JPH08116086A - 光モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノイズによる外乱を十分に抑える。 【構成】 光モジュールは、セラミック基板１の上に、
受信回路用の第１グランドパターン１０及び送信回路用
の第２グランドパターン２０を備えており、各パターン
に対応して、受光素子４１及びその初段増幅ＩＣ４２、
発光素子４３などを実装している。そして、ノイズの影
響を最も受けやすい受光素子４１及びその初段増幅ＩＣ
４２を、第１グランドパターンと接続したシールド板３
０で覆い、ノイズによる影響を低減している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光通信分野を行なう光
データリンクに使用される光モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】特開昭５９−１６３８９号公報には、発
光素子と受光素子とを有する双方向の光モジュールが開
示されており、図１３に示すように、発光素子を含む送
信回路１０１と受光素子を含む受信回路１０２とを、ス
ペーサ１０３によって光学的に分離して気密封止してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような光データリ
ンクを構成する光モジュールでは、その受信部の受信感
度を高く保つことが、その性能上極めて重要であり、こ
のためにはノイズによる外乱を極力抑えることが必要と
なる。このノイズとしては、外部からのノイズ、送信部
の駆動回路からのノイズ、受信部の比較回路からのノイ
ズなどが主なノイズである。これに対し、図１３に示す
タイプの光モジュールでは、外部からのノイズを低減で
きるものの、他ノイズの対策が十分ではなかった。

【０００４】本発明は、このような課題を解決すべくな
されたものであり、その目的は、ノイズによる外乱を十
分に抑えることができる光モジュールを提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明にかかる
光モジュールは、受光素子、その初段増幅素子及び発光
素子を、少なくとも絶縁基板上に実装し、受光素子及び
その初段増幅素子を含む受信回路部に対応して第１基準
電位領域を形成し、第１基準電位領域と電気的に絶縁し
た状態で、発光素子を含む送信回路部に対応して第２基
準電位領域を形成する。そして、第１基準電位領域と電
気的に接続され、かつ、少なくともこの受光素子に対応
した部位に光透過部を有する導電性のシールド部材で、
受光素子及びその初段増幅素子を覆って構成する。

【０００６】また、シールド部材は、光透過性を有する
導電材料、或いは光遮蔽性を有する導電材料によって形
成してもよい。なお、光遮蔽性を有する導電材料でシー
ルド部材を形成した場合には、受光素子に対応した部位
に光を透過させる開孔部を形成することが必要である。

【０００７】また、この開孔部は、封止せずに解放状態
とすることも可能であるが、ガラス板、或いは導電性透
明膜などの光透過性を有する材料でこの開孔部を封止す
ることもできる。

【０００８】

【作用】第１基準電位領域には受信回路部が構成され、
第２基準電位領域には送信回路部が構成される。このた
め、送信回路部と受信回路部とを電気的に分離でき、Ｇ
ＮＤパターンなどの基準電位領域が、送・受信回路で共
通である場合に比べ、他方の回路部に回り込むノイズが
低減される。

【０００９】また、ノイズの影響を最も受けやすい初段
増幅素子及び受光素子を、第１基準電位と接続した導電
性のシールド部材で覆うことで、これらの素子全体が電
磁的にシールドされた状態となる。

【００１０】また、このシールド部材を光遮蔽性を有す
る導電材料によって形成した場合には、開孔部を介して
受光素子に光信号が入射する。この開孔部を、導電性透
明膜で封止することにより、シールド効果を高めること
ができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について添付
図面を参照して説明する。図１に本実施例にかかる光モ
ジュールを示す。この光モジュールは、セラミック基板
１の上に、互いに分離された第１グランドパターン１０
及び第２グランドパターン２０を有しており、第１グラ
ンドパターン１０側で光受信回路を構成し、第２グラン
ドパターン２０側で光送信回路を構成している。

【００１２】第１グランドパターン１０上には、絶縁層
１１を介して配線パターン１２が形成されており、さら
に光信号を受光する受光素子１３、この受光素子１３の
出力信号が与えられる初段増幅ＩＣ１４などが実装され
ている。

【００１３】第２グランドパターン２０上には、絶縁層
２１を介して配線パターン２２が形成されており、さら
に光信号を発する発光素子２３、発光素子２３を駆動す
る駆動ＩＣ２４、 コンデンサ２５などが実装されてい
る。

【００１４】第１グランドパターン１０上には、さら
に、これらの受光素子１３、初段増幅ＩＣ１４などを覆
うように導電性のシールド部材３０が設けられている。
シールド部材３０は、銅、リン青銅、真チュウ、４２Ａ
ｌｌｏｙ（58％Fe−42％Ni）などで形成しており、図２
に示すように受光素子１３に対応する部位に、光透過用
の開口窓３０ａを有している。また、両側の脚部３０ｂ
を折り曲げて形成することで、この脚部３０ｂにばね性
が付与されており、脚部３０ｂの先端部が第１グランド
パターン１０と接触している。このようにシールド部材
３０の脚部を、厚さ０．１ｍｍ、幅３ｍｍ、長さ１ｍｍ
程度に形成することで、１００ｇ程度の押圧力を有する
板ばねが形成され、グランドパターンとの十分なコンタ
クトが得られる。

