JP6228560B2 - High frequency transmission line and optical circuit - Google Patents
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Description
本発明は、光通信用途の光送信器等、高周波で動作する光デバイスの終端技術に関し、特に、直接変調DFB(Distributed Feedback:分布帰還型)レーザ(DML:Direct Modulated DFB Laser)の50オーム終端技術に関する。 The present invention relates to a termination technique for an optical device operating at a high frequency, such as an optical transmitter for optical communication, and in particular, a 50 ohm termination of a direct modulation DFB (Distributed Feedback) laser (DML: Direct Modulated DFB Laser). Regarding technology.
近年、インターネットやIP電話、動画のダウンロードなどの利用拡大により、必要とされる通信容量が急速に高まっており、光ファイバや光通信用機器に搭載される光送信器の需要が拡大している。光送信器またはそれを構成する部品は、プラガブル(Pluggable)と呼ばれ、搭載や交換がしやすいように、仕様によるモジュール化が急速に進展している。 In recent years, the required communication capacity has rapidly increased due to the expansion of use of the Internet, IP telephones, video downloads, etc., and the demand for optical transmitters installed in optical fiber and optical communication equipment is expanding. . The optical transmitter or the components that make it up is called pluggable, and modularization by specifications is rapidly progressing so that it can be easily mounted and replaced.
また、XFP(10 Gigabit Small Form Factor Pluggable)は、10ギガビット・イーサネット(10GbE)の着脱モジュールの業界標準規格の一つであり、この規格により光送信器モジュールに搭載される光源もモジュール化が進んでいる。これは、TOSA(Transmitter Optical Sub−Assembly)と呼ばれ、代表的なモジュール形態として、箱型形状のTOSAモジュールがある(非特許文献1)。 XFP (10 Gigabit Small Form Factor Pluggable) is one of the industry standards for 10 Gigabit Ethernet (10 GbE) detachable modules. With this standard, the light source mounted on the optical transmitter module is also modularized. It is out. This is called TOSA (Transmitter Optical Sub-Assembly), and there is a box-shaped TOSA module as a typical module form (Non-patent Document 1).
近年、光送信器の需要が増加しているが、一方で、光送信器の性能を維持しつつ低コスト化への要求も強くなっている。毎秒100ギガビット伝送用TOSAモジュールの開発や、毎秒400ギガビットの超高速化に向けた標準化活動も活発であり、TOSAに対する高性能への要求は大きくなっている。 In recent years, demand for optical transmitters has increased, but on the other hand, there is an increasing demand for cost reduction while maintaining the performance of optical transmitters. The development of a TOSA module for 100 gigabit per second transmission and standardization activities for ultra-high speed of 400 gigabit per second are also active, and the demand for high performance for TOSA is increasing.
典型的な箱型TOSAモジュールの構成について、図1および図2を参照して説明する。図1は、典型的な箱型TOSAモジュール100の外観を示す図である。図2は、図1で示した筺体のモジュール内部の実装構成を示す図である。
A configuration of a typical box-type TOSA module will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a diagram showing an appearance of a typical box-type TOSA
図1に示すように、モジュール100の筐体は、XFP準拠により、焼結セラミックまたは金属で形成されている。
As shown in FIG. 1, the housing of the
モジュール100では、筺体のテラス部101から筺体内部側に向けて貫通する変調電気信号給電用配線端子102が少なくとも一つ設けられる。テラス部101にはさらに、DC給電用配線端子も設けられている。
In the
図1において、モジュール100には、セラミック部103および金属部104が形成される。
In FIG. 1, a
サブキャリアと呼ばれる薄板201は、筺体と離間して設置されている。サブキャリア201には、誘電体材料に金属メッキまたは蒸着することにより配線パターンが形成される。さらに、サブキャリア201には、光半導体デバイスに必要な素子、例えばレーザダイオード202、光変調器203、抵抗204およびコンデンサ205、などが搭載される。
A
筺体はキャリア206と呼ばれる金属性の小板に載っており、キャリア206の下には、筺体下部に接する熱電冷却素子(TEC:Thermo−Electric Cooler)207が搭載されている。このTEC207によって、サブキャリア201上の素子で発生した熱が吸熱され、筺体下部から排熱される。省電力化と部品点数削減の観点から、TEC207を用いないTOSAの開発も行われている。
