CN113281857B - 光半导体器件及光模块 - Google Patents

Abstract

光半导体器件具有：第1配线图案，其设置于电介质基板的载体搭载面；第1基准电位图案，其与第1配线图案分离而将第1配线图案包围；载体块，其设置于载体搭载面上，具有主面、与载体搭载面相对的侧面、以及配置于主面上、构成共面线路的第2配线图案及第2基准电位图案；以及光半导体元件，其设置于载体块的主面上。第2配线图案的一端部在主面中至少延伸至侧面侧的端缘，经由导电性接合材料而与第1配线图案导电接合。第2基准电位图案的一端部在主面中至少延伸至侧面侧的端缘，经由导电性接合材料而与第1基准电位图案导电接合。

Description

光半导体器件及光模块

本申请基于2020年2月19日申请的日本申请第2020－026406号而要求优先权，引用在前述日本申请中记载的全部记载内容。

技术领域

本发明涉及光半导体器件及光模块。

背景技术

日本特开2013－021220公开了与光模块相关的技术。该光模块具有：陶瓷封装件，其搭载有光元件；金属制的外盖，其将该陶瓷封装件的开口覆盖；以及套筒，其经由接头套筒而与该外盖连结，用于光纤连接。外盖由与陶瓷封装件接合的平坦部和供接头套筒嵌合的圆筒部构成。在该光模块中，在陶瓷封装件内，以陶瓷封装件的安装面和光元件的表面彼此成为平行的方式安装有光元件。来自光元件的光轴使用棱镜而弯折90°。

发明内容

一个实施方式所涉及的光半导体器件具有：电介质基板，其具有载体搭载面；第1配线图案，其设置于载体搭载面；第1基准电位图案，其设置于载体搭载面，与第1配线图案分离而将第1配线图案包围；载体块，其设置于载体搭载面上，具有在与载体搭载面交叉的方向延伸的主面、与载体搭载面相对的侧面、以及配置于主面上、构成共面线路的第2配线图案及第2基准电位图案；以及光半导体元件，其设置于载体块的主面上。第2配线图案的一端部在主面中至少延伸至侧面侧的端缘，经由导电性接合材料而与第1配线图案导电接合。第2配线图案的另一端部与光半导体元件电连接。第2基准电位图案的一端部在主面中至少延伸至侧面侧的端缘，经由导电性接合材料而与第1基准电位图案导电接合。

一个实施方式所涉及的光模块具有：上述的光半导体器件；以及光插座，其安装有上述的光半导体器件，连接有光纤。

附图说明

图1是表示具有一个实施方式所涉及的光半导体器件的光发送模块的外观的斜视图，是表示从斜上方观察光发送模块的外观。

图2是表示图1所示的光发送模块的外观的斜视图，是从斜下方观察光发送模块的外观。

图3是表示图1所示的光发送模块的结构的剖视图，表示沿入射光的光轴的剖面。

图4是表示图1所示的光发送模块之中的、将罩及透镜去除后的发光部的斜视图，表示包含载体块的主面的外观。

图5是表示图4所示的将罩及透镜去除后的发光部的斜视图，表示包含载体块的背面的外观。

图6是表示载体块的外观的斜视图。

图7是表示板状部件的载体搭载面及凸缘部件的斜视图。

图8是将载体块和载体搭载面的接合部附近放大而表示的斜视图。

图9是表示关于一个实施方式的发光部中的信号传送线路，使用TDR法对传送方向的各位置处的阻抗进行测定得到的结果的曲线图。

图10是表示第1变形例所涉及的发光部的结构的斜视图，将罩及透镜省略而进行了表示。

图11是表示第2变形例所涉及的发光部的结构的斜视图，将罩及透镜省略而进行了表示。

图12是将载体块和载体搭载面的接合部附近放大而表示的斜视图。

图13是表示关于第2变形例的发光部中的信号传送线路，使用TDR法对传送方向的各位置处的阻抗进行测定得到的结果的曲线图。

图14是表示第3变形例所涉及的发光部的结构的斜视图，将罩及透镜省略而进行了表示。

图15是在图14中进一步省略了导电性接合材料的图。

图16是表示第3变形例的载体块的外观的斜视图。

图17是表示第3变形例的板状部件及凸缘部件的斜视图。

图18是将载体块和载体搭载面的接合部附近放大而表示的斜视图。

图19是表示关于第3变形例的发光部中的信号传送线路，使用TDR法对传送方向的各位置处的阻抗进行测定得到的结果的曲线图。

具体实施方式

[本发明所要解决的课题]

在光通信所使用的光模块中，为了伴随近年的传送速度的高速化而实现高频信号的高品质的传送，要求减少传送线路中的特性阻抗的失配部位。在近年的光模块中，有时采用同轴型的构造。以往，在同轴型的光模块的高频信号的输入输出路径中使用引线管脚。例如在同轴型的光模块具有如激光二极管这样的端面发光型的光半导体元件的情况下，光半导体元件的朝向成为引线管脚凸出的封装件内表面和光半导体元件的光轴彼此交叉的朝向。因此，从封装件内表面凸出的引线管脚的前端和光半导体元件之间的电连接通常是通过导线键合进行的。但是，键合导线为细径(例如φ25μm)，因此具有比较大的电感。所以在键合导线的部位容易发生特性阻抗的失配。

在日本特开2013－021220所记载的构造中，通过将光元件直接安装于陶瓷封装件的安装面，从而消除了传送路径上的键合导线。但是，在该构造中，为了使光元件的光轴弯折而使用棱镜。在该情况下，为了确保该棱镜的安装区域，需要使封装件大型化。并且，在棱镜中需要用于使光轴弯折的额外的光学长度，因此光学设计受到限制。具体地说，为了减少光的虚光(vignetting)，需要扩大光的有效直径，但光元件和透镜之间的距离变长。通常为了得到与单模光纤的光耦合，透镜需要大约5倍至6倍的光学倍率。所以整体的光学长度变长，成为妨碍光模块的小型化的主要原因。

[本发明的效果]

根据本发明，能够提供一种光半导体器件及光模块，其能够抑制封装件的大型化，并且减少特性阻抗的失配。

[本发明的实施方式的说明]

