JP6754334B2 - Termination circuit and wiring board that composes the termination circuit - Google Patents

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本発明は、終端回路に関し、より詳細には、半導体レーザと変調器とがモノリシックに一体化された半導体光集積素子などの高周波素子に高周波信号を供給するための終端回路、および終端回路を構成する配線板に関する。 The present invention relates to a termination circuit, and more specifically, constitutes a termination circuit and a termination circuit for supplying a high-frequency signal to a high-frequency element such as a semiconductor optical integrated element in which a semiconductor laser and a modulator are monolithically integrated. Regarding the wiring board to be used.

近年、インターネット、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、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。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(例えば、非特許文献1参照)。 In recent years, the required communication capacity has been rapidly increasing due to the expansion of the use of the Internet, IP phones, video downloads, etc., and the demand for optical transmitters installed in optical fibers and optical communication equipment is increasing. .. Optical transmitters or the components that make them up are called pluggables, and modularization by specifications is rapidly progressing so that they can be easily mounted and replaced. XFP (10 Gigabit Small Form Factor Pluggable) is one of the industry standards for 10 Gigabit Ethernet (10GbE) detachable modules, and the light sources mounted on optical transmitter modules are also being modularized according to this standard. .. This is called TOSA (Transmitter Optical Sub-Assembly), and as a typical module form, there is a box-shaped TOSA module (see, for example, Non-Patent Document 1).

図1に、従来のTOSAモジュールの外観を示す。TOSAモジュール100の筐体は、XFP準拠により、焼結セラミックからなるセラミック部103と、金属部104により形成されている。この筺体を貫通するように、テラス部101が設けられており、筺体内部側に向けて貫通する配線端子102が形成されている。配線端子102は、変調器に供給する高周波信号、半導体レーザに供給するDC給電に用いられる。 FIG. 1 shows the appearance of a conventional TOSA module. The housing of the TOSA module 100 is formed by a ceramic portion 103 made of sintered ceramic and a metal portion 104 in accordance with XFP. A terrace portion 101 is provided so as to penetrate the housing, and a wiring terminal 102 penetrating toward the inside of the housing is formed. The wiring terminal 102 is used for high-frequency signals supplied to the modulator and DC power supply for supplying the semiconductor laser.

図2に、従来のTOSAモジュールの内部構成の一部を示す。筐体200の底面上には、熱電冷却素子(TEC:Thermo-Electric Cooler)207を介して、キャリア206と呼ばれる金属性の小板が搭載されている。TEC207によって、キャリア206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。 FIG. 2 shows a part of the internal configuration of the conventional TOSA module. On the bottom surface of the housing 200, a small metal plate called a carrier 206 is mounted via a thermo-electric cooling element (TEC: Thermo-Electric Cooler) 207. The TEC 207 absorbs the heat generated by the element on the carrier 206 and exhausts the heat from the lower part of the housing. From the viewpoint of power saving and reduction of the number of parts, TOSA without TEC207 is also being developed.

キャリア206には、サブキャリアと呼ばれる薄板201が搭載されている。サブキャリア201には、誘電体材料に金属を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、光送信器に必要な素子、例えば、半導体レーザ202、光変調器203、終端抵抗204およびコンデンサ205などが搭載されている。テラス部212に設けられた配線端子208が、筺体外部から内部へ貫通しており、配線端子208とサブキャリア201の高周波配線211とは、ワイヤ状金線209、リボン状金線210で接続されている。 The carrier 206 is equipped with a thin plate 201 called a subcarrier. A wiring pattern is formed on the subcarrier 201 by plating or depositing a metal on a dielectric material. Further, the subcarrier 201 is equipped with elements necessary for an optical transmitter, such as a semiconductor laser 202, an optical modulator 203, a terminating resistor 204, and a capacitor 205. The wiring terminal 208 provided on the terrace portion 212 penetrates from the outside to the inside of the housing, and the wiring terminal 208 and the high-frequency wiring 211 of the subcarrier 201 are connected by a wire-shaped gold wire 209 and a ribbon-shaped gold wire 210. ing.

XFP準拠のTOSA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、反射波が半導体レーザの駆動ドライバに向かって進行してしまう。このような状況から、従来は、配線端子208から終端抵抗204までの間の伝送線路において、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 module extends to 10 GHz, and the electric signal behaves strongly as a wave (microwave). That is, at a discontinuity point (reflection point) where impedance matching is not performed, a reflected wave is generated starting from that point, and the reflected wave travels toward the drive driver of the semiconductor laser. Under these circumstances, it has been conventionally important to eliminate discontinuities (reflection points) in the transmission line between the wiring terminal 208 and the terminating resistor 204.

