JP6939603B2 - 光受信モジュール用パッケージ - Google Patents

Description

本発明は、光受信モジュール用パッケージに関するものである。

特許文献１には、電子部品収納用パッケージが開示されている。このパッケージは、基体と、枠体と、入出力端子とを備えている。基体の底面には電子部品が載置される載置部が設けられる。枠体は、載置部を囲むようにして基体の底面上に配置される。枠体の上面には、蓋体が取り付けられる。入出力端子は、枠体の内部と外部とを電気的に接続する線路導体を有する。線路導体は、ストリップ線路又はマイクロストリップ線路である。基体、枠体、及び蓋体は、金属材料により構成され、入出力端子は、絶縁材料により構成される。

特許文献２には、光半導体素子収納用パッケージが開示されている。このパッケージは、基体と、枠体と、蓋体とを備えており、光半導体素子を収納する。基体の底面には、光半導体素子が搭載される取付部が設けられる。光半導体素子は、外部リード端子を介して、基体の底面の外側に位置する電気回路と電気的に接続される。枠体は、取付部を囲むように基体に取り付けられる。枠体には、光ファイバを固定する貫通孔が形成されている。蓋体は、枠体の上面に取り付けられる。基体、枠体、及び蓋体は、金属材料により構成される。

米国特許第６９９２２５０号公報 米国特許第６０３６３７５号公報

近年、光通信における伝送速度の高速化とともに、光トランシーバの小型化が進行している。光トランシーバは、例えば、レーザダイオードといった発光素子を内蔵する光送信モジュールと、フォトダイオードといった受光素子を内蔵する光受信モジュールと、これらのモジュールと電気的に接続される回路基板とが１つの筐体内に収容されて成る。更に、光送信モジュール及び光受信モジュールは、それぞれ光送信モジュール用パッケージ及び光受信モジュール用パッケージを有する。これらのパッケージは、回路基板の前方において、光軸と交差する方向に隣接して配置される。光受信モジュール用パッケージは、受光素子を収容する導電性の筐体と、筐体の内側から外側にわたって設けられる誘電体のフィードスルーとを有する。フィードスルーには、筐体の内側と外側とを導通する複数の配線が設けられる。また、光送信モジュールの発光素子を駆動する回路は、光送信モジュールの外部（例えば上記の回路基板上）に配置される。

このような構成を備える光トランシーバにおいて、光通信の伝送速度が速くなるほど、駆動回路と光送信モジュールとの間の配線から発生する電磁ノイズが大きくなる。この電磁ノイズは、光送信モジュールに隣接して配置される光受信モジュール内の受信信号に対して電磁波干渉によるクロストークを生じさせる。上述したように、光受信モジュール用パッケージでは導電性の筐体の一部に誘電体のフィードスルーが貫通して設けられ、フィードスルーには筐体の内側と外側とを導通する複数の配線が設けられる。この配線を通じて、光受信モジュールの筐体内に電磁ノイズが侵入しやすいという問題がある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、フィードスルーの配線を通じた光受信モジュール内への電磁ノイズの侵入を低減できる光受信モジュール用パッケージを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、一実施形態に係る光受信モジュール用パッケージは、受光素子を収容する導電性の筐体と、筐体の外側に位置し互いに対向する第１面及び第２面を有し、筐体の側壁を貫通するとともに誘電体材料を含んで構成されるフィードスルーと、を備える。筐体の内側に位置するフィードスルーの面上には、モニタ配線および電源配線の少なくともいずれかを含む複数の第１電気配線、および高周波信号を伝送する伝送線路である第２電気配線が設けられる。第１面には、複数の第１電気配線とそれぞれ電気的に接続され側壁に沿って並ぶ複数の第３電気配線と、基準電位に接続される複数の電磁シールド配線とが設けられる。並び方向における各第３電気配線の少なくとも片側にはいずれかの電磁シールド配線が隣り合っている。第２面には、第２電気配線と電気的に接続される伝送線路である第４電気配線が設けられる。

