JP5309416B2

JP5309416B2 - 光モジュール

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Publication number: JP5309416B2
Application number: JP2005209022A
Authority: JP
Inventors: 英彦中田; 孝博荒木田; 晃和成瀬; 美和大久保; 和義山田; 百子江口
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2005-07-19
Filing date: 2005-07-19
Publication date: 2013-10-09
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Also published as: USRE46633E1; JP2007027507A; US20070019902A1; US7454104B2

Description

本発明は、少なくとも２個の光素子が実装される光モジュールに関する。詳しくは、並列して実装した光素子の間に、導電性を有し、グランド電位に接地された遮蔽部材を備えることで、電磁放射を遮蔽部材に結合して、クロストークを低減させたものである。

光信号を送信する光送信モジュールや、光信号を送受信する光送受信モジュール等では、複数の光素子を同一の基板上に実装する技術が提案されている。このような光モジュールでは、伝送信号の高速化に伴い、ある光素子で発生した電磁放射が他の光素子に伝搬され、クロストークとなる問題が生じている。

従来、光素子間での電気的なクロストークを低減する手段としては、光素子の距離を離す技術が提案されており、光送信モジュールにおいては、発光素子間の距離を離す技術が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

図５は非特許文献１に開示された従来の光送信モジュールの一例を示す構成図である。従来の光送信モジュール１０１Ａは、光導波路１０２Ａのコア１０４Ａを曲線導波路として、隣接した発光素子１０３の距離を離し、素子間のクロストークを低減している。なお、発光素子１０３のピッチは１ｍｍに設定されている。

また、光送受信モジュールにおいても、発光素子と受光素子の距離を離す技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図６は特許文献１に開示された従来の光送受信モジュールの一例を示す構成図である。従来の光送受信モジュール１０１Ｂは、光導波路１０２Ｂと発光素子１０３と受光素子１０５を備え、光導波路１０２Ｂは、分岐したコア１０４Ｂを備えると共に、導波路端面に反射ミラー１０６を備え、光路が折り返される構成としている。

光送受信モジュールでは、発光素子側で発生した電磁放射が受光素子に伝搬され、受光素子では信号光による電気信号に対して大きなクロストーク受けることになるので、光送信モジュールに比較してクロストークの影響が大きい。

このため、並列した発光素子と受光素子の距離を、クロストークの影響が無い距離まで離す構成では、曲線導波路の曲率半径を大きくするために導波路長が非常に長くなり、モジュールが非常に大型になってしまう。このため、特許文献１の光送受信モジュール１０１Ｂでは、導波路端面に反射ミラー１０６を備えて光路を折り返すことで、光導波路１０２Ｂの対向する端部のそれぞれに発光素子１０３と受光素子１０５を配置する構成として、光素子間の距離を離している。

２００１年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会、Ｃ−３−５０、Ｐ１６０、穴倉正人他「１０Ｇｂｐｓ×４ｃｈパラレルＬＤモジュール」特開平１０−３０７２３８号公報

しかし、並列した光素子間の距離を離してクロストークを低減させる構成では、光素子間の距離を離すと曲線導波路の曲率が小さくなり、損失が増大する。このため、損失を少なく光素子間の距離を離すためには、導波路長を長くする必要があり、モジュールが大型化するという問題がある。

また、光素子間の距離を離すだけでは、クロストークを十分に低減することはできないので、更なるクロストーク対策が必要である。

更に、光路を折り返してクロストークを低減させる構成では、光路中に反射ミラーが存在することで、光信号の強度が劣化する。また、クロストークを十分に低減するためには、やはり光素子間の距離を離す必要があるので、モジュールが大型化するという問題がある。更に、光素子の搭載位置に自由度が無く、光素子を駆動する回路基板の設計にも制約が生じる。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、装置を大型化することなく、クロストークの低減が可能な光モジュールを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る光モジュールは、並列して実装される少なくとも２個の光素子と、並列した光素子の間に形成され、グランド電位に接地された第１の電極パッドと、光素子の並び方向に交して第１の電極パッドに対向して形成され、グランド電極上に実装された接地電極とを備え、実装基板は、２個の光素子を固定する２つのボンディングパッドと、第１の電極パッドとが設けられる表面と、第２の電極パッドに対向する後端部と、第１端面に交差する側端部とを有し、２つのボンディングパッド及び第１の電極パッドは、実装基板の表面における後端部側に配置され、第１の電極パッドと接地電極は、実装基板の表面と側端部に形成された導通電極により導通していることを特徴とする。

本発明の光モジュールでは、光素子が駆動されると、光素子に接続された電気信号伝送経路で電磁放射が発生する。ある光素子で発生した電磁放射は、並列した光素子との間に配置され、グランド電位に接地した遮蔽部材に結合することで、他の光素子の電気信号伝送経路には伝搬されない。

