WO2001028004A1 - Optical module - Google Patents

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WO2001028004A1
WO2001028004A1 PCT/JP2000/007065 JP0007065W WO0128004A1 WO 2001028004 A1 WO2001028004 A1 WO 2001028004A1 JP 0007065 W JP0007065 W JP 0007065W WO 0128004 A1 WO0128004 A1 WO 0128004A1
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light
conductor
wall
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Sonomi Ishii
Takehiko Nomura
Masayuki Iwase
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The Furukawa Electric Co., Ltd.
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    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/3025Electromagnetic shielding

Definitions

  • the present invention relates to an optical module having a substrate on which a light emitting element and a light receiving element are mounted.
  • bidirectional optical communication module incorporating a light emitting element and a light receiving element is used.
  • bidirectional optical communication modules are increasingly required to be small and low-cost, such as being installed in homes.
  • a substrate with conductor wiring as necessary, and mount a light receiving element and a light emitting element on the substrate as one component It is convenient from the viewpoints of manufacturing and assembling processes to construct and incorporate this into a package and connect it to optical fibers and waveguide components for communication.
  • a Si substrate is suitable as a substrate for mounting the light emitting element and the light receiving element.
  • S i is a material with stable quality that can be obtained at low cost, and has excellent heat dissipation and workability.Therefore, alignment marks for positioning the light emitting and receiving elements when mounting it, optical fiber, etc. This is because there are advantages such as easy formation of V-groove for positioning.
  • the Si substrate used for such a purpose or the Si substrate A device on which light-receiving and light-emitting elements and conductor wiring are mounted on a substrate, and alignment marks and V-grooves are formed as necessary, is called an SOB (Silicon Optical Bench) as necessary.
  • SOB Silicon Optical Bench
  • Figure 1 shows a conceptual diagram of the SOB.
  • 1 0 5 in the figure is a substrate of a thickness of e.g. lmm, conductors (wires) pattern 1 0 6 is formed through the insulating layer 1 0 7 consisting of S i ⁇ 2 etc. on the substrate 1 0 5 ing.
  • conductors (wires) pattern 1 0 6 is formed through the insulating layer 1 0 7 consisting of S i ⁇ 2 etc. on the substrate 1 0 5 ing.
  • the light emitting element 104 and the light receiving element 101 are mounted on the substrate 105, and are connected to the conductor pattern 106 on the substrate 105 by soldering and bonding wires 102.
  • reference numeral 108 denotes a lead wiring
  • reference numeral 109 denotes a dielectric.
  • FIG. 2 is a diagram showing the overall configuration of SOB.
  • the power of the light emitting element (LD) 104, the light receiving element (PD) 101, and the light receiving element (MPD) for detecting and controlling the output of the light emitting element 104 are the light emitting element 104. It is located after 4.
  • An alignment mask for positioning and mounting the light emitting element 104 and the light receiving element 101 on the substrate 105, and the positioning connection of the SOB to external optical fibers (ferrules) and waveguides The state in which a V-groove used to perform the process is formed is shown.
  • the SOB configured as described above is packaged together with a preamplifier, an external connection terminal, or a connection structure with an external optical fiber such as an optical ferrule, as necessary, to form an optical module. It is completed (see Figure 3).
  • the substrate on which the light emitting and receiving elements are mounted In order to reduce the size of the optical module, it is preferable to reduce the size of the substrate on which the light emitting and receiving elements are mounted.
  • the current standard for optical fiber tape is 25 Om pitch, and assuming connection with the current optical fiber tape, an application in which light-emitting elements and light-receiving elements are arranged at 250 m pitch. It can be said that it is the most ideal if the components can be configured.
  • a light emitting element is driven with a current of 10 mA or more, whereas a photocurrent generated from the light receiving element is several orders of magnitude smaller than this, and is usually on the order of / ⁇ .
  • An object of the present invention is to provide an optical module capable of reducing the size of the module and solving the problem of the crosstalk. Disclosure of the invention
  • the optical module of the present invention is an optical module having a substrate on which a light receiving element and a light emitting element are mounted, wherein a conductor wall is provided between the light receiving element and the light emitting element. If necessary, the conductor wall is fitted and fixed in a groove formed in the substrate.
  • the conductive wall includes a top plate located on one or both of the light receiving element and the light emitting element.
  • the conductor wall may have a T-shaped cross section or an L-shaped cross section.
  • the conductor wall includes a first portion formed in an L-shaped cross section, and a first portion independent of the first portion. It may be composed of a second portion forming a top plate having a cross section of “one” shape provided on the individual pieces.
  • the conductor wall is connected to at least one of a ground provided in a drive circuit of the light emitting element or a ground provided in an amplifier circuit of an electric signal output from the light receiving element.
  • the conductor wall may be independently formed of a plurality of separate parts, and the ground of each conductor may be provided separately.
  • a conductive film may be formed on the surface of a wall member made of a resin molded body.
  • the electrical crosstalk is considered to occur through the light receiving / emitting element itself, the substrate, the wiring pattern, or the bonding wire, and the mechanism is complicated. By forming a conductor wall between them, electric crosstalk from the light emitting element can be extremely effectively suppressed.
  • An object of the present invention is to solve the problem of electrical crosstalk in which a signal on a light emitting element side reaches a light receiving element side by a very simple configuration in which a conductor wall is formed between a light receiving element and a light emitting element.
  • the optical module of the present invention is extremely remarkable by means with almost no disadvantages such as a significant increase in material costs, man-hours or substrate size, and a substantial decrease in other characteristics of the optical module. It can be said that it is extremely excellent in practical use in that the effect of reducing crosstalk can be obtained.
  • the present invention relates to an optical module having a substrate on which one or more light-emitting elements and one or more light-receiving elements are mounted.
  • the minimum light-receiving sensitivity of the light-receiving element is 20 dB.
  • m is required
  • the normal drive current of the light emitting element is 5 mA or more
  • the pitch between the closest light receiving element and the light emitting element is 1 mm or less. Between centers This is particularly useful for optical modules that are arranged with.
  • the present invention provides a method for receiving light from a light-emitting element by means that is extremely easy to employ industrially without complicated processing, increase in material costs, or adverse effects on other characteristics of the optical module.
  • the present invention effectively reduces crosstalk to elements, and is a useful invention in various industrial fields where an optical module having a substrate on which a light emitting element and a light receiving element are mounted is manufactured and used.
  • the conductor wall has a top plate that covers the light receiving element, so that the electromagnetic shield effect can be further enhanced. Further, by providing the conductor wall with a top plate that covers the light emitting element, the electromagnetic shield effect can be further enhanced.
  • the conductor wall having the top plate has a first portion formed in a T-shaped cross section, an L-shaped cross section, or an L-shaped cross section, for example, and is independent and separate from the first portion.
  • An optical module having the above-described excellent effects can be realized by providing an aspect constituted by a second portion having a cross section of “one” shape provided in the optical module. Can be easily formed.
  • the optical module according to the present invention is an optical component having at least a light receiving element and a light emitting element, and the main body is an Si substrate on which the light receiving element and the light emitting element are mounted.
