JPH1154788A - Two-way optical communication module - Google Patents

Two-way optical communication module

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Publication number
JPH1154788A
JPH1154788A JP20467997A JP20467997A JPH1154788A JP H1154788 A JPH1154788 A JP H1154788A JP 20467997 A JP20467997 A JP 20467997A JP 20467997 A JP20467997 A JP 20467997A JP H1154788 A JPH1154788 A JP H1154788A
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JP
Japan
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light
light receiving
light emitting
reflected
communication module
Prior art date
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Pending
Application number
JP20467997A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Ichihara
淳 市原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP20467997A priority Critical patent/JPH1154788A/en
Publication of JPH1154788A publication Critical patent/JPH1154788A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a two-way optical communication module which is easily assembled, manufactured at a low cost, and kept stable in characteristics, by a method wherein receiving signal light is detected after it is reflected from a light emitting part so as to improve coupling efficiency between the light emitting part, a photodetcting part and a light transmission path, and the light emitting part and the photodetecting part are so structured as to be easily die-bonded or wire-bonded. SOLUTION: This module is composed of a light emitting part 1 which emits transmission signal light, a condensing lens 4 which couples the transmission signal light emitted from the light emitting part 1 to a transmission path, a photodetecting part 2 which receives receiving signal light R1 transmitted through the light transmission path, and leads 8 electrically connected to the light emitting part 1 and photodetecting part 2 by wire bonding respectively. In this case, the photodetecting part 2 is so located as to receive reflected light R2 which is the receiving signal light R1 transmitted through the light transmission path and then reflected from the light emitting part 1, and to detect the reflected light R2 through its side opposite to its other side where wires are bonded.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバを用いた
光通信などに用いられる時分割双方向光通信用モジュー
ルに関する。さらに詳しくは、受信信号光を発光素子で
反射させて受光素子により受光する構造で、簡単に組立
てをすることができる構造の双方向光通信用モジュール
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a time-division bidirectional optical communication module used for optical communication using an optical fiber. More specifically, the present invention relates to a bidirectional optical communication module having a structure in which a received signal light is reflected by a light emitting element and received by a light receiving element, and can be easily assembled.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の双方向光通信用モジュールは、た
とえば図4に示されるように、送信信号光を発生する半
導体レーザなどの発光素子21と、受信信号光をハーフ
ミラー23を介して受光するフォトダイオード、フォト
トランジスタなどからなる受光素子22と、送信信号光
を光ファイバなどの光伝送路25に結合させる集光レン
ズ24と、集光した光を伝送する光伝送路25と、光伝
送路25から出射してハーフミラー23により反射する
受信信号光を受光素子22に集光する集光レンズ26と
からなっている。この構成で、発光素子21から送信信
号光がハーフミラー23を介して光伝送路25に入射
し、相手方に送られる。また、相手方から送られた信号
を受信する場合は、光伝送路25からの受信信号光をハ
ーフミラー23により反射して受光素子22により電気
信号に変換することにより受信することができ、光通信
が行われる。この場合、時分割により送信と受信とが交
互に切り替えて行われ、相互間の干渉は起こらない。
2. Description of the Related Art A conventional bidirectional optical communication module receives a light-emitting element 21 such as a semiconductor laser for generating a transmission signal light and a reception signal light via a half mirror 23 as shown in FIG. A light receiving element 22 composed of a photodiode, a phototransistor, etc., a condensing lens 24 for coupling transmission signal light to an optical transmission path 25 such as an optical fiber, an optical transmission path 25 for transmitting condensed light, A light condensing lens 26 condenses the received signal light emitted from the path 25 and reflected by the half mirror 23 to the light receiving element 22. With this configuration, the transmission signal light from the light emitting element 21 enters the optical transmission path 25 via the half mirror 23 and is sent to the other party. When a signal sent from the other party is received, the received signal light from the optical transmission line 25 can be received by being reflected by the half mirror 23 and converted into an electric signal by the light receiving element 22. Is performed. In this case, transmission and reception are alternately switched by time division, and no mutual interference occurs.

【0003】この構成では、ハーフミラーを介して発光
素子21と受光素子22とをそれぞれ独立に集光レンズ
の光軸に合せて組み立てなければならず、精度よく組み
立てるのが非常に難しい。そのため、図5に示されるよ
うに、ハーフミラーを使用しないで、受光素子22の受
光面を半分程度反射面として受光すると共に発光素子2
1からの光を反射させて集光レンズ24や図示しない光
伝送路と結合する構成のものも、たとえば特開平8−1
14726号公報などに開示されている。
In this configuration, the light emitting element 21 and the light receiving element 22 must be independently assembled via the half mirror so as to be aligned with the optical axis of the condenser lens, and it is very difficult to assemble with high accuracy. Therefore, as shown in FIG. 5, the light receiving surface of the light receiving element 22 is received as a reflection surface by about half without using a half mirror, and the light emitting element 2
1 is coupled to the condenser lens 24 or an optical transmission line (not shown) by reflecting light from
No. 14,726, and the like.

