている。そして、該一端付近における配線パターン５１ａ及び５１ｂの間隔は、同軸型光モジュール１０の２本の信号伝達用リードピン１０ｃ及び１０ｄ（図２参照）の間隔と合致している。また、配線パターン５１ａ及び５１ｂの他端は、ＳＭＡコネクタ１９ａ及び１９ｂ（図１参照）にそれぞれ電気的に接続されており、ＳＭＡコネクタ１９ａ及び１９ｂは、治具１の外部に用意される計測装置等に電気的に接続される。なお、このＳＭＡコネクタ１９ａ及び１９ｂは、１２．８ＧＨｚまでの伝送を補償されており、コネクタ内部までインピーダンス整合条件が維持されている。

また、図４（ｂ）を参照すると、下取付基板６は、上述した基板５０と同様の材料からなる基板６０を有する。また、下取付基板６は、その主面６ａに配線パターン６１ａ及び６１ｂを有する。配線パターン６１ａ及び６１ｂは、例えば電源電圧や低周波帯域の電気信号を伝達するために設けられる。本実施形態の場合、配線パターン６１ａ及び６１ｂは、同軸型光モジュール１０の電源供給用リードピン１０ｅ及び１０ｆとそれぞれ接触して、電源供給用リードピン１０ｅ及び１０ｆへ電源電圧を供給する。配線パターン６１ａ及び６１ｂそれぞれの一端付近は基板６０の端面６４に達しており、該端面６４に対して垂直に、且つ互いに平行に延びている。そして、該一端付近における配線パターン６１ａ及び６１ｂの間隔は、同軸型光モジュール１０の２本の電源供給用リードピン１０ｅ及び１０ｆの間隔と合致している。

また、配線パターン６１ａ及び６１ｂの他端は、ヴィアホールを介して下取付基板６の裏面６ｂに引き出されており、裏面６ｂ上に設けられた配線パターン６１ｃ及び６１ｄに接続されている。配線パターン６１ｃ及び６１ｄは、同軸型光モジュール１０のフォトダイオード２０及びＩＣチップ１２（図２参照）へ電源電圧を供給するための電源装置に電気的に接続される。また、配線パターン６１ｃ及び６１ｄと治具１の外部との電気的接続を容易にするために、上取付基板５（図４（ａ）参照）には、配線パターン６１ｃ及び６１ｄ上に相当する部位に切り欠き５３が形成されている。これにより、上取付基板５と下取付基板６とを重ねた際に配線パターン６１ｃ及び６１ｄが露出するので、配線等の接続が容易になる。

なお、上記した上取付基板５の基板５０及び下取付基板６の基板６０は、例えばエポキシ樹脂やテフロン（登録商標）樹脂などの樹脂材料からなる。基板５０及び６０の厚さは、例えば０．３ｍｍ程度が好ましく、信号伝達用リードピン１０ｃ及び１０ｄと基準電位用リードピン１０ｇとの間隔、及び電源供給用リードピン１０ｅ及び１０ｆと基準電位用リードピン１０ｇとの間隔に応じて決定されるとよい。

図５は、図１に示した治具１の分解斜視図である。また、図６は、同軸型光モジュール１０の各リードピン１０ｃ〜１０ｇを治具１に挟んで固定した状態における治具１の側面図である。なお、図６には、同軸型光モジュール１０の各リードピン１０ｃ〜１０ｇの断面も併せて示されている。以下、図５及び図６を参照しながら、治具１の他の構成について説明する。

金属プレート７及び８は、同軸型光モジュール１０の基準電位用リードピン１０ｇ（図４（ｂ）参照）と接触して基準電位を提供するための部材であり、上取付基板５と下取付基板６との間に挟まれている。金属プレート７の一方の面は上取付基板５の裏面５ｂと接しており、金属プレート８の他方の面は金属プレート８の一方の面と接している。また、金属プレート８の他方の面は下取付基板６の裏面６ｂと接している。金属プレート７及び８は、それぞれ上取付基板５及び下取付基板６と略同様の外形を有している。また、金属プレート７及び８は、例えば厚さ０．３ｍｍの金属板によって構成され、その表面は、例えば厚さ０．５μｍ〜１．０μｍの金めっきにより覆われていることが好ましい。