図3に、従来の半導体光集積素子を搭載したサブキャリアを示す(例えば、非特許文献2参照)。サブキャリア400には、信号線Sの両側に所定の距離を隔ててグラウンド(GND)パターンが対向配置されたコプレナ線路であって、50オームで設計された高周波配線401が形成されている。高周波配線401は、ワイヤ状金線403a,403bによって、EA変調器集積DFBレーザ(EML)402のEA変調器の電極パッド411に接続されている。さらに、ワイヤ状金線403cによって、電極パッド411と50オームの終端抵抗404とが接続されている。DFBレーザ電極412は、ワイヤ状金線403dによって、電極パッド405に接続されている。 FIG. 3 shows a subcarrier equipped with a conventional semiconductor optical integrated device (see, for example, Non-Patent Document 2). The subcarrier 400 is a coplanar line in which ground (GND) patterns are arranged facing each other on both sides of the signal line S at a predetermined distance, and a high frequency wiring 401 designed at 50 ohms is formed. The high-frequency wiring 401 is connected to the electrode pad 411 of the EA modulator of the EA modulator integrated DFB laser (EML) 402 by wire-shaped gold wires 403a and 403b. Further, a wire-shaped gold wire 403c connects the electrode pad 411 and the 50 ohm terminating resistor 404. The DFB laser electrode 412 is connected to the electrode pad 405 by a wire-shaped gold wire 403d.

図4に、従来の半導体光集積素子を搭載したサブキャリアにおいてフリップチップボンディングを用いた接続形態を示す。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。ワイヤボンディングに比べて配線が極めて短くなるため、高周波特性を改善することができる。 FIG. 4 shows a connection form using flip-chip bonding in a subcarrier equipped with a conventional semiconductor optical integrated element. Flip-chip bonding is one of the methods for mounting chips on a mounting substrate. When electrically connecting a chip surface and a substrate, they are arranged in an array instead of being connected by wires as in wire bonding. Connect by wire bump. Since the wiring is extremely short as compared with wire bonding, high frequency characteristics can be improved.

図4(a)に示すように、サブキャリア400上のEML402と高周波配線401とは、配線板300により接続される。図4(b)は、配線板300の底面の構成を示している。高周波配線401の信号線Sは、バンプ311、高周波配線301、バンプ312を介してEA変調器の電極パッド411と接続される。高周波配線401のGNDパターンは、バンプ313a,313bを介して、GND配線302に接続されている。 As shown in FIG. 4A, the EML 402 on the subcarrier 400 and the high frequency wiring 401 are connected by a wiring board 300. FIG. 4B shows the configuration of the bottom surface of the wiring board 300. The signal line S of the high-frequency wiring 401 is connected to the electrode pad 411 of the EA modulator via the bump 311, the high-frequency wiring 301, and the bump 312. The GND pattern of the high frequency wiring 401 is connected to the GND wiring 302 via bumps 313a and 313b.

さらに、配線板300には、50オームの終端回路も形成されている。高周波配線301は、EA変調器の電極パッド411と接続されるバンプ312からさらに伸張され、50オームの終端抵抗303の一方の端子に接続される。終端抵抗303は、チップ抵抗を配線板に半田付けしてもよいし、配線板に作りこんでもよい。終端抵抗303は、寄生容量を少なくするためになるべく短くなるようにし、他方の端子は、GND配線302との間に隙間を設けずに両者を直結して、寄生成分が含まれないようにする。 Further, a 50 ohm termination circuit is also formed on the wiring board 300. The high frequency wiring 301 is further extended from the bump 312 connected to the electrode pad 411 of the EA modulator and connected to one terminal of the 50 ohm terminating resistor 303. The terminating resistor 303 may have a chip resistor soldered to the wiring board, or may be built into the wiring board. The terminating resistor 303 should be as short as possible to reduce the parasitic capacitance, and the other terminal should be directly connected to the GND wiring 302 without providing a gap so that the parasitic component is not contained. ..

このような構成により、寄生インダクタンス、寄生容量を減らすことにより、高周波特性を改善することを重要視している。 With such a configuration, it is important to improve the high frequency characteristics by reducing the parasitic inductance and the parasitic capacitance.

