JP7392501B2 - 光受信モジュール用パッケージ - Google Patents

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Description

本発明は、光受信モジュール用パッケージに関する。
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２００５／０２０７０９２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。光送信モジュールは、光信号を出力し、光受信モジュールには、光信号が入力される。それぞれのパッケージから光信号が入出力される方向を光軸方向とするとき、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る。このフィードスルーを通じて、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。
そこで、本開示は、フィードスルー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。
一実施形態に係る光受信モジュール用パッケージは、光軸方向に沿って光信号を導入する導入口が設けられた第１側壁と、光軸方向において第１側壁と対向する第２側壁と、第１側壁および第２側壁によって画成され、光信号を高周波信号に変換する受光素子を収容する内部空間と、を有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、第２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、内部空間に面して設けられ、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電気配線と、内部空間に面して設けられ、高周波信号を伝送する伝送線路である第２電気配線と、第１面に設けられ、複数の第１電気配線とそれぞれ電気的に接続されるとともに第２側壁に沿って並ぶ複数の第３電気配線と、第２面に設けられ、第２電気配線と電気的に接続され、第２電気配線によって伝送された高周波信号を伝送する第４電気配線と、第１面及び第２面の少なくとも一方に設けられたグランド配線と、第１面と第２面との間の第３面に設けられ、互いに一定の間隔をあけて第１面及び第２側壁に沿って並ぶ複数の第１導電パッドと、を備える。複数の第１導電パッドはグランド配線と電気的に接続されている。
本開示によれば、フィードスルー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が可能となる。
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って、フィードスルー１２のうち端壁１１ｂｂから突出した部分のみを拡大して示している。 図５は、図４のＶ－Ｖ線に沿った断面図である。 図６は、第３面１２ｄをフィードスルー１２の厚さ方向から見た平面図である。 図７は、第４面１２ｅをフィードスルー１２の厚さ方向から見た平面図である。 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のうち端壁１１ｂｂから突出した部分を第２面１２ｂ側から見た様子を示す。 図９は、誘電体基板５０上において複数行及び複数列にわたって二次元状に配置された複数のマッシュルーム構造（導電パッド５１）からなる左手系メタマテリアルを示す斜視図である。 図１０は、複数の導電パッド１７によって実現されるメタマテリアルを分布定数回路的に表現した回路図である。図１０の（ａ）は、電磁波の進行方向に沿った通常の伝送線路等価回路を示し、図１０の（ｂ）はメタマテリアル構造を途中に配置した場合の伝送線路等価回路を示す。 図１１は、比較例として、電磁シールド膜４４、複数の導電パッド１７および複数の導電パッド１９が設けられない場合の端面１２ｃを示す。 図１２は、図１１の破線Ｆ１によって示される部分の導波管のモデルを示す斜視図である。 図１３は、図１２に示す導波管の挿入損失と周波数との関係を示すグラフである。 図１４は、別の比較例として、図１１に示された端面１２ｃに対して電磁シールド膜４４のみを設けた場合を示す。 図１５は、図１４の破線Ｆ１によって示される部分の導波管のモデルを示す斜視図である。 図１６は、図１５に示す導波管の挿入損失と周波数との関係を示すグラフである。 図１７は、図１４に示された構成に対して、更に複数の導電パッド１７及び配線部１８を追加した形態の導波管構造を示す斜視図である。 図１８は、図１７に示す導波管の挿入損失と周波数との関係を示すグラフである。 図１９は、第１変形例として、フィードスルー１２Ａの端面１２ｃを示す側面図である。 図２０は、第１変形例のフィードスルー１２Ａの第３面１２ｄを示す平面図である。 図２１は、第１変形例のフィードスルー１２Ａの第４面１２ｅを示す平面図である。 図２２は、第２変形例として、フィードスルー１２Ｂの端面１２ｃを示す側面図である。 図２３は、図２１のXXII－XXII線に沿った断面図である。
［本開示の実施形態の説明］
最初に、本開示の実施形態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、光軸方向に沿って光信号を導入する導入口が設けられた第１側壁と、光軸方向において第１側壁と対向する第２側壁と、第１側壁および第２側壁によって画成され、光信号を高周波信号に変換する受光素子を収容する内部空間と、を有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、第２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、内部空間に面して設けられ、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電気配線と、内部空間に面して設けられ、高周波信号を伝送する伝送線路である第２電気配線と、第１面に設けられ、複数の第１電気配線とそれぞれ電気的に接続されるとともに第２側壁に沿って並ぶ複数の第３電気配線と、第２面に設けられ、第２電気配線と電気的に接続され、第２電気配線によって伝送された高周波信号を伝送する第４電気配線と、第１面及び第２面の少なくとも一方に設けられたグランド配線と、第１面と第２面との間の第３面に設けられ、互いに一定の間隔をあけて第１面及び第２側壁に沿って並ぶ複数の第１導電パッドと、を備える。複数の第１導電パッドはグランド配線と電気的に接続されている。