金属プレート７及び８の互いに対向する（接触する）面には、それぞれ溝７ａ及び８ａが形成されている。溝７ａ及び８ａは、同軸型光モジュール１０の基準電位用リードピン１０ｇ（図４（ｂ）参照）を挟み込んで固定するための溝であり、金属プレート７の端面７１、及び金属プレート８の端面８１に対してそれぞれ垂直に延びている。なお、本実施形態では金属プレート７及び８のそれぞれに溝７ａ及び８ａが形成されているが、基準電位用リードピン１０ｇを固定するための溝は、金属プレート７及び８のいずれか一方にのみ形成されていてもよい。

また、基準電位用リードピン１０ｇと金属プレート７及び８との電気的接触を確実にするために、溝７ａ及び８ａの幅及び深さは、基準電位用リードピン１０ｇの外径よりも小さいことが好ましい。例えば、溝７ａ及び８ａが半円筒形状に形成される場合、その直径（幅）を０．３５ｍｍとするとよい。一般的なリードピンの径はおよそ０．３ｍｍ〜０．５ｍｍであるが、基準電位用リードピンは他のリードピンよりも太く設定される傾向がある。従って、溝７ａ及び８ａの幅を０．３５ｍｍとすることにより、金属プレート７及び８を重ねたときに溝７ａ及び８ａによって形成される孔の内径は基準電位用リードピン１０ｇの外径よりも若干小さくなるので、基準電位用リードピン１０ｇと金属プレート７及び８との電気的接触を確実にできる。

台座プレート２は、該台座プレート２の中央部に設けられた凹部２ａと、凹部２ａの両側方に配置された第１載置部２ｂと、凹部２ａの後方に配置された第２載置部２ｃとを有する。凹部２ａは埋込部材３を搭載するための部分であり、凹部２ａの上面と第１載置部２ｂの上面との段差の高さは埋込部材３の厚さとほぼ等しくなっている。従って、凹部２ａの埋込部材３が搭載されると、埋込部材３の上面と第１載置部２ｂの上面とがほぼ同一の面内に位置することとなる。そして、下取付基板６は、第１載置部２ｂ上及び埋込部材３上にわたって載置される。

また、第２載置部２ｃの上面は、下取付基板６及び金属プレート８を重ねた厚さの分（例えば０．８ｍｍ程度）だけ第１載置部２ｂの上面より高くなっている。従って、第１載置部２ｂ及び埋込部材３上に下取付基板６及び金属プレート８が搭載されると、金属プレート８の上面と第２載置部２ｃとがほぼ同一の面内に位置する。また、上取付基板５及び金属プレート７の奥行きは下取付基板６及び金属プレート８の奥行きよりも長く形成されており、金属プレート７及び上取付基板５は金属プレート８上及び第２載置部２ｃ上にわたって載置される。なお、台座プレート２は例えば金属から成り、外形寸法を例示すると、幅１０２ｍｍ、奥行き３３．２ｍｍ、高さ１５ｍｍである。

埋込部材３は、同軸型光モジュール１０の電源供給用リードピン１０ｅ及び１０ｆを下取付基板６の配線パターン６１ａ及び６１ｂに押し当て、これらの電気的接触を確実にするための部材である。埋込部材３は、台座プレート２の凹部２ａの形状に応じた外形を有するブロック状の樹脂部材によって構成され、凹部２ａに埋め込まれるとともに、その主面３ａが下取付基板６の配線パターン６１ａ及び６１ｂ（図４（ｂ）参照）を覆うように配置される。