【0004】これらの構成の光通信用モジュールでは、
ハーフミラーまたは受光素子の反射面による減衰、戻り
光が反射して光伝送路に入らないように発光素子や受光
素子の発光面や受光面を光ビームの軸に対して傾けるこ
とによる減衰などのため、発光素子や受光素子と光伝送
路との間の結合効率が低くなり、出力の大きい発光素子
や、感度のよい受光素子を使用しなければならず、コス
トアップの要因となっている。
In the optical communication module having these configurations,
Attenuation by the reflection surface of the half mirror or light receiving element, attenuation by tilting the light emitting surface or light receiving surface of the light emitting element or light receiving element with respect to the axis of the light beam so that the return light does not enter the optical transmission path. For this reason, the coupling efficiency between the light emitting element or the light receiving element and the optical transmission line is reduced, and a light emitting element having a large output or a light receiving element having high sensitivity must be used, which causes an increase in cost.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述の発光素子や受光
素子と光伝送路との間の結合効率の低下を改善するた
め、本発明者らは、特願平9−92006号に、発光素
子からの光を集光レンズを介して直接光伝送路に結合さ
せると共に、光伝送路からの受信信号光の前記発光素子
による反射光を受光できる位置に受光素子が設けられる
構造を開示している。すなわち、図3に示されるよう
に、発光素子1をマウントする傾斜面と発光素子の発光
面Aと対向するように受光素子2をマウントする傾斜面
が一体に形成されたヘッダ6に発光素子1および受光素
子2をマウントすることにより、正確に位置決めされた
光モジュールを得るものである。なお、発光素子1はシ
リコンからなるサブマウント1bにレーザダイオードチ
ップ1aがダイボンディングされて形成され、ヘッダ6
はリード8が固定されたステム7と一体に形成されてい
る。そして、その周囲は図示しないキャップなどにより
シールされて、集光レンズ4および光伝送路5と光軸が
一致するように取り付けられる構造になっている。
To improve the coupling efficiency between the light emitting element or the light receiving element and the optical transmission line, the present inventors have disclosed a light emitting element in Japanese Patent Application No. 9-92006. Discloses a structure in which light from a light source is coupled directly to an optical transmission path via a condenser lens, and a light receiving element is provided at a position where the light reflected by the light emitting element of the signal light received from the optical transmission path can be received. . That is, as shown in FIG. 3, the light emitting element 1 is mounted on the header 6 in which the inclined surface on which the light emitting element 1 is mounted and the inclined surface on which the light receiving element 2 is mounted so as to face the light emitting surface A of the light emitting element are integrally formed. By mounting the light receiving element 2, an optical module that is accurately positioned is obtained. The light emitting element 1 is formed by die bonding a laser diode chip 1a to a submount 1b made of silicon.
Is formed integrally with the stem 7 to which the lead 8 is fixed. The periphery thereof is sealed with a cap (not shown) or the like, so that the condenser lens 4 and the optical transmission path 5 are attached so that their optical axes coincide with each other.

【0006】しかし、この構造では、受光素子のマウン
ト面が下向きになっているため、形状が複雑であり、受
光素子がマウントされる面が逆テーパになるため、プレ
ス成形でヘッダを製造することができない。さらに、ヘ
ッダに発光素子および受光素子をダイボンディングした
後、ヘッダをステムに固着してから発光素子および受光
素子の各電極をステムのリードとワイヤボンディングし
なければならないが、受光素子が下向きになっているた
め、受光素子のダイボンディングおよびワイヤボンディ
ングの作業が非常に行いにくい。そのため、ボンディン
グ不良が発生しやすいと共に、作業時間が多くかかり、
高価になるという問題がある。
However, in this structure, since the mounting surface of the light receiving element is downward, the shape is complicated, and the surface on which the light receiving element is mounted has a reverse taper. Can not. Furthermore, after the light emitting element and the light receiving element are die-bonded to the header, the header must be fixed to the stem, and then each electrode of the light emitting element and the light receiving element must be wire-bonded to the lead of the stem, but the light receiving element faces downward. Therefore, the work of die bonding and wire bonding of the light receiving element is very difficult. For this reason, a bonding failure is likely to occur, and a long working time is required.
There is a problem that it becomes expensive.

【0007】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、受信信号光を発光部で反射させて受光
することにより、発光部や受光部と光伝送路との間の結
合効率を向上させながら、発光部および受光部のダイボ
ンディングやワイヤボンディングを行いやすい構造にし
て、簡単に組み立てられる安価で特性の安定した双方向
光通信用モジュールを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and the receiving efficiency is obtained by reflecting a received signal light on a light emitting unit and receiving the reflected signal light, thereby coupling efficiency between the light emitting unit or the light receiving unit and the optical transmission line. It is an object of the present invention to provide an inexpensive and stable characteristic bidirectional optical communication module which has a structure in which die bonding and wire bonding of a light emitting unit and a light receiving unit can be easily performed while improving the characteristics.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明による双方向光通
信用モジュールは、送信信号光を発生させる発光部と、
該発光部からの送信信号光を光伝送路に結合させる集光
レンズと、前記光伝送路からの受信信号光を受信する受
光部と、前記発光部および受光部とそれぞれワイヤボン
ディングがなされて電気的に接続されるリードとからな
り、前記受光部は、前記光伝送路からの受信信号光の前
記発光部による反射光を受光できる位置で、かつ、該受
光部の前記ワイヤボンディングがなされる面と反対の面
から前記反射光を受光できるように設けられている。
According to the present invention, there is provided a bidirectional optical communication module comprising: a light emitting unit for generating a transmission signal light;
A condenser lens for coupling the transmission signal light from the light emitting section to the optical transmission path; a light receiving section for receiving the reception signal light from the optical transmission path; The light receiving unit is located at a position capable of receiving reflected light of the signal light received from the optical transmission line by the light emitting unit, and a surface of the light receiving unit on which the wire bonding is performed. It is provided so as to be able to receive the reflected light from the opposite side.