Dongchurl Kim et.al., “Design and Fabrication of a Transmitter Optical Subassembly in 10-Gb/s Small-Form-Factor Pluggable Transceiver”, IEEE JORNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS. VOL. 12,No.4, JULY/AUGUST 2006, pp776-782Dongchurl Kim et.al., “Design and Fabrication of a Transmitter Optical Subassembly in 10-Gb / s Small-Form-Factor Pluggable Transceiver”, IEEE JORNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS. VOL. 12, No.4, JULY / AUGUST 2006, pp776-782 Chengzhi Xu, IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 24, NO. 22, 2012Chengzhi Xu, IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 24, NO. 22, 2012

図4に示した構造は、高周波配線301と終端抵抗303とをそれぞれ50オームに設定することによりインピーダンス整合をとることができる。また、終端抵抗303を短くすることにより寄生インダクタンスを減らすことができる。しかしながら、従来の終端回路は、高周波配線301と終端抵抗303とのインピーダンス整合が考慮されているものの、高周波配線301に電気的に接続されるEA変調器を含むインピーダンス整合が考慮されていない。 In the structure shown in FIG. 4, impedance matching can be achieved by setting the high frequency wiring 301 and the terminating resistor 303 to 50 ohms each. Further, the parasitic inductance can be reduced by shortening the terminating resistor 303. However, although the conventional termination circuit considers impedance matching between the high frequency wiring 301 and the terminating resistor 303, impedance matching including an EA modulator electrically connected to the high frequency wiring 301 is not considered.

EA変調器は、DFBレーザの光を吸収し、光損失を増大させることで変調を行う。一例として、印加電圧は、−3V(LOW)〜−0.5V(HIGH)であり、受光電流は15mA程度流れる。EA変調器を抵抗成分に換算すると200オームであり、50オーム線路から大きく外れる可能性がある。加えて、EA変調器の等価回路、高周波配線等には、キャパシタなど、虚部のインピーダンスを持つ寄生成分も含まれる。このため、一般的に、10GHzを超えるような高周波領域まで広帯域にインピーダンス整合を取るために、実部の値しか有しない抵抗体のみの終端回路では、インピーダンス整合させることは困難である。 The EA modulator absorbs the light of the DFB laser and increases the light loss to perform the modulation. As an example, the applied voltage is -3V (LOW) to -0.5V (HIGH), and the received current flows about 15mA. When the EA modulator is converted into a resistance component, it is 200 ohms, which may deviate significantly from the 50 ohm line. In addition, the equivalent circuit of the EA modulator, high-frequency wiring, and the like also include parasitic components such as capacitors that have impedance in the imaginary part. Therefore, in general, in order to perform impedance matching in a wide band up to a high frequency region exceeding 10 GHz, it is difficult to perform impedance matching in a resistor-only termination circuit having only the actual value.

さらに、EA変調器に変調用の高周波信号とともにバイアス電圧を印加する場合には、終端抵抗にも電流が流れるので、消費電力と発熱の増大が見込まれる。 Further, when a bias voltage is applied to the EA modulator together with a high-frequency signal for modulation, a current also flows through the terminating resistor, so that power consumption and heat generation are expected to increase.

本発明の目的は、広帯域にインピーダンス整合がなされており、終端抵抗による消費電力が少ない終端回路と、これを構成する配線板を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a termination circuit having impedance matching over a wide band and consuming less power due to a terminating resistor, and a wiring board constituting the termination circuit.

本発明は、このような目的を達成するために、終端回路の一実施態様は、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ウンド配線と、前記第2導体線路と接続されるコンデンサとを備え、前記第1導体線路および前記グラウンド配線は、それぞれ、前記終端抵抗側に向かって、線路幅が狭くなるように形成されていることを特徴とする。 In order to achieve such an object, one embodiment of the terminating circuit includes a first conductor line having a predetermined characteristic impedance, a terminating resistor connected to the first conductor line, and the terminating resistor. The second conductor line connected to the first conductor line, the ground wiring arranged to face the first conductor line, the terminating resistor and the second conductor line at a predetermined distance, and the second conductor line are connected to each other. The first conductor line and the ground wiring are each formed so that the line width becomes narrower toward the terminating resistor side.

また、配線板の一実施態様は、所定の特性インピーダンスを有する第1導体線路と、第2導体線路と、前記第1導体線路および前記第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ウンド配線とが形成された配線板であって、前記第1導体線路および前記グラウンド配線は、それぞれ、前記第2導体線路側に向かって、線路幅が狭くなるように形成され、前記第1導体線路と前記第2導体線路との間に終端抵抗が接続され、前記第2導体線路にコンデンサが接続されて終端回路を構成することを特徴とする。 Further, in one embodiment of the wiring board, the first conductor line having a predetermined characteristic impedance, the second conductor line, the first conductor line, and the second conductor line face each other with a predetermined distance. A wiring board on which the ground wiring to be arranged is formed, and the first conductor line and the ground wiring are each formed so that the line width becomes narrower toward the second conductor line side. A terminating resistor is connected between the first conductor line and the second conductor line, and a capacitor is connected to the second conductor line to form a terminating circuit.