押当部材４は、同軸型光モジュール１０の信号伝達用リードピン１０ｃ及び１０ｄを上取付基板５の配線パターン５１ａ及び５１ｂに押し当て、これらの電気的接触を確実にするための押圧部材である。押当部材４は、ブロック状の樹脂部材によって構成される。押当部材４は、上取付基板５の主面５ａ側に配置されるとともに、その裏面４ａが上取付基板５の配線パターン５１ａ及び５１ｂ（図４（ａ）参照）を覆うように配置される。埋込部材３及び押当部材４の構成材料としては、例えばＰＥＩ（ポリエーテルイミド、例えばＵｌｔｅｍ（登録商標））が例示される。

埋込部材３の主面３ａには、２本の溝３ｂ及び３ｃが形成されている。溝３ｂ及び３ｃは、同軸型光モジュール１０の電源供給用リードピン１０ｅ及び１０ｆそれぞれを下取付基板６の配線パターン６１ａ及び６１ｂそれぞれとの間に挟み込んで固定するための溝であり、埋込部材３の端面３ｄに対して垂直に延びている。また、押当部材４の裏面４ａにも、２本の溝４ｂ及び４ｃが形成されている。溝４ｂ及び４ｃは、同軸型光モジュール１０の信号伝達用リードピン１０ｃ及び１０ｄそれぞれを上取付基板５の配線パターン５１ａ及び５１ｂそれぞれとの間に挟み込んで固定するための溝であり、押当部材４の端面４ｄに対して垂直に延びている。

埋込部材３の溝３ｂ及び３ｃの幅及び深さは、電源供給用リードピン１０ｅ及び１０ｆの外径よりも小さいことが好ましい。同様に、押当部材４の溝４ｂ及び４ｃの幅及び深さは、信号伝達用リードピン１０ｃ及び１０ｄの外径よりも小さいことが好ましい。例えば、溝３ｂ及び３ｃ、並びに溝４ｂ及び４ｃが半円筒形状に形成される場合、その直径（幅）を０．２ｍｍとするとよい。上述したように、一般的なリードピンの径はおよそ０．３ｍｍ〜０．５ｍｍなので、溝３ｂ及び３ｃ、溝４ｂ及び４ｃの幅をこのように設定すれば、リードピン１０ｃ〜１０ｆは各溝３ｂ、３ｃ、４ｂ、及び４ｃから一部露出する状態となる。従って、信号伝達用リードピン１０ｃ及び１０ｄと配線パターン５１ａ及び５１ｂとの電気的接触、並びに電源供給用リードピン１０ｅ及び１０ｆと配線パターン６１ａ及び６１ｂとの電気的接触を確実にできる。

次に、同軸型光モジュール１０の高周波帯域での電気的特性を上記治具１を用いて確認する方法について説明する。まず、金属プレート７及び８を互いに重ね合わせるとともに、金属プレート７の溝７ａと金属プレート８の溝８ａとの間に同軸型光モジュール１０の基準電位用リードピン１０ｇを挟み込む。このとき、ステム１０ｂに対する基準電位用リードピン１０ｇの付け根近くまで、基準電位用リードピン１０ｇを挟み込む。そして、上取付基板５の裏面５ｂと金属プレート７とが対向するように上取付基板５を金属プレート７に重ね合わせつつ、上取付基板５の配線パターン５１ａ，５１ｂと同軸型光モジュール１０の信号伝達用リードピン１０ｃ，１０ｄとを互いに接触させる。また、下取付基板６の裏面６ｂと金属プレート８とが対向するように下取付基板６を金属プレート８に重ね合わせつつ、下取付基板６の配線パターン６１ａ，６１ｂと同軸型光モジュール１０の電源供給用リードピン１０ｅ，１０ｆとを互いに接触させる。