本発明の光モジュールによれば、光素子で発生した電磁放射は、グランド電位に接地した遮蔽部材に結合して、他の光素子の電気信号伝送経路には伝搬されないので、素子間でのクロストークを低減することができる。

また、並列した光素子の距離を近づけても、素子間でのクロストークを低減できるので、光モジュールの小型化が可能で、光素子の配置の自由度も高くなるので、電気回路構成等への制約も少なくなり、クロストークを低減させた簡易なモジュール構造を実現することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の光モジュールの実施の形態について説明する。

＜第１の実施の形態の光モジュールの構成例＞
図１は第１の実施の形態の光モジュールの一例を示す構成図で、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

第１の実施の形態の光モジュール１Ａは、コア・クラッド構造を有する光導波路シート２Ａと、光導波路シート２Ａが実装される実装基板３Ａと、実装基板３Ａに実装される面型発光素子（ＶＣＳＥＬ）４及び面型受光素子（ＰＤ）５を備える。

光導波路シート２Ａは光信号伝送手段の一例で、例えば高分子材料で構成され、直線状で略平行に延びる２本のコア６Ａ１，６Ａ２と、コア６Ａ１，６Ａ２を覆うクラッド７を備える。光導波路シート２Ａは、コア６Ａ１，６Ａ２の屈折率がクラッド７の屈折率より若干大きくなるように構成されて、コア６Ａ１，６Ａ２に結合された光が、コア６Ａ１，６Ａ２に閉じ込められて伝搬される。

光導波路シート２Ａは、各コア６Ａ１，６Ａ２が交差する一方の辺に傾斜端面８が形成される。傾斜端面８は、光導波路シート２Ａの面に対して略４５度の傾斜を有した斜面で、各コア６Ａ１，６Ａ２の端面が露出して反射面６ａが形成される。反射面６ａは、コア６Ａ１，６Ａ２の端面が傾斜端面８と同一面に露出することで形成され、コア６Ａ１，６Ａ２の延在方向に対して略４５度の傾斜を有する。

これにより、光導波路シート２Ａの面に対して略垂直に入射した光が反射面６ａで反射され、コア６Ａ１，６Ａ２に結合されると共に、コア６Ａ１，６Ａ２を伝搬された光が反射面６ａで反射され、光導波路シート２Ａの面から略垂直に出射される。

光導波路シート２Ａは実装基板３Ａの表面に接着固定される。実装基板３Ａは、例えばシリコン（Ｓｉ）で作製され、面型発光素子４及び面型受光素子５が実装される素子搭載凹部９Ａを備える。素子搭載凹部９Ａは、実装基板３Ａの表面の一部を、異方性エッチングにより凹状に窪ませて作製される。

そして、素子搭載凹部９Ａは、実装基板３Ａの表面に実装された光導波路シート２Ａの各コア６Ａ１，６Ａ２の反射面６ａと対向する位置に形成され、本例では、２個の素子搭載凹部９Ａが、実装基板３Ａの後端部から入り込んだ位置に並列して形成される。

一方の素子搭載凹部９Ａは、面型発光素子４を実装するために、開口部分の大きさは面型発光素子４が入る大きさで、深さは面型発光素子４の高さ方向の寸法より若干深く構成される。また、他方の素子搭載凹部９Ａは、面型受光素子５を実装するために、開口部分の大きさは面型受光素子５が入る大きさで、深さは面型受光素子５の高さ方向の寸法より若干深く構成される。

実装基板３Ａは、表面と裏面に二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）で絶縁膜１０が形成され、各素子搭載凹部９Ａには素子搭載用のボンディングパッド１１Ａが形成される。実装基板３Ａは、ボンディングパッド１１Ａが形成された一方の素子搭載凹部９Ａに面型発光素子４が実装され、ボンディングパッド１１Ａが形成された他方の素子搭載凹部９Ａに面型受光素子５が実装される。

面型発光素子４及び面型受光素子５は光素子の一例で、面型発光素子４は、光を出射する発光部４ａが光導波路シート２Ａの一方のコア６Ａ１の反射面６ａと対向する位置で素子搭載凹部９Ａに実装される。これにより、面型発光素子４は、光導波路シート２Ａの一方のコア６Ａ１と、反射面６ａを通して光結合する。

面型受光素子５は、光が入射する受光部５ａが光導波路シート２Ａの他方のコア６Ａ２の反射面６ａと対向する位置で素子搭載凹部９Ａに実装される。これにより、面型受光素子５は、光導波路シート２Ａの他方のコア６Ａ２と、反射面６ａを通して光結合する。