【0009】この構成にすることにより、受光部のワイ
ヤボンディング面を発光部と対向させることなく発光部
で反射した受信信号光を受光することができるため、光
結合効率を向上させながら、受光素子のダイボンディン
グおよびワイヤボンディングの作業を簡単に行うことが
できる。
With this configuration, the received signal light reflected by the light emitting unit can be received without the wire bonding surface of the light receiving unit facing the light emitting unit, so that the light receiving element can be improved while improving the optical coupling efficiency. Die bonding and wire bonding operations can be easily performed.

【0010】具体的には、間隙部を有する2つの突状部
の上面に、前記受光部の両端部がそれぞれボンディング
されて受光部が設けられることにより、この種の光通信
モジュールに使用される受光素子チップの基板のInP
は、その光通信に使用される1.3μm帯または1.55
μm帯の光を透過するため、前記間隙部を通過する前記
発光部による反射光を受光部の裏面(ワイヤボンディン
グされる面と反対面)側から受光することができる。
[0010] More specifically, a light receiving section is provided by bonding both ends of the light receiving section to the upper surface of two protruding sections having a gap, so that this type of optical communication module is used. InP of light receiving element chip substrate
Is the 1.3 μm band or 1.55 band used for the optical communication.
Since light in the μm band is transmitted, reflected light from the light emitting unit passing through the gap can be received from the back surface (the surface opposite to the surface to be wire-bonded) of the light receiving unit.

【0011】さらに具体的には、前記受光部が受光素子
チップからなり、該受光素子チップの両端部が前記2つ
の突状部にそれぞれボンディングされたり、前記受光部
が、前記受信信号光を透過させる材料、たとえばガラス
やシリコンなどからなるサブマウントと、該サブマウン
ト上にダイボンディングされる受光素子チップとからな
り、前記サブマウントの両端部が前記2つの突状部にそ
れぞれボンディングされることにより、受光部の裏面側
から発光部で反射した受信信号光を受光することができ
る。
More specifically, the light receiving portion is formed of a light receiving element chip, and both ends of the light receiving element chip are bonded to the two projecting portions, respectively, or the light receiving portion transmits the received signal light. And a light receiving element chip die-bonded on the submount, and both ends of the submount are bonded to the two protrusions, respectively. In addition, it is possible to receive the received signal light reflected by the light emitting unit from the back surface side of the light receiving unit.

【0012】サブマウント上に受光素子チップがボンデ
ィングされる場合、前記受光素子チップが裏向きでバン
プにより前記サブマウントにダイボンディングされれ
ば、受光素子チップに直接ワイヤボンディングをする必
要がなく、脆い受光素子チップを破損する虞れがなくな
る。さらに、前記サブマウントに受信用の増幅器が形成
されることにより、ノイズがのりやすい受光素子チップ
から増幅器までのリードの長さや浮遊容量を非常に小さ
くすることができ、高特性の光通信用モジュールとな
る。
When the light receiving element chip is bonded on the submount, if the light receiving element chip is die-bonded to the submount with bumps facing down, it is not necessary to perform direct wire bonding to the light receiving element chip, which is fragile. There is no risk of damaging the light receiving element chip. Further, since the receiving amplifier is formed on the submount, the length of the lead from the light receiving element chip to the amplifier and the stray capacitance, which are likely to cause noise, can be extremely reduced, and a high-performance optical communication module can be obtained. Becomes

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら本発
明の双方向光通信用モジュールについて説明をする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, a bidirectional optical communication module according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0014】本発明の光通信用モジュールは、図1にそ
の一実施形態の斜視説明図が示されるように、送信信号
を発生させる発光部1と、発光部1からの送信信号光を
光伝送路(図示せず)に結合させる集光レンズ(ロッド
レンズ4)と、前記光伝送路からの受信信号光を受信す
る受光部2と、発光部1および受光部2とそれぞれ金線
3などによりワイヤボンディングがなされて電気的に接
続されるリード8とからなっており、受光部2は、前記
光伝送路からの受信信号光R1の発光部1による反射光
R2を受光できる位置で、かつ、受光部2のワイヤボン
ディングがなされる面と反対の面(以下、裏面という)
から発光部1により反射された反射光R2を受光できる
ように設けられている。図1に示される例では、間隙部
Gが形成されるように突状部6a、6bが形成されたヘ
ッダ6の突状部6a、6bの上面に受光部2がその両端
面でボンディングされている。そしてヘッダ6の側壁の
鉛直面に対して傾斜した斜面6cに、発光する光が上方
に進むように発光部1がマウントされ、光伝送路からロ
ッドレンズ4を介して送られてきた受信信号光R1が発
光部1の発光面Aで反射して間隙部Gに進む反射受信信
号光R2を受光部2の裏面側から受光するように発光部
1および受光部2が設けられている。
FIG. 1 is a perspective view of one embodiment of the optical communication module according to the present invention. As shown in FIG. 1, a light emitting section 1 for generating a transmission signal, and a transmission signal light from the light emitting section 1 are optically transmitted. A condensing lens (rod lens 4) coupled to a light path (not shown), a light receiving section 2 for receiving a signal light received from the optical transmission path, a light emitting section 1 and a light receiving section 2, and a gold wire 3 and the like. And a lead 8 electrically connected by wire bonding. The light receiving section 2 is located at a position where it can receive the reflected light R2 of the received signal light R1 from the light transmission path by the light emitting section 1, and Surface opposite to the surface of the light receiving section 2 on which wire bonding is performed (hereinafter referred to as the back surface)
It is provided so as to be able to receive the reflected light R2 reflected by the light emitting unit 1 from. In the example shown in FIG. 1, the light receiving unit 2 is bonded to the upper surfaces of the protrusions 6 a and 6 b of the header 6 in which the protrusions 6 a and 6 b are formed so that the gap G is formed, at both end surfaces thereof. I have. The light emitting section 1 is mounted on the inclined surface 6c of the side wall of the header 6 inclined with respect to the vertical plane so that the emitted light travels upward, and the received signal light transmitted from the optical transmission path via the rod lens 4 is received. The light-emitting unit 1 and the light-receiving unit 2 are provided so that R1 reflects on the light-emitting surface A of the light-emitting unit 1 and receives the reflected reception signal light R2 traveling to the gap G from the back side of the light-receiving unit 2.

