JP6671567B1 - Optical module - Google Patents
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Abstract
TO−CAN型光送信モジュール(100)は、FPC(3)が、第1の導体層(301)、ベース層(302)及び第2の導体層(303)を貫通する基板貫通孔(3a)を有し、基板貫通孔(3a)は、孔の周囲の一部に、第1の信号リード端子(4)が挿入される第1の切欠部(3b)が設けられ、第2の導体層(303)は、第1の切欠部(3b)を囲い、第1の切欠部(3b)に挿入された第1の信号リード端子(4)の外周の一部と接続するための第1の信号配線接続部(30a)を有する第1の信号配線パターン(30)を含む。In the TO-CAN type optical transmission module (100), the FPC (3) penetrates the first conductor layer (301), the base layer (302) and the second conductor layer (303) through the substrate through hole (3a). The substrate through hole (3a) is provided with a first notch (3b) into which the first signal lead terminal (4) is inserted, in a part of the periphery of the hole, and the second conductor layer (303) surrounds the first cutout portion (3b) and is a first portion for connecting with a part of the outer circumference of the first signal lead terminal (4) inserted in the first cutout portion (3b). A first signal wiring pattern (30) having a signal wiring connection portion (30a) is included.
Description
本発明は、半導体光デバイス、ステム及び基板を備える光モジュールに関する。 The present invention relates to an optical module including a semiconductor optical device, a stem, and a substrate.
光通信で使用されるTO−CAN型光モジュールは、一般に、電気的に接地されているステムと、それぞれステムの貫通孔に挿入された複数のリード端子と、ステムとともに接地されたグラウンドリード端子とを備えている。また、TO−CAN型光モジュールは、ステムの底面であるアウター面に、2層以上の導体層を有するFPC(Flexible printed circuits)が設置されており、当該2層以上の導体層のうち1つ以上の層の一部がステムと電気的に接続されることにより、グラウンドに接続されている。また、当該2層以上の導体層のうちのその他の導体層の配線パターンは、他のリード端子と電気的に接続される。 A TO-CAN type optical module used in optical communication generally includes an electrically grounded stem, a plurality of lead terminals respectively inserted into through holes of the stem, and a ground lead terminal grounded together with the stem. It has. Further, in the TO-CAN type optical module, an FPC (Flexible printed circuits) having two or more conductor layers is installed on an outer surface which is a bottom surface of the stem, and one of the two or more conductor layers is provided. A part of the above layers is electrically connected to the stem, so that it is connected to the ground. Further, the wiring patterns of the other conductor layers of the two or more conductor layers are electrically connected to other lead terminals.
グラウンドリード端子以外のリード端子は、ステムの貫通孔に充填された封止用ガラス又はセラミックのフィードスルーによりステムと電気的に絶縁されている。さらに、ステムは、一方の面上に半導体光デバイスが設置され、当該半導体光デバイスを覆うレンズキャップが溶接される。これにより、当該半導体光デバイスを含む、ステムとレンズキャップとに覆われた空間が気密封止される。 The lead terminals other than the ground lead terminal are electrically insulated from the stem by a sealing glass or ceramic feedthrough filled in the through hole of the stem. Furthermore, the semiconductor optical device is installed on one surface of the stem, and a lens cap that covers the semiconductor optical device is welded. Thereby, the space including the semiconductor optical device and covered by the stem and the lens cap is hermetically sealed.
リード端子の数は、光モジュールの用途に応じてパッケージ内に搭載される半導体光デバイスの数によって異なる。しかし、一般的に、非冷却半導体レーザ(Uncooled LD)デバイスを搭載した光送信モジュールは、差動信号線路である2つの信号リード端子と、光パワーモニタ用のモニタリード端子と、グラウンド用のグラウンドリード端子との合計4端子を備えているか、又は当該4端子と、温度モニタ用のサーミスタ端子との合計5端子を備えている。 The number of lead terminals varies depending on the number of semiconductor optical devices mounted in the package depending on the use of the optical module. However, in general, an optical transmission module equipped with an uncooled semiconductor laser (Uncooled LD) device has two signal lead terminals as differential signal lines, a monitor lead terminal for optical power monitoring, and a ground for ground. Either a total of four terminals including a lead terminal or a total of five terminals including the four terminals and a thermistor terminal for temperature monitoring is provided.
上記の各リード端子とFPCとは、はんだ付けにより接続される。信号リード端子には1GHz以上〜100GHz程度の高周波電気信号が印加される。
以上のようなTO−CAN型光モジュールにおいて、リード端子が挿入されたステムの貫通孔に、溶融した封止用ガラスを充填して固化させる際に、貫通孔から突出したリード端子にガラスが這い上がり、アウター面から突出したまま固化してしまう場合がある。The above-mentioned lead terminals and the FPC are connected by soldering. A high-frequency electric signal of 1 GHz to 100 GHz is applied to the signal lead terminal.
In the above-described TO-CAN type optical module, when filling and solidifying the molten sealing glass into the through hole of the stem into which the lead terminal is inserted, the glass crawls on the lead terminal protruding from the through hole. It may rise and solidify while protruding from the outer surface.
この突出した封止用ガラスの影響により、アウター面が平面ではなくなってしまい、ステムとFPCとの密着性が低下することで、当該光モジュールの高周波特性が劣化するという問題がある。
この問題に対して特許文献1に記載の光モジュールでは、ステム貫通孔におけるステムのアウター面付近の部分である第2の孔部が他の部分である第1の孔部よりも幅が広いことにより、当該第2の孔部に、上述の突出した封止用ガラスが収納される構成が採用されている。これにより、ステムのアウター面におけるFPCとの接触面は、平面化される。Due to the effect of the protruding sealing glass, the outer surface is no longer flat, and the adhesion between the stem and the FPC is reduced, thereby deteriorating the high-frequency characteristics of the optical module.
In order to solve this problem, in the optical module described in Patent Document 1, the second hole, which is the portion of the stem through hole near the outer surface of the stem, is wider than the first hole, which is the other portion. Accordingly, a configuration is employed in which the above-mentioned protruding sealing glass is housed in the second hole. Thereby, the contact surface with the FPC on the outer surface of the stem is flattened.
特許文献1に記載の光モジュールの構成では、第2の孔部に位置するリード端子の外周面とステムとの間に空隙が生じる。一方で、第1の孔部に位置するリード端子は、外周面が誘電体の封止用ガラスで覆われている。そのため、第2の孔部に位置するリード端子のインピーダンスと、第1の孔部に位置するリード端子のインピーダンスとが異なってしまい、光モジュールの高周波特性が劣化するという問題がある。 In the configuration of the optical module described in Patent Document 1, a gap is generated between the outer peripheral surface of the lead terminal located in the second hole and the stem. On the other hand, the outer peripheral surface of the lead terminal located in the first hole is covered with dielectric sealing glass. Therefore, the impedance of the lead terminal located in the second hole differs from the impedance of the lead terminal located in the first hole, and there is a problem that the high-frequency characteristics of the optical module deteriorate.
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、光モジュールの高周波特性の劣化を防ぎつつ、貫通孔から封止用ガラスが突出したステムと、FPCとを密着させることができる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and makes the stem in which the sealing glass protrudes from the through-hole and the FPC adhere to each other while preventing the high-frequency characteristics of the optical module from deteriorating. The aim is to provide a technology that can.
この発明に係る光モジュールは、インナー面からアウター面まで貫通する第1のステム貫通孔を有するステム、及び、当該第1のステム貫通孔に挿入され、当該第1のステム貫通孔内でガラスにより固定された第1の信号リード端子、を含むステム組立体と、ステムのアウター面に設置され、ステムと電気的に接続する第1の導体層、当該第1の導体層におけるステムのアウター面に対向する面とは反対の面に設置されたベース層、及び、当該ベース層における当該第1の導体層に対向する面とは反対の面に設置された第2の導体層、を含む基板と、を備え、基板は、第1の導体層、ベース層及び第2の導体層を貫通する基板貫通孔を有し、基板貫通孔には、第1の信号リード端子が挿入される第1の切欠部が設けられ、第2の導体層は、第1の切欠部を囲い、第1の切欠部に挿入された第1の信号リード端子の外周の一部と接続するための第1の信号配線接続部を有する第1の信号配線パターンを含み、基板は、FPCである。 An optical module according to the present invention has a stem having a first stem through hole penetrating from an inner surface to an outer surface, and is inserted into the first stem through hole, and is made of glass in the first stem through hole. A stem assembly including a fixed first signal lead terminal, a first conductor layer installed on the outer surface of the stem and electrically connected to the stem, and a first conductor layer on the outer surface of the stem in the first conductor layer. A substrate including a base layer provided on a surface opposite to the facing surface, and a second conductor layer provided on a surface of the base layer opposite to the surface facing the first conductor layer; Wherein the substrate has a substrate through hole penetrating the first conductor layer, the base layer and the second conductor layer, and the first signal lead terminal into which the first signal lead terminal is inserted is inserted into the substrate through hole. A notch is provided, and the second conductor layer Enclosure cutouts, saw including a first signal wiring pattern having a first signal line connector for connecting a portion of the outer periphery of the first signal lead terminal is inserted into the first notch, The substrate is an FPC .