その後、台座プレート２に載置された埋込部材３上に、上取付基板５、金属プレート７及び８、並びに下取付基板６を載置する。このとき、埋込部材３の主面３ａと下取付基板６の主面６ａとが互いに接触するように、且つ、埋込部材３の溝３ｂ及び３ｃがそれぞれ電源供給用リードピン１０ｅ及び１０ｆと当接するように、これらの部材を埋込部材３上に載置する。そして、上取付基板５の主面５ａと押当部材４の裏面４ａとが互いに接触するように、且つ、押当部材４の溝４ｂ及び４ｃがそれぞれ信号伝達用リードピン１０ｃ及び１０ｄと当接するように、押当部材４を上取付基板５上に載置する。

そして、押当部材４を押圧部９（図１参照）によって押圧しつつ、下取付基板６の配線パターン６１ａ及び６１ｂに電源電圧を供給し、上取付基板５の配線パターン５１ａ及び５１ｂからＳＭＡコネクタ１９ａ及び１９ｂ（図１参照）を介して高周波の検査用通信信号を取り出し、金属プレート７及び８に該検査用通信信号の基準電位を提供する。これにより、同軸型光モジュール１０の高周波帯域での電気的特性を確認する。

以上に説明した本実施形態の方法により得られる効果について説明する。一般的に、ＧＨｚ帯の高周波信号を伝送するためには、インピーダンス整合がなされた伝送線路を必要とする。インピーダンス整合がなされていないと、インピーダンス不整合点での信号の反射や伝送ロスが生じてしまい、実用的な伝送効率を実現できない。従って、従来においては、図２に示したような同軸型の光モジュールに対してＧＨｚ帯の信号を入力または出力するという考え方はなかった。ところが、近年、インピーダンス整合されていない伝送線路に対してＧＨｚ帯の差動信号を伝送させたとしても、その伝送距離が短い場合には、波形の乱れは多少生じるものの実用上許容できる程度であることが知られるようになった。そして、現在、光データリンクや光アセンブリの分野において、１０ＧＨｚ帯といった高周波信号用の送信デバイスまたは受信デバイスとして、同軸型のパッケージを採用することが一般的に行われている。

しかしながら、１０ＧＨｚといった高周波帯域における同軸型光モジュールの電気的特性を確認するのは容易ではない。そもそもインピーダンス不整合による或る程度の信号波形の乱れを許容して用いることを前提としているため、測定結果として好ましくない特性が得られたとしても、その原因が同軸型光モジュール本体に起因するものか、或いはインピーダンス不整合に起因するものか判別が難しいからである。そこで、インピーダンス不整合に起因する波形の乱れを抑え、同軸型光モジュール本体の高周波特性を正確に測定できる技術が望まれていた。

本実施形態の方法においては、２枚の金属プレート７及び８の間に基準電位用リードピン１０ｇを挟み込むことにより、金属プレート７及び８と基準電位用リードピン１０ｇとの電気的接続を実現している。また、この状態で、信号伝達用リードピン１０ｃ及び１０ｄを上取付基板５の配線パターン５１ａ及び５１ｂにそれぞれ接触させ、電源供給用リードピン１０ｅ及び１０ｆを下取付基板６の配線パターン６１ａ及び６１ｂにそれぞれ接触させている。従って、基準電位用リードピン１０ｇと金属プレート７及び８とを、基準電位用リードピン１０ｇの付け根付近まで互いに接触させることが可能になる。同様に、信号伝達用リードピン１０ｃ，１０ｄと配線パターン５１ａ，５１ｂとの電気的接触、並びに電源供給用リードピン１０ｅ，１０ｆと配線パターン６１ａ，６１ｂとの電気的接触についても、各リードピン１０ｃ〜１０ｆの付け根付近まで可能となる。従って、リードピン１０ｃ〜１０ｆを切断して短くすることなく、リードピン１０ｃ〜１０ｇにおける寄生インダクタンスを極めて小さく抑えることができる。