【0015】発光部1は、たとえばその端面である発光
面Aからレーザビームを出射する半導体レーザチップ1
aがシリコン基板などからなるサブマウント1bに固着
されることにより形成されている。1cは、サブマウン
ト1bに形成されたレーザチップ1aを駆動する駆動回
路部分を示す。半導体レーザは、その発光面である端面
が劈開などにより鏡面にされると共に、アモルファスS
iやAl2 3 などの無機物からなる多層膜が形成され
ることにより発振波長に対する反射率が適当に設定され
るようになっており、発光層と端面の多層膜とにより共
振器が形成されて共振器内で発振し得る構造になってい
る。したがって、この多層膜の調整により反射率を調整
することができ、共振器内での発振強度を調整すること
ができると共に、受信信号光の反射率もこの多層膜によ
り調整することができる。通常の光通信用モジュールと
して使用されるレーザチップでは、この端面での反射率
が30%程度になるように多層膜が調整されるが、この
反射率を30〜90%程度にしても共振器から出射する
光の割合は小さくなるものの、充分に発振してその強度
が大きくなるため、トータル的な光の強度は下がらず、
受光素子による受光量を増やすことができる。この反射
率は、好ましくは50〜90%程度、さらに好ましくは
60〜90%程度に調整される。
The light emitting section 1 is, for example, a semiconductor laser chip 1 for emitting a laser beam from a light emitting surface A which is an end face thereof.
a is fixed to a submount 1b made of a silicon substrate or the like. Reference numeral 1c denotes a drive circuit portion for driving the laser chip 1a formed on the submount 1b. A semiconductor laser has an end face, which is a light emitting surface, made a mirror surface by cleavage or the like, and an amorphous S
By forming a multilayer film made of an inorganic substance such as i or Al 2 O 3 , the reflectance with respect to the oscillation wavelength is appropriately set, and a resonator is formed by the light emitting layer and the multilayer film on the end face. Thus, it is possible to oscillate in the resonator. Accordingly, the reflectance can be adjusted by adjusting the multilayer film, the oscillation intensity in the resonator can be adjusted, and the reflectance of the received signal light can also be adjusted by the multilayer film. In a laser chip used as a normal optical communication module, the multilayer film is adjusted so that the reflectance at this end face is about 30%. Although the ratio of the light emitted from the light source becomes small, it oscillates sufficiently and its intensity increases, so that the total light intensity does not decrease.
The amount of light received by the light receiving element can be increased. This reflectance is adjusted to preferably about 50 to 90%, more preferably about 60 to 90%.

【0016】この発光部1のサブマウント1bをヘッダ
6にInなどの低融点金属などにより固着することによ
りロッドレンズ4の光軸に対して発光面Aが所定の角度
傾いて光軸上に位置するように取り付けられている。こ
の発光面Aが光軸に対して傾けて取り付けられる理由
は、光伝送路からの受信信号光が発光面Aで反射して再
度光伝送路に戻らないようにすると共に、その反射光を
受光部2により受光できるようにするためである。した
がって、反射光が集光レンズに入らない程度に傾けられ
ればよい。
By fixing the submount 1b of the light emitting portion 1 to the header 6 with a low melting point metal such as In or the like, the light emitting surface A is inclined at a predetermined angle with respect to the optical axis of the rod lens 4 and positioned on the optical axis. It is attached to be. The reason that the light emitting surface A is inclined with respect to the optical axis is that the received signal light from the optical transmission line is reflected by the light emitting surface A so as not to return to the optical transmission line again, and the reflected light is received. This is because the light can be received by the unit 2. Therefore, it is sufficient if the reflected light is tilted so as not to enter the condenser lens.

