WO2024013827A1 - 高速光送受信装置 - Google Patents

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WO2024013827A1
WO2024013827A1 PCT/JP2022/027321 JP2022027321W WO2024013827A1 WO 2024013827 A1 WO2024013827 A1 WO 2024013827A1 JP 2022027321 W JP2022027321 W JP 2022027321W WO 2024013827 A1 WO2024013827 A1 WO 2024013827A1
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WO
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package
optical
electrode
dsp
speed optical
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/027321
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
常祐 尾崎
義弘 小木曽
貴 山田
Original Assignee
日本電信電話株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 日本電信電話株式会社 filed Critical 日本電信電話株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/40—Transceivers

Definitions

  • the present disclosure relates to a high-speed optical transmitter/receiver.
  • Digital signal processing technologies such as digital coherent have been introduced into optical fiber communication systems, and backbone network transmission technology of 100 Gbps per wavelength has been established, and now speeds of 400 to 600 Gbps per wavelength have reached a practical level. ing.
  • FIG. 1(a) is a top view illustrating a known 100G digital coherent system
  • FIG. 1(b) is a sectional view taken along arrows Ib and Ib in FIG. 1(a).
  • FIGS. 1(b), 2(b), 3(b), 4, and 5 are for the purpose of explaining the arrangement of parts, so they are not intended to illustrate the internal configuration of the parts. is omitted.
  • Each component (IC (Integrated Circuit), optical IC (Photo Integrated Circuit)) shown in Figures 1(a) and 1(b) is individually packaged, such as a printed circuit board (PCB). Each component is mounted on 100.
  • FIGS. 1(a) and 1(b) show an example of a known 100G digital coherent system.
  • a known 100G digital coherent system includes a DSP (Digital Signal Processing) package substrate 110 mounted on a PCB board 100; It is electrically connected to the PCB board substrate 100 by a ball grid array) 101.
  • a DSP-ASIC (Application Specific Integrated Circuit) 111 chip is mounted on a DSP package substrate 110.
  • the electrical input/output of the DSP package board 110 is connected to the driver/TIA 130 via the surface mount lead pin 102 by printed wiring on the PCB board 100, and is connected to the driver/TIA 130 via the surface mount lead pin 102.
  • 120 also referred to as module.
  • the light modulation (light reception) module 120 receives the modulated electrical signal, performs optical modulation, outputs the modulated light to the optical fiber 140, and converts the signal light received from the optical fiber 140 into an electrical signal and sends it to the DSP package board 110.
  • the DSP-ASIC 111 processes the received signal.
  • FIGS. 2(a) and 2(b) are diagrams showing a known 400G digital coherent system configured to meet such requirements, with FIG. 2(a) being a top view and FIG. (b) is a sectional view taken along arrow lines IIb and IIb in FIG. 2(a).
  • the 400G digital coherent system shown in FIGS. 2(a) and 2(b) is an integrated package in which a DSP package board 210 on which a DSP-ASIC 211 is mounted, a driver/TIA 130, and an optical modulation (light receiving) module 120 are integrated.
  • a light modulation (light receiving) module 225 is mounted on a PCB board 200.
  • Reference numeral 240 indicates an optical fiber, through which light is transmitted and received.
  • the transmitting side has a form in which an RF driver and optical modulator are mounted in an integrated package (Coherent Driver Modulator: CDM), and the receiving side has a form in which a transimpedance amplifier TIA and optical receiver PD are mounted in an integrated package (Integrated Coherent Receiver: ICR) is hereinafter collectively referred to as the CDM format.
  • CDM Coherent Driver Modulator
  • ICR Integrated Coherent Receiver
  • FIGS. 3(a) and 3(b) are diagrams showing a known 400G digital coherent system for suppressing high frequency characteristic deterioration caused by package mounting, in which FIG. 3(a) is a top view and FIG. 3(b) is a top view. ) is a sectional view taken along arrow lines IIIb and IIIb in FIG. 3(a).
  • the 400G digital coherent system shown in FIGS. 3(a) and 3(b) includes a DSP package substrate 310 on a PCB board 300, and all high-frequency analog ICs (DSP-ASIC 311, driver/TIA 330) are mounted on the DSP package substrate 310. , an integrated optical modulation (light receiving) module 325) is mounted (DSP co-package mounting).
  • An optical fiber 340 is connected to the integrated optical modulation (light receiving) module 325 .
  • the DSP-ASIC 311 which generates a watt-class amount of heat
  • the optical transmitting/receiving device are placed close to each other on the same DSP package board 310, so the optical transmitting/receiving device is protected against changes and increases in temperature. It is preferable to select a material with small characteristic fluctuations (small temperature dependence).
  • FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing a digital coherent system using low-loss FPC (Flexible Printed Circuits) as a high-frequency interface of an optical module in a known CDM implementation system.
  • a DSP package substrate 410 is connected to a PCB board 400 via a BGA 401, and a DSP-ASIC 411 is mounted on the DSP package substrate 410.
  • the DSP package board 410 is connected to an integrated optical modulation (light receiving) module 425 via an FPC 450. Input light and output light of the integrated light modulation (light receiving) module are conducted through optical fiber 440 .
  • FPC Flexible Printed Circuits
  • semiconductor-based optical modulators are attracting attention in place of conventional lithium niobate (LN) optical modulators from the viewpoint of miniaturization and cost reduction.
  • compound semiconductors typified by InP are mainly used for faster modulation operations.
  • Si-based optical devices In systems where miniaturization and cost reduction are important, research and development of Si-based optical devices is being conducted.
  • Semiconductor optical modulators also have advantages and disadvantages specific to their materials; for example, in InP optical modulators, temperature controller control is considered essential during modulation operation in order to control band edge absorption effects.
  • Si modulators have the advantage of not requiring temperature control, their electro-optic effect is smaller than that of other materials, so it is necessary to lengthen the electro-optical interaction length, resulting in increased high-frequency loss. Therefore, there are many issues to be solved in further increasing the speed (broadband).
  • ICs e.g., Si-CMOS
  • PICs e.g., light modulation elements, light receiving elements, etc.
  • ICs e.g., Si-CMOS
  • PICs e.g., light modulation elements, light receiving elements, etc.
  • the multi-chip co-package form shown in FIGS. 2(a) to 3(b) is more advantageous in speeding up the implementation than the configurations shown in FIGS. 1(a) and 1(b). .
  • Patent Document 2 describes a high-speed optical transmitter/receiver that connects a package substrate and an optical module via a flexible substrate and transmits and receives light at high speed.
  • Non-Patent Document 1 discloses a wideband CDM that operates at rates of 64 GBd, 96 GBd, 128 Gbd or higher.
  • the mounting form of known semiconductor optical modulators is mainly the CDM form shown in Fig. 2 (also called ICR on the receiver side and IC-TROSA: Integrated Coherent Transmitter and Receiver Optical Sub-Assembly in the case of a transceiver integrated package).
  • the DSP co-package format is roughly divided into the DSP co-package format shown in FIG.
  • each of the above-mentioned two known implementation forms had the following problems that hindered broadbandization.
  • a high-speed analog electrical signal output from a digital/analog conversion circuit (DAC) installed in a DSP-ASIC is propagated from the ASIC to the DSP package substrate to the PCB board to the optical modulation module and converted into an optical signal.
  • DAC digital/analog conversion circuit
  • surface mount SMT Surface Mount Technology
  • FPC Flexible printed circuits
  • flexible printed wiring boards are used as the electrical interface. In this case, it is necessary to propagate electrical signals across a plurality of different types of high-frequency circuit boards, and as the length of the electrical wiring increases, electrical loss increases.
  • solder balls with a diameter of 100 to several 100 ⁇ m are used for connection.
  • the propagating electrical signal becomes a high frequency signal of 50 GHz or more
  • electrical reflection caused by impedance mismatch at the solder ball connection location becomes a factor that greatly deteriorates the high frequency characteristics.
  • this deterioration of high frequency characteristics was not raised as a major issue in the known 400G system (modulation drive baud rate of 64GBaud rate, required bandwidth of approximately 40GHz), it is important to realize the next generation 800G, 1T system (required bandwidth > 50GHz). ) is a major barrier. Therefore, even if an optical modulation module equipped with an InP modulation element having a modulation band of 50 GHz or more is used, it is difficult to ensure the band characteristics of the entire optical transmitter (receiver).
  • the FPC is placed on the PCB board 400 from the optical module terrace section at different heights. It becomes a connecting structure. According to such a configuration, it is necessary to strongly bend the low-loss FPC 450 for mounting, and there are concerns that bending may cause fluctuations in high frequency characteristics (changes in characteristic impedance) and increase in electrical loss due to longer wiring. .
  • FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of a digital coherent system in which a DSP package substrate 410 and an integrated optical modulation module 425 are directly connected in a flat manner using an FPC 550 in order to solve the above problem.
  • FIG. 3 A widely known method for solving the above problem is the implementation of the DSP copackage shown in FIG. 3.
  • a DSP-ASIC 311 In this mounting form, not only a DSP-ASIC 311 but also a driver (TIA) 330 and an optical modulator (optical receiver) PIC 325 are mounted on a DSP package board 310 to transmit high-frequency electrical signals. Power is supplied to the optical modulator using the shortest wiring without using solder balls or the like.
  • TIA driver
  • optical modulator optical receiver
  • Si-based modulators with small temperature dependence are used, so as mentioned above, in order to further increase the speed (broadband), it is necessary to improve the characteristics of the optical modulation element itself. is cited as a major issue.