そして、面型発光素子４と面型受光素子５は、導電性の接着剤や半田によってボンディングパッド１１Ａに固定されることで、面型発光素子４及び面型受光素子５の図示しない裏面電極とボンディングパッド１１Ａが導通する。

実装基板３Ａは、素子搭載凹部９Ａの間の表面に第１のグランド電位電極パッド１２が形成される。第１のグランド電位電極パッド１２は第１の電極パッドの一例で、素子搭載凹部９Ａの間から、実装基板３Ａの後端部まで延びた形状である。なお、実装基板３Ａの表面に形成される第１のグランド電位電極パッド１２と、各ボンディングパッド１１Ａは、同一の工程で作製可能である。

実装基板３Ａは、裏面の全体に接地電極１３が形成され、実装基板３Ａの表面に形成された第１のグランド電位電極パッド１２と、実装基板３Ａの裏面に形成された接地電極１３は、実装基板３Ａの後端部に形成された導通電極１４Ａにより導通している。導通電極１４Ａは、実装基板３Ａの後端側の端面に形成された電極パターンで、上端側が第１のグランド電位電極パッド１２と接続され、下端側が設置電極１３と接続されている。

光導波路シート２Ａと面型発光素子４及び面型受光素子５が実装された実装基板３Ａは、電気回路基板１５に実装される。

電気回路基板１５は、表面に回路基板グランド電位電極パッド１６が形成される。回路基板グランド電位電極パッド１６はグランド電極の一例で、実装基板３Ａの裏面の全体に形成された接地電極１３と同等もしくは同等以上の大きさを有し、図示しないボンディングワイヤ等を介してグランド（ＧＮＤ）と接地している。

実装基板３Ａは、電気回路基板１５の回路基板グランド電位電極パッド１６上に載置され、導電性の接着剤や半田によって固定されることで、実装基板３Ａの接地電極１３と電気回路基板１５の回路基板グランド電位電極パッド１６が導通する。

上述したように、実装基板３Ａの第１のグランド電位電極パッド１２は接地電極１３と導通しており、接地電極１３は実装基板３Ａの裏面全体に形成されて、回路基板グランド電位電極パッド１６と全面で接している。

このような構成とすることで、第１のグランド電位電極パッド１２は電気回路基板１５の回路基板グランド電位電極パッド１６と広い面積で接続されることになる。これにより、第１のグランド電位電極パッド１２は、周波数依存性がなく、高周波的にも良好なグランドとして機能する。

電気回路基板１５は、実装基板３Ａに隣接して、面型発光素子４の後方にドライバＩＣ（Integrated Circuit）１７が実装され、面型受光素子５の後方のレシーバＩＣ１８が実装される。

面型発光素子４とドライバＩＣ１７は、面型発光素子４の上面の電極パッド４ｂ及び面型発光素子４の図示しない裏面電極と接続されたボンディングパット１１Ａと、ドライバＩＣ１７の上面の電極パッド１７ａが、ボンディングワイヤ１９により接続される。ボンディングワイヤ１９は電気信号伝送経路の一例で、例えばＡｕ（金）ワイヤであり、ワイヤボンディングによって面型発光素子４とドライバＩＣ１７に接続される。

同様に、面型受光素子５とレシーバＩＣ１８は、面型受光素子５の上面の電極パッド５ｂ及び面型受光素子５の図示しない裏面電極と接続されたボンディングパット１１Ａと、レシーバＩＣ１８の上面の電極パッド１８ａが、ボンディングワイヤ１９により接続される。

電気回路基板１５は、回路基板グランド電位電極パッド１６とは独立して第２のグランド電位電極パッド２０が形成される。第２のグランド電位電極パッド２０は第２の電極パッドの一例で、面型発光素子４と面型受光素子５の並び方向に交して第１のグランド電位電極パッド１２と対向する位置、本例ではドライバＩＣ１７とレシーバＩＣ１８の間の電気回路基板１５の表面に形成され、図示しないボンディングワイヤ等を介してグランドに接地している。

実装基板３Ａの第１のグランド電位電極パッド１２と、電気回路基板１５の第２のグランド電位電極パッド２０は、ボンディングワイヤ２１で接続される。ボンディングワイヤ２１は遮蔽部材の一例で、例えばＡｕ（金）ワイヤであり、ワイヤボンディングによってボンディングワイヤ２１の一端が第１のグランド電位電極パッド１２に接続されると共に、ボンディングワイヤ２１の他端が第２のグランド電位電極パッド２０に接続される。第１のグランド電位電極パッド１２は接地電極１３及び回路基板グランド電位電極パッド１６を介してグランドに接地され、第２のグランド電位電極パッド２０もグランドに接地されているので、ボンディングワイヤ２１はグランド電位に接続されている。

