JP5682182B2 - 光変調器モジュール - Google Patents

Description

本発明は、光変調器モジュールに関する。

ＬｉＮｂＯ_３（ＬＮ）基板、ＬｉＴａＯ_２基板等の電気光学結晶を用いた光導波路デバイスが開発されている。これらの光導波路デバイスは、結晶基板上の一部にチタンなどの金属膜を形成し熱拡散させる、あるいはパターニング後に安息香酸中でプロトン交換するなどして光導波路を形成した後、光導波路近傍に電極を設けることで形成される。このような光導波路デバイスとして、例えば光変調器があげられる。

光変調器は、金属製のパッケージ内に収容され、光変調器モジュールとして送信装置内に搭載される。近年、実装性の向上を目的として、表面実装型の各種部品が開発されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、表面実装型の各種部品においては、高周波特性が問題となる。

特許文献２は、インピーダンスミスマッチを軽減するため、パッケージとフレキシブル基板との間にスペーサを挿入する構成を開示している。特許文献３は、リードピンがＦＰＣの信号用電極パッド上に平行に載置されて半田接続される構成を開示している。

特開平４−３３６７０２号公報 特開２００７−４２７５６号公報 特開２００９−２５２９１８号公報

しかしながら、特許文献２，３の構成では、スペース上の制約を受けることになる。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、スペース上の制約を抑制しつつ、高周波特性と実装性とを両立することができる光変調器モジュールを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、明細書開示の光変調器モジュールは、信号電極および接地電極を備える光変調器と、前記光変調器を収容し前記光変調器の接地電極と導通する導電性のパッケージと、前記パッケージの外壁とハンダまたは導電性接着剤によって電気的に接続される接地電極が一面に形成され、信号電極が他面に形成された基板と、前記光変調器の信号電極と前記基板の信号電極とを電気的に接続するリードピンと、を備え、前記パッケージは前記基板の側面と離間しておりかつ前記リードピンは前記側面に接しつつ前記他面に延びる、または、前記パッケージは前記基板の側面と対向して離間しておりかつ前記リードピンは前記基板のスルーホールを貫通して前記他面に延びるものである。

明細書開示の光変調器モジュールによれば、スペース上の制約を抑制しつつ、高周波特性と実装性とを両立することができる。

（ａ）はマッハツェンダ型の光変調器の模式的な平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 （ａ）は比較例１に係る光変調器モジュールの模式的な平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 比較例２に係る光変調器モジュールを説明するための図である。 実施例１に係る光変調器モジュールを説明するための図である。 ３０ＧＨｚにおけるＳパラメータと最短距離ｄＹとの関係の計算結果である。 フレキシブル基板の他の例を説明するための図である。 フレキシブル基板の他の例を説明するための図である。 フレキシブル基板の他の例を説明するための図である。 フレキシブル基板の他の例を説明するための図である。 パッケージの他の例を説明するための図である。 実施例２に係る光変調器モジュールを説明するための図である。 フレキシブル基板の他の例を説明するための図である。 フレキシブル基板の他の例を説明するための図である。 フレキシブル基板の他の例を説明するための図である。 フレキシブル基板とプリント基板との接続を説明するための図である。 Ｓパラメータの計算結果を説明するための図である。 実施例３に係る光変調器モジュールを説明するための図である。 実施例３に係る光変調器モジュールを説明するための図である。 実施例４に係る光送信機の全体構成を説明するためのブロック図である。

以下、図面を参照しつつ、実施例について説明する。

まず、光変調器モジュールに備わる光変調器の一例として、マッハツェンダ型光変調器について説明する。図１（ａ）は、マッハツェンダ型の光変調器１０の模式的な平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図１（ａ）および図１（ｂ）を参照して、光変調器１０は、光導波路が形成された基板１４を備える。基板１４は、ＬｉＮｂＯ_３（ＬＮ）基板、ＬｉＴａＯ_２基板等の、電気光学結晶を有する電気光学基板である。

光導波路は、入射導波路と、入射導波路から分岐して形成される平行導波路１１ａおよび平行導波路１１ｂと、平行導波路１１ａ，１１ｂが合流する出射導波路とを含む。光導波路は、基板１４にＴｉ（チタン）等の金属を熱拡散させることによって形成される。

図１（ｂ）を参照して、基板１４の光導波路側の面には、バッファ層１５が設けられている。光導波路は、バッファ層１５によって覆われている。バッファ層１５は、光導波路を伝播する光が後述する電極によって吸収されることを防ぐために設けられている。バッファ層１５は、例えば、厚さ０．２μｍ〜２μｍ程度のＳｉＯ_２等である。

平行導波路１１ａ上には、バッファ層１５を介して、信号電極１２が設けられている、平行導波路１１ｂ上には、バッファ層１５を介して、接地電極１３ａが設けられている。また、バッファ層１５上において、信号電極１２を挟んで接地電極１３ａと反対側に、接地電極１３ｂが設けられている。それにより、信号電極１２および接地電極１３ａ，１３ｂは、コプレーナ電極を構成する。基板１４としてＺカット基板を用いる場合には、Ｚ方向の電解に起因する屈折率変化を利用するために、信号電極１２および接地電極１３ａは、平行導波路の真上に配置される。