この光受信モジュール用パッケージでは、第１面と第２面との間の第３面に、互いに一定の間隔をあけて第１面及び側壁に沿って並ぶ複数の第１導電パッドが設けられている。そして、各第１導電パッドはグランド配線と電気的に接続されている。この場合、複数の第１導電パッドは左手系メタマテリアルを構成することができ、該複数の第１導電パッドの周囲の領域においては、複数の第１導電パッドの形状及び配置（第１導電パッド同士の間隔など）により決定される特定周波数の電磁波が減衰する。すなわち、フィードスルー内部において電磁ノイズが減衰するので、フィードスルー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。
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、筐体の外側へのフィードスルーの突出方向と交差する面に沿って延在し第１面及び第２面を繋ぐ端面を更に有し、当該光受信モジュール用パッケージは、端面上において第１面から離れて設けられ、グランド配線と電気的に接続された電磁シールド膜と、複数の第１導電パッドそれぞれから電磁シールド膜に向けて延び、各第１導電パッドと電磁シールド膜とを電気的に接続する複数の配線部と、を更に備えてもよい。この場合、フィードスルーを通じて筐体内に侵入しようとする電磁ノイズの一部を電磁シールド膜によって遮蔽することができるとともに、電磁シールド膜にて防げなかった電磁ノイズを複数の第１導電パッドの上記作用によって減衰することができる。従って、フィードスルーを通じた光受信モジュール内への電磁ノイズの侵入をより効果的に低減できる。また、電磁シールド膜と複数の第１導電パッドそれぞれとを複数の配線部によって電気的に接続することにより、複数の第１導電パッドとグランド配線との電気的な接続を容易に実現することができる。
上記の光受信モジュール用パッケージは、第２面と第３面との間の第４面に設けられ、互いに一定の間隔をあけて第１面及び第２側壁に沿って並ぶ複数の第２導電パッドを更に備え、複数の第２導電パッドはグランド配線と電気的に接続されてもよい。この場合、複数の第２導電パッドは複数の第１導電パッドと同様に左手系メタマテリアルを構成することができ、該複数の第２導電パッドの周囲の領域においては、複数の第２導電パッドの形状及び配置（第２導電パッド同士の間隔など）により決定される特定周波数の電磁波が減衰する。よって、フィードスルーを通じた光受信モジュール内への電磁ノイズの侵入をより効果的に低減できる。
上記の光受信モジュール用パッケージは、第３面に設けられ、筐体の外側へのフィードスルーの突出方向と交差する方向に延在するとともに、グランド配線と電気的に接続された導電パターンと、複数の第１導電パッドそれぞれから導電パターンに向けて延び、各第１導電パッドと導電パターンとを電気的に接続する複数の配線部と、を更に備えてもよい。このような構成によっても、複数の第１導電パッドとグランド配線との電気的な接続を容易に実現することができる。
［本開示の実施形態の詳細］
本開示の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（不図示）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（不図示）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。光トランシーバ１Ａは、送信用光ファイバおよび受信用光ファイバを用いて２芯双方向にて対向する他の光トランシーバ（不図示）と光信号による通信を行う。
光受信モジュール２は、例えば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、例えば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。なお、光送信モジュール３は、光変調器を内蔵して、光変調器を用いて電気信号を光信号に変換するものでもよい。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。なお、光トランシーバ１Ａの小型化は、例えばハウジング５の方向Ａ１の外寸および方向Ａ２の外寸をそれぞれ縮小することによって行われる。光トランシーバ１Ａの小型化により伝送装置１台当たりに搭載できる光トランシーバの数が増え、それにより伝送装置の伝送容量を増やすことができる。
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（駆動信号）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（光分波器）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。底板１１ａ、側壁１１ｂ、蓋板１１ｃによって画成される内部の空間（内部空間）は、例えば、機密封止（ハーメチックシール）される。フィードスルー１２は、端壁１１ｂｂ（第２側壁）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、光軸方向である方向Ａ１に沿って光信号を導入する導入口である。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（第１側壁）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（コリメート光）は、端壁１１ｂａに形成された開口（導入口）を通じて光軸方向に沿ってパッケージ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（光分波器）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。複数の波長成分は、それぞれコリメート光となっており、互いに異なるピーク波長を持つ光信号として扱われる。