  • the optical module according to the present invention is an optical component including a substrate on which a light receiving element and a light emitting element are mounted as one element, that is, a light receiving element as another element.
  • An optical connection mechanism such as an MT connector or a ferrule for connecting a light emitting element to an optical fiber or a waveguide, and / or a method for detecting and amplifying a photocurrent of a light receiving element and applying and detecting a driving voltage of the light emitting element.
  • Wiring And / or an optical component comprising a housing and / or an optical fiber.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a conventional SOB
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of a conventional SOB
  • FIG. 3 is an overall diagram of a general SOB
  • FIG. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is explanatory drawing which shows one Embodiment of this invention, Among them, (a) is a figure which shows a principal part structure, (b) is a figure which shows an example of a conductor wall.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing another embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing still another embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a diagram showing still another embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is an explanatory view showing still another embodiment
  • FIG. 8 is an explanatory view showing still another embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a view showing still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an explanatory view showing an embodiment.
  • FIG. 10 is an explanatory view showing a first specific example of the present invention.
  • FIG. 11 is an explanatory view showing a second specific example of the present invention.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram of an experimental result showing the effect of the present invention.
  • FIG. 10 is an explanatory view showing an embodiment.
  • FIG. 10 is an explanatory view showing a first specific example of the present invention.
  • FIG. 11 is an explanatory view showing a second specific example of the present invention.
  • FIG. 12 is an explan
  • FIG. 13 is an explanatory diagram of a simulation result showing the effect of the present invention.
  • FIG. 4 is an explanatory view showing still another embodiment of the present invention, in which (a) is a perspective view and (b) is a partially enlarged view of a side surface. .
  • the conductor wall 219 in the present invention is installed between the light receiving element 201 and the light emitting element 204 on the Si substrate 205, and the light emitting element Shield the electromagnetic field caused by 204.
  • the material of the conductor wall 211 there are no particular restrictions on the material of the conductor wall 211 as long as it has excellent conductivity.
  • general conductor materials such as copper, aluminum, gold, silver, etc. can be used, and if they have excellent conductivity, are easy to shape, and can be installed on the Si substrate, other materials may be used.
  • Materials, alloy conductive materials, or organic and inorganic conductive materials can also be used, and plate-like (foil-like) or mesh-like (mesh-like) conductive walls can be used.
  • the conductor wall 219 is formed on the surface of the wall member 219a made of a hard resin molded body, for example, by Cu or Cu ZN i or A conductive film 219 b formed by forming Cu / NiZAu by plating may be used. According to this configuration, since the conductive film 219b can be formed in a desired pattern, the conductive wall 219b is preferable because desired conductive characteristics are obtained and the degree of freedom in module design is improved.
  • the height of the conductor wall 2 19 be higher than the light receiving element 201 or the light emitting element 204.
  • the height of the conductor wall 219 is adjusted by the wire bonding. It is preferable that the height is approximately equal to or higher than that of the silicon substrate 202.
  • the height from the surface of the Si substrate 205 is approximately 0.5 mm to 1.5 mm. Is preferred.
  • the conductor wall 219 cannot be formed on the Si substrate 205.
  • a wiring pattern 206 or a bonding wire 202 for supplying a driving current to the light emitting element 204 and extracting a signal current detected by the light receiving element 201 is laid. It is. Therefore, in order to prevent crosstalk between them, as shown in FIG.
  • the light receiving element 201 the wiring pattern 206 for detecting the received signal, and the bonding wire 2 0 2 and the light emitting element 2 0 4 and the wiring pattern 206 for applying the driving voltage, and the conductor wall 211 on the Si substrate 205 in such a manner that the portion where the bonding wire 202 is disposed is substantially divided. It is preferable to arrange them.
  • the conductor wall 219 is provided over the entire length of the Si substrate 205 so as to completely divide the above-mentioned portions on the Si substrate 205. .
  • the conductor wall 219 can be installed and fixed using an adhesive such as epoxy resin, but as shown in Fig. 5, the conductor wall 219 on the Si substrate is located at the position where the conductor wall 219 is installed.
  • a groove 220 is formed, and the conductor wall 219 can be fitted and fixed in the groove 220.
  • Such a groove 220 can be formed by a known method such as etching or dicing, so that the fixing strength of the conductor wall 219 can be increased and the shielding effect can be further enhanced. There are advantages that can be. Of course, even in a mode in which the conductor wall 219 is fitted and fixed in the groove 220, it is preferable to make the fixing firm with an adhesive.
  • the conductor pattern 221 can be used as a positioning mark for the conductor wall 219, and a method such as ultrasonic bonding or soldering can be used to fix the conductor wall 219.
  • the conductor pattern 222 acts as a protective trace, there is an advantage that the shield effect is further enhanced.
  • the conductor wall 219 is not fixed directly to the Si substrate 205 by bonding, but is fixed to a ferrule, a lead frame, or the inner wall of the optical module housing, and In the module assembly process, the Si substrate 205 and the ferrule, lead frame, When performing the embedding, the conductor wall 219 fixed to the ferrule or the like is arranged between the light receiving element 201 and the light emitting element 204 on the Si substrate 205. This is also possible. If the gap between the light receiving element 201 and the light emitting element 204 becomes narrow, it becomes difficult to fix the conductor wall 219 on the Si substrate 205, but according to this method, the conductor wall 219 This has the advantage of facilitating the work of mounting the unit.
  • FIG. 7 shows the positioning relationship between the rule 2 12 and the Si substrate 205, with the conductor wall 2 19 fixed. Since it is necessary to align the optical fiber with the light receiving / emitting elements 201 and 204, the Si substrate 205 and the ferrule 212 can be precisely positioned relative to each other using a V-groove or the like. It is particularly convenient to attach the conductor wall 219 to the ferrule 221 because it is planned. A in the figure indicates an optical fiber insertion hole.
  • the light-emitting element 204 is molded using a resin sealing agent 222 and the like, and a conductive material layer is formed on the molded surface, whereby the conductor of the present invention is obtained. It is also possible to form walls 219. Similarly, it is also possible to mold the light receiving element 201 using a resin sealant or the like, and to form a conductive wall of a conductive material layer on the surface of the mold.
  • the conductive material layer can be formed by sputtering metal or by coating a conductive composition (conductive resin or conductive paint).
  • the conductor wall 219 has a top plate 222 that covers the light receiving element 201.
  • the shape of the conductor wall 219 at this time is, for example, a T-shaped cross section (see FIG. 9 (a)), an L-shaped cross section (see FIG. 9 (b)), and an L-shaped cross section.
  • a ninth embodiment comprising a first portion 219 a and a second portion 219 b having a cross section of “one” shape provided independently and separately from the first portion. (See Fig. (C)), two L-shaped cross-sections are formed back to back to cover the light-receiving element 201 and the light-emitting element 204, respectively (see Fig. 9 (d)). be able to.
  • a conductor wall having an L-shaped cross section can be easily obtained by bending a single plate.
  • a conductor wall having a T-shaped cross section can be obtained by bonding and fixing two plates using an electrically conductive adhesive or solder.
  • the second part 2 19 b of the cross-section “one” shape is fixed in position by attaching it to the module housing.