光変調器１０を高速で駆動する場合、信号電極１２および接地電極１３ａ，１３ｂの終端を抵抗で接続することによって進行波電極を構成し、進行波電極の入力側からマイクロ波信号を印加する。この場合、電界によって平行導波路１１ａ，１１ｂの屈折率が一例として＋Δｎ、−Δｎのように変化する。それにより、平行導波路１１ａ，１１ｂ間の位相差が変化するため、マッハツェンダ干渉が生じる。その結果、出射導波路から、強度変調された信号光が出力される。電極の断面形状を変化させることでマイクロ波の実効屈折率を制御し、光の速度とマイクロ波の速度とを整合させることによって高速の光応答特性を得ることができる。

図２（ａ）は、比較例１に係る光変調器モジュールの模式的な平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図２（ａ）および図２（ｂ）を参照して、光変調器１０は、金属製のパッケージ２０内に収容されている。図２（ａ）および図２（ｂ）では省略されているが、パッケージ２０には上部に蓋が設けられていてもよい。パッケージ２０の一端には、光ファイバ２１ａが内部を通るコネクタ２２ａが設けられている。パッケージ２０の他端には、光ファイバ２１ｂが通るコネクタ２２ｂが設けられている。光変調器１０の入射導波路は、光ファイバ２１ａの光軸と一致するように配置されている。光変調器１０の出射導波路は、光ファイバ２１ｂの光軸と一致するように配置されている。

信号電極１２の一端と接地電極１３ａ，１３ｂの一端とは、終端抵抗２３を介して接続されている。信号電極１２および接地電極１３ａ，１３ｂの他端は、中継基板３１を介して外部に導かれている。中継基板３１の上面には、信号電極１２用の信号電極３３が形成されている。信号電極３３には、ハンダ３４によってリードピン３６が接続されている。リードピン３６は、パッケージ２０の側壁を貫通する同軸コネクタ３５を介して外部に導かれている。なお、リードピンはリード線よりも硬性があるため、パッケージなど接地とリードピンとの間隔を正確に維持することができる。したがって、伝送路としてインピーダンスマッチングを正確にとることができる。

中継基板３１の上面には、さらに、接地電極１３ａ，１３ｂに接続される接地電極３３ａが形成されている。図２（ｃ）を参照して、この接地電極３３ａは、ビアホール３３ｂを介して、中継基板３１の下面に形成された接地電極３２に接続されている。接地電極３２は、パッケージ２０と導通している。パッケージ２０は、接地されている。

比較例１に係る光変調器モジュールにおいては、エッジマウント型コネクタ等を介して、ドライバアンプからの出力電気信号をリードピン３６に入力する必要がある。したがって、実装が容易ではない。

図３（ａ）および図３（ｂ）は、比較例２に係る光変調器モジュールを説明するための図である。比較例２に係る光変調器モジュールは、実装を容易にするための表面実装型のモジュールである。比較例２に係る光変調器モジュールにおいては、ドライバアンプからの出力電気信号がプリント基板から入力される。したがって、実装性が改善される。

図３（ａ）は、図２（ｂ）に対応する図である。比較例２においては、実装性向上を目的として、フレキシブル基板４１を用いている。フレキシブル基板４１は、柔軟性を有する基板であり、ポリイミド、液晶ポリマー等からなる。本例においては、パッケージ２０の下面に、パッケージ２０を貫通する絶縁性のガラス部材２５が設けられている。ガラス部材２５は、一例として円柱状に形成されている。また、ガラス部材２５の下面に、フレキシブル基板４１が設けられている。リードピン３６は、ガラス部材２５およびフレキシブル基板４１を貫通して、フレキシブル基板４１の下面まで導かれている。

本例においては、接地電極３２を介して接地電極１３ａに接続されるリードピン３７ａ、および、接地電極３２を介して接地電極１３ｂに接続されるリードピン３７ｂが設けられている。リードピン３７ａ，３７ｂは、ガラス部材２５およびフレキシブル基板４１を貫通して、フレキシブル基板４１の下面まで導かれている。また、リードピン３７ａ，３８ｂは、リードピン３６を基準として対称配置されている。

図３（ｂ）は、フレキシブル基板４１を下面側から視た図である。図３（ｂ）を参照して、フレキシブル基板４１の下面には、信号電極４３および接地電極４５ａ，４５ｂが形成されている。リードピン３６は、ハンダ４２を介して信号電極４３に接続されている。リードピン３７ａは、ハンダ４４ａを介して接地電極４５ａに接続されている。リードピン３７ｂは、ハンダ４４ｂを介して接地電極４５ｂに接続されている。接地電極４５ａ，４５ｂは、信号電極４３を基準として対称配置されている。それにより、コプレーナ線路（ＣＰＷ）が形成される。