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（高周波信号）に変換する。光学的に結合されているとは、例えば、分光器２２から出力される光信号が受光素子２３に入射して適切に光信号から電気信号への変換が行われるように、分光器２２および受光素子２３が配置されていることを意味する。分光器２２および受光素子２３の間には、光学レンズ、光学フィルタ、およびミラーといった光学部品が配置されていてもよい。例えば、分光器２２から出力される光信号がミラーによって反射されて受光素子２３の受光面に入射するように、分光器２２、受光素子２３、およびミラーが配置されていれば、分光器２２と受光素子２３とは光学的に結合されている。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（光電流）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。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１３（第１電気配線）と、Ｎ本の高周波信号配線１４（第２電気配線）とが、筐体１１の内部空間に面して設けられている。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。電源配線は、基準電位を有するグランド配線（接地配線）を含んでいてもよい。また、Ｎ本の高周波信号配線１４は、例えば高周波信号である受信信号を伝送するコプレーナ型またはマイクロストリップ線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。各高周波信号配線１４の周囲には、グランド配線が設けられている。高周波信号は、受光素子２３によって光信号から変換された光電流に基づいて生成される。例えば、ＴＩＡ２４は光電流を増幅するとともに電圧信号に変換する。ＴＩＡ２４から出力された電圧信号は、リミットアンプ（ＬＩＡ）によってさらに増幅され、クロックデータリカバリ（ＣＤＲ）回路によって波形整形された後に論理値が識別されてディジタル信号となる。
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Ａ３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。第１面１２ａ及び第２面１２ｂは、光軸方向（方向Ａ１）と平行となっている。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。端面１２ｃは、筐体１１の外側へのフィードスルー１２の突出方向（すなわち方向Ａ１）と交差する面に沿って延在している。
図４は、図３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のうち端壁１１ｂｂから突出した部分のみを拡大して示している。図４に示されるように、第１面１２ａには、Ｍ本（Ｍは２以上の整数であり、図示例ではＭ＝６）のＤＣパッド１５と、Ｊ本（Ｊは１以上の整数であり、図示例ではＪ＝３）のグランドパッド３１とが設けられている。ＤＣパッド１５は本実施形態における第３電気配線の例であり、グランドパッド３１は本実施形態におけるグランド配線の例である。Ｍ本のＤＣパッド１５及びＪ本のグランドパッド３１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。Ｍ本の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、対応するＤＣ配線１３と電気的に接続されている。Ｍ本の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、Ｊ本のグランドパッド３１は、フレキシブル配線基板７（図１を参照）のグランド端子を介して基準電位に接続される。Ｊ本のグランドパッド３１は、方向Ａ２に沿って並ぶＭ本のＤＣパッド１５のうち何れかの隣り合うＤＣパッド１５の間、及びＭ本のＤＣパッド１５の配列の両端にそれぞれ配置されている。例えば、図４のように、６本のＤＣパッド１５の端から数えて３本目と４本目の間に１本のグランドパッド３１が配置されている。従って、３本のグランドパッド３１が、間にＤＣパッド１５を３本ずつ挟むように配置されている。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３１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の中心間隔（ピッチ）は０．３ｍｍ～０．６ｍｍの範囲内である。また、方向Ａ２におけるＤＣパッド１５の幅Ｗａは０．１ｍｍ～０．４ｍｍの範囲内である。
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。誘電体層１２１は、例えばアルミナや窒化アルミといったセラミックからなる。そして、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、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４２は、第１面１２ａ及び第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１面１２ａ及び第２面１２ｂとの間には、それぞれ少なくとも１層の誘電体層１２１が介在している。図４による図示例では、グランドパターン４２は１層のみ設けられているが、グランドパターン４２は複数層設けられていてもよい。
フィードスルー１２は、Ｊ個の電磁シールド膜４３を更に有する。これらの電磁シールド膜４３は、端面１２ｃ上に固着した金属膜であって、それぞれグランドパッド３１に一対一で対応して設けられ、グランドパッド３１と接している。例えば、第１面１２ａと端面１２ｃとが交差する辺において、電磁シールド膜４３はグランドパッド３１と接しており、互いに電気的に接続されている。各電磁シールド膜４３は、端面１２ｃ上において第１面１２ａから第２面１２ｂまで延びており、その途中でグランドパターン４２と接している。すなわち、各グランドパッド３１とグランドパターン４２とは、電磁シールド膜４３を介して互いに電気的に接続されている。これにより、グランドパターン４２及び電磁シールド膜４３は基準電位に規定される。
フィードスルー１２は、（Ｊ－１）個の電磁シールド膜４４を更に有する。電磁シールド膜４４は、フィードスルー１２の端面１２ｃ上に固着した金属膜であって、Ｍ本のＤＣパッド１５の並び方向（すなわち方向Ａ２）に沿って延在している。電磁シールド膜４４は、端面１２ｃにおけるグランドパターン４２と第１面１２ａとの間の領域において、第１面１２ａ及びグランドパターン４２の双方から離れて設けられている。すなわち、端面１２ｃの法線方向（すなわち方向Ａ１）から見たとき、電磁シールド膜４４と第１面１２ａとの間には隙間が設けられており、電磁シールド膜４４とグランドパターン４２との間にも隙間が設けられている。これらの隙間からは、フィードスルー１２を構成する誘電体層１２１が露出している。方向Ａ２におけるこれらの隙間の長さＬ１は、例えば６．２ｍｍである。電磁シールド膜４４の一端は一の電磁シールド膜４３に接続しており、電磁シールド膜４４の他端は別の電磁シールド膜４３に接続している。従って、電磁シールド膜４４は電磁シールド膜４３を介してグランドパッド３１およびグランドパターン４２と電気的に接続され、基準電位に規定される。なお、方向Ａ２と直交する方向における電磁シールド膜４４の高さ（方向Ａ１から見たときの幅に相当する）は、例えば誘電体層１２１の厚さに応じて決定され、一例では０．４６６ｍｍである。