更に、信号伝達用リードピン１０ｃ，１０ｄに接触する配線パターン５１ａ，５１ｂが上取付基板５の主面５ａに有り、基準電位用リードピン１０ｇに接触する金属プレート７が上取付基板５の裏面５ｂ側に有る。従って、主面５ａの配線パターン５１ａ，５１ｂはいわゆるマイクロストリップラインとなり、配線パターン５１ａ，５１ｂ側と信号伝達用リードピン１０ｃ，１０ｄ側とのインピーダンス整合が高精度に実現される。

以上のことから、本実施形態の方法によれば、信号伝達用リードピン１０ｃ，１０ｄの接触部分においてインピーダンス整合条件を好適に満たし、且つリードピン１０ｃ〜１０ｇの寄生インダクタンスによる共振周波数を充分に大きくできるので、同軸型光モジュール１０の高周波帯域での電気的特性を精度よく確認できる。

ここで、図７（ａ）は、本実施形態による方法を用いた場合の出力周波数特性の一例を示すグラフである。また、図７（ｂ）は、比較のため、インピーダンス整合を考慮しない従来の方法を用いた場合の出力周波数特性の一例を示すグラフである。なお、図７（ａ）及び図７（ｂ）においては、パラメータを入力光強度（−５ｄＢｍ、−１０ｄＢｍ、及び−２０ｄＢｍ）とし、各パラメータにおいて周波数を変化させたときのプリアンプのトランスインピーダンス値の変化を示している。ここで、プリアンプのトランスインピーダンス値は、フォトダイオード２０（図２参照）の量子効率を特定値に仮定し、フォトダイオード２０が出力する理想的な電流値を入力光強度から算出し、プリアンプの出力電圧をこの電流値で除算したものである。理想的には入力光強度に依存しない値となる（入力光強度が弱くなればフォトダイオード２０の出力電流値も小さくなり、対応するプリアンプ出力も小さくなる）。

従来の方法を用いた場合（図７（ｂ））、理想的には入力光強度に依存しないはずのトランスインピーダンス値が、伝送インピーダンス不整合の影響を受けて依存する挙動を示すだけでなく、７ＧＨｚ以下の周波数帯においてもトランスインピーダンス値のリップルが大きく変動しており、また、７ＧＨｚを超えた周波数帯においても幾つかのピークが観測されている。このそれぞれのピーク周波数において発振している可能性があり、伝送インピーダンスの影響だけでなく、基準電位（ＧＮＤ）の不安定性によりこれらの発振が生じているものと考えられる。

これに対し、本実施形態の方法を用いた場合（図７（ａ））、トランスインピーダンス値が入力光強度に依存しておらず、また、１０ＧＨｚ以下の周波数帯において、発振と思われるピークは観測されていない。更に、１０ＧＨｚを超える周波数帯においても良好な周波数特性を示している。このように、本実施形態の方法によれば、同軸型光モジュール１０の高周波帯域での電気的特性を精度よく確認することができる。

また、本実施形態のように、基準電位用リードピン１０ｇを固定するための溝７ａ，８ａが金属プレート７，８に形成されていることが好ましい。これにより、金属プレート７と金属プレート８との間に基準電位用リードピン１０ｇを確実に固定し、基準電位用リードピン１０ｇと金属プレート７及び８との電気的接触を安定的に実現できる。

また、本実施形態のように、上取付基板５の主面５ａ側に樹脂製の押当部材４を配置し、押当部材４と上取付基板５との間に信号伝達用リードピン１０ｃ，１０ｄを挟み込んだ状態で押当部材４を上取付基板５に押し当てることが好ましい。これにより、信号伝達用リードピン１０ｃ，１０ｄを上取付基板５の配線パターン５１ａ，５１ｂに押し当て、信号伝達用リードピン１０ｃ，１０ｄと配線パターン５１ａ，５１ｂとの接触抵抗を小さくできる。また、この場合、本実施形態のように、押当部材４における上取付基板５と対向する面（裏面４ａ）に、信号伝達用リードピン１０ｃ，１０ｄを固定するための溝４ｂ，４ｃが形成されていることが好ましい。これにより、上取付基板５の配線パターン５１ａ，５１ｂ上に信号伝達用リードピン１０ｃ，１０ｄを確実に固定し、信号伝達用リードピン１０ｃ，１０ｄと配線パターン５１ａ，５１ｂとの電気的接触を安定的に実現できる。