本発明による光受信モジュール用パッケージによれば、フィードスルーの配線を通じた光受信モジュール内への電磁ノイズの侵入を低減できる。

図１は、光通信に用いられる光トランシーバ１Ａの構成を概略的に示す平面図である。 図２は、光受信モジュール２の構成を概略的に示す平面図である。 図３は、パッケージ１０Ａの外観を示す斜視図である。 図４は、図３の一部を拡大して示す斜視図である。 図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿ったフィードスルー１２の断面図であって、グランドパッド１６を含む断面を示している。 図６は、図４のVI−VI線に沿ったフィードスルー１２の断面図であって、ＤＣパッド１５を含む断面を示している。 図７は、グランドパターン１７の平面形状を示す図である。 図８は、パッケージ１０Ａの外観の一部を拡大して示す斜視図であって、フィードスルー１２を第２面１２ｂ側から見た様子を示す。 図９の（ａ）は、ＤＣ配線５１がグランド配線５２から遠くに配置される場合の等価回路を示す図である。図９の（ｂ）は、ＤＣ配線５１がグランド配線５２の近くに配置される場合の等価回路を示す図である。 図１０は、上記実施形態の一変形例に係るパッケージ１０Ｂの一部を拡大して示す斜視図である。 図１１は、グランドパターン１７Ａの平面形状を示す図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。一実施形態に係る光受信モジュール用パッケージは、受光素子を収容する導電性の筐体と、筐体の外側に位置し互いに対向する第１面及び第２面を有し、筐体の側壁を貫通するとともに誘電体材料を含んで構成されるフィードスルーと、を備える。筐体の内側に位置するフィードスルーの面上には、モニタ配線および電源配線の少なくともいずれかを含む複数の第１電気配線、および高周波信号を伝送する伝送線路である第２電気配線が設けられる。第１面には、複数の第１電気配線とそれぞれ電気的に接続され側壁に沿って並ぶ複数の第３電気配線と、基準電位に接続される複数の電磁シールド配線とが設けられる。並び方向における各第３電気配線の少なくとも片側にはいずれかの電磁シールド配線が隣り合っている。第２面には、第２電気配線と電気的に接続される伝送線路である第４電気配線が設けられる。

この光受信モジュール用パッケージでは、筐体の側壁を貫通するフィードスルーに第１電気配線及び第３電気配線が設けられ、第１電気配線が筐体の内側に配置され、第３電気配線が筐体の外側に配置され、これらが互いに電気的に接続されている。従って、何らの工夫もなければ、第１電気配線及び第３電気配線を通じて光受信モジュール内に電磁ノイズが侵入する。そこで、この光受信モジュール用パッケージでは、基準電位に接続される複数の電磁シールド配線が設けられ、各第３電気配線の少なくとも片側にはいずれかの電磁シールド配線が隣り合っている。この場合、第３電気配線と電磁シールド配線との間で電磁ノイズによる多数の小さな電流ループが生じ、互いに隣り合う電流ループ同士は互いに逆向きとなるため打ち消し合う。このため、第３電気配線を伝搬する電磁ノイズが減衰することとなり、フィードスルーの第１電気配線及び第３電気配線を通じた光受信モジュール内への電磁ノイズの侵入を低減できる。

また、上記の光受信モジュール用パッケージにおいて、第３電気配線と電磁シールド配線とは並び方向において交互に配置されてもよい。これにより、第３電気配線の両側に電磁シールド配線が配置されるので、第３電気配線を伝搬する電磁ノイズがより効果的に減衰し、光受信モジュール内への電磁ノイズの侵入を更に低減できる。

また、上記の光受信モジュール用パッケージにおいて、電磁シールド配線の間に２本の第３電気配線が配置されてもよい。この場合、第３電気配線の片側に電磁シールド配線が必ず配置されるので、電磁シールド配線の本数を抑えて第３電気配線のためのスペースを第１面に広く確保しつつ、第３電気配線を伝搬する電磁ノイズを減衰させることができる。

また、上記の光受信モジュール用パッケージにおいて、フィードスルーは、第１面と第２面との間に埋め込まれたグランドパターンを更に有し、複数の電磁シールド配線とグランドパターンとがビアを介して互いに接続されてもよい。これにより、グランドパターンと第３電気配線との間においても電磁ノイズによる多数の小さな電流ループが生じるので、第３電気配線を伝搬する電磁ノイズがより効果的に減衰し、光受信モジュール内への電磁ノイズの侵入を更に低減できる。この場合、フィードスルーは、第１面と第２面とを繋ぐとともに側壁に沿って延びる端面を有し、グランドパターンは、端面に沿って延びており第１面の法線方向から見て複数の電磁シールド配線と重なる部分を含み、該部分が複数のビアを介して複数の電磁シールド配線と接続されてもよい。