首先，列举本发明的实施方式而进行说明。一个实施方式所涉及的光半导体器件具有：电介质基板，其具有载体搭载面；第1配线图案，其设置于载体搭载面；第1基准电位图案，其设置于载体搭载面，与第1配线图案分离而将第1配线图案包围；载体块，其设置于载体搭载面上，具有在与载体搭载面交叉的方向延伸的主面、与载体搭载面相对的侧面、以及配置于主面上、构成共面线路的第2配线图案及第2基准电位图案；以及光半导体元件，其设置于载体块的主面上。第2配线图案的一端部在主面中至少延伸至侧面侧的端缘，经由导电性接合材料而与第1配线图案导电接合。第2配线图案的另一端部与光半导体元件电连接。第2基准电位图案的一端部在主面中至少延伸至侧面侧的端缘，经由导电性接合材料而与第1基准电位图案导电接合。

在该光半导体器件中，载体块上的共面线路的一端部在主面中至少延伸至侧面侧的端缘。而且，构成共面线路的第2配线图案及第2基准电位图案分别经由导电性接合材料而与在电介质基板的载体搭载面设置的第1配线图案及第1基准电位图案导电接合。即，在上述的光半导体器件中，能够通过电感小于键合导线的结构对载体块上的共面线路和第1配线图案及第1基准电位图案进行连接。因此，不易发生特性阻抗的失配。并且，根据上述的光半导体器件，仅将键合导线置换为导电性接合材料即可，因此与在日本特开2013-021220中记载的构造相比较，能够抑制封装件的大型化。如以上所述，根据上述的光半导体器件，能够抑制封装件的大型化，并且减少特性阻抗的失配。

在上述的光半导体器件中，可以是主面中的第2基准电位图案的一端部和第2配线图案的一端部之间的第1间隔，大于主面中的第2基准电位图案的剩余部和第2配线图案的剩余部之间的第2间隔。在该情况下，能够更有效地减少特性阻抗的失配。

在上述的光半导体器件中，可以是第2配线图案及第2基准电位图案的各一端部从主面涉及至侧面而延伸。在该情况下，载体块的侧面上的第2配线图案及第2基准电位图案和电介质基板的载体搭载面上的第1配线图案及第1基准电位图案彼此相对，因此能够经由导电性接合材料而将第1配线图案及第2配线图案之间以及第1基准电位图案及第2基准电位图案之间彼此牢固地接合。因此，能够提高第1配线图案及第2配线图案之间以及第1基准电位图案及第2基准电位图案之间的导电接合的可靠性，并且提高载体块和电介质基板的接合强度。

在上述的光半导体器件中，可以是载体块具有第1槽，该第1槽设置于侧面上的第2基准电位图案和第2配线图案之间。在该情况下，能够将第1配线图案及第2配线图案之间的导电性接合材料和第1基准电位图案及第2基准电位图案之间的导电性接合材料更可靠地分离，能够减少第1配线图案及第2配线图案和第1基准电位图案及第2基准电位图案的短路的可能性。并且，在该情况下，可以是载体块还具有第2槽，该第2槽设置于侧面，第2基准电位图案及第2配线图案位于隔着第2槽的一方的区域。由此，能够进一步减少第1配线图案及第2配线图案和第1基准电位图案及第2基准电位图案的短路的可能性。

在上述的光半导体器件中，可以是第2配线图案的另一端部延伸至光半导体元件的正下方，经由导电性接合材料而与光半导体元件的背面电极导电接合。在该情况下，与将第2配线图案和光半导体元件通过导线键合进行连接的情况相比较，能够进一步减少特性阻抗的失配。

上述的光半导体器件可以是还具有带窗的金属制罩，该带窗的金属制罩设置于电介质基板的载体搭载面上，并且将载体块及光半导体元件覆盖。在该情况下，能够适当地保护载体块及光半导体元件。

上述的光半导体器件可以是还具有：第1贯通配线，其与第1配线图案及在位于与载体搭载面相反侧的相反面上设置的配线电连接，并且将电介质基板从载体搭载面贯通至相反面；以及第2贯通配线，其与第2配线图案及在位于与载体搭载面相反侧的相反面上设置的其他配线电连接，并且将电介质基板从载体搭载面贯通至相反面。在该情况下，能够通过电感小于键合导线的结构将载体块上的共面线路和与光半导体器件的外部连接的配线进行连接。

一个实施方式所涉及的光模块具有：上述的光半导体器件；以及光插座，其安装有上述的光半导体器件，连接有光纤。

[本发明的实施方式的详细内容]

以下，参照附图对本发明的光半导体器件及光模块的具体例进行说明。本发明不受这些例示限定，而是由权利要求书示出，包含与权利要求书等同的内容及其范围内的全部变更。在下面的说明中，对在附图的说明中相同的要素标注相同的标号，省略重复的说明。

图1及图2是表示具有一个实施方式所涉及的光半导体器件的光发送模块1A的外观的斜视图。图1表示从斜上方观察光发送模块1A的外观。图2表示从斜下方观察光发送模块1A的外观。图3是表示光发送模块1A的结构的剖视图，表示沿入射光的光轴的剖面。光发送模块1A构成在长距离光通信中使用的光接收器的一部分。如图1、图2及图3所示，光发送模块1A具有：光插座10，其与光纤连接；以及发光部20，其固定于光插座10。光插座10具有光纤插芯(插芯套管)12、金属部件14及15、套筒16和外轮廓部件(外壳)18。光纤插芯12具有插芯11和光纤13。

插芯11是具有圆筒形状(或者圆柱形状)的部件。插芯11的中心轴线沿方向D1延伸。插芯11的与该中心轴线垂直的剖面为圆形。插芯11具有在方向D1上排列的基端面11a及前端面11b。前端面11b是与在光插座10连接的光连接器的插芯进行物理接触的面。前端面11b例如研磨为球面状。基端面11a是与前端面11b相反侧的面。基端面11a与在光插座10安装的发光部20相对。基端面11a相对于与插芯11的中心轴线垂直的面而稍微(例如8°左右)倾斜。插芯11还具有圆柱面即外周面11c。

插芯11还具有光纤保持孔11d。光纤保持孔11d沿方向D1延伸，形成于插芯11的中心轴上。与方向D1垂直的光纤保持孔11d的剖面为圆形状。光纤保持孔11d的内径稍大于光纤13的外径。光纤保持孔11d的一方的开口包含于前端面11b。光纤保持孔11d的另一方的开口包含于基端面11a。因此，光纤保持孔11d沿方向D1将插芯11的基端面11a和前端面11b之间贯通。插芯11例如为氧化锆(ZrO₂)制。由韧性及杨氏模量高的氧化锆构成插芯11，由此能够在前端面11b处适当地进行物理接触。

