JPH1144830A - 光伝送モジュール - Google Patents

光伝送モジュール

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JPH1144830A
JPH1144830A JP9200261A JP20026197A JPH1144830A JP H1144830 A JPH1144830 A JP H1144830A JP 9200261 A JP9200261 A JP 9200261A JP 20026197 A JP20026197 A JP 20026197A JP H1144830 A JPH1144830 A JP H1144830A
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light receiving
amplifier
light
optical
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JP9200261A
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Yoshiki Shibuya
佳樹 澁谷
Naoyuki Mineo
尚之 峯尾
Shunji Sakai
俊二 坂井
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 受光部への入射光と受光部との光結合部分の
位置合わせを容易に行うことができ、小型化が図れ、高
周波の信号伝送が可能であること。 【解決手段】 少なくとも、光素子11と、制御部基板
13にIC化されて成る電流制御部12と、前記光素子
と電流制御部とを収納する筐体とを具えた光伝送モジュ
ールにおいて、制御部基板の側面13aに光素子が固定
されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、光通信等に用い
る光伝送モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】光伝送用の受光モジュールとして、例え
ば、文献(1991年電子情報通信学会秋季大会 B−
652 10Gbit/s光伝送用広帯域受信モジュー
ル 北村圭一、他)に記載されるものがある。このよう
な受光モジュールについて、図2(A)および図2
(B)を参照して説明する。図2(A)は、受光モジュ
ールの光ファイバからの出射光の方向に沿って切った図
で、切り口の断面で示している。また、図2(B)は、
受光モジュールの筐体(ケース)内に固定する構造体を
概略的に示す斜視図である。
【0003】このような受光モジュールは、光ファイバ
101からの光を受けるための受光素子103と、受光
素子103で変換された受光電流を増幅するための増幅
器105(アンプ)がつくり込まれたアンプ用基板10
6と、これら受光素子103とアンプ用基板106とを
搭載する基板107と、この基板107を固定する支持
体109(キャリア)と、このキャリア109を収納す
る筐体111(ケース)とを具えている(図2(A)お
よび図2(B))。また、このケース111には、ケー
ス111の外側にある光ファイバ101からの光をケー
ス111内に取り入れるための窓部111aが設けられ
ていて、この窓部111aには光ファイバ101からの
光を集光するレンズ113が固定されている(図2
(A))。ここで、受光素子103およびアンプ用基板
106はセラミック基板107上にハンダ等によってダ
イスボンドされている。また、このセラミック基板10
7は、セラミック製のキャリア109の側面109aに
ハンダで固定されている(図2(B))。そして、この
キャリア109はケース111内にハンダによって固定
されている。このとき、キャリア109に実装された受
光素子103の受光部103aと、光ファイバ101か
らケース111内に入ってくる光との光結合部分の高さ
方向の位置を合わせるために、必要に応じて、キャリア
109とケース111との間にスペーサー115を入れ
る(図2(A))。
【0004】光ファイバ101の先端部から出射した光
はレンズ113によって集光されてケース111内の受
光素子103の受光部103aに到達する。
【0005】基板107を固定するキャリア109の側
面109aは、光ファイバ101からの光が受光素子1
03に達した後、受光素子103の表面で反射して光フ
ァイバ101に戻らないようにするために、受光素子1
03への入射光に対して斜面となるように形成されてい
る(図2(A))。このため、光は受光素子103表面
では光ファイバ101とは異なる方向に反射するため、
光ファイバ101には戻らない。
【0006】また、キャリア109の上面109b(主
表面とも称する。)には、金メッキによる配線パターン
117が形成されていて、受光素子103とアンプ用基
板106、およびアンプ用基板106と配線パターン1
17とは、それぞれワイヤボンディングによってワイヤ
119で電気的に接続されている(図2(B))。
【0007】受光素子103で光から受光電流に変換さ
れる。この受光電流はアンプ105で増幅および電圧変
換されて、例えば、キャリア109の配線パターン11