図５は、図４のＶ－Ｖ線に沿った断面図である。図５に示されるように、フィードスルー１２は、第３面１２ｄ及び第４面１２ｅを内部に有する。第３面１２ｄ及び第４面１２ｅは、積層された誘電体層１２１において隣接する誘電体層１２１間の領域であって、第１面１２ａおよび第２面１２ｂと平行な平面に沿って延在している。方向Ａ３において、第３面１２ｄは第１面１２ａとグランドパターン４２との間に位置し、第４面１２ｅは第３面１２ｄとグランドパターン４２との間に位置する。図示例では、第１面１２ａと第３面１２ｄとの間には１層の誘電体層１２１が介在しており、第３面１２ｄと第４面１２ｅとの間には２層の誘電体層１２１が介在しており、第４面１２ｅとグランドパターン４２との間には１層の誘電体層１２１が介在している。上述した電磁シールド膜４４は、端面１２ｃにおいて、第３面１２ｄから第４面１２ｅに達する領域に設けられている。なお、方向Ａ３において第３面１２ｄに隣接する２層の誘電体層１２１は、互いに面接触していてもよい。また、方向Ａ３において第４面１２ｅに隣接する２層の誘電体層１２１は、互いに面接触していてもよい。
図６は、第３面１２ｄをフィードスルー１２の厚さ方向（誘電体層１２１の積層方向であり、方向Ａ３に相当する）から見た平面図である。図６に示されるように、フィードスルー１２は、複数の導電パッド１７（第１導電パッド）を更に有する。複数の導電パッド１７は、第３面１２ｄにおいて誘電体層１２１の層間に埋め込まれている。上述したように、第３面１２ｄの導電パッド１７以外の領域では、第３面１２ｄを挟む２層の誘電体層１２１が互いに接触していてもよい。更に、複数の導電パッド１７は、端面１２ｃから離れた領域に設けられ、互いに一定の間隔をあけて第１面１２ａ及び端壁１１ｂｂに沿って（すなわち方向Ａ２に）周期的に並んでいる。各導電パッド１７の平面形状は、例えば長方形、正方形、多角形、円形など様々な形状であることができる。導電パッド１７の平面形状が長方形または正方形である場合、例えば、各導電パッド１７の対向する一対の辺は方向Ａ１に沿っており、対向する別の一対の辺は方向Ａ２に沿っている。各導電パッド１７の大きさは、電磁ノイズの波長（典型的には、光送信モジュール３の信号波長）よりも十分に小さい。この電磁ノイズは、フィードスルー１２を通過して筐体１１の内部空間に侵入するのを阻止したい有害な電磁波と考えてもよい。例えば、電磁ノイズの波長が２５ＧＨｚである（周波数２５ＧＨｚ以上の電磁波を筐体１１の内部に侵入させたくない）場合、各導電パッド１７の方向Ａ２の幅Ｗ１、及び方向Ａ１の長さＬ２は共に０．５ｍｍ以下とされる。一実施例では、各導電パッド１７の幅Ｗ１及び長さＬ２は共に０．２７４５ｍｍである。なお、各導電パッド１７の平面形状が長方形である場合、幅Ｗ１が長さＬ２より長くてもよく、長さＬ２が幅Ｗ１より長くてもよい。誘電体層１２１がセラミックからなる場合、幅Ｗ１及び長さＬ２の製造上の下限値は、いずれも３０μｍ程度である。
隣り合う導電パッド１７間の容量（キャパシタンス）は、導電パッド１７同士の間隔Ｄ１、及び方向Ａ１における導電パッド１７の長さＬ２によって定まる。導電パッド１７間の容量は、想定される周波数の電磁ノイズを減衰可能な大きさに設定される。電磁ノイズの波長が２５ＧＨｚ、方向Ａ１における導電パッド１７の長さが０．２７４５ｍｍである場合、間隔Ｄ１は例えば０．１３ｍｍに設定される。導電パッド１７が正方形である場合、導電パッド１７の配列周期は０．４０４５ｍｍとなり、隙間の長さＬ１（６．２ｍｍ）に対して複数の導電パッド１７を均等に配置することができる。
複数の導電パッド１７は、グランドパッド３１と電気的に接続される。その為に、本実施形態のフィードスルー１２は、複数の配線部１８を更に有する。複数の配線部１８それぞれは、第３面１２ｄにおいて複数の導電パッド１７それぞれに一対一で対応して設けられている。各配線部１８は、それぞれが接続されている導電パッド１７から電磁シールド膜４４に向けてフィードスルー１２の突出方向（方向Ａ１）に延びており、その平面形状は、該方向を長手方向とする細長形状を呈している。これにより、各配線部１８は、対応する導電パッド１７と電磁シールド膜４４とを電気的に接続する。前述したように電磁シールド膜４４はグランドパッド３１と電気的に接続されている。従って、各導電パッド１７は、各配線部１８及び電磁シールド膜４４を介してグランドパッド３１と電気的に接続され、基準電位に規定される。
各配線部１８の大きさは、電磁ノイズの波長（典型的には、光送信モジュール３の信号波長）よりも十分に小さい。各配線部１８のインダクタンスは、方向Ａ１における各配線部１８の長さＬ３（言い換えると、各導電パッド１７と端面１２ｃとの距離）、及び方向Ａ２における各配線部１８の幅Ｗ２によって定まる。幅Ｗ２は、導電パッド１７の幅Ｗ１よりも十分に小さい。例えば、幅Ｗ２は、幅Ｗ１の１／２以下である。各配線部１８のインダクタンスは、前述した導電パッド１７間の容量とともに、所定周波数の電磁ノイズを減衰可能な大きさに設定される。例えば、電磁ノイズの波長が２５ＧＨｚである場合、長さＬ３は例えば０．５ｍｍ以下（一実施例では０．３５ｍｍ）、幅Ｗ２は例えば０．０３３ｍｍにそれぞれ設定される。
図７は、第４面１２ｅをフィードスルー１２の厚さ方向から見た平面図である。図７に示されるように、フィードスルー１２は、複数の導電パッド１９（第２導電パッド）を更に有する。複数の導電パッド１９は、第４面１２ｅにおいて誘電体層１２１の層間に埋め込まれている。上述したように、第４面１２ｅの導電パッド１９以外の領域では、第４面１２ｅを挟む２層の誘電体層１２１が互いに接触していてもよい。更に、複数の導電パッド１９は、端面１２ｃから離れた領域に設けられ、互いに一定の間隔をあけて第１面１２ａ及び端壁１１ｂｂに沿って（すなわち方向Ａ２に）周期的に並んでいる。各導電パッド１９の平面形状、大きさ及び配置は、上述した導電パッド１７と同様に、想定される周波数の電磁ノイズを減衰可能な大きさに設定される。但し、導電パッド１７の平面形状、大きさ及び配置と、導電パッド１９の平面形状、大きさ及び配置とは、互いに等しくてもよく、互いに異なってもよい。