この発明によれば、光モジュールの高周波特性の劣化を防ぎつつ、貫通孔から封止用ガラスが突出したステムと、FPCとを密着させることができる。 According to the present invention, the stem in which the sealing glass protrudes from the through hole and the FPC can be brought into close contact with each other while preventing the high-frequency characteristics of the optical module from deteriorating.
以下、この発明をより詳細に説明するため、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。なお、以下の実施の形態では、この発明が適用された光モジュールとして、光送信機能を有した光送信モジュールについて説明するが、この発明は、光受信機能を有した光受信モジュールに適用されてもよい。 Hereinafter, in order to explain this invention in greater detail, the preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following embodiments, an optical transmission module having an optical transmission function will be described as an optical module to which the invention is applied. However, the invention is applied to an optical reception module having an optical reception function. Is also good.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係るTO−CAN型光送信モジュール100の構成を示す外観図である。図1が示すように、TO−CAN型光送信モジュール100は、レンズキャップ1と、レンズキャップ1が一方の面に設置されたステム2と、ステム2の他方の面に設置されたFPC3とを備えている。なお、以下では、ステム2における当該一方の面をインナー面と呼称し、ステム2における当該他方の面をアウター面と呼称する。また、本実施形態では、ステム2に設置される基板としてFPC3が用いられる構成について説明するが、当該基板の種類は特に限定されない。Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is an external view showing the configuration of the TO-CAN
TO−CAN型光送信モジュール100の構成についてより詳細には、ステム2のインナー面には、後述する半導体光デバイスが設置されている。レンズキャップ1は、当該半導体光デバイスを覆うように、ステム2のインナー面に設置されている。また、ステム2とレンズキャップ1とは、当該半導体光デバイスを保護するために、当該半導体光デバイスを含むステム2とレンズキャップ1とに覆われた空間が気密封止されるように溶接されている。
More specifically, regarding the configuration of the TO-CAN type
ステム2は、後述する複数のステム貫通孔を有し、当該複数のステム貫通孔のうちの対応するステム貫通孔に、それぞれ、第1の信号リード端子4、第2の信号リード端子5及びモニタリード端子6が挿入されている。また、第1の信号リード端子4、第2の信号リード端子5及びモニタリード端子6は、それぞれ、対応するステム貫通孔内でガラス4a、ガラス5a及びガラス6aにより固定されている。また、ステム2のアウター面2aには、グラウンドリード端子7が電気的に接続されている。第1の信号リード端子4及び第2の信号リード端子5は、後述する半導体レーザへの差動信号を伝送するための端子である。モニタリード端子6は、後述するフォトダイオードからの信号を伝送するための端子である。グラウンドリード端子7は、後述するグラウンド配線パターンをステム2に接続するための端子である。
The
図1が示すように、第1の信号リード端子4、第2の信号リード端子5、モニタリード端子6及びグラウンドリード端子7は、それぞれ、一方の端部が、ステム2のアウター面2aから突出し、ステム2のアウター面2aに設置されたFPC3の基板貫通孔3aに挿入されている。なお、基板貫通孔3aの詳細については後述する。なお、ステム2のアウター面2aから突出した第1の信号リード端子4、第2の信号リード端子5、モニタリード端子6及びグラウンドリード端子7は、これらの端子のうち隣り合う2つの端子を線で結んだ場合、当該線により形成される形状がほぼ正方形となるように配置されている。
As shown in FIG. 1, the first
ステム2のアウター面2aに設置されたFPC3は、後述する第2の導体層が含む第1の信号配線パターン30、第2の信号配線パターン31、モニタ配線パターン32及びグラウンド配線接続部33を備えている。第1の信号配線パターン30は、一方の端部に、第1の信号配線接続部30aを有する。第2の信号配線パターン31は、一方の端部に第2の信号配線接続部31aを有する。モニタ配線パターン32は、一方の端部にモニタ配線接続部32aを有する。第1の信号リード端子4は、第1の信号配線接続部30aに接続されている。第2の信号リード端子5は、第2の信号配線接続部31aに接続されている。モニタリード端子6は、モニタ配線接続部32aに接続されている。グラウンドリード端子7は、グラウンド配線接続部33に接続されている。また、FPC3におけるステム2のアウター面2aに対向する面とは反対の面は、絶縁体である第2のカバーレイ300により覆われており、外部との電気的短絡が防止されている。
The
次に、TO−CAN型光送信モジュール100のより詳細な構成について図面を参照して説明する。図2は、実施の形態1に係るTO−CAN型光送信モジュール100の構成を示す断面図である。図2が示すように、レンズキャップ1は、内部が空洞である円筒形状のキャップ1aと、当該キャップ1aの他方の底面に設置されたレンズ1bとを備えている。
Next, a more detailed configuration of the TO-CAN
ステム2のインナー面2bには、ヒートシンクブロック12及びフォトダイオードサブマウント13が設置されている。ヒートシンクブロック12の側面には、半導体レーザサブマウント14が設置されている。半導体レーザサブマウント14の側面には、半導体レーザ15が設置されている。
A
ヒートシンクブロック12は、半導体レーザサブマウント14を介して、半導体レーザ15からの熱を放熱する。ヒートシンクブロック12は、ステム2と一体成型されることにより構成されたものであってもよいし、ステム2とは別に成型され、ステム2のインナー面に設置されたものであってもよい。
The
半導体レーザサブマウント14は、半導体レーザ15が設置される基板である。半導体レーザサブマウント14は、化学式がAlNである窒化アルミニウム又は化学式がAl2O3であるアルミナ等の材料で製造されたセラミック基板であり得る。The
半導体レーザ15は、端面出射型の分布帰還型半導体レーザ(DFB−LD)である。半導体レーザ15は、出射光がレンズ1bに導かれるように、出射面がレンズ1bの方向を向くように半導体レーザサブマウント14に設置されている。なお、本実施形態では、半導体レーザ15として端面出射型の分布帰還型半導体レーザが用いられた構成について説明するが、半導体レーザ15は、少なくとも、端面出射型の直接変調半導体レーザであればよい。
The
フォトダイオードサブマウント13には、フォトダイオード16が実装されている。フォトダイオードサブマウント13は、フォトダイオード16が設置される基板である。フォトダイオードサブマウント13は、化学式がAlNである窒化アルミニウム又は化学式がAl2O3であるアルミナ等の材料で製造されたセラミック基板であり得る。The
フォトダイオード16は、半導体レーザ15が出射する光を受光する光パワーモニタ用のフォトダイオードである。フォトダイオード16は、半導体レーザ15からの背面光を受光できるように、半導体レーザ15に対向するフォトダイオードサブマウント13の面上に設置されている。
The
上記の各半導体光デバイスを保護するために、レンズキャップ1の開口部の縁と、ステム2のインナー面2bとは、レンズキャップ1の内部の空洞が気密封止されるように溶接されている。例えば、ステム2のインナー面2bにおける、レンズキャップ1の開口部の縁と接する箇所には、溝が設けられてもよい。これにより、TO−CAN型光送信モジュール100の製造時に、レンズキャップ1とステム2との位置決めが容易になる。また、例えば、気密封止されたレンズキャップ1の内部の空洞には、不活性ガスが充填されていてもよい。または、例えば、気密封止されたレンズキャップ1の内部の空洞は、真空状態であってもよい。なお、本実施形態では、レンズキャップ1の内部の空洞が気密封止されている構成について説明したが、レンズキャップ1の内部の空洞は、気密封止されていなくてもよい。
In order to protect the semiconductor optical devices described above, the edge of the opening of the lens cap 1 and the
ステム2は、それぞれインナー面2bからアウター面2aまで貫通する、第1のステム貫通孔2c、図示しない第2のステム貫通孔、及び第3のステム貫通孔2eを有している。
第1のステム貫通孔2cには、第1の信号リード端子4が挿入されており、第1の信号リード端子4は、ステム2と接触していない状態で、第1のステム貫通孔2cの内部でガラスにより固定されている。これにより、第1の信号リード端子4とステム2とは、電気的に絶縁されている。ステム2のインナー面2bから突出した第1の信号リード端子4の端部と、上述の半導体レーザ15とは、ワイヤ17によりワイヤボンディング接続されている。ワイヤ17の材料は、金であり得る。The
The first
または、本実施形態とは異なり、ステム2のインナー面2bから突出した第1の信号リード端子4の端部と、半導体レーザサブマウント14にメタライズされた電極とがワイヤ17によりワイヤボンディング接続されてもよい。これにより、第1の信号リード端子4は、半導体レーザサブマウント14を介して半導体レーザ15に接続される。または、本実施形態とは異なり、第1の信号リード端子4は、インダクタンスにより高周波特性が劣化しやすいことから、第1の信号リード端子4の長さを短くして、当該第1の信号リード端子4を、セラミック基板で造られた中継基板を介して半導体レーザ15に接続する構成を採用してもよい。これにより、第1の信号リード端子4におけるインダクタンスによる高周波特性の劣化を抑制することができる。なお、以上の第1の信号リード端子4の変形例は、以下で説明する第2の信号リード端子5に対しても同様に適用可能である。