  • the present disclosure has been made in view of the above points, and relates to a high-speed optical transmitter/receiver that shortens the length of wiring connecting a digital signal processing circuit and a module including an optical element, and is capable of high speed and low signal loss.
  • a high-speed optical transmitter/receiver is a high-speed optical transmitter/receiver that includes a digital signal processing circuit and a first package substrate of the digital signal processing circuit. a first electrode formed on a surface of the second package, an optical element, a second package housing the optical element, and a second electrode formed on a surface of the second package; The second package is directly connected by the first electrode and the second electrode.
  • electrodes are formed directly on the package of the digital signal processing circuit and the package of the module including the optical element, and by directly connecting the electrodes, the length of the signal wiring connecting the two can be shortened to a minimum. , it is possible to increase signal speed and reduce loss.
  • FIG. 1(a) is a top view illustrating a known 100G digital coherent system
  • FIG. 1(b) is a sectional view taken along arrows Ib and Ib in FIG. 1(a).
  • FIG. 2(a) is a top view illustrating a known 400G digital coherent system
  • FIG. 2(b) is a sectional view taken along arrows IIb and IIb in FIG. 2(a).
  • FIG. 3(a) is a top view illustrating another known 400G digital coherent system
  • FIG. 3(b) is a sectional view taken along arrows IIIb and IIIb in FIG. 3(a).
  • 1 is a vertical cross-sectional view showing a digital coherent system using a low-loss FPC as a high-frequency interface of an optical module.
  • FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing a digital coherent system in which a DSP package board and an integrally mounted optical modulation module are directly connected in a flat manner using an FPC.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view for explaining an optical transmitter/receiver according to an embodiment of the present disclosure.
  • 7 is a diagram for explaining the height or thickness of each part of the configuration shown in FIG. 6.
  • FIG. 8(a) is a plan view for explaining pads formed on the DSP package substrate
  • FIG. 8(b) is a plan view for explaining pads formed on the optical modulation module
  • FIG. 8(c) is a plan view for explaining pads formed on the DSP package substrate.
  • FIGS is an enlarged view of the pad shown in FIGS.
  • FIG. 8(a) and 8(b), and FIG. 8(d) is for explaining the heating pad formed on the back side of the surface shown in FIG. 8(b).
  • FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of the optical modulation module shown in FIGS. 6 and 7.
  • FIG. 10 is a diagram showing a state in which the optical modulation module shown in FIG. 9 is mounted on a DSP package board.
  • FIG. 6 shows a state in which the DSP package board 610 and the optical modulation module 625 are connected to form the optical transmitting/receiving device 6.
  • the optical transmitter/receiver 6 is a high speed optical transmitter/receiver of this embodiment.
  • FIG. 6 is a longitudinal cross-sectional view for explaining the optical transmitter/receiver 6 of this embodiment.
  • the optical transmitter/receiver 6 includes a PCB board 600, a DSP package substrate 610, a DSP-ASIC 611, and an integrally mounted optical modulation module 625 (hereinafter simply referred to as "optical modulation module").
  • a DSP package substrate 610 is mounted on the PCB board substrate 600, and a DSP-ASIC 611 is mounted on the DSP package substrate 610.
  • the length in the stacking direction from the top surface of the PCB board 600 to each part of the optical transmitter/receiver 6 is referred to as "height.”
  • the stacking direction refers to the direction in which the DSP package substrate 610 is mounted (piled up) on the PCB board 600.
  • the length of each part of the optical transmitter/receiver 6 in the stacking direction is referred to as "thickness".
  • the optical transmitting/receiving device 6 includes a DSP package board 610 including a digital signal processing circuit. Pads 613 and 614 (FIG. 8(a)), which are first electrodes, are formed on the DSP package substrate 610. Further, the optical modulation module 625 includes an optical element and a package 630 (second package) that accommodates the optical element. In this embodiment, as will be described later, an example is given in which an optical modulation module 625 including an optical modulator PIC (FIG. 9), which is an optical modulation element, is used. However, the present embodiment is not limited to such an example, and the module may be an optical receiving module including a light receiving element, or an optical transmitting/receiving module including both a light modulating element and a light receiving element. Good too.
  • a “module” refers to a set of multiple elements assembled to perform a predetermined function, and includes both the elements that make up the set and the elements housed in a package.
  • the module may include other elements in addition to the optical element.
  • the optical modulation module 625 includes, together with the optical modulator PIC 727, gold wire wiring 751, high frequency wiring 753, TEC 760, module wiring board base 770, optical element base 780, chip condensing lens 781, and fiber condensing lens 782. and a high frequency amplification IC (driver IC) 730 are housed in a package 630 (FIG. 9).
  • the package 630 is a high frequency ceramic package used in general optical modules.
  • the package 630 includes an RF terrace section 630b, a fiber pipe section 630c, and a package body 630a as main parts.
  • the package body 630a is a part that mainly houses the above-mentioned configuration as a unit.
  • the RF terrace portion 630b is a portion extending toward the DSP package substrate 610, and the RF terrace portion 630b is formed of ceramic, and pads 623 and 624 (FIG. 8 (b)).
  • the DSP package substrate 610 and the package 630 of the optical modulation module 625 are connected by directly connecting pads 613 and 614 and pads 623 and 624.
  • a package has a structure that includes a case portion that seals and protects electronic circuits and elements, and terminals and pads that electrically connect the sealed circuits and elements to the outside.
  • the term "package” in this specification mainly refers to the case part.
  • the integrally mounted optical modulation module 625 is an optical modulation module in which a driver IC 730 (FIG. 9), which will be described later, and an optical modulation module are integrally mounted.
  • the fiber pipe portion 630c indicates a pipe portion of the package 630 from which the fiber 640 extends. Connection pads are formed on the ceramic RF terrace portion 630b and are used for RF connection with the DSP package substrate 610.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the height or thickness of each part of the configuration shown in FIG. 6, and shows a state in which the DSP package board 610 and the optical modulation module 625 are not yet connected.
  • the height of the top surface 610a of the DSP package board 610 is h1
  • the height of the bottom surface 630bb of the RF terrace portion 630b is h2
  • the height to the bottom surface of the package 630 is h4
  • the distance between the bottom surface of the package and the bottom surface 630bb is
  • the thickness of the underfill agent 629 filling the area is h3, and the thickness of the RF terrace portion 630b is h5.
  • the optical transmitting/receiving device 6 has pads on both the DSP package substrate 610 and the optical modulation module 625, and by directly connecting them, the wiring is made as short as possible, and the operation speed is increased. Because of this configuration, in this embodiment, it is preferable that the height difference between the height h2 of the lower surface 630bb of the RF terrace and the height h1 of the upper surface 610a of the DSP package substrate 610 be zero or as small as possible.
  • FIG. 6 shows a state in which the height of the lower surface 630bb of the RF terrace is equal to the height of the upper surface 610a of the DSP package substrate 610.
  • the height h1 and the height h2 when manufacturing tolerances and the like in manufacturing the optical transmitter/receiver 6 are considered.
  • the allowable height difference between the thickness of the main body 625a and the height h1 during mounting is 500 ⁇ m. It is as follows. This height difference is a value that takes into consideration the stability of connection with the optical modulation module 625 and actual variations.
  • an underfill agent (conductive adhesive) 629 is filled between the bottom of the package 630 and the PCB board 600 to create a gap between the light modulation module 625 and the PCB board 600. By filling the gap and fixing, it is possible to prevent the optical modulation module 625 from floating and ensure long-term reliability of the connection portion.
  • the DSP package substrate 610 is mounted on the PCB board 600 before the optical modulation module 625 is mounted. Therefore, when the height of 625bb becomes higher than the upper surface 610a of the DSP package board 610 during mounting, a difference in height occurs between the DSP package board 610 and the optical modulation module 625 at that point. At this time, if 625bb becomes higher than the upper surface 610a of the DSP package board 610, it becomes impossible to connect the DSP package board 610 and the optical modulation module 625. Therefore, the height h3 of the lower surface 625bb needs to be less than or equal to the height h1 of the upper surface 610a of the DSP package substrate 610.
  • the DSP-ASIC 611 and the optical modulation module 625 have a heat radiation surface, and both have the heat radiation surface as the upper surface.
  • the "heat radiation surface” or “heat radiation side” in this embodiment does not refer to all surfaces or sides where heat radiation occurs, but among the surfaces or sides where heat radiation occurs, the surface or side where the main heat radiation occurs. refers to
  • the surface or side where the main heat dissipation occurs may be, for example, the surface or side from which heat is radiated by the heat dissipation mechanism.
  • a Peltier element or a heat sink can be considered.
  • the heat dissipation surface can be placed on the lower side, but in such a case, it is necessary to provide a mechanism for heat dissipation on the PCB board 600 side. This is undesirable because it increases the number of parts or the number of steps for the optical transmitter/receiver.
  • the heat dissipation surface of the DSP package board 610 is formed on the upper side, if the heat dissipation surface of the optical modulation module 625 is placed on the lower side, the heat dissipation surface will be formed on both the upper and lower sides of the optical transmitting/receiving device 6. In this embodiment, it is desirable that the heat dissipation surface of the optical modulation module 625 is formed on the upper side, and that the heat dissipation surface of the entire optical transmitting/receiving device 6 is formed on the upper side.
  • FIG. 8(a), FIG. 8(b), and FIG. 8(c) are diagrams for explaining such an electrode, with FIG. 8(a) showing the top surface 610a, and FIG. 8(b) showing the top surface 610a.
