WO2020196775A1 - 光モジュール - Google Patents

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WO2020196775A1
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optical module
wiring board
module according
resin
housing component
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麻衣子 有賀
悠介 稲葉
一樹 山岡
敦 伊澤
和哉 長島
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古河電気工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an optical module used for optical communication and the like.
  • optical modules used for optical communication and the like are known.
  • the connection by the lead pin is mainly adopted for the energization connection with the external electronic board.
  • a rigid substrate has been used as the substrate, but in recent years, a flexible substrate has been adopted.
  • a method of soldering a lead pin to a rigid board has been conventionally used (see, for example, Patent Document 1).
  • a flexible substrate is used as the electronic substrate (see, for example, Patent Documents 2 and 3)
  • a hole is provided in the flexible substrate so that the lead pin of the optical module can be inserted in order to increase the certainty of energization and the bonding strength.
  • An electrode for energization was placed around the hole, and the electrode and the lead pin inserted in the hole were soldered or fixed with a conductive resin to realize energization.
  • the lead pin has been a barrier to the miniaturization of the optical module. For example, if you want to arrange 20 lead pins with a minimum lead pin width of about 0.2 mm and a minimum lead pin pitch of about 0.7 mm at a pitch of 0.7 mm, the minimum is about 15 mm including the R parts at the four corners of the housing. Therefore, it was difficult to further reduce the size.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an optical module capable of miniaturization.
  • the optical module according to the present invention is an optical module having a box-shaped housing on which an optical element is mounted, and is a housing component constituting the housing.
  • the wiring board is adhered to a part of the surface, and the electrical wiring formed inside or on the surface of the wiring board and the electrical wiring introduced inside or on the surface of the housing component are electrically connected. It is characterized by being.
  • the wiring board is a flexible board.
  • another optical module according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the wiring board is formed of polyimide, liquid crystal polymer or polytetrafluoroethylene resin.
  • another optical module according to the present invention is characterized in that, in the above-described invention, the electrical wiring formed on the wiring board is a coplanar line, a microstrip line, or a coplanar line having a ground surface.
  • a sheet composed of an organic substance is thermally adhered on the signal line, or the organic substance sheet is resin-adhered, or A resin coating is applied, a ground surface is formed on the upper surface of the organic sheet or the resin coating, and energized Via holes are formed at a narrow pitch of 0.03 to 5 mm between the two or three ground surfaces. It is characterized by being done.
  • the wiring board has a resin coating on the entire surface except for the energizing pad provided at the edge of the board away from the bonding portion with the surface of the housing component. It is characterized by being given.
  • the wiring board is characterized in that the edge of the board separated from the bonding portion with the surface of the housing component is rounded.
  • the bonding portion between the wiring board and the surface of the housing component contacts both a part of the wiring board and a part of the surface of the housing component. It is characterized in that it is covered with a resin coating material provided in the embodiment.
  • another optical module according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the Young's modulus of the resin coating material is 20 GPa or less.
  • the other optical module according to the present invention is characterized in that the resin coating material thickness is 10 ⁇ m or more in the above-mentioned invention.
  • a joining support member is connected to the front surface or the back surface of the wiring board, and this joining support member is a part of the surface surface of the housing component. It is characterized in that it is joined with a resin adhesive.
  • a joining support member having a protrusion or a pole-shaped portion is connected to the front surface or the back surface of the wiring board, and the protrusion of the joining support member is connected.
  • the pole-shaped portion is characterized in that it engages with a groove, recess, or hole-shaped cavity portion formed in the housing component.
  • the protrusion or pole-shaped portion of the joining support member is inserted into the groove, recess or hole-shaped cavity portion formed in the housing component.
  • it is characterized in that it is joined by a resin adhesive or solder.
  • a joining support member is connected to the front surface or the back surface of the wiring board, and this joining support member is a part of the surface surface of the housing component. It is characterized by being integrated with.
  • the other optical module according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the adhesive used for adhesion is a resin adhesive composed of an epoxy resin, an acrylic resin, a silicone resin or a rubber resin.
  • optical module is characterized in that, in the above-described invention, the optical element is a semiconductor laser, a semiconductor light receiving element, a semiconductor light modulator or a semiconductor optical amplifier.
  • the optical module has a box-shaped housing on which an optical element is mounted, and a wiring substrate is adhered to a part of the surface of a housing component constituting the housing. Since the electrical wiring formed inside or on the surface of the wiring board and the electrical wiring introduced on the inside or surface of the housing component are electrically connected, there is no need to use lead pins as in the past. , The optical module and the wiring board can be electrically connected. Since the size of the lead pin is not restricted, the size of the optical module can be reduced.
  • FIG. 1A is a plan sectional view showing a schematic configuration showing a first embodiment of an optical module according to the present invention.
  • FIG. 1B is a side sectional view showing a schematic configuration showing the first embodiment of the optical module according to the present invention.
  • FIG. 2A is a plan sectional view showing a schematic configuration showing a second embodiment of an optical module according to the present invention.
  • FIG. 2B is a side sectional view showing a schematic configuration showing the second embodiment of the optical module according to the present invention.
  • FIG. 3A is a plan sectional view showing a schematic configuration showing a third embodiment of an optical module according to the present invention.
  • FIG. 3B is a side sectional view showing a schematic configuration showing the third embodiment of the optical module according to the present invention.
  • FIG. 1A is a plan sectional view showing a schematic configuration showing a first embodiment of an optical module according to the present invention.