光纤13例如为单模光纤。光纤13例如是去除了树脂包覆后的裸纤。光纤13例如为石英制。光纤13将方向D1作为长度方向(即，光轴方向)而延伸。光纤13具有一端13a及另一端13b。光纤13插入至光纤保持孔11d。而且，从前端面11b侧的光纤保持孔11d的开口将一端13a露出，从基端面11a侧的光纤保持孔11d的开口将另一端13b露出。一端13a与在光插座10连接的光连接器的光纤的一端进行接触。另一端13b与后面记述的发光部20的端面发光元件27光学地耦合。光纤13的外径例如为125μm。

在基端面11a固定有光隔离器19。光隔离器19是使光仅在一个方向经过，在反方向将光切断的光学元件。光隔离器19配置于光纤13的光轴上，与光纤13的另一端13b光学地耦合。光隔离器19使从端面发光元件27输出的光经过而输入至光纤13的另一端13b，将来自光纤13的另一端13b的返回光断开。

金属部件14是具有在方向D1延伸的贯通孔14a，在贯通孔14a内对光纤插芯12进行保持的部件。金属部件14例如由不锈钢这样的金属材料构成。金属部件14具有沿方向D1延伸的大致圆筒形状。与方向D1垂直的贯通孔14a的剖面为圆形。金属部件14还具有基端面14b。基端面14b与金属部件15相对。光纤插芯12沿方向D1被压入至金属部件14的贯通孔14a中。即，插芯11的外周面11c与贯通孔14a的内表面相接，由此光纤插芯12固定于金属部件14。圆筒部件17沿方向D1从金属部件14的基端面14b凸出。圆筒部件17设置于光隔离器19的周围。从圆筒部件17的基端面17a至发光部20为止的距离，比从光隔离器19至发光部20为止的距离短。所以圆筒部件17能够保护光隔离器19。

金属部件15是具有在方向D1上排列的基端面15a及前端面15b的大致圆筒状的部件。前端面15b与金属部件14的基端面14b相对。前端面15b通过YAG焊接等而与基端面14b接合。金属部件15还具有在方向D1延伸的贯通孔15c。贯通孔15c沿方向D1将基端面15a和前端面15b之间贯通。贯通孔15c包含：第1部分15ca，其从基端面15a延伸至贯通孔15c的中途；以及第2部分15cb，其从前端面15b延伸至第1部分15ca。第1部分15ca的内径大于第2部分15cb的内径。在第1部分15ca收容发光部20的一部分。在第2部分15cb收容圆筒部件17及光隔离器19。

套筒16是沿方向D1延伸的圆筒状的部件。套筒16例如为陶瓷制。在一个例子中，套筒16是由与插芯11相同的材料(例如氧化锆)构成的。套筒16的内径与光纤插芯12的外径大致相等。套筒16具有在方向D1上排列的基端16a及前端16b。并且，套筒16具有外周面16c及内周面16d。从套筒16的基端16a侧的开口插入有光纤插芯12。换言之，套筒16的基端16a侧的一部分插入至插芯11的外周面11c和金属部件14之间的间隙。因此，套筒16的外周面16c与金属部件14相接，套筒16的内周面16d与插芯11的外周面11c相接。从套筒16的前端16b侧的开口插入光连接器插芯。插芯11的前端面11b和光连接器插芯的前端面在套筒16内彼此接触。由此，由插芯11保持的光纤13和由光连接器插芯保持的光纤以高的耦合效率彼此光耦合。

外轮廓部件18是固定于金属部件14，并且与光连接器连接的部件。外轮廓部件18是沿方向D1延伸的圆筒状的部件。外轮廓部件18例如为不锈钢这样的金属制。外轮廓部件18具有在方向D1上排列的基端面18b及前端部18c。并且，外轮廓部件18具有沿方向D1延伸的贯通孔18d。贯通孔18d将基端面18b和前端部18c之间贯通。与方向D1垂直的贯通孔18d的剖面为圆形。贯通孔18d的中心轴线与光纤插芯12的中心轴线重合。外轮廓部件18包含基端面18b侧的第1部分18e和前端部18c侧的第2部分18f而作为贯通孔18d的一部分。第1部分18e从基端面18b沿方向D1延伸至第2部分18f。第2部分18f从前端部18c沿方向D1延伸至第1部分18e。而且，第1部分18e及第2部分18f在套筒16的前端16b和前端部18c之间相互地连结(连通)。第1部分18e的内径与套筒16的外周面16c的外径大致相等或稍大。第2部分18f的内径稍大于套筒16的内周面16d的内径。如上所述，第1部分18e的内径大于第2部分18f的内径，因此在第1部分18e和第2部分18f之间形成有台阶面18g。台阶面18g与套筒16的前端16b相对。

发光部20是本实施方式中的光半导体器件的例子。发光部20具有罩21、透镜23、载体块24、板状部件25、端面发光元件27及柔性基板28(在图3中省略图示)。

板状部件25具有电介质基板251。电介质基板251是大致圆形的平板状的部件。电介质基板251具有平坦的载体搭载面25a和位于与载体搭载面25a相反侧的背面25b。载体搭载面25a与在光插座10连接的光纤的光轴(即光纤13的光轴)交叉。在一个例子中，载体搭载面25a的法线相对于与光插座10连接的光纤的光轴(即光纤13的光轴)平行。电介质基板251例如由如陶瓷这样的材料构成。在一个实施例中，电介质基板251是多个陶瓷层层叠而成的多层陶瓷基板。通过使用多层陶瓷基板，从而高频设计变得容易。如图2所示，从电介质基板251的背面25b凸出有多根(在图示例中为4根)端子29a、29b、29c及29d。各端子29a、29b、29c及29d是将电介质基板251的载体搭载面25a和背面25b之间贯通的贯通配线。其中，端子29c是被设定为基准电位的第2贯通配线。在电介质基板251设置有将电介质基板251从载体搭载面25a贯通至背面25b的通路孔25i(参照图7)。通路孔25i是对高频的发送信号进行传送的第1贯通配线。