The housing is mounted on a metallic small plate called a
筺体の側面には、レンズ218(レンズ218はキャリア206上に載せる)または光取り出し用窓が設けられ、天板とともに抵抗溶接などにより光半導体デバイスがパッケージ内に封止される。
A lens 218 (the
筺体外部から内部へ貫通している変調電気信号給電用配線208とサブキャリア201は、従来、ワイヤ状金線209やリボン状金線210で導通をとっている。
Conventionally, the modulated electric signal
図3は、TOSAモジュール100と駆動用ドライバIC301との接続例を示している。
FIG. 3 shows a connection example between the TOSA
駆動用ドライバIC301の信号またはDC電源からの給電(不図示)は、フレキシブルプリント基板302を用いて行われるのが一般的である。
Power supply (not shown) from the driver driver IC 301 or a DC power source is generally performed using the flexible printed
フレキシブルプリント基板302は、柔軟性があり大きく変形させることが可能なプリント基板であり、フレキまたはFPC(Flexible Printed Circuits)とも呼ばれる。変調用電気信号の伝送またはDC給電は、フレキシブル基板302を介してTOSAモジュール100に対して行われる。
The flexible printed
変調用電気信号は、駆動用ドライバIC301からフレキシブル基板302を介してTOSAモジュール100に伝送される。TOSAモジュール100では、その変調用電気信号は、変調電気信号給電用配線端子102、伝送線路208、ワイヤ209,210、およびサブキャリア上の伝送線路211を介して、光半導体素子203に伝送され、さらには終端抵抗204へ伝送される。
The modulation electrical signal is transmitted from the
駆動用ドライバIC301は、出力インピーダンスが50オームで駆動波形を送出するよう設計されている。このため、伝送線路211および終端抵抗204についても、通常は50オームに設定される。こうすることでインピーダンス整合をとるのが従来技術であった。
The driver IC 301 for driving is designed to output a driving waveform with an output impedance of 50 ohms. For this reason, the
XFP準拠のTOSA光モジュールの動作周波数は、10GHzにまで及んでおり、電気信号は波(マイクロ波)としての振る舞いが強くなる。すなわち、インピーダンス整合しない不連続点(反射点)では、そこを起点とする反射波が発生し、反射波が駆動ドライバIC301に向かって進行してしまう。このような状況から、従来は、伝送線路211と終端抵抗204との間の不連続点(反射点)をなくすことが重要であった。
The operating frequency of the XFP-compliant TOSA optical module extends to 10 GHz, and the electric signal behaves as a wave (microwave). That is, at a discontinuous point (reflection point) where impedance matching is not performed, a reflected wave is generated starting from the discontinuous point, and the reflected wave travels toward the
図4は、直接変調DFBレーザの構成を示す図であって、(a)は直接変調DFBレーザの実装図、(b)は直接変調DFBレーザの斜視図、(c)は直接変調DFBレーザの上面図(DFBレーザの電極422を示す。なお、図4(a)は、非特許文献2に開示されている構成を示している。
4A and 4B are diagrams showing the configuration of a direct modulation DFB laser, where FIG. 4A is a mounting diagram of the direct modulation DFB laser, FIG. 4B is a perspective view of the direct modulation DFB laser, and FIG. FIG. 4A shows the configuration disclosed in Non-Patent
図4に示した直接変調DFBレーザでは、50オームで設計された高周波配線(GSG)401が、ワイヤ403によって、DMLの電極422に接続され、さらに422から終端回路404に接続されている。例えばDMLの抵抗を4オームとすると、46オームの終端抵抗を接続することによって、合わせて50オームとなる
In the direct modulation DFB laser shown in FIG. 4, a high-frequency wiring (GSG) 401 designed at 50 ohms is connected to a
図4(b)からわかるように、直接変調DFBレーザ400Aは、p-InP基板420上に集積される。
As can be seen from FIG. 4B, the directly modulated DFB
DFBレーザ400Aの活性層416は、InGaAsP/InGaAsP多重量子井戸(MQW: Multi-Quantum Well)構造からなる。
The
活性層416の上には、DFBを形成する回折格子と、n-InP層419があり、これがメサ状に形成されたのち、高抵抗埋込層421によって埋め込まれる。
On the
電極423には、ボンディングワイヤを形成するため、またはフリップチップボンディングのためのパット電極422が設けられる。直接変調DFBレーザ400Aの長さは300μmである。
The
なお、図4に示した例では、高周波配線401のグランドGに接続されるp電極(p-InP基板420の下部)とシグナルSに接続される電極422は、それぞれ、DMLの異なる面にある場合を示している。
In the example shown in FIG. 4, the p-electrode (below the p-InP substrate 420) connected to the ground G of the high-
一方、図5に示すように、グランドGとシグナルSとに接続される各電極が同一の面に設けられるDMLも知られている。 On the other hand, as shown in FIG. 5, DML is also known in which each electrode connected to the ground G and the signal S is provided on the same surface.