比較例２に係る構成によれば、フレキシブル基板４１の下面において、接地用のリードピンおよび信号用のリードピンの両方をハンダ付けすることができるので、実装性が高い。特にリードピン数が多い場合には有利である。しかしながら、ハンダ付けのためには、隣り合うリードピンの間隔を例えば１ｍｍ以上離す必要がある。この場合、信号電極と接地電極との間隔が大きくなる。それにより、特性インピーダンスが局所的に所望値（例えば５０Ω）から大きくずれて反射特性（Ｓ１１）が劣化する。また、接地用のリードピンと電極との接触面積がリードピンの部分に限られるため、高周波に対して十分に接地できない。それにより、透過特性（Ｓ２１）が劣化する。反射特性（Ｓ１１）および劣化特性（Ｓ２１）は、２０Ｇｂｐｓ、４０Ｇｂｐｓ等の高速変調帯域で問題となり得る。また、ＤＱＰＳＫ変調器、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器等の複数の信号線がある変調器においては、高密度化が難しくなり、実装に必要な面積が広くなるなどの問題が生じ得る。そこで、以下の実施例では、スペース上の制約を抑制しつつ、高周波特性と実装性とを両立することができる光変調器モジュールについて説明する。

ここで、反射特性（Ｓ１１）は、ドライバアンプから光変調器への入力電力Ｐｉｎに対する反射電力（Ｐｒ）の比である。透過特性（Ｓ２１）は、ドライバアンプから光変調器への入力電力Ｐｉｎに対する出力電力Ｐｏｕｔの比である。具体的には、反射特性（Ｓ１１）はＰｒ／Ｐｉｎ（ｄＢ）であり、透過特性（Ｓ２１）はＰｏｕｔ／Ｐｉｎ（ｄＢ）である。

図４（ａ）〜図４（ｃ）は、実施例１に係る光変調器モジュール１００を説明するための図である。光変調器モジュール１００は、実装を容易にするための表面実装型のモジュールである。図４（ａ）は、図３（ａ）に対応する図である。図４（ｂ）は、図３（ｂ）に対応する図であり、フレキシブル基板４１およびパッケージ２０を下面側から視た図である。図４（ｃ）は、フレキシブル基板４１を上面側から視た図である。

図４（ａ）および図４（ｂ）を参照して、リードピン３６は、ガラス部材２５を貫通して、フレキシブル基板４１の側面に接しつつフレキシブル基板４１の下面にまで導かれている。本実施例においては、ガラス部材２５は円柱状に形成されており、リードピン３６は当該円柱の略中心を貫通している。リードピン３６は、ハンダ４２を介して、フレキシブル基板４１の下面の信号電極４３に接続されている。

なお、リードピン３６がフレキシブル基板４１の側面に接して設けられていることから、リードピン３６とフレキシブル基板４１との接触面積が十分に得られないことがある。そこで、リードピン３６の断面を矩形状にすることによって、リードピン３６とフレキシブル基板４１との接触面積を確保することができる。

フレキシブル基板４１の上面には、接地電極４５が所定の幅を持って形成されている。リードピン３６がフレキシブル基板４１の側面に沿って設けられていることから、接地電極４５は、当該側面から離間して形成されている。例えば、フレキシブル基板４１の上面において、リードピン３６が設けられている箇所を囲む半円領域を回避して接地電極４５が設けられていてもよい。接地電極４５は、ハンダ４４を介して、パッケージ２０の外壁（例えば下面）に接続されている。例えば、接地電極４５は、ガラス部材２５に隣接する部位のパッケージ２０の下面に接続されていてもよい。

本例においてはリードピン３６がフレキシブル基板４１の側面に設けられていることから、フレキシブル基板４１の当該側面とパッケージ２０とが離間している。それにより、フレキシブル基板４１の下面側から、ハンダ４４の流れ出しを確認することができる。図４（ｂ）では、流れ出しとして、ハンダ４４ａ，４４ｂが確認される。それにより、パッケージ２０とフレキシブル基板４１の接地電極４５との接続状態を確認することができる。したがって、高い歩留まりを維持することができる。

本実施例においては、接地用にリードピンを用いず、フレキシブル基板４１の上面に形成された接地電極４５とパッケージ２０の外壁とが接続されている。この場合、リードピンを用いる場合に比較して、接触面積が広くなる。それにより、高周波に対して十分に接地することができる。その結果、Ｓパラメータの劣化を抑制することができる。また、インピーダンスミスマッチを低減するためのスペーサ等を用いる必要がないため、スペース上の制約を抑制することができる。

また、本実施例においては、フレキシブル基板４１の上面に所定の幅を持つ接地電極４５が形成され、フレキシブル基板４１の下面に信号電極４３が形成されていることから、マイクロストリップ（ＭＳＬ）構造が形成されている。特性インピーダンスは基板の厚みと信号線幅とによる影響が支配的となるので、フレキシブル基板４１の厚みと信号電極４３の線幅を所望の値付近に管理することによって、インピーダンスが所望値（例えば５０Ω）付近になる。それにより、反射特性（Ｓ１１）が改善される。