  • FIG. 1B is a side sectional view showing a schematic configuration showing the first embodiment of the optical module according to
  • FIG. 4A is a plan sectional view showing a schematic configuration showing the fourth embodiment of the optical module according to the present invention.
  • FIG. 4B is a side sectional view showing a schematic configuration showing the fourth embodiment of the optical module according to the present invention.
  • FIG. 5A is a plan sectional view showing a schematic configuration showing a fifth embodiment of an optical module according to the present invention.
  • FIG. 5B is a side sectional view showing a schematic configuration showing the fifth embodiment of the optical module according to the present invention.
  • FIG. 6A is a plan sectional view showing a schematic configuration showing the sixth embodiment of the optical module according to the present invention.
  • FIG. 6B is a side sectional view showing a schematic configuration showing the sixth embodiment of the optical module according to the present invention.
  • FIG. 5A is a plan sectional view showing a schematic configuration showing the sixth embodiment of the optical module according to the present invention.
  • FIG. 6B is a side sectional view showing a schematic configuration showing the sixth embodiment of the optical module according to the present invention
  • FIG. 7A is a plan sectional view showing a schematic configuration showing a seventh embodiment of the optical module according to the present invention.
  • FIG. 7B is a side sectional view showing a schematic configuration showing a seventh embodiment of the optical module according to the present invention.
  • FIG. 8A is a plan sectional view showing a schematic configuration showing the eighth embodiment of the optical module according to the present invention.
  • FIG. 8B is a side sectional view showing a schematic configuration showing the eighth embodiment of the optical module according to the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic view showing a ninth embodiment of the optical module according to the present invention.
  • the optical module 100 is an optical module having a substantially rectangular parallelepiped box-shaped housing 12 on which an optical modulator 10 (optical element) is mounted. ..
  • Optical fibers 14 are connected to both ends of the housing 12 in the longitudinal direction.
  • a ceramic feedthrough 16 constituting the housing 12 extends outward.
  • the end portion of the wiring board 20 is adhered to a part of the upper surface of the extending end portion of the feedthrough 16 via the bonding material 18.
  • the electrical wiring formed inside or on the surface of the wiring board 20 and the electrical wiring introduced inside or on the surface of the feedthrough 16 are electrically connected.
  • the wiring board 20 is shown short, but the actual wiring board 20 is a long board.
  • a flexible substrate can be used as the wiring board 20.
  • the wiring board 20 is preferably formed of polyimide, liquid crystal polymer, or polytetrafluoroethylene resin.
  • the electrical wiring formed on the wiring board 20 is preferably a coplanar line, a microstrip line, or a coplanar line having a ground surface in consideration of high frequency wiring.
  • the wiring board 20 may be coated with a resin on all surfaces except the energizing pad provided at the edge of the board away from the bonding portion with the surface of the feedthrough 16. Further, the wiring board 20 may have a square R-processed at the end of the board away from the bonding portion with the surface of the feedthrough 16.
  • the signal line can be a differential line in addition to the single line.
  • a plurality of lines may be arranged in an array.
  • a sheet composed of an organic substance is thermally adhered on the signal line, or the organic substance sheet is resin-adhered or a resin coating is applied, and the upper surface of the organic substance sheet or the resin coating is applied.
  • a ground surface is formed in the surface, and it is desirable that an energized Via hole is formed between the two or three ground surfaces at a narrow pitch of 0.03 to 5 mm.
  • the wiring board 20 and the feedthrough 16 be joined by soldering or using an adhesive made of a conductive resin. Further, it is desirable to use an epoxy resin, a silicone resin, an acrylic resin, or a rubber resin as the coating agent or the adhesive.
  • the optical module 100 and the wiring board 20 can be electrically connected without using a lead pin as in the conventional case. Since the size of the lead pin is not restricted, the size of the optical module 100 can be reduced.
  • the present inventor has confirmed that the feedthrough 16 can be miniaturized to about ⁇ 0.1 mm and the pitch can be miniaturized to about 0.15 mm even when soldering is taken into consideration. Similarly, it has been confirmed that even when 20 feedthroughs 16 are arranged, the size can be reduced to 3 to 4 mm.
  • the design barrier due to the component dimensions can be removed, which expands the degree of freedom in design and enables design with the optimum line width and structure when high-frequency energization is desired for the electric line. It can lead to improvement of high frequency characteristics.
  • the optical module 200 is an optical module having a substantially rectangular parallelepiped box-shaped housing 12 on which a semiconductor laser (LD) (optical element) and a lens 22 are mounted.
  • An optical fiber 14 is connected to one end in the longitudinal direction of the housing 12, and a feedthrough 16 extends outward from the other end in the longitudinal direction of the housing 12.
  • the end portion of the wiring board 20 is adhered to a part of the upper surface of the extending end portion of the feedthrough 16 via the bonding material 18.
  • the electrical wiring formed inside or on the surface of the wiring board 20 and the electrical wiring introduced inside or on the surface of the feedthrough 16 are electrically connected. Even with this configuration, it is possible to achieve the same effects as in the first embodiment.
  • the optical module 300 according to the third embodiment corresponds to the modification of the second embodiment.
  • the feedthrough 16 extends outward in the longitudinal direction of the housing 12, and the wiring board 20 extending in the extending direction of the feedthrough 16 It is joined to the upper surface of the feedthrough 16 via a joining material 18. Therefore, the upper surface of the feedthrough 16 and the surface of the wiring board 20 are in a parallel positional relationship.
  • the third embodiment as shown in FIGS.