【0017】受光部2は、図1に示される例では、フォ
トダイオードなどからなる受光素子チップ2aがシリコ
ンなどの受信信号光を透過させる材料からなるサブマウ
ント2bの中心部にボンディングされて形成されてい
る。そしてその中心部の裏面が発光部1の発光面Aによ
り反射した反射受信信号光R2を受光することができる
ように、その中心部が間隙部G上に位置し、その両端部
でボンディングされるように、ヘッダ6の突状部6a、
6bの上面に取り付けられている。受光素子チップ2a
は、光通信に用いられる光の波長が1.3μm帯または
1.55μm帯であるため、通常InPからなる半導体
基板上に前述の波長帯の光を吸収する半導体材料がpn
接合を形成するように積層されている。しかし、フォト
ダイオードに限らず、フォトトランジスタや光電池など
を使用することもできる。このInPは前述の波長帯の
受信信号光を吸収しないため、基板の裏面側から受光し
ても減衰することなく受光することができる。
In the example shown in FIG. 1, the light receiving section 2 is formed by bonding a light receiving element chip 2a composed of a photodiode or the like to the center of a submount 2b made of a material such as silicon which transmits a received signal light. ing. The central portion is positioned on the gap G and bonded at both ends so that the back surface of the central portion can receive the reflected reception signal light R2 reflected by the light emitting surface A of the light emitting portion 1. As described above, the protrusion 6a of the header 6
6b. Light receiving element chip 2a
Since the wavelength of light used for optical communication is in a 1.3 μm band or a 1.55 μm band, a semiconductor material that absorbs light in the above-mentioned wavelength band is usually pn on a semiconductor substrate made of InP.
They are stacked to form a bond. However, not limited to the photodiode, a phototransistor, a photocell, or the like can be used. Since this InP does not absorb the reception signal light in the above-mentioned wavelength band, even if it is received from the back side of the substrate, it can be received without attenuation.

【0018】一方、サブマウント2bは、ガラス板やシ
リコン基板などの受信信号光を透過させる基板が用いら
れるが、シリコン基板は取扱が容易で都合がよい。シリ
コン基板が用いられることにより、図1に示されるよう
に、受光素子チップ2aを裏向きにしてバンプ(図示せ
ず)などによりサブマウント2b上に形成された配線
(図示せず)に直接接続することができる。その結果、
金線3などのワイヤボンディングをサブマウント2bの
シリコン基板上に行うことができる。さらに、シリコン
基板がサブマウント2bとして用いられることにより、
増幅回路2cをサブマウント2bに形成することがで
き、受光素子チップのすぐ近くで受光した信号を増幅す
ることができる。
On the other hand, as the submount 2b, a substrate such as a glass plate or a silicon substrate that transmits the received signal light is used, but the silicon substrate is easy and convenient to handle. By using the silicon substrate, as shown in FIG. 1, the light receiving element chip 2a is turned upside down and directly connected to a wiring (not shown) formed on the submount 2b by a bump (not shown) or the like. can do. as a result,
Wire bonding of the gold wire 3 or the like can be performed on the silicon substrate of the submount 2b. Further, by using the silicon substrate as the submount 2b,
The amplifier circuit 2c can be formed on the submount 2b, and can amplify a signal received near the light receiving element chip.

【0019】この受光部2の裏面が発光面からの反射受
信信号光R2に対して直角になる向きに設けられると、
受光部2で反射した受信信号光がさらに発光面で反射し
て光伝送路に入り干渉してノイズとなる。そのため、反
射信号光と直角にならないように受光部2を傾ける必要
があるが、本発明によれば、傾けられた発光部1により
斜め上方に進む反射受信信号光R2を受光するため、図
1に示されるように、受光部2は水平方向に設けられる
ことにより、丁度反射受信信号光R2と受光部2の裏面
とが斜めの向きになり、受光部2で反射した受信信号光
はさらに発光部1とは異なる方向に進む。したがって、
間隙部Gを有するように形成された突状部6a、6bの
上面に水平方向に受光部2をボンディングすることがで
きる。
If the back surface of the light receiving section 2 is provided in a direction perpendicular to the reception signal light R2 reflected from the light emitting surface,
The received signal light reflected by the light receiving unit 2 is further reflected by the light emitting surface, enters the optical transmission path, interferes, and becomes noise. Therefore, it is necessary to tilt the light receiving unit 2 so as not to be perpendicular to the reflected signal light. However, according to the present invention, the tilted light emitting unit 1 receives the reflected received signal light R2 traveling obliquely upward. As shown in (2), the light receiving section 2 is provided in the horizontal direction, so that the reflected reception signal light R2 and the back surface of the light reception section 2 are in an oblique direction, and the reception signal light reflected by the light reception section 2 emits more light. It proceeds in a direction different from that of the unit 1. Therefore,
The light receiving unit 2 can be horizontally bonded to the upper surfaces of the protrusions 6a and 6b formed so as to have the gap G.