罩21是大致圆筒状的金属制的部件。罩21的中心轴沿光纤13的光轴。罩21具有在光纤13的光轴方向(即方向D1)上排列的基端面21a及前端面21b。基端面21a经由圆环状的凸缘部件26而固定于板状部件25的载体搭载面25a。具体地说，圆环状的凸缘部件26具有在光纤13的光轴方向上排列的一端面26a及另一端面26b。罩21的基端面21a固接(例如电阻焊接)于凸缘部件26的一端面26a。板状部件25的载体搭载面25a固接于凸缘部件26的另一端面26b。因此，罩21经由凸缘部件26而设置于载体搭载面25a上。罩21将后面记述的载体块24及端面发光元件27覆盖(收容)。罩21从基端面15a侧插入至金属部件15的贯通孔15c的第1部分15ca。而且，罩21的外周面21d固接于第1部分15ca的内表面。罩21例如是由如铁镍合金这样的材料构成的。

罩21还具有在方向D1延伸的贯通孔21c。贯通孔21c沿方向D1将基端面21a和前端面21b之间贯通。贯通孔21c包含：第1部分21ca，其从基端面21a延伸至贯通孔21c的中途；以及第2部分21cb，其从前端面21b延伸至第1部分21ca。第1部分21ca的内径大于第2部分21cb的内径。第2部分21cb作为使来自端面发光元件27的信号光经过的光学窗起作用。

载体块24搭载于板状部件25的载体搭载面25a上，固定于载体搭载面25a。载体块24收容于罩21的第1部分21ca内。载体块24是具有主面及侧面的长方体状的部件。载体块24在载体块24的主面上搭载端面发光元件27。载体块24的侧面与载体搭载面25a相对。载体块24包含由电介体(例如陶瓷或者石英)构成的块体和在该块体上形成的多个配线图案。

端面发光元件27是本实施方式中的光半导体元件的例子。端面发光元件27与光纤13的另一端13b光学地耦合。端面发光元件27朝向与光插座10连接的光纤而输出信号光。端面发光元件27例如可以是具有激光二极管和电场吸收型的光调制器集成为单片的结构的电场吸收型调制器集成激光器(EML：Electro-absorption Modulator integrated withDFB Laser)，或者也可以是直接调制激光器(DML：Directly Modulated Laser)。

透镜23保持于罩21，固定于第2部分21cb的内周面。透镜23是由光透过部件(例如玻璃)构成的聚光透镜。透镜23配置于端面发光元件27及光纤13的光轴上。透镜23将从端面发光元件27射出的信号光朝向光纤13的另一端13b附近聚光。

如图2所示，柔性基板28安装于板状部件25的背面25b。柔性基板28具有分别与多个端子29a、29b、29c及29d对应的多个孔。柔性基板28与分别插入至多个孔的多个端子29a、29b、29c及29d通过导电性接合材料而固定。柔性基板28还具有：刚性部28e；以及多个配线图案28a、28b、28c及28d，它们设置于电介质基板251的背面25b上，并且从多个孔向刚性部28e延伸。配线图案28a、28b、28c及28d分别与端子29a、29b、29c及29d导电接合。并且，柔性基板28具有配线图案28f，该配线图案28f设置于电介质基板251的背面25b上，并且与电介质基板251的通路孔25i导电接合。

图4及图5是表示将罩21及透镜23去除后的发光部20的斜视图。图4表示包含载体块24的主面24a的外观。图5表示包含载体块24的背面24d的外观。图6是表示载体块24的外观的斜视图。图7是表示板状部件25的载体搭载面25a及凸缘部件26的斜视图。图8是将载体块24和载体搭载面25a的接合部附近放大而表示的斜视图。

如图7所示，板状部件25在电介质基板251的载体搭载面25a之中的从凸缘部件26露出的区域具有由金属膜构成的配线图案25c、25d及25f和由金属膜构成的基准电位图案25e。配线图案25c及25f在电介质基板251的内部，分别与端子29a及29d(参照图2)电连接。配线图案25d与将电介质基板251贯通的通路孔25i电连接。基准电位图案25e在电介质基板251的内部，与端子29c(参照图2)电连接。配线图案25c及25f的平面形状例如为长方形。其平面形状的长度方向是沿载体搭载面25a的方向D2。配线图案25c及25f在方向D2上排列而配置。配线图案25d是本实施方式中的第1配线图案的例子。配线图案25d在方向D2上，位于配线图案25c和配线图案25f之间。配线图案25d的平面形状例如是将与方向D2交叉(例如正交)的方向D3设为长轴方向的椭圆形或者长圆形。

基准电位图案25e是本实施方式中的第1基准电位图案的例子。基准电位图案25e包含第1部分25ea和第2部分25eb。第1部分25ea的平面形状例如为长方形。其平面形状的长度方向沿方向D2。第1部分25ea位于配线图案25c和配线图案25f之间。第1部分25ea在方向D2上，隔开间隙而与配线图案25c及25f相邻。第1部分25ea包含圆形的开口25ec。在开口25ec内设置有配线图案25d。即，基准电位图案25e与配线图案25d分离，并且将配线图案25d包围。第2部分25eb与第1部分25ea连结而一体地构成。第2部分25eb相对于第1部分25ea和配线图案25c及25f，位于方向D3上的一侧。第2部分25eb在方向D3上，隔开间隙而与配线图案25c及25f相邻。第2部分25eb的外缘沿着凸缘部件26。第2部分25eb的外缘的平面形状呈圆弧状(例如半圆状)。

如图4所示，载体块24搭载于电介质基板251的载体搭载面25a上。载体块24具有电介质块体241。电介质块体241呈长方体状。电介质块体241如图6所示，具有平坦的主面24a和彼此相反朝向的一对平坦的侧面24b及24c。主面24a的法线方向和侧面24b及24c的法线方向彼此交叉(例如正交)。主面24a的各边的长度大于载体块24的厚度。电介质块体241也可以说呈平板状。在载体块24搭载于载体搭载面25a上的状态下，侧面24b与载体搭载面25a相对，主面24a在与载体搭载面25a交叉的方向延伸。载体块24以主面24a沿方向D2的朝向(换言之，以主面24a的法线方向沿方向D3的朝向)配置于载体搭载面25a上。