図5(a)および(b)は、フリップチップボンディングによる高周波配線とDMLとの接続態様であって、グランドGおよびシグナルSに接続される各電極231,240が同一の面に設けられる場合について示している。図5(a)では、p−InP基板213の上に、p−コンタクト層238、p−InP237、活性層235、n−InP234およびnコンタクト層233を有し、高抵抗埋込層236により、メサが埋め込まれている。シグナルSに接続されるn電極231、およびグランドGに接続されるp電極240は、絶縁膜(例えばSiO2)232の上に形成される。すなわち、p電極240とn電極231はともに、同一の面に設けられる。
FIGS. 5A and 5B are connection modes of high-frequency wiring and DML by flip-chip bonding, in which the
なお、各電極231,240上には、Auバンプ215が形成され、DMLは、Auバンプ215、金錫ハンダ(バンプ)218および電極パッド217を介して、高周波配線板201と接続される。
An
最近では、毎秒100ギガビットや毎秒400ギガビットといった超高速化の送信器の需要が高まりつつある。 Recently, there is an increasing demand for ultra-high speed transmitters such as 100 gigabits per second and 400 gigabits per second.
図6は、従来の多チャネル光送信器500の構成であって、(a)は多チャネル光送信器500の全体構成、(b)は1チャンネルの構成、(c)は4チャネルの出力の概要、を示す。なお、多チャネル光送信器500は、非特許文献3に開示されている。
FIG. 6 shows the configuration of a conventional multi-channel
多チャネル光送信器500は、25Gb/sで動作するDMLが4つ設けられており、100Gb/sで動作するようになっている。
The multi-channel
図6(b)は図4(c)に対応している。 FIG. 6B corresponds to FIG.
4つのDMLからの出力光の波長はそれぞれ異なり、それをMMI(Multi−Mode Inteference)型の光カプラで合波する。合波するための光カプラとして、波長カプラや偏波カプラを使うこともある。 The wavelengths of the output lights from the four DMLs are different from each other, and are multiplexed by an MMI (Multi-Mode Interference) type optical coupler. A wavelength coupler or a polarization coupler may be used as an optical coupler for multiplexing.
図7は、4チャネルのDMLと高周波配線との接続形態を示す図であって、(a)は従来のワイヤによる接続形態、(b)は(a)の等価回路、(c)は金バンプによる接続形態、(d)は(b)の等価回路、(e)は2つの接続形態の各高周波特性、を示す。 7A and 7B are diagrams showing a connection form between a 4-channel DML and a high-frequency wiring, where FIG. 7A is a connection form using a conventional wire, FIG. 7B is an equivalent circuit of FIG. 7A, and FIG. (D) shows the equivalent circuit of (b), and (e) shows the high-frequency characteristics of the two connection forms.