ボンディングワイヤ２１は、面型発光素子４とドライバＩＣ１７及び面型受光素子５とレシーバＩＣ１８を接続するボンディングワイヤ１９と同等の高さで張られる。また、ボンディングワイヤ２１の本数は単数でも良いが、複数本、本例では３本のボンディングワイヤ２１が略平行に張られている。

＜第１の実施の形態の光モジュールの動作例＞
次に、第１の実施の形態の光モジュールの動作例について説明する。ドライバＩＣ１７から出力された電気信号は、ボンディングワイヤ１９を通って面型発光素子４に入力され、面型発光素子４は、電気信号を光信号に変換して出射する。

面型発光素子４から出射される光信号は、実装基板３Ａに対して略垂直な向きで出射され、光導波路シート２Ａの下面から入射する。光導波路シート２Ａの下面から略垂直に入射した光信号は、反射面６ａで反射して一方のコア６Ａ１に結合され、コア６Ａ１を伝搬される。

これに対して、他方のコア６Ａ２を伝搬される光信号は、反射面６ａで反射して、光導波路シート２Ａの下面から略垂直に出射する。そして、光導波路シート２Ａの下面から略垂直に出射した光信号は、面型受光素子５に入射し、電気信号に変換される。そして、面型受光素子５から出力される電気信号は、ボンディングワイヤ１９を通ってレシーバＩＣ１８に伝達される。

これにより、光モジュール１Ａは、面型発光素子４からの光信号を光導波路シート２Ａの一方のコア６Ａ１を通して送信する機能と、他方のコア６Ａ２から入力された光信号を面型受光素子５で受信する機能を備えたパラレル送受信モジュールを構成している。

このように発光素子と受光素子、例えば面型発光素子４と面型受光素子５を備えた光モジュール１Ａでは、面型発光素子４を駆動する電気信号がドライバＩＣ１７から面型発光素子４にボンディングワイヤ１９を通って送電される際に、ボンディングワイヤ１９から電磁放射を生じる。従来構造の光モジュールでは、面型発光素子４とドライバＩＣ１７を接続した送信側のボンディングワイヤ１９で発生した電磁放射が、受光素子とレシーバＩＣを接続する受信側のボンディングワイヤに結合してクロストークとなっていた。

これに対して、本例の光モジュール１Ａでは、送信側と受信側のボンディングワイヤ１９の間に、グランド電位に接続されたボンディングワイヤ２１を張ることにより、送信側のボンディングワイヤ１９で発生した電磁放射を、送信側と受信側のボンディングワイヤ１９の間に張られたボンディングワイヤ２１に結合させている。

これにより、送信側のボンディングワイヤ１９で発生した電磁放射は、受信側のボンディングワイヤ１９には伝搬されず、クロストークが低減される。また、ボンディングワイヤ２１はグランド電位に接続されているので、結合した電磁放射が面型受光素子５やレシーバＩＣ１８に影響を及ぼすことはない。

ボンディングワイヤ２１は、送信側のボンディングワイヤ１９で発生し、受信側のボンディングワイヤ１９へと伝搬される電磁放射を効率良く結合させるため、送信側及び受信側のボンディングワイヤ１９と同等の高さで張られ、送信側及び受信側のボンディングワイヤ１９と、クロストーク低減用のボンディングワイヤ２１で高さを合わせている。

また、ボンディングワイヤ２１の本数が多い程、クロストーク低減の効果が大きくなるが、第１のグランド電位電極パッド１２及び第２のグランド電位電極パッド２０の大きさや、ワイヤボンディングの作業性等を考慮して、本例では３本のボンディングワイヤ２１を張っている。

図２は本発明のクロストーク対策の有無による受光感度の測定結果を示すグラフで、面型発光素子と面型受光素子が並列に配置された光送受信モジュールで本発明の効果を確認した結果を図２に示す。

図２（ａ）は、本発明のクロストーク対策を行った場合に、面型発光素子を駆動した場合（ＶＣＳＥＬＯＮ）と非駆動の場合（ＶＣＳＥＬＯＦＦ）の受信系のＢＥＲ（符号誤り率）測定の結果を示し、図２（ｂ）は、比較例として本発明のクロストーク対策を行っていない場合の測定結果を示す。

クロストーク対策を行っていない場合は、面型発光素子を駆動することによって、ＢＥＲ＜１０^-12の受光感度は約３ｄＢ悪化した。これに対して、本発明のクロストーク対策を行ったものは、面型発光素子を駆動した際の受光感度の悪化は０．５ｄＢであり、約２．５ｄＢのクロストーク低減効果が確認できた。