  • the conductor wall 219 is connected to at least one of a ground provided in a drive circuit of the light emitting element 204 or a ground provided in an amplifier circuit of an electric signal output from the light receiving element. And By doing so, it is not necessary to separately form a new round terminal, and the wiring pattern is short and simple, so that the optical module can be easily miniaturized.
  • FIG. 9 (c) the ground G ND 1 of the first portion 211 a formed in the L-shaped cross section of the conductor wall 219 provided on the light receiving element 201 side is shown.
  • the ground GND 2 of the second portion 219 b thus formed is used together with the ground provided in the drive circuit of the light emitting element 204.
  • the conductor wall 219 is formed of a plurality of independent parts, the ground of each conductor part 219a and 219b is independently taken in the SOB.
  • the amount of crosstalk can be reduced, and the wiring pattern can be made short and simple.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a first specific example of the optical module according to the present invention.
  • Reference numeral 205 denotes a Si substrate having a thickness of 1 mm, a specific resistance of 2000 ⁇ cm, and a size of 3 ⁇ 3 mm for mounting the light receiving element 201 and the light emitting element 204.
  • the SiO 2 oxide insulating film 207 on the surface of the Si substrate 205 is formed by a thermal oxidation method, and is formed on the SiO 2 oxide insulating film 205.
  • the copper or gold wiring patterns 206 a and 206 b are formed by vapor deposition and a well-known lift-off method using photolithography.
  • the light emitting element 201 and the light receiving element 204 were positioned using the wiring patterns 206 a and 206 b as alignment marks, and fixed by soldering. Things.
  • a conductor wall 219 is provided between the light emitting element 201 and the light receiving element 204 for the purpose of reducing electric crosstalk.
  • the conductor wall 219 is obtained by cutting a copper plate having a thickness of 0.15 mm and a size of 1.5 ⁇ 5 mm, and is fixed on the Si substrate 205 using an epoxy adhesive. .
  • As the conductor wall 219 a conductor wall having an I-shaped cross section is used here.
  • Conductor pattern 206 a for extracting the photocurrent of light receiving element 201 and light receiving element 201, and conductor pattern 206 b for driving light emitting element 204 and light emitting element 204 are arranged separately on both sides of the conductor wall 219 with the conductor wall 219 interposed therebetween.
  • a V-shaped groove similar to that shown in FIG. 2 is formed on the Si substrate 205 for the purpose of alignment in connection with an external optical fiber.
  • a light-receiving element (MPD in Fig. 2) for detecting the output of the light-emitting element 204 and performing feedback control is mounted at the subsequent stage of the light-emitting element 204. Above, these illustrations were omitted.
  • the light-emitting element 204 is a known edge-emitting type light-emitting element in which a resonator composed of an InGaAsP active layer having a double heterostructure is formed on an InP substrate. A light-emitting element with an oscillation wavelength of 1.3 1 ⁇ and a threshold current of 5 mA was used. As the light receiving element 201, an InGaAsP light-absorbing layer was formed on an InP substrate. An edge-illuminated light-receiving element with a light-receiving sensitivity of 0.8 A / W was used.
  • the two elements 201 and 204 are installed at the end of the Si substrate 205 in consideration of the easiness of optical coupling, and the two elements 201 and 204 are provided.
  • the light emitting direction and the light incident direction are set in a direction that couples with the optical fiber 211 shown in FIG.
  • 2 13 is a lead frame that constitutes a part of the outer shape of the optical module.
  • a positive terminal and one terminal 2 17, 2 18 for supplying a drive current of the light emitting element 204, and a ground terminal 2 14 are provided.
  • an optical ferrule 2 12 for connecting to the optical fiber 2 1 1 is attached.
  • a preamplifier 203 for amplifying the detection signal from the light receiving element 201 and sending the amplified signal to the outside of the optical module is mounted on the lead frame 2 13.
  • the elements and wiring patterns on the element 205, or the terminals on the lead frame 21 and the preamplifier 203 are connected by bonding wires 202 as necessary.
  • S i the substrate 2 0 5 conductive wall 2 1 provided on 9 is connected to the ground terminal 2 1 4 via the Bondi Nguwaiya 2 0 2 c
  • FIG. 11 is an explanatory view showing a second specific example of the present invention.
  • a second specific example of the present invention is that a part of the conductor wall 2 19 is set in a form fitted in a groove 220 provided on the Si substrate 205.
  • the second embodiment is different from the first embodiment.
  • the conductor wall 219 As the conductor wall 219, a copper plate of 0.15 mm thickness and 2 x 5 mm size is used, and the conductor wall 219 in the installed state is higher than the surface of the Si substrate 205. However, it was set to 1.5 mm as in the specific example 1.
  • FIG. 12 shows the results of comparative measurements performed to confirm the effects of the present invention.
  • A indicates the amount of crosstalk of the optical module of the first embodiment
  • B in the figure indicates the amount of crosstalk of the optical module of the second embodiment.
  • C in the figure is a sample obtained by removing the optical module of the specific example 1 from the conductor wall 219 and the bonding wire 202 connecting the conductor wall to the ground terminal 214. The results of the measurement of the amount of loss are shown.
  • the conductor wall 219 according to the present invention has a remarkable effect of reducing crosstalk. Further, by forming the groove 220 for fitting the conductor wall 219 according to the present invention and fitting and arranging the conductor wall 219 in the groove 220, a further crack is obtained. It can be seen that the loss reduction effect has been achieved.
  • FIG. 4 (a) (I type conductor wall), Fig. 9 (a) (T type conductor wall), (b) (L type conductor wall), (c) (L type conductor wall)
  • Figure 13 shows the simulation results of the relationship between the signal frequency and the amount of crosstalk for each of the optical modules shown in Fig. 13).
  • the characteristic lines a, b, and c in FIG. 13 are the characteristics of the optical module in FIGS. 9 (a), (b), and (c), respectively.
  • the width of the conductor wall 219 (the width in the direction connecting the light emitting element 204 and the light receiving element 201) is set to 200 ⁇ .
  • the characteristic line d in FIG. 13 shows the case, and the characteristic line e shows the case where the width of the conductor wall 219 is 3501111.
  • the crosstalk amount is small even if the width of the conductor wall 211 is 200 ⁇ m, but the crosstalk amount is smaller than 3 ⁇ m.
  • the width of the conductor wall 2 19 is an effective measure to reduce the amount of crosstalk, since the amount of crosstalk is smaller than the force at which it crosses. You can see that there is. From such a viewpoint, it is preferable that the width of the conductor wall 2 19 be equal to or more than 300 ⁇ .
  • FIGS. 9 (a), (b), and (c) allows the conductor wall 219 to be widened. It can be seen that an electromagnetic shielding effect equal to or greater than that obtained when the width of the width is increased is obtained.
  • the conductor wall 219 is for partitioning only on the Si substrate.
  • the conductor Further extending the body wall 219 and providing a conductor wall so that the wires and terminals connected to the Si substrate 205 are also divided on the light receiving element side and the light emitting element side This is the preferred mode.
  • an optical module in which an edge-illuminated light-receiving element and an edge-illuminated light-emitting element are mounted on a Si substrate has been described as an example, but a planar light-emitting element and a light-receiving element are used.