【００１５】さらに、このように各素子等が実装された
セラミック基板１を、ＩＴＯ（導電性透明樹脂）リッド
４０で封止しているが、このＩＴＯリッド４０を成形す
る際には、シールド部材３０の平面部をインサートして
一体的に成形している。したがって、ＩＴＯリッド４０
は、その裏面からシールド部材３０の脚部３０ｂが突出
した状態で形成されており（図３）、ＩＴＯリッド４０
の外縁部をセラミック基板１に対して接着固定すると、
脚部３０ｂの先端部が第１グランドパターン１０に押圧
された状態でしっかりと接触することができる機構とな
っている（図２に参照符号ｓで囲む部位参照）。

【００１６】このような構成とすることで、受光素子１
３及び初段増幅ＩＣ１４は、第１グランドパターンにお
けるＧＮＤレベルと接続されたシールド部材３０に覆わ
れることとなり、ノイズの影響を最も受けやすいこれら
の素子を電磁的にシールドすることができる。

【００１７】また、この光モジュールは、ＩＴＯリッド
４０に代えて、不透明な光遮蔽性を有し非導電性のプラ
スチックリッド４１によって封止することもできる。こ
の場合、プラスチックリッド４１における、受光素子１
３及び発光素子２３に対応する部位には、光信号を透過
するための開口窓４１ａ、４１ｂを設けている。また、
シールド部材３０の開口窓３０ａを透明で導電性を有す
るＩＴＯシート３１によって封止し、シールド効果を高
めている。なお、このようなタイプのプラスチックリッ
ド４１を形成する場合には、シールド部材３０の開口窓
３０ａにＩＴＯシート３１を接着した後、前述と同様
に、シールド部材３０をインサートして一体的に成形し
ている。

【００１８】他の実施例を図５に示す。この光モジュー
ルは、図２に示したシールド部材３０の代りに、図６
（ａ）、（ｂ）に示すタイプのＩＴＯリッド３２或いは
３３により、受光素子１３等をシールドしている。この
ＩＴＯリッド３２、３３は、透明で導電性を有するた
め、前述したシールド部材３０のような開口窓は不要で
ある。また、このＩＴＯリッド３２、３３も、プラスチ
ックリッド４１の成形時にプラスチックリッド４１と一
体化して形成している。

【００１９】ＩＴＯリッド３２、３３は、銀ペーストな
どの導電性樹脂によってその脚部３２ｂ、３３ｂを第１
グランドパターン１０に対して固定しているが、この樹
脂の回り込みを良くするため、プラスチックリッド４１
でセラミック基板１を封止した際に、脚部３２ｂ、３３
ｂの先端部と第１グランドパターン１０との間に３０μ
ｍ程度の隙間が形成される状態とすることが望ましい
（図７参照）。

【００２０】また、プラスチックリッド４１とセラミッ
ク基板１との位置決めを容易に行なうために、プラスチ
ックリッド４１側に位置決めピン３４を設け、セラミッ
ク基板１側に位置決め用穴２を形成している（図８）。

【００２１】なお、ＩＴＯリッド３２、３３をシールド
部材と同様な不透明な材質で形成する場合には、図２と
同様な開口窓を形成することが必要である。

【００２２】以下に、本実施例で示した光モジュールの
様々な変形例を示す。なお、図９〜図１２に示す各光モ
ジュールの断面図では、第１及び第２グランドパターン
１０、２０のみを図示し、その上の絶縁層１１、２１及
び配線パターン１２、２２の図示は省略している。

【００２３】図９に示す光モジュールは、不透明なプラ
スチックリッド４２でセラミック基板１を封止するタイ
プである。このため、プラスチックリッド４２には、光
信号を透過する開口窓４２ａ、４２ｂを形成しており、
各開口窓４２ａ、４２ｂはガラス材４３によって封止さ
れている。シールド部材３０は、図２に示したタイプを
用いているが、この構成例では、最もノイズの影響を受
けやすい受光素子１３、及び初段増幅ＩＣ１４を主にシ
ールドしており、コンデンサ１５、コンパレータなど
は、シールド部材３０の外側に実装している。このよう
にシールド部材３０によって、必要な素子のみを部分的
にシールドすることも可能である。図１０の光モジュー
ルも略同様の構成であるが、この場合にはシールド部材
３０の下側にガラス材４３を配している。