（第２の実施の形態）
本発明に係る方法の第２実施形態について、以下に説明する。図８は、本実施形態に用いられる治具１ａの構成を示す分解斜視図である。この治具１ａと上記第１実施形態の治具１との構成上の相違点は、金属プレートの有無、並びに上取付基板及び下取付基板の形状の相違である。すなわち、本実施形態の治具１ａは、金属プレート７及び８（図１，図５参照）を備えておらず、上取付基板１５及び下取付基板１６の形状が、それぞれ上取付基板５（図４（ａ））及び下取付基板６（図４（ｂ））と異なっている。なお、台座プレート２、埋込部材３、及び押当部材４の形状については、上記第１実施形態と同様なので詳細な説明を省略する。

ここで、図９（ａ）及び図９（ｂ）のそれぞれは、本実施形態における上取付基板１５及び下取付基板１６それぞれの構成を示す斜視図である。上取付基板１５は本実施形態における第１の基板であり、下取付基板１６は本実施形態における第２の基板である。図９（ａ）を参照すると、上取付基板１５は、基板５０、配線パターン５１ａ及び５１ｂ、並びにパターン５１ｃといった第１実施形態の上取付基板５と同様の構成に加え、更に金属膜５２を裏面１５ｂに有する。また、図９（ｂ）を参照すると、下取付基板１６は、基板６０、配線パターン６１ａ〜６１ｄといった第１実施形態の下取付基板６と同様の構成に加え、更に金属膜６２を裏面１６ｂに有する。金属膜５２は、本実施形態における第１の金属膜であり、第１実施形態の金属プレート７と同様の役割を果たす。また、金属膜６２は、本実施形態における第２の金属膜であり、第１実施形態の金属プレート８と同様の役割を果たす。

上取付基板１５の裏面１５ｂには溝１５ｃが形成されており、下取付基板１６の裏面１６ｂには溝１６ｃが形成されている。溝１５ｃ及び１６ｃは、同軸型光モジュール１０の基準電位用リードピン１０ｇ（図４（ｂ）参照）を挟み込んで固定するための溝であり、上取付基板１５の端面１５ｄ、及び下取付基板１６の端面１６ｄに対してそれぞれ垂直に延びている。なお、本実施形態では上取付基板１５及び下取付基板１６のそれぞれに溝１５ｃ及び１６ｃが形成されているが、基準電位用リードピン１０ｇを固定するための溝は、上取付基板１５及び下取付基板１６のいずれか一方にのみ形成されていてもよい。また、溝１５ｃ及び１６ｃの好適な幅及び深さは、第１実施形態の金属プレート７及び８がそれぞれ有する溝７ａ及び８ａと同様である。

同軸型光モジュール１０（図２参照）の高周波帯域での電気的特性を上記治具１ａを用いて確認する方法について説明する。まず、上取付基板１５及び下取付基板１６を、金属膜５２及び６２が互いに対向するように重ね合わせるとともに、上取付基板１５の溝１５ｃと下取付基板１６の溝１６ｃとの間に同軸型光モジュール１０の基準電位用リードピン１０ｇを挟み込む。このとき、ステム１０ｂに対する基準電位用リードピン１０ｇの付け根近くまで、基準電位用リードピン１０ｇを挟み込む。また、このとき、上取付基板５の配線パターン５１ａ，５１ｂと同軸型光モジュール１０の信号伝達用リードピン１０ｃ，１０ｄとを互いに接触させるとともに、下取付基板６の配線パターン６１ａ，６１ｂと同軸型光モジュール１０の電源供給用リードピン１０ｅ，１０ｆとを互いに接触させる。上取付基板１５及び下取付基板１６は、台座プレート２上（埋込部材３上）に載置される。