载体块24具有在电介质块体241的主面24a上设置的金属膜即配线图案242、244及245和基准电位图案243。配线图案242、244及245和基准电位图案243例如是通过光刻(photolithography)形成的金属化图案。配线图案242是本实施方式中的第2配线图案的例子。基准电位图案243是本实施方式中的第2基准电位图案的例子。配线图案242及基准电位图案243构成共面线路。具体地说，配线图案242是在主面24a上在与载体搭载面25a交叉的方向(在一个例子中载体搭载面25a的法线方向)延伸的细长形状的配线图案。配线图案242的一端部在主面24a中至少延伸至侧面24b侧的端缘。在图6所示的例子中，配线图案242的一端部从主面24a涉及至侧面24b而延伸。而且，如图4及图8所示，配线图案242的一端部经由导电性接合材料41而与配线图案25d导电接合。方向D2上的配线图案25d的宽度W1可以大于配线图案242的宽度方向的宽度W2。另一方面，配线图案242的另一端部如图4所示，经由键合导线51而与端面发光元件27的一个电极焊盘电连接。端面发光元件27的该电极焊盘，例如是电场吸收型光调制器或者直接调制激光器的正极电极焊盘。

基准电位图案243配置于配线图案242的两侧。基准电位图案243在配线图案242的长度方向上，与配线图案242隔开一定的间隔而配置。在一个例子中，基准电位图案243设置于除了配线图案242及配线图案242的周围区域、和后面记述的配线图案244及245以及配线图案244及245的周围区域以外的主面24a的整面。因此，基准电位图案243的一端部在主面24a中至少延伸至侧面24b侧的端缘。在图6所示的例子中，基准电位图案243的一端部从主面24a涉及至侧面24b而延伸。侧面24b中的基准电位图案243设置为从三方将侧面24b中的配线图案242的一端部包围。在一个例子中，基准电位图案243设置于除了配线图案242及配线图案242的周围区域、和后面记述的配线图案244及245以及配线图案244及245的周围区域以外的侧面24b的整面。而且，如图4及图8所示，基准电位图案243经由导电性接合材料42而与基准电位图案25e导电接合。

配线图案244是在主面24a上在与载体搭载面25a交叉的方向延伸的配线图案。配线图案244设置于主面24a中的侧面24b侧的一角。配线图案244的一端部在主面24a中至少延伸至侧面24b侧的端缘。在图6所示的例子中，配线图案244的一端部从主面24a涉及至侧面24b而延伸。而且，如图4所示，配线图案244的一端部经由导电性接合材料43而与配线图案25f导电接合。另一方面，配线图案244的另一端部如图4所示，经由键合导线52而与旁路电容器61的一方的电极电连接。旁路电容器61以旁路电容器61的另一方的电极与基准电位图案243相对的方式安装于基准电位图案243上。旁路电容器61的另一方的电极还经由其他键合导线而与端面发光元件27的一个电极焊盘电连接。端面发光元件27的该电极焊盘例如是与吸收型光调制器集成的激光二极管的正极电极焊盘。在端面发光元件27为直接调制激光器的情况下，也可以不设置旁路电容器61。

配线图案245是在主面24a上在与载体搭载面25a交叉的方向延伸的配线图案。配线图案245设置于主面24a中的侧面24b侧的一角(不同于配线图案244的另一角)。配线图案245的一端部在主面24a中至少延伸至侧面24b侧的端缘。在图6所示的例子中，配线图案245的一端部从主面24a涉及至侧面24b而延伸。而且，如图4所示，配线图案245的一端部经由导电性接合材料44而与配线图案25c导电接合。另一方面，配线图案245的另一端部如图4所示，经由键合导线53而与温度检测元件(热敏电阻)62的一方的电极电连接。温度检测元件62以温度检测元件62的另一方的电极与基准电位图案243相对的方式安装于基准电位图案243上。

作为导电性接合材料41、42、43及44的具体例，举出焊料(例如AuSn焊料或SuAgCu焊料)及金属膏(例如Au膏或Ag膏)等钎料或粘接剂。导电性接合材料41、42、43及44可以是在载体块24侧预先形成的焊料蒸镀膜，可以是在载体搭载面25a侧预先形成的焊料蒸镀膜，也可以是在载体搭载面25a上设置的预备焊料。导电性接合材料41、43及44夹设于配线图案242、244及245之中的设置于侧面24b上的部分和配线图案25c、25d及25f之间。导电性接合材料41、43及44将配线图案242、244及245之中的设置于侧面24b上的部分和配线图案25c、25d及25f进行电连接，并且将载体块24和板状部件25牢固地接合。导电性接合材料41、43及44在配线图案242、244及245之中的设置于主面24a上的部分和配线图案25c、25d及25f之间形成焊脚。导电性接合材料41、43及44将配线图案242、244及245之中的设置于主面24a上的部分和配线图案25c、25d及25f进行电连接，并且将载体块24和板状部件25更牢固地接合。如图5所示，导电性接合材料41、42、43及44到达至载体块24的背面24d，在载体块24的背面24d和载体搭载面25a之间也形成焊脚。

本实施方式的光发送模块1A的组装方法如下所述。首先，在载体块24上的规定的位置安装端面发光元件27、旁路电容器61及温度检测元件62。接下来，形成键合导线51、52及53，将端面发光元件27、旁路电容器61及温度检测元件62与载体块24电连接。接下来，将板状部件25的载体搭载面25a和载体块24的侧面24b经由导电性接合材料41、42、43及44进行接合。然后，通过将带透镜23的罩21电阻焊接于凸缘部件26，由此完成发光部20。最后，在对发光部20和光插座10进行调芯后，将发光部20和光插座10彼此固定。

对通过具有以上结构的本实施方式的发光部20得到的效果进行说明。在发光部20中，载体块24上的共面线路(即，配线图案242及基准电位图案243)的一端部在主面24a中至少延伸至侧面24b侧的端缘。而且，配线图案242及基准电位图案243分别经由导电性接合材料41及42而与在电介质基板251的载体搭载面25a设置的配线图案25d及基准电位图案25e导电接合。因此，在本实施方式中，能够将载体块24上的共面线路和配线图案25d及基准电位图案25e通过电感小于键合导线的结构进行连接。其结果，不易发生特性阻抗的失配。并且，根据本实施方式，仅将键合导线置换为导电性接合材料41及42即可，因此与在日本特开2013-021220中记载的构造相比较，能够抑制封装件的大型化。如以上所述，根据本实施方式的发光部20，能够抑制封装件的大型化，并且减少特性阻抗的失配。并且，能够在将载体块24向载体搭载面25a安装时省略导线键合工序，能够削减工序数。