また、信号電極４３がフレキシブル基板４１の下面に形成されていることから、光変調器モジュール１００の実装が容易である。なお、接地電極４５は、ビアホール等を介してフレキシブル基板４１の下面に導くことができる。したがって、フレキシブル基板４１を用いて、光変調器モジュール１００を表面実装することができる。

以上のことから、本実施例によれば、スペース上の制約を抑制しつつ、高周波特性と実装性とを両立することができる。

なお、本実施例で用いているハンダの代わりに、導電性接着剤等を用いてもよい。また、図４（ｄ）を参照して、断面円形のリードピン３６を用いる場合には、フレキシブル基板４１がリードピン３６と接する部位が半円形に欠けていてもよい。この場合、リードピン３６とフレキシブル基板４１との接触面積を広くすることができる。さらに、本実施例ではフレキシブル基板４１を用いているが、剛性の高い基板を用いてもよい。

なお、パッケージ２０とフレキシブル基板４１との接続部における断面形状はＭＳＬ構造であることが好ましいが、図４（ｃ）を参照して、接地電極４５の一部はリードピン３６を回避するように形成されている。これは、短絡やインピーダンスの局所的低下を回避するためである。しかしながら、リードピン３６が接地電極４５と離れすぎると、ＭＳＬモードが成立しなくなり、高周波特性が劣化する。そこで、接地電極４５とリードピン３６との最短距離ｄＹを適正範囲内に設定することが好ましい。図５（ａ）は、３０ＧＨｚにおけるＳパラメータと最短距離ｄＹとの関係の計算結果である。図５（ａ）を参照して、反射特性（Ｓ１１）を−２０ｄＢ以下に抑えるためには、最短距離ｄＹを２６０μｍ以下にすることが好ましい。

なお、比較例２では、信号用および接地用の両方のリードピンがフレキシブル基板を貫通して突き出ていたが、本実施例においては、リードピン３６だけがフレキシブル基板４１の下面から下方へ突き出ている。それにより、リードピン３６の先端から接地電極４５までの距離が長くなる。リードピン３６の突き出し長が長くなるとインピーダンスのミスマッチが大きくなるおそれがある。そこで、リードピン３６の突き出し長と３０ＧＨｚにおけるＳパラメータとの関係を計算した。計算結果を図５（ｂ）に示す。図５（ｂ）を参照して、反射特性（Ｓ１１）を−２０ｄＢ以下に抑えるためには、リードピン３６がフレキシブル基板４１から突き出ている部分の長さが５９０μｍ以下にすることが好ましい。

なお、図４（ａ）〜図４（ｃ）の構成では、接地電極４５とパッケージ２０との接触面積が大きくなる。この場合、温度や湿度が変化した場合に、フレキシブル基板４１、ハンダ４４およびパッケージ２０の膨張係数の差に起因する応力が強くなり、特性劣化や破損を引き起こすおそれがある。特にＤＰ−ＱＰＳＫ変調器などの端子数が多い変調器においてこの問題は顕著となり、長期信頼性を劣化させる主要因となりうる。
（フレキシブル基板の他の例１）

そこで、フレキシブル基板４１の下面側から接地電極４５を観察できることが好ましい。図６（ａ）および図６（ｂ）は、フレキシブル基板４１の他の例を説明するための図である。図６（ａ）は、フレキシブル基板４１の下面とリードピン３６側の側面とが描かれた斜視図である。図６（ｂ）は、フレキシブル基板４１の下面が描かれた平面図である。

図６（ａ）および図６（ｂ）を参照して、フレキシブル基板４１において、リードピン３６が配置される箇所に切欠きが形成されている。リードピン３６は、この切欠き部分に配置されて信号電極４３に接続される。フレキシブル基板４１のリードピン３６側の側面に、さらに切欠き４６ａおよび切欠き４６ｂが形成されていてもよい。切欠き４６ａ，４６ｂの形状は、特に限定されるものではないが、一例として半円形である。切欠き４６ａおよび切欠き４６ｂは、リードピン３６が配置される切欠きを基準にして対称位置に設けられている。また、切欠き４６ａ，４６ｂは、図４（ｃ）の接地電極４５が形成される箇所に設けられている。それにより、フレキシブル基板４１の下面から接地電極４５を確認することができる。また、接地電極４５とパッケージ２０とを接続するハンダ４４の流れ出しを確認することができる。
（フレキシブル基板の他の例２）

図７（ａ）および図７（ｂ）は、フレキシブル基板４１の他の例を説明するための図である。図７（ａ）は、フレキシブル基板４１の下面とリードピン３６側の側面とが描かれた斜視図である。図７（ｂ）は、フレキシブル基板４１の下面が描かれた平面図である。

図７（ａ）および図７（ｂ）を参照して、接地電極４５の一部は、フレキシブル基板４１の端部から突出するフライングリードとなっていてもよい。この場合、フレキシブル基板４１のリードピン３６側の端からフライングリードを確認することができる。それにより、接地電極４５を確認することができる。また、接地電極４５とパッケージ２０とを接続するハンダ４４の流れ出しを確認することができる。
（フレキシブル基板の他の例３）