【0020】ヘッダ6は、たとえば鉄や銅合金などから
なり、受光部2の中心部の受光する部分が露出するよう
な間隔の間隙部Gを有するように突状部6a、6bが形
成されると共に、突状部6a、6b上にマウントされる
受光部2の裏面に発光部1の発光面Aで反射した反射受
信信号光R2が向かうように突状部6a、6bの高さが
設定される。また、発光部1がマウントされる傾斜面6
cは、光伝送路からの受信信号光R1が反射して直接光
伝送路に戻らないように、たとえば鉛直方向と15゜程
度の角度になるように形成される。このヘッダ6は、た
とえば突状部6a、6bの高さが1.5mm程度、面積
は1mm×0.5mm程度で、間隙部Gの幅は0.5mm
程度、傾斜面6cの高さは1mm程度と小さいもので、
この形状の金型を作製しておき、鉄板などをプレス成形
することにより簡単に製造される。そのため、この傾斜
面6cに発光部1をマウントし、突状部6a、6b上に
受光部2をマウントするだけで、光伝送路からの受信信
号光R1を光伝送路に戻さないで、かつ、発光面による
反射受信信号光R2を受信することができるように発光
部1と受光部2との位置関係を満足するモジュールが簡
単に組み立てられる。
The header 6 is made of, for example, iron or copper alloy, and is formed with protrusions 6a and 6b so as to have gaps G at intervals such that the light receiving portion at the center of the light receiving portion 2 is exposed. At the same time, the heights of the protrusions 6a and 6b are set such that the reflected reception signal light R2 reflected on the light emitting surface A of the light emitting unit 1 is directed to the back surface of the light receiving unit 2 mounted on the protrusions 6a and 6b. You. Also, an inclined surface 6 on which the light emitting unit 1 is mounted.
c is formed so that the received signal light R1 from the optical transmission line is reflected and does not return directly to the optical transmission line, for example, at an angle of about 15 ° with the vertical direction. The header 6 has, for example, heights of the protruding portions 6a and 6b of about 1.5 mm, an area of about 1 mm × 0.5 mm, and a width of the gap G of 0.5 mm.
Degree, the height of the inclined surface 6c is as small as about 1 mm,
It is easily manufactured by preparing a mold of this shape and press-forming an iron plate or the like. Therefore, only by mounting the light emitting unit 1 on the inclined surface 6c and mounting the light receiving unit 2 on the protruding portions 6a and 6b, the received signal light R1 from the optical transmission line is not returned to the optical transmission line, and A module that satisfies the positional relationship between the light emitting unit 1 and the light receiving unit 2 so as to receive the reflected reception signal light R2 from the light emitting surface can be easily assembled.

【0021】ステム7は、たとえば前述のヘッダ6と一
体にプレス成形により形成され、その貫通孔部にリード
8がガラス材9などにより固着され、その後リード8が
Auメッキされたものである。ヘッダ6にマウントされ
た発光部1や受光部2の各電極とリード8とが金線3に
よりワイヤボンディングされ、さらに図示しないキャッ
プが被せられることにより、本発明の光通信用モジュー
ルが得られる。
The stem 7 is formed, for example, by press molding integrally with the header 6 described above, and a lead 8 is fixed to a through hole of the stem 7 by a glass material 9 or the like, and then the lead 8 is plated with Au. The electrodes of the light emitting unit 1 and the light receiving unit 2 mounted on the header 6 are wire-bonded to the leads 8 with the gold wires 3 and further covered with a cap (not shown), thereby obtaining the optical communication module of the present invention.

【0022】図1に示される例では、受光部2がシリコ
ンからなるサブマウント2b上に受光素子チップ2aが
ダイボンディングされた構造であったが、受光部2の裏
面(ワイヤボンディングされる面と反対側の面)側から
受光する構造になっておればよく、受光部2の構造はこ
の例に限定されるものではない。図2に受光部2の変形
例が示されている。
In the example shown in FIG. 1, the light receiving section 2 has a structure in which the light receiving element chip 2a is die-bonded on a submount 2b made of silicon. It is sufficient that the light receiving portion 2 has a structure for receiving light from the opposite side), and the structure of the light receiving portion 2 is not limited to this example. FIG. 2 shows a modification of the light receiving section 2.

【0023】図2(a)に示される例は、サブマウント
を設けないで受光素子チップ2aを直接突状部6a、6
b上に、その端部が突状部6a、6bと固着されるよう
にマウントされた例である。この場合も、受光素子チッ
プ2aの中心部が間隙部G上に露出し、間隙部Gを通っ
た反射受信信号光R2が受光素子チップ2aの裏面から
受光される。この場合、受光素子チップ2aの各電極パ
ッド2dは金線3により直接リード8とワイヤボンディ
ングされている。
In the example shown in FIG. 2A, the light receiving element chip 2a is directly connected to the projections 6a, 6a without providing a submount.
This is an example in which the end portion is mounted on the b. so that its end is fixed to the protruding portions 6a and 6b. Also in this case, the center of the light receiving element chip 2a is exposed above the gap G, and the reflected reception signal light R2 passing through the gap G is received from the back surface of the light receiving element chip 2a. In this case, each electrode pad 2d of the light receiving element chip 2a is directly wire-bonded to the lead 8 by the gold wire 3.

【0024】図2(b)に示される例は、サブマウント
2b上に受光素子チップ2aがダイボンディングされて
受光部2が形成されているが、受光素子チップ2aは各
電極パッド2dが表向きになるようにボンディングされ
ており、図2(a)と同様に、その電極パッド2dとリ
ード8とが直接ワイヤボンディングされている。この構
造にすれば、高価な受光素子チップを小さくすることが
できる。
In the example shown in FIG. 2B, the light receiving element 2 is formed by die-bonding the light receiving element chip 2a on the submount 2b, and the light receiving element chip 2a has the electrode pads 2d facing up. The electrode pad 2d and the lead 8 are directly wire-bonded as in FIG. 2A. With this structure, an expensive light-receiving element chip can be reduced in size.