図7に示した4チャネルのDMLと高周波配線とをワイヤで接続するには、例えば図7(a)のような構造になる。すなわち、図7(a)において、DMLと配線板604とは、ボンディングワイヤ601によって接続される。
To connect the 4-channel DML shown in FIG. 7 and the high-frequency wiring with wires, for example, a structure as shown in FIG. That is, in FIG. 7A, the DML and the
図7(a)において、多チャネル光送信器600は、信号線602、DMLアレイ603、サブキャリア605、スペーサ606を備える。
7A, the multi-channel
この図7(a)の多チャネル光送信器600の等価回路は、図7(b)に示すような回路になる。配線板604は、コイル(ボンディングワイヤに対応)6048を介してDMLと接続され、さらにコイル(ボンディングワイヤに対応)6049を介して終端6050と接続される。例えばDMLの抵抗が4オームのときには、46オームの終端抵抗をDMLに接続することによって、抵抗の総和は50オームとなる
なお、図7(b)のDML4046において、Rnクラッド6041、Cパッド6042、Cアクティブ6043、Rアクティブ6044、Rpクラッド6045およびアクティブレイヤ(活性層)6047が示されている。
The equivalent circuit of the multi-channel
上述したRnクラッド6041は図4(b)に示したクラッド層419の抵抗に、Cパッド6042は図4(b)に示したパッド422の容量に、Cアクティブ6043は図4(b)に示した活性層416の容量に、それぞれ対応する。また、Rアクティブ6044は図4(b)に示した活性層416の抵抗に、Rpクラッド6045は図4(b)に示した基板420の抵抗に、それぞれ対応する。
The
なお、DMLの動作帯域をあげるために、上述したボンディングワイヤを使用せずに、図5に示したフリップチップボンディングによって、DMLの電極607と配線板604とを金バンプ(図5に示した例では、Auバンプ215)で直接接続する方法がある。 図7(c)は図5と同様のフリップチップボンディングの接続態様であり、図7(d)はその接続態様の等価回路である。
In order to increase the operating band of the DML, the
図7(c)において、DMLと配線板614とは、金バンプ613によって接続される。
In FIG. 7C, the DML and the
図7(c)において、多チャネル光送信器600Aは、上層信号線610、下層信号線611、RFビア612、高周波回路板614、サブキャリア615を備える。
In FIG. 7C, the multi-channel
図7(d)において、配線板614は、DML6046Aを経由して終端6050Aに接続される。
In FIG. 7D, the
なお、図7(d)において、アクティブレイヤ(活性層)6047Aが示されている。 In FIG. 7D, an active layer (active layer) 6047A is shown.
上述したフリップチップボンディングは、実装基板上にチップを実装する方法の1つであり、チップ表面と基板とを電気的に接続する際、ワイヤボンディングのようにワイヤによって接続するのではなく、アレイ状に並んだ金バンプによって接続する。これによりワイヤボンディングに比べてチップと信号線との間の距離を短く出来るため、配線が短くなる。このため、図7(e)に示すように、フリップチップボンディングの場合の高周波特性は、ワイヤボンディングの場合よりも良くなると考えられる。 The flip chip bonding described above is one of the methods for mounting a chip on a mounting substrate. When the chip surface and the substrate are electrically connected, they are not connected by wires as in wire bonding, but in an array form. Connect with gold bumps lined up. As a result, the distance between the chip and the signal line can be shortened as compared with the wire bonding, so that the wiring becomes short. For this reason, as shown in FIG. 7E, the high-frequency characteristics in the case of flip chip bonding are considered to be better than in the case of wire bonding.
これは、フリップチップボンディングの場合は、周波数が増加するにつれ高周波特性が徐々に劣化していくのに対し、ワイヤボンディングの場合は、ワイヤボンディングで周波数がピーキングを持ち、さらに高周波側では急速に高周波特性が劣化する傾向にあるからである。 In flip-chip bonding, the high-frequency characteristics gradually deteriorate as the frequency increases, whereas in wire bonding, the frequency is peaked in wire bonding, and the frequency is rapidly increased on the high-frequency side. This is because the characteristics tend to deteriorate.
寄生インダクタンスを減らすことで、高周波特性を改善することを重要視している。 Emphasis is placed on improving high-frequency characteristics by reducing parasitic inductance.
上述した配線板は、例えば図8(a)のようなマイクロストリップラインで形成される。図8(a)の誘電体基板において、長さがWの上面導体701aは伝送線路になり、下面導体701bはGNDになる。導体701a,701b間には、誘電体702が形成される。
The above-described wiring board is formed by a microstrip line as shown in FIG. In the dielectric substrate of FIG. 8A, the
伝送線路の特性インピーダンスは、図8(b)に示すように、基板の比誘電率、厚さ、導体の厚さおよび幅などによって決まる。比誘電率の高い基板を使用すれば、回路を小型化することができる。一般に、次のような基板材料が使われることが知られている。ガラスエポキシ基板(比誘電率 εr=4.8)、テフロン基板(比誘電率 εr=2.6)、セラミック基板(比誘電率 εr=10.0)。 As shown in FIG. 8B, the characteristic impedance of the transmission line is determined by the relative permittivity, thickness, conductor thickness and width of the substrate. If a substrate having a high relative dielectric constant is used, the circuit can be reduced in size. In general, it is known that the following substrate materials are used. Glass epoxy substrate (relative permittivity ε r = 4.8), Teflon substrate (relative permittivity ε r = 2.6), ceramic substrate (relative permittivity ε r = 10.0).