  • a lower surface 630bb is shown. That is, FIG. 8(a) is a plan view of the DSP package board 610 viewed from above, and FIG. 8(b) is a plan view of the package 630 of the optical modulation module 625 viewed from the bottom surface 630bb side (from below).
  • FIG. 8(a) is a plan view of the DSP package board 610 viewed from above
  • FIG. 8(b) is a plan view of the package 630 of the optical modulation module 625 viewed from the bottom surface 630bb side (from below).
  • FIG. 8(a) is a plan view of the DSP package board 610 viewed from above
  • FIG. 8(b) is a plan view of the package 630 of the optical modulation module 625
  • FIG. 8(c) is an enlarged view of the top surface of the signal pad shown in FIG. 8(b).
  • FIG. 8(d) is a diagram showing an upper surface 630bd that is the back surface with respect to the lower surface 630bb shown in FIG. 8(b).
  • the upper surface 610a and the lower surface 625bb facing the upper surface 610a of the DSP package substrate 610 are both provided with two types of electrodes (pads) of different sizes.
  • the larger pad 613 functions as a GND PAD
  • the smaller pad 614 functions as a Signal PAD
  • the larger pad 623 functions as a GND PAD
  • the smaller pad 624 functions as a Signal PAD.
  • the pads 613 and 623 and the pads 614 and 624 are arranged so as to overlap each other when the upper surface 610a and the lower surface 630bb are overlapped.
  • the upper surface 610a corresponds to the surface on which the pads 613 and 614 are formed
  • the lower surface 630bb corresponds to the surface on which the pads 623 and 624 are formed.
  • the forming surface is the surface of the package 630.
  • FIGS. 8(a) and 8(b) show a GSSG configuration with a differential line configuration.
  • this embodiment is not limited to such a configuration, and may be a GSGSG configuration.
  • the number of pads shown in FIGS. 8(a) and 8(b) is an example, and the number of pads is arbitrary depending on the required number of channels.
  • FIG. 8(c) is an example of a detailed drawing of the pad 624.
  • the pad 624 includes a signal pad 628 shown as a rectangle, a land 626 formed on the signal pad 628, and a through hole 627 formed in the land 626.
  • FIG. 8C shows only the pad 624 that serves as a Signal PAD, the pad 623 that serves as a GND PAD is also configured in the same manner as the pad 624. Therefore, in this embodiment, illustrations and explanations of the configuration related to the through-holes of the pads 623 and the like are omitted.
  • the through hole 627 By forming the through hole 627, it is possible to apply heat to melt the solder when connecting to the DSP package substrate 610.
  • the through hole 627 is expressed as an example, but from the viewpoint of heat conduction, it does not necessarily have to be a cavity, and may be an embedded VIA. However, if it is embedded, it cannot have the role of flowing solder, which will be described later.
  • only one through hole 627 is illustrated, but it is also possible to include a plurality of through holes or use a half through hole. Similarly, it is essential that at least one through hole 627 is formed on the side of the pad 623 (GND PAD) in order to apply heat.
  • the pads 623 and 624 are configured to be heated via the through holes 627, but in order to make heating easier, in addition to increasing the number of through holes 627, for example, the number of through holes 627 is increased. It is also effective to provide a heating pad with a size equal to or smaller than the width on the upper surface 630bd of the RF terrace portion 630b on the opposite side to the lower surface 630bb. However, since the capacitance increases, it is desirable that the size of the heating pad (mainly in the width direction) is smaller than the size of the connection pad.
  • FIG. 8(d) A specific example of the heating pads 663 and 664 is shown in FIG. 8(d). Heating pads 663 and 664 are formed on the upper surface 630bd. A pad (Signal PAD) 624 formed on the lower surface 630bb is connected to a heating pad 664 on the upper surface 630bd through the above-mentioned through hole 627. Further, the width (w1) of the heating pad 664 is narrower than that of the pad 624 on the lower surface 630bb. Similarly, a pad (GND PAD) 623 formed on the bottom surface 630bb is connected through a through hole 627 to a heating pad 663 formed on the top surface 630bd. In FIGS.
  • the width of the pad 623 (GND PAD) and the heating pad 663 are the same, but this is not necessarily the case.
  • the heating pads 663 and 664 on the upper surface 630bd are connected to the high frequency wiring 753 and transmit a high frequency signal into the inside of the package 630.
  • a cross-sectional image along arrows IX and IX in FIG. 8(b) is shown in FIG.
  • FIG. 9 is a longitudinal cross-sectional view of the optical modulation module 625 of this embodiment taken along arrows IX and IX in FIG. 8(b).
  • the longitudinal cross-sectional view shown in FIG. 9 includes the pad 624 and the fiber pipe section 630c.
  • the package 630 includes a temperature controller (TEC) 760 and a subcarrier (optical element base) 780 placed on the TEC 760.
  • TEC temperature controller
  • subcarrier optical element base
  • an optical modulator PIC 727 and a chip condenser are mounted on the optical element base 780.
  • a lens 781 and a fiber condensing lens 782 are arranged to output modulated light to the optical fiber 740.
  • a driver IC 730 is arranged between the module wiring board base 770 and the optical modulator PIC 727.
  • the width W1 of the signal pad 628 and the diameter of the land 626 be as narrow as possible. This is because if the width W1 and the diameter of the land 626 are large, the capacitance of the signal pad 628 becomes large, which causes deterioration of high frequency characteristics. Also, the pads 614 and 624, which are signal pads, are very small in size to improve high frequency characteristics. Therefore, in order to ensure connection strength, it is desirable that the pads 613 and 623, which are GND PADs, have a size that is at least twice the width of the pads 614 and 624. Setting the size of the pads 613 and 623 to be twice or more the size of the pads 614 and 624 is very effective not only from the viewpoint of connection strength but also from the viewpoint of crosstalk.
  • the specific size of the width W1 needs to be at least 200 ⁇ m or less.
  • the width W1 of the signal pad 628 on the side of the DSP package board 610 and the side of the optical modulation module 625 are both very small, such as 100 ⁇ m or less, for example, the signal may be There is a possibility that the pads may not be properly connected to each other. Therefore, only the width of the signal pad 628 on the side of the optical modulation module 625, in which a material with a higher dielectric constant is often used, is set to 100 ⁇ m, and the size of the signal pad 628 on the side of the DSP package substrate 610 is set to 200 ⁇ m.
  • the signal pad 628 on the optical modulation module 625 side is small, but the pad 614 (Signal PAD) on the DSP package substrate 601 side may be small.
  • the material constants and layer structure of commonly used packages to reduce the capacitance of the area where the pads connect to each other. It is possible to obtain the effect.
  • FIG. 10 shows a state in which the optical modulation module 630 shown in FIG. 9 is connected to the DSP package board 610.
  • the purpose of FIG. 10 is to explain the connection with the DSP package board 610, and the scale, aspect ratio, etc. of the optical modulation module 625 do not necessarily match those of FIG. Further, in the optical modulation module 625 in FIG. 10, the main configuration is shown for explaining the connections, and some parts are omitted from the illustration.
  • the light modulation module 625 shown in FIG. 9 is mounted upside down. That is, the light modulation module is mounted by inverting it from the state shown in FIG. 9, and the light modulation module is heated all at once using a hot bar from the light modulation module side. By inverting and mounting the modulation module in this way, the heat radiation surface of the modulation module is on the upper side. This allows the heat dissipation surfaces of the DSP package substrate 610 and the modulator to be aligned in the upper surface direction.
  • the DSP package substrate 610 and the optical modulation module 625 are connected to each other at high frequency through connection pads.
  • the high frequency signal is transmitted from the DSP package substrate 610 to the pads 623 and 624 of the optical modulation module 625 via the pads 613 and 614, and further from the pads 623 and 624 via the through hole 627 to the heating pad 663, 664, is transmitted into the package 630 by high frequency wiring 753, and is configured to propagate to the driver IC and optical modulator PIC.
  • the optical modulator PIC727 uses an InP substrate and includes at least two Mach-Zehnder type optical interference waveguides.
  • a module wiring board base 770 and a module package wall surface 771 are arranged as the left wall surface of the package of the optical modulation module 625.
  • the module wiring board base 770 and the module package wall surface 771 are made of ceramic having different thicknesses, for example.
  • the high frequency wiring 753 on the upper surface of the module wiring board base 770 passes between the module wiring board base 770 and the module package wall surface 771, and inputs a modulated electrical signal to the optical modulator PIC 727 via the gold wire wiring 751.
  • the package 630 may be filled with an inert gas such as Ar or N2 and hermetically sealed.
  • solder resist there is a risk of short circuiting where the pitch is narrow, so it is conceivable to use a solder resist in combination. Using solder and solder resist in combination can suppress solder wetting and spreading and reduce the risk of short circuits. At this time, the solder resist is applied so as to cover the periphery of the pad to be connected.
  • the solder resist may be used on either the DSP package substrate 610 or the light modulation module 625, and does not necessarily need to be used on the pads on both sides. However, of course, using it on both sides is more effective from the perspective of suppressing short risk.
  • a solder resist is used for either the DSP package substrate 610 or the light modulation module 625, it is preferable to provide it on the DSP package substrate 610 side because it has higher versatility. This is because it is not common to provide a resist on the ceramic package side due to the manufacturing process. Since the solder is fixed by heating, the configuration of the optical modulation module 625 needs to take heating into consideration.
  • the material of the solder in this embodiment needs to be a low melting point solder with a melting point of 150° C. or less.
  • An example of a solder with a melting point of 150° C. or lower is Sn--Bi solder.