  • the feedthrough 16 extends outward in the longitudinal direction of the housing 12, and is a wiring board extending in a direction perpendicular to the upper surface of the feedthrough 16. 20 is joined to the extending end surface of the feedthrough 16 via the joining material 18. Therefore, the upper surface of the feedthrough 16 and the surface of the wiring board 20 are in a vertical positional relationship. Even with this configuration, it is possible to achieve the same effects as in the second embodiment.
  • the optical module 400 according to the fourth embodiment has the strength supporting resin 24 at the bonding portion between the wiring board 20 and the surface of the feedthrough 16 in the first embodiment. It is provided so as to cover (resin coating material).
  • the strength support resin 24 is provided in such a manner that it contacts both a part of the wiring board 20 and a part of the surface of the feedthrough 16. Since the upper surface portion of the bonded portion is covered with the strength supporting resin 24, the bonding strength between the wiring board 20 and the feedthrough 16 can be improved.
  • the Young's modulus of the strength supporting resin 24 is preferably 20 GPa or less. Further, it is desirable that the thickness of the strength support resin 24 is 10 ⁇ m or more.
  • an epoxy resin, a silicone resin, an acrylic resin, or a rubber resin can be used.
  • the joining support member 26 is joined to the back surface of the wiring board 20, and the joining support member 26 is joined. 26 and feedthrough 16 are joined.
  • the wiring board 20 and the joining support member 26, and the joining support member 26 and the feedthrough 16 can be joined by a joining material 18 such as a resin adhesive or solder, respectively.
  • a resin adhesive it is desirable to use an epoxy resin, a silicone resin, an acrylic resin, or a rubber resin.
  • the wiring board 20 is shown to be shorter than the joining support member 26, but the actual wiring board 20 is longer than the joining support member 26.
  • FIGS. 5A and 5B described above the case where the feedthrough 16 and the joining support member 26 are separate members has been described as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the feedthrough 16 and the joining support member 26 may be integrated.
  • the feedthrough 16 may include a portion such as a joint support member 26. Even in this way, the same action and effect as described above can be obtained.
  • an optical element such as a semiconductor laser (LD) that generates heat
  • LD semiconductor laser
  • a metal heat dissipation mechanism is placed on the upper side of the optical module when the optical module is incorporated into the system. May be placed.
  • Such a heat dissipation mechanism is arranged so as to cover the optical module, for example.
  • the wiring board 20 may be connected to the heat dissipation mechanism so that the heat dissipation mechanism functions as a support member.
  • the heat dissipation mechanism may be configured, for example, to provide a stretched portion extending toward the wiring board 20 so that the stretched portion presses the wiring board 20 against the feedthrough 16. Even in this way, the same action and effect as described above can be obtained.
  • the optical module 600 according to the sixth embodiment is provided with a protrusion or a pole-shaped portion 28 on the joining support member 26 in the above-described fifth embodiment and is engaged with the feedthrough 16. It is a combination.
  • a plurality of protrusions or pole-shaped portions 28 are formed on the end faces of the joining support member 26 facing the feedthrough 16 side.
  • a groove, a recess or a hole-shaped hollow portion 30 is also formed at a corresponding position on the end face of the feedthrough 16.
  • the joint strength can be improved by forming the protrusion or pole-shaped portion 28 of the joint support member 26 into the groove, recess or hole-shaped hollow portion 30 of the feedthrough 16. In this case, in addition to improving the joint strength, alignment can be easily performed, and deterioration of electrical characteristics due to misalignment can be prevented.
  • the protrusion or pole-shaped portion 28 may be inserted and arranged in the groove, recess or hole-shaped hollow portion 30, and both may be joined with a resin adhesive or solder. In this way, the joint strength can be further improved.
  • the wiring board 20 is shown to be shorter than the joining support member 26, but the actual wiring board 20 is longer than the joining support member 26.
  • the optical module 700 is an optical module having a box-shaped housing 12 on which a semiconductor laser (LD) (optical element) with a semiconductor optical amplifier (SOA) and a lens 22 are mounted, and is output from the semiconductor laser (LD). It has a function of amplifying the generated laser light by a semiconductor optical amplifier (SOA) and outputting it from the optical fiber 14. Even when a semiconductor laser (LD) with a semiconductor optical amplifier (SOA) is mounted as the optical element in this way, the same effects as those in the second embodiment can be obtained.
  • LD semiconductor laser
  • SOA semiconductor optical amplifier
  • the optical module 800 corresponds to the modification of the second embodiment described above.
  • the optical module 800 is an optical module having a box-shaped housing 12 on which a semiconductor light receiving element (PD) (optical element) and a lens 22 are mounted, and the light input from the optical fiber 14 is collected by the lens 22. It has a function of receiving light by a semiconductor light receiving element (PD). Even when the semiconductor light receiving element (PD) is mounted as the optical element in this way, the same action and effect as in the second embodiment can be obtained.
  • PD semiconductor light receiving element
  • the optical module 900 includes a coherent mixer (MX), a balanced semiconductor light receiving element (PD), a TIA-IC (ICT, TIA: transimpedance amplifier), an optical modulator (MD), a driver IC (ICD), and a beam splitter (ICD). It is equipped with FL), wavelength rocker (WL), semiconductor laser (LD), and the like. Further, the optical module 900 includes two wiring boards 20, one wiring board 20 for high frequency signals such as RF signals, and the other wiring board 20 for low frequencies such as DC signals. For signals.
  • MX coherent mixer
  • PD balanced semiconductor light receiving element
  • ICT TIA-IC
  • ICD optical modulator
  • ICD driver IC
  • ICD beam splitter
  • FL wavelength rocker
  • LD semiconductor laser
  • the optical module 900 includes two wiring boards 20, one wiring board 20 for high frequency signals such as RF signals, and the other wiring board 20 for low frequencies such as DC signals. For signals.