配線板は、例えば図8(c)のようなコプレーナ・ラインで形成される。図8(a)では、厚さ=h、比誘電率=εr の誘電体基板の片面を導体面とし、その導体面に幅=Sの2本のスロットが間隔Wで設けられている。誘電体基板は通常、両側の導体面がGND、中央の導体がシグナルという、いわゆるGSG構造となる。図8(d)は、w/h=1.0の配線板におけるs/hの値に応じた特性インピーダンスを示してある。 The wiring board is formed of a coplanar line as shown in FIG. In FIG. 8A, one surface of a dielectric substrate having a thickness = h and a relative dielectric constant = εr is defined as a conductor surface, and two slots having a width = S are provided at intervals W on the conductor surface. The dielectric substrate usually has a so-called GSG structure in which the conductor surfaces on both sides are GND and the center conductor is a signal. FIG. 8D shows the characteristic impedance corresponding to the value of s / h in the wiring board with w / h = 1.0.
図9は、フリップチップボンディングを用いた従来のDMLの終端回路パターン800の概略を示している。
FIG. 9 schematically shows a conventional DML
図9(a)に示す回路パターン800において、DML804に信号を送るための高周波線路Sも、終端抵抗803の直前の高周波線路801も同じ50オーム設計である。図9(a)は、DMLの信号用電極も、GND電極Gも同一面にある場合の例を示しており、DMLの信号用電極は配線板の高周波線路Sに、DMLのGND電極は配線板のグランド線路Gに、それぞれフリップチップボンディングされる。
In the
50オームの終端抵抗803は、チップ抵抗を配線板に半田づけしてもいいし、配線板に作りこんでもいい。配線板に作りこむ場合、終端抵抗803も50オームになるように設定する。終端抵抗803は、寄生容量を少なくするため、なるべく短くなるようにする。終端抵抗803とその右側のグランド線路Gとの間には隙間を設けずに両者を直結して、寄生成分が含まないようにする。
The 50
なお、DMLのGND電極が信号用電極の反対側(裏面)にある場合には、図9(b)のように、信号用電極と配線板の高周波線路801とだけがフリップチップボンディングされる。この場合、裏面の電極およびグランドは、ボンディングワイヤ、または、ビアなどの方法で接続される。
When the DML GND electrode is on the opposite side (rear surface) of the signal electrode, only the signal electrode and the high-
図10および図11は、DMLのGND電極が信号用電極の反対側(裏面)にある場合のDMLのGND電極とグランドとのビア接続形態を示している。図10および図11に示した接続形態は、図9(b)の回路パターン800に対応している。
FIG. 10 and FIG. 11 show via connection forms between the DML GND electrode and the ground when the DML GND electrode is on the opposite side (rear surface) of the signal electrode. The connection forms shown in FIGS. 10 and 11 correspond to the
図10において、Auバンプ813によって、高周波配線板830とサブキャリア820上のDML804とが接続される。また、Auバンプ815によって、高周波配線板830と配線引き回し用の高周波配線板831とが接続される。図10の接続例では、電流パスIは、フリップチップボンディング813→DML804の底面→サブキャリア820→高周波配線板831という経路になる。
In FIG. 10, the high
図11に示すように、DML804のシグナルSにフリップチップボンディング813が施され、サブキャリア820上には、例えば半田によってDML804が搭載される。一般に、DML804の厚みは150μm程度であり、高周波配線板831よりも薄くなるので、サブキャリア820には図11に示すような段差が設けられる。
As shown in FIG. 11,
なお、図11において、2つのAu電極816a,816bは接続されている。
In FIG. 11, two
Au電極816bと高周波配線板830のグランドGとはビア833によって接続され、2つの高周波配線板830,831はフリップチップボンディング815によって接続される。
The
図9に示す構造のように、伝送線路801と終端抵抗803とをそれぞれ50オームに設定することでインピーダンス整合をとる高周波伝送線路は従来から存在するものの、直接変調DFBレーザを含むインピーダンス整合が考慮されておらず、周波数特性を向上させる高周波伝送線路が望まれていた。