複数の導電パッド１９は、グランドパッド３１と電気的に接続されている。その為に、本実施形態のフィードスルー１２は、複数の配線部２０を更に有する。複数の配線部２０それぞれは、第４面１２ｅにおいて複数の導電パッド１９それぞれに一対一で対応して設けられている。各配線部２０は、対応する導電パッド１９から電磁シールド膜４４に向けてフィードスルー１２の突出方向（方向Ａ１）に延びており、その平面形状は、該方向を長手方向とする細長形状を呈している。これにより、各配線部２０は、対応する導電パッド１９と電磁シールド膜４４とを電気的に接続する。前述したように電磁シールド膜４４はグランドパッド３１と電気的に接続されている。従って、各導電パッド１９は、各配線部２０及び電磁シールド膜４４を介してグランドパッド３１およびグランドパターン４２と電気的に接続され、基準電位に規定される。各配線部２０の長さ及び幅は、前述した配線部１８と同様に、想定される周波数の電磁ノイズを減衰可能な大きさに設定される。但し、配線部１８の長さおよび幅と、配線部２０の長さおよび幅とは、互いに等しくてもよく、互いに異なってもよい。
図８は、パッケージ１０Ａの外観の一部を拡大して示す斜視断面図であって、フィードスルー１２のうち端壁１１ｂｂから突出した部分の一部を第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、高周波信号配線１４によって伝送された高周波信号を伝送する伝送線路であるＮ本の高周波信号用パッド１６（第４電気配線）が設けられている。各高周波信号用パッド１６は、例えば、並設された一対の信号用パッド１６ａ，１６ｂと、その一対の信号用パッド１６ａ，１６ｂの両側に配置されたグランドパッド１６ｃ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１６において、グランドパッド１６ｃは共用である。信号用パッド１６ａ，１６ｂ及びグランドパッド１６ｃ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１６ｃは基準電位に規定され、信号用パッド１６ａ，１６ｂ及びグランドパッド１６ｃはコプレーナ線路を構成する。各高周波信号用パッド１６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、対応する高周波信号配線１４（図２を参照）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。各高周波信号用パッド１６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伝送方式の一対の信号用パッド１６ａ，１６ｂを含む各高周波信号用パッド１６が示されているが、各高周波信号用パッド１６はそれぞれ単一の信号用パッドを含んでもよい。差動伝送方式の場合、正相成分と逆相成分とを有する差動信号の一方（例えば正相成分）が信号用パッド１６ａに入力され、差動信号の他方（例えば逆相成分）が信号用パッド１６ｂに入力される。正相成分と逆相成分は、一対の相補信号であり、例えば、正相成分が増加するときに逆相成分は減少し、正相成分が減少するときに逆相成分は増加する。正相成分が最大値（ピーク値）に達するときに逆相成分は最小値（ボトム値）に達し、正相成分が最小値（ボトム値）に達するときに逆相成分は最大値（ピーク値）に達する。正相成分の振幅は、逆相成分の振幅と同じであり、それぞれの平均値は一致する。正相成分は、逆相成分の位相と１８０°異なる位相を有する。
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１６ｃとグランドパターン４２とは、端面１２ｃに設けられた電磁シールド膜４３及び４５を介して電気的に接続されている。本実施形態において、グランドパターン４２は高周波信号用パッド１６のインピーダンス調整のために設けられる。すなわち、グランドパターン４２は、各高周波信号用パッド１６とともにマイクロストリップ線路を構成することができる。高周波信号用パッド１６のインピーダンスが所望の値に調整可能であれば、グランドパターン４２は無くてもよい。
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（電磁波）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る。従来の光受信モジュールにおいては、電磁ノイズが誘電体のフィードスルーを通ってパッケージ内に侵入するおそれがある。
なお、端面１２ｃのうちグランドパターン４２と第２面１２ｂとの間の領域には、グランドパッド１６ｃに対応して設けられた電磁シールド膜４５が多数設けられている。或いは、電磁シールド膜４５に代えて、グランドパッド１６ｃとグランドパターン４２とを、誘電体層１２１を貫通するビアを介して互いに接続してもよい。何れの構造であっても、グランドパターン４２と第２面１２ｂとの間の領域は、高い電磁ノイズ遮断能力を有する。これに対し、グランドパターン４２と第１面１２ａとの間の領域においては、電磁シールド膜やビアが少ないので、周波数の高い電磁波が容易に侵入してしまう。
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、第１面１２ａとグランドパターン４２との間の第３面１２ｄに、互いに一定の間隔をあけて第１面１２ａ及び側壁１１ｂ（端壁１１ｂｂ）に沿って並ぶ複数の導電パッド１７が設けられている。そして、各導電パッド１７はグランドパッド３１と電気的に接続されることによって基準電位に規定されている。この場合、複数の導電パッド１７は左手系メタマテリアルを構成することができ、該複数の導電パッド１７の周囲の領域においては、複数の導電パッド１７の形状及び配置（導電パッド１７同士の間隔など）により決定される特定周波数の電磁波が減衰する。すなわち、フィードスルー１２内部において電磁ノイズが減衰するので、フィードスルー１２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。
ここで、左手系メタマテリアルについて説明する。図９は、誘電体基板５０上において複数行及び複数列にわたって二次元状に配置された複数のマッシュルーム構造（導電パッド５１）からなる左手系メタマテリアルを示す斜視図である。この左手系メタマテリアルでは、対象とする電磁波の波長以下の間隔で金属片などの微小なユニットセル（図９では導電パッド５１）を周期的に配列し、各ユニットセルの形状や配置を、対象とする電磁波の波長に応じて設定する。これにより、自然界の材料では存在しない、誘電率及び透磁率が負となる人工構造物を実現することができる。