  • the present invention can be applied to an optical module that performs the above-described operation, and the effect of reducing crosstalk can be obtained similarly.
  • the description has centered on an optical module in which one light-receiving element and one light-emitting element are mounted on the Si substrate.
  • the present invention can also be applied to an optical module mounted thereon. In this case, at least between any light receiving element and the light emitting element.
  • the configuration of the present invention is that one conductor wall is formed.
  • a planar waveguide (PLC) is mounted on the substrate together with the light receiving element and the light emitting element.
  • PLC planar waveguide
  • the present invention can be applied to various optical modules, such as an optical module that couples with an optical fiber via a cable.
  • an optical module in a module in which a light receiving element and a light emitting element are mounted on a substrate, crosstalk of the light receiving element affected by the light emitting element is suppressed, and the light receiving element It is suitable as an optical module for optical communication, etc., which can detect weak photocurrent with high accuracy and perform high quality signal processing.

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Description

明 細 書 光モジユ ーノレ 技術分野
本発明は、 発光素子と受光素子を搭載した基板を有する光モジュール に関するものである。 背景技術
例えば、 双方向通信の機能を有する光通信システムにおいては、 発光 素子と受光素子を組み込んだ双方向光通信モジュールが用いられる。 双 方向光通信モジュールは、 近年のコンピュータハー ドウエア、 ネッ トヮ ークの発展に伴い、 家庭にまで設置されるなど、 小型、 低コス トの要求 が高まっている。
小型、 低コス トを実現するための手段と しては、 必要によ り導体配線 が施された基板を使用し、 その基板上に受光素子、 発光素子を搭載した ものを一部品と して構成し、 これをパッケージに組み込んで通信用の光 ファイバや導波路部品と接続する方式が、 製造、 組立工程の観点から便 宜である。
この場合、 発光素子、 受光素子を搭載するための基板と しては、 S i 基板が好適である。 S i は品質の安定した素材を安価で入手でき、 放熱 性に優れると共に、 加工性に優れているために、 受発光素子を搭載時の 位置決めをするためのァライメ ン トマークや、 光ファイバ一などとの位 置決めをするための V溝の形成が容易であるなどの利点があるためであ る。
本明細書では、 このよ うな目的に用いる S i 基板、 あるいは、 該 S i 基板上に受発光素子及び導体配線を搭載し、 必要によって位置決めのた めのァライメ ン トマークや V溝を形成したものを、 必要に応じ S O B ( Silicon Optical Bench) と呼ぶ。
第 1 図に、 S O Bの概念図を示す。 図中の 1 0 5は厚さが例えば l m mの基板であり、 基板 1 0 5上には S i 〇 2等からなる絶縁層 1 0 7 を 介して導体 (配線) パターン 1 0 6が形成されている。
発光素子 1 0 4、 受光素子 1 0 1 は、 基板 1 0 5上に搭載され、 ハン ダ及びボンディ ングワイヤ 1 0 2によ り、 基板 1 0 5上の導体パターン 1 0 6 に接続されている。 なお、 図中 1 0 8は引き出し配線、 1 0 9は 誘電体をそれぞれ示す。
第 2図は S O Bの全体構成を示した図である。 この図では、 発光素子 ( L D ) 1 0 4、 受光素子 ( P D) 1 0 1 のほ力 、 発光素子 1 0 4の出 力を検出制御するための受光素子 (MP D) が発光素子 1 0 4の後段に 配置されている。 基板 1 0 5上には、 発光素子 1 0 4、 受光素子 1 0 1 を位置決め搭載するためのァライメ ン トマ一クゃ、 S O Bを外部の光フ アイバ (フエルール) や導波路などとの位置決め接続をするために用い る V溝が形成された様子が示されている。
上記のよ うに構成された S O Bは、 必要に応じてプリ アンプや、 外部 接続端子、 あるいは、 光フエルールのよ うな外部光ファイバとの接続構 造と と もにパッケージされて、 光モジュールと して完成される (第 3図 参照) 。
と ころで、 光モジュールの小型化を図る上では、 受発光素子を搭載す る基板のサイズも小型化するこ とが好ま しい。 例えば、 現在の光フアイ バテープの規格は 2 5 O mピッチであり、 現状の光ファイバ一テープ との接続を前提とすれば、 発光素子、 受光素子を 2 5 0 mピッチで配 置したアプリ ケーショ ンが構成できれば最も理想的であるといえる。 また、 一般に発光素子は 1 0 m A以上の電流で駆動されるのに対して 、 受光素子から発生する光電流はこれよ り も数桁小さ く 、 通常でも / ι Α のオーダーである。 特に、 光通信においては、 中継局を少なく し、 よ り 多く の受信局との通信を行う こ とが求められるために、 受光素子の受光 感度を高めることが重要であり 、 例えば、 ある種の規格では、 数百 M b Z s程度のアプリ ケーショ ンについては、 一 3 0 d B m ( 0 . 0 0 1 m W ) 以下の最小受信感度が要求されるなど、 場合によっては μ A以下の 光電流の検出が必要となることがある。