  • This optical module 900 is a module called IC-TROSA (integrated coherent transmitter-receiver optical sub-assembly), and is a module in which a transmitter, a multi-valued optical modulator, a receiver, and the like are integrally mounted.
  • a semiconductor laser (LD) as a wavelength-variable light source with a wavelength rocker (WL) is supplied with power from a wiring board 20 for low-frequency signals and is used as a signal light source of a transmitter and constitutes a receiver. It is used as a light source for local light emission for detecting a modulated signal by interfering with a signal light received by a coherent mixer (MX).
  • MX coherent mixer
  • the light modulator (MD) is driven by a driver IC (ICD) and functions as a multi-value light modulator.
  • the TIA-IC (ICT) has a function of converting a current signal output according to the signal light received by the balanced semiconductor light receiving element (PD) into a voltage signal and outputting the current signal.
  • the modulation signal supplied to the driver IC (ICD) and the voltage signal output from the TIA-IC (ICT) are input or output to the optical module 900 via the wiring board 20 for high frequency signals.
  • the configuration for increasing the connection strength by using the support resin and the support member as in the fourth, fifth, and sixth embodiments can be applied to the modules of the second, seventh, eighth, and ninth embodiments.
  • the present invention can be applied to an optical module.
  • Light modulator (optical element) 12 Housing 14 Optical fiber 16 Feedthrough (housing parts) 18 Bonding material 20 Wiring board 22 Lens 24 Strength support resin (resin coating material) 26 Joining support member 28 Protrusions or poles 30 Grooves, depressions or holes 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 Optical module FL filter ICT TIA-IC ICD driver IC LD semiconductor laser (optical element) MD light modulator MX mixer PD semiconductor light receiving element (optical element) SOA semiconductor optical amplifier (optical element) WL wavelength rocker

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Abstract

光素子１０が搭載された箱型の筐体１２を有する光モジュール１００であって、筐体を構成する筐体部品１６の表面の一部に配線基板２０が接着されており、配線基板２０の内部または表面に形成されている電気配線と、筐体部品１６の内部または表面に導入されている電気配線とが電気的に接続されているようにする。配線基板２０は、フレキシブル基板であってもよい。また、配線基板２０は、ポリイミド、液晶ポリマーまたはポリテトラフルオロエチレン樹脂によって形成されてもよい。

Description

光モジュール
　本発明は、光通信などに用いられる光モジュールに関するものである。
　従来、光通信などに用いられる光モジュールが知られている。光モジュールでは、外部の電子基板との通電接続に、リードピンによる接続が主に採用されている。基板には、従来はリジット基板が用いられてきたが、近年はフレキシブル基板が採用されるようになってきた。光モジュールと電子基板を電気接続したい場合、従来はリジット基板にリードピンをはんだ付けで接続する方法が用いられてきた（例えば、特許文献１を参照）。一方、電子基板としてフレキシブル基板を用いる場合（例えば、特許文献２、３を参照）、通電の確実性や接合強度を高くするために、フレキシブル基板に光モジュールのリードピンを挿入できるような穴を設け、この穴の周回部に通電用の電極を配置し、この電極と穴に挿入したリードピンをハンダ付けまたは導電性樹脂で固定することで通電を実現していた。