［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る光受信モジュール用パッケージの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（実施の形態）
図１は、光通信に用いられる光トランシーバ１Ａの構成を概略的に示す平面図である。この光トランシーバ１Ａは、本発明の一実施形態に係る光受信モジュール用パッケージを備える光受信モジュール２と、光送信モジュール３と、回路基板４と、ハウジング５とを備えている。ハウジング５は、光軸方向である方向Ａ１に沿って延びる直方体状の中空容器であって、光受信モジュール２、光送信モジュール３、及び回路基板４をその内部に収容する。方向Ａ１におけるハウジング５の一端には、受信用ポート５ａ及び送信用ポート５ｂが設けられている。受信用ポート５ａには、受信用光ファイバの先端に取付けられた光コネクタが挿抜される。送信用ポート５ｂには、送信用光ファイバの先端に取り付けられた光コネクタが挿抜される。方向Ａ１におけるハウジング５の他端は開口しており、該開口から回路基板４の接続端子４ｃが露出している。

光受信モジュール２は、フォトダイオードといった受光素子を内蔵するＲＯＳＡ（Receiver Optical Sub-Assembly）であって、受信用光ファイバを介して入力した光信号を電気的な受信信号に変換する。光送信モジュール３は、レーザダイオードといった発光素子を内蔵するＴＯＳＡ（Transceiver Optical Sub-Assembly）であって、電気的な送信信号を光信号に変換して送信用光ファイバに提供する。ハウジング５の内部において、光受信モジュール２と光送信モジュール３とは方向Ａ１と交差する（一例では直交する）方向Ａ２において互いに近接して設けられている。

回路基板４は、光送信モジュール３を駆動するための駆動回路４ａと、光受信モジュール２から出力された受信信号を処理する信号処理回路４ｂとを少なくとも搭載する。回路基板４は、フレキシブル配線基板６を介して光送信モジュール３と電気的に接続され、且つ、フレキシブル配線基板７を介して光受信モジュール２と電気的に接続されている。駆動回路４ａから出力された送信信号は、フレキシブル配線基板６を通って光送信モジュール３に送られる。光受信モジュール２から出力された受信信号は、フレキシブル配線基板７を通って信号処理回路４ｂに送られる。

図２は、光受信モジュール２の構成を概略的に示す平面図である。図２に示されるように、この光受信モジュール２は、光受信モジュール用パッケージ（以下、単にパッケージと称する）１０Ａと、光レセプタクル部２１と、分光器２２と、Ｎ個（Ｎは１以上の整数、図ではＮ＝４の場合を例示）の受光素子２３と、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）２４とを備えている。パッケージ１０Ａは、方向Ａ１に沿って延びる直方体状の中空容器であって、筐体１１と、フィードスルー１２とを有する。筐体１１は、例えば金属といった導電体により構成されている。筐体１１は、長方形状の底板１１ａと、底板１１ａの板面を囲む矩形枠状の側壁１１ｂとを有する。側壁１１ｂは、方向Ａ１において互いに対向する一対の端壁１１ｂａ及び１１ｂｂと、方向Ａ２において互いに対向する一対の側壁１１ｂｃ及び１１ｂｄとを含んでいる。なお、側壁１１ｂの底板１１ａとは反対側の開口は、蓋板１１ｃ（図３を参照）によって閉じられる。フィードスルー１２は、端壁１１ｂｂを貫通して設けられ、筐体１１の内部と外部との電気的な導通を図る。フィードスルー１２のうち筐体１１の外部に位置する部分には、図１に示されたフレキシブル配線基板７の一端が導電接合される。

光レセプタクル部２１は、方向Ａ１に沿った光軸を中心とする円筒形状を呈しており、その一端においてパッケージ１０Ａの端壁１１ｂａに固着されている。光レセプタクル部２１は、円筒状のスリーブを内蔵している。スリーブは、受信用光ファイバの先端に取り付けられた円柱状のフェルールと嵌合する。また、光レセプタクル部２１はレンズを更に内蔵しており、該レンズは、光ファイバから出力された光信号をコリメート（平行化）する。コリメートされた光信号は、端壁１１ｂａに形成された開口を通じてパッケージ１０Ａ内に導入される。

分光器２２は、波長多重された光信号を複数の波長成分に分波する光学部品である。分光器２２は、筐体１１の内部に収容されて光レセプタクル部２１と光学的に結合されており、光レセプタクル部２１から出力された光信号を受ける。分光器２２は、光信号を複数の波長成分に分波し、これらの波長成分を、各々に対応する受光素子２３に提供する。