本発明によれば、第2導体線路にコンデンサを接続して、終端抵抗による消費電力を抑制するとともに、第1導体線路、第2導体線路およびグラウンド配線の形状によって、広帯域に精度の高いインピーダンス整合を図ることができる。 According to the present invention, a capacitor is connected to the second conductor line to suppress power consumption due to a terminating resistor, and the shape of the first conductor line, the second conductor line and the ground wiring enables highly accurate impedance matching over a wide band. Can be planned.

従来のTOSAモジュールを示す外観図である。It is an external view which shows the conventional TOSA module. 従来のTOSAモジュールの内部構成の一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of the internal structure of the conventional TOSA module. 従来の半導体光集積素子を搭載したサブキャリアを示す上面図である。It is a top view which shows the subcarrier which carries the conventional semiconductor optical integrated element. 従来の半導体光集積素子を搭載したサブキャリアにおいてフリップチップボンディングを用いた接続形態を示す図である。It is a figure which shows the connection form which used the flip chip bonding in the subcarrier which mounted the conventional semiconductor optical integrated element. 本発明の第1の実施形態にかかる半導体光集積素子を搭載したサブキャリアに用いる配線板を示す図である。It is a figure which shows the wiring board used for the subcarrier which carries the semiconductor optical integrated element which concerns on 1st Embodiment of this invention. 第1の実施形態にかかる配線板の等価回路を示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit of the wiring board which concerns on 1st Embodiment. 本発明の第2の実施形態にかかるフリップチップボンディングを用いた接続形態を示す図である。It is a figure which shows the connection form using the flip chip bonding which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態にかかる半導体光集積素子を搭載したサブキャリアに用いる配線板を示す図である。It is a figure which shows the wiring board used for the subcarrier which carries the semiconductor optical integrated element which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態にかかる半導体光集積素子を搭載したサブキャリアに用いる配線板を示す図である。It is a figure which shows the wiring board used for the subcarrier which carries the semiconductor optical integration element which concerns on 4th Embodiment of this invention.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。本実施形態によれば、EMLに代表される半導体光集積素子を搭載したサブキャリアにおいて、フリップチップボンディングに用いる配線板の終端回路に対して、さらなる高周波特性の改善を図ることができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. According to this embodiment, in a subcarrier equipped with a semiconductor optical integrated element represented by EML, it is possible to further improve the high frequency characteristics of the terminal circuit of the wiring board used for flip chip bonding.

(第1の実施形態)
図5に、本発明の第1の実施形態にかかる半導体光集積素子を搭載したサブキャリアに用いる配線板を示す。図5(a)は配線板500の斜視図であり、フリップチップボンディングにより接続されるEML402を合わせて示している。EML402は、信号用の電極パッド411およびグラウンド用の電極413が、共にEML402の上面に構成されている。信号用の電極パッド411は、バンプによって配線板500の高周波配線501のバンプ接続部511に接続され、グラウンド用の電極413は、GND配線502のバンプ接続部512に接続される。
(First Embodiment)
FIG. 5 shows a wiring board used for a subcarrier on which the semiconductor optical integrated element according to the first embodiment of the present invention is mounted. FIG. 5A is a perspective view of the wiring board 500, together with the EML 402 connected by flip chip bonding. In the EML 402, the electrode pad 411 for the signal and the electrode 413 for the ground are both configured on the upper surface of the EML 402. The electrode pad 411 for the signal is connected to the bump connection portion 511 of the high frequency wiring 501 of the wiring board 500 by a bump, and the electrode 413 for the ground is connected to the bump connection portion 512 of the GND wiring 502.

図5(b)は、配線板500の底面の配線パターンを示す図である。高周波配線501(第1導体線路)は、GND配線502とともにインピーダンス特性が50Ωの導体線路である50Ω線路部521を構成し、50オームの終端抵抗503の一方の端子に接続される。高周波配線501は、終端抵抗503との接続部において、内側に曲がる折り曲げ形状513c−dを有する。例えば、線路幅が直線的に狭くなるテーパ形状となっており、インピーダンス遷移部522を構成する。 FIG. 5B is a diagram showing a wiring pattern on the bottom surface of the wiring board 500. The high-frequency wiring 501 (first conductor line) constitutes a 50Ω line portion 521 which is a conductor line having an impedance characteristic of 50Ω together with the GND wiring 502, and is connected to one terminal of a 50 ohm terminating resistor 503. The high-frequency wiring 501 has a bent shape 513cd that bends inward at the connection portion with the terminating resistor 503. For example, it has a tapered shape in which the line width is linearly narrowed, and constitutes an impedance transition portion 522.