特開２０１８－１０７４４５号公報 国際公開第２０１６／１２９２７７号 国際公開第２０１６／１２９２７８号
　ところで、昨今の電子機器の小型化への要請に伴って、光モジュールの小型化が求められている。しかし、光モジュールの小型化を実現するのにリードピンが障壁となっていた。例えば、リードピンの最小幅が０．２ｍｍ程度、最小リードピンピッチが０．７ｍｍ程度のリードピンを０．７ｍｍピッチで２０本配置したい場合は、筐体四隅のＲ部分を含めても１５ｍｍ程度が最小となるので、これ以上の小型化は困難であった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小型化を図ることのできる光モジュールを提供することを目的とする。
　上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光モジュールは、光素子が搭載された箱型の筐体を有する光モジュールであって、筐体を構成する筐体部品の表面の一部に配線基板が接着されており、配線基板の内部または表面に形成されている電気配線と、筐体部品の内部または表面に導入されている電気配線とが電気的に接続されていることを特徴とする。
　また、本発明に係る他の光モジュールは、上述した発明において、配線基板は、フレキシブル基板であることを特徴とする。
　また、本発明に係る他の光モジュールは、上述した発明において、配線基板は、ポリイミド、液晶ポリマーまたはポリテトラフルオロエチレン樹脂によって形成されていることを特徴とする。
　また、本発明に係る他の光モジュールは、上述した発明において、配線基板に形成されている電気配線は、コプレーナ線路、マイクロストリップ線路またはグランド面を有するコプレーナ線路であることを特徴とする。
　また、本発明に係る他の光モジュールは、上述した発明において、シグナルライン上には有機物で構成されたシートが熱的に接着されるか、または、有機物シートが樹脂接着されるか、または、樹脂コーティングが施されており、有機物シートまたは樹脂コーティングの上面にはグランド面が形成されており、２面または３面のグランド面間には０．０３～５ｍｍの狭ピッチで通電Ｖｉａホールが形成されていることを特徴とする。
　また、本発明に係る他の光モジュールは、上述した発明において、配線基板は、筐体部品の表面との接着箇所よりも離れた基板端に設けられた通電パッドを除いた表面全てに樹脂コーティングが施されていることを特徴とする。
　また、本発明に係る他の光モジュールは、上述した発明において、配線基板は、筐体部品の表面との接着箇所よりも離れた基板端が角Ｒ加工されていることを特徴とする。
　また、本発明に係る他の光モジュールは、上述した発明において、配線基板と筐体部品の表面との接着箇所は、配線基板の一部と筐体部品の表面の一部の両方に接触する態様で設けられた樹脂コーティング材によって覆われていることを特徴とする。
　また、本発明に係る他の光モジュールは、上述した発明において、樹脂コーティング材のヤング率は、２０ＧＰａ以下であることを特徴とする。
　また、本発明に係る他の光モジュールは、上述した発明において、樹脂コーティング材厚は、１０μｍ以上であることを特徴とする。
　また、本発明に係る他の光モジュールは、上述した発明において、配線基板の表面または裏面には接合サポート用部材が接続されており、この接合サポート用部材は、筐体部品の表面の一部に対して樹脂接着剤によって接合していることを特徴とする。
　また、本発明に係る他の光モジュールは、上述した発明において、配線基板の表面または裏面には、突起またはポール状部分を有する接合サポート用部材が接続されており、この接合サポート用部材の突起またはポール状部分は、筐体部品に形成されている溝、窪みまたは孔状の空洞部分に係合していることを特徴とする。
　また、本発明に係る他の光モジュールは、上述した発明において、接合サポート用部材の突起またはポール状部分は、筐体部品に形成されている溝、窪みまたは孔状の空洞部分に挿入されるとともに、樹脂接着剤またはハンダによって接合されていることを特徴とする。
　また、本発明に係る他の光モジュールは、上述した発明において、配線基板の表面または裏面には接合サポート用部材が接続されており、この接合サポート用部材は、筐体部品の表面の一部と一体化していることを特徴とする。
　また、本発明に係る他の光モジュールは、上述した発明において、接着に用いる接着剤は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂またはゴム系樹脂からなる樹脂接着剤であることを特徴とする。
　また、本発明に係る他の光モジュールは、上述した発明において、光素子は、半導体レーザ、半導体受光素子、半導体光変調器または半導体光増幅器であることを特徴とする。
　本発明に係る光モジュールによれば、光素子が搭載された箱型の筐体を有する光モジュールであって、筐体を構成する筐体部品の表面の一部に配線基板が接着されており、配線基板の内部または表面に形成されている電気配線と、筐体部品の内部または表面に導入されている電気配線とが電気的に接続されているので、従来のようにリードピンを用いることなく、光モジュールと配線基板を電気的に接続することができる。リードピンの寸法等の制約を受けないので、光モジュールの小型化を実現することができる。
図１Ａは、本発明に係る光モジュールの実施の形態１を示す概略構成を示す平断面図である。 図１Ｂは、本発明に係る光モジュールの実施の形態１を示す概略構成を示す側断面図である。 図２Ａは、本発明に係る光モジュールの実施の形態２を示す概略構成を示す平断面図である。 図２Ｂは、本発明に係る光モジュールの実施の形態２を示す概略構成を示す側断面図である。 図３Ａは、本発明に係る光モジュールの実施の形態３を示す概略構成を示す平断面図である。 図３Ｂは、本発明に係る光モジュールの実施の形態３を示す概略構成を示す側断面図である。 図４Ａは、本発明に係る光モジュールの実施の形態４を示す概略構成を示す平断面図である。 図４Ｂは、本発明に係る光モジュールの実施の形態４を示す概略構成を示す側断面図である。 図５Ａは、本発明に係る光モジュールの実施の形態５を示す概略構成を示す平断面図である。 図５Ｂは、本発明に係る光モジュールの実施の形態５を示す概略構成を示す側断面図である。 図６Ａは、本発明に係る光モジュールの実施の形態６を示す概略構成を示す平断面図である。 図６Ｂは、本発明に係る光モジュールの実施の形態６を示す概略構成を示す側断面図である。 図７Ａは、本発明に係る光モジュールの実施の形態７を示す概略構成を示す平断面図である。 図７Ｂは、本発明に係る光モジュールの実施の形態７を示す概略構成を示す側断面図である。 図８Ａは、本発明に係る光モジュールの実施の形態８を示す概略構成を示す平断面図である。 図８Ｂは、本発明に係る光モジュールの実施の形態８を示す概略構成を示す側断面図である。 図９は、本発明に係る光モジュールの実施の形態９を示す概略図である。