図９には、進行する電磁波の向きが矢印で示されている。上記の構造物付近の領域では、電磁波は後進波（矢印Ｒ１）として伝搬する。従って、電磁波が前進波（矢印Ｒ２）として伝搬する導波管などの中にこの構造物を配置すると、この構造物の周囲では特定の周波数領域で電磁波が存在できなくなる。従って、この構造物の周囲を通過しようとする電磁ノイズを遮断することができる。また、この構造物の周囲に設けられるＤＣ配線においても、電磁ノイズに起因する電流が誘起されることはない。
本実施形態における複数の導電パッド１７は、図９に示された二次元配列の導電パッド５１のうち、電磁波の進行方向と交差する一列分の導電パッド５１に相当する。一列分すなわち一次元配列であっても、上記の左手系メタマテリアルの作用を得ることができる。なお、複数の導電パッド１７は、図９の導電パッド５１と同様に、複数行及び複数列にわたって二次元状に配置されてもよい。
本実施形態において、上記の特定周波数は、隣り合う導電パッド１７間の容量（キャパシタンス）値と、各導電パッド１７とグランドパッド３１との間のインダクタンスとによって構成される共振回路の共振周波数に相当する。隣り合う導電パッド１７間の容量値は、隣り合う導電パッド１７同士の間隔Ｄ１と、各導電パッド１７の長さＬ２とによって主に定まる。また、各導電パッド１７とグランドパッド３１との間のインダクタンスは、配線部１８の長さＬ３及び幅Ｗ２によって主に定まる。
本実施形態のように、パッケージ１０Ａは、端面１２ｃ上において第１面１２ａから離れて設けられ、グランドパッド３１と電気的に接続された電磁シールド膜４４と、複数の導電パッド１７それぞれから電磁シールド膜４４に向けて上記突出方向（方向Ａ１）に延び、各導電パッド１７と電磁シールド膜４４とを電気的に接続する複数の配線部１８と、を備えてもよい。この場合、フィードスルー１２を通じて筐体１１内に侵入しようとする電磁ノイズの一部を電磁シールド膜４４によって遮蔽することができるとともに、電磁シールド膜４４にて防げなかった電磁ノイズを複数の導電パッド１７の上記作用によって減衰することができる。従って、フィードスルー１２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より効果的に低減できる。また、電磁シールド膜４４と複数の導電パッド１７それぞれとを複数の配線部１８によって電気的に接続することにより、複数の導電パッド１７とグランドパッド３１との電気的な接続を容易に実現することができる。
また、本実施形態のように、パッケージ１０Ａは、第２面１２ｂと第３面１２ｄとの間の第４面１２ｅに設けられ、互いに一定の間隔をあけて第１面１２ａ及び側壁１１ｂ（端壁１１ｂｂ）に沿って並ぶ複数の導電パッド１９を更に備え、複数の導電パッド１９はグランドパッド３１と電気的に接続されてもよい。この場合、複数の導電パッド１９は複数の導電パッド１７と同様に左手系メタマテリアルを構成することができ、該複数の導電パッド１９の周囲の領域においては、複数の導電パッド１９の形状及び配置（導電パッド１９同士の間隔など）により決定される特定周波数の電磁波が減衰する。よって、フィードスルー１２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より効果的に低減できる。
また、本実施形態においては、前述したように、隣り合う導電パッド１７の間隔Ｄ１および各導電パッド１７の長さＬ２を調整することによって、電磁ノイズに対する遮断周波数を変更することができる。その際、間隔Ｄ１を大きくするとその分だけ導電パッド１７の数が減ってしまう。本実施形態のメタマテリアルは分布定数回路なので、導電パッド１７の数（より正確には、単位長さあたりの密度）は多いほどよい。
図１０は、複数の導電パッド１７によって実現されるメタマテリアルを分布定数回路によって等価的に表現した回路図である。図１０の（ａ）は、電磁波の進行方向に沿った通常の伝送線路等価回路を示し、図１０の（ｂ）はメタマテリアル構造を途中に配置した場合の伝送線路等価回路を示す。図１０の（ｂ）では、図１０の（ａ）の回路の一部分Ｅ１に対して、メタマテリアル構造に相当する容量６１およびインダクタンス６２が追加されている。
（実施例）
本発明者は、上記実施形態によるパッケージ１０Ａの上記効果を確かめるため、計算機によるシミュレーションを行った。図１１は、比較例として、電磁シールド膜４４、複数の導電パッド１７および複数の導電パッド１９が設けられない場合の端面１２ｃを示す。この場合、図１１の破線Ｆ１によって示される部分は、誘電体のみから成る導波管と見做される。図１２は、この導波管のモデルとして、導波管７０を示す斜視図である。本シミュレーションでは、方向Ａ２における導波管７０の幅Ｗ（図４の長さＬ１に相当）を６．２ｍｍ、高さｈ１を０．８５２ｍｍとし、導波管７０内はアルミナ（比誘電率εr＝９．２、誘電正接ｔａｎδ＝０．００８）で満たされていると仮定した。なお、導波方向（方向Ａ１）における導波管７０の長さＬ４を２０ｍｍとした。
導波方向のＴＥ１０モードのみに着目して計算すると、この導波管７０の挿入損失と周波数との関係は、図１３に示すグラフのようになった。カットオフ周波数は約９ＧＨｚとなり、１００ＧＢＡＳＥ－ＬＲ４等で使用される２５Ｇｂｉｔ／ｓの伝送レートである、基本周波数２５．７８１２５ＧＨｚの電磁ノイズはこの導波管内を容易に伝播することができる。なお、この計算結果から、２５Ｇｂｉｔ／ｓの伝送レートであれば、基本周波数２５．７８１２５ＧＨｚの電磁ノイズを遮断（例えば－３０ｄＢ）する為には、理論上、幅Ｗを１．９ｍｍ以下とすればよいことがわかる。しかし、現実のフィードスルー１２においては完全な導波管構造とならないので、電磁ノイズの波長に対して十分に短い大きさ、例えば１．９ｍｍの１／４未満とすることが望まれる。第１面１２ａにはＤＣパッド１５が複数並んで設けられているので、導波管の幅Ｗをこのような大きさに設定することは困難である。
図１４は、別の比較例として、図１１に示された端面１２ｃに対して電磁シールド膜４４のみを設けた場合を示す。電磁シールド膜４４と導波管の上面及び下面との間には隙間Ｆ２，Ｆ３が設けられている。図１５は、図１４の破線Ｆ１によって示される部分の導波管のモデルとして、導波管７１を示す斜視図である。本シミュレーションでは、方向Ａ２における電磁シールド膜４４の幅を導波管７１の幅Ｗと同じ（６．２ｍｍ）とし、電磁シールド膜４４の高さｈ２を０．４７ｍｍとした。図１６は、図１５に示す導波管の挿入損失と周波数との関係を示すグラフである。図１６を参照すると、電磁シールド膜４４を設けたのみでは図１３に示されたグラフに対して殆ど変化がなく、電磁ノイズ遮蔽効果が無いことがわかる。