GND配線502も、インピーダンス遷移部522において、高周波配線501と同様にテーパ形状の折り曲げ形状513a−bを有する。これにより、インピーダンス遷移部522の特性インピーダンスは、終端抵抗503側に向かって、50Ωよりも大きくなるように変化する。 The GND wiring 502 also has a tapered bent shape 513ab in the impedance transition portion 522, similarly to the high frequency wiring 501. As a result, the characteristic impedance of the impedance transition unit 522 changes toward the terminating resistor 503 side so as to be larger than 50Ω.

終端抵抗503が配置された部分も特性インピーダンスが50Ωよりも大きくなり、第1の高インピーダンス部523を構成する。終端抵抗503の他方の端子は、第2導体線路504を介してGND配線502に接続される。第2導体線路504は、対向するGND配線502との組み合わせによって、第2の高インピーダンス線路部524を構成する。第2の高インピーダンス線路部524は、スタブとして機能し、これにより、後述する周波数のピーキング量が調整されるようになっている。 The characteristic impedance of the portion where the terminating resistor 503 is arranged also becomes larger than 50Ω, and constitutes the first high impedance portion 523. The other terminal of the terminating resistor 503 is connected to the GND wiring 502 via the second conductor line 504. The second conductor line 504 constitutes a second high impedance line portion 524 in combination with the opposing GND wiring 502. The second high impedance line section 524 functions as a stub, whereby the peaking amount of the frequency described later is adjusted.

図6に、第1の実施形態にかかる配線板の等価回路を示す。等価回路は、50Ω線路部521、インピーダンス遷移部522、第1の高インピーダンス線路部523、および第2の高インピーダンス線路部524が順に接続され、EML402のEA変調器は、50Ω線路部521とインピーダンス遷移部522との間に接続される。 FIG. 6 shows an equivalent circuit of the wiring board according to the first embodiment. In the equivalent circuit, the 50Ω line section 521, the impedance transition section 522, the first high impedance line section 523, and the second high impedance line section 524 are connected in this order, and the EA modulator of the EML402 has an impedance with the 50Ω line section 521. It is connected to the transition unit 522.

この等価回路を用いてシミュレーションを行い、配線板500の配線パターンの各パラメータを決定し、インピーダンス整合がなされた終端回路を設計する。具体的には、三次元電磁解析シミュレータを利用して、終端抵抗503の長さl、終端抵抗503とGND配線502との間隔、および、第2の高インピーダンス線路部524の長さを変えて、EA変調器の入力信号強度を計算する。 A simulation is performed using this equivalent circuit, each parameter of the wiring pattern of the wiring board 500 is determined, and a terminating circuit with impedance matching is designed. Specifically, using a three-dimensional electromagnetic analysis simulator, the length l of the terminating resistor 503, the distance between the terminating resistor 503 and the GND wiring 502, and the length of the second high impedance line section 524 are changed. , Calculate the input signal strength of the EA modulator.

終端抵抗503の長さlを変えることにより帯域幅が改善され、終端抵抗503とGND配線502との間隔を変えることによりピーキングの周波数が決まり、第2の高インピーダンス線路部524の長さを変えることによりピーキング量が決まる。例えば、10GbEのTOSAモジュールとして使用する場合、使用する周波数に合わせて、帯域、ピーキングを設定すれば、広帯域に精度の高いインピーダンス整合を実現することができる。 The bandwidth is improved by changing the length l of the terminating resistor 503, the peaking frequency is determined by changing the distance between the terminating resistor 503 and the GND wiring 502, and the length of the second high impedance line section 524 is changed. The amount of peaking is determined by this. For example, when used as a 10 GbE TOSA module, highly accurate impedance matching can be realized over a wide band by setting the band and peaking according to the frequency to be used.

(第2の実施形態)
図7に、本発明の第2の実施形態にかかるフリップチップボンディングを用いた接続形態を示す。図7(a)に示すように、サブキャリア400上のEML402と高周波配線401とは、配線板600により接続される。図7(b)は、配線板600の底面の構成を示している。高周波配線401の信号線Sは、バンプ611、高周波配線601、バンプ612を介してEA変調器の電極パッド411と接続される。高周波配線401のGNDパターンは、バンプ613a,613bを介して、GND配線602a−bに接続されている。
(Second embodiment)
FIG. 7 shows a connection mode using flip-chip bonding according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7A, the EML 402 on the subcarrier 400 and the high frequency wiring 401 are connected by a wiring board 600. FIG. 7B shows the configuration of the bottom surface of the wiring board 600. The signal line S of the high-frequency wiring 401 is connected to the electrode pad 411 of the EA modulator via the bump 611, the high-frequency wiring 601 and the bump 612. The GND pattern of the high frequency wiring 401 is connected to the GND wiring 602a-b via bumps 613a and 613b.