7の直下のキャリア109内に形成されたスルーホール
を通る。この後、このスルーホールと電気的に接続させ
てケースに設けた配線パターンから、増幅され電圧変換
された受光電流を、出力電圧としてケースの外部へ取り
出すことができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、受光素
子103は、受光部103aにおける、光ファイバ10
1からの入射光の光結合効率が良くなるように、位置合
わせをして固定を行う必要がある。この固定は、受光素
子103と基板107とのダイスボンドによる固定、お
よび基板107とキャリア109とのダイスボンドによ
る固定という2段階での固定であるために、それぞれの
固定の段階で、固定位置の位置ずれが生じる。この位置
ずれのために、光ファイバ101から受光部103aへ
入射する光と受光部103aとの光結合部分の位置合わ
せが困難となるという問題が生じた。
【0009】このため、受光部への入射光と受光部との
光結合部分の位置合わせを容易に行うことのできる光伝
送モジュールの出現が望まれていた。
【0010】また、アンプ105の大きさは2mm角程
度であり、その他にアンプ用基板106と配線パターン
117とのボンディング用のボンディングパッドの領域
や基板107のキャリア109へのボンディング領域等
の大きさを考慮すると、基板107を固定するキャリア
109の側面109aの高さは少なくても4mm程度必
要である。また、4mm程度という高さ方向の幅を有す
る、キャリア109を収納するケース111の高さは通
常10mm程度必要であるため、光伝送モジュールの小
型化は図れない。従って光伝送モジュールを含む装置の
小型化も困難となる。
【0011】このため、より小型化が図れる光伝送モジ
ュールの出現が望まれていた。
【0012】また、この光伝送モジュールにおいては、
受光素子とアンプとの間の配線が比較的長い。このため
共振周波数が低周波数側にあって共振しやすい。よって
高周波の信号伝送が困難であった。
【0013】このため、高周波の信号伝送が可能な光伝
送モジュールの出現が望まれていた。
【0014】
【課題を解決するための手段】したがって、この発明
の、少なくとも、光素子と、制御部基板にIC化されて
成る電流制御部と、前記光素子と電流制御部とを収納す
る筐体とを具えた光伝送モジュールにおいては、制御部
基板の側面に光素子が固定されていることを特徴とす
る。
【0015】制御部基板の側面に光素子が固定されてい
る、すなわち、電流制御部に直接光素子が固定されてい
るので、従来よりも固定段階を減らすことができる。こ
のため、固定するときに生じる位置ずれを低減すること
ができる。よって、光素子を受光素子とする場合には、
光ファイバからの光と受光素子の受光部との光結合部の
位置合わせを容易に行うことができるようになる。ま
た、光素子を発光素子とする場合には、発光素子から発
生する光が光ファイバへ効率よく入射されるようにな
る。
【0016】また、電流制御部に直接光素子が固定され
ているため、電流制御部と光素子との間の配線が短くな
る。このため、共振周波数を高周波側へ上げることがで
きるので、より高周波の信号伝送をするのが可能とな
る。
【0017】また、筐体内に収納する構造体の大きさ
を、従来より、電流制御部と光素子とが設けられた基板
およびこの基板を固定するキャリアの分だけ小さくする
ことができる。このため、光伝送モジュールの小型化が
図れる。
【0018】また、好ましくは、光素子を受光素子と
し、電流制御部をアンプとするのがよい。この受光素子
はチップ状の1つの受光素子としてもよいし、複数の受
光素子を用いてなる受光素子アレイとしてもよい。ま
た、このアンプは半導体基板に増幅回路としてつくりこ
まれたものとするのがよい。
【0019】また、光素子を発光素子とし、電流制御部
をドライバICとしてもよい。
【0020】また、光素子を受光素子としたとき、制御
部基板の側面は、筐体の外側からこの筐体内に向かって
入射される光ファイバからの入射光に対して、斜面とな
っているのが好ましい。
【0021】この斜面に受光素子を固定するため、光フ
ァイバからの光は受光部に対して垂直ではない。このよ
うにすると、光ファイバからの光が受光素子の受光部に
到達した後、この受光部で反射した光が光ファイバへ戻
る、いわゆる戻り光を防ぐことができる。
【0022】また、制御部基板の側面に設ける斜面を、
制御部基板を構成するウェハの結晶面に添って形成する
面とするのがよい。
【0023】例えば、シリコンウェハを用いているとす
ると、まずウェハを通常行っているように垂直に切断す
る。この後シリコンの結晶面に従って選択的にエッチン
グすることのできるエッチング液を用いて、切断した上
記ウェハの斜面予定領域に対してエッチングを行う。こ
れにより、シリコンの結晶面はウェハの平坦面に対して
約45°の角度を有する面であるから、切断面はこの結
晶面に従って約45°の斜面となり、シリコンの結晶の
劈開面となっている。このようにして斜面を有する制御
部基板を形成すれば、斜面の角度を一定にそろえること
ができるため、この斜面に固定する受光素子の受光部
の、光ファイバからの光の入射角度も一定となる。よっ