そして、押当部材４を押圧部９（図１参照）によって押圧しつつ、下取付基板１６の配線パターン６１ａ及び６１ｂに電源電圧を供給し、上取付基板１５の配線パターン５１ａ及び５１ｂから高周波帯域の電気信号を取り出し、金属膜５２及び６２に該電気信号の基準電位を提供する。これにより、同軸型光モジュール１０の高周波帯域での電気的特性を確認する。

本実施形態の方法によれば、第１実施形態の方法と同様の効果が得られる。すなわち、本実施形態の方法によれば、リードピン１０ｃ〜１０ｇにおける寄生インダクタンスを極めて小さく抑えることができる。また、主面１５ａの配線パターン５１ａ，５１ｂはいわゆるマイクロストリップラインとなり、配線パターン５１ａ，５１ｂ側と信号伝達用リードピン１０ｃ，１０ｄ側とのインピーダンス整合が高精度に実現される。従って、信号伝達用リードピン１０ｃ，１０ｄの接触部分においてインピーダンス整合条件を好適に満たし、且つリードピン１０ｃ〜１０ｇの寄生インダクタンスによる共振周波数を充分に大きくできるので、同軸型光モジュール１０の高周波帯域での電気的特性を精度よく確認できる。

また、本実施形態の方法においては、第１実施形態において基準電位を提供するための金属プレート７，８に代えて、上取付基板１５及び下取付基板１６のそれぞれに金属膜５２及び６２を設けている。これにより、基準電位を提供する金属部分の基板への密着性を高め、第１実施形態と比較して基準電位（ＧＮＤ）をより安定的に提供できる。

本発明による方法は、上記した実施形態に限られるものではなく、他にも様々な変形が可能である。例えば、上記各実施形態においては上取付基板に高周波信号用の配線パターン５１ａ，５１ｂが形成されているが、下取付基板に高周波信号用の配線パターンが形成されてもよい。この場合、下取付基板が本発明の第１の基板に相当し、上取付基板が第２の基板に相当する。また、この場合、上取付基板に電源供給用の配線パターンが形成される。

このように、下取付基板に高周波信号用の配線パターンを形成し、上取付基板に電源供給用の配線パターンを形成することにより、次の利点がある。一般的に、信号配線の途中に電子素子（抵抗、コンデンサ等）を接続することは少ない。他方、電源配線については、供給対象となるデバイス（本発明では同軸型光モジュール）の直近での配線のインピーダンスを低下させるために、バイパスコンデンサを基準電位線（ＧＮＤライン）との間に接続することが多い。このような場合、上取付基板に電源供給用の配線パターンを形成することによって、バイパスコンデンサの取付位置をデバイス（同軸型光モジュール）に近づけることができる。

また、上記各実施形態においては同軸型光モジュールとしてＲＯＳＡを挙げているが、ＴＯＳＡに対しても本発明による方法を用いることができる。ＴＯＳＡは、一般的に基準電位用、信号用、及びモニタ用の３本のリードピンを有する。このうち、高周波特性を考慮する必要があるのは信号用のリードピンである。モニタ用のリードピンに関しては、上記実施形態における電源供給用リードピンと同様に扱うことができる。このような場合、上取付基板及び下取付基板の溝の幅及び深さをＴＯＳＡのリードピン径に応じた大きさとし、上取付基板及び下取付基板の厚さをＴＯＳＡのリードピン間隔に合わせるとよい。ＴＯＳＡに対して本発明の方法を用いることにより、インピーダンス整合条件を満たしつつ、上取付基板の配線パターンを介してＴＯＳＡ内の半導体レーザに高周波信号を供給できるので、ＴＯＳＡから出力される信号光波形は、ＴＯＳＡ本体の性能にのみ依拠する波形となる。