配線板600は、第1の実施形態と同様に、50Ω線路部、インピーダンス遷移部、第1の高インピーダンス線路部、および第2の高インピーダンス線路部が順に形成されている。 Similar to the first embodiment, the wiring board 600 is formed with a 50Ω line portion, an impedance transition portion, a first high impedance line portion, and a second high impedance line portion in this order.

第1の実施形態との相違点は、第2の高インピーダンス線路部、すなわち第2導体線路604の他方の端子は、GND配線602a−bには接続されず、バンプ615を介してコンデンサ620の上面電極に接続される。コンデンサ620の下面電極はグラウンドに接続され、これにより、高周波信号を終端し、バイアス電圧による直流成分はカットする。このようにして、終端抵抗における消費電力と発熱の増大を抑制することができる。 The difference from the first embodiment is that the second high impedance line portion, that is, the other terminal of the second conductor line 604 is not connected to the GND wiring 602ab, but is connected to the capacitor 620 via the bump 615. Connected to the top electrode. The bottom electrode of the capacitor 620 is connected to ground, thereby terminating the high frequency signal and cutting off the DC component due to the bias voltage. In this way, it is possible to suppress an increase in power consumption and heat generation in the terminating resistor.

直流成分をカットするために、コンデンサ620は、パスコンなどと比較して大きい容量のものを使用する。一般的に、容量が大きくなると寄生インダクタンスも大きくなるので、上述した終端回路の設計において、終端抵抗503の長さl、または終端抵抗603とGND配線602a−bとの間隔を調整して、寄生インダクタンスを相殺する。 In order to cut the DC component, the capacitor 620 has a larger capacity than that of a decap or the like. In general, as the capacitance increases, the parasitic inductance also increases. Therefore, in the above-mentioned design of the termination circuit, the length l of the terminating resistor 503 or the distance between the terminating resistor 603 and the GND wiring 602ab is adjusted to cause parasitic inductance. Cancel the inductance.

(第3の実施形態)
図8に、本発明の第3の実施形態にかかる半導体光集積素子を搭載したサブキャリアに用いる配線板を示す。配線板700の底面の配線パターンを示しており、第1の実施形態との相違点は、インピーダンス遷移部522と第1の高インピーダンス部523とにある。高周波配線701(第1導体線路)は、GND配線702とともにインピーダンス特性が50Ωの導体線路である50Ω線路部を構成する。高周波配線701のバンプ接続部711には、EA変調器の信号用の電極パッド411が接続され、バンプ接続部712には、グラウンド用の電極413が接続される。
(Third Embodiment)
FIG. 8 shows a wiring board used for a subcarrier on which the semiconductor optical integrated element according to the third embodiment of the present invention is mounted. The wiring pattern on the bottom surface of the wiring board 700 is shown, and the difference from the first embodiment is in the impedance transition portion 522 and the first high impedance portion 523. The high-frequency wiring 701 (first conductor line) and the GND wiring 702 form a 50Ω line portion which is a conductor line having an impedance characteristic of 50Ω. An electrode pad 411 for a signal of an EA modulator is connected to the bump connection portion 711 of the high-frequency wiring 701, and an electrode 413 for the ground is connected to the bump connection portion 712.

第3の実施形態のインピーダンス遷移部は、EA変調器が接続される側の高周波配線701とGND配線702とは、内側に曲がる折り曲げ形状713c,713bを有する。一方、EA変調器が接続されないGND配線702側は、折り曲げ形状713dのみが形成されている。すなわち、第1の高インピーダンス部において、EA変調器が接続される側の間隔が、EA変調器が接続されない側の間隔よりも広くなっている。 In the impedance transition portion of the third embodiment, the high frequency wiring 701 and the GND wiring 702 on the side to which the EA modulator is connected have bent shapes 713c and 713b that bend inward. On the other hand, only the bent shape 713d is formed on the GND wiring 702 side to which the EA modulator is not connected. That is, in the first high impedance portion, the interval on the side to which the EA modulator is connected is wider than the interval on the side to which the EA modulator is not connected.