て、受光部での光結合効率を一定にすることができる。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、図を参照してこの発明の実
施の形態につき説明する。なお、各図は発明を理解でき
る程度に概略的に示してあるに過ぎず、したがって発明
を図示例に限定するものではない。また、図において、
図を分かり易くするために断面を示すハッチング(斜
線)は一部分を除き省略してある。
【0025】実施の形態として、少なくとも、光素子
と、制御部基板にIC化されて成る電流制御部と、光素
子と電流制御部とを収納する筐体とを具えた光伝送モジ
ュールにおいて、電流制御部の側面に前記光素子が固定
されている例につき図1を参照して説明する。
【0026】図1は、光伝送モジュールの主要部の、概
略的な斜視図(図1(A))および断面図(図1
(B))である。
【0027】なお、この実施の形態の光伝送モジュール
は受光モジュールとし、光素子を受光素子とし、電流制
御部を、アンプ用基板にIC化されて成るアンプ(増幅
器)とする。
【0028】図1(A)は、この受光モジュール内にお
ける受光素子およびアンプの状態を概略的に示す斜視図
である。受光素子は、ここでは受光素子アレイ11内に
複数併設している。アンプ12はアンプ用基板13にI
C化されてつくり込まれている。ここでは2mm角程度
のチップ形状を有していて、このチップ(アンプ用基
板)の側面13aのうち少なくとも1つの側面13aが
斜面となっている。図1(A)および(B)に示す構成
例では、この斜面13aは、当該面13aが上側を向く
ような面である。すなわち、この斜面13aはアンプ用
基板13の下面13cに対し、角度θ(0°<θ<90
°)で傾いて形成された平坦面である。この斜面13a
に受光素子アレイ11がダイスボンドされている。ま
た、アンプ用基板13の上面13bには、受光素子アレ
イ11との電気的接続を行うための第1配線パッド1
5、およびアンプ12によって増幅された受光電流を取
り出すための第2配線パッド17が、それぞれ配設され
ている。このアンプ12とそれぞれの配線パッド(15
および17)とはアンプ用基板13内で電気的に接続さ
せてある。
【0029】受光素子アレイ11の短辺方向の幅Wは、
0.5mm程度である。よって、アンプ13の斜面形状
の側面13aの、受光素子アレイ11の短辺方向に相当
する方向の長さ(斜面の高さ方向の幅)を少なくとも
0.5mm以上にする必要がある。通常、アンプ用基板
13は、その厚さにばらつきがあるので、製造する工程
中でこの基板13の裏面を研磨することによって、この
厚みを一定にするように制御している。ここでは、50
0μm(0.5mm)の厚さに制御している。このため
斜面13aの高さ方向の幅は、少なくとも500μm以
上となる。
【0030】また、ここでは、この斜面13aの形成
を、ウェハをダイシングソーを用いて切断することによ
って行っている。このとき、ダイシングソーの切断用の
ブレードを斜めにセットしてダイシングすることにより
斜面13aが形成される。この斜面13aは光ファイバ
からの光が受光素子の受光部で反射して、その反射光が
光ファイバに戻るのを防ぐ役割を果たしている。
【0031】このアンプ12の領域をマスクして、上記
斜面13aの受光素子アレイ11をダイスボンドする領
域に金(Au)を蒸着した後、この金蒸着面に受光素子
アレイ11をハンダ等を用いてダイスボンドする。な
お、この金蒸着面は受光素子の電極として用いられる。
この後、各受光素子とそれぞれの受光素子に対応するア
ンプ用基板13に設けた第1配線パッド15とをワイヤ
ボンディングにより、例えば金線19で電気的に接続す
る(図1(A)および図1(B))。
【0032】この構造体を筐体(ケース(図示せず))
の底面にハンダ等を用いて固定する。このとき、ケース
の側面の窓部に設けてある光ファイバからの出射光を集
光するレンズと、上記構造体の受光素子の受光部との高
さ方向の位置ずれに応じて、アンプ用基板とケースの底
面との間にスペーサーを介在させる。これによってレン
ズを通ってケース内に入る光と受光部との高さ方向の位
置を調節する。
【0033】この結果、従来のように基板に受光素子を
固定して、この基板をキャリアに固定するという2段階
の固定段階を踏むことなく、側面13aを斜面にしたア
ンプ用基板13に直接受光素子アレイ11を固定してい
るため、固定段階で生じる位置ずれを低減することがで
きる。よって、光ファイバから出射される光と、受光素
子の受光部との光結合部分の位置合わせを容易に行うこ
とができる。
【0034】また、アンプ用基板13の斜面13aに直
接受光素子アレイ11を固定するため、受光素子アレイ
11とアンプ12との間の配線の長さ(主に、金線19
の長さ)を短くすることができる。このため、配線の長
さに相当する分だけ、共振周波数を上げることができ
て、より高周波の信号の伝送を可能にすることができ
る。
【0035】また、この実施の形態では、アンプ用基板
13および受光素子アレイ11を固定するキャリアを必
要としないため、ケースの高さを低くすることができ
る。ここでは、ケース内に収納する構造体の高さを最大