図８（ａ）および図８（ｂ）は、フレキシブル基板４１の他の例を説明するための図である。図８（ａ）は、フレキシブル基板４１の下面とリードピン３６側の側面とが描かれた斜視図である。図８（ｂ）は、フレキシブル基板４１の下面が描かれた平面図である。図８（ａ）および図８（ｂ）を参照して、接地電極４５の一部は、フレキシブル基板４１の側面まで延びていてもよい。それにより、接地電極４５を確認することができる。また、接地電極４５とパッケージ２０とを接続するハンダ４４の流れ出しを確認することができる。
（フレキシブル基板の他の例４）

図９（ａ）および図９（ｂ）は、フレキシブル基板４１の他の例を説明するための図である。図９（ａ）は、フレキシブル基板４１の下面とリードピン３６側の側面とが描かれた斜視図である。図９（ｂ）は、フレキシブル基板４１の下面が描かれた平面図である。図９（ａ）および図９（ｂ）を参照して、フレキシブル基板４１のリードピン３６側の側面には、切欠き部分の側壁に電極４７ａ，４７ｂが形成されていてもよい。さらに、接地電極４５は、これらの電極４７ａ，４７ｂに接続されていてもよい。この場合、接地電極４５を確認することができる。また、接地電極４５とパッケージ２０とを接続するハンダ４４の流れ出しを確認することができる。
（パッケージの他の例）

図１０は、パッケージ２０の他の例を説明するための図である。図１０は、フレキシブル基板４１およびパッケージ２０の下面と、フレキシブル基板４１のリードピン３６側の側面とが描かれた斜視図である。図１０を参照して、パッケージ２０が接地電極４５に接続される箇所において、パッケージ２０に溝２６ａ，２６ｂが形成されていてもよい。すなわち、パッケージ２０の下面において、パッケージ２０が接地電極４５に接続される箇所に凹部が形成されていてもよい。

この場合、ハンダ４４によってパッケージ２０と接地電極４５とを接続する場合、溝２６ａ，２６ｂにハンダ４４が流れ込む。それにより、ハンダ４４の流れ出しを確認することができる。これらの溝２６ａ，２６ｂは、フレキシブル基板４１のリードピン３６側の端部を横切るように設けられていることが好ましい。ハンダ４４の流れ出しの確認が容易となるからである。

図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、実施例２に係る光変調器モジュール１００ａを説明するための図である。図１１（ａ）は、図４（ａ）に対応する図である。図１１（ｂ）は、図４（ｂ）に対応する図であり、フレキシブル基板４１を下面側から視た図である。図１１（ｃ）は、図４（ｃ）に対応する図であり、フレキシブル基板４１を上面側から視た図である。

図１１（ａ）〜図１１（ｃ）を参照して、リードピン３６は、ガラス部材２５を貫通するとともに、フレキシブル基板４１を貫通してフレキシブル基板４１の下面にまで導かれている。本実施例においては、ガラス部材２５は円柱状に形成されており、リードピン３６は当該円柱の略中心を貫通している。リードピン３６は、ハンダ４２によって、フレキシブル基板４１の下面の信号電極４３に接続されている。図１１（ｃ）を参照して、接地電極４５は、リードピン３６が貫通する部位と所定の距離を空けて形成されている。それにより、接地電極４５とリードピン３６とのショートを防止することができる。

本実施例においては、リードピン３６がフレキシブル基板４１を貫通していることから、ガラス部材２５を囲むように、フレキシブル基板４１をパッケージ２０に接続させることができる。この場合、フレキシブル基板４１とパッケージ２０との接触面積が広くなる。それにより、フレキシブル基板４１とパッケージ２０との接着強度を高くすることができる。

なお、フレキシブル基板４１と、フレキシブル基板４１の延長上のパッケージ２０との間に隙間が形成されていることが好ましい。この場合、接地電極４５の接続箇所が当該隙間において露出する。それにより、フレキシブル基板４１の下面側から接地電極４５の接続箇所を確認することができる。また、フレキシブル基板４１とパッケージ２０との接続箇所において、接地電極が露出するようにパッケージ２０に切欠きが形成されていることが好ましい。この場合、接地電極４５の接続箇所を確認することができる。

また、接地電極４５の上面において、ハンダ４４とリードピン３６との間に、絶縁性のカバーレイ４８が設けられていることが好ましい。この場合、ハンダ４４の流れ出しによるリードピン３６と接地電極４５とのショートが抑制される。カバーレイ４８として、例えばポリイミド等を用いることができる。

図１２（ａ）〜図１２（ｄ）は、フレキシブル基板４１の例を説明するための図である。図１２（ａ）〜図１２（ｄ）は、フレキシブル基板４１を下面側から視た図である。図１２（ａ）を参照して、フレキシブル基板４１には、接地電極４５が形成されている箇所に貫通孔４９が形成されていてもよい。貫通孔４９は、ガラス部材２５を回避して形成されている。

