JPH02271585A - レーザダイオードモジュール - Google Patents

レーザダイオードモジュール

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JPH02271585A
JPH02271585A JP9258289A JP9258289A JPH02271585A JP H02271585 A JPH02271585 A JP H02271585A JP 9258289 A JP9258289 A JP 9258289A JP 9258289 A JP9258289 A JP 9258289A JP H02271585 A JPH02271585 A JP H02271585A
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laser diode
short
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Tatsuo Hatta
竜夫 八田
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分舒〕 この発明は、電子部品、特に発光素子と光ファイバを有
する光通信用の電子部品に関するものである。
〔従来の技術〕
光通信用光源の一つとして、レーザダイオードモジュー
ル(以下LDモジユールという。)が使用されている。
第3図は2例えば昭和63年電子情報通信学会秋期全国
大会予稿C−215にに記載されている従来のLDモジ
ュールを示す断面図であり2図において、(1)はレー
ザダイオード(以下LDという)、(2)はこのLDか
らの出射光をコリメートビームとする第1のレンズ、(
3)はこのLDからの出射光は通過するが逆にLDへ入
射しようとする光は遮断する光アイソレータ、(4)は
上記光アイソレータの通過光を集光する第2のレンズ、
(5)は、上記第2のレンズによる集光ビームを伝播さ
せるシングルモードファイバ、(6)は上記LDからの
背面出射光を受光するモニタ用フォトダイオード、(7
)は上記LD、第1のレンズ、モニタ用フォトダイオー
ドを保持するチップキャリア、(8)は上記チップキャ
リアの温度を検知するためのサーミスタ、(9)は上記
チップキャリアの温度をコントロールするベルチェ素子
、 Qlは上記LD等の素子を気密封じするパッケージ
である。
次に動作について説明する。L D [11によって出
射されたレーザビームは、第1のレンズ(2)、光アイ
ソレータ(31,第2のレンズ(4)を通って、シング
ルモードファイバ(5)の伝播光となる。この伝播光出
力は、これとほぼ比例するL D (1)からの背面光
をモニタ用フォトダイオードで受光することによりモニ
タされる。また、LD+11からの出射光はLDの温度
に依存するため、温度検出用のサーミスタ(8)と温度
コントロール用のペルチェ素子(9)によりLDの温度
を制御できるようになっている。LD(1)等の素子を
気密封じしているのが、パッケージα〔である。
次に、LD+1)等を保持するチップキャリア(7)に
ついて、より詳細に説明する。第3図に示されるLDモ
ジュールは、しばしば、2.4ギガビット以上の高速の
ディジタル光通信や、IGHz以上のマイクロ波光伝送
用光源として用いられるが、この時に重要なのが、LD
+1)への給電系である。第4図に、このような用途に
適したLDへの給電系を持つチップキャリアの模式図を
示す。第4図において、(1)はLD、(13)はLD
を搭載するサブマウント、 (14)はサブマウントを
固定すると−トシンク、 (15)は上記ヒートシンク
(14)にろう付けされたセラミック基板、 (1B)
は上記セラミック基板上に形成されたAuのパターン、
 (17)はLD(11とAUのパターン(16)の間
を電気的に接続するポンディングワイヤである。なお、
第3図に示されていたモニタ用フォトダイオード等は省
略しである。
サブマウント(13)及び、ヒートシンク(14)は。
Auメタライズ等の手段により導電性を持たせてあり、
LDへの給電は、Auのパターン(16)とヒートシン
ク(14)の間に電流を流すことにより実現される。こ
のとき、Auのパターン(16)と、ヒートシンク(1
4)により、マイクロ・ストリップ線路が形成されるた
め、チップキャリアへの給電系の特性インピーダンスを