【0025】図2(c)に示される例は、受光素子チッ
プ2aが裏向き(電極パッドが設けられる面が下向き)
になるようにサブマウント2b上にボンディングされた
例である。この構造にすることにより、サブマウント2
bに予め設けられた配線2eに受光素子チップ2aの各
電極パッドは図示しないバンプを介して電気的に接続さ
れ、サブマウント2bに設けられた電極パッド2fとリ
ード8との間で金線3によりワイヤボンディングがなさ
れる。この構造にすることにより、InPなどからなり
脆い受光素子チップにワイヤボンディングをしなくてす
み、シリコン基板にワイヤボンディングをすることがで
きるため、ワイヤボンディングの信頼性が向上すると共
に、ワイヤボンディング作業が容易になる。
In the example shown in FIG. 2C, the light receiving element chip 2a is facing down (the surface on which the electrode pads are provided is facing down).
This is an example of bonding on the submount 2b so that With this structure, the submount 2
b, each electrode pad of the light receiving element chip 2a is electrically connected to a wiring 2e provided beforehand via a bump (not shown), and a gold wire 3 is provided between the electrode pad 2f provided on the submount 2b and the lead 8. Performs wire bonding. This structure eliminates the need for wire bonding to a brittle light-receiving element chip made of InP or the like and allows wire bonding to a silicon substrate, thereby improving the reliability of wire bonding and improving the wire bonding work. It will be easier.

【0026】図2(d)に示される例は、図2(c)の
例のサブマウント2bに増幅回路2cが形成された例
で、図1に示される構造である。サブマウント2bがシ
リコンからなる場合には、このような増幅回路および配
線を簡単に形成することができる。一方、サブマウント
2bに増幅回路2cが形成されれば、受光素子チップ2
aにより受光した信号を直ちに増幅することができ、外
部からのノイズを拾いにくい構造になる。その結果、S
N比が向上し、特性の優れた光通信モジュールになる。
The example shown in FIG. 2D is an example in which an amplifier circuit 2c is formed on the submount 2b in the example of FIG. 2C, and has the structure shown in FIG. When the submount 2b is made of silicon, such an amplifier circuit and wiring can be easily formed. On the other hand, if the amplifier circuit 2c is formed on the submount 2b,
The signal a can be immediately amplified by the signal a, so that a structure in which external noise is hardly picked up is obtained. As a result, S
The N ratio is improved, and the optical communication module has excellent characteristics.

【0027】本発明の光通信用モジュールによれば、発
光部の発光面により反射した受信信号光を受光部のワイ
ヤボンディングされる面を発光部に対向させて受光する
のではなく、受光部の裏面から受光するため、受光部の
ワイヤボンディング面を上面にすることができる。その
結果、発光部および受光部をマウントするヘッダの形状
が、下向きの傾斜面を形成しなくてもよいためシンプル
になり、プレス成形により簡単に形成することができ
る。さらに、プレス成形により形成されたヘッダの傾斜
面および突状部の上面に発光部および受光部をマウント
すればよいため、凹部の裏側にマウントするというよう
な作業がなく非常に簡単に組み立てることができる。そ
のため、一般的な自動機により組み立てることもでき
る。さらに、発光部および受光部が下向きにマウントさ
れず、ワイヤボンディングされる面が上面側にあるた
め、ワイヤボンディングを非常に容易に行うことができ
る。
According to the optical communication module of the present invention, the received signal light reflected by the light emitting surface of the light emitting unit is not received with the wire bonding surface of the light receiving unit facing the light emitting unit, but is received by the light receiving unit. Since light is received from the back surface, the wire bonding surface of the light receiving unit can be set to the upper surface. As a result, the shape of the header for mounting the light emitting unit and the light receiving unit does not need to form a downward inclined surface, so that the shape is simplified, and the header can be easily formed by press molding. Furthermore, since the light-emitting portion and the light-receiving portion need only be mounted on the inclined surface and the upper surface of the projecting portion of the header formed by press molding, there is no work such as mounting on the back side of the concave portion, so that assembly is very easy. it can. Therefore, it can be assembled by a general automatic machine. Further, since the light emitting unit and the light receiving unit are not mounted downward and the surface to be wire-bonded is on the upper surface side, the wire bonding can be performed very easily.

【0028】一方、発光面で反射した反射受信信号光
は、受光素子チップやサブマウントを殆ど透過して吸収
されない。そのため、受信感度が落ちることがない。さ
らにシリコンからなるサブマウントに受光素子チップを
ボンディングする場合、高価な受光素子チップを小さく
することができると共に、サブマウントに簡単に増幅回
路を形成することができ、受光素子からのリード(金線
など)による容量形成やノイズの拾得がなく、ノイズの
入る前に信号を大きくすることができ、SN比の高い受
信信号が得られる。
On the other hand, the reflected reception signal light reflected on the light emitting surface hardly passes through the light receiving element chip and the submount and is not absorbed. Therefore, the receiving sensitivity does not decrease. Further, when bonding a light receiving element chip to a submount made of silicon, an expensive light receiving element chip can be reduced in size, an amplifier circuit can be easily formed on the submount, and leads (gold wires) from the light receiving element can be formed. , Etc.), the signal can be increased before noise enters, and a received signal with a high SN ratio can be obtained.