図１２（ｂ）を参照して、フレキシブル基板４１には、接地電極４５が形成されている箇所に、切欠き４９ａが形成されていてもよい。切欠き４９ａは、ガラス部材２５を回避して形成されている。図１２（ｃ）を参照して、フレキシブル基板４１には、ガラス部材２５を囲むように、複数の貫通孔４９ｂが形成されていてもよい。貫通孔４９ｂは、リードピン３６の貫通孔と同形状であってもよい。この場合、貫通孔を形成する工程が簡略化される。

なお、高周波特性を考慮すると、貫通孔４９、４９ｂおよび切欠き４９ａの外縁のうち、リードピン３６側にハンダが付着していることが好ましい。また、応力低減のために、貫通孔４９、４９ｂおよび切欠き４９ａの外縁のうちリードピン３６から遠い側にハンダが付着していないことが好ましい。さらに、貫通孔４９、４９ｂおよび切欠き４９ａが透明性誘電層で覆われていることが好ましい。この場合、ハンダの這い上がりを抑制することができる。

図１２（ｄ）を参照して、フレキシブル基板４１の下面において、リードピン３６に対して信号電極４３と反対側にビア４９ｃが形成されていてもよい。この場合、リードピン３６に結合できなかった信号の直進を抑制することができる。また、フレキシブル基板４１の下面に接地電極５０を設け、ビア４９ｃを介して接地電極４５と接続させてもよい。この場合、信号電極４３、接地電極４５および接地電極５０によってグランデッドコプレーナ構造が形成されるため、リードピン３６周辺のグランドが強化される。なお、ビア４９ｃは埋め込みでもよいが、貫通ビアであればグランドの強化とハンダの確認とを両立することができる。なお、図１２（ａ）〜図１２（ｄ）の構成は、リードピン３６がフレキシブル基板４１の側面に沿って設けられている実施例１に適用することもできる。

上記各実施例において、フレキシブル基板４１に、パッケージ２０との固定用の貫通孔が形成されていてもよい。図１３（ａ）は、フレキシブル基板４１に固定用の貫通孔が形成されている例を説明するための平面図である。図１３（ａ）では、フレキシブル基板４１の下面が描かれている。図１３（ａ）を参照して、フレキシブル基板４１に、固定用の貫通孔５１が形成されていてもよい。

図１３（ｂ）は、貫通孔５１に固定ピン５２が挿入されている例を説明するための平面図である。図１３（ｃ）は、図１３（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。図１３（ｂ）および図１３（ｃ）を参照して、貫通孔５１に固定ピン５２を挿入することによって、フレキシブル基板４１とパッケージ２０との固定強度を向上させることができる。また、固定用ピンをリードピン３６よりもフレキシブル基板４１の下面側に突出させることによって、光変調器モジュールの製造性を向上させることができるとともに、フレキシブル基板４１の固定強度を向上させることができる。

なお、ＭＳＬ構造を採用する場合、フレキシブル基板４１を伝播するＭＳＬモードのインピーダンス値が重要となる。ＣＰＷモードと異なり、フレキシブル基板４１の厚みと信号電極４３の線幅とが重要なパラメータとなる。フレキシブル基板４１を５０Ωに設定する場合、フレキシブル基板４１が薄いと信号電極４３の線幅を狭くする必要がある。この場合、導体損失が増えるおそれがあり、信号線幅の微妙な変化によってインピーダンスが大きく変わるおそれがある。そこで、フレキシブル基板４１の厚みを数１０μｍから１００μｍ程度にすることが好ましい

ただし、フレキシブル基板４１を厚くすることによって柔軟性が損なわれる場合には、フレキシブル基板４１は、パッケージ２０との接続箇所と比較して柔軟性の高い部位を有していてもよい。例えば、図１４（ａ）を参照して、フレキシブル基板４１上の接地電極４５の幅が、パッケージ２０との接続箇所以外の一部で狭くなっていてもよい。または、図１４（ｂ）を参照して、接地電極４５が接続部以外で網目状になっていてもよい。これらの場合、フレキシブル基板４１の柔軟性を向上させることができる。

または、接地電極４５が、接続部以外の一部で信号電極４３と同一面にのみ設けられていてもよい。例えば、図１５（ａ）を参照して、フレキシブル基板４１とパッケージ２０との接続箇所を領域１とし、フレキシブル基板４１とプリント基板６０の接続箇所を領域３とする。フレキシブル基板４１は、リードピン３６と反対側の端部においてプリント基板６０と接続されている。領域１と領域３との間の領域を、領域２とする。領域１，３はＭＳＬまたはＧＣＰＷであるが、領域２を片面電極とすることによって、フレキシブル基板４１の柔軟性を向上させることができる。

なお、フレキシブル基板４１に十分な柔軟性が得られれば、図１５（ｂ）を参照して、リードピン３６をパッケージ２０の側面に垂直に出して、フレキシブル基板４１を９０度に曲げてもよい。