Ｎ個の受光素子２３は、筐体１１の内部に収容されて分光器２２と光学的に結合されている。例えば、Ｎ個の受光素子２３は、底板１１ａ上に搭載され、方向Ａ２に沿って並んで配置される。各受光素子２３は、分光器２２から対応する波長成分を受光し、該波長成分の光強度に応じた電気信号を生成することにより、光信号を電流信号に変換する。各受光素子２３は、ＴＩＡ２４と電気的に接続されており、生成した電流信号をＴＩＡ２４に提供する。ＴＩＡ２４は、各受光素子２３から受けた電流信号を電圧信号である受信信号に変換する。ＴＩＡ２４において生成された各受信信号は、フィードスルー１２を介して光受信モジュール２の外部に出力される。すなわち、これらの受信信号は、図１に示されたフレキシブル配線基板７を介して、回路基板４上の信号処理回路４ｂに送られる。

図３は、パッケージ１０Ａの外観を示す斜視図である。図４は、図３の一部を拡大して示す斜視図である。前述したように、本実施形態のパッケージ１０Ａは、筐体１１と、フィードスルー１２とを備える。筐体１１は、導電性の容器であって、底板１１ａ、側壁１１ｂ、及び蓋板１１ｃを有する。側壁１１ｂは、一対の端壁１１ｂａ，１１ｂｂと、一対の側壁１１ｂｃ，１１ｂｄとを含む。端壁１１ｂａ，１１ｂｂは、方向Ａ１において互いに対向しており、方向Ａ１と交差する平面に沿って（すなわち方向Ａ２に沿って）延びている。端壁１１ｂａは方向Ａ１における筐体１１の一端に位置し、端壁１１ｂｂは方向Ａ１における筐体１１の他端に位置する。一対の側壁１１ｂｃ，１１ｂｄは、方向Ａ２において互いに対向しており、方向Ａ２と交差する平面に沿って（すなわち方向Ａ１に沿って）延びている。

フィードスルー１２は、例えばセラミック等の誘電体材料を含んで構成され、端壁１１ｂｂを貫通して設けられている。従って、フィードスルー１２は、筐体１１の内側に位置する部分と、筐体１１の外側に位置する部分とを含む。図２に示されるように、筐体１１の内側に位置するフィードスルー１２の部分の表面上には、複数のＤＣ配線（第１電気配線）１３と、Ｎ本の高周波信号配線（第２電気配線）１４とが設けられている。複数のＤＣ配線１３は、モニタ配線および電源配線の少なくともいずれかを含む。モニタ配線とは、温度センサや光強度モニタからの信号を伝達する配線である。電源配線とは、受光素子２３やＴＩＡ２４に電源を供給する配線である。また、Ｎ本の高周波信号配線１４は、高周波信号である受信信号を伝送するコプレーナ型の伝送線路である。各高周波信号配線１４の一端は、図示しないボンディングワイヤを介して、ＴＩＡ２４と電気的に接続されている。なお、図には一例として差動方式の一対の信号配線を含む各高周波信号配線１４が示されているが、各高周波信号配線１４はそれぞれ単一の信号配線を含んでもよい。

図４に示されるように、筐体１１の外側に位置するフィードスルー１２の部分は、方向Ａ１に沿って端壁１１ｂｂから突出している。そして、フィードスルー１２の該部分は、方向Ａ１及びＡ２の双方と交差する方向において互いに対向する第１面１２ａ及び第２面１２ｂを有する。第１面１２ａ及び第２面１２ｂは共に平坦であり、且つ互いに平行である。第１面１２ａ及び第２面１２ｂは、方向Ａ１及びＡ２に沿って延びている。また、フィードスルー１２は、第１面１２ａと第２面１２ｂとを繋ぐとともに端壁１１ｂｂに沿って（すなわち方向Ａ２に沿って）延びる端面１２ｃを有する。

第１面１２ａには、複数のＤＣパッド（第３電気配線）１５と、複数のグランドパッド（電磁シールド配線）１６とが設けられている。複数のＤＣパッド１５及び複数のグランドパッド１６は、誘電体であるフィードスルー１２上に固着した金属膜である。複数のＤＣパッド１５それぞれは、フィードスルー１２の内部に埋め込まれた配線を介して複数のＤＣ配線１３それぞれと電気的に接続されている。複数のＤＣパッド１５は、それぞれ方向Ａ１に沿って延びる細長形状を呈しており、端壁１１ｂｂに沿って（すなわち方向Ａ２に沿って）並んでいる。また、複数のグランドパッド１６は、フレキシブル配線基板７のグランド端子を介して基準電位に接続される。本実施形態では、それぞれ２本のＤＣパッド１５からなる複数のＤＣパッド群と、複数のグランドパッド１６とが、方向Ａ２において交互に配置されている。