以上説明したように、第１の実施の形態の光モジュール１Ａでは、面型発光素子４と面型受光素子５の間にグランド電位に接地したボンディングワイヤ２１を張ることで、素子間でのクロストークを低減できる。これにより、並列した面型発光素子４と面型受光素子５との距離を近づけても、素子間でのクロストークを低減できるので、光モジュールの小型化が可能である。例えば、面型発光素子４と面型受光素子５の距離を６００μｍ程度に近づけても、素子間でのクロストークは低減される。

また、面型発光素子４と面型受光素子５の配置の自由度も高くなるので、電気回路構成等への制約も少なくなる。

更に、実装基板３Ａの表面に形成され、クロストーク低減用のボンディングワイヤ２１が接続される第１のグランド電位電極パッド１２を、実装基板３Ａの後端部に導通電極１４Ａを形成して実装基板３Ａの裏面の接地電極１３に接続したので、第１のグランド電位電極パッド１２は、広い面積で電気回路基板１５の回路基板グランド電位電極パッド１６と接続されることになる。

これにより、実装基板３Ａの表面の第１のグランド電位電極パッド１２が、周波数依存性の無い高周波的にも良好なグランドとして機能することができるため、電磁放射をボンディングワイヤ２１に結合させてクロストークを低減させる効果が大きくなる。

＜第２の実施の形態の光モジュールの構成例＞
図３は第２の実施の形態の光モジュールの一例を示す構成図で、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。

第２の実施の形態の光モジュール１Ｂは、コア・クラッド構造を有する光導波路シート２Ｂと、光導波路シート２Ｂが実装される実装基板３Ｂと、実装基板３Ｂに実装される面型発光素子４及び面型受光素子５を備える。

第２の実施の形態の光モジュール１Ｂでは、光導波路シート２Ｂは、１本のコア６Ｂを２本のコア６Ｂ１，６Ｂ２に分岐させたＹ分岐形状となっている。光導波路シート２Ｂは、分岐した各コア６Ｂ１，６Ｂ２が交差する一方の辺には傾斜端面８が形成され、傾斜端面８に各コア６Ｂ１，６Ｂ２の端面が露出して反射面６ａが形成される。

分岐した一方のコア６Ｂ１には反射面６ａを通して面型発光素子４が結合し、分岐した他方のコア６Ｂ２には反射面６ａを通して面型受光素子５が結合しており、面型発光素子４から出力される光信号と、面型受光素子５に入力される光信号が１本のコア６Ｂに合波される。これにより、光信号が１本の光ファイバで送受信される１芯２重型の光モジュールを構成している。

また、光モジュール１Ｂでは、実装基板３Ｂは、面型発光素子４及び面型受光素子５が実装される各素子搭載凹部９Ｂの形成位置が、実装基板３Ｂの後端部に近づけられ、本例では、実装基板３Ｂの後端部が各素子搭載凹部９Ｂを横切る形態である。

これにより、面型発光素子４及び面型受光素子５の実装位置が、実装基板３Ｂの後端部に近づけられ、面型発光素子４とドライバＩＣ１７との距離、及び面型受光素子５とレシーバＩＣ１８との距離が短くなっている。

そして、面型発光素子４とドライバＩＣ１７との距離、及び面型受光素子５とレシーバＩＣ１８との距離を短くすることで、面型発光素子４とドライバＩＣ１７とを接続するボンディングワイヤ１９の長さ、及び面型受光素子５とレシーバＩＣ１８とを接続するボンディングワイヤ１９の長さを短くしている。

これは、高周波で信号の伝送を行う場合にボンディングワイヤ１９が長いと、ボンディングワイヤ１９を高周波信号が伝送される際に大きく劣化するので、ボンディングワイヤ１９の長さは、なるべく短くすることが好ましいためである。

また、高周波で信号の伝送を行う場合にボンディングワイヤ１９が長いと、送信側のボンディングワイヤ１９で発生する電磁放射が増大し、電磁放射によるクロストークを増大させる要因となるので、ボンディングワイヤ１９の長さは、なるべく短くすることが好ましいためである。

更に、光モジュール１Ｂでは、実装基板３Ｂは、素子搭載凹部９Ｂに形成されたボンディングパッド１１Ｂを、実装基板３Ｂの表面まで延ばして形成してある。そして、ボンディングパッド１１Ｂに対するボンディングワイヤ１９の接続位置を、実装基板３Ｂの表面側としている。これにより、各ボンディングワイヤ１９の電極パッドに対する接続位置の高さが近づけられることで、ワイヤボンディングを行う際の高さを合わせ、ワイヤボンディングの作業性を向上させている。