  • the DSP package substrate 610 is mounted on the PCB board 600 before the optical modulation module 625 is mounted. Therefore, the light modulation module 625 is fixed to the PCB board 600 from above the DSP package substrate 610. It is desirable to heat the pads 613, 623 and the pads 614, 624 by heating them all at once using, for example, a hot bar tool.
  • Heating using a hot bar tool cannot directly heat the upper surface 610a or the lower surface 625bb, but rather uses a heating PAD or through hole formed on the surface of the RF terrace portion 625b of the package 630 opposite to 625bb. Heating occurs through the Before connection, solder is provided on at least one of the DSP package substrate side or the light modulation module package side, and then the light modulation module side is heated all at once using a hot bar. Considering solder flow and ease of heating, the hole diameter of the through hole 627 is preferably ⁇ 100 ⁇ m or more. Furthermore, since the through hole is empty in this way, this through hole is effective not only for heating but also for additionally pouring solder. In this respect as well, a diameter of ⁇ 100 um or more is a very effective size.
  • the thickness h5 of the ceramic layer of the RF terrace portion 625b where the pad on the side of the package 630 is formed is thicker than the appropriate range, sufficient heat cannot be supplied to melt the solder, and excessive heating is required. Therefore, the entire package 630 will be heated. For this reason, it is preferable that the thickness h5 of the ceramic forming the pad is 1 mm or less. Note that "thickness" here refers to the overall thickness, regardless of whether the package 630 is a single layer or multiple layers.
  • the optical transmitter/receiver of this embodiment may include not only a modulation element but also a driver IC in the same package.
  • a configuration is also called CDM.
  • the receiving module it is desirable from the viewpoint of speeding up that a transimpedance amplifier is integrated with the light receiving element.
  • a configuration is also called an ICR.
  • the temperature of the InP-based optical modulator element needs to be controlled for stable operation. Therefore, in this embodiment, it is preferable to mount a Peltier element in the package 630 of the optical modulation module 625.
  • the heat radiation surface of the Peltier element is preferably on the same side as the heat radiation surface of the driver IC. This is because if the heat dissipation surfaces of the Peltier element and the driver IC are different, both the upper and lower surfaces of the optical modulation module become heat dissipation surfaces, making it difficult to use.
  • the present embodiment uses a radio wave absorber 790 capable of absorbing a frequency band with a risk of oscillation as a lid part 630d that serves as a lid for a package of a digital signal processing circuit, an optical modulation module, and an optical receiving module. It is recommended to use it by pasting it on the lid part 630d that serves as a lid for a package of a digital signal processing circuit, an optical modulation module, and an optical receiving module. It is recommended to use it by pasting it on the
  • Optical transmitter/receiver 600 PCB board 610 DSP package board 610a Top surface 611 DSP-ASIC 613, 623, 623, 624 Pad 623a Signal line 625 Light modulation module 626 Land 627 Through hole 628 Signal pad 629 Underfill agent (conductive adhesive) 630, 631 Package 630a Package body 630b RF terrace section 630c Fiber pipe section 630d Lid section 663, 664 Heating pad 727 Optical modulator PIC 740 Optical fiber 751 Gold wire wiring 753 High frequency wiring 760 Temperature controller (TEC) 770 Module wiring board base 771 Module package wall 780 Optical element base 781 Chip condensing lens 782 Fiber condensing lens 790 Radio wave absorber

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Abstract

ＤＳＰパッケージ基板（６１０）の表面に形成されるパッド（６１３、６１４）と、光変調モジュール（６２５）と、光変調モジュール（６２５）を収容するパッケージ（６３０）と、パッケージ（６３０）の表面に形成されるパッド（６２３、６２４）と、を含み、ＤＳＰパッケージ基板（６１０）とパッケージ（６３０）が、パッド（６１３、６１４）とパッド（６２３、６２４）により直接接続されるように光送受信装置６を構成する。

Description

高速光送受信装置
　本開示は、高速光送受信装置に関する。
　デジタルコヒーレントをはじめとした、デジタル信号処理技術が光ファイバ通信システムに導入され、１波長当たり１００Ｇｂｐｓの基幹網伝送技術が確立し、現在では１波長当たり４００から６００Ｇｂｐｓの高速化まで実用レベルに達してきている。