【００２４】図１１に示す光モジュールは、前述した不
透明なプラスチックリッド４１によって全体を封止して
おり、光信号を透過させる各開口窓４１ａ、４１ｂに
は、プラスチックリッド４１の成形時にガラス材４３を
インサート成形している。また、この例では、受光素子
１３、初段増幅ＩＣ１４のシールドを、樹脂成形した蓋
体にＣｕなどによってメタライズを施したメタライズ蓋
３５によって行なっている。このメタライズ蓋３５の形
状は、図示は省略するが、図６で示したＩＴＯリッド３
２、３３に対し、光信号を透過させる開口窓を形成した
タイプである（図２参照）。なお、このメタライズ蓋３
５も、プラスチックリッド４１の成形時にインサート成
形し、プラスチックリッド４１と一体化して形成してい
る。

【００２５】また、図１２に示すタイプの光モジュール
は、このようなメタライズ蓋３６により、ノイズの影響
を最も受け易い受光素子１３及び初段増幅ＩＣ１４をシ
ールドし、さらにその外側に位置するコンデンサ１５、
ノイズ源ともなり得るコンパレータ等を別のメタライズ
蓋３７で覆っている。さらに、送信側回路側も、ノイズ
源となる駆動ＩＣ２４を含む送信回路全体を、第２ラン
ドパターンと接続したメタライズ蓋３８によってシール
ドしている。

【００２６】このように、初段増幅ＩＣ１４等とコンパ
レータ等とを分離した状態でシールドし、かつ、送信回
路側にもシールドを施すことにより、受光素子１３及び
初段増幅ＩＣ１４に及ぼすノイズの影響を十分に低減さ
せることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる光
モジュールは、受信回路部の基準電位領域と送信回路部
の基準電位領域とを分離して形成すると共に、受信回路
部の受光素子及びその初段増幅素子をシールド部材でシ
ールドする構成を採用した。

【００２８】従って、ノイズの影響を最も受けやすい初
段増幅素子などを電磁的に十分にシールドすることがで
き、外部から到来するノイズ、他の機能素子で発生され
るノイズ、及び、基準電位から回り込むノイズを、十分
に抑えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例にかかる光モジュールを示す縦断面図
である。

【図２】シールド部材を示す斜視図である。

【図３】ＩＴＯリッドとセラミック基板とを示す斜視図
である。

【図４】光モジュールの他の実施例を示す縦断面図であ
る。

【図５】光モジュールの他の実施例を示す縦断面図であ
る。

【図６】（ａ）、（ｂ）は、それぞれＩＴＯリッドの構
成例を示す斜視図である。

【図７】ＩＴＯリッドの脚部とグランドパターンとの接
続部位を拡大して示す説明図である。

【図８】ＩＴＯリッドとセラミック基板とを示す斜視図
である。

【図９】光モジュールの他の実施例を示す縦断面図であ
る。

【図１０】光モジュールの他の実施例を示す縦断面図で
ある。

【図１１】光モジュールの他の実施例を示す縦断面図で
ある。

【図１２】光モジュールの他の実施例を示す縦断面図で
ある。

【図１３】従来の光モジュールの構成を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１…セラミック基板、１０…第１グランドパターン、１
３…受光素子、１４…初段増幅ＩＣ、２０…第２グラン
ドパターン、２３…発光素子、３０…シールド部材、３
０ａ、４１ａ、４２ａ…開口窓、３２、３３…ＩＴＯリ
ッド（シールド部材）、３５〜３８…メタライズ蓋。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板上に実装された受光素子、その
   初段増幅素子及び発光素子と、 前記受光素子及びその初段増幅素子を含む受信回路部に
   対応して形成された第１基準電位領域と、 前記第１基準電位領域と電気的に絶縁され、かつ、前記
   発光素子を含む送信回路部に対応して形成された第２基
   準電位領域と、 前記第１基準電位領域と電気的に接続され、かつ、前記
   受光素子及びその初段増幅素子を覆うと共に、少なくと
   もこの受光素子に対応した部位に光透過部を有する導電
   性のシールド部材と、 を備えることを特徴とする光モジュール。
2. 【請求項２】 前記シールド部材は、光透過性を有する
   導電材によって形成したことを特徴とする請求項１記載
   の光モジュール。
3. 【請求項３】 前記シールド部材は、光遮蔽性を有する
   導電材によって形成されており、かつ、前記受光素子に
   対応した部位に光を透過させる開孔部を有することを特
   徴とする請求項１記載の光モジュール。
4. 【請求項４】 前記シールド部材は、前記開孔部を導電
   性透明膜によって封止してなる請求項３記載の光モジュ
   ール。
5. 【請求項５】 前記光モジュールは、前記絶縁基板上に
   実装された前記受信回路部、前記送信回路部及び前記シ
   ールド板を封止する封止蓋をさらに備える請求項１〜４
   のいずれか一つに記載の光モジュール。