Alternatively, unlike the present embodiment, an end of the first
図示しない第2のステム貫通孔には、第2の信号リード端子5が挿入されており、第2の信号リード端子5は、ステム2と接触していない状態で、第2のステム貫通孔の内部でガラスにより固定されている。これにより、第2の信号リード端子5とステム2とは、電気的に絶縁されている。ステム2のインナー面2bから突出した第2の信号リード端子5の端部と、上述の半導体レーザ15とは、ワイヤによりワイヤボンディング接続されている。
A second
第3のステム貫通孔2eには、モニタリード端子6が挿入されており、モニタリード端子6は、ステム2と接触していない状態で、第3のステム貫通孔2eの内部でガラスにより固定されている。これにより、モニタリード端子6とステム2とは、電気的に絶縁されている。ステム2のインナー面2bから突出したモニタリード端子6の端部と、上述のフォトダイオード16とは、ワイヤ18によりワイヤボンディング接続されている。ワイヤ18の材料は、金であり得る。
The
または、本実施形態とは異なり、ステム2のインナー面2bから突出したモニタリード端子6の端部と、フォトダイオードサブマウント13にメタライズされた電極とがワイヤ18によりワイヤボンディング接続されてもよい。これにより、モニタリード端子6は、フォトダイオードサブマウント13を介してフォトダイオード16に接続される。
Alternatively, unlike the present embodiment, an end of the
また、ステム2のアウター面2aには、グラウンドリード端子7が設置されており、ステム2とグラウンドリード端子7とは電気的に導通している。例えば、グラウンドリード端子7は、ステム2のアウター面2aにろう付け又は溶接により接続される。または、例えば、ステム2のアウター面2aに掘り込みが設けられ、当該掘り込みにグラウンドリード端子7が設置され、当該設置箇所に対してろう付け又は溶接が行われることにより、グラウンドリード端子7とステム2とが電気的に接続されてもよい。
以上のようなステム2と第1の信号リード端子4と第2の信号リード端子5とモニタリード端子6とグラウンドリード端子7とによりステム組立体20が構成されている。A
The
上述のように、FPC3は、ステム2のアウター面2aに設置されている。FPC3は、ステム2のアウター面2aに設置され、ステム2と電気的に接続する第1の導体層301、第1の導体層301におけるステム2のアウター面2aに対向する面とは反対の面に設置されたベース層302、及び、当該ベース層302における当該第1の導体層301に対向する面とは反対の面に設置された第2の導体層303、を含む。
As described above, the
なお、図示しないが、FPC3は、ステム2と第1の導体層301との電気的接触を阻害しないように、ステム2と第1の導体層301との接触部分以外の部分に設置された絶縁体の第1のカバーレイをさらに含む。また、同様に図示しないが、第2の導体層303におけるベース層302に対向する面とは反対の面には、上述の第2のカバーレイ300が設けられている。以上の複数の層のうちの隣り合った2つの層は、それぞれ、接着剤又は圧着により結合している。また、本実施形態とは異なり、FPC3は、層として、FPC3の機械的強度を向上させる補強板、又は外部への電磁界放射を抑制する電波吸収体等を含んでもよい。なお、その場合においても、ステム2と第1の導体層301との間の電気的接触が阻害されないように、これらの層を設ける必要がある。
Although not shown, the
ベース層302は、絶縁性を有する層であり、誘電率及び厚みが高周波線路に適した誘電率及び厚みとなるように設計されている。ベース層302の材料は、例えば、ポリイミド又は液晶ポリマー等であり得る。第2の導体層303は、ベース層302上に、銅箔などによりパターニングされており、線幅が高周波線路に適した線幅となるように設計されている。
The
FPC3は、第1の導体層301、ベース層302及び第2の導体層303を貫通する基板貫通孔3aを有する。基板貫通孔3aに関する構成の詳細な説明については後述するが、基板貫通孔3aに関する構成の概要について説明すると、基板貫通孔3aには、第1の切欠部3b、第2の切欠部3c、第3の切欠部3d及び第4の切欠部3eを有する。第1の切欠部3bには、ステム2のアウター面2aから突出している第1の信号リード端子4が挿入されている。図示しない第2の切欠部3cには、ステム2のアウター面2aから突出している第2の信号リード端子5が挿入されている。第3の切欠部3dには、ステム2のアウター面2aから突出しているモニタリード端子6が挿入されている。第4の切欠部3eには、グラウンドリード端子7が挿入されている。なお、基板貫通孔3aの内部において、第1の信号リード端子4、第2の信号リード端子5及びモニタリード端子6は、それぞれ、第1の導体層301と電気的に接続していない。グラウンドリード端子7は、第1の導体層301が含むグラウンド配線パターン34と電気的に接続している。
The
第2の導体層303は、第1の信号配線パターン30、第2の信号配線パターン31、モニタ配線パターン32及びグラウンド配線接続部33を含む。第1の信号配線パターン30は、基板貫通孔3aの第1の切欠部3bを囲う第1の信号配線接続部30aを有する。図示しない第2の信号配線パターン31は、基板貫通孔3aの第2の切欠部を囲う第2の信号配線接続部31aを有する。モニタ配線パターン32は、基板貫通孔3aの第3の切欠部3dを囲うモニタ配線接続部32aを有する。グラウンド配線接続部33は、基板貫通孔3aの第4の切欠部3eを囲うように構成されている。また、グラウンド配線接続部33は、ベース層302を貫通するスルーホール35を介して上述の第1の導体層のグラウンド配線パターン34と電気的に接続している。なお、スルーホール35は、導体相間を電気的に接続するために基板貫通孔3aの内壁の一部がメタライズされたものを示す。また、詳細については後述するが、スルーホール35は、設置される基板貫通孔3aの内壁の一部の形状に合わせて、キャスタレーションのように断面が略半円の形状を有する。
The
第2の導体層303におけるベース層302と接触する面とは反対の面から突出した第1の信号リード端子4の端部と、第1の信号配線接続部30aとは、はんだ30bにより電気的に接続されている。はんだ30bから突出した第1の信号リード端子4の端部は、オープンスタブ形成による高周波特性の劣化を抑制するために、できる限り短く切断されている。
The end of the first
第2の導体層303におけるベース層302と接触する面とは反対の面から突出した図示しない第2の信号リード端子5の端部と、第2の信号配線接続部31aとは、はんだにより電気的に接続されている。図示しないはんだから突出した第2の信号リード端子5の端部は、オープンスタブ形成による高周波特性の劣化を抑制するために、できる限り短く切断されている。
The end of the second signal lead terminal 5 (not shown) protruding from the surface of the
第2の導体層303におけるベース層302と接触する面とは反対の面から突出したモニタリード端子6の端部と、モニタ配線接続部32aとは、はんだ32bにより電気的に接続されている。
第2の導体層303におけるベース層302と接触する面とは反対の面から突出したグラウンドリード端子7の端部と、グラウンド配線接続部33とは、はんだ33aにより電気的に接続されている。なお、以上の各端子及び各接続部に関する構成のより詳細な説明については後述する。The end of the
The end of the
次に、上述の基板貫通孔3aに関する構成について図面を参照して詳細に説明する。図3は、TO−CAN型光送信モジュール100の構成を示す背面図である。図3が示すように、ステム2のアウター面2aには、FPC3が設置されている。FPC3のベース層302の面上には、FPC3の第2の導体層303に含まれる第1の信号配線パターン30、第2の信号配線パターン31、モニタ配線パターン32及びグラウンド配線接続部33が設置されている。なお、第1の信号配線パターン30、第2の信号配線パターン31、モニタ配線パターン32及びグラウンド配線接続部33を含む第2の導体層303は、一方の面が、ベース層302を介して、第1の導体層301の一方の面に対向するようにベース層302の面上にパターニングされたものである。
Next, the configuration of the above-described substrate through-
第1の信号配線パターン30及び第2の信号配線パターン31は、図3の下部が示すように、並行して設置されることにより、信号線路幅w及び信号線路間スペース幅dの差動型マイクロストリップ線路を構成している。当該差動型マイクロストリップ線路の構造は、当該差動型マイクロストリップ線路が所望の特性インピーダンスを有するように、ベース層302の厚み又は誘電率を考慮した上で設計されている。例えば、当該差動型マイクロストリップ線路の構造は、当該差動型マイクロストリップ線路が50Ωの特性インピーダンスを有するように設計される。
The first
本実施形態では、上述の信号リード端子を接続する伝送路として差動型マイクロストリップ線路を用いたが、これに限定されない。当該伝送路は、所望の高周波伝送特性を有する伝送路であればよい。例えば、本実施形態とは異なり、上述の信号リード端子を接続する伝送路として、差動型マイクロストリップ線路の代わりにシングルエンド型マイクロストリップ線路を用いてもよい。その場合、TO−CAN型光送信モジュール100は、信号リード端子及び信号配線パターンを一組備え、当該信号配線パターンは、FPC3のベース層302の面上でシングルエンド型マイクロストリップ線路を構成する。また、その場合、例えば、当該シングルエンド型マイクロストリップ線路の構造は、50Ωの特性インピーダンスを有するように設計される。または、例えば、本実施形態とは異なり、上述の信号リード端子を接続する伝送路として、マイクロストリップ線路ではなく、コプレーナ線路又はグラウンド付きのコプレーナ線路を用いてもよい。
In the present embodiment, a differential microstrip line is used as a transmission line connecting the above-mentioned signal lead terminals, but the present invention is not limited to this. The transmission line may be any transmission line having desired high-frequency transmission characteristics. For example, unlike the present embodiment, a single-ended microstrip line may be used instead of a differential microstrip line as a transmission line connecting the above-described signal lead terminals. In that case, the TO-CAN