如本实施方式那样，配线图案242及基准电位图案243的各一端部可以从主面24a涉及至侧面24b而延伸。在该情况下，载体块24的侧面24b上的配线图案242及基准电位图案243和载体搭载面25a上的配线图案25d及基准电位图案25e彼此相对，因此能够经由导电性接合材料41及42，将配线图案25d及配线图案242之间以及基准电位图案25e及基准电位图案243之间彼此牢固地接合。因此，能够提高配线图案25d及配线图案242之间以及基准电位图案25e及基准电位图案243之间的导电接合的可靠性，并且提高载体块24和电介质基板251的接合强度。

如本实施方式那样，发光部20可以具有带窗的金属制罩21，该带窗的金属制罩21设置于电介质基板251的载体搭载面25a上，并且将载体块24及端面发光元件27覆盖。在该情况下，能够适当地保护载体块24及端面发光元件27。

如本实施方式那样，发光部20可以具有：通路孔25i，其与配线图案25d及在背面25b上设置的配线图案28f电连接，并且将电介质基板251从载体搭载面25a贯通至背面25b；以及端子29c，其与基准电位图案25e及在背面25b上设置的配线图案28c电连接，并且将电介质基板251从载体搭载面25a贯通至背面25b。在该情况下，能够将载体块24上的共面线路和与发光部20的外部连接的配线图案28c及28f通过电感小于键合导线的结构进行连接。

在这里，本发明人关于本实施方式的发光部20中的信号传送线路，使用TDR(TimeDomain Reflecrometry)法对传送方向的各位置处的阻抗进行了测定。TDR法是指下述方法，即，向成为测定对象的传送线路输入脉冲信号，使用示波器捕捉其反射波，由此对传送方向的各位置处的阻抗进行测定。在该测定中，将方向D2上的配线图案25d的宽度W1(参照图8)设为135μm，将配线图案25d和基准电位图案25e之间的间隔G1设为185μm，将方向D3上的配线图案25d的长度L设为250μm。图9是表示测定结果的曲线图。在图9中，纵轴表示阻抗(单位：Ω)，横轴表示时间(单位：纳秒)。基于该曲线图，能够知晓相对于设计阻抗(50Ω)的传送线路的阻抗。并且，基于时间的信息，能够知晓产生各阻抗的位置(距离)。因此，能够对特性阻抗的失配大的部位进行确定。

参照图9，可知在传送线路上的配线图案25d和配线图案242的接合部分(图9的部分A)处，阻抗的降低量相对于设计阻抗(50Ω)被抑制为百分之十(5Ω)左右。即，根据本实施方式，能够抑制配线图案25d和配线图案242的接合部分的阻抗的降低，减少特性阻抗的失配。

(第1变形例)

图10是表示上述实施方式的第1变形例所涉及的发光部20A的结构的斜视图，将罩21及透镜23省略而进行了表示。如图10所示，在本变形例的发光部20A中，取代上述实施方式的载体块24而具有载体块24A。本变形例的载体块24A和上述实施方式的载体块24的区别点在于，构成共面线路的配线图案和端面发光元件27的连接方式。

在本变形例的载体块24A中，取代上述实施方式的配线图案242而具有配线图案242A。配线图案242A是本变形例中的第2配线图案的例子。配线图案242A和在配线图案242A的两侧隔开间隔而设置的基准电位图案243一起构成共面线路。配线图案242A的一端部与上述实施方式同样地，在主面24a中至少延伸至侧面24b侧的端缘，在一个例子中从主面24a涉及至侧面24b而延伸。而且，配线图案242A的一端部经由导电性接合材料41而与载体搭载面25a上的配线图案25d导电接合。

配线图案242A的另一端部延伸至端面发光元件27的正下方(换言之，端面发光元件27和主面24a之间)，经由导电性接合材料而与端面发光元件27的背面电极导电接合。端面发光元件27的背面电极例如是电场吸收型光调制器或者直接调制激光器的正极电极。

如上所述，构成共面线路的配线图案242A的另一端部可以延伸至端面发光元件27的正下方，也可以经由导电性接合材料而与端面发光元件27的背面电极导电接合。在该情况下，与如上述实施方式那样将配线图案242和端面发光元件27通过键合导线51连接的情况相比较，能够减小共面线路和端面发光元件27之间的电感，因此能够进一步减少特性阻抗的失配。

(第2变形例)

图11是表示上述实施方式的第2变形例所涉及的发光部20B的结构的斜视图，将罩21及透镜23省略而进行了表示。如图11所示，在本变形例的发光部20B中，取代上述实施方式的载体块24而具有载体块24B。在载体块24B中，取代上述实施方式的配线图案242及基准电位图案243而具有配线图案242A及基准电位图案243A。图12是将载体块24B和载体搭载面25a的接合部附近放大而表示的斜视图。本变形例的载体块24B和上述实施方式的载体块24的区别点在于，如图11所示，与第1变形例同样地配线图案242A的另一端部延伸至端面发光元件27的正下方，以及如图12所示，主面24a中的基准电位图案243A的一端部和配线图案242A的一端部之间的间隔大于主面24a中的基准电位图案243A的剩余部和配线图案242A的剩余部之间的间隔。

更具体地说明，如图12所示，基准电位图案243A中的与配线图案242A相对的侧缘，在主面24a上的侧面24b附近的区域具有台阶243a。而且，位于该台阶243a和侧面24b之间的、基准电位图案243A和配线图案242A之间的间隔Ga在从台阶243a观察时，比位于侧面24b相反侧的、基准电位图案243A和配线图案242A之间的间隔Gb大。在一个例子中，间隔Ga大于或等于间隔Gb的7倍而小于或等于9倍。间隔Ga例如为245μm。在本变形例中，配线图案25d和基准电位图案25e之间的间隔G1(参照图8)可以设定为与间隔Ga一致。