As in the structure shown in FIG. 9, although there is a conventional high-frequency transmission line that achieves impedance matching by setting the
上記の課題を解決するための高周波伝送線路は、所定の特性インピーダンスを有する第1導体線路と、前記第1導体線路と接続される終端抵抗と、前記終端抵抗と接続される第2導体線路と、前記第1導体線路、前記終端抵抗および前記第2導体線路に対して、所定の距離を隔てて対向配置されるグランド線路と、 を備え、前記第1導体線路は、前記終端抵抗側に向かって線路幅が狭くなるテーパ形状に形成され、前記所定の特性インピーダンスよりも相対的に特性インピーダンスが低い低インピーダンス線路部を構成しており、前記低インピーダンス線路部は、前記第1導体線路を含むインピーダンス遷移部と、前記終端抵抗を含む第1の低インピーダンス線路部と、前記第2導体線路を含む第2の低インピーダンス線路部とを含み、前記第2の低インピーダンス線路部は、スタブとして機能し、周波数のピーキング量が調整されるように形成される。 A high-frequency transmission line for solving the above problems includes a first conductor line having a predetermined characteristic impedance, a termination resistor connected to the first conductor line, and a second conductor line connected to the termination resistor. the first conductor line, to the terminating resistor and the second conductor line, and a tolyl land lines are opposed at a predetermined distance, the first conductor line path, said terminating resistor side is formed in a tapered line width decreases toward than said predetermined characteristic impedance constitutes a low impedance line portion relatively characteristic impedance is not low, the low impedance line portion, the first conductor Including an impedance transition part including a line, a first low impedance line part including the termination resistor, and a second low impedance line part including the second conductor line, The second low-impedance line portion functions as a stub and is formed so that the amount of frequency peaking is adjusted .
ここで、前記グランド線路は、前記終端抵抗側に向かって線路幅が広くなるテーパ形状により変化するようにしてもよい。 Here, the ground line may be changed by tapered line width increases toward the terminating resistor side.
上記の課題を解決するための光回路は、前記高周波伝送線路を含む。ここで、前記光回路は直接変調DFBレーザであり、そのDFB部は信号入力用電極とグランド用電極とを有し、前記信号入力用電極が前記第2導体線路に接続されるようにしてもよい。 An optical circuit for solving the above problems includes the high-frequency transmission line. Here, the optical circuit is a directly modulated DFB laser, the DFB section and a signal input electrode and the ground electrodes, even as the signal input electrode is connected to the second conductor line Good.
前記グランド用電極は、前記グランド線路に接続されるようにしてもよい。 The ground electrode may be connected to the ground line.
前記信号入力用電極と前記第1導体線路との接続がフリップチップ接続としてもよい。
Connection between said signal input electrode of the first conductor line may be flip-chip connection.
本発明によれば、高周波特性が向上する。 According to the present invention, high frequency characteristics are improved.