発明者らは、 このよ う なモジュールの小型化ゃ受光素子の微弱な光電 流の検出の検討を進める中で、 S i 基板上に受光素子、 発光素子を搭載 するアプリ ケーショ ンの開発においては、 発光素子側の信号が受光素子 側へおよぼす電気的なク ロス トークの問題を解決するこ とが極めて重要 なファクタ一であるこ とを認識するに到った。 本発明は、 モジュールの 小型化を図ると ともに上記ク口ス トークの問題を解決することが可能な 光モジュールを提供する ものである。 発明の開示
本発明は次の構成の光モジュールを提供する。 すなわち、 本発明の光 モジュールは、 受光素子と発光素子を搭載した基板を有する光モジユ ー ルであって、 受光素子と発光素子の間に導体壁を設置したこ とを特徴と する。 必要に応じ、 導体壁は基板に形成された溝部にはめ込み固定され る。
よ り好ま しい形態においては、 導体壁は、 受光素子と発光素子の一方 又は両方の上に位置する天板を備える。 導体壁は、 断面 T型形状あるい は、 断面 L型形状に形成されてもよい。 また、 他の形態例と して、 導体 壁は、 断面 L型形状に形成された第 1 の部分と、 該第 1 の部分と独立別 個に設けられている断面 「一」 型形状の天板を形成する第 2の部分とか ら構成されてもよレ、。
また、 好ま しい一例では、 導体壁が発光素子の駆動回路に設けられる グラウン ドまたは受光素子から出力される電気信号の増幅回路に設けら れるグラウン ドの少なく とも一方と接続される。 この場合、 導体壁が独 立別個の複数の部分から形成され、 それぞれの導体のグラウン ドが別々 に設けられているものでもよレ、。
本発明を構成する導体壁の他の形態例と しては、 樹脂成形体から成る 壁部材の表面に導電性膜を形成したものでもよい。
電気的ク ロス トークは受発光素子自体、 基板、 配線パターン、 あるい はボンディ ングワイヤなどを介して発生すると考えられ、 そのメカニズ ムは複雑であるが、 上記構成のよ うに、 受光素子と発光素子の間に導体 壁を形成することで、 発光素子からの電気的ク ロス トークを極めて効果 的に抑制できる。
本発明は、 受光素子と発光素子の間に導体壁を形成するという極めて 単純な構成によ り、 発光素子側の信号が受光素子側へおよぼす電気的な ク ロス トークの問題を解決する という 目的を達成する。 本発明の光モジ ユールは、 材料費や工数、 あるいは基板サイズの著しい増大、 光モジュ 一ルの他特性の実質的な低下などの不利益を殆ど伴う こ とのない手段を もって、 極めて顕著なクロス トークの低減効果を得るこ とができる点で 、 実用上極めて優れていると言える。
本発明は、 その適用に関しては、 1以上の発光素子と 1以上の受光素 子を搭載した基板を有する光モジュールであって、 例えば、 該受光素子 の最小受光感度と して一 2 0 d B mが要求され、 該発光素子の通常駆動 電流が 5 m A以上であり、 最も近接する受光素子と発光素子が 1 m m以 内のピッチ (ピッチとは、 受光素子の受光中心と発光素子の発光中心間 の距離をいう) をもって配置される光モジュールにおいて、 特に有用な ものである。
要するに、 本発明は、 複雑な加工や材料費の上昇、 あるいは、 光モジ ユールの他特性への悪影響を伴う ことなく 、 工業上の採用することが極 めて容易な手段をもって、 発光素子から受光素子へのク ロス トークを効 果的に低減するものであり、 発光素子及び受光素子を搭載する基板を有 する光モジュールを製造、 利用する各産業分野において有用な発明であ る。
特に、 本発明において、 前記導体壁は、 受光素子上を覆う天板を備え る構成とするこ とによ り、 電磁シール ド効果をさ らに高めるこ とができ る。 さ らに前記導体壁に発光素子上を覆う天板を備える構成とするこ と によ り、 電磁シール ド効果をよ り一層高めることができる。
さ らに、 前記天板を有する導体壁は、 その形状を例えば断面 T型形状 、 断面 L型形状、 前記断面 L型形状に形成された第 1 の部分と、 該第 1 の部分と独立別個に設けられている断面 「一」 型形状の第 2の部分とか ら構成されている態様とすることによって実現でき、 これらの形状の導 体壁を設けることによって、 上記優れた効果を奏する光モジュールを容 易に形成するこ とができる。
なお、 本発明で光モジュールとは、 1つの側面においては、 少なく と も受光素子と発光素子を有する光部品であって、 受光素子と発光素子を 搭載した S i 基板を実質的に本体とする光部品を言う。 また、 本発明で 光モジュールとは、 他の側面においては、 受光素子と発光素子を搭載し た基板を一要素と して具備する光部品、 即ち、 他の要素と して、 受光素 子、 発光素子を光ファイバあるいは導波路と接続するための M Tコネク ターやフ ルールなどの光接続機構、 及び/又は、 受光素子の光電流の 検出増幅や発光素子の駆動電圧を印加 · 検出するための配線 · 端子、 及 びノ又は、 筐体、 及び/又は、 光ファイバを具備する光部品を言う。 図面の簡単な説明
第 1 図は、 従来の S O Bの概念図であり、 第 2図は、 同じく従来の S O Bの概念図であり、 第 3図は、 一般的な S O Bの全体図であり、 第 4 図は、 本発明の一実施態様を示す説明図であり 、 そのう ち、 ( a ) は要 部構成を示す図であり、 ( b ) は導体壁の一例を示す図である。
第 5図は、 本発明の別の実施態様を示す説明図であり 、 第 6図は、 本 発明のさらに別の実施態様を示す説明図であり、 第 7図は、 本発明のさ らにまた別の実施態様を示す説明図であり 、 第 8図は、 本発明のさ らに また別の実施態様を示す説明図であり、 第 9図は、 本発明のさ らにまた 別の実施態様を示す説明図であり、 第 1 0図は、 本発明の第 1 の具体的 実施例を示す説明図であり、 第 1 1 図は、 本発明の第 2の具体的実施例 を示す説明図であり、 第 1 2図は、 本発明の効果を示す実験結果の説明 図であり、 第 1 3図は、 本発明の効果を示すシミ ュ レーショ ン結果の説 明図であり 、 第 1 4図は、 本発明のさ らにまた別の実施形態例を示す説 明図であり、 そのう ち、 ( a ) は斜視図であり、 ( b ) は側面の一部拡 大図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明をよ り詳細に説述するために、 添付の図面にしたがつてこれを 説明する。
第 4図 ( a ) に示すよ うに、 本発明における導体壁 2 1 9は、 S i 基 板 2 0 5上の受光素子 2 0 1 と発光素子 2 0 4の間に設置され、 発光素 子 2 0 4に起因する電磁場をシールドする。
導体壁 2 1 9の材料は、 導電性に優れるものであれば特段の制約はな く 、 銅、 アルミ、 金、 銀、 などの一般的な導体材料が使用可能であり 、 また導電性に優れ、 形状加工が容易で S i 基板上に設置できるものであ れば、 これ以外の材料や合金導体材料、 あるいは有機無機導電材料であ つても使用可能であり、 板状 (箔状) 、 メ ッシュ状 (網状) の導体壁が 使用可能である。
また、 第 4図 ( b ) に示すよ うに、 導体壁 2 1 9は、 硬質の樹脂成形 体から成る壁部材 2 1 9 a の表面に、 例えば C u も しく は C u ZN i も しく は C u /N i ZA uをメ ツキによ り形成する等した導電性膜 2 1 9 b を形成したものでもよレ、。 この構成によれば、 導電性膜 2 1 9 b を所 望のパターンに形成できるので、 導体壁 2 1 9 bは所望の導電特性が得 られる と共に、 モジュール設計の自由度が向上するので好ましい。