図１６（ａ）は、比較例２に係る光変調器モジュールのＳパラメータの計算結果である。図１４（ｂ）は、図１２（ｄ）で説明した実施例２に係る光変調器モジュール１００ａのＳパラメータの計算結果である。図１４（ａ）および図１４（ｂ）を参照して、実施例２に係る光変調器モジュール１００ａにおいては、比較例２に係る光変調器モジュールに比較して、反射特性（Ｓ１１）および透過特性（Ｓ２１）の両方とも改善されている。

図１７（ａ）は、実施例３に係る光変調器モジュール１００ｂを説明するための図である。図１７（ａ）は、図４（ａ）に対応する図である。図１７（ｂ）および図１７（ｃ）は、パッケージ２０を下面側から視た図である。

本実施例においては、図１７（ａ）を参照して、ガラス部材２５の外周に外部導体３９が設けられている。それにより、リードピン３６とガラス部材２５と外部導体３９とが同軸線路（例えば５０Ω）を形成する。本実施例においては、この同軸線路がパッケージ２０の下面の凹部に挿入されている。

この場合、ハンダ４４は、外部導体３９の外周を回り込むようにしてフレキシブル基板４１と接続されていることが好ましい。そこで、図１７（ｂ）のように、外部導体３９の外周に沿ってパッケージ２０に溝が設けられていることが好ましい。この場合、この溝を通ってハンダ４４が外部導体３９の外周を回り込むようになる。溝に、ハンダ４４を流し込む入口と流れ出しを確認するための出口とを、それぞれ設けることによって、効率よくハンダ付けすることができる。

なお、図１７（ｃ）を参照して、外部導体３９の外周を回り込む溝を２経路としてもよい。この場合、ハンダ４４の流れ出しを確認するための出口が２つ設けられることになるため、両方の経路の流れ出しを確認することができる。それにより、いずれの経路においてもハンダ４４の流し込みができていることを確認することができる。その結果、十分な接地が得られ、Ｓパラメータの劣化を抑制することができる。

なお、ガラス部材２５とフレキシブル基板４１との密着性が低下すると、ガラス部材２５とフレキシブル基板４１との間に隙間が形成される。この場合、隙間において特性インピーダンスが大きくなるおそれがある。そこで、図１８を参照して、リードピン３６の信号電極４３と接続される箇所の太さ（Ｗａｉｒ）を、リードピン３６のガラス部材２５を貫通する箇所の太さ（Ｗｇｌａｓｓ）よりも大きくしてもよい。この場合、インピーダンスが補正される。なお、信号電極４３と接続される箇所のリードピン３６の断面は、円でも矩形でもよく、特に限定されるものではない。

図１７は、実施例４に係る光送信機２００の全体構成を説明するためのブロック図である。図１７を参照して、光送信機２００は、光デバイス２１０、データ生成部２２０等を備える。光デバイス２１０は、上記いずれかの光変調器モジュールを備えた半導体レーザ等である。データ生成部２２０は、光デバイス２１０を駆動するための駆動信号を光デバイスに送信する。光デバイスは、データ生成部２２０からの駆動信号に応じて光変調信号を出力する。出力された光変調信号は、光ファイバ等を介して外部に出力される。

上記各実施例においては、光変調器としてマッハツェンダ型光変調器を用いたが、それに限られない。接地電極および信号電極を備える光変調器であれば、上記各実施例に適用することができる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