図１７は、図１４に示された構成に対して、更に複数の導電パッド１７及び配線部１８を追加した形態（すなわち上記実施形態）の導波管７２の構造を示す斜視図である。本シミュレーションでは、各導電パッド１７の幅Ｗ１及び長さＬ２を共に０．２７４５ｍｍとし、配線部１８の幅Ｗ２を０．０３３ｍｍとし、長さＬ３を０．３５ｍｍとした。また、隣り合う導電パッド１７の間隔Ｄ１を０．１３ｍｍとした。図１８は、図１７に示す導波管の挿入損失と周波数との関係を示すグラフである。図１３及び図１６と比較して、周波数２５ＧＨｚ付近に挿入損失のピークＰ１が発現していることがわかる。すなわち、上記実施形態によれば、所望の周波数付近の電磁ノイズを遮蔽して光受信モジュール２への電磁ノイズの侵入を効果的に阻止することができる。
（第１変形例）
図１９は、上記実施形態の第１変形例として、フィードスルー１２Ａを示す斜視図である。また、図２０及び図２１は、本変形例のフィードスルー１２Ａの第３面１２ｄ及び第４面１２ｅをそれぞれ示す平面図である。本変形例と上記実施形態との相違点は、フィードスルー１２Ａが電磁シールド膜４４を有していない点、及び、フィードスルー１２Ａが第３面１２ｄに導電パターン４６を有し、第４面１２ｅに導電パターン４７を有する点である。
導電パターン４６は、第３面１２ｄにおいて誘電体層１２１間に埋め込まれた金属膜である。また、導電パターン４７は、第４面１２ｅにおいて誘電体層１２１間に埋め込まれた金属膜である。導電パターン４６及び４７は、方向Ａ２に沿ってフィードスルー１２Ａの一方の側面から他方の側面まで延在している。導電パターン４６及び４７は、例えばフィードスルー１２Ａの両側面に形成された金属膜を介して互いに電気的に接続されている。導電パターン４６及び４７は、フィードスルー１２Ａの端面１２ｃにおいて誘電体層１２１から露出しており、電磁シールド膜４３に接している。従って、導電パターン４６及び４７は電磁シールド膜４３を介してグランドパッド３１と電気的に接続され、基準電位に規定される。方向Ａ１における導電パターン４６，４７の幅Ｗ３は、例えば電磁シールド膜４４の高さと同じに設定されてよい。幅Ｗ３は、例えば０．４７ｍｍである。
図２０に示すように、配線部１８は、導電パッド１７から導電パターン４６に向けて方向Ａ１に延びている。そして、配線部１８の導電パッド１７とは反対側の端部は、導電パターン４６に接続している。これにより、配線部１８は、導電パッド１７と導電パターン４６とを電気的に接続する。故に、導電パッド１７は導電パターン４６及び電磁シールド膜４３を介してグランドパッド３１と電気的に接続され、基準電位に規定される。同様に、図２１に示すように、配線部２０は、導電パッド１９から導電パターン４７に向けて方向Ａ１に延びている。そして、配線部２０の導電パッド１９とは反対側の端部は、導電パターン４７に接続している。これにより、配線部２０は、導電パッド１９と導電パターン４７とを電気的に接続する。故に、導電パッド１９は導電パターン４７及び電磁シールド膜４３を介してグランドパッド３１およびグランドパターン４２と電気的に接続され、基準電位に規定される。
配線部１８，２０をグランドパッド３１と電気的に接続するための形態は上記実施形態に限られず、例えば本変形例などの様々な形態であってよい。いずれの形態であっても、導電パッド１７，１９がグランドパッド３１と電気的に接続されることによって、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、本変形例によれば、複数の導電パッド１７，１９とグランドパッド３１との電気的な接続を容易に実現することができる。
（第２変形例）
図２２は、上記実施形態の第２変形例として、フィードスルー１２Ｂを示す斜視図である。また、図２３は、図２２のXXII－XXII線に沿った断面図である。本変形例と上記実施形態との相違点は、フィードスルー１２Ｂの電磁シールド膜４４がグランドパターン４２まで延びており、グランドパターン４２に接続している点である。この場合、グランドパターン４２と電磁シールド膜４４との間の電磁的な隙間が無くなるので、電磁ノイズについて上記実施形態よりも高い遮蔽効果を得ることができる。この場合、図７に示された複数の導電パッド１９及び複数の配線部２０は不要である。
本発明による光受信モジュール用パッケージは、上述した実施形態及び各変形例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、上記実施形態では第４面１２ｅに複数の導電パッド１９が設けられているが、例えば第２変形例のように他の手段によって電磁シールド膜４４とグランドパターン４２との隙間を遮蔽できる場合、または第１変形例において第１面１２ａとグランドパターン４２との距離が短い場合などにおいて、複数の導電パッド１９を省くこともできる。また、上記実施形態では導電パッド１７，１９をグランドパターン４２を介してグランドパッド３１と電気的に接続しているが、他の要素（例えば誘電体層１２１を貫通するビア等）を介して導電パッド１７，１９をグランドパッド３１と電気的に接続してもよい。また、上記実施形態では導電パッド１７，１９が第１面１２ａ上のグランドパッド３１及び第２面１２ｂ上のグランドパッド１６ｃと電気的に接続しているが、導電パッド１７，１９はこれらのうち少なくとも一方に接続していればよい。
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…（光受信モジュール用）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，１２Ｂ…フィードスルー
１２ａ…第１面
１２ｂ…第２面
１２ｃ…端面
１２ｄ…第３面
１２ｅ…第４面
１３…ＤＣ配線（第１電気配線）
１４…高周波信号配線（第２電気配線）
１５…ＤＣパッド
１６…高周波信号用パッド
１６ａ，１６ｂ…信号用パッド
１６ｃ…グランドパッド
１７，１９…導電パッド
１８，２０…配線部
２１…光レセプタクル部
２２…分光器（光分波器）
２３…受光素子
２４…トランスインピーダンスアンプ
３１…グランドパッド
４２…グランドパターン
４３～４５…電磁シールド膜
４６，４７…導電パターン
５０…誘電体基板
５１…導電パッド
６１…容量
６２…インダクタンス
１２１…誘電体層

Claims (4)

  1. 光軸方向に沿って光信号を導入する導入口が設けられた第１側壁と、前記光軸方向において前記第１側壁と対向する第２側壁と、前記第１側壁および前記第２側壁によって画成され、前記光信号を高周波信号に変換する受光素子を収容する内部空間と、を有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、前記第２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、