　図１（ａ）は、公知の１００Ｇデジタルコヒーレントシステムを説明する上面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）中の矢線Ｉｂ、Ｉｂに沿う断面図である。なお、図１（ｂ）、図２（ｂ）、図３（ｂ）、図４、図５の断面図は、部品の配置を説明することを目的としているため、部品の内部の構成の図示を省略している。図１（ａ）、図１（ｂ）に示す各部品（ＩＣ(Integrated Circuit)，光ＩＣ（Photo Integrated Circuit））は個別パッケージ化されており、例えばプリント回路基板（ＰＣＢ(Printed Circuit Board)）１００上に各部品を実装する形態を有している。図１（ａ）、図１（ｂ）は、公知の１００Ｇデジタルコヒーレントシステムの例を示している。公知の１００Ｇデジタルコヒーレントシステムは、ＰＣＢボード基板１００の上にＤＳＰ（Digital Signal Processing）パッケージ基板１１０が搭載され、公知の１００Ｇデジタルコヒーレントシステムは、ＰＣＢボード基板１００の上にＤＳＰパッケージ基板１１０はＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）１０１によってＰＣＢボード基板１００に電気接続される。ＤＳＰパッケージ基板１１０の上にＤＳＰ－ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１１１のチップが搭載されている。
　ＤＳＰパッケージ基板１１０の電気入出力は、ＰＣＢボード基板１００上のプリント配線により表面実装リードピン１０２を介してドライバ／ＴＩＡ１３０に接続され、これを介して光変調モジュール／受光モジュール（以下、光変調（受光）モジュールとも記す）１２０に接続されている。なお、１２０が光変調モジュールの場合は１３０はドライバ、１２０が受光モジュールの場合、１３０はＴＩＡに相当する。光変調（受光）モジュール１２０では変調電気信号を受けて光変調を行い、光ファイバ１４０へ変調光を出力し、また光ファイバ１４０から受光した信号光を電気信号に変換してＤＳＰパッケージ基板１１０へ送り、ＤＳＰ－ＡＳＩＣ１１１が受信信号処理する。
　４００Ｇを超えるシステムでは、アナログ部品の広帯域化（例えば変調帯域４０ＧＨｚ以上）が求められることから、いっそうの高周波損失低減と小型化が要求される。図２（ａ）、図２（ｂ）は、このような要求を満たすことを目的として構成された公知の４００Ｇデジタルコヒーレントシステムを示す図であって、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は図２（ａ）中の矢線ＩＩｂ、ＩＩｂに沿う断面図である。図２（ａ）、図２（ｂ）に示す４００Ｇデジタルコヒーレントシステムは、ＤＳＰ－ＡＳＩＣ２１１が搭載されたＤＳＰパッケージ基板２１０と、ドライバ／ＴＩＡ１３０と光変調（受光）モジュール１２０が一体実装された一体実装光変調（受光）モジュール２２５とをＰＣＢボード基板２００に実装して構成されている。２４０は光ファイバを示しており、本光ファイバにより光の送受信を行う。このように、送信側がＲＦドライバと光変調器が一体パッケージ実装された形態（Coherent Driver Modulator: ＣＤＭ）や、受信側がトランスインピーダンス・アンプＴＩＡと光受光器ＰＤが一体パッケージ実装された形態（Integrated Coherent Receiver: ＩＣＲ）を、以下、ＣＤＭ形態と総称する。
　図３（ａ）、図３（ｂ）は、パッケージ実装起因の高周波特性劣化を抑えるための公知の４００Ｇデジタルコヒーレントシステムを示す図であって、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は図３（ａ）中の矢線ＩＩＩｂ、ＩＩＩｂに沿う断面図である。図３（ａ）、図３（ｂ）に示す４００Ｇデジタルコヒーレントシステムは、ＰＣＢボード基板３００上にＤＳＰパッケージ基板３１０を備え、ＤＳＰパッケージ基板３１０に全ての高周波アナログＩＣ（ＤＳＰ－ＡＳＩＣ３１１、ドライバ／ＴＩＡ３３０、一体実装光変調（受光）モジュール３２５）を実装（ＤＳＰコパッケージ実装）している。一体実装光変調（受光）モジュール３２５には、光ファイバ３４０が接続されている。なお、このような構成は、ワット級の熱量が生じるＤＳＰ－ＡＳＩＣ３１１と光送受信デバイスが同一のＤＳＰパッケージ基板３１０上に近接配置されることから、光送受信デバイスには温度の変化及び上昇に対して特性変動が小さい（温度依存の小さい）ものを選択することが好ましい。
　図４は、公知のＣＤＭ実装のシステムにおいて、光モジュールの高周波インターフェースとして低損失ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）を用いたデジタルコヒーレントシステムを示す縦断面図である。図４に示すデジタルコヒーレントシステムは、ＰＣＢボード基板４００上にＢＧＡ４０１を介してＤＳＰパッケージ基板４１０を接続し、ＤＳＰパッケージ基板４１０上にＤＳＰ－ＡＳＩＣ４１１を実装している。ＤＳＰパッケージ基板４１０は、ＦＰＣ４５０を介して一体実装光変調（受光）モジュール４２５に接続されている。一体実装光変調（受光）モジュールの入力光及び出力光は光ファイバ４４０を通して行われる。
　さらに、光送受信デバイス材料としては、従来のニオブ酸リチウム（ＬＮ）光変調器に代わって、半導体ベースの光変調器が小型化、低コスト化の観点で注目を集めている。特に、より高速な変調動作向けには、ＩｎＰに代表される化合物半導体が主に用いられる。より小型化、低コスト化が重要視されるシステムにおいては、Ｓｉベースの光デバイスの研究開発が行われている。半導体光変調器においても材料固有の得失があり、例えば、ＩｎＰ光変調器においてはバンド端吸収効果を制御するために、変調動作時には温度コントローラ制御が必須と考えられている。一方、Ｓｉ変調器は温度制御が不要となるメリットがあるものの、他材料系と比べて電気光学効果が小さいために、電気-光相互作用長を長くする必要が生じ、結果として高周波損失増大を招くこともあり、更なる高速化（広帯域化）には課題が多い。
　図１（ａ）から図３（ｂ）に示した公知のデジタルコヒーレントシステムをさらに高速化するためには、ＩＣ（例えばＳｉ－ＣＭＯＳ等）やＰＩＣ（例えば光変調素子、光受光素子等を含む回路）を高速化するのみならず、パッケージや高周波配線の高速化（低ＲＦ損失化)、及び各コンポーネント間の電気的接続の低損失化（低反射化）が重要である。この点から、図２（ａ）から図３（ｂ）に示す複数チップのコパッケージ形態は、図１（ａ）、図１（ｂ）に示す構成よりも実装上の高速化に有利である。このような背景から、温度依存性の小さいＳｉベース光変調器に対しては、より集積度の高いＤＳＰコパッケージ形態が検討されており、一方で温度依存性の大きいＩｎＰベース光変調器においては、発熱量の大きいＤＳＰとは別のパッケージとして、高周波増幅素子（ドライバＩＣ）のみを同一パッケージ内に搭載した形態（例えばＣＤＭ）が多く採用されている。なお、ここで光変調素子は、一般に温度調整器（ＴＥＣ：ThermoElectric Cooler）上に実装され、温度が一定になるように制御されている。デジタルコヒーレントの光受信装置の内部高周波線路での高周波損失による伝達特性の劣化を抑制する技術は、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献２には、パッケージ基板と光モジュールとをフレキシブル基板によって接続し、高速に光を送受信する高速光送受信装置が記載されている。非特許文献１は、６４ＧＢｄ、９６ＧＢｄ、１２８Ｇｂｄ以上のレートで動作する広帯域のＣＤＭを開示している。
特開２０１５－１４６５１５号公報 ＷＯ２０２１／１７１５９９Ａ１
Richard J. R. B. Ward, 外２名, "Implementation Agreement for High Bandwidth Coherent Driver Modulator (HB-CDM)"[online], July 15,2021.[２０２２年６月２４日検索],インターネットhttps://www.oiforum.com/wp-content/uploads/OIF-HB-CDM-02.0.pdf
　公知の半導体光変調器の実装形態は、主として、図２に示したＣＤＭ形態（受信器側ではＩＣＲ、送受信器一体パッケージの場合にはＩＣ－ＴＲＯＳＡ: Integrated Coherent Transmitter and Receiver Optical Sub-Assemblyとも言われる）と、図３に示したＤＳＰコパッケージ形態に大別される。ここで、光送信（受信）器全体の更なる高速化を実現するためには、各ＩＣ、ＰＩＣの高速化と、それらを接続する配線、パッケージ実装の全てを高速化（広帯域化）させる必要がある。しかし、前述の公知の２つの実装形態は、それぞれ以下のように広帯域化を阻む課題を有していた。
（ＣＤＭ形態の課題）
　例えば、ＤＳＰ－ＡＳＩＣ内に設けられたデジタル／アナログ変換回路（ＤＡＣ）から出力される高速アナログ電気信号は、ＡＳＩＣ→ＤＳＰパッケージ基板→ＰＣＢボード基板→光変調モジュールへと伝搬されて光信号に変換される。電気インターフェースには、例えば、表面実装ＳＭＴ（Surface Mount Technology）や、ＦＰＣ（Flexible printed circuits：フレキシブルプリント回路基板）、フレキシブルプリント配線板が用いられる。この場合、電気信号を異種かつ複数の高周波回路基板に渡って伝搬させる必要があり、電気配線長が長尺化することで電気的損失が増大する。
　さらに、基板間の接続、特にＤＳＰパッケージ基板とＰＣＢボード基板間のＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）接続部においては、１００から数１００μｍ径のはんだボールを接続に用いる。伝搬する電気信号が５０ＧＨｚ以上の高周波信号になると、はんだボール接続箇所におけるインピーダンス不整合に起因する電気的反射が高周波特性を大きく劣化させる要因となる。この高周波特性の劣化は、公知の４００Ｇシステム（変調駆動ボーレートで６４ＧBaud rate、要求帯域として凡そ４０ＧＨｚ）では大きな課題として挙げられていなかったものの、次世代の８００Ｇ、１Ｔシステムの実現（要求帯域＞５０ＧＨｚ）においては大きな障壁となる。そのため、たとえ変調帯域５０ＧＨｚ以上を有するＩｎＰ変調素子を搭載した光変調モジュールを用いたとしても、光送信（受信）器全体としての帯域特性を確保するのは困難であった。