FPC3は、第1の導体層301、ベース層302及び第2の導体層303を貫通する基板貫通孔3aを有している。基板貫通孔3aは、第1の信号リード端子4が挿入される第1の切欠部3b、第2の信号リード端子5が挿入される第2の切欠部3c、モニタリード端子6が挿入される第3の切欠部3d、及びグラウンドリード端子7が挿入される第4の切欠部3eを有している。
The
より詳細には、基板貫通孔3aは、FPC3の第1の切断面3fと、当該第1の切断面3fに平行な第2の切断面3gと、当該第1の切断面3fの一方の端部と当該第2の切断面3gの一方の端部との間の第3の切断面3hとに囲まれている。また、基板貫通孔3aは、第1の切断面3fの他方の端部と第2の切断面3gの他方の端部との間に開口部3iを有している。なお、第3の切断面3hの長さと開口部3iの幅とは、略同じである。当該開口部3iの幅とは、第3の切断面3hに平行な方向に沿って計った開口部3iの長さを意味する。
More specifically, the substrate through-
第1の切欠部3b、第2の切欠部3c、第3の切欠部3d及び第4の切欠部3eは、第1の切断面3fの一方の端部、第2の切断面3gの一方の端部、第1の切断面3fの一方の端部と第1の切断面3fの他方の端部との間の部分、及び第2の切断面3gの一方の端部と第2の切断面3gの他方の端部との間の部分、の何れか1つに設けられている。より詳細には、第1の切欠部3bは、第1の切断面3fの一方の端部に設けられている。第3の切欠部3dは、第1の切断面3fの一方の端部と第1の切断面3fの他方の端部との間の部分に設けられている。また、第2の切欠部3cは、第2の切断面3gの一方の端部と第2の切断面3gの他方の端部との間の部分に設けられている。第4の切欠部3eは、第2の切断面3gの一方の端部に設けられている。なお、第1の切欠部3b、第2の切欠部3c、第3の切欠部3d及び第4の切欠部3eは、これらの切欠部のうち隣り合う2つの切欠部を線で結んだ場合、当該線により形成される形状がほぼ正方形となるように配置されている。
The
以上のような基板貫通孔3aの周辺において、第1の信号配線パターン30は、第1の切欠部3bを囲い、第1の切欠部3bに挿入された第1の信号リード端子4の外周の一部と接続するための第1の信号配線接続部30aを有する。第2の信号配線パターン31は、第2の切欠部3cを囲い、第2の切欠部3cに挿入された第2の信号リード端子5の外周の一部と接続するための第2の信号配線接続部を有する。モニタ配線パターン32は、第3の切欠部3dを囲い、第3の切欠部3dに挿入されたモニタリード端子6の外周の一部と接続するためのモニタ配線接続部32aを有する。グラウンド配線接続部33は、第4の切欠部3eを囲い、第4の切欠部3eに挿入されたグラウンドリード端子7の外周の一部と接続する。なお、図3では図示していないが、上述のように、第1の信号リード端子4と第1の信号配線接続部30aとは、はんだ30bにより電気的に接続されている。第2の信号リード端子5と第2の信号配線接続部31aとは、はんだにより電気的に接続されている。モニタリード端子6とモニタ配線接続部32aとは、はんだ32bにより電気的に接続されている。グラウンドリード端子7とグラウンド配線接続部33とは、はんだ33aにより電気的に接続されている。
The first
なお、第2の導体層303が含む第1の信号配線パターン30、第2の信号配線パターン31及びモニタ配線パターン32は、各接続部とは反対の接続端は、所望のパッド形状及びパッド配置で設計され、パターニングされ得る。
なお、上記のようなパッド配置については、業界団体で取り決められた共通仕様に従って設定されることが一般的である。例えば、パッドは、10Gbit/s級の光送受信モジュールインタフェースについて取り決められたXMD−MSA (10 Gbit/s Miniature Device Multi−source Agreement)に基づいてベース層302の面上に配置される。Note that the first
It is to be noted that the pad arrangement as described above is generally set in accordance with a common specification decided by an industry group. For example, the pad is arranged on the surface of the
なお、本実施形態では、第1の信号リード端子4、第1の信号配線接続部30a及び第1の切欠部3bの第1の群と、第2の信号リード端子5、第2の信号配線接続部31a及び第2の切欠部3cの第2の群と、モニタリード端子6、モニタ配線接続部32a及び第3の切欠部3dの第3の群と、グラウンドリード端子7、グラウンド配線接続部33及び第4の切欠部3eの第4の群とは、互いに、図3に示すような配置で設置されているが、当該配置に限定されない。例えば、当該第1の群の位置に、別の群が配置され、当該別の群の位置に当該第1の群が配置されてもよい。第2の組、第3の組及び第4の組についても同様である。また、本実施形態では、TO−CAN型光送信モジュール100が上記の4つの群を有する構成について説明するが、ステム組立体20は、ステム2のインナー面2bに設置される半導体光デバイスの数に応じた数のステム貫通孔及びリード端子を備え得る。また、FPC3は、ステム2のインナー面2bに設置される半導体光デバイスの数に応じた数の配線接続部を備え得る。
In the present embodiment, a first group of the first
次に、上述の基板貫通孔3aにおける対応する切欠部を覆う各配線接続部と各リード端子との接続に関する構成について図面を参照して詳細に説明する。図4Aは、図3が示すTO−CAN型光送信モジュール100の基板貫通孔3a周辺を示す背面図である。図4Bは、図4Aの点線αで切断した断面図を示す。なお、図4A及び図4BにおけるX方向及びY方向は、それぞれ、ステム2のインナー面2b及びアウター面2aに平行な方向であり、Z方向は、ステム2のインナー面2b及びアウター面2aに直交する方向である。また、図4Bが示す断面図において、図2の断面図の構成と同様の構成については説明を省略する。
Next, a configuration related to connection between each wiring connection portion and each lead terminal covering the corresponding cutout portion in the above-described substrate through
図4Aが示すように、開口部3iの幅Aは、第1の信号リード端子4、第2の信号リード端子5、モニタリード端子6及びグラウンドリード端子7のうちの、第1の切断面3fの一方の端部に設けられた切欠部に挿入される第1の端子と第2の切断面3gの一方の端部に設けられた切欠部に挿入される第2の端子との間の最短距離、及び、当該第1の端子及び当該第2の端子とは別の第3の端子及び第4の端子の間の最短距離よりも広く、且つ、当該第1の端子及び当該第2の端子の間の最長距離、及び、当該第3の端子及び当該第4の端子の間の最長距離よりも狭い。
As shown in FIG. 4A, the width A of the opening 3i is equal to the
より詳細には、開口部3iの幅Aは、第2の切欠部3cに挿入される第2の信号リード端子5と、第3の切欠部3dに挿入されるモニタリード端子6との間の最短距離B、及び、第1の切欠部3bに挿入される第1の信号リード端子4と第4の切欠部3eに挿入されるグラウンドリード端子7との間の最短距離Bよりも広い。且つ、開口部3iの幅Aは、第2の信号リード端子5及びモニタリード端子6の間の最長距離C、及び、第1の信号リード端子4及びグラウンドリード端子7との間の最長距離Cよりも狭い。なお、上記の最短距離とは、一方の端子における他方の端子に最も近い箇所から、他方の端子における一方の端子に最も近い箇所までの距離を意味する。また、上記の最長距離とは、一方の端子における他方の端子から最も遠い箇所から、他方の端子における一方の端子から最も遠い箇所までの距離を意味する。
More specifically, the width A of the opening 3i is set between the second
また、図4Bが示すように、ステム2の第2のステム貫通孔2dに挿入され、アウター面2aから突出した第2の信号リード端子5を基準とした第2の切欠部3c側では、グラウンド配線パターン34と、ベース層302と、第2の信号配線パターン31の第2の信号配線接続部31aとは、それぞれ、アウター面2aから突出した第2の信号リード端子5及びガラス5aの周囲の一部を囲っている。また、第2の信号リード端子5は、第2の信号リード端子5の周囲の一部を囲っている第2の信号配線接続部31aと、はんだ31bにより接続されている。
As shown in FIG. 4B, the
一方、ステム2のアウター面2aから突出した第2の信号リード端子5を基準とした第2の切欠部3cとは反対の側では、ステム2のアウター面2aから突出した第2の信号リード端子5及びガラス5aの周囲の一部は、FPC3の各層に囲われていない。よって、ステム2のアウター面2aから突出した第2の信号リード端子5を基準とした第2の切欠部3cとは反対の側では、ステム2のアウター面2aから突出したガラスが障害となることなく、第2の信号リード端子5を第2の切欠部3cの奥まで差し込むことができる。また、ステム2のアウター面2aから突出した第2の信号リード端子5を基準とした第2の切欠部3c側においてステム2のアウター面2aから突出したガラスが障害となる場合、第2の信号リード端子5が第2の切欠部3cとは反対の側に移動するようにステム2又はFPC3を移動させることが可能である。
On the other hand, on the side opposite to the
なお、第1の信号リード端子4、モニタリード端子6及びグラウンドリード端子7についても、図4Bが示す上記の構成と同様の構成を有する。つまり、ステム2のアウター面2aから突出した第1の信号リード端子4を基準とした第1の切欠部3bとは反対の側では、ステム2のアウター面2aから突出した第1の信号リード端子4及びガラス4aの周囲の一部は、FPC3の各層に囲われていない。よって、ステム2のアウター面2aから突出した第1の信号リード端子4を基準とした第1の切欠部3bとは反対の側では、ステム2のアウター面2aから突出したガラスが障害となることなく、第1の信号リード端子4を第1の切欠部3bの奥まで差し込むことができる。また、ステム2のアウター面2aから突出した第1の信号リード端子4を基準とした第1の切欠部3b側においてステム2のアウター面2aから突出したガラスが障害となる場合、第1の信号リード端子4が第1の切欠部3bとは反対の側に移動するようにステム2又はFPC3を移動させることが可能である。