図１は、第１実施形態に係る治具に、同軸型光モジュールを装着した状態を示す斜視図である。 図２は、同軸型光モジュールが備えるステム付近の構成例を示す斜視図である。 図３（ａ）は、ステムにおける各リードピンの配置を示す平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩ−Ｉ断面を示す側面断面図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、それぞれ上取付基板及び下取付基板の外観を示す斜視図である。 図５は、図１に示した治具の分解斜視図である。 図６は、同軸型光モジュールの各リードピンを治具に挟んで固定した状態における治具の側面図である。 図７（ａ）は、第１実施形態による方法を用いた場合の出力周波数特性の一例を示すグラフである。図７（ｂ）は、比較のため、インピーダンス整合を考慮しない従来の方法を用いた場合の出力周波数特性の一例を示すグラフである。 図８は、第２実施形態による治具の構成を示す分解斜視図である。 図９（ａ）及び図９（ｂ）のそれぞれは、第２実施形態における上取付基板及び下取付基板それぞれの構成を示す斜視図である。

符号の説明

１…治具、２…台座プレート、３…埋込部材、４…押当部材、５…上取付基板、６…下取付基板、７，８…金属プレート、９…押圧部、１０…同軸型光モジュール、１０ａ…スリーブ、１０ｂ…ステム、１０ｃ，１０ｄ…信号伝達用リードピン、１０ｅ，１０ｆ…電源供給用リードピン、１０ｇ…基準電位用リードピン、５１ａ，５１ｂ，６１ａ，６１ｂ…配線パターン、５２，６２…金属膜。

Claims (6)

1. 基準電位用リードピン及び信号伝達用リードピンを有する同軸型光モジュールの製造方法であって、
   主面に配線パターンを有し、裏面に第１の金属膜を有する第１の基板と、裏面に第２の金属膜を有する第２の基板とを、前記第１の金属膜及び前記第２の金属膜が互いに対向するように重ね合わせ、
   前記第１の金属膜と前記第２の金属膜との間に前記基準電位用リードピンを挟み込み、
   前記第１の基板の前記配線パターンと前記信号伝達用リードピンとを接触させた状態で、前記第１の金属膜及び前記第２の金属膜へ基準電位を供給し、前記配線パターンに検査用信号の入力または出力を行う、同軸型光モジュールの製造方法。
2. 前記第１の基板の前記裏面及び前記第２の基板の前記裏面のうち少なくとも一方の面に、前記基準電位用リードピンを固定するための溝が形成されている、請求項１に記載の方法。
3. 基準電位用リードピン及び信号伝達用リードピンを有する同軸型光モジュールの製造方法であって、
   ２枚の金属プレートを互いに重ね合わせ該２枚の金属プレートの間に前記基準電位用リードピンを挟み込み、
   主面に配線パターンを有する第１の基板の裏面と前記金属プレートの一方とが対向するように前記第１の基板を前記一方の金属プレート上に重ね合わせ、前記第１の基板の前記配線パターンと前記信号伝達用リードピンとを接触させた状態で、前記２枚の金属プレートへ基準電位を供給し、前記配線パターンに検査用信号の入力または出力を行う、同軸型光モジュールの製造方法。
4. 少なくとも一方の前記金属プレートに、前記基準電位用リードピンを固定するための溝が形成されている、請求項３に記載の方法。
5. 前記第１の基板の前記主面側に樹脂製の押圧部材を配置し、前記押圧部材と前記第１の基板との間に前記信号伝達用リードピンを挟み込んだ状態で前記押圧部材を前記第１の基板に押し当てる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記押圧部材の前記第１の基板と対向する面に、前記信号伝達用リードピンを固定するための溝が形成されている、請求項５に記載の方法。

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