チップキャリア上に形成されたマイクロ・ストリップ線
路の特性インピーダンスと整合させることにより、LD
への給電系の寄生インダクタンス、寄生キャパシタンス
の影響を除去することができる。この構造を持つチップ
キャリアを内蔵することにより、LDモジュールとして
の高周波特性も改善される。しかるに、上記チップキャ
リア上に形成されたマイクロ・ストリップII略の特性
インピーダンスとしては、材質上の制約等があり、25
〜75Ω程度の値しか現実的ではない。したがってイン
ピーダンスが数Ω程度であるLDと、上記マイクロ・ス
トリップ線路との間には、当然インピーダンス整合によ
る信号の反射がおきる。
このような信号の反射を防ぐ手段として、抵抗体を用い
る方法が一般的に使われている。第5図や第6図は、そ
の具体例として容易に類推されろものである。
第5図は、Auのパターン(1B)の一部が薄膜抵抗体
(18)になっていることを除けば、第4図に示すもの
と同じ構成となっている。このような構成をとることに
より抵抗体(18)とL D [1)のインピーダンス
の和と、パターン(16)の特性インピーダンスをほぼ
合わせることにより、第4図に示すチップキャリアにお
いて発生していたインピーダンス不整合の問題をなくす
ことができる。第6図は。
第5図における抵抗体(18)の代わりに、レジスタチ
ップ(19)が半田付けされているものであり、そのこ
とを除けば、第5図と第6図は同一の構造となっている
〔発明が解決しようとする課題〕
LDモジュールの高周波特性を向上させるためにLDへ
の給電系を考慮した第5図のような実施例においては、
抵抗体の消費電力がLDの消費電力と比較して大きなも
のとなり、第3図に示すLDモジュールに用いた時には
、チップキャリア(7)を冷却するなめに余分な電力が
必要であるという課題があった。また、当然のことなが
ら、このようなLDモジュールを通信用として用いるた
めには、LDドライブ回路として、より高出力のものを
用いる必要があった。
上記のような理由から、マイクロ波等の高周波信号でL
Dを直接変調するような場合には、LDへ直列に抵抗体
を配置したLDモジュールが適しており、また、それ以
下の周波数を・扱う場合には。
消費電力の点から抵抗体を内蔵していないLDモジュー
ルが適している。
第6図に示すチップキャリアは、このような2つの目的
に対応できると思われるものであり、レジスタ(19)
の代わ口に導電体を用いることによゆ。
消費電力の小さいLDモジュールを提供することができ
る。しかし、レジスタチップ半田付は部の寄生容量が無
視できず2周波数特性が制限されるという課題があった
本発明の目的は、LDへの入力電気信号のLDモジュー
ルからの反射を防ぐために、L[)へ直列に抵抗体を配
置したLDモジュールと、消費電力を低減を優先させて
抵抗体を内蔵していないLDモジュールとに、共通して
用いることができるチップキャリアを得るということに
ある。
〔課題を解決するための手段〕
この発明におけるLDモジュールは、LDモジュールに
内蔵されるチップキャリアとして、マイクロストリップ
線路と薄膜による蒸着抵抗体と。
その抵抗体をシリートすべく配線されたワイヤを持つも
のを用いている。
この発明におけるLDモジュールは、LDモジュールに
内蔵されるチップキャリアとして、マイクロストリップ
線路と、Fl膜による蒸着抵抗体と。
その抵抗体をショートすべく配線されたワイヤを持つも
のを用いているため2例えば低周波数で用いるLDモジ
ュールには、チップキャリアをそのまま内蔵することに
より、LDへの直列抵抗はないものとして扱うことがで
き、LDと抵抗体が直列に接線されたものと比較して消
費電力が少ない。
また、マイクル波帯等の高周波で用いるLDモジユール
には、抵抗体をショートさせているワイヤを切断したチ
ップキャリアを用いることにより。
LDへの給電線路の特性インピーダンスと、LD及び抵
抗体で形成される部分のインピーダンスを整合させるこ
とができ、高周波信号でLDを直接変調するのに適した
LDモジュールとなる。このように両立しない目的に対
して、同一のチップキャリアを用いることができる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において、(1)はL D 、 (51は上記L D
 (11からの出射光を伝播させるシングルモードファ
イバ、(6)は上記LDからの背面出射光を受光するモ