以下、本発明の高周波伝送線路1の実施形態について説明する。この高周波伝送線路1は、直接変調DFBレーザのDFB部に信号を伝送するように構成される。
Hereinafter, embodiments of the high-
[高周波伝送線路の構成]
まず、高周波伝送線路1の構成について、図12および図13を参照して説明する。図12は、本実施形態の高周波伝送線路1Bの構成例について、従来の高周波伝送線路と関連付けて示す図であって、(a)は高周波伝送線路1Bの回路パターン1B、(b)は従来の回路パターン800B、を示す。図13は、高周波伝送路1Bの斜視図である。
[Configuration of high-frequency transmission line]
First, the configuration of the high-
図12(a)に示すように、高周波伝送線路1Bは、第1導体線路11aと、この第1導体線路11aと接続される終端抵抗14と、終端抵抗14と接続される第2導体線路15aと、第1導体線路11a、終端抵抗14および第2導体線路15aに対して、所定の距離を隔てて対向配置されるグランド線路12a,12bとを備える。
As shown in FIG. 12A, the high-
導体線路11a,15aは、例えば高周波配線板である。第1導体線路11aの特性インピーダンスは、例えば50Ωに設定され、第2導体線路15aは、例えば50Ωよりも低い値に設定される。
The conductor lines 11a and 15a are, for example, high-frequency wiring boards. The characteristic impedance of the
なお、第2導体線路15aは、対応するグランド線路12a,12bとの組み合わせによって、図13に示す第2の低インピーダンス線路部423Aを構成する。この第2の低インピーダンス線路部423Aは、スタブとして機能し、これにより、周波数のピーキング量が調整されるようになっている。
Note that the
DFB部17は、第2導体線路15aとグランド線路12bとの間に接続される。この実施形態では、DFB部17の信号用電極およびグランド用電極はともにDFB部17の同一面に構成されるようになっているので、DFB部17の信号用電極は導体線路15aに、DFB部17のグランド電極はグランド線路12bに、それぞれフリップチップボンディングされる。フリップチップボンディングの接続形態は例えば図5で示したものと同じである。
The
図12(a)において、第1導体線路11aは、終端抵抗14側の端面において、内側に曲がる折り曲げ形状16c,16dを有する。図12(a)の例では、折り曲げ形状16c,16dは、例えば、線路幅が狭くなるテーパ形状となっている。
In FIG. 12A, the
グランド線路12a,12bは、上述した各折り曲げ形状16c,16dに対応する位置において、第1導体線路11a側に曲がる折り曲げ形状16b,16aを有する。図12(a)の例では、折り曲げ形状16a,16bは、例えば、GND幅が広くなるテーパ形状となっている。
The ground lines 12a and 12b have bent
これにより、折り曲げ形状16a〜16dの部分の特性インピーダンスは、終端抵抗14側に向かって、50Ωよりも小さくなるように変化する。この部分は、図13に示すインピーダンス遷移部421Aを構成する。
Thereby, the characteristic impedance of the
また、テーパにより線路幅が変化した各線路11a,12a,12bおよび終端抵抗14によって、図13に示す第1の低インピーダンス線路部422Aを構成する。図13に示す第2の低インピーダンス線路部423Aは、終端抵抗14に隣接する線路15aおよびそれに対応するグランド線路12a,12bによって構成される。
Further, the first low
一方、図12(b)に示すように、従来の回路パターン800は、DFB部805に信号を送るための高周波線路801bと、2つのグランド線路801a,801bとを備える。この場合、終端抵抗803aも、DFB部と接続する高周波線路801bも同じ50オーム設計である。
On the other hand, as shown in FIG. 12B, the
次に、この高周波伝送線路1Bと組み合わせられるDFBレーザについて、図14を参照して説明する。図14は、DFBレーザ20の一例を示す斜視図である。
Next, a DFB laser combined with the high-
図14に示すように、DFBレーザ20は、DFBレーザ電極21と、金バンプ22と、レーザチップ24と、サブキャリア25とを備える。
As shown in FIG. 14, the
図15は、高周波伝送線路1BとDFBレーザ20とが組み合わせられた光回路の一例を示す斜視図である。
FIG. 15 is a perspective view showing an example of an optical circuit in which the high-
この例では、高周波伝送線路1Bは、金バンプ22を介して、図14に示したDFBレーザ20と接続されるようになっている。
In this example, the high-
なお図15では、DFBレーザ20と高周波伝送路1Bが直角に交わるような形態になっているが、DFBレーザ20と高周波伝送路1Bが同一方向から重なり合うに配置しても構わない。特にDFBレーザ20が単体でなく、アレイ構造の場合には、DFBレーザ20と高周波伝送路1Bとを同一方向に配置するのが好ましい。
In FIG. 15, the
なお、図15に示す回路要素41A,421A,422A,423Aはそれぞれ、図13に示した50Ω線路41a,インピーダンス遷移部421A,第1の低インピーダンス線路部422Aと、第2の低インピーダンス線路部423Aに対応する。
The
図16は、高周波伝送線路1の等価回路40である。
FIG. 16 is an
この等価回路40は、50Ω線路41Aと、インピーダンス調整部42Aとを備える。インピーダンス調整部421Aは、50Ω線路41Aと直列接続され、インピーダンスが50Ωよりも低くなっていくインピーダンス遷移部421Aと、インピーダンスが相対的に低い第1の低インピーダンス線路(終端抵抗を含む)422Aと、インピーダンスが50Ωよりも相対的に低い第2の低インピーダンス線路423Aとを有する。DFB部424Aの一端は、第2の低インピーダンス線路423Aに接続され、DFB部424Aの他端は接地される。この第2の低インピーダンス線路部423Aは、スタブとして機能し、これにより、周波数のピーキング量が調整され、高周波帯の周波数特性が向上するようになっている。
The
なお、図16に示す回路要素41A,421A,422A,423Aはそれぞれ、図13に示した50Ω線路41A,インピーダンス遷移部421A,第1の低インピーダンス線路部422Aと、第2の低インピーダンス線路部423Aに対応する。
The
以上、実施形態について詳述してきたが、具体的な構成は実施形態に限られるものではなく、変更するようにしてもよい。 Although the embodiment has been described in detail above, the specific configuration is not limited to the embodiment and may be changed.