　また、図４に示したように、公知のＣＤＭ実装のシステムにおいて、光モジュールの高周波インターフェースとして低損失ＦＰＣ４５０を用いた例では、高さの異なる光モジュールテラス部からＰＣＢボード基板４００上にＦＰＣを接続する構造となる。このような構成によれば、低損失ＦＰＣ４５０を強く曲げて実装する必要があり、曲げによる高周波特性変動（特性インピーダンスの変化）や、配線の長尺化に伴う電気的損失の増大が懸念される。
　図５は、上記の課題を解決するために、ＤＳＰパッケージ基板４１０と一体実装光変調モジュール４２５をＦＰＣ５５０を用いてフラットに直接接続するデジタルコヒーレントシステムの縦断面図である。
（ＤＳＰコパッケージ形態の課題）
　上記課題を解決する方法として広く知られているのが、図３に示したＤＳＰコパッケージの実装形態である。この実装形態は、図３に示すように、ＤＳＰパッケージ基板３１０の上にＤＳＰ－ＡＳＩＣ３１１だけでなく、ドライバ（ＴＩＡ）３３０や光変調器（光受信機）のＰＩＣ３２５を搭載し、高周波電気信号をはんだボール等を介することなく、最短の配線で光変調器へ給電する。しかし、現状の光変調器としては、温度依存性の小さいＳｉベースの変調器が主に用いられているため、前述の通り更なる高速化（広帯域化）においては、光変調素子自体の特性改善が大きな課題として挙げられる。
　また一般に、光変調器の帯域と変調効率(駆動電圧Ｖπ、変調出力光強度等に対応)はトレードオフの関係となる。このため、単に帯域拡張を優先した設計にすることは、却って変調光のＳＮＲ（信号対雑音比）劣化を招き、結果として信号品質劣化を招いてしまう。さらに、ＳＮＲの劣化を補填すべく、Ｓｉ変調素子とは別にＳＯＡ等の化合物半導体光増幅素子を搭載した場合には、この増幅素子自体の温度制御及び、実装部品点数増加に伴うコスト上昇、消費電力等の増加が課題として挙げられる。また、Ｓｉ変調器の代わりにＩｎＰ変調器をＤＳＰコパッケージ化させる場合には、ＩｎＰ変調器コアの組成変更（材料のバンド端吸収を小さくさせる）を行う必要があるが、その場合にはＩｎＰ変調器自体の変調効率が低下（量子閉じ込めシュタルク効果：ＱＣＳＥの低下）するため、ＳＮＲの劣化を招いてしまうという問題もあった。
　本開示は、上記の点に鑑みてなされたものであり、デジタル信号処理回路と、光素子を含むモジュールとを接続する配線長を短縮し、高速、かつ信号損失の少ない高速光送受信装置に関する。
　上記目的を達成するために本開示の一形態の高速光送受信装置は、高速光送受信装置であって、デジタル信号処理回路と、前記デジタル信号処理回路の第１のパッケージ基板の上に形成されている第１の電極と、光素子と、前記光素子を収容する第２のパッケージと、前記第２のパッケージの表面に形成される第２の電極と、を含み、前記第１のパッケージ基板と前記第２のパッケージは、前記第１の電極と前記第２の電極により直接接続される。
　以上の形態によれば、デジタル信号処理回路のパッケージと、光素子を含むモジュールのパッケージとに直接電極を形成し、これを直接接続することによって両者を接続する信号配線長を最小限に短縮し、信号の高速化と損失の低下を図ることができる。
図１（ａ）は公知の１００Ｇデジタルコヒーレントシステムを説明する上面図、図１（ｂ）は図１（ａ）中の矢線Ｉｂ、Ｉｂに沿う断面図である。 図２（ａ）は公知の４００Ｇデジタルコヒーレントシステムを説明する上面図、図２（ｂ）は図２（ａ）中の矢線ＩＩｂ、ＩＩｂに沿う断面図である。 図３（ａ）は公知の他の４００Ｇデジタルコヒーレントシステムを説明する上面図、図３（ｂ）は図３（ａ）中の矢線ＩＩＩｂ、ＩＩＩｂに沿う断面図である。 光モジュールの高周波インターフェースとして低損失ＦＰＣを用いたデジタルコヒーレントシステムを示す縦断面図である。 ＤＳＰパッケージ基板と一体実装光変調モジュールをＦＰＣを用いてフラットに直接接続するデジタルコヒーレントシステムを示す縦断面図である。 本開示の一実施形態の光送受信装置を説明するための縦断面図である。 図６に示す構成の各部の高さ、あるいは厚さを説明するための図である。 図８図（ａ）は、ＤＳＰパッケージ基板に形成されたパッドを説明するための平面図、図８（ｂ）は光変調モジュールに形成されたパッドを説明するための平面図、図８（ｃ）は、図８（ａ）、図８（ｂ）に示したパッドの拡大図、図８（ｄ）は図８（ｂ）に示した面の裏面に形成された加熱用パッドを説明するための図である。 図６、図７に示す光変調モジュールの縦断面図である。 図９に示す光変調モジュールをＤＳＰパッケージ基板と実装した状態を示す図である。
　以下、本開示の一実施形態を、図面を用いて説明する。本実施形態で用いる図面は、本開示の構成、構成に含まれる各部材、部材同士の位置関係、機能、効果及び技術思想を説明することを目的としている。このため、図面は本開示の具体的な形状を限定するものでなく、図面は、本開示の構成の縦横比や厚さを必ずしも正確に示すものではない。特に断面図は、一部を除き、その内部構成の図示を略している。
[デジタル信号処理回路と光素子を含むモジュールとの接続]
　図６は、ＤＳＰパッケージ基板６１０と光変調モジュール６２５とが接続されて光送受信装置６を構成した状態を示している。光送受信装置６は、本実施形態の高速光送受信装置である。図６は、本実施形態の光送受信装置６を説明するための縦断面図である。光送受信装置６は、ＰＣＢボード基板６００、ＤＳＰパッケージ基板６１０、ＤＳＰ－ＡＳＩＣ６１１、一体実装型の光変調モジュール６２５（以下、単に「光変調モジュール」と記す）を備えている。ＤＳＰパッケージ基板６１０はＰＣＢボード基板６００上に実装され、ＤＳＰ－ＡＳＩＣ６１１はＤＳＰパッケージ基板６１０上に実装される。ＰＣＢボード基板６００の上面から光送受信装置６の各部までの積層方向の長さを「高さ」と記す。ここで、積層方向とは、ＰＣＢボード基板６００に対してＤＳＰパッケージ基板６１０が乗る（積み上げられる）方向をいう。また、光送受信装置６の各部における積層方向の長さを「厚さ」と記す。
　光送受信装置６は、デジタル信号処理回路を含むＤＳＰパッケージ基板６１０を備えている。ＤＳＰパッケージ基板６１０上には第１の電極であるパッド６１３、６１４（図８（ａ））が形成されている。また、光変調モジュール６２５は、光素子と、この光素子を収容するパッケージ６３０（第２のパッケージ）を備えている。本実施形態は、後述するように、光変調素子である光変調器ＰＩＣ（図９）を含む光変調モジュール６２５を用いた例を挙げている。ただし、本実施形態は、このような例に限定されるものでなく、モジュールは受光素子を含む光受信モジュールであってもよく、光変調素子と受光素子の両方を含む光送受信モジュールであってもよい。
　本明細書において、「モジュール」は、所定の機能を果たすために集約された複数の素子からなるセットをいい、セットを構成する素子と、この素子をパッケージに収容したものの両方を含む。モジュールは、光素子の他に他の素子を含んでもよい。光変調モジュール６２５は、後述するように、光変調器ＰＩＣ７２７と共に、金ワイヤ配線７５１、高周波配線７５３、ＴＥＣ７６０、モジュール配線基板土台７７０、光学素子土台７８０、チップ集光レンズ７８１、ファイバ集光レンズ７８２及び高周波増幅ＩＣ（ドライバＩＣ）７３０をパッケージ６３０に収容している（図９）。
　パッケージ６３０は、一般的な光モジュールに使用されている高周波セラミックパッケージを示している。パッケージ６３０は、主要部分として、ＲＦテラス部６３０ｂ、ファイバパイプ部６３０ｃ及びパッケージ本体６３０ａを含む。パッケージ本体６３０ａは、主に上記の構成をユニット化して収容する部分である。ＲＦテラス部６３０ｂはＤＳＰパッケージ基板６１０に向かう側に延出する部分であり，ＲＦテラス６３０ｂはセラミックで形成されており，下面６３０ｂｂの表面には第２の電極であるパッド６２３、６２４（図８（ｂ））を備えている。ＤＳＰパッケージ基板６１０と、光変調モジュール６２５のパッケージ６３０は、パッド６１３、６１４及びパッド６２３、６２４が直接接続されることによって接続される。
　パッケージは、電子的な回路や素子を封止し、保護するケース部分と、封止されている回路や素子を外部に電気的に接続するための端子やパッドを含む構成である。ただし、本明細書におけるパッケージの語句は、このうちの主にケース部分を指している。
　一体実装型の光変調モジュール６２５は後に示すドライバＩＣ７３０（図９）と光変調モジュールが一体的に実装された光変調モジュールである。ファイバパイプ部６３０ｃは、パッケージ６３０のうち、ファイバ６４０が延出するパイプ部分を示している。セラミック製のＲＦテラス部６３０ｂには接続用のパッドが形成されており、ＤＳＰパッケージ基板６１０とのＲＦ接続に使用される。
　図７は、図６に示す構成の各部の高さ、あるいは厚さを説明するための図であって、ＤＳＰパッケージ基板６１０と光変調モジュール６２５とが未だ接続されていない状態を示している。図７においては、ＤＳＰパッケージ基板６１０の上面６１０ａの高さをｈ１、RFテラス部６３０ｂの下面６３０ｂｂの高さをｈ２、パッケージ６３０の底面までの高さをｈ４、パッケージ底面と下面６３０ｂｂとの間を埋めるアンダーフィル剤６２９の厚さをｈ３、ＲＦテラス部６３０ｂの厚さをｈ５としている。光送受信装置６は、ＤＳＰパッケージ基板６１０、光変調モジュール６２５の両者にパッドを設け、これを直接接続することによって配線を極力短くし、動作の高速化を図っている。このような構成のため、本実施形態は、RFテラス部下面６３０ｂｂの高さｈ２と、ＤＳＰパッケージ基板６１０の上面６１０ａの高さｈ１の高低差はゼロ、あるいは極力小さいことが好ましい。
　図６は、ＲＦテラス部下面６３０ｂｂの高さと、ＤＳＰパッケージ基板６１０の上面６１０ａの高さとが等しい状態を示している。ただし、光送受信装置６の製造における製造公差等を考慮すると、高さｈ１と高さｈ２との間には差異が生じる場合があることが知られている。図７に示すように、本体部６２５ａの厚さが、ＤＳＰパッケージ基板６１０の高さｈ１よりも低くなる場合、実装時の本体部６２５ａの厚さと高さｈ１との許容可能な高低差は５００μｍ以下である。この高低差は、光変調モジュール６２５との接続の安定性や実際のばらつきを考慮した値である。