ニタ用フォトダイオード、 (14)は上記LD及びモ
ニタ用フォトダイオードを保持するヒートシンク。
(15)は上記ヒートシンク(14)によりろう付けさ
れたセラミック基板、 (1B)は上記セラミック基板
(15)上に形成されたAuのパターン、 (if)は
L D (11とAuのパターン(16)の間を電気的
に接続するポンディングワイヤ、 (18)はAuのパ
ターン(1B)の一部分に挿入された薄膜抵抗体、 (
20)は上記薄膜抵抗体(18)をシンートすべく配線
された第2のポンディングワイヤ、 (21)は上記A
uのパターン(16)に接続された第2のセラミック基
板。
(22)は上記第2のセラミック基板上に形成された第
2のAuのパターン、 (23)は上記Auのパターン
(16)と、上記第2のAuのパターン(22)を接続
する第3のボンデインクワイヤ、(8)は上記ヒートシ
ンクの温度を検知するためのサーミスタ、(9)は上記
ヒートシンクの温度をコントロールするペルチェ素子、
 Qlは上記LD等の素子を気密封じするパッケージ、
 (24)は上記パッケージを貫通する電極ピン、 (
25)は上記パッケージを貫通した上記光ファイバ(5
)をヒートシンク(14)上に固定するファイバ固定部
材である。
次に動作について説明する。L D +11によって出
射されたレーザビームは、シングルモードファイバ(5
)の伝播光となる。この伝播光出力はこれとほぼ比例す
るL D (11からの背面光をモニタ用フォトダイオ
ード(6)で受光することによりモニタされる。
また、LD(1)からの出射光はLDの温度に依存する
ため、温度検出用のサーミスタ(8)と温度コント四−
ル用のベルチェ素子(9)により、LDの温度を制御で
きるようになっている。L D (1)等の素子を気密
封じしているのが、パッケージα〔である。
次にL D +11への給電系について説明する。先ず
第1図のモジュールを図示されたまま用いた場合には、
電極ピン(24)とL D (11との間に抵抗体の介
在しない、シタがって低消費電力のLDモジュルとなる
。LD(IJの1ノード端子はヒートシンク(14)に
接続されている。第2のセラミック基板(21)の裏面
は全面にAuメタライズが施されており、このメタライ
ズ面と、パッケージ叫及びヒートシンク(14)がハン
ダ付けにより接続されている。
つまり、LDの1ノード端子はパッケージへ短絡されて
いる。一方L D (1)のカソード端子はボンディン
グワイヤ(17)、第2のボンディングワイヤ(20)
、Auのパターン(1B)、第3のボンディングワイヤ
(23)、第2図のAuのパターン(22)を通して。
電極ピン(24)へ接続されている。したがって、電極
ピン(24)とパッケージ叫との間に電流を流すことに
よりL D +11に給電される。
この場合、抵抗体(18)には電流が流れないため。
抵抗体(18)での余分な電力消費はない。また高周波
入力を考えた場合にも、LD[11の近傍までマイクロ
ストリップ線路で給電されるため、線路の特性インピー
ダンスが統一されている場合には、線路のL生インダン
タンスや、寄生キャパシタンスの影響を除去できる。た
だし、LDII)のインピーダンスは数Ω程度であり、
25〜75Ω程度の特性インピーダンスである線路との
間のインピーダンス不整合は避けられない。したがって
マイクロ波等の高周波伝送には不向きである。
このような場合には、第2のボンディングワイヤ(20
)をビンセット等で切断してやるとよい。そうすること
により、入力インピーダンスは、薄膜抵抗体(18)と
L D +11のインピーダンスの和となり。
給電線路とのインピーダンス整合をとることが可能とな
る。すなわち、マイクロ波等の高周波伝送に適したLD
モジュールとなる。
つまり、第2のボンディングワイヤを接続しておくか、
切断するかにより、LDモジュールの適用分野を変える
ことができる。
第2図には、チップキャリア部分の拡大図を示す。図に
おいて、(1)はLD、(13)はL D (11を搭
載するサブマウント、 (14)はサブマウントを固定
するヒートシンク、 (is)はヒートシンク(14)
にろう付けされたセラミック基板、 (16)は上記セ
ラミック基板上に形成されたAuのパターン、 (17
)はLD(1)とAuのパターン(16)の間を電気的
に接続するボンディングワイヤ、 (181はAuのパ
ターン(16)の位置部分に挿入された薄膜抵抗体1 