そして、方向Ａ２における各ＤＣパッド１５の少なくとも片側には、いずれかのグランドパッド１６が隣り合っている。本実施形態では、グランドパッド１６と別のグランドパッド１６との間に２本のＤＣパッド１５が配置されているので、各ＤＣパッド１５の片側に、いずれかのグランドパッド１６が必ず隣り合うこととなる。なお、ＤＣパッド１５とグランドパッド１６とが隣り合うとは、これらのＤＣパッド１５とグランドパッド１６との間に他の配線が介在していないことをいう。一例では、方向Ａ１におけるＤＣパッド１５及びグランドパッド１６の長さは０．８ｍｍ〜１．４ｍｍの範囲内であり、互いに隣り合うＤＣパッド１５とグランドパッド１６との間隔（ＤＣパッド１５とグランドパッド１６との間の空隙の幅）は０．３ｍｍ以下である。

図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿ったフィードスルー１２の断面図であって、グランドパッド１６を含む断面を示している。図６は、図４のVI−VI線に沿ったフィードスルー１２の断面図であって、ＤＣパッド１５を含む断面を示している。図５及び図６に示されるように、フィードスルー１２は、多数の誘電体層１２１が積層されて成る。そして、フィードスルー１２は、グランドパターン１７を更に有する。グランドパターン１７は、第１面１２ａと第２面１２ｂとの間に位置する誘電体層１２１の層間に埋め込まれている。グランドパターン１７は、第１面１２ａに沿って延びる導電層であり、例えば金属層である。グランドパターン１７と第１面１２ａとの間には、少なくとも１層の誘電体層１２１が介在している。

図５に示されるように、各グランドパッド１６とグランドパターン１７とは、誘電体層１２１を貫通するビア１９ａを介して互いに接続されている。なお、図５には１つのグランドパッド１６が２本のビア１９ａを介してグランドパターン１７と接続される例が示されているが、ビア１９ａの本数は１本以上の任意の本数であってよい。これにより、グランドパターン１７は基準電位に規定される。

図７は、グランドパターン１７の平面形状を示す図である。図７に示されるように、本実施形態のグランドパターン１７は、部分１７ａと、複数の部分１７ｂとを含んで構成される。部分１７ａは、端面１２ｃに沿って（すなわち方向Ａ２に沿って）延びており、第１面１２ａの法線方向から見て、複数のグランドパッド１６と重なる。一例では、部分１７ａは、端面１２ｃから露出している。そして、この部分１７ａは、複数のビア１９ａそれぞれを介して、複数のグランドパッド１６それぞれと接続されている。複数の部分１７ｂは、部分１７ａから筐体１１の内部に向けて突出している。複数の部分１７ｂそれぞれは、複数のグランドパッド１６それぞれに対応して設けられ、第１面１２ａの法線方向から見て、対応するグランドパッド１６と重なる。これらの部分１７ｂと、対応するグランドパッド１６とは、ビア１９ａを介して互いに接続されている。

図６に示されるように、各ＤＣパッド１５は、誘電体層１２１を貫通するビア１９ｂを介して、誘電体層１２１の層間に埋め込まれた配線４１に接続されている。配線４１は、第１面１２ａに沿って延びる導電層であり、例えば金属層である。配線４１は、図２に示されたＤＣ配線１３に繋がっている。図７に示されるように、配線４１はグランドパターン１７と間隔をあけて配置される。配線４１とグランドパターン１７との間には、誘電体層１２１が配置される。

図８は、パッケージ１０Ａの外観の一部を拡大して示す斜視図であって、フィードスルー１２を第２面１２ｂ側から見た様子を示す。図８に示されるように、フィードスルー１２の第２面１２ｂには、伝送線路であるＮ本の高周波信号用パッド１８（第４電気配線）が設けられている。各高周波信号用パッド１８は、並設された一対の信号用パッド１８ａ，１８ｂと、その一対の信号用パッド１８ａ，１８ｂの両側に配置されたグランドパッド１８ｃとを含んで構成される。なお、互いに隣り合う高周波信号用パッド１８において、グランドパッド１８ｃは共用である。信号用パッド１８ａ，１８ｂ及びグランドパッド１８ｃは、誘電体であるフィードスルー１２上に固着した金属膜である。グランドパッド１８ｃは基準電位に規定され、信号用パッド１８ａ，１８ｂ及びグランドパッド１８ｃはコプレーナ線路を構成する。Ｎ本の高周波信号用パッド１８それぞれは、フィードスルー１２の内部に埋め込まれた配線を介して、Ｎ本の高周波信号配線１４（図２を参照）それぞれと電気的に接続されている。第２面１２ｂには、フレキシブル配線基板７と重ねて設けられた別のフレキシブル基板が導電接合される。Ｎ本の高周波信号用パッド１８それぞれは、該別のフレキシブル基板を介して回路基板４に接続される。なお、図には一例として差動方式の一対の信号用パッド１８ａ，１８ｂを含む各高周波信号用パッド１８が示されているが、各高周波信号用パッド１８はそれぞれ単一の信号用パッドを含んでもよい。