Note that the first
また、ステム2のアウター面2aから突出したモニタリード端子6を基準とした第3の切欠部3dとは反対の側では、ステム2のアウター面2aから突出したモニタリード端子6及びガラス6aの周囲の一部は、FPC3の各層に囲われていない。よって、ステム2のアウター面2aから突出したモニタリード端子6を基準とした第3の切欠部3dとは反対の側では、ステム2のアウター面2aから突出したガラスが障害となることなく、モニタリード端子6を第3の切欠部3dの奥まで差し込むことができる。また、ステム2のアウター面2aから突出したモニタリード端子6を基準とした第3の切欠部3d側においてステム2のアウター面2aから突出したガラスが障害となる場合、モニタリード端子6が第3の切欠部3dとは反対の側に移動するようにステム2又はFPC3を移動させることが可能である。
On the side opposite to the
また、ステム2のアウター面2aから突出したグラウンドリード端子7を基準とした第4の切欠部3eとは反対の側では、ステム2のアウター面2aから突出したグラウンドリード端子7及びガラス7aの周囲の一部は、FPC3の各層に囲われていない。よって、グラウンドリード端子7が第4の切欠部3eとは反対の側に移動するようにステム2又はFPC3を移動させることが可能である。
On the side opposite to the
次に、図4A及び図4Bに基づいて実施の形態1に係るTO−CAN型光送信モジュール100が奏する効果について詳細に説明する。図6Aは、従来技術におけるTO−CAN型光送信モジュール400の基板貫通孔403a周辺を示す背面図である。図6Bは、図6Aの点線βで切断した断面図を示す。
Next, the effects of the TO-CAN
図6Aが示すように、従来技術において、FPC403における、複数の基板貫通孔403aは、閉じられた円形の形状を有しており、複数のリード端子402が固定されたステム401にFPC403を実装する際には、FPC403の各基板貫通孔403aの孔の位置と、ステム401の対応する各リード端子402の位置とを全てXY面で位置合わせしてから、各リード端子402を対応する各基板貫通孔403aにZ軸方向に沿って差し込む必要がある。これは、複数のリード端子402が固定されたステム401にFPC403を実装する難易度を上げる要因である。当然、リード端子402の数が、図6Aが示すリード端子402の数よりも多い場合は、当該難易度はさらに上昇する。
As shown in FIG. 6A, in the related art, the plurality of substrate through
また、図6Bが示すように、ステム401のアウター面401aから突出するガラス402aのXY面における直径がFPC403の基板貫通孔403aのXY面における直径よりも大きい場合、当該ガラス402aが障害となり、リード端子402を基板貫通孔403aの奥まで差し込めないため、間隙Fが生じてしまう。当該間隙Fは、FPC403のグラウンドプレーンであるグラウンド配線パターン404と、図示しない半導体光デバイスを含むTO−CAN型パッケージのグラウンドプレーンであるステム401との電位差を生じる原因となるため、TO−CAN型光送信モジュール400の高周波特性を劣化させる要因となる。
Further, as shown in FIG. 6B, when the diameter of the
しかし、本実施形態に係るTO−CAN型光送信モジュール100では、図4Bが示すように、ステム2のアウター面2aから突出した第2の信号リード端子5を基準とした第2の切欠部3cとは反対の側では、ステム2のアウター面2aから突出した第2の信号リード端子5及びガラス5aの周囲の一部は、FPC3の各層に囲われていない。そのため、当該ガラス5aが障害となり、第2の信号リード端子5を第2の切欠部3cの奥まで差し込めない場合、第2の信号リード端子5が第2の切欠部3cとは反対の側に移動するようにステム2又はFPC3を移動させることにより、第2の信号リード端子5を第2の切欠部3cの奥まで差し込むことが可能となる。これにより、図4Bが示すように、ステム2とFPC3との間隙Eをなくすことができる。これは、第1の信号リード端子4及びモニタリード端子6についても同様である。
However, in the TO-CAN
なお、第1の信号リード端子4が第1の切欠部3bとは反対の側に移動するように、又は、モニタリード端子6が第3の切欠部3dとは反対の側に移動するように、FPC3を移動させた場合、第2の信号リード端子5は、第2の切欠部3c側に移動し、グラウンドリード端子7は、第4の切欠部3e側に移動してしまう。そのため、第1の切欠部3bと第4の切欠部3eとの間の距離は、第1の信号リード端子4とモニタリード端子6との間の距離よりも余裕を持たせて長めにすることが好ましい。また、第2の切欠部3cと第3の切欠部3dとの間の距離とは、第2の信号リード端子5とグラウンドリード端子7との間の距離よりも余裕を持たせて長めにすることが好ましい。また、上記のように第2の信号リード端子5と第2の切欠部3cとの相対位置を調整する際に、FPC3を移動させてもよいし、ステム組立体20を移動させてもよい。当該移動は、直線的な移動、又は回転移動等であり得る。
Note that the first
また、本実施形態に係るTO−CAN型光送信モジュール100では、上述のように、基板貫通孔3aは、第1の切断面3fの他方の端部と第2の切断面3gの他方の端部との間に開口部3iを有している。これにより、図4Aに示すように、XY面に沿った方向である差し込み方向AにFPC3を移動させ、当該開口部3iを介して、基板貫通孔3aに、アウター面2aから突出した第1の信号リード端子4、第2の信号リード端子5、モニタリード端子6及びグラウンドリード端子7を差し込むことができる。よって、上述の従来技術のように、予め、FPC3の各基板貫通孔の位置と、ステム組立体20の対応する各リード端子の位置とを全てXY面で位置合わせすることなく、ステム組立体20にFPC3を実装することができる。
In the TO-CAN
また、本実施形態に係るTO−CAN型光送信モジュール100では、上述のように、開口部3iの幅Aは、第2の切欠部3cに挿入される第2の信号リード端子5と、第3の切欠部3dに挿入されるモニタリード端子6との間の最短距離B、及び、第1の切欠部3bに挿入される第1の信号リード端子4と第4の切欠部3eに挿入されるグラウンドリード端子7との間の最短距離Bよりも広い。且つ、開口部3iの幅Aは、第2の信号リード端子5及びモニタリード端子6の間の最長距離C、及び、第1の信号リード端子4及びグラウンドリード端子7との間の最長距離Cよりも狭い。開口部3iの幅Aが、第2の信号リード端子5及びモニタリード端子6の間の最長距離C、及び、第1の信号リード端子4及びグラウンドリード端子7との間の最長距離Cよりも狭いことにより、FPC3の開口部3iを介して基板貫通孔3aに各リード端子を差し込む際に、各リード端子が基板貫通孔3aの第1の切断面3f又は第2の切断面3gと接触する。しかし、この際、開口部3iの幅Aが、第2の信号リード端子5とモニタリード端子6との間の最短距離B、及び、第1の信号リード端子4とグラウンドリード端子7との間の最短距離Bよりも広く、且つ、FPC3が柔軟性を有していることにより、FPC3における第1の切断面3f又は第2の切断面3gの周囲の部分が一時的に折れ曲がる。これにより、開口部3iを介して基板貫通孔3aに各リード端子を差し込むことが可能となる。
Further, in the TO-CAN
なお、開口部3iを構成する第1の切断面3fの他方の端部と第2の切断面3gの他方の端部とは、それぞれ、開口部3iに第1の信号リード端子4、第2の信号リード端子5、モニタリード端子6又はグラウンドリード端子7を差し込む際に、第1の信号リード端子4、第2の信号リード端子5、モニタリード端子6又はグラウンドリード端子7と接する箇所が曲面の形状を有してもよい。これにより、開口部3iを介して基板貫通孔3aに各リード端子を差し込みやすくなる。
In addition, the other end of the
また、本実施形態に係るTO−CAN型光送信モジュール100においても、従来技術のように、基板貫通孔3aの各切欠部の位置と、ステム2の対応する各リード端子の位置とを全てXY面で位置合わせしてから、各リード端子を対応する各切欠部にZ軸方向に沿って差し込んでもよい。このような方法でも、本実施形態に係るTO−CAN型光送信モジュール100では、図4Bが示すように、ステム2のアウター面2aから突出した第2の信号リード端子5を基準とした第2の切欠部3cとは反対の側では、ステム2のアウター面2aから突出した第2の信号リード端子5及びガラス5aの周囲の一部は、FPC3の各層に囲われていないことにより、第2の信号リード端子5の位置のトレランスを通常よりも多く確保できるというメリットがある。第1の信号リード端子4及びモニタリード端子6についても同様である。
Also, in the TO-CAN type
また、上述の特許文献1では、ステムの第2の孔部を設けるためにステムに加工が必要であることから、高周波の電気信号を伝送するためにステム貫通孔の繊細なインピーダンス管理を考慮するとステムのプレス加工による量産が容易ではなくなる恐れがある。一方、本実施形態に係るTO−CAN型光送信モジュール100では、特許文献1に記載の発明のようにステムを加工する必要がないため、特許文献1に記載の発明よりも製造が容易である。
Further, in Patent Document 1 described above, since the stem needs to be processed in order to provide the second hole of the stem, it is necessary to consider delicate impedance management of the stem through-hole in order to transmit a high-frequency electric signal. There is a possibility that mass production by pressing of the stem may not be easy. On the other hand, the TO-CAN type