よ り高い電磁シ一ル ド効果を得るためには、 導体壁 2 1 9 の高さを、 受光素子 2 0 1 、 あるいは、 発光素子 2 0 4 よ り も高く形成するこ とが 好ま しく 、 また、 受光素子 2 0 1 、 発光素子 2 0 4を搭載した S i 基板 2 0 5上にワイヤボンディ ング 2 0 2が施される場合には、 導体壁 2 1 9の高さをそのワイヤボンディ ング 2 0 2 と同程度以上の高さにするこ とが好ま しく 、 典型的には、 S i 基板 2 0 5表面からの高さが、 0 . 5 mm〜 l . 5 mm程度とすることが好ま しい。
なお、 導体壁 2 1 9は、 高い受光感度が求められる受光素子 2 0 1 の 搭載部近傍にのみ形成しても一定の電磁シール ド効果は得られるが、 S i 基板 2 0 5上には、 発光素子 2 0 4に駆動電流を供給し、 受光素子 2 0 1 が検出した信号電流を取り 出すための配線パターン 2 0 6やボンデ イ ングワイヤ一 2 0 2などが敷線されるのが通常である。 したがって、 これら相互間のク ロス トークを防止するためには、 第 4図 ( a ) のよ う に、 受光素子 2 0 1およびその受信信号の検出のための配線パターン 2 0 6、 ボンディングワイヤー 2 0 2が配置される部分と、 発光素子 2 0 4およびその駆動電圧を印加するための配線パターン 2 0 6、 ボンディ ングワイヤー 2 0 2が配置される部分を実質的に分断する態様で、 導体 壁 2 1 9を S i 基板 2 0 5上に配置するこ とが好ま しい。
更には、 S i 基板 2 0 5 の全長に渡って導体壁 2 1 9 を設置し、 S i 基板 2 0 5上において上記両部分を完全に区画する態様とすることが特 に好ま しレ、。
導体壁 2 1 9 の設置固定は、 エポキシ樹脂などの接着剤を用いて行う ことが出来るが、 第 5図に示すよ うに、 S i 基板上 2 0 5の導体壁 2 1 9 の設置位置に溝 2 2 0 を形成し、 この溝 2 2 0中に導体壁 2 1 9 をは め込み固定することが可能である。 このよ うな溝 2 2 0は、 エッチング やダイシングなど周知の方法によ り形成が可能であり 、 導体壁 2 1 9の 固定強度を高くするこ とができると ともに、 シールド効果を一層高くす ることができる利点がある。 もちろんこの溝 2 2 0中に導体壁 2 1 9を はめ込み固定した態様においても接着剤によ り固定を強固にするこ とが 好ま しい。
また、 第 6図に示すよ う に、 S i 基板 2 0 5上に導体パターン 2 2 1 を形成しておき、 この導体パターン 2 2 1上に導体壁 2 1 9を設置する こと も可能である。 この場合は、 導体パターン 2 2 1 を導体壁 2 1 9の 位置決めマーク と して使用でき、 導体壁 2 1 9 の固定方法と して、 超音 波接合や半田付けなどの方法も使用が可能となると と もに、 この導体パ ターン 2 2 1 が保護 ト レースと して作用するために、 シール ド効果が一 層高く なる利点がある。
また、 製造工程上の便宜から、 導体壁 2 1 9を直接 S i 基板 2 0 5上 に接着固定するのではなく 、 フエルールやリー ドフ レーム、 あるいは光 モジュールの筐体内壁に固定して、 光モジュールの組立工程において、 S i 基板 2 0 5 と フエルール、 リ ー ドフ レーム、 あるレ、は、 筐体との組 み込みを行う際に、 フェルール等に固定された導体壁 2 1 9力 、 S i 基 板 2 0 5上の受光素子 2 0 1 と発光素子 2 0 4の間に配置されるよ うに 構成するこ と も可能である。 受光素子 2 0 1 と発光素子 2 0 4 の間隙が 狭く なると、 S i 基板 2 0 5上への導体壁 2 1 9の固定が困難となるが 、 この方法によれば、 導体壁 2 1 9 の取り付け作業を容易化できる利点 がめる。
第 7図には、 導体壁 2 1 9を固定したフ; ルール 2 1 2 と S i 基板 2 0 5 との位置決め関係を示している。 S i 基板 2 0 5 とフエルール 2 1 2は、 光ファイバと受発光素子 2 0 1 、 2 0 4 との調芯をとる必要から 、 V溝などを用いて相互に精密に位置決めするこ とが予定されているた め、 導体壁 2 1 9をフエルール 2 1 2に取り付けておく方法が特に便宜 である。 なお、 同図の Aは光ファイバ挿通孔を示す。
更に、 第 8図に示すよ うに、 発光素子 2 0 4を樹脂封止剤 2 2 2など を用いてモール ドし、 モールドした表面に導電性材料層を形成するこ と で、 本発明の導体壁 2 1 9を形成すること も可能である。 また同様に受 光素子 2 0 1 を樹脂封止剤などを用いてモール ドし、 該モール ド表面に 導電性材料層による導体壁を形成すること も可能である。 導電性材料層 は、 金属のスパッタ リ ングゃメ ツキによって、 あるいは、 導電性組成物 (導電性樹脂や導電塗料) のコーティ ングによつて形成することができ る。
なお、 第 8図に示す態様では、 導電性材料層の形成に際して、 受光素 子 2 0 1 あるいは発光素子 2 0 4周辺の導体パターン 2 0 6などのマス キング処理が必要となるが、 受光素子 2 0 1 の部分も、 発光素子 2 0 4 の部分と同様にモールドして、 両モールド表面に導電性材料層を形成す る構成を採用するこ とで、 マスキングなどの工程を省略するこ ともでき る。 なお、 本発明における導体壁 2 1 9を接地すると と もに、 また、 第 6 図の保護 ト レース (導体パターン) 2 2 1 を設ける場合には、 保護 ト レ ース 2 2 1 も接地することによ り 、 電磁シール ド効果を一層高めること ができる。
また、 第 9図 ( a ) , ( b ) , ( c ) , ( d ) に示すよ うに、 導体壁 2 1 9は、 受光素子 2 0 1上を覆う天板 2 2 2を備える構成とするこ と によ り 、 電磁シール ド効果をさ らに高めるこ とが可能である。 さらに前 記導体壁 2 1 9に発光素子 2 0 4上を覆う天板 2 2 2を備える構成とす ることによ り 、 電磁シール ド効果をよ り一層高めるこ とが可能である。 このときの導体壁 2 1 9の形状は、 たとえば、 断面 T型形状 (第 9図 ( a ) 参照) 、 断面 L型形状 (第 9図 ( b ) 参照) 、 前記断面 L型形状 に形成された第 1 の部分 2 1 9 a と、 該第 1 の部分と独立別個に設けら れている断面 「一」 型形状の第 2の部分 2 1 9 b とから構成されている 態様 (第 9図 ( c ) 参照) 、 断面 L型形状のものを背中合わせにして 2 つ形成し、 それぞれ受光素子 2 0 1上と発光素子 2 0 4上を覆う態様 ( 第 9図 ( d ) 参照) とすることができる。
断面 L型形状の導体壁は 1枚の板材を折り 曲げ加工するこ とによ り簡 単に得ることができる。 また断面 T型の導体壁は 2枚の板材を電気伝導 性の接着剤や半田によ り接着固定するなどによって得られる。
断面 「一」 型形状の第 2の部分 2 1 9 b はモジュールの筐体に取り付 けるなどによ り位置固定される。