図５及び図６に示されるように、フィードスルー１２は、グランドパターン４２を更に有する。グランドパターン４２は、グランドパターン１７と第２面１２ｂとの間に位置する誘電体層１２１の層間に埋め込まれている。グランドパターン４２は、第２面１２ｂに沿って延びる導電層であり、例えば金属層である。グランドパターン４２と第２面１２ｂとの間には、少なくとも１層の誘電体層１２１が介在している。各グランドパッド１８ｃとグランドパターン４２とは、誘電体層１２１を貫通する複数のビア１９ｃを介して互いに接続されている。これにより、グランドパターン４２は基準電位に規定される。なお、グランドパターン４２とグランドパターン１７との間には、少なくとも１層の誘電体層１２１が介在している。グランドパターン４２とグランドパターン１７とは、誘電体層１２１を貫通する複数のビア１９ｄを介して互いに接続されている。なお、グランドパターン４２は高周波信号用パッド１８のインピーダンス調整用の配線であって、省くこともできる。

以上に説明した本実施形態のパッケージ１０Ａによって得られる効果を、従来の課題と共に説明する。近年の光トランシーバにおいては、光送信モジュールに内蔵された発光素子を駆動する回路が、光送信モジュールの外部に設けられる場合がある。その場合、駆動回路と光送信モジュールとを繋ぐ配線から電磁ノイズが発生する。特に、光送信モジュールに内蔵される発光素子としてＥＡ変調器集積型半導体レーザ（Electroabsorption Modulator Integrated Laser Diode；ＥＭＬ）が用いられる場合、ＥＭＬの駆動電圧は一般的に高く（例えば振幅２Ｖ）、電磁ノイズも大きくなる。また、近年の光通信においては、例えば５０ＧＢａｕｄ、或いは１００ＧＢａｕｄといった伝送速度が実現されつつあり、高速化が進んでいる。光通信の伝送速度が速くなるほど、駆動回路と光送信モジュールとの間の配線から発生する電磁ノイズは更に大きくなる。

一方、近年の通信データ量の増大に伴う光トランシーバの小型化により、光送信モジュールと光受信モジュールとは互いに近接して配置されることが多い。上記の電磁ノイズは、光送信モジュールに隣接して配置される光受信モジュール内の受信信号に対して、電磁波干渉によるクロストークを生じさせる。光受信モジュールのパッケージでは導電性の筐体の一部に誘電体のフィードスルーが貫通して設けられ、フィードスルーには筐体の内側と外側とを導通する複数のＤＣ配線が設けられる。従来の光受信モジュールにおいては、電磁ノイズがこのＤＣ配線に電流を励起し、この電流がＤＣ配線を通ってパッケージ内に侵入し、パッケージ内において電磁ノイズを発生させるおそれがある。

上記の課題を解決するために、本実施形態のパッケージ１０Ａでは、基準電位に接続される複数のグランドパッド１６が設けられ、各ＤＣパッド１５の少なくとも片側にはいずれかのグランドパッド１６が隣り合っている。図９は、このようなグランドパッド１６による効果を説明するための図である。図９の（ａ）は、ＤＣ配線５１がグランド配線５２から遠くに配置される場合の等価回路を示す図である。図９の（ｂ）は、ＤＣ配線５１がグランド配線５２の近くに配置される場合の等価回路を示す図である。なお、図中のＤはＤＣ配線５１が有するインダクタンスであり、ＣはＤＣ配線５１とグランド配線５２との間の寄生容量である。図９の（ａ）に示されるように、ＤＣ配線５１がグランド配線５２から遠い場合、ＤＣ配線５１において励起された電流は大きな電流ループＢ１を形成する。これに対し、図９の（ｂ）に示されるように、ＤＣ配線５１がグランド配線５２から近い場合には、ＤＣ配線５１において励起された電流は多数の小さな電流ループＢ２を形成する。この場合、互いに隣り合う電流ループＢ２同士は互いに逆向きとなるため打ち消し合う。