　高低差が５００μｍ以下であれば、パッケージ６３０の底面とＰＣＢボード基板６００との間にアンダーフィル剤（導電性接着材）６２９を充填し、光変調モジュール６２５とＰＣＢボード基板６００との間に生じる隙間を埋めて固定することにより、光変調モジュール６２５が浮いた状態となることを防ぎ、接続部の長期信頼性を担保することができる。
　また、実装の工程を考慮すると、光変調モジュール６２５よりも先にＤＳＰパッケージ基板６１０がＰＣＢボード基板６００に実装される。このため、実装時に６２５ｂｂの高さがＤＳＰパッケージ基板６１０の上面６１０ａよりも高くなると、その時点でＤＳＰパッケージ基板６１０と、光変調モジュール６２５との間に高低差が生じる。このとき、６２５ｂｂがＤＳＰパッケージ基板６１０の上面６１０ａよりも高くなると、ＤＳＰパッケージ基板６１０と光変調モジュール６２５とを接続することができなくなる。このため、下面６２５ｂｂの高さｈ３は、ＤＳＰパッケージ基板６１０の上面６１０ａの高さｈ１以下である必要がある。
　なお、本実施形態は、ＤＳＰ－ＡＳＩＣ６１１及び光変調モジュール６２５が放熱面を有し、共に放熱面を上面としている。本実施形態でいう「放熱面」、あるいは「放熱する側」は、放熱が起こる全ての面、または側をいうのではなく、放熱が生じる面または側のうち、主な放熱が生じる面または側を指す。主な放熱が生じる面または側は、例えば、放熱機構によって熱が放射される面または側であってもよい。放熱機構としては、例えば、ペルチェ素子やヒートシンクが考えられる。本実施形態は、放熱面を下側とすることもできるが、このような場合、ＰＣＢボード基板６００の側に放熱のための機構を設けることが必要になる。このことは、光送受信装置の部品点数、あるいは工程数を増やすために望ましくない。さらに、ＤＳＰパッケージ基板６１０の放熱面は上側に形成されるため、光変調モジュール６２５の放熱面を下側にすると、光送受信装置6において放熱面が上下両側に形成されることになる。本実施形態は、光変調モジュール６２５の放熱面を上側に形成し、光送受信装置６全体で放熱面を上側に形成するように統一することが望ましい。
　［電極の接続］
　次に、ＤＳＰパッケージ基板６１０の上面６１０ａ、パッケージ６３０の下面６３０ｂｂに形成される電極について説明する。図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８（ｃ）は、このような電極を説明するための図であって、図８（ａ）は上面６１０ａを示し、図８（ｂ）は下面６３０ｂｂを示している。すなわち、図８（ａ）はＤＳＰパッケージ基板６１０を上方から見た平面図、図８（ｂ）は光変調モジュール６２５のパッケージ６３０を下面６３０ｂｂの側から（下方から）見た平面図である。図８（ｃ）は、図８（ｂ）に示したシグナルパッドの上面を拡大した図である。図８（ｄ）は、図８（ｂ）に示す下面６３０ｂｂに対する裏面となる上面６３０ｂｄを示す図である。
　図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、上面６１０ａ、ＤＳＰパッケージ基板６１０の上面６１０ａに向かう下面６２５ｂｂは、いずれもサイズの異なる二種類の電極（パッド）を備えている。上面６１０ａに形成されるパッドのうち、サイズの大きいパッド６１３がＧＮＤ ＰＡＤとして機能し、サイズの小さいパッド６１４がＳｉｇｎａｌ ＰＡＤとして機能する。同様に、下面６２５ｂｂに形成されるパッドのうち、サイズの大きいパッド６２３がＧＮＤ ＰＡＤとして機能し、小さいパッド６２４がＳｉｇｎａｌ ＰＡＤとして機能する。
　パッド６１３と６２３、パッド６１４と６２４は、上面６１０ａと下面６３０ｂｂとが重ねられたとき、互いに重なるようにそれぞれ配置されている。なお、本実施形態の上面６１０ａはパッド６１３、６１４の形成面、下面６３０ｂｂはパッド６２３、６２４の形成面に相当する。形成面は、パッケージ６３０の表面である。
　図８（ａ）、図８（ｂ）に示す例は、差動線路構成のＧＳＳＧ構成を示している。ただし、本実施形態は、このような構成に限定されるものでなく、ＧＳＧＳＧ構成であってもよい。また、図８（ａ）、図８（ｂ）に示したパッドの数は一例であり、必要なチャネル数に応じてパッドの数は任意である。
　図８（ｃ）は、パッド６２４の詳細図面の一例である。パッド６２４は長方形で示されるシグナルパッド６２８、シグナルパッド６２８に形成されたランド６２６、ランド６２６内に形成されたスルーホール６２７を含んでいる。なお、図８（ｃ）には、Ｓｉｇｎａｌ ＰＡＤとなるパッド６２４についてのみ示しているが、ＧＮＤ ＰＡＤとなるパッド６２３もパッド６２４と同様に構成されている。このため、本実施形態では、パッド６２３のスルーホール等に係る構成の図示及び説明を省略する。
　スルーホール６２７を形成することで、ＤＳＰパッケージ基板６１０と接続する際にはんだを溶かすための熱を印加することを可能とする。ここでは、一例としてスルーホール６２７と表現しているが、熱を伝導させる観点からすると、必ずしも空洞である必要はなく、埋め込みＶＩＡであっても良い。ただし、埋め込みとすると、後述するはんだが流れるような役割を持つことはできない。一例としてスルーホール６２７は１つのみを図示としているが、複数個入っていたり、ハーフスルーホールが用いられることも可能である。また、同様にパッド６２３（GND PAD）の側にも熱を印加するために少なくとも１つ以上のスルーホール６２７が形成されていることが必須である。このようにパッド６２３、６２４に関しては、スルーホール６２７を介して加熱できるような構成となっているが、加熱しやすくするために、スルーホール６２７の数を増やすだけではなく、例えばシグナルパッド６２８の幅と同一またはそれ以下のサイズの加熱用のパッドをＲＦテラス部６３０ｂの下面６３０ｂｂと反対側の上面６３０ｂｄに設けることも効果的である。ただし、容量性が増す方向となるため、加熱用のパッドのサイズ（主に幅方向）は接続用のパッドのサイズよりも小さい方が望ましい。
　図８（ｄ）に加熱用パッド６６３、６６４の具体例を示す。加熱用パッド６６３、６６４は、上面６３０ｂｄに形成されている。下面６３０ｂｂ面に形成されるパッド（Signal PAD）６２４は、上面６３０ｂｄの加熱用パッド６６４と上述のスルーホール６２７を通して接続されている。また、加熱用パッド６６４は下面６３０ｂｂのパッド６２４よりも幅（ｗ１）が狭くなっている。同様に、下面６３０ｂｂ面に形成されるパッド（GND PAD）６２３は、スルーホール６２７を通して上面６３０ｂｄ面に形成された加熱用パッド６６３に接続されている。図８（ｂ）、図８（ｄ）において、ＧＮＤ ＰＡＤについては、パッド６２３（GND PAD）と加熱用パッド６６３の幅は同一としているが、必ずしもその限りではない。また、上面６３０ｂｄの加熱用パッド６６３、６６４は、高周波配線７５３と接続されており、パッケージ６３０の内部に高周波信号を伝送する。図８（ｂ）中の矢線ＩＸ、ＩＸに沿う断面イメージは、図９に示している。
　図９は、本実施形態の光変調モジュール６２５の図８（ｂ）中の矢線IＸ、ＩＸに沿う縦断面図である。図９に示す縦断面図は、パッド６２４及びファイバパイプ部６３０ｃを含んでいる。パッケージ６３０は、内部に温度調整器（ＴＥＣ）７６０と、ＴＥＣ７６０の上に配置されたサブキャリア（光学素子土台）７８０とを備え、光学素子土台７８０の上には光変調器ＰＩＣ７２７、チップ集光レンズ７８１及びファイバ集光レンズ７８２が配置され、光ファイバ７４０に変調光を出力する。また、モジュール配線基板土台７７０と光変調器ＰＩＣ７２７との間にドライバＩＣ７３０が配置されている。
　１００ＧＢｄ超級の超高速動作を実現するためには、シグナルパッド６２８の幅Ｗ１及びランド６２６の径は狭いほど好ましい。幅Ｗ１及びランド６２６の径が広いと、シグナルパッド６２８の容量が大きくなって高周波特性が劣化する要因となるためである。また、Ｓｉｇｎａｌ ＰＡＤであるパッド６１４、６２４は高周波特性を向上されるために非常に小さいサイズが用いられる。このため、接続強度を担保する関係から、ＧＮＤ ＰＡＤであるパッド６１３、６２３はパッド６１４、６２４の幅の２倍以上のサイズとすることが望ましい。パッド６１３、６２３のサイズをパッド６１４、６２４のサイズの２倍以上のサイズとすることは、接続強度のみならず、クロストークの観点からも非常に有効である。
　幅Ｗ１の具体的なサイズは、少なくとも２００μｍ以下である必要がある。ただし、例えばＤＳＰパッケージ基板６１０の側及び光変調モジュール６２５の側のシグナルパッド６２８の幅Ｗ１を両方ともを１００μｍ以下等の非常に小型なサイズとすると、製造公差や実装時の位置ずれ等によってシグナルパッド同士を適切に接続することができない虞がある。そのため、より誘電率が高い材料が用いられることが多い光変調モジュール６２５の側のシグナルパッド６２８の幅のみを１００μｍとし、ＤＳＰパッケージ基板６１０の側のシグナルパッド６２８のサイズは２００μｍとし、光変調モジュール側６２５のみシグナルパッド６２８のサイズを小さくすることで、実装性を担保した上で、さらなる信号の広帯域化を図ることが考えられる。一例として、光変調モジュール６２５の側のシグナルパッド６２８が小さいとしたが、ＤＳＰパッケージ基板６０１の側のパッド６１４（Signal PAD）が小さくなっていても良い。ただし、効果を考えると、一般的に用いられるパッケージの材料定数や層構造の関係から光変調モジュール６２５の側のシグナルパッド６２８を小さくした方がよりパッド同士が接続する部位の容量量性の削減効果を得ることが可能である。
　図１０は、図９に示す光変調モジュール６３０をＤＳＰパッケージ基板６１０と接続した状態を示している。図１０は、ＤＳＰパッケージ基板６１０との接続を説明することを目的とし、光変調モジュール６２５の縮尺や縦横比等が図９と必ずしも一致していない。また、図１０の光変調モジュール６２５では、接続を説明するための主要な構成を示し、一部図示を略している。