また、 導体壁 2 1 9は、 発光素子 2 0 4の駆動回路に設けられるダラ ゥン ドまたは受光素子から出力される電気信号の増幅回路に設けられる グラウン ドの少なく とも一方と接続される態様とする。 このよ うにする と別途新たなダラゥン ド端子を形成する必要がなく、 配線パターンが短 く簡単な構造となるので、 光モジュールを小型化しやすく なる。 ここで第 9図 ( c ) では、 受光素子 2 0 1側に設けられている導体壁 2 1 9の前記断面 L型形状に形成された第 1 の部分 2 1 9 a のグラウン ド G ND 1 は、 受光素子から出力される電気信号の増幅回路に設けられ るグラ ウン ドと併用し、 発光素子 2 0 4側に設けられている導体壁 2 1 9の前記断面 「一」 型形状に形成された第 2の部分 2 1 9 bのグラウン ド G N D 2は、 発光素子 2 0 4の駆動回路に設けられるグラウン ドと併 用している。
このよ うに導体壁 2 1 9が独立別個の複数の部分から形成されている 場合に、 S O B内でそれぞれの導体部分 2 1 9 a, 2 1 9 bのグラウン ドを独立別個にとることによ り、 ク ロス トーク量を低減できると と もに 、 配線パターンが短く簡単な構成とすることができる。
なお、 第 9図 ( b ) 、 ( c ) において、 断面 L型形状の導体 2 1 9 も しく は 2 1 9 aが発光素子 2 0 4側を覆う態様とすることも勿論可能で め 。
以下、 図面に基づいて本発明の具体的実施例を説明する。
(具体的実施例 1 )
第 1 0図は、 本発明に係る光モジュールの第 1 の具体的実施例を示す 模式図である。 2 0 5は受光素子 2 0 1及び発光素子 2 0 4を搭載する ための、 厚み 1 mmで比抵抗が 2 0 0 0 Ω c m、 3 X 3 mmのサイズの S i 基板である。
第 1 0図において、 S i 基板 2 0 5の表面の S i 02酸化絶縁膜 2 0 7は、 熱酸化法によ り形成したものであり 、 S i O 2酸化絶縁膜 2 0 7 上の銅または金配線パターン 2 0 6 a、 2 0 6 bは蒸着および、 フォ ト リ ソグラフィーを用いた周知のリ フ トオフ法によ り形成されている。 発 光素子 2 0 1 、 受光素子 2 0 4は、 この配線パターン 2 0 6 a , 2 0 6 bをァライメ ン トマーク と して用いて位置決めし、 半田によ り固定した ものである。
発光素子 2 0 1 と受光素子 2 0 4の間には、 電気的ク ロス トーク低減 を目的と して導体壁 2 1 9が設置されている。 導体壁 2 1 9は、 厚み 0 . 1 5 mm, 1 . 5 X 5 mmサイズの銅板を切り 出したものであり、 ェ ポキシ接着剤を用いて S i 基板 2 0 5上に固定されている。 導体壁 2 1 9は、 こ こでは断面 I型形状の導体壁を用いている。
受光素子 2 0 1及び受光素子 2 0 1 の光電流を取り 出すための導体パ ターン 2 0 6 a と、 発光素子 2 0 4及び発光素子 2 0 4 を駆動するため の導体パターン 2 0 6 bは、 前記導体壁 2 1 9 を挟む態様で導体壁 2 1 9の両サイ ドに分離配置されている。 なお、 実際には、 S i 基板 2 0 5 上に外部光ファイバとの接続における位置合わせの目的で第 2図と同様 の V溝を形成し、 また、 第 2図に示したモジュールと同様に、 発光素子 2 0 4の後段に、 発光素子 2 0 4の出力を検出し、 フィ ー ドバック制御 を行うための受光素子 (第 2図の MP D) を搭載したが、 こ こでは作図 の都合上、 これらの図示は省略した。
また、 発光素子 2 0 4 と しては、 I n P基板上にダブルへテロ構造の I n G a A s P活性層による共振器が形成された公知の端面出射型の発 光素子で、 発振波長 1 . 3 1 μ πι、 しきい値電流 5 mA のものを用い 、 受光素子 2 0 1 と しては、 I n P基板上に I n G a A s P導波路型光 吸収層を有する端面入射型受光素子で、 受光感度 0. 8 A/W のものを 用いた。
なお、 両素子 2 0 1 , 2 0 4は、 光結合の容易性を考慮して、 S i 基 板 2 0 5の端部に設置されており、 また、 両素子 2 0 1 , 2 0 4の光出 射方向および、 光入射方向は、 第 1 0図に示す光ファイバ 2 1 1 と結合 する方向に設置されている。
図中 2 1 3は、 光モジュールの外形の一部を構成する リー ドフ レーム であり 、 受光素子 2 0 1 、 発光素子 2 0 4を搭載した S i 基板 2 0 5の 他、 受光素子 2 0 1 からの検出電流を取り 出すためのバイアス及び出力 端子 2 1 5、 2 1 6、 発光素子 2 0 4の駆動電流を供給するための +端 子及び一端子 2 1 7、 2 1 8、 及び、 接地端子 2 1 4が設けられている 。 さ らに、 光ファイバ 2 1 1 との接続を行うための光フエルール 2 1 2 が取り付けられる。
また、 リー ドフ レーム 2 1 3上には、 受光素子 2 0 1 からの検出信号 を増幅して、 光モジュール外部に送り 出すためのプリ アンプ 2 0 3が取 り付けられており 、 S i 基板 2 0 5上の各素子や配線パターン、 あるい は、 リー ドフ レーム 2 1 3上の端子やプリ アンプ 2 0 3は必要に応じて ボンディ ングワイヤ 2 0 2によって接続されている。
リ ー ドフ レームや各端子、 あるレ、は光フエルールは、 光モジュールの 強度や信頼性、 外部部品との接続の便宜などを考慮して、 材料、 形状な どの設計が行われるが、 これらは本発明の必須要件を構成するものでは ないので、 詳細についての説明は省略する。
なお、 本実施の態様において、 S i 基板 2 0 5上に設けた導体壁 2 1 9は、 ボンディ ングワイヤ 2 0 2を介して接地端子 2 1 4に接続されて いる c
(具体的実施例 2 )
第 1 1 図は、 本発明の第 2の具体的実施例を示す説明図である。 本発 明の第 2の具体的実施例は、 導体壁 2 1 9の一部が、 S i 基板 2 0 5上 に設けられた溝 2 2 0中にはめ込まれた形で設置されている点において 、 第 1 の具体的実施例と相違している。 第 2の具体的実施例における溝 2 2 0は、 S i O 2酸化絶縁膜 2 0 7の形成後、 エッチングによつて形 成したものであり、 幅 0. 2 0 mm、 深さ 0. 5 mmで、 S i 基板 2 0 5の全長に渡って形成されている。 また、 導体壁 2 1 9 と しては、 厚み 0. 1 5 mm、 2 X 5 mmサイズ の銅板を使用し、 設置状態での導体壁 2 1 9は S i 基板 2 0 5表面から の高さが、 具体的実施例 1 と同様 1. 5 mmとなるよ うにした。
本発明の効果を確認するために、 比較測定を行った結果を第 1 2図に 示す。 図中 Aは、 実施例 1 の光モジュールのク ロス トーク量を示すもの であ り 、 図中 Bは、 具体的実施例 2の光モジュールのク ロス トーク量を 示すものである。 また、 図中 Cは、 具体的実施例 1 の光モジュールから 、 導体壁 2 1 9及び、 導体壁を接地端子 2 1 4に接続していたボンディ ングワイヤ 2 0 2を取り除いた状態で行ったク ロス トーク量の測定結果 を示している。