EA変調器が接続される側の高周波配線701とGND配線702との間は、EA変調器によって容量成分が大きくなる。そこで、この容量成分を相殺するために、第1の高インピーダンス部において、EA変調器が接続されない側の高周波配線701とGND配線702との間の容量を大きくする。このような構成により、高周波配線701から、EA変調器との接続点を介して終端回路まで、コプレナ線路が等価的に対称性を有する構造となり、精度の高いインピーダンス整合を実現することができる。 The capacitance component is increased by the EA modulator between the high frequency wiring 701 and the GND wiring 702 on the side to which the EA modulator is connected. Therefore, in order to cancel out this capacitance component, the capacitance between the high frequency wiring 701 and the GND wiring 702 on the side where the EA modulator is not connected is increased in the first high impedance portion. With such a configuration, the coplanar line has a structure having equivalent symmetry from the high-frequency wiring 701 to the termination circuit via the connection point with the EA modulator, and highly accurate impedance matching can be realized.

なお、第2の実施形態と同様に、第2の高インピーダンス線路部、すなわち第2導体線路704の他方の端子は、GND配線702には接続せず、バンプを介してコンデンサに接続する構成とすることもできる。 As in the second embodiment, the second high impedance line portion, that is, the other terminal of the second conductor line 704 is not connected to the GND wiring 702, but is connected to the capacitor via a bump. You can also do it.

(第4の実施形態)
図9に、本発明の第4の実施形態にかかる半導体光集積素子を搭載したサブキャリアに用いる配線板を示す。配線板800の底面の配線パターンを示しており、第1の実施形態との相違点は、インピーダンス遷移部522にある。高周波配線801(第1導体線路)は、GND配線802とともにインピーダンス特性が50Ωの導体線路である50Ω線路部を構成する。高周波配線801のバンプ接続部811には、EA変調器の信号用の電極パッド411が接続され、バンプ接続部812には、グラウンド用の電極413が接続される。
(Fourth Embodiment)
FIG. 9 shows a wiring board used for a subcarrier on which the semiconductor optical integrated element according to the fourth embodiment of the present invention is mounted. The wiring pattern on the bottom surface of the wiring board 800 is shown, and the difference from the first embodiment is in the impedance transition portion 522. The high-frequency wiring 801 (first conductor line) and the GND wiring 802 form a 50Ω line portion which is a conductor line having an impedance characteristic of 50Ω. The electrode pad 411 for the signal of the EA modulator is connected to the bump connection portion 811 of the high frequency wiring 801 and the electrode 413 for the ground is connected to the bump connection portion 812.

第4の実施形態のインピーダンス遷移部は、内側に曲がる折り曲げ形状813c−dが、線路幅が直線的に狭くなるテーパ形状ではなく、クロソイド曲線で形成されている。テーパ形状であっても、50Ω線路部521とインピーダンス遷移部522との間の屈曲点、およびインピーダンス遷移部522と第1の高インピーダンス部523との間の屈曲点では、インピーダンスが不連続に変化するので、高周波信号はわずかながらも反射する。そこで、インピーダンス遷移部をクロソイド曲線で形成することにより、このような不連続点のないインピーダンス整合を実現することができる。 In the impedance transition portion of the fourth embodiment, the bent shape 813cd that bends inward is formed by a clothoid curve instead of a tapered shape in which the line width is linearly narrowed. Even in the tapered shape, the impedance changes discontinuously at the bending point between the 50Ω line section 521 and the impedance transition section 522 and at the bending point between the impedance transition section 522 and the first high impedance section 523. Therefore, the high frequency signal is slightly reflected. Therefore, by forming the impedance transition portion with a clothoid curve, impedance matching without such a discontinuity can be realized.

なお、第2の実施形態と同様に、第2の高インピーダンス線路部、すなわち第2導体線路804の他方の端子は、GND配線802には接続せず、バンプを介してコンデンサに接続する構成とすることもできる。 As in the second embodiment, the second high impedance line portion, that is, the other terminal of the second conductor line 804 is not connected to the GND wiring 802, but is connected to the capacitor via a bump. You can also do it.

本実施形態では、配線板によってEMLのEA変調器を接続する構成を例に説明したが、筺体外部から、高周波線路を介して、サブキャリア上の高周波素子に高周波信号を供給する場合に適用することができる。 In the present embodiment, the configuration in which the EML EA modulator is connected by the wiring board has been described as an example, but it is applied to the case where a high frequency signal is supplied to the high frequency element on the subcarrier from the outside of the housing via the high frequency line. be able to.