    前記内部空間に面して設けられ、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電気配線と、
    前記内部空間に面して設けられ、前記高周波信号を伝送する伝送線路である第２電気配線と、
    前記第１面に設けられ、前記複数の第１電気配線とそれぞれ電気的に接続されるとともに前記第２側壁に沿って並ぶ複数の第３電気配線と、
    前記第２面に設けられ、前記第２電気配線と電気的に接続され、前記第２電気配線によって伝送された前記高周波信号を伝送する第４電気配線と、
    前記第１面及び前記第２面の少なくとも一方に設けられたグランド配線と、
    前記第１面と前記第２面との間の第３面に設けられ、互いに一定の間隔をあけて前記第１面及び前記第２側壁に沿って並ぶ複数の第１導電パッドと、
    を備え、
    前記複数の第１導電パッドは前記グランド配線と電気的に接続されている、光受信モジュール用パッケージ。
  2. 前記フィードスルーは、前記筐体の外側への前記フィードスルーの突出方向と交差する面に沿って延在し前記第１面及び前記第２面を繋ぐ端面を更に有し、
    当該光受信モジュール用パッケージは、
    前記端面上において前記第１面から離れて設けられ、前記グランド配線と電気的に接続された電磁シールド膜と、
    前記複数の第１導電パッドそれぞれから前記電磁シールド膜に向けて延び、各第１導電パッドと前記電磁シールド膜とを電気的に接続する複数の配線部と、
    を更に備える、請求項１に記載の光受信モジュール用パッケージ。
  3. 前記第２面と前記第３面との間の第４面に設けられ、互いに一定の間隔をあけて前記第１面及び前記第２側壁に沿って並ぶ複数の第２導電パッドを更に備え、
    前記複数の第２導電パッドは前記グランド配線と電気的に接続されている、請求項１または請求項２に記載の光受信モジュール用パッケージ。
  4. 前記第３面に設けられ、前記筐体の外側への前記フィードスルーの突出方向と交差する方向に延在するとともに、前記グランド配線と電気的に接続された導電パターンと、
    前記複数の第１導電パッドそれぞれから前記導電パターンに向けて延び、各第１導電パッドと前記導電パターンとを電気的に接続する複数の配線部と、
    を更に備える、請求項１に記載の光受信モジュール用パッケージ。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230115731A1 (en) * 2021-10-13 2023-04-13 Electronics And Telecommunications Research Institute Optical submodule

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008236027A (ja) 2007-03-16 2008-10-02 Nec Corp コモンモード電流抑制ｅｂｇフィルタ
JP2019062114A (ja) 2017-09-27 2019-04-18 住友電気工業株式会社 光受信モジュール用パッケージ
JP2019129287A (ja) 2018-01-26 2019-08-01 住友電気工業株式会社 光受信モジュール用パッケージ
JP2019186455A (ja) 2018-04-13 2019-10-24 住友電気工業株式会社 光受信モジュール用パッケージ

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6036375A (en) 1996-07-26 2000-03-14 Kyocera Corporation Optical semiconductor device housing package
US6992250B2 (en) 2004-02-26 2006-01-31 Kyocera Corporation Electronic component housing package and electronic apparatus
US20150365176A1 (en) * 2014-06-12 2015-12-17 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Process to assemble optical receiver module
CN108063362A (zh) * 2015-03-30 2018-05-22 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种激光器
US10484121B2 (en) * 2017-06-30 2019-11-19 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Receiver optical module implementing optical attenuator
CN110085572B (zh) * 2018-01-26 2024-03-08 住友电气工业株式会社 用于光接收器模块的封装部
JP7263697B2 (ja) * 2018-04-13 2023-04-25 住友電気工業株式会社 受光装置
US10928600B2 (en) * 2019-03-07 2021-02-23 Applied Optoelectronics, Inc. Transmitter optical subassembly (TOSA) with laser diode driver (LDD) circuitry mounted to feedthrough of TOSA housing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008236027A (ja) 2007-03-16 2008-10-02 Nec Corp コモンモード電流抑制ｅｂｇフィルタ
JP2019062114A (ja) 2017-09-27 2019-04-18 住友電気工業株式会社 光受信モジュール用パッケージ
JP2019129287A (ja) 2018-01-26 2019-08-01 住友電気工業株式会社 光受信モジュール用パッケージ
JP2019186455A (ja) 2018-04-13 2019-10-24 住友電気工業株式会社 光受信モジュール用パッケージ

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