例えば、DFB部17は、導体線路11aとグランド線路12bとの間に接続される場合について説明した。しかしながら、DFB部17の信号用電極とグランド用電極とが異なる面に構成される場合も考えられる。かかる場合、高周波伝送線路では、DFB部の信号用電極およびグランド電極がともに、第1導体線路11aでフリップチップボンディングされるようにしてもよい。
For example, the case where the
上述した折り曲げ形状(テーパ形状)16a〜16dは、特性インピーダンスが例えば50Ωより高くなるものであればよく、他の様々な代替の形状によっても実施することができる。例えば、かかる形状として、段階的に、または曲面状に連続的に、変化するようにしてもよい。 The bent shapes (tapered shapes) 16a to 16d described above may be any shape as long as the characteristic impedance is higher than 50Ω, for example, and can be implemented by various other alternative shapes. For example, such a shape may be changed stepwise or continuously in a curved shape.
図12に示したものにおいて、テーパ形状は、第1導体線路11aのみに形成し、グランド線路12a,12bは形成しないようにしてもよい。
In the structure shown in FIG. 12, the tapered shape may be formed only on the
上記実施形態および変形例等は、任意に組み合わせて実施することができる。 The above-described embodiments and modified examples can be implemented in any combination.
1,1A 高周波伝送線路
11a 第1導体線路
12a,12b グランド線路
16a〜16d 折り曲げ形状(テーパ形状)
14 終端抵抗
15a 第2導体線路
1, 1A High-
14 Terminating
Claims (6)
前記第1導体線路と接続される終端抵抗と、
前記終端抵抗と接続される第2導体線路と、
前記第1導体線路、前記終端抵抗および前記第2導体線路に対して、所定の距離を隔てて対向配置されるグランド線路と、
を備え、
前記第1導体線路は、前記終端抵抗側に向かって線路幅が狭くなるテーパ形状に形成され、前記所定の特性インピーダンスよりも相対的に特性インピーダンスが低い低インピーダンス線路部を構成しており、
前記低インピーダンス線路部は、前記第1導体線路を含むインピーダンス遷移部と、前記終端抵抗を含む第1の低インピーダンス線路部と、前記第2導体線路を含む第2の低インピーダンス線路部とを含み、
前記第2の低インピーダンス線路部は、スタブとして機能し、周波数のピーキング量が調整される
ことを特徴とする高周波伝送線路。 A first conductor line having a predetermined characteristic impedance;
A termination resistor connected to the first conductor line;
A second conductor line connected to the termination resistor;
A ground line disposed opposite to the first conductor line, the termination resistor and the second conductor line with a predetermined distance therebetween;
With
Said first conductor line path, the line width toward the terminating resistor side is formed in a tapered shape that becomes narrow, constitute a low-impedance line portion relatively characteristic impedance is not lower than the predetermined characteristic impedance ,
The low impedance line unit includes an impedance transition unit including the first conductor line, a first low impedance line unit including the termination resistor, and a second low impedance line unit including the second conductor line. ,
The high-frequency transmission line, wherein the second low-impedance line portion functions as a stub and the amount of frequency peaking is adjusted .
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