以上のように、実施の形態1に係るTO−CAN型光送信モジュール100は、インナー面2bからアウター面2aまで貫通する第1のステム貫通孔2cを有するステム2、及び、当該第1のステム貫通孔2cに挿入され、当該第1のステム貫通孔2c内でガラス4aにより固定された第1の信号リード端子4、を含むステム組立体20と、ステム2のアウター面2aに設置され、ステム2と電気的に接続する第1の導体層301、当該第1の導体層301におけるステム2のアウター面2aに対向する面とは反対の面に設置されたベース層302、及び、当該ベース層における当該第1の導体層301に対向する面とは反対の面に設置された第2の導体層303、を含む基板であるFPC3と、を備え、当該基板は、第1の導体層301、ベース層302及び第2の導体層303を貫通する基板貫通孔3aを有し、基板貫通孔3aは、第1の信号リード端子4が挿入される第1の切欠部3bを有し、第2の導体層303は、第1の切欠部3bを囲い、第1の切欠部3bに挿入された第1の信号リード端子4の外周の一部と接続するための第1の信号配線接続部30aを有する第1の信号配線パターン30を含む。
As described above, the TO-CAN
上記の構成によれば、ステム2のアウター面2aから突出した第1の信号リード端子4を基準とした第1の切欠部3bとは反対の側では、ステム2のアウター面2aから突出した第1の信号リード端子4及びガラス4aの周囲の一部は、FPC3の各層に囲われていない。よって、ステム2のアウター面2aから突出した第1の信号リード端子4を基準とした第1の切欠部3bとは反対の側では、ステム2のアウター面2aから突出したガラスが障害となることなく、第1の信号リード端子4を第1の切欠部3bの奥まで差し込むことができる。また、ステム2のアウター面2aから突出した第1の信号リード端子4を基準とした第1の切欠部3b側においてステム2のアウター面2aから突出したガラスが障害となる場合、第1の信号リード端子4が第1の切欠部3bとは反対の側に移動するようにステム2又はFPC3を移動させることが可能である。これにより、第1の信号リード端子4を第1の切欠部3bの奥まで差し込むことが可能となる。よって、第1のステム貫通孔2cに変更を加えることなく、光モジュールの高周波特性の劣化を防ぎつつ、第1のステム貫通孔2cからガラス4aが突出したステム2と、FPC3とを密着させることができる。
According to the above configuration, on the side opposite to the
また、実施の形態1に係るTO−CAN型光送信モジュール100のステム2は、アウター面2aからインナー面2bに貫通する第2のステム貫通孔をさらに有し、ステム組立体20は、第2のステム貫通孔に挿入され、第2のステム貫通孔内でガラス5aにより固定された第2の信号リード端子5をさらに含み、基板貫通孔3aは、第2の信号リード端子5が挿入される第2の切欠部3cを有し、第2の導体層303は、第2の切欠部3cを囲い、第2の切欠部3cに挿入された第2の信号リード端子5の外周の一部と接続するための第2の信号配線接続部31aを有する第2の信号配線パターン31をさらに含む。
Further, the
上記の構成によれば、ステム2のアウター面2aから突出した第2の信号リード端子5を基準とした第2の切欠部3cとは反対の側では、ステム2のアウター面2aから突出した第2の信号リード端子5及びガラス5aの周囲の一部は、FPC3の各層に囲われていない。よって、ステム2のアウター面2aから突出した第2の信号リード端子5を基準とした第2の切欠部3cとは反対の側では、ステム2のアウター面2aから突出したガラスが障害となることなく、第2の信号リード端子5を第2の切欠部3cの奥まで差し込むことができる。また、ステム2のアウター面2aから突出した第2の信号リード端子5を基準とした第2の切欠部3c側においてステム2のアウター面2aから突出したガラスが障害となる場合、第2の信号リード端子5が第2の切欠部3cとは反対の側に移動するようにステム2又はFPC3を移動させることが可能である。これにより、第2の信号リード端子5を第2の切欠部3cの奥まで差し込むことが可能となる。よって、第2のステム貫通孔に変更を加えることなく、光モジュールの高周波特性の劣化を防ぎつつ、第2のステム貫通孔からガラス5aが突出したステム2と、FPC3とを密着させることができる。
According to the above configuration, on the side opposite to the
また、実施の形態1に係るTO−CAN型光送信モジュール100のステム2は、アウター面2aからインナー面2bに貫通する第3のステム貫通孔2eをさらに有し、ステム組立体20は、第3のステム貫通孔2eに挿入され、第3のステム貫通孔2e内でガラス6aにより固定されたモニタリード端子6をさらに含み、基板貫通孔3aは、モニタリード端子6が挿入される第3の切欠部3dを有し、第2の導体層303は、第3の切欠部3dを囲い、第3の切欠部3dに挿入されたモニタリード端子6の外周の一部と接続するためのモニタ配線接続部32aを有するモニタ配線パターン32をさらに含む。
Further, the
上記の構成によれば、ステム2のアウター面2aから突出したモニタリード端子6を基準とした第3の切欠部3dとは反対の側では、ステム2のアウター面2aから突出したモニタリード端子6及びガラス6aの周囲の一部は、FPC3の各層に囲われていない。よって、ステム2のアウター面2aから突出したモニタリード端子6を基準とした第3の切欠部3dとは反対の側では、ステム2のアウター面2aから突出したガラスが障害となることなく、モニタリード端子6を第3の切欠部3dの奥まで差し込むことができる。また、ステム2のアウター面2aから突出したモニタリード端子6を基準とした第3の切欠部3d側においてステム2のアウター面2aから突出したガラスが障害となる場合、モニタリード端子6が第3の切欠部3dとは反対の側に移動するようにステム2又はFPC3を移動させることが可能である。これにより、モニタリード端子6を第3の切欠部3dの奥まで差し込むことが可能となる。よって、第3のステム貫通孔2eに変更を加えることなく、光モジュールの高周波特性の劣化を防ぎつつ、第3のステム貫通孔2eからガラス6aが突出したステム2と、FPC3とを密着させることができる。
According to the above configuration, the
また、実施の形態1に係るTO−CAN型光送信モジュール100のステム組立体20は、ステム2のアウター面2aを介してステム2と電気的に接続するグラウンドリード端子7をさらに含み、基板貫通孔3aは、グラウンドリード端子7が挿入される第4の切欠部3eを有し、第1の導体層301は、グラウンド配線パターン34を含み、第2の導体層303は、ベース層302を貫通するスルーホールを介してグラウンド配線パターン34と電気的に接続したグラウンド配線接続部33を含み、グラウンド配線接続部33は、第4の切欠部3eを囲い、第4の切欠部3eに挿入されたグラウンドリード端子7の外周の一部と接続する。
Further, the
上記の構成によれば、ステム2のアウター面2aから突出したグラウンドリード端子7を基準とした第4の切欠部3eとは反対の側では、ステム2のアウター面2aから突出したグラウンドリード端子7の周囲の一部は、FPC3の各層に囲われていない。よって、グラウンドリード端子7が第4の切欠部3eとは反対の側に移動するようにステム2又はFPC3を移動させることが可能である。よって、ステム組立体20にFPC3を設置する際に、グラウンドリード端子7と第4の切欠部3eとの位置合わせが容易になる。
According to the above configuration, the
また、実施の形態1に係るTO−CAN型光送信モジュール100の基板貫通孔3aは、基板の第1の切断面3fと、当該第1の切断面3fに平行な第2の切断面3gと、当該第1の切断面3fの一方の端部と当該第2の切断面3gの一方の端部との間の第3の切断面3hとに囲まれ、且つ、第1の切断面3fの他方の端部と第2の切断面3gの他方の端部との間に開口部3iを有し、第1の切欠部3b、第2の切欠部3c、第3の切欠部3d及び第4の切欠部3eは、それぞれ、第1の切断面3fの一方の端部、第2の切断面3gの一方の端部、第1の切断面3fの一方の端部と第1の切断面3fの他方の端部との間の部分、及び第2の切断面3gの一方の端部と第2の切断面3gの他方の端部との間の部分、の何れか1つに設けられている。
Further, the substrate through-
上記の構成によれば、基板貫通孔3aに、アウター面2aから突出した第1の信号リード端子4、第2の信号リード端子5、モニタリード端子6及びグラウンドリード端子7を差し込むことができる。よって、従来技術のように、予め、FPC3の各基板貫通孔の位置と、ステム組立体20の対応する各リード端子の位置とを全て位置合わせすることなく、ステム組立体20にFPC3を実装することができる。
According to the above configuration, the first
また、実施の形態1に係るTO−CAN型光送信モジュール100の開口部3iの幅は、第1の信号リード端子4、第2の信号リード端子5、モニタリード端子6及びグラウンドリード端子7のうちの、第1の切断面3fの一方の端部に設けられた切欠部に挿入される第1の端子と第2の切断面3gの前記一方の端部に設けられた切欠部に挿入される第2の端子との間の最短距離B、及び、当該第1の端子及び当該第2の端子とは別の第3の端子及び第4の端子の間の最短距離Bよりも広く、且つ、当該第1の端子及び当該第2の端子の間の最長距離C、及び、当該第3の端子及び当該第4の端子の間の最長距離Cよりも狭い。
Further, the width of the opening 3i of the TO-CAN
上記の構成によれば、開口部3iの幅Aが、当該第1の端子及び当該第2の端子の間の最長距離C、及び、当該第3の端子及び当該第4の端子の間の最長距離Cよりも狭いことにより、FPC3の開口部3iを介して基板貫通孔3aに各リード端子を差し込む際に、各リード端子が基板貫通孔3aの第1の切断面3f又は第2の切断面3gと接触する。しかし、この際、開口部3iの幅Aが、第1の端子と第2の端子との間の最短距離B、及び、第3の端子及び第4の端子の間の最短距離Bよりも広いため、基板がFPC3であり、柔軟性を有している場合、基板における第1の切断面3f又は第2の切断面3gの周囲の部分が一時的に折れ曲がる。これにより、開口部3iを介して基板貫通孔3aに各リード端子を差し込むことが可能となる。
According to the above configuration, the width A of the opening 3i is the longest distance C between the first terminal and the second terminal, and the longest distance C between the third terminal and the fourth terminal. Since each lead terminal is inserted into the board through
また、実施の形態1に係るTO−CAN型光送信モジュール100の開口部3iを構成する第1の切断面3fの他方の端部と第2の切断面3gの他方の端部とは、それぞれ、開口部3iに第1の信号リード端子4、第2の信号リード端子5、モニタリード端子6又はグラウンドリード端子7を差し込む際に、第1の信号リード端子4、第2の信号リード端子5、モニタリード端子6又はグラウンドリード端子7と接する箇所が曲面の形状を有している。