本実施形態のパッケージ１０Ａにおいても、ＤＣパッド１５とグランドパッド１６との間で電磁ノイズによる多数の小さな電流ループが生じ、互いに隣り合う電流ループ同士が打ち消し合う。このため、ＤＣパッド１５において励起される電流が減衰し、該電流によりパッケージ１０Ａの内部に発生する電磁ノイズが低減する。すなわち、本実施形態のパッケージ１０Ａによれば、フィードスルー１２のＤＣパッド１５及びＤＣ配線１３を通じた光受信モジュール２内への電磁ノイズの侵入を低減できる。従って、光受信モジュール２における受信性能の劣化を抑制することができる。

また、本実施形態のように、互いに隣り合うグランドパッド１６の間に２本のＤＣパッド１５が配置されてもよい。このような場合であっても、ＤＣパッド１５の片側にグランドパッド１６が必ず配置される。従って、グランドパッド１６の本数を抑えてＤＣパッド１５のためのスペースを第１面１２ａに広く確保しつつ、パッケージ１０Ａの内部に侵入する電磁ノイズを低減することができる。

また、本実施形態のように、フィードスルー１２は、第１面１２ａと第２面１２ｂとの間に埋め込まれたグランドパターン１７を更に有し、複数のグランドパッド１６とグランドパターン１７とがビア１９ａを介して互いに接続されてもよい。これにより、グランドパターン１７とＤＣパッド１５との間においても電磁ノイズによる多数の小さな電流ループが生じるので、ＤＣパッド１５において励起される電流がより効果的に減衰し、パッケージ１０Ａ内への電磁ノイズの侵入を更に低減できる。この場合、本実施形態のように、グランドパターン１７は、端面１２ｃに沿って延びており第１面１２ａの法線方向から見て複数のグランドパッド１６と重なる部分１７ａを含み（図７を参照）、該部分１７ａが複数のビア１９ａを介して複数のグランドパッド１６と接続されてもよい。これにより、４分の１波長がビア１９ａ同士の間隔より大きい電磁波ノイズが、端面１２ｃからパッケージ１０Ａ内へ侵入するのを防ぐことができる。

（変形例）
図１０は、上記実施形態の一変形例に係るパッケージ１０Ｂの一部を拡大して示す斜視図である。なお、図１０は本変形例に係るフィードスルー１２Ａの第１面１２ａを示しているが、第２面１２ｂ上の構成、及び筐体１１内のフィードスルー１２Ａの構成は上記実施形態のフィードスルー１２と同様であるため説明を省略する。

図１０に示されるように、本変形例では、複数のＤＣパッド１５と複数のグランドパッド１６とが方向Ａ２において交互に配置されている。この場合、各ＤＣパッド１５の両側にグランドパッド１６が配置されるので、ＤＣパッド１５において励起される電流がより効果的に減衰し、パッケージ１０Ａ内への電磁ノイズの侵入を更に低減できる。一例では、方向Ａ１におけるＤＣパッド１５及びグランドパッド１６の長さは０．８ｍｍ〜１．４ｍｍの範囲内であり、互いに隣り合うＤＣパッド１５とグランドパッド１６との間隔（ＤＣパッド１５とグランドパッド１６との間の空隙の幅）は０．３ｍｍ以下である。

また、フィードスルー１２Ａは、上記実施形態のグランドパターン１７に代えて、グランドパターン１７Ａを有する。グランドパターン１７Ａは、第１面１２ａと第２面１２ｂとの間に位置する誘電体層１２１（図５及び図６を参照）の層間に埋め込まれている。グランドパターン１７Ａは、第１面１２ａに沿って延びる導電層であり、例えば金属層である。グランドパターン１７Ａと第１面１２ａとの間には、少なくとも１層の誘電体層１２１が介在している。各グランドパッド１６とグランドパターン１７Ａとは、誘電体層１２１を貫通するビア１９ａを介して互いに接続されている。これにより、グランドパターン１７Ａは基準電位に規定される。