【0029】なお、前述の発信と受信とは、時分割によ
り発信と受信とが時間的に分けて行われるため、光伝送
路からの受信信号光が発光部に入射して発光部の発振に
影響を及ぼすことはない。
Since the transmission and the reception are performed in a time-division manner, the transmission and the reception are performed in a time-division manner, the reception signal light from the optical transmission line is incident on the light emitting unit and causes the light emitting unit to oscillate. It has no effect.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明によれば、発光部および受光部と
光伝送路との結合効率がそれぞれ非常に向上しながら、
発光部および受光部の組立てが非常に容易になる。さら
に、発光部および受光部をマウントするヘッダの形状が
簡略化され、プレス成形により簡単に形成することがで
きる。また、受光部にサブマウントを用いることによ
り、受光素子チップを小さくすることができ、高価な部
品の材料を少なくすることができると共に、ワイヤボン
ディングを受光素子チップにする必要がなくチップの欠
けなどに基づく歩留りの低下や信頼性の低下を来すこと
がない。その結果、高特性で信頼性の高い双方向光通信
用モジュールを非常に安価に得ることができる。
According to the present invention, while the coupling efficiency between the light emitting unit and the light receiving unit and the optical transmission line is greatly improved,
Assembling of the light emitting section and the light receiving section becomes very easy. Furthermore, the shape of the header for mounting the light emitting unit and the light receiving unit is simplified, and the header can be easily formed by press molding. In addition, by using a submount for the light receiving section, the light receiving element chip can be reduced in size, the material of expensive components can be reduced, and it is not necessary to use wire bonding for the light receiving element chip, and the chip is chipped. Therefore, the yield and the reliability are not reduced. As a result, a highly reliable bidirectional optical communication module with high characteristics can be obtained at very low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の双方向光通信用モジュールの一実施形
態の説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of one embodiment of a module for bidirectional optical communication of the present invention.

【図2】図1の受光部の変形例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a modification of the light receiving unit of FIG.

【図3】受信信号光を発光部で反射させて受光部で受信
する構造例の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a structure example in which a received signal light is reflected by a light emitting unit and received by a light receiving unit.

【図4】従来の双方向光通信用モジュールの一例の説明
図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of a conventional bidirectional optical communication module.

【図5】従来の双方向光通信用モジュールの他の例の説
明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of another example of a conventional bidirectional optical communication module.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発光部 2 受光部 2a 受光素子チップ 2b サブマウント 4 ロッドレンズ 6a 突状部 6b 突状部 8 リード DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light-emitting part 2 Light-receiving part 2a Light-receiving element chip 2b Submount 4 Rod lens 6a Projection 6b Projection 8 Lead

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04B 10/02 Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H04B 10/02

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 送信信号光を発生させる発光部と、該発
光部からの送信信号光を光伝送路に結合させる集光レン
ズと、前記光伝送路からの受信信号光を受信する受光部
と、前記発光部および受光部とそれぞれワイヤボンディ
ングがなされて電気的に接続されるリードとからなり、
前記受光部は、前記光伝送路からの受信信号光の前記発
光部による反射光を受光できる位置で、かつ、該受光部
の前記ワイヤボンディングがなされる面と反対の面から
前記反射光を受光できるように設けられてなる双方向光
通信用モジュール。
A light-emitting unit for generating a transmission signal light; a condenser lens for coupling the transmission signal light from the light-emitting unit to an optical transmission line; and a light-receiving unit for receiving a reception signal light from the optical transmission line. , The light emitting unit and the light receiving unit and a lead that is respectively wire-bonded and electrically connected,
The light receiving unit is configured to receive the reflected light from the light transmission unit at a position capable of receiving the reflected light from the light emitting unit and receive the reflected light from the surface of the light receiving unit opposite to the surface on which the wire bonding is performed. A bidirectional optical communication module provided so as to be capable of being used.
【請求項2】 前記受光部は、間隙部を有する2つの突
状部の上面に、前記受光部の両端部がそれぞれボンディ
ングされ、該間隙部を介して前記発光部による反射光を
受光する請求項1記載の光通信用モジュール。
2. The light receiving section, wherein both ends of the light receiving section are respectively bonded to upper surfaces of two projecting portions having a gap, and receive light reflected by the light emitting section via the gap. Item 2. An optical communication module according to Item 1.
【請求項3】 前記受光部が受光素子チップからなり、
該受光素子チップの両端部が前記2つの突状部にそれぞ
れボンディングされ、該受光素子チップの表面側と前記
リードとの間で前記ワイヤボンディングがなされてなる
請求項2記載の光通信用モジュール。
3. The light receiving section comprises a light receiving element chip,
3. The optical communication module according to claim 2, wherein both ends of the light receiving element chip are bonded to the two protruding portions, respectively, and the wire bonding is performed between a surface side of the light receiving element chip and the lead.
【請求項4】 前記受光部が、前記受信信号光を透過さ
せる材料からなるサブマウントと、該サブマウント上に
ダイボンディングされる受光素子チップとからなり、前
記サブマウントの両端部が前記2つの突状部にそれぞれ
ボンディングされてなる請求項2記載の光通信用モジュ
ール。
4. The light-receiving section includes a submount made of a material that transmits the received signal light, and a light-receiving element chip die-bonded on the submount. 3. The optical communication module according to claim 2, wherein the optical communication module is bonded to the projecting portions.
【請求項5】 前記受光素子チップが裏向きでバンプに
より前記サブマウントにダイボンディングされてなる請
求項4記載の光通信用モジュール。
5. The optical communication module according to claim 4, wherein said light receiving element chip is die-bonded to said submount with bumps facing down.
【請求項6】 前記サブマウントに受信用の増幅器が形
成されてなる請求項4または5記載の光通信用モジュー
ル。
6. The optical communication module according to claim 4, wherein a receiving amplifier is formed on the submount.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7290942B2 (en) 2003-01-24 2007-11-06 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical transceiver modules
JP2008090093A (en) * 2006-10-04 2008-04-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Single-core bidirectional optical transmission and reception transceiver

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