さて、光モジュール１Ｂでは、実装基板３Ｂの後端部が各素子搭載凹部９Ｂを横切る形態で、各素子搭載凹部９Ｂに形成されるボンディングパッド１１Ｂを、実装基板３Ｂの表面まで延ばしてあるので、面型発光素子４及び面型受光素子５と接続される各ボンディングパッド１１Ｂが、実装基板３Ｂの後端部に到達している。

このため、実装基板３Ｂの表面に形成された第１のグランド電位電極パッド１２と、実装基板３Ｂの裏面全体に形成された接地電極１３を、第１の実施の形態の光モジュール１Ａのように、実装基板の後端部に導通電極を形成して接続する形態とすると、ボンディングパッド１１Ｂまでグランド電位に接地されてしまう。

実装基板の後端部に導通電極を形成して、第１のグランド電位電極パッド１２と接地電極１３を導通させる構成とした場合、ボンディングパッド１１Ｂが導通電極と繋がることを防ぐためには、ボンディングパッド１１Ｂに繋がらないようなマスクを行った上で、実装基板の後端部に導通電極の形成を行う必要があり、工数が増えてしまう。

そこで、第２の実施の形態の光モジュール１Ｂでは、第１のグランド電位電極パッド１２と繋がり、実装基板３Ｂの一方の側端部まで延びる導通電極１４Ｂを実装基板３Ｂの表面に形成する。

そして、実装基板３Ｂの一方の側端部の端面に、スパッタや蒸着で導通電極１４Ｃを形成することで、実装基板３Ｂの表面に形成された第１のグランド電位電極パッド１２と、実装基板３Ｂの裏面全体に形成された接地電極１３の接続を実現している。なお、実装基板３Ｂの表面に形成される第１のグランド電位電極パッド１２と、導通電極１４Ｂ及び各ボンディングパッド１１Ｂは、同一の工程で作製可能である。

このような構成とすることで、電気回路基板１５のグランド電位に、実装基板３Ｂの表面側の第１のグランド電位電極パッド１２を簡易に接続できる。

＜第２の実施の形態の光モジュールの動作例＞
次に、第２の実施の形態の光モジュールの動作例について説明する。ドライバＩＣ１７から出力された電気信号は、ボンディングワイヤ１９を通って面型発光素子４に入力され、面型発光素子４は、電気信号を光信号に変換して出射する。

面型発光素子４から出射される光信号は、実装基板３Ｂに対して略垂直な向きで出射され、光導波路シート２Ｂの下面から入射する。光導波路シート２Ｂの下面から略垂直に入射した光信号は、反射面６ａで反射して分岐した一方のコア６Ｂ１に結合され、コア６Ｂ１からコア６Ｂへと伝搬される。

これに対して、コア６Ｂから分岐した他方のコア６Ｂ２を伝搬される光信号は、反射面６ａで反射して、光導波路シート２Ｂの下面から略垂直に出射する。そして、光導波路シート２Ｂの下面から略垂直に出射した光信号は、面型受光素子５に入射し、電気信号に変換される。そして、面型受光素子５から出力される電気信号は、ボンディングワイヤ１９を通ってレシーバＩＣ１８に伝達される。

これにより、光モジュール１Ｂは、面型発光素子４からの光信号を光導波路シート２Ｂのコア６Ｂを通して送信する機能と、同一のコア６Ｂから入力された光信号を面型受光素子５で受信する機能を備えた１芯２重型の送受信モジュールを構成している。

第１の実施の形態の光モジュール１Ａと同様に、面型発光素子４と面型受光素子５を備えた光モジュール１Ｂでは、面型発光素子４を駆動する電気信号がドライバＩＣ１７から面型発光素子４にボンディングワイヤ１９を通って送電される際に、ボンディングワイヤ１９から電磁放射を生じる。

このため、光モジュール１Ｂでも、送信側と受信側のボンディングワイヤ１９の間に、グランド電位に接続されたボンディングワイヤ２１を張ることにより、送信側のボンディングワイヤ１９で発生した電磁放射を、送信側と受信側のボンディングワイヤ１９の間に張られたボンディングワイヤ２１に結合させている。

以上説明したように、第２の実施の形態の光モジュール１Ｂでも、面型発光素子４と面型受光素子５の間にグランド電位に接地したボンディングワイヤ２１を張ることで、素子間でのクロストークを低減でき、第１の実施の形態の光モジュール１Ａと同様の効果を得ることができる。

また、並列した面型発光素子４と面型受光素子５との距離を近づけても、素子間でのクロストークを低減できるので、曲線導波路を用いる場合でも、曲率範囲を大きくすることができ、損失を低減することができる。更に、導波路長を長くする必要は無いので、光モジュール１Ｂの小型化が可能である。