　以下に、本発明に係る光モジュールの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施の形態により本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
　まず、本発明の実施の形態１を説明する。
　図１Ａ，図１Ｂに示すように、本実施の形態１に係る光モジュール１００は、光変調器１０（光素子）が搭載された略直方体状の箱型の筐体１２を有する光モジュールである。筐体１２の長手方向両端には、光ファイバ１４がそれぞれ接続している。筐体１２の長手側からは、筐体１２を構成するセラミック製のフィードスルー１６（筐体部品）が外側に延出している。フィードスルー１６の延出端部の上面の一部には、接合材１８を介して配線基板２０の端部が接着している。配線基板２０の内部または表面に形成されている電気配線と、フィードスルー１６の内部または表面に導入されている電気配線とは電気的に接続している。なお、図の例では、配線基板２０を短く示しているが、実際の配線基板２０は長い基板である。
　配線基板２０としては、フレキシブル基板を用いることができる。配線基板２０は、ポリイミド、液晶ポリマーまたはポリテトラフルオロエチレン樹脂によって形成することが望ましい。配線基板２０に形成されている電気配線は、高周波配線を考慮した場合、コプレーナ線路、マイクロストリップ線路またはグランド面を有するコプレーナ線路であることが望ましい。配線基板２０は、フィードスルー１６の表面との接着箇所よりも離れた基板端に設けられた通電パッドを除いた表面全てに樹脂コーティングが施されていてもよい。また、配線基板２０は、フィードスルー１６の表面との接着箇所よりも離れた基板端が角Ｒ加工されていてもよい。
　シグナルラインはシングルラインのほかに、差動ラインも考えられる。線路はアレイ状に複数並んでいてもよい。また、シグナルライン上には有機物で構成されたシートが熱的に接着されるか、または、有機物シートが樹脂接着されるか、または、樹脂コーティングが施されており、有機物シートまたは樹脂コーティングの上面にはグランド面が形成されており、２面または３面のグランド面間には０．０３～５ｍｍの狭ピッチで通電Ｖｉａホールが形成されていることが望ましい。
　配線基板２０とフィードスルー１６の接合は、ハンダ付けまたは導電性樹脂からなる接着剤を用いた接合が望ましい。また、コーティング剤や接着剤は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ゴム樹脂を用いるのが望ましい。
　上記の構成によれば、従来のようにリードピンを用いることなく、光モジュール１００と配線基板２０を電気的に接続することができる。リードピンの寸法等の制約を受けないので、光モジュール１００の小型化を実現することができる。
　なお、フィードスルー１６は、ハンダ付けを考慮しても、φ０．１ｍｍ程度まで小型化でき、ピッチは０．１５ｍｍ程度まで小型化できることを本発明者は確認している。同様に、フィードスルー１６を２０個配置した場合でも３～４ｍｍまで小型化できることを確認している。
　このことにより、部品寸法による設計障壁を取り除くことができたことで、設計の自由度が広がり、電気線路に高周波通電をしたい場合に、最適な線幅や構造での設計が可能となって、高周波特性の向上にもつなげることができる。
（実施の形態２）
　次に、本発明の実施の形態２を説明する。
　図２Ａ，図２Ｂに示すように、本実施の形態２に係る光モジュール２００は、上記の実施の形態１の変形例に相当するものである。この光モジュール２００は、半導体レーザ（ＬＤ）（光素子）とレンズ２２が搭載された略直方体状の箱型の筐体１２を有する光モジュールである。筐体１２の長手方向一端には光ファイバ１４が接続し、筐体１２の長手方向他端からはフィードスルー１６が外側に延出している。上記の実施の形態１と同様に、フィードスルー１６の延出端部の上面の一部には、接合材１８を介して配線基板２０の端部が接着している。配線基板２０の内部または表面に形成されている電気配線と、フィードスルー１６の内部または表面に導入されている電気配線とは電気的に接続している。このように構成しても、上記の実施の形態１と同様の作用効果を奏することができる。
（実施の形態３）
　次に、本発明の実施の形態３を説明する。
　図３Ａ，図３Ｂに示すように、本実施の形態３に係る光モジュール３００は、上記の実施の形態２の変形例に相当するものである。上記の実施の形態２では、図２Ａ，図２Ｂに示したように、フィードスルー１６は筐体１２の長手方向外側に延出しており、フィードスルー１６の延出方向に延びた配線基板２０がフィードスルー１６の上面に接合材１８を介して接合している。したがって、フィードスルー１６の上面と配線基板２０の表面は平行の位置関係にある。一方、本実施の形態３では、図３Ａ，図３Ｂに示すように、フィードスルー１６は筐体１２の長手方向外側に延出しており、フィードスルー１６の上面に垂直な方向に延びた配線基板２０が、フィードスルー１６の延出端面に接合材１８を介して接合している。したがって、フィードスルー１６の上面と配線基板２０の表面は垂直の位置関係にある。このように構成しても、上記の実施の形態２と同様の作用効果を奏することができる。
（実施の形態４）
　次に、本発明の実施の形態４を説明する。