第 1 2図から、 本発明に係る導体壁 2 1 9によ り、 顕著なク ロス ト一 ク低減効果が得られていることが判る。 また、 本発明に係る導体壁 2 1 9を嵌合する溝 2 2 0を形成して、 この溝 2 2 0に導体壁 2 1 9を嵌合 配置することによ り、 よ り一層のク ロス トーク低減効果が達成されてい ることが分かる。
(具体的実施例 3 )
第 4図 ( a ) (導体壁が I型) 、 第 9図 ( a ) (導体壁が T型) , ( b ) (導体壁が L型) , ( c ) (導体壁が L · 「一」 型) に示したそれ ぞれの光モジュールについて、 信号周波数とク ロス トーク量との関係に ついてシミ ュ レ一ショ ン結果を第 1 3図に示す。 第 1 3図の特性線 a 、 b、 c がそれぞれ、 第 9図 ( a ) , ( b ) , ( c ) の光モジュールの特 性である。
なお、 第 4図 ( a ) に示したものについては、 導体壁 2 1 9の幅 (発 光素子 2 0 4 と受光素子 2 0 1 を結ぶ方向の幅) を 2 0 0 μ πιと した場 合を第 1 3図の特性線 dに、 上記導体壁 2 1 9の幅を 3 5 0 111と 場合を特性線 e にそれぞれ示している。 この結果によれば、 第 4図 ( a ) に示した光モジュールにおいて、 導 体壁 2 1 9 の幅を 2 0 0 ; u mと した場合でもク ロス トーク量は小さいが 、 それよ り も 3 5 O z mと した場合ク ロス トーク量がはる力 に小さ く な つているこ と力 ら、 導体壁 2 1 9の幅を広く とることはク ロス トーク量 を低減するのに有効な手段であることが分かる。 このよ うな観点から導 体壁 2 1 9 の幅は 3 0 0 μ ηι以上とすると好ま しレ、。
また、 導体壁 2 1 9 の幅を広く とれない場合であっても、 第 9図 ( a ) , ( b ) , ( c ) に示した構造とするこ とによ り、 導体壁 2 1 9 の幅 を広く とった場合と同じかそれ以上の電磁シールド効果が得られるこ と が分かる。
特に第 9図 ( c ) に示す光モジュールでは、 他のものに比べ、 周波数 1 G H z以上において、 著しい電磁シールド効果が得られている。
なお、 本発明は、 上記した実施の形態に限定されるものではない。 例 えば上記各実施形態、 実施例中では、 導体壁 2 1 9は、 S i 基板上のみ を区画するものであつたが、 第 1 4図 ( a ) 、 ( b ) に示すよ うに、 導 体壁 2 1 9をさ らに伸長し、 S i 基板 2 0 5に接続する配線や端子をも 受光素子側と発光素子側とで区画するよ う に導体壁を設けるこ とはさ ら に好ま しい態様である。
例えば、 実施の形態と して、 端面入射型受光素子と端面出射型発光素 子が S i 基板上に搭載された光モジュールを例に説明したが、 面型の発 光素子、 受光素子を使用する光モジュールにも本発明を適用するこ とが 可能であり、 同様にク ロス トーク低減の効果を得ることができる。
また、 明細書中では、 説明の簡単のため、 受光素子と発光素子が各 1 個 S i 基板上に搭載された光モジュールを中心に説明したが、 複数個の 受光素子、 発光素子が S i 上に搭載された光モジュールにも本発明は適 用できる。 この場合、 いずれかの受光素子と発光素子の間に少なく と も 1つの導体壁が形成されていることが本発明の構成である。
また、 明細書中では、 光素子と光ファイバを直接結合させる光モジュ ールを中心に説明したが、 基板上に受光素子、 発光素子と共に、 平面導 波路 ( P L C ) を搭載し、 該導波路を介して光ファイバとの結合を行う 光モジュールなど、 本発明は各種の光モジュールに適用するこ とができ る。
産業上の利用可能性
以上のよ うに、 本発明に係る光モジュールは、 基板上に受光素子と発 光素子が塔載されたモジュールにおいて、 発光素子側から影響を受ける の受光素子のク ロス トークを抑制し、 受光素子の微弱な光電流を精度良 く検出して品質の高い信号処理を行い得る、 光通信等の光モジュールと して適している。

Claims

5冃 求 の 範 囲
1 . 受光素子と発光素子を搭載した基板を有する光モジュールであって
、 受光素子と発光素子の間に導体壁を設置したことを特徴とする光モジ ユーノレ。
2 . 導体壁は基板に形成された溝部にはめ込み固定されているこ とを特 徴とする請求の範囲第 1項記載の光モジュール。
3 . 導体壁は、 受光素子と発光素子の一方又は両方の上に位置する天板 を備えるこ とを特徴とする請求の範囲第 1項または第 2項記載の光モジ ユーノレ。
4 . 導体壁は、 断面 T型形状に形成されていることを特徴とする請求の 範囲第 3項記載の光モジュール。
5 . 導体壁は、 断面 L型形状に形成されているこ とを特徴とする請求の 範囲第 3項記載の光モジュール。
6 . 導体壁は、 断面 L型形状に形成された第 1 の部分と、 該第 1 の部分 と独立別個に設けられている断面 「一」 型形状の天板を形成する第 2の 部分とから構成されていることを特徴とする請求の範囲第 3項記載の光 モシユ ーノレ。
7 . 導体壁は、 断面 L型形状のものを 2つ背中合わせに配置して形成さ れていることを特徴とする請求の範囲第 3項記載の光モジュール。
8 . 導体壁が発光素子の駆動回路に設けられるグラウン ドまたは受光素 子から出力される電気信号の増幅回路に設けられるグラウン ドの少なく とも一方と接続されていることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の光 モジユ ーノレ。
9 . 導体壁が発光素子の駆動回路に設けられるグラウン ドまたは受光素 子から出力される電気信号の増幅回路に設けられるグラウン ドの少なく と も一方と接続されていることを特徴とする請求の範囲第 2項記載の光 モジユ ーノレ。
1 0 . 導体壁が発光素子の駆動回路に設けられるグラウン ドまたは受光 素子から出力される電気信号の増幅回路に設けられるグラウン ドの少な く と も一方と接続されているこ とを特徴とする請求の範囲第 3項記載の 光モジユ ー ノレ。
1 1 . 導体壁が独立別個の複数の部分から形成され、 それぞれの導体の グラウン ドが別々に設けられていることを特徴とする請求の範囲第 8項 記載の光モジュール。
1 2 . 導体壁が独立別個の複数の部分から形成され、 それぞれの導体の グラウン ドが別々に設けられていることを特徴とする請求の範囲第 9項 記載の光モジュール。
1 3 . 導体壁が独立別個の複数の部分から形成され、 それぞれの導体の グラウン ドが別々に設けられていることを特徴とする請求の範囲第 1 0 項記載の光モジュール。
1 4 . 導体壁は、 樹脂成形体から成る壁部材の表面に導電性膜を形成し てなるものであることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の光モジユ ー ル。
1 5 . 導体壁は、 樹脂成形体から成る壁部材の表面に導電性膜を形成し てなるものであることを特徴とする請求の範囲第 2項記載の光モジユ ー ル。
1 6 . 導体壁は、 樹脂成形体から成る壁部材の表面に導電性膜を形成し てなるものであるこ とを特徴とする請求の範囲第 3項記載の光モジユ ー ル。
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