上記の構成によれば、開口部3iを介して基板貫通孔3aに各リード端子を差し込みやすくなる。Further, the other end of the
According to the above configuration, each lead terminal can be easily inserted into the substrate through-
また、実施の形態1に係るTO−CAN型光送信モジュール100は、ステム2のインナー面2bには、第1の信号リード端子4に接続された半導体レーザ15が設置されている。
上記の構成によれば、半導体レーザ15を備えているTO−CAN型光送信モジュール100において、上述の各効果を奏することができる。In the TO-CAN
According to the above configuration, the above-described respective effects can be obtained in the TO-CAN
実施の形態2.
実施の形態1では、FPC3の基板貫通孔3aが第1の切断面3fの他方の端部と第2の切断面3gの他方の端部との間に開口部3iを有している構成について説明した。実施の形態2では、基板貫通孔が開口部を有していない構成について説明する。
In the first embodiment, the configuration is such that the substrate through-
以下で、実施の形態2について図面を参照して説明する。なお、実施の形態1で説明した構成と同様の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。図5は、実施の形態2に係るTO−CAN型光送信モジュール101の基板貫通孔10a周辺を示す背面図である。図5が示すように、FPC10は、図示しない第1の導体層と、ベース層312及び第2の導体層313とを貫通する基板貫通孔10aを有する。基板貫通孔10aは、切断面10bを側面とする円筒の形状を有する。第1の切欠部10c、第2の切欠部10d、第3の切欠部10e及び第4の切欠部10fは、それぞれ、基板貫通孔10aの切断面10bに設けられている。
Hereinafter,
以上のように、実施の形態2に係るTO−CAN型光送信モジュール101の基板貫通孔10aは、切断面10bを側面とする円筒の形状を有し、第1の切欠部10c、第2の切欠部10d、第3の切欠部10e及び第4の切欠部10fは、それぞれ、基板貫通孔10aの切断面10bに設けられている。
As described above, the substrate through-
上記の構成によれば、実施の形態1に係るTO−CAN型光送信モジュール100とは異なり基板貫通孔10aが開口部を有していない構成においても、ステム2のアウター面2aから突出した第1の信号リード端子4を基準とした第1の切欠部10cとは反対の側では、ステム2のアウター面2aから突出した第1の信号リード端子4及びガラス4aの周囲の一部は、FPC10の各層に囲われていない。よって、ステム2のアウター面2aから突出した第1の信号リード端子4を基準とした第1の切欠部10cとは反対の側では、ステム2のアウター面2aから突出したガラスが障害となることなく、第1の信号リード端子4を第1の切欠部10cの奥まで差し込むことができる。また、ステム2のアウター面2aから突出した第1の信号リード端子4を基準とした第1の切欠部10c側においてステム2のアウター面2aから突出したガラスが障害となる場合、第1の信号リード端子4が第1の切欠部10cとは反対の側に移動するようにステム2又はFPC10を移動させることが可能である。これにより、第1の信号リード端子4を第1の切欠部10cの奥まで差し込むことが可能となる。よって、第1のステム貫通孔2cに変更を加えることなく、光モジュールの高周波特性の劣化を防ぎつつ、第1のステム貫通孔2cからガラス4aが突出したステム2と、FPC10とを密着させることができる。なお、TO−CAN型光送信モジュール101が備える第2の信号リード端子5及びモニタリード端子6の各構成に関しても上記の効果と同様の効果を奏する。
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。According to the above configuration, unlike the TO-CAN type
In addition, within the scope of the present invention, any combination of the embodiments, a modification of an arbitrary component of each embodiment, or an omission of any component in each embodiment is possible within the scope of the invention. .
この発明に係る光モジュールは、光モジュールの高周波特性の劣化を防ぎつつ、貫通孔から封止用ガラスが突出したステムと、FPCとを密着させることができるため、半導体光デバイス、ステム及び基板を備える光モジュールに利用可能である。 The optical module according to the present invention can make the semiconductor optical device, the stem, and the substrate adhere to each other because the stem in which the sealing glass protrudes from the through hole and the FPC can be adhered while preventing the high-frequency characteristics of the optical module from deteriorating. It can be used for an optical module provided.
1 レンズキャップ、1a キャップ、1b レンズ、2 ステム、2a アウター面、2b インナー面、2c 第1のステム貫通孔、2d 第2のステム貫通孔、2e 第3のステム貫通孔、3 FPC、3a 基板貫通孔、3b 第1の切欠部、3c 第2の切欠部、3d 第3の切欠部、3e 第4の切欠部、3f 第1の切断面、3g 第2の切断面、3h 第3の切断面、3i 開口部、4 第1の信号リード端子、4a ガラス、5 第2の信号リード端子、5a ガラス、6 モニタリード端子、6a ガラス、7 グラウンドリード端子、7a ガラス、10 FPC、10a 基板貫通孔、10b 切断面、10c 第1の切欠部、10d 第2の切欠部、10e 第3の切欠部、10f 第4の切欠部、12 ヒートシンクブロック、13 フォトダイオードサブマウント、14 半導体レーザサブマウント、15 半導体レーザ、16 フォトダイオード、17 ワイヤ、18 ワイヤ、20 ステム組立体、30 第1の信号配線パターン、30a 第1の信号配線接続部、30b はんだ、31 第2の信号配線パターン、31a 第2の信号配線接続部、31b はんだ、32 モニタ配線パターン、32a モニタ配線接続部、32b はんだ、33 グラウンド配線接続部、33a はんだ、34 グラウンド配線パターン、35 スルーホール、100 TO−CAN型光送信モジュール、101 TO−CAN型光送信モジュール、300 第2のカバーレイ、301 第1の導体層、302 ベース層、303 第2の導体層、312 ベース層、313 第2の導体層、A 差し込み方向、B 最短距離、C 最長距離、E 間隙、F 間隙、d 信号線路間スペース幅、w 信号線路幅。 Reference Signs List 1 lens cap, 1a cap, 1b lens, 2 stem, 2a outer surface, 2b inner surface, 2c first stem through hole, 2d second stem through hole, 2e third stem through hole, 3FPC, 3a substrate Through hole, 3b first notch, 3c second notch, 3d third notch, 3e fourth notch, 3f first cut surface, 3g second cut surface, 3h third cut Surface, 3i opening, 4 first signal lead terminal, 4a glass, 5 second signal lead terminal, 5a glass, 6 monitor lead terminal, 6a glass, 7 ground lead terminal, 7a glass, 10 FPC, 10a substrate penetration Hole, 10b cut surface, 10c first notch, 10d second notch, 10e third notch, 10f fourth notch, 12 heat sink block, 13f Photodiode submount, 14 semiconductor laser submount, 15 semiconductor laser, 16 photodiode, 17 wires, 18 wires, 20 stem assembly, 30 first signal wiring pattern, 30a first signal wiring connection, 30b solder, 31 second signal wiring pattern, 31a second signal wiring connection, 31b solder, 32 monitor wiring pattern, 32a monitor wiring connection, 32b solder, 33 ground wiring connection, 33a solder, 34 ground wiring pattern, 35 through Hole, 100 TO-CAN type optical transmission module, 101 TO-CAN type optical transmission module, 300 second coverlay, 301 first conductor layer, 302 base layer, 303 second conductor layer, 312 base layer, 313 2nd conductor layer, A plug Direction, B shortest distance, C longest distance, E gap, F gap, d space width between signal lines, w signal line width.