　図４Ａ，図４Ｂに示すように、本実施の形態４に係る光モジュール４００は、上記の実施の形態１において、配線基板２０とフィードスルー１６の表面との接着箇所に、強度サポート用樹脂２４（樹脂コーティング材）を覆うように設けたものである。この強度サポート用樹脂２４は、配線基板２０の一部とフィードスルー１６の表面の一部の両方に接触する態様で設けられる。接着箇所の上面部分が強度サポート用樹脂２４によって覆われるので、配線基板２０とフィードスルー１６の接合強度を向上させることができる。強度サポート用樹脂２４のヤング率は、２０ＧＰａ以下であることが望ましい。また、強度サポート用樹脂２４の厚さは、１０μｍ以上であることが望ましい。強度サポート用樹脂２４は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ゴム樹脂を用いることができる。
（実施の形態５）
　次に、本発明の実施の形態５を説明する。
　図５Ａ，図５Ｂに示すように、本実施の形態５に係る光モジュール５００は、上記の実施の形態１において、配線基板２０の裏面に接合サポート用部材２６を接合するとともに、接合サポート用部材２６とフィードスルー１６とを接合したものである。配線基板２０と接合サポート用部材２６、接合サポート用部材２６とフィードスルー１６は、樹脂接着剤またはハンダなどの接合材１８でそれぞれ接合することができる。こうすることで、二面以上の固定を確保できるため、上記の実施の形態１に比べて、接合強度を向上させることが可能となる。樹脂接着剤を用いる場合は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ゴム樹脂を使用するのが望ましい。なお、図の例では、配線基板２０は接合サポート用部材２６よりも短く示しているが、実際の配線基板２０は接合サポート用部材２６よりも長い。
（実施の形態５の変形例）
　上記の図５Ａ，図５Ｂでは、フィードスルー１６と接合サポート用部材２６が別部材となっている場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、フィードスルー１６と接合サポート用部材２６が一体化しているものであってもよい。例えば、フィードスルー１６が接合サポート用部材２６のような部分を備えてもよい。このようにしても、上記と同様の作用効果を奏することができる。
　また、光モジュール２００や３００のように、半導体レーザ（ＬＤ）のような発熱を伴う光素子が用いられる場合は、当該光モジュールをシステムに組み込む場合に、光モジュールの上側に金属製の放熱機構を配置してもよい。このような放熱機構は、例えば光モジュールを覆うように配置される。この場合、当該放熱機構がサポート用部材として機能するよう、例えば、配線基板２０を当該放熱機構に接続してもよい。当該放熱機構は、例えば、配線基板２０に向かって延伸する延伸部を設け、この延伸部で配線基板２０をフィードスルー１６に押さえつけるように構成してもよい。このようにしても、上記と同様の作用効果を奏することができる。
（実施の形態６）
　次に、本発明の実施の形態６を説明する。
　図６Ａ，図６Ｂに示すように、本実施の形態６に係る光モジュール６００は、上記の実施の形態５において、接合サポート用部材２６に突起またはポール状部分２８を設け、フィードスルー１６に係合したものである。突起またはポール状部分２８は、接合サポート用部材２６のフィードスルー１６側に向いた端面に複数形成されている。一方、フィードスルー１６の端面の対応した位置にも溝、窪みまたは孔状の空洞部分３０が形成されている。接合サポート用部材２６の突起またはポール状部分２８を、フィードスルー１６の溝、窪みまたは孔状の空洞部分３０に嵌め込む構造とすることで、接合強度を向上させることができる。この場合、接合強度向上の他に、位置合わせが容易にできることとなり、位置ずれによる電気特性劣化を防ぐこともできる。なお、突起またはポール状部分２８を、溝、窪みまたは孔状の空洞部分３０に挿入配置するとともに、双方間を樹脂接着剤またはハンダによって接合してもよい。このようすれば、接合強度をより向上させることができる。また、図の例では、配線基板２０は接合サポート用部材２６よりも短く示しているが、実際の配線基板２０は接合サポート用部材２６よりも長い。
（実施の形態７）
　次に、本発明の実施の形態７を説明する。
　図７Ａ，図７Ｂに示すように、本実施の形態７に係る光モジュール７００は、上記の実施の形態２の変形例に相当するものである。この光モジュール７００は、半導体光増幅器（ＳＯＡ）付きの半導体レーザ（ＬＤ）（光素子）とレンズ２２が搭載された箱型の筐体１２を有する光モジュールであり、半導体レーザ（ＬＤ）から出力されたレーザ光を半導体光増幅器（ＳＯＡ）で増幅して光ファイバ１４から出力する機能を有している。このように光素子として半導体光増幅器（ＳＯＡ）付きの半導体レーザ（ＬＤ）を搭載する場合でも、上記の実施の形態２と同様の作用効果を奏することができる。
（実施の形態８）
　次に、本発明の実施の形態８を説明する。
　図８Ａ，図８Ｂに示すように、本実施の形態８に係る光モジュール８００は、上記の実施の形態２の変形例に相当するものである。この光モジュール８００は、半導体受光素子（ＰＤ）（光素子）とレンズ２２が搭載された箱型の筐体１２を有する光モジュールであり、光ファイバ１４から入力された光をレンズ２２で集光して半導体受光素子（ＰＤ）で受光する機能を有している。このように光素子として半導体受光素子（ＰＤ）を搭載する場合でも、上記の実施の形態２と同様の作用効果を奏することができる。
（実施の形態９）
　図９に示すように、本実施の形態９にかかる光モジュール９００は、上記の実施の形態２の変形例に相当するものである。光モジュール９００は、コヒーレントミキサ（ＭＸ）、バランス型の半導体受光素子（ＰＤ）、ＴＩＡ－ＩＣ（ＩＣＴ、ＴＩＡ：トランスインピーダンスアンプ）、光変調器（ＭＤ）、ドライバＩＣ（ＩＣＤ）、ビームスプリッタ（ＦＬ）、波長ロッカ（ＷＬ）、半導体レーザ（ＬＤ）等を備えている。また、光モジュール９００は、二つの配線基板２０を備えており、一つの配線基板２０は、ＲＦ信号のような高周波信号用であり、もう一つの配線基板２０は、ＤＣ信号のような低周波信号用である。この光モジュール９００は、ＩＣ－ＴＲＯＳＡ（integrated　coherent　transmitter-receiver　optical　sub-assembly）と呼ばれるモジュールであって、送信機、多値光変調器、受信機等が一体に実装されているモジュールである。波長ロッカ（ＷＬ）付きの波長可変光源としての半導体レーザ（ＬＤ）は、低周波信号用の配線基板２０から電力を供給されて、送信機の信号光源として利用されるとともに、受信機を構成するコヒーレントミキサ（ＭＸ）にて受信した信号光と干渉させて変調信号を検出するための局発光の光源として利用される。光変調器（ＭＤ）はドライバＩＣ（ＩＣＤ）によって駆動されて多値光変調器として機能する。ＴＩＡ－ＩＣ（ＩＣＴ）は、バランス型の半導体受光素子（ＰＤ）が受光した信号光に応じて出力する電流信号を、電圧信号に変換して出力する機能を有する。ドライバＩＣ（ＩＣＤ）に供給される変調信号やＴＩＡ－ＩＣ（ＩＣＴ）から出力された電圧信号は、高周波信号用の配線基板２０を経由して光モジュール９００に対して入力または出力がなされる。