＜第３の実施の形態の光モジュールの構成例＞
図４は第３の実施の形態の光モジュールの一例を示す構成図で、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。

第３の実施の形態の光モジュール１Ｃは、第１のグランド電位電極パッド１２と回路基板グランド電位電極パッド１６を、実装基板の端面に電極パターンを形成せずに、ボンディングワイヤ２２で接続したものである。

なお、第３の実施の形態の光モジュール１Ｃにおいて、第１のグランド電位電極パッド１２と回路基板グランド電位電極パッド１６を接続する構成以外は、第２の実施の形態の光モジュール１Ｂと同じ構成とし、同じ構成の部位については同じ番号を付して説明する。

第３の実施の形態の光モジュール１Ｃは、実装基板３Ｃの表面に第１のグランド電位電極パッド１２が形成され、第１のグランド電位電極パッド１２と繋がる導通電極１４Ｄが、実装基板３Ｃの表面に形成される。導通電極１４Ｄは、実装基板３Ｃの一方の側端方向へ延び、光導波路シート２Ｂから露出した位置に接地パッド２３が形成されて、第１のグランド電位電極パッド１２と接地パッド２３が導通電極１４Ｄを介して導通している。

実装基板３Ｃの第１のグランド電位電極パッド１２と、電気回路基板１５の回路基板グランド電位電極パッド１６は、ボンディングワイヤ２２で接続される。ボンディングワイヤ２２は、例えばＡｕ（金）ワイヤであり、ワイヤボンディングによって、ボンディングワイヤ２２の一端が接地パッド２３に接続されると共に、ボンディングワイヤ２２の他端が回路基板グランド電位電極パッド１６に接続される。

これにより、第１のグランド電位電極パッド１２は、ボンディングワイヤ２２及び回路基板グランド電位電極パッド１６を介してグランドに接地される。ボンディングワイヤ２３の本数は、例えば複数本、本例では４本のボンディングワイヤ２３が略平行に張られている。なお、図４では実装基板３Ｃの中央付近に接地パッド２３を形成して、複数本のボンディングワイヤ２２を集中的に配置しているが、接地パッド２３を実装基板３Ｃの長さ方向にわたって形成し、複数本のボンディングワイヤ２２を実装基板３Ｃの長さ方向に間隔を開けて配置しても良い。

第３の実施の形態の光モジュール１Ｃでは、このような構成とすることで、各光素子とドライバＩＣやレシーバＩＣとのワイヤボンディング工程と、第１のグランド電位電極パッド１２と第２のグランド電位電極パッド２０の接続工程、及び第１のグランド電位電極パッド１２と接続された接地パッド２３と回路基板グランド電位電極パッド１６の接続工程を、同一の工程で行うことが可能となる。これにより、電気回路基板１５のグランド電位に、実装基板３Ｃの表面側の第１のグランド電位電極パッド１２を簡易に接続できる。

また、第１のグランド電位電極パッド１２には、クロストーク低減用のボンディングワイヤ２１が接続されるため、第１のグランド電位電極パッド１２の形成位置と異なる位置に導通電極１４Ｄを介して接続された接地パッド２３を形成して、接地パッド２３にグランド接地用のボンディングワイヤ２２を接続した。これにより、第１のグランド電位電極パッド１２に対するボンディングワイヤ２１の接続位置と異なる位置で、ボンディングワイヤ２２を接続することができ、ワイヤボンディング工程における複雑な制御等が不要である。

＜第３の実施の形態の光モジュールの動作例＞
第３の実施の形態の光モジュール１Ｃにおいて、光信号を送受信する動作は第２の実施の形態の光導波路モジュール１Ｂと同じである。第３の実施の形態の光モジュール１Ｃでも、面型発光素子４を駆動する電気信号がドライバＩＣ１７から面型発光素子４にボンディングワイヤ１９を通って送電される際に、ボンディングワイヤ１９から電磁放射を生じる。

このため、光モジュール１Ｃにおいて、送信側と受信側のボンディングワイヤ１９の間に、グランド電位に接続されたボンディングワイヤ２１を張ることにより、送信側のボンディングワイヤ１９で発生した電磁放射を、送信側と受信側のボンディングワイヤ１９の間に張られたボンディングワイヤ２１に結合させている。

以上説明したように、第３の実施の形態の光モジュール１Ｃでも、面型発光素子４と面型受光素子５の間にグランド電位に接地したボンディングワイヤ２１を張ることで、素子間でのクロストークを低減でき、第１の実施の形態の光モジュール１Ａ及び第２の実施の形態の光モジュール１Ｂと同様の効果を得ることができる。