(2’)は薄膜抵抗体(18)をショートすべく配線さ
れた第2のボンディングワイヤ、  (21)はAuの
パターン(16)に接続されtこ第2のセラミック基板
、 (22)は第2のセラミック基板上に形成された第
2のAuのパターン、 (23)はAuのパターン(1
6)と、第2のAuのパターン(22)を接続するボン
ディングワイヤである。L D (1)への給電に関係
のない素子等については省略しである。
なお、上記実施例では抵抗体(18)として薄膜抵抗体
を使用したものを示したが、厚膜の抵抗体を使用しても
同一の効果が期待される。
また、抵抗体(18)は1つのものを示したが、複数の
抵抗体とワイヤで構成されていても同様の効果を奏する
また、第2のボンディングワイヤ(20)として1本の
ものを示したが、高周波特性及び信頼性を向上させるた
めに、複数のワイヤやAuのリボンを用いてもよい。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、LDモジュールに用い
るチップキャリアとして、マイクロ・ストリップ線路と
薄膜による蒸着抵抗体とその抵抗体をシリートすべく配
線されたワイヤを持つものを用いているため、マイクロ
波等の高周波伝送に適したLDモジュールと、低消費電
力のLDモジュールを同一のチップキャリアで得られる
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例によるLDモジュールを示
す斜視図、第2図は同じくLDモジュルのLD給電部示
す斜視図、第3図は従来のLDモジュールを示す断面図
、第4図は従来のLDモジュールのチップキャリアの一
例を示す斜視図。 第5図は従来のLDモジュールのチップキャリアの他の
一例を示す斜視図、第6図は従来のLDモジュールのチ
ップキャリアの他の一例を示す斜視図である。 (llはレーザダイオード、 (51はシグルモードフ
ァィバ、 (14)はヒートシンクj (Is)はセラ
ミック基板、 (18)は抵抗体、 (20)は第2の
ボンディングワイヤである。 なお2図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. レーザダイオードと上記レーザダイオードを保持するヒ
    ートシンクと、上記ヒートシンク上に固定された誘電体
    基板と、上記誘電体基板上に蒸着等の手段により形成さ
    れた抵抗体と、上記抵抗体を短絡すべく配線されたワイ
    ヤ等の導電体と、上記レーザダイオードからの光を伝播
    させる光ファイバとを備えたことを特徴とするレーザダ
    イオードモジュール。
JP9258289A 1989-04-12 1989-04-12 レーザダイオードモジュール Expired - Fee Related JPH0719932B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04337688A (ja) * 1991-05-15 1992-11-25 Nec Corp 半導体レーザ装置
EP0961372A1 (de) * 1998-05-26 1999-12-01 Siemens Aktiengesellschaft Hochfrequenz-Lasermodul und Verfahren zur Herstellung desselben
US6759599B2 (en) 2001-07-05 2004-07-06 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Circuit board, method for manufacturing same, and high-output module
US11986910B2 (en) 2020-11-18 2024-05-21 Senju Metal Industry Co., Ltd. Flux and solder paste

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US11986910B2 (en) 2020-11-18 2024-05-21 Senju Metal Industry Co., Ltd. Flux and solder paste

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