本发明人关于本变形例的发光部20B中的信号传送线路，使用TDR法对传送方向的各位置处的阻抗进行了测定。在该测定中，将方向D2上的配线图案25d的宽度W1(参照图8)设为135μm，将间隔G1及间隔Ga设为245μm，将方向D3上的配线图案25d的长度L设为250μm。图13是表示测定结果的曲线图。在图13中，纵轴表示阻抗(单位：Ω)，横轴表示时间(单位：纳秒)。参照图13，可知在传送线路上的配线图案25d和配线图案242A的接合部分(图13的部分A)处，阻抗的降低量相对于设计阻抗(50Ω)被抑制得极小(小于或等于百分之一)。即，根据本变形例，能够进一步抑制配线图案25d和配线图案242A的接合部分的阻抗的降低，更有效地减少特性阻抗的失配。

(第3变形例)

图14是表示上述实施方式的第3变形例所涉及的发光部20C的结构的斜视图，将罩21及透镜23省略而进行了表示。图15是在图14中进一步将导电性接合材料41、42、43及44省略的图。如图14及图15所示，在本变形例的发光部20C中，取代上述实施方式的载体块24而具有载体块24C。在载体块24C中，取代上述实施方式的电介质块体241而具有电介质块体241A。并且，在本变形例的发光部20C中，取代上述实施方式的板状部件25而具有板状部件25A。在板状部件25A中，取代上述实施方式的电介质基板251而具有电介质基板251A。

图16是表示本变形例的载体块24C的外观的斜视图。如图16所示，电介质块体241A在侧面24b具有槽24e、24f、24g、24h及24i。各槽24e、24f、24g、24h及24i例如是剖面矩形形状的槽，是通过将侧面24b挖掘而形成的。各槽24e、24f、24g、24h及24i的深度可以小于各槽24e、24f、24g、24h及24i的宽度。各槽24e、24f、24g及24h在电介质块体241A的厚度方向直线状地延伸，从主面24a到达至背面24d。槽24i在沿电介质块体241A的主面24a的方向直线状地延伸，从该方向上的电介质块体241A的一方的侧面到达至另一方的侧面。因此，槽24i与各槽24e、24f、24g及24h交叉。

槽24e及24f是本变形例中的第1槽。槽24e在侧面24b上，设置于位于配线图案242的一侧的基准电位图案243和配线图案242之间，在沿主面24a的方向对侧面24b进行了分割。同样地，槽24f在侧面24b上，设置于位于配线图案242的另一侧的基准电位图案243和配线图案242之间，在沿主面24a的方向对侧面24b进行了分割。槽24e及24f将主面24a贯通，因此槽24e及24f将主面24a中的基准电位图案243的一端部和配线图案242的一端部之间的间隔扩大。即，与第2变形例同样地，主面24a中的基准电位图案243的一端部和配线图案242的一端部之间的间隔，大于主面24a中的基准电位图案243的剩余部和配线图案242的剩余部之间的间隔。

槽24g在侧面24b上，设置于基准电位图案243和配线图案244之间，在沿主面24a的方向对侧面24b进行了分割。槽24h在侧面24b上，设置于基准电位图案243和配线图案245之间，在沿主面24a的方向对侧面24b进行了分割。

槽24i是本变形例中的第2槽。槽24g在与主面24a交叉的方向对侧面24b进行了分割。而且，基准电位图案243及配线图案242位于隔着槽24i的一侧(主面24a侧)的区域。在隔着槽24i的另一侧(即背面24d侧)的区域，也可以设置有与基准电位图案243及配线图案242相同的金属膜。

通过槽24e、24f及24i，在侧面24b形成凸部24j。配线图案242的一端部设置于凸部24j上。通过槽24e、24g、24i而在侧面24b形成凸部24k，通过槽24f、24h、24i而在侧面24b形成凸部24m。基准电位图案243的一端部设置于凸部24k及24m上。

图17是表示本变形例的板状部件25A及凸缘部件26的斜视图。本变形例的板状部件25A在上述实施方式的板状部件25的结构的基础上，在载体搭载面25a具有槽25g及25h。各槽25g及25h例如是剖面矩形形状的槽，是通过将层叠陶瓷的最表面的层去除1层(或多层)而形成的。槽25g设置于配线图案25c和基准电位图案25e之间。在图17所示的例子中，槽25g仿形于配线图案25c和基准电位图案25e的间隙的形状而以L字状延伸。槽25h设置于配线图案25f和基准电位图案25e之间。在图17所示的例子中，槽25h仿形于配线图案25f和基准电位图案25e的间隙的形状而以L字状延伸。

图18是将载体块24C和载体搭载面25a的接合部附近放大而表示的斜视图。如图18所示，各槽24e及24f的宽度G2可以小于配线图案25d和基准电位图案25e之间的间隔G1。方向D2上的凸部24j的宽度可以与方向D2上的配线图案25d的宽度W1一致。

如本变形例那样，载体块24C可以具有在侧面24b中的基准电位图案243和配线图案242之间设置的槽24e及24f。在该情况下，能够将配线图案25d及配线图案242之间的导电性接合材料41和基准电位图案25e及基准电位图案243之间的导电性接合材料42隔着槽24e及24f而更可靠地分离(阻止流动)，能够减少配线图案25d及242和基准电位图案25e及243的短路的可能性。并且，如本变形例那样，载体块24C可以还具有在侧面24b设置的槽24i，基准电位图案243及配线图案242可以位于隔着槽24i的一方的区域。由此，能够进一步减少配线图案25d及242和基准电位图案25e及243的短路的可能性。

如本变形例那样，载体块24C可以具有在侧面24b中的基准电位图案243和配线图案244及245之间设置的槽24g及24h。在该情况下，能够将配线图案25c及25f和配线图案244及245之间的导电性接合材料43及44、和基准电位图案25e及基准电位图案243之间的导电性接合材料42隔着槽24g及24h而更可靠地分离(阻止流动)，能够减少配线图案25c、25f、244及245和基准电位图案25e及243的短路的可能性。

如本变形例那样，板状部件25A可以具有在载体搭载面25a中的基准电位图案25e和配线图案25c及25f之间设置的槽25g及25h。在该情况下，能够将配线图案25c及25f和配线图案244及245之间的导电性接合材料43及44、和基准电位图案25e及基准电位图案243之间的导电性接合材料42隔着槽25g及25h而更可靠地分离(阻止流动)，能够进一步减少配线图案25c、25f、244及245和基准电位图案25e及243的短路的可能性。