　以上、本発明の実施の形態および変形例が例示されたが、上記実施の形態および変形例は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施の形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造や、種類、方向、型式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。
　例えば、実施の形態４、５、６のような、サポート用樹脂やサポート用部材を用いて接続強度を増す構成は、実施の形態２、７、８、９のモジュールにも適用可能である。
　本発明は、光モジュールに適用することができる。
　１０　光変調器（光素子）
　１２　筐体
　１４　光ファイバ
　１６　フィードスルー（筐体部品）
　１８　接合材
　２０　配線基板
　２２　レンズ
　２４　強度サポート用樹脂（樹脂コーティング材）
　２６　接合サポート用部材
　２８　突起またはポール状部分
　３０　溝、窪みまたは孔状の空洞部分
　１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００　光モジュール
　ＦＬ　フィルタ
　ＩＣＴ　ＴＩＡ－ＩＣ
　ＩＣＤ　ドライバＩＣ
　ＬＤ　半導体レーザ（光素子）
　ＭＤ　光変調器
　ＭＸ　ミキサ
　ＰＤ　半導体受光素子（光素子）
　ＳＯＡ　半導体光増幅器（光素子）
　ＷＬ　波長ロッカ

Claims (16)

  1. 　光素子が搭載された箱型の筐体を有する光モジュールであって、筐体を構成する筐体部品の表面の一部に配線基板が接着されており、配線基板の内部または表面に形成されている電気配線と、筐体部品の内部または表面に導入されている電気配線とが電気的に接続されていることを特徴とする光モジュール。
  2. 　請求項１に記載の光モジュールにおいて、配線基板は、フレキシブル基板であることを特徴とする光モジュール。
  3. 　請求項１または２に記載の光モジュールにおいて、配線基板は、ポリイミド、液晶ポリマーまたはポリテトラフルオロエチレン樹脂によって形成されていることを特徴とする光モジュール。
  4. 　請求項１～３のいずれか一つに記載の光モジュールにおいて、配線基板に形成されている電気配線は、コプレーナ線路、マイクロストリップ線路またはグランド面を有するコプレーナ線路であることを特徴とする光モジュール。
  5. 　請求項４に記載の光モジュールにおいて、シグナルライン上には有機物で構成されたシートが熱的に接着されるか、または、有機物シートが樹脂接着されるか、または、樹脂コーティングが施されており、有機物シートまたは樹脂コーティングの上面にはグランド面が形成されており、２面または３面のグランド面間には０．０３～５ｍｍの狭ピッチで通電Ｖｉａホールが形成されていることを特徴とする光モジュール。
  6. 　請求項１～５のいずれか一つに記載の光モジュールにおいて、配線基板は、筐体部品の表面との接着箇所よりも離れた基板端に設けられた通電パッドを除いた表面全てに樹脂コーティングが施されていることを特徴とする光モジュール。
  7. 　請求項１～６のいずれか一つに記載の光モジュールにおいて、配線基板は、筐体部品の表面との接着箇所よりも離れた基板端が角Ｒ加工されていることを特徴とする光モジュール。
  8. 　請求項１～７のいずれか一つに記載の光モジュールにおいて、配線基板と筐体部品の表面との接着箇所は、配線基板の一部と筐体部品の表面の一部の両方に接触する態様で設けられた樹脂コーティング材によって覆われていることを特徴とする光モジュール。
  9. 　請求項８に記載の光モジュールにおいて、樹脂コーティング材のヤング率は、２０ＧＰａ以下であることを特徴とする光モジュール。
  10. 　請求項８または９に記載の光モジュールにおいて、樹脂コーティング材厚は、１０μｍ以上であることを特徴とする光モジュール。
  11. 　請求項１～１０のいずれか一つに記載の光モジュールにおいて、配線基板の表面または裏面には接合サポート用部材が接続されており、この接合サポート用部材は、筐体部品の表面の一部に対して樹脂接着剤によって接合していることを特徴とする光モジュール。
  12. 　請求項１～１０のいずれか一つに記載の光モジュールにおいて、配線基板の表面または裏面には、突起またはポール状部分を有する接合サポート用部材が接続されており、この接合サポート用部材の突起またはポール状部分は、筐体部品に形成されている溝、窪みまたは孔状の空洞部分に係合していることを特徴とする光モジュール。
  13. 　請求項１２に記載の光モジュールにおいて、接合サポート用部材の突起またはポール状部分は、筐体部品に形成されている溝、窪みまたは孔状の空洞部分に挿入されるとともに、樹脂接着剤またはハンダによって接合されていることを特徴とする光モジュール。
  14. 　請求項１～１０のいずれか一つに記載の光モジュールにおいて、配線基板の表面または裏面には接合サポート用部材が接続されており、この接合サポート用部材は、筐体部品の表面の一部と一体化していることを特徴とする光モジュール。
  15. 　請求項１～１４のいずれか一つに記載の光モジュールにおいて、接着に用いる接着剤は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂またはゴム系樹脂からなる樹脂接着剤であることを特徴とする光モジュール。
  16. 　請求項１～１５のいずれか一つに記載の光モジュールにおいて、光素子は、半導体レーザ、半導体受光素子、半導体光変調器または半導体光増幅器であることを特徴とする光モジュール。
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