100 TOSAモジュール
101,212 テラス部
102,208 配線端子
103 セラミック部
104 金属部
200 筐体
201,400 サブキャリア
202 半導体レーザ
203 光変調器
204,303,404,503,703,803 終端抵抗
205,620 コンデンサ
206 キャリア
207 TEC
209,403a−d ワイヤ状金線
210 リボン状金線
211,301,401,501,601,701,801 高周波配線
300,500,600,700,800 配線板
302,502,602,702,802 GND配線
311,312,313a−b,611,612,613a−b,614,615,711,712,811,812 バンプ
402 EA変調器集積DFBレーザ(EML)
405,411 電極パッド
412 DFBレーザ電極
504,604,704,804 第2導体線路
100 TOSA module 101,212 Terrace part 102,208 Wiring terminal 103 Ceramic part 104 Metal part 200 Housing 201,400 Subcarrier 202 Semiconductor laser 203 Optical modulator 204,303,404,503,703,803 Termination resistance 205,620 Capacitor 206 Carrier 207 TEC
209,403a-d Wire-shaped gold wire 210 Ribbon-shaped gold wire 211,301,401,501,601,701,801 High-frequency wiring 300,500,600,700,800 Wiring board 302,502,602,702,802 GND Wiring 311, 312,313ab, 611, 612,613a-b, 614,615,711,712,811,812 Bump 402 EA Modulator Integrated DFB Laser (EML)
405,411 Electrode pad 412 DFB laser electrode 504,604,704,804 2nd conductor line

Claims (7)

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ウンド配線と、
前記第2導体線路と接続されるコンデンサとを備え、
前記第1導体線路および前記グラウンド配線は、それぞれ、前記終端抵抗側に向かって、線路幅が狭くなるように形成されていることを特徴とする終端回路。
A first conductor line having a predetermined characteristic impedance and
The terminating resistor connected to the first conductor line and
The second conductor line connected to the terminating resistor and
Ground wiring arranged to face the first conductor line, the terminating resistor, and the second conductor line at a predetermined distance.
A capacitor connected to the second conductor line is provided.
A terminating circuit characterized in that the first conductor line and the ground wiring are each formed so that the line width becomes narrower toward the terminating resistor side.
前記終端抵抗および前記第2導体線路の部分の特性インピーダンスは、前記グラウンド配線との組み合わせによって、前記第1導体線路の前記特性インピーダンスよりも高くなるように設定されていることを特徴とする請求項1に記載の終端回路。 The claim is characterized in that the characteristic impedance of the terminating resistor and the portion of the second conductor line is set to be higher than the characteristic impedance of the first conductor line in combination with the ground wiring. The termination circuit according to 1. 前記第1導体線路および対向配置される一方のグラウンド配線との間に高周波素子が接続され、
前記終端抵抗および前記第2導体線路と前記一方のグラウンド線路との間の間隔は、前記終端抵抗および前記第2導体線路と対向配置される他方のグラウンド線路との間の間隔よりも広く設定されていることを特徴とする請求項1または2に記載の終端回路。
A high frequency element is connected between the first conductor line and one of the ground wires arranged opposite to each other.
The distance between the terminating resistor and the second conductor line and the one ground line is set wider than the distance between the terminating resistor and the second conductor line and the other ground line arranged opposite to the second conductor line. The termination circuit according to claim 1 or 2, wherein the termination circuit is characterized by the above.
前記第1導体線路および前記グラウンド配線において、前記線路幅は、テーパ形状により狭く形成されることを特徴とする請求項1、2または3に記載の終端回路。 The termination circuit according to claim 1, 2 or 3, wherein in the first conductor line and the ground wiring, the line width is formed narrower due to a tapered shape. 前記第1導体線路および前記グラウンド配線において、前記線路幅は、クロソイド曲線により狭く形成されることを特徴とすることを特徴とする請求項1、2または3に記載の終端回路。 The termination circuit according to claim 1, 2 or 3, wherein in the first conductor line and the ground wiring, the line width is formed narrowly by a clothoid curve. 所定の特性インピーダンスを有する第1導体線路と、
第2導体線路と、
前記第1導体線路および前記第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ウンド配線とが形成された配線板であって、
前記第1導体線路および前記グラウンド配線は、それぞれ、前記第2導体線路側に向かって、線路幅が狭くなるように形成され、
前記第1導体線路と前記第2導体線路との間に終端抵抗が接続され、前記第2導体線路にコンデンサが接続されて終端回路を構成することを特徴とする配線板。
A first conductor line having a predetermined characteristic impedance and
2nd conductor line and
A wiring board in which a ground wiring arranged to face the first conductor line and the second conductor line at a predetermined distance is formed.
The first conductor line and the ground wiring are each formed so that the line width becomes narrower toward the second conductor line side.
A wiring board characterized in that a terminating resistor is connected between the first conductor line and the second conductor line, and a capacitor is connected to the second conductor line to form a terminating circuit.
前記第1導体線路および対向配置される一方のグラウンド配線との間に高周波素子がフリップチップ接続されることを特徴とする請求項6に記載の配線板。 The wiring board according to claim 6, wherein a high-frequency element is flip-chip connected between the first conductor line and one of the ground wirings arranged opposite to each other.
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