Claims (12)
前記ステムの前記アウター面に設置され、前記ステムと電気的に接続する第1の導体層、当該第1の導体層における前記ステムの前記アウター面に対向する面とは反対の面に設置されたベース層、及び、当該ベース層における当該第1の導体層に対向する面とは反対の面に設置された第2の導体層、を含む基板と、を備え、
前記基板は、前記第1の導体層、前記ベース層及び前記第2の導体層を貫通する基板貫通孔を有し、
前記基板貫通孔には、前記第1の信号リード端子が挿入される第1の切欠部が設けられ、
前記第2の導体層は、前記第1の切欠部を囲い、前記第1の切欠部に挿入された前記第1の信号リード端子の外周の一部と接続するための第1の信号配線接続部を有する第1の信号配線パターンを含み、
前記基板は、FPCである
ことを特徴とする光モジュール。 A stem having a first stem through-hole penetrating from the inner surface to the outer surface, and a first signal lead inserted into the first stem through-hole and fixed by glass in the first stem through-hole. A stem assembly including a terminal;
A first conductor layer that is installed on the outer surface of the stem and is electrically connected to the stem, and is installed on a surface of the first conductor layer opposite to a surface of the stem facing the outer surface of the stem. A substrate including a base layer, and a second conductor layer provided on a surface of the base layer opposite to a surface facing the first conductor layer,
The substrate has a substrate through-hole penetrating the first conductor layer, the base layer, and the second conductor layer,
The substrate through-hole is provided with a first notch into which the first signal lead terminal is inserted,
A first signal wiring connection for surrounding the first notch and connecting to a part of an outer periphery of the first signal lead terminal inserted into the first notch; a first signal wiring pattern having a section seen including,
The optical module , wherein the substrate is an FPC .
前記はんだから突出した前記第1の信号リード端子の端部は、切断されている An end of the first signal lead terminal protruding from the solder is cut off
ことを特徴とする、請求項1に記載の光モジュールThe optical module according to claim 1, wherein:
前記ステム組立体は、前記第2のステム貫通孔に挿入され、前記第2のステム貫通孔内でガラスにより固定された第2の信号リード端子をさらに含み、
前記基板貫通孔には、前記第2の信号リード端子が挿入される第2の切欠部が設けられ、
前記第2の導体層は、前記第2の切欠部を囲い、前記第2の切欠部に挿入された前記第2の信号リード端子の外周の一部と接続するための第2の信号配線接続部を有する第2の信号配線パターンをさらに含む
ことを特徴とする請求項1に記載の光モジュール。 The stem further has a second stem through hole penetrating from the outer surface to the inner surface,
The stem assembly further includes a second signal lead terminal inserted into the second stem through-hole and fixed by glass in the second stem through-hole,
The substrate through-hole is provided with a second notch into which the second signal lead terminal is inserted,
A second signal wiring connection for surrounding the second notch and connecting to a part of an outer periphery of the second signal lead terminal inserted into the second notch; The optical module according to claim 1, further comprising a second signal wiring pattern having a portion.
前記はんだから突出した前記第2の信号リード端子の端部は、切断されている An end of the second signal lead terminal projecting from the solder is cut off
ことを特徴とする、請求項3に記載の光モジュールThe optical module according to claim 3, wherein:
前記ステム組立体は、前記第3のステム貫通孔に挿入され、前記第3のステム貫通孔内でガラスにより固定されたモニタリード端子をさらに含み、
前記基板貫通孔には、前記モニタリード端子が挿入される第3の切欠部が設けられ、
前記第2の導体層は、前記第3の切欠部を囲い、前記第3の切欠部に挿入された前記モニタリード端子の外周の一部と接続するためのモニタ配線接続部を有するモニタ配線パターンをさらに含む
ことを特徴とする請求項3に記載の光モジュール。 The stem further has a third stem through-hole penetrating from the outer surface to the inner surface,
The stem assembly further includes a monitor lead terminal inserted into the third stem through-hole and fixed by glass in the third stem through-hole,
A third notch into which the monitor lead terminal is inserted is provided in the substrate through hole;
A monitor wiring pattern surrounding the third notch and having a monitor wiring connection part for connecting to a part of an outer periphery of the monitor lead terminal inserted into the third notch; The optical module according to claim 3 , further comprising:
前記基板貫通孔には、前記グラウンドリード端子が挿入される第4の切欠部が設けられ、
前記第1の導体層は、グラウンド配線パターンを含み、
前記第2の導体層は、前記ベース層を貫通するスルーホールを介して前記グラウンド配線パターンと電気的に接続したグラウンド配線接続部を含み、
前記グラウンド配線接続部は、前記第4の切欠部を囲い、前記第4の切欠部に挿入された前記グラウンドリード端子の外周の一部と接続する
ことを特徴とする請求項5に記載の光モジュール。 The stem assembly further includes a ground lead terminal electrically connected to the stem through the outer surface of the stem,
A fourth notch into which the ground lead terminal is inserted is provided in the substrate through-hole,
The first conductor layer includes a ground wiring pattern,
The second conductor layer includes a ground wiring connection portion electrically connected to the ground wiring pattern via a through hole penetrating the base layer,
6. The light according to claim 5 , wherein the ground wiring connection part surrounds the fourth notch, and is connected to a part of an outer periphery of the ground lead terminal inserted into the fourth notch. module.
ことを特徴とする、請求項6に記載の光モジュール。The optical module according to claim 6, wherein:
前記第1の切欠部、前記第2の切欠部、前記第3の切欠部及び前記第4の切欠部は、それぞれ、前記第1の切断面の前記一方の端部、前記第2の切断面の前記一方の端部、前記第1の切断面の前記一方の端部と前記第1の切断面の前記他方の端部との間の部分、及び前記第2の切断面の前記一方の端部と前記第2の切断面の前記他方の端部との間の部分、の何れか1つに設けられている
ことを特徴とする請求項7に記載の光モジュール。 The substrate through-hole includes a first cut surface of the substrate, a second cut surface parallel to the first cut surface, one end of the first cut surface, and the second cut surface. And a third cut surface between the first cut surface and an opening between the other end of the first cut surface and the other end of the second cut surface. And
The first cutout, the second cutout, the third cutout, and the fourth cutout are respectively the one end of the first cutout and the second cutout. The one end, a portion between the one end of the first cut surface and the other end of the first cut surface, and the one end of the second cut surface The optical module according to claim 7 , wherein the optical module is provided at any one of a portion and a portion between the other end of the second cut surface.
ことを特徴とする請求項8に記載の光モジュール。 The width of the opening is provided at the one end of the first cut surface of the first signal lead terminal, the second signal lead terminal, the monitor lead terminal, and the ground lead terminal. The shortest distance between the first terminal inserted into the cutout and the second terminal inserted into the cutout provided at the one end of the second cut surface; and The first terminal and the second terminal are wider than the shortest distance between the third terminal and the fourth terminal, and the longest distance between the first terminal and the second terminal; The optical module according to claim 8 , wherein the distance between the third terminal and the fourth terminal is smaller than the longest distance between the third terminal and the fourth terminal.
ことを特徴とする請求項9に記載の光モジュール。 The other end of the first cut surface and the other end of the second cut surface forming the opening are respectively provided in the opening at the first signal lead terminal and the second end. When inserting the second signal lead terminal, the monitor lead terminal, or the ground lead terminal, a portion in contact with the first signal lead terminal, the second signal lead terminal, the monitor lead terminal, or the ground lead terminal is a curved surface. The optical module according to claim 9 , wherein the optical module has the following shape.
前記第1の切欠部、前記第2の切欠部、前記第3の切欠部及び前記第4の切欠部は、それぞれ、前記基板貫通孔の前記切断面に設けられている
ことを特徴とする請求項6に記載の光モジュール。 The substrate through-hole has a cylindrical shape with a cut surface as a side surface,
The said 1st notch part, the said 2nd notch part, the said 3rd notch part, and the said 4th notch part are provided in the said cut surface of the said board | substrate through-hole, respectively. Item 7. The optical module according to item 6 .
ことを特徴とする請求項1から請求項11の何れか1項に記載の光モジュール。 Wherein the said inner surface of the stem, the optical module according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the connected semiconductor laser in the first signal lead terminal is provided.
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