　１０に示すように、図９で示した光変調モジュール６２５は、上下反転して実装されている。すなわち、光変調モジュールを図９に示す状態から反転させて実装し、光変調モジュール側からホットバーにより一斉加熱する。このように反転して実装することで、変調モジュールの放熱面が上側となる。これにより、ＤＳＰパッケージ基板６１０と変調器の互いの放熱面を上面方向に統一することが可能である。ＤＳＰパッケージ基板６１０と光変調モジュール６２５は、互いの接続用パッドを介して高周波接続されている。具体的には、高周波信号はＤＳＰパッケージ基板６１０からパッド６１３、６１４を介して、光変調モジュール６２５のパッド６２３、６２４に伝わり，さらにパッド６２３，６２４からスルーホール６２７を介して加熱用パッド６６３、６６４を通り、高周波配線７５３によりパッケージ６３０の内部に伝送され、ドライバＩＣ、光変調器ＰＩＣへと高周波信号が伝搬する構成となっている。
　光変調器ＰＩＣ７２７には、ここでは広帯域性に優れたＩｎＰベースのＩＱ光変調素子を採用した。光変調器ＰＩＣ７２７にはＩｎＰ基板が用いられ、少なくとも２つ以上のマッハ・ツェンダ型光干渉導波路を含んでいる。
　光変調器ＰＩＣ７２７の入力側には、光変調モジュール６２５のパッケージ左壁面としてモジュール配線基板土台７７０及びモジュールパッケージ壁面７７１が配置されている。モジュール配線基板土台７７０及びモジュールパッケージ壁面７７１は、例えば厚みの異なるセラミックで構成されている。モジュール配線基板土台７７０上面の高周波配線７５３は、モジュール配線基板土台７７０とモジュールパッケージ壁面７７１の間を通り、金ワイヤ配線７５１を経由して、光変調器ＰＩＣ７２７に変調電気信号を入力している。なお、光学レンズの長期安定化のため、パッケージ６３０内には不活性ガスのＡｒまたはＮ２などが封入され、気密封止されていてもよい。
　（電極の接続方法）
　次に、本実施形態の電極であるパッド同士を接続する方法について説明する。パッドサイズが小さく、かつ多チャネル集積やモジュールの小型化を考えると、ＰＡＤ間隔も一般的に数１００μｍ程度と非常に狭いために同士を接続する場合、導電性ペーストやＵＶ硬化樹脂等での接続はペーストが溢れた際にショートする等のリスクが高く、困難である。そのため、金属面にだけ濡れ広がる特徴のあるはんだを用いることが望ましい。さらに、はんだに関しても、ピッチが狭いところではショートするリスクがあるためにソルダーレジストを組み合わせて使うことが考えられる。はんだとソルダーレジストを組み合わせて使用することは、はんだの濡れ広がりを抑圧し、ショートのリスクを低減することができる。この際、ソルダーレジストは、接続されるパッドの周辺を覆うように塗布される。
　ソルダーレジストの使用は、ＤＳＰパッケージ基板６１０、光変調モジュール６２５の一方でもよく、必ずしも両方の側のパッドで使用する必要はない。ただし、当然両側に使用するほうがショートリスクの抑圧の観点では有効である。ＤＳＰパッケージ基板６１０、光変調モジュール６２５の一方でソルダーレジストを使用する場合、ＤＳＰパッケージ基板６１０の側に設けることがより汎用性が高く、好ましい。これは、製造工程上、セラミックパッケージ側にレジストを設けることは一般的ではないためである。はんだは、加熱によって固定されるため、光変調モジュール６２５の構成は加熱に考慮する必要がある。特に、光変調モジュール６２５において、光学部材や各種内部の部材を固定するために用いられる接着材等の耐熱性を考えると、はんだ加熱時の光変調モジュール６２５内部の温度を１５０℃以下に保つ必要がある。このことから、本実施形態のはんだの材料は、融点が１５０℃以下の低融点はんだである必要がある。融点が１５０℃以下のはんだの例としては、Ｓｎ－Ｂｉ系のはんだがある。
　次に、はんだによるパッドの固定の工程について説明する。光送受信装置６の製造工程においては、ＤＳＰパッケージ基板６１０が光変調モジュール６２５よりも先にＰＣＢボード基板６００に実装される。このため、光変調モジュール６２５は、ＤＳＰパッケージ基板６１０の上方からＰＣＢボード基板６００に固定される。パッド６１３、６２３、パッド６１４、６２４を接続する加熱は、例えば、ホットバーツールを用いた一斉加熱が望ましい。
　ホットバーツールを用いた加熱は、上面６１０ａや下面６２５ｂｂを直接加熱することはできず、パッケージ６３０のRFテラス部６２５ｂの６２５ｂｂとは反対側の面に形成された加熱用のＰＡＤやスルーホールを介しての加熱となる。接続前にＤＳＰパッケージ基板側、または光変調モジュールパッケージ側の少なくともどちらか一方にはんだを設けた上で、光変調モジュール側からホットバーにより一斉加熱する。はんだの流れや加熱しやすさを考えるとスルーホール６２７のホール径は、φ１００μｍ以上であることが好ましい。また、このようにスルーホールが空いているため、本スルーホールは加熱するのみならず、追加ではんだを流し込むような使い方にも有効である。その点でもφ１００ｕｍ以上というのは非常に効果的なサイズである。
　パッケージ６３０の側のパッドが形成されているＲＦテラス部６２５ｂのセラミック層の厚さｈ５は、適正な範囲よりも厚いとはんだを溶融するための熱を充分に供給できず、過度な加熱が必要となり、パッケージ６３０の全体を加熱することになってしまう。このようなことから、パッドを形成するセラミックの厚さｈ５は１ｍｍ以下であることが好ましい。なお、ここでいう「厚さ」は、パッケージ６３０の単層、多層に依らず、総合的な厚さを指す。
　さらに、本実施形態の光送受信装置は、より高速な動作を実現するため、変調素子のみならず、同一のパッケージ内にドライバＩＣを備えてもよい。このような構成は、ＣＤＭとも呼ばれる構成である。また、受信モジュールに関しては、受光素子と共にトランスインピーダンス・アンプが集積されていることが高速化の観点では望ましい。このような構成は、ＩＣＲとも呼ばれる構成である。
　さらに、高速性を考えると、光変調モジュールにはＩｎＰ系の光変調器素子が用いられることが望ましい。ただし、ＩｎＰ系の光変調器素子は、安定動作のためには温度制御されている必要がある。このため、本実施形態は、光変調モジュール６２５のパッケージ６３０内にペルチェ素子を搭載することが好ましい。ペルチェ素子の放熱面は、ドライバＩＣの放熱面と同じ側であることが好ましい。放熱面の側がペルチェ素子とドライバＩＣとで異なると、光変調モジュールの上下の両面が放熱面となり、使い勝手が悪いためである。
　さらに、高速動作を考慮したＩＣは、発振するリスクがある。この点を考慮し、本実施形態は、発振リスクのある周波数帯を吸収することが可能な電波吸収体７９０をデジタル信号処理回路、光変調モジュール、光受信モジュールのパッケージの蓋となるリッド部６３０ｄに貼り付けて使用することが望ましい。
６　光送受信装置
６００　ＰＣＢボード基板
６１０　ＤＳＰパッケージ基板
６１０ａ　上面
６１１　ＤＳＰ－ＡＳＩＣ
６１３，６２３，６２３，６２４　パッド
６２３ａ　信号線
６２５　光変調モジュール
６２６　ランド
６２７　スルーホール
６２８　シグナルパッド
６２９　アンダーフィル剤（導電性接着材）
６３０、６３１　パッケージ
６３０ａ　パッケージ本体
６３０ｂ　ＲＦテラス部
６３０ｃ　ファイバパイプ部
６３０ｄ　リッド部
６６３、６６４　加熱用パッド
７２７　光変調器ＰＩＣ
７４０　光ファイバ
７５１　金ワイヤ配線
７５３　高周波配線
７６０　温度調整器（ＴＥＣ）
７７０　モジュール配線基板土台
７７１　モジュールパッケージ壁面
７８０　光学素子土台
７８１　チップ集光レンズ
７８２　ファイバ集光レンズ
７９０　電波吸収体

Claims (10)

  1. 　高速光送受信装置であって、
    　デジタル信号処理回路と、
    　前記デジタル信号処理回路の第１のパッケージ基板の上に形成されている第１の電極と、
    　光素子と、
    　前記光素子を収容する第２のパッケージと、
    　前記第２のパッケージの表面に形成される第２の電極と、を含み、
    　前記第１のパッケージ基板と前記第２のパッケージは、前記第１の電極と前記第２の電極により直接接続される、高速光送受信装置。
  2. 　前記光素子は、光変調素子または受光素子の少なくとも一方を含む、請求項１に記載の高速光送受信装置。
  3. 　前記第１の電極及び、前記第２の電極は、信号線として機能するシグナルパッドの幅が２００μｍ以下であり、前記第２のパッケージのシグナルパッドの幅が前記第１のパッケージ基板のシグナルパッドの幅より小さく、加熱するためのスルーホールを有する、請求項１または２に記載の高速光送受信装置。
  4. 　前記第１の電極、前記第２の電極の少なくとも一方にソルダーレジストが設けられ、前記第１の電極及び前記第２の電極は、融点が１５０℃以下の低融点はんだを用いて接続される、請求項１に記載の高速光送受信装置。
  5. 　前記第２のパッケージがセラミックパッケージであって、前記第２のパッケージの前記第２の電極が形成される領域の総合的な厚さが１ｍｍ以下である、請求項１に記載の高速光送受信装置。
  6. 　前記第２のパッケージにおいて前記第２の電極が形成される第２の形成面の高さは、前記第１のパッケージ基板において前記第１の電極が形成される第１の形成面の高さ以下であり、前記第１の形成面の高さと前記第２の形成面の高さとの相違が５００μｍ以下である、請求項１に記載の高速光送受信装置。
  7. 　前記第２のパッケージは、アンダーフィル剤としての導電性接着剤により支持基板に固定される、請求項１に記載の高速光送受信装置。
  8. 　前記第１のパッケージ基板及び前記第２のパッケージは、同一の支持基板に支持され、前記第１のパッケージ基板及び前記第２のパッケージの放熱面は、前記支持基板と反対の側に配置される、請求項１に記載の高速光送受信装置。
  9. 　前記光素子が前記光変調素子を含む場合、当該光変調素子と共にドライバＩＣが集積され、前記光素子が前記受光素子を含む場合、当該受光素子と共にトランスインピーダンス・アンプが集積され、温度調整機構としてペルチェ素子を備え、当該ペルチェ素子は、前記ドライバＩＣまたは前記トランスインピーダンス・アンプが放熱する側と同じ側に放熱する、請求項２に記載の高速光送受信装置。
  10. 　前記第１のパッケージ基板または前記第２のパッケージは、リッドに電波吸収体を備える、請求項１に記載の高速光送受信装置。
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