（付記）
（付記１）
信号電極および接地電極を備える光変調器と、
前記光変調器を収容し、前記光変調器の接地電極と導通する導電性のパッケージと、
前記パッケージとハンダまたは導電性接着剤によって接続される接地電極が一面に形成され、信号電極が他面に形成された基板と、
前記光変調器の信号電極と前記基板の信号電極とを電気的に接続するリードピンと、を備えることを特徴とする光変調器モジュール。
（付記２）図４（ｂ）、図４（ｃ）
前記基板の接地電極および信号電極は、マイクロストリップライン構造を有することを特徴とする付記１記載の光変調器モジュール。
（付記３）図４（ａ）
前記パッケージを貫通する絶縁部材が設けられ、
前記リードピンは、前記絶縁部材を貫通することを特徴とする付記１〜３のいずれかに記載の光変調器モジュール。
（付記４）図４（ａ）、図４（ｂ）
前記リードピンは、前記基板の側面に接しつつ前記他面に延びることを特徴とする付記１〜３のいずれかに記載の光変調器モジュール。
（付記５）図４（ｂ）
前記リードピンは、断面矩形状であることを特徴とする付記４記載の光変調器モジュール。
（付記６）図４（ｄ）
前記基板の側面に、前記リードピンが配置される切欠きが形成されていることを特徴とする付記４記載の光変調器モジュール。
（付記７）図６
前記基板の側面に、前記基板の接地電極を露出させる切欠きが形成されていることを特徴とする付記１〜６のいずれかに記載の光変調器モジュール。
（付記８）図９
前記基板の側面に、切欠きが形成され、
前記基板の接地電極は、前記切欠きまで延びることを特徴とする付記１〜６のいずれかに記載の光変調器モジュール。
（付記９）図１０
前記パッケージには、前記基板に接続される面において、前記基板の端部を横切る溝が形成されていることを特徴とする付記１〜８のいずれかに記載の光変調器モジュール。
（付記１０）図１１（ａ）
前記パッケージには、前記パッケージと前記基板の接地電極との接続箇所において、前記接地電極を露出させる切欠きが形成されていることを特徴とする付記１〜９のいずれかに記載の光変調器モジュール。
（付記１１）図１２（ａ）、図１２（ｃ）、図１２（ｄ）
前記パッケージと前記基板の接地電極との接続箇所において、前記基板に貫通孔が形成されていることを特徴とする付記１〜１０のいずれかに記載の光変調器モジュール。
（付記１２）図１２（ｄ）
前記基板の他面に接地電極が形成され、
前記他面の接地電極は、前記貫通孔を介して前記一面の接地電極と電気的に接続されていることを特徴とする付記１〜１１のいずれかに記載の光変調器モジュール。
（付記１３）図１２（ｂ）
前記パッケージと前記基板の接地電極との接続箇所において、前記基板の一面から他面まで延びる切欠きが形成されていることを特徴とする付記１〜１２のいずれかに記載の光変調器モジュール。
（付記１４）図１１（ａ）
前記基板の一面において、前記接地電極と前記リードピンとの間に絶縁性のカバーレイが設けられていることを特徴とする付記１〜１３のいずれかに記載の光変調器モジュール。
（付記１５）図５（ａ）
前記リードピンと前記基板の接地電極との最短距離は、２６０μｍ以下であることを特徴とする付記１〜１４のいずれかに記載の光変調器モジュール。
（付記１６）図５（ｂ）
前記リードピンが前記基板の他面から突出する長さは、５９０μｍ以下であることを特徴とする付記１〜１５のいずれかに記載の光変調器モジュール。
（付記１７）図１３（ｂ）、図１３（ｃ）
前記基板には、貫通孔を介して、前記基板と前記パッケージとを固定するための固定ピンが設けられていることを特徴とする付記１〜１６のいずれかに記載の光変調器モジュール。
（付記１８）図４
前記基板は、フレキシブル基板であることを特徴とする付記１〜１７のいずれかに記載の光変調器モジュール。
（付記１９）図１４（ａ）、図１４（ｂ）
前記基板は、前記パッケージとの接続箇所と比較して柔軟性の高い部位を有することを特徴とする付記１８記載の光変調器モジュール。
（付記２０）図１８
前記リードピンのうち前記ガラス部材から前記パッケージ外側に突き出た部分の太さが、前記ガラス部材における太さよりも大きいことを特徴とする付記１〜１９のいずれかに記載の光変調器モジュール。

１０ 光変調器
２０ パッケージ
２５ ガラス部材
３１ 中継基板
３２ 接地電極
３３ 信号電極
３６ リードピン
４１ フレキシブル基板
４２ ハンダ
４３ 信号電極
４４ ハンダ
４５ 接地電極
１００ 光変調器モジュール

Claims (9)

1. 信号電極および接地電極を備える光変調器と、
   前記光変調器を収容し、前記光変調器の接地電極と導通する導電性のパッケージと、
   前記パッケージの外壁とハンダまたは導電性接着剤によって電気的に接続される接地電極が一面に形成され、信号電極が他面に形成された基板と、
   前記光変調器の信号電極と前記基板の信号電極とを電気的に接続するリードピンと、を備え、
   前記パッケージは前記基板の側面と離間しており、かつ前記リードピンは前記側面に接しつつ前記他面に延びることを特徴とする光変調器モジュール。
2. 信号電極および接地電極を備える光変調器と、
   前記光変調器を収容し、前記光変調器の接地電極と導通する導電性のパッケージと、
   前記パッケージの外壁とハンダまたは導電性接着剤によって電気的に接続される接地電極が一面に形成され、信号電極が他面に形成された基板と、
   前記光変調器の信号電極と前記基板の信号電極とを電気的に接続するリードピンと、を備え、
   前記パッケージは前記基板の側面と対向して離間しており、かつ前記リードピンは前記基板のスルーホールを貫通して前記他面に延びることを特徴とする光変調器モジュール。
3. 前記基板の接地電極および信号電極は、マイクロストリップライン構造を有することを特徴とする請求項１または２記載の光変調器モジュール。
4. 前記パッケージを貫通する絶縁部材が設けられ、
   前記リードピンは、前記絶縁部材を貫通することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光変調器モジュール。
5. 前記基板の接地電極は、前記リードピンを中心に半円形に欠けていることを特徴とする請求項１記載の光変調器モジュール。
6. 前記リードピンは、断面矩形状であることを特徴とする請求項５記載の光変調器モジュール。
7. 前記基板の前記側面に、前記リードピンが配置される切欠きが形成されていることを特徴とする請求項５記載の光変調器モジュール。
8. 前記基板の前記側面に、前記基板の接地電極を露出させる切欠きが形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光変調器モジュール。
9. 前記基板の接地電極の一部は、前記基板の端部から突出するフライングリードであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光変調器モジュール。

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