でも1mm程度にすることができるため、ケースの高さ
を5mm以内に抑えることができる。このため受光素子
モジュールを小型化することができる。
【0036】
【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の発明の光伝送モジュールは、少なくとも、受光素子
と、制御部基板にIC化されて成る電流制御部としての
アンプと、この受光素子とアンプとを収納するケースと
を具えていて、制御部基板の側面に受光素子が固定され
ている。
【0037】このため、従来よりも、受光素子およびア
ンプの筐体への固定段階を減らすことができる。よって
固定するときに生じる位置ずれを低減することができ
て、光ファイバからの光と受光素子の受光部との光結合
部の位置合わせを容易に行うことができるようになる。
【0038】また、アンプ用基板に直接受光素子が固定
されているため、アンプと受光素子との間の配線が短く
なる。このため、共振周波数を高周波側へ上げることが
できるので、より高周波の信号伝送をするのが可能とな
る。
【0039】また、筐体内に収納する構造体の大きさ
を、従来より、アンプと受光素子とが設けられた基板お
よびこの基板を固定するキャリアの分だけ小さくするこ
とができる。このため、光伝送モジュールの小型化が図
れる。
【0040】また、受光素子(受光素子アレイ)を固定
するアンプ用基板の側面は、光ファイバからの出射光に
対して斜面になるように形成されている。これにより受
光素子の受光部も出射光に対して入射角が垂直ではない
ために受光部で反射した光が光ファイバへ戻るのを避け
ることができる。この斜面の形成は、アンプを製造する
ときに、アンプ用基板をダイシングするが、このダイシ
ングに用いるブレードを斜めにセットしてこの基板の切
断を行ってもよい。また、通常のアンプ用基板の切断と
同様に切断を行った後、基板の材料である半導体結晶の
結晶面に従って選択的にエッチングするエッチング液を
用いて、上記基板のエッチングを行って、一定の角度
(例えばシリコンウェハであれば基板表面に対して約4
5°の結晶面を有する。)の斜面を形成してもよい。こ
のようにすれば、光ファイバからの光の入射角度を一定
にすることができる。よって受光部における光結合効率
の、光伝送モジュール間で発生するバラツキを低減する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は、実施の形態の説明に供する、光伝送
モジュールの一部の構造を示す、概略的な斜視図であ
り、(B)は、実施の形態の説明に供する、光伝送モジ
ュールの一部の構造を示す、概略的な断面図である。
【図2】(A)は、従来の光伝送モジュールとその周辺
の構造を示す、概略的な断面図であり、(B)は、従来
の光伝送モジュールの一部の構造を示す、概略的な斜視
図である。
【符号の説明】
11:受光素子アレイ、光素子 12:アンプ、電流制御部 13:アンプ用基板、制御部基板 13a:側面、斜面 13b:上面 13c:下面 15:第1配線パッド 17:第2配線パッド 19:金線 101:光ファイバ 103:受光素子 103a:受光部 105:増幅器(アンプ) 106:アンプ用基板 107:基板、セラミック基板 109:支持体(キャリア) 109a:側面 109b:上面 111:筐体(ケース) 111a:窓部 113:レンズ 115:スペーサー 117:配線パターン 119:ワイヤ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも、光素子と、制御部基板にI
    C化されて成る電流制御部と、前記光素子と電流制御部
    とを収納する筐体とを具えた光伝送モジュールにおい
    て、 前記制御部基板の側面に前記光素子が固定されているこ
    とを特徴とする光伝送モジュール。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の光伝送モジュールにお
    いて、 前記光素子を受光素子とし、前記電流制御部をアンプと
    することを特徴とする光伝送モジュール。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の光伝送モジュールにお
    いて、 前記光素子を発光素子とし、前記電流制御部をドライバ
    ICとすることを特徴とする光伝送モジュール。
  4. 【請求項4】 請求項2に記載の光伝送モジュールにお
    いて、 前記制御部基板の側面は、前記筐体の外側から該筐体内
    に向かって入射される光ファイバからの入射光に対し
    て、斜面となっていることを特徴とする光伝送モジュー
    ル。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の光伝送モジュールにお
    いて、 前記斜面を、前記制御部基板を構成するウェハの結晶面
    に添って形成する面とすることを特徴とする光伝送モジ
    ュール。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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