在上述实施方式中，主面24a及侧面24b的配线图案242、244、245及基准电位图案243是通过光刻形成的金属化图案，但在本变形例中，也可以在侧面24b的整面形成金属化膜后，通过半切割(half-dicing)而形成槽24e、24f、24g及24i，通过对金属化膜进行分割而形成配线图案242、244、245及基准电位图案243。

填充槽24e、24f及24i的空气的介电常数小于电介质块体241A(例如陶瓷)的介电常数。所以配线图案242和基准电位图案243之间的寄生电容变得更小，因此能够进一步提高高频传送特性。

本发明人关于本变形例的发光部20C中的信号传送线路，使用TDR法对传送方向的各位置处的阻抗进行了测定。在该测定中，将方向D2上的配线图案25d的宽度W1设为135μm，将间隔G1设为185μm，将宽度G2设为150μm，将方向D3上的配线图案25d的长度L设为250μm。图19是表示测定结果的曲线图。在图19中，纵轴表示阻抗(单位：Ω)，横轴表示时间(单位：纳秒)。参照图19，可知在传送线路上的配线图案25d和配线图案242的接合部分(图19的部分A)处，阻抗的降低量相对于设计阻抗(50Ω)被抑制得小。即，根据本变形例，能够进一步抑制配线图案25d和配线图案242的接合部分的阻抗的降低，更有效地减少特性阻抗的失配。

本发明所涉及的光半导体器件及光模块并不限定于上述的实施方式，能够进行其他各种变形。例如，可以将用于对来自端面发光元件27的背面光的光强度进行检测的监视器用光电二极管安装于载体搭载面25a上。在上述实施方式及各变形例中作为光半导体元件的例子而例示出激光二极管等端面发光元件，但在本发明中，也能够应用其他各种光半导体元件(包含受光元件)。

Claims (15)

1.一种光半导体器件，其具有：

电介质基板，其具有载体搭载面；

第1配线图案，其设置于所述载体搭载面；

第1基准电位图案，其设置于所述载体搭载面，与所述第1配线图案分离而将所述第1配线图案包围；

载体块，其设置于所述载体搭载面上，具有在与所述载体搭载面交叉的方向延伸的主面、与所述载体搭载面相对的侧面、以及配置于所述主面上、构成共面线路的第2配线图案及第2基准电位图案；以及

光半导体元件，其设置于所述载体块的所述主面上，

所述第2配线图案的一端部在所述主面中至少延伸至所述侧面侧的端缘，经由导电性接合材料而与所述第1配线图案导电接合，

所述第2配线图案的另一端部与所述光半导体元件电连接，

所述第2基准电位图案的一端部在所述主面中至少延伸至所述侧面侧的端缘，经由导电性接合材料而与所述第1基准电位图案导电接合。

2.根据权利要求1所述的光半导体器件，其中，

所述主面中的所述第2基准电位图案的所述一端部和所述第2配线图案的所述一端部之间的第1间隔，大于所述主面中的所述第2基准电位图案的剩余部和所述第2配线图案的剩余部之间的第2间隔。

3.根据权利要求1或2所述的光半导体器件，其中，

所述第2配线图案及所述第2基准电位图案的各一端部从所述主面涉及至所述侧面而延伸。

4.根据权利要求2所述的光半导体器件，其中，

所述第2基准电位图案中的与所述第2配线图案相对的侧缘，在所述主面上的靠近所述侧面的区域具有台阶，

所述第1间隔是位于所述台阶和所述侧面之间的、所述第2基准电位图案和所述第2配线图案之间的间隔，

所述第2间隔是相对于所述台阶而位于与所述侧面相反侧的、所述第2基准电位图案和所述第2配线图案之间的间隔。

5.根据权利要求4所述的光半导体器件，其中，

所述第1间隔大于或等于所述第2间隔的7倍而小于或等于9倍。

6.根据权利要求3所述的光半导体器件，其中，

所述载体块具有第1槽，该第1槽设置于所述侧面上的所述第2基准电位图案和所述第2配线图案之间。

7.根据权利要求6所述的光半导体器件，其中，

所述第1槽在所述侧面中，从所述主面朝向位于与所述主面相反侧的所述载体块的背面而直线状地延伸。

8.根据权利要求6或7所述的光半导体器件，其中，

所述载体块还具有第2槽，该第2槽设置于所述侧面，

所述第2基准电位图案及所述第2配线图案位于所述第2槽的一侧的区域。

9.根据权利要求8所述的光半导体器件，其中，

在所述侧面中，所述第1槽从所述主面朝向位于与所述主面相反侧的所述载体块的背面而直线状地延伸，所述第2槽在与所述第1槽交叉的方向直线状地延伸。

10.根据权利要求6或7所述的光半导体器件，其中，

还具有第3槽，该第3槽设置于所述载体搭载面中的所述第1基准电位图案和所述第1配线图案之间。

11.根据权利要求1、2、4至7中任一项所述的光半导体器件，其中，

所述第2配线图案的所述另一端部延伸至所述光半导体元件的正下方，经由导电性接合材料而与所述光半导体元件的背面电极导电接合。

12.根据权利要求1、2、4至7中任一项所述的光半导体器件，其中，

还具有带窗的金属制罩，该带窗的金属制罩设置于所述电介质基板的所述载体搭载面上，将所述载体块及所述光半导体元件覆盖。

13.根据权利要求1、2、4至7中任一项所述的光半导体器件，其中，

还具有：

第1贯通配线，其与所述第1配线图案及在位于与所述载体搭载面相反侧的相反面上设置的配线电连接，将所述电介质基板从所述载体搭载面贯通至所述相反面；以及

第2贯通配线，其与所述第2配线图案及在位于与所述载体搭载面相反侧的相反面上设置的其他配线电连接，将所述电介质基板从所述载体搭载面贯通至所述相反面。

14.根据权利要求1、2、4至7中任一项所述的光半导体器件，其中，

所述第2配线图案在沿所述主面的面内方向的第1方向延伸，

所述面内方向之中的与所述第1方向交叉的第2方向上的所述第1配线图案的宽度，大于所述第2方向上的所述第2配线图案的宽度。

15.一种光模块，其具有：

权利要求1至14中任一项所述的光半导体器件；以及

光插座，其安装有所述光半导体器件，连接有光纤。