図１１は、グランドパターン１７Ａの平面形状を示す図である。図１１に示されるように、本変形例のグランドパターン１７Ａは、部分１７ｃと、複数の部分１７ｄとを含んで構成される。部分１７ｃは、フィードスルー１２Ａの端面１２ｃに沿って（すなわち方向Ａ２に沿って）延びており、第１面１２ａの法線方向から見て、複数のグランドパッド１６と重なる。一例では、部分１７ｃは、端面１２ｃから露出している。そして、この部分１７ｃは、複数のビア１９ａ（図１０を参照）それぞれを介して、複数のグランドパッド１６それぞれと接続されている。複数の部分１７ｄは、部分１７ｃから筐体１１の内部に向けて突出している。複数の部分１７ｄそれぞれは、複数のグランドパッド１６それぞれに対応して設けられ、第１面１２ａの法線方向から見て、対応するグランドパッド１６と重なる。これらの部分１７ｄと、対応するグランドパッド１６とは、ビア１９ａを介して互いに接続されている。本変形例のグランドパターン１７Ａによれば、上記実施形態のグランドパターン１７と同様の効果を奏することができる。

本発明による光受信モジュール用パッケージは、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態及び変形例では、フィードスルー１２，１２Ａの内部にグランドパターン１７，１７Ａが設けられているが、これらのグランドパターンは必要に応じて省かれてもよい。また、上記実施形態では１本のグランドパッド１６と２本のＤＣパッド１５とが交互に配置され、上記変形例ではグランドパッド１６とＤＣパッド１５とが１本ずつ交互に配置されているが、各ＤＣパッド１５に少なくとも１本のグランドパッド１６が隣り合ってさえいれば、ＤＣパッド１５及びグランドパッド１６の並び順は自在に変更できる。

１Ａ…光トランシーバ、２…光受信モジュール、３…光送信モジュール、４…回路基板、４ａ…駆動回路、４ｂ…信号処理回路、４ｃ…接続端子、５…ハウジング、５ａ…受信用ポート、５ｂ…送信用ポート、６，７…フレキシブル配線基板、１０Ａ，１０Ｂ…パッケージ、１１…筐体、１１ａ…底板、１１ｂ…側壁、１１ｂａ，１１ｂｂ…端壁、１１ｂｃ，１１ｂｄ…側壁、１１ｃ…蓋板、１２，１２Ａ…フィードスルー、１２ａ…第１面、１２ｂ…第２面、１２ｃ…端面、１３…ＤＣ配線、１４…高周波信号配線、１５…ＤＣパッド、１６…グランドパッド、１７，１７Ａ…グランドパターン、１８…高周波信号用パッド、１８ａ，１８ｂ…信号用パッド、１８ｃ…グランドパッド、１９ａ〜１９ｄ…ビア、２１…光レセプタクル部、２２…分光器、２３…受光素子、４１…配線、４２…グランドパターン、５１…ＤＣ配線、５２…グランド配線、１２１…誘電体層、Ｂ１，Ｂ２…電流ループ。

Claims (5)

1. 受光素子を収容する導電性の筐体と、
   前記筐体の外側に位置し互いに対向する第１面及び第２面を有し、前記筐体の側壁を貫通するとともに誘電体材料を含んで構成されるフィードスルーと、
   を備え、
   前記筐体の内側に位置する前記フィードスルーの面上には、モニタ配線および電源配線の少なくともいずれかを含む複数の第１電気配線、および高周波信号を伝送する伝送線路である第２電気配線が設けられ、
   前記第１面には、前記複数の第１電気配線とそれぞれ電気的に接続され前記側壁に沿って並ぶ複数の第３電気配線と、基準電位に接続される複数の電磁シールド配線とが設けられ、
   並び方向における各第３電気配線の少なくとも片側にはいずれかの前記電磁シールド配線が隣り合っており、
   前記第２面には、前記第２電気配線と電気的に接続される伝送線路である第４電気配線が設けられる、光受信モジュール用パッケージ。
2. 前記第３電気配線と前記電磁シールド配線とが前記並び方向において交互に配置されている、請求項１に記載の光受信モジュール用パッケージ。
3. 前記電磁シールド配線の間に２本の前記第３電気配線が配置されている、請求項１に記載の光受信モジュール用パッケージ。
4. 前記フィードスルーは、前記第１面と前記第２面との間に埋め込まれたグランドパターンを更に有し、複数の電磁シールド配線と前記グランドパターンとがビアを介して互いに接続されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光受信モジュール用パッケージ。
5. 前記フィードスルーは、前記第１面と前記第２面とを繋ぐとともに前記側壁に沿って延びる端面を有し、
   前記グランドパターンは、前記端面に沿って延びており前記第１面の法線方向から見て前記複数の電磁シールド配線と重なる部分を含み、該部分が複数のビアを介して前記複数の電磁シールド配線と接続されている、請求項４に記載の光受信モジュール用パッケージ。

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