また、実装基板３Ｃに形成された第１のグランド電位電極パッド１２と、電気回路基板１５に形成された回路基板グランド電位電極パッド１６の接続を、光素子とドライバＩＣとのワイヤボンディング工程と同一工程で行うことができるので、製造工程の簡易化が可能である。

＜各実施の形態の光モジュールの変形例＞
以上説明した第１の実施の形態の光モジュール１Ａと第２の実施の形態の光モジュール１Ｂ及び第３の実施の形態の光モジュール１Ｃでは、光素子として発光素子と受光素子を１個ずつ備えた光送受信モジュールを例に示したが、受光素子を備えず、複数の発光素子を備えて構成される光送信モジュールでも良い。また、発光素子を備えず、複数の受光素子を備えて構成される光受信モジュールでも良い。更には、複数の発光素子と複数の受光素子を備えて構成される光送受信モジュールでも良い。このように、複数個の光素子を使用した色々な形態の光モジュールにおいて、同様の構成によってクロストークの低減を実現することができることは言うまでもない。

このため、第１の実施の形態の光モジュール１Ａの光導波路シート２Ａにおいて直線状導波路を構成するコア構造を、第２及び第３の実施の形態の光モジュール１Ｂ，１Ｃの光導波路シート２Ｂに適用しても良い。同様に、第２及び第３の実施の形態の光モジュール１Ｂ，１Ｃの光導波路シート２Ｂにおいて分岐導波路を構成するコア構造を、第１の実施の形態の光モジュール１Ａの光導波路シート２Ａに適用しても良い。

また、各実施の形態の光モジュール１Ａ，１Ｂ，１Ｃでは、光信号伝搬手段として高分子系材料で構成した光導波路シートを使用したが、石英系材料で構成した光導波路、石英系材料で構成した光ファイバ、プラスチックで構成した光ファイバや、これらの組み合わせによって光信号を伝搬する構成を用いることができることも明白である。

なお、各実施の形態の光モジュール１Ａ，１Ｂ，１Ｃでは、クロストーク低減用の複数本のボンディングワイヤ２１の高さを略同等としてあるが、送信側のボンディングワイヤ１９で発生する電磁放射の広がりを考慮して、各ボンディングワイヤ２１の高さを上下方向に異ならせても良い。また、各ボンディングワイヤ２１と電極パッドの接続位置を、前後にずらしても良い。

更に、各実施の形態の光モジュール１Ａ，１Ｂ，１Ｃでは、クロストーク低減用の遮蔽部材としてボンディングワイヤを利用したが、導電性を有する薄板材で構成しても良い。但し、遮蔽部材としてボンディングワイヤを利用することで、面型発光素子４や面型受光素子５の電気的な接続を行うワイヤボンディングの工程で、クロストーク低減用のボンディングワイヤも接続できるので、実装工程が容易で、かつ、既存の実装装置を利用できることから、製造コストの低コストが可能である。

本発明は、電子機器のボード間やチップ間の光通信モジュールや、光ファイバを利用した通信ケーブルのコネクタ等に適用される。

第１の実施の形態の光モジュールの一例を示す構成図である。本発明のクロストーク対策の有無による受光感度の測定結果を示すグラフである。第２の実施の形態の光モジュールの一例を示す構成図である。第３の実施の形態の光モジュールの一例を示す構成図である。従来の光送信モジュールの一例を示す構成図である。従来の光送受信モジュールの一例を示す構成図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ・・・光モジュール、２Ａ，２Ｂ・・・光導波路シート、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ・・・実装基板、４・・・面型発光素子、５・・・面型受光素子、６・・・コア、６ａ・・・反射面、７・・・クラッド、８・・・傾斜端面、９Ａ，９Ｂ・・・素子搭載凹部、１０・・・絶縁膜、１１Ａ，１１Ｂ・・・ボンディングパッド、１２・・・第１のグランド電位電極パッド、１３・・・接地電極、１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ・・・導通電極、１５・・・電気回路基板、１６・・・回路基板グランド電位電極パッド、１７・・・ドライバＩＣ、１８・・・レシーバＩＣ、１９・・・ボンディングワイヤ、２０・・・第２のグランド電位電極パッド、２１・・・ボンディングワイヤ、２２・・・ボンディングワイヤ、２３・・・接地パッド

Claims

並列して実装される少なくとも２個の光素子と、
並列した前記光素子の間に形成され、グランド電位に接地された第１の電極パッドと、
前記光素子の並び方向に交して前記第１の電極パッドに対向して形成され、グランド電位に接地された第２の電極パッドと、
前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドに接続され、前記各光素子に接続される電気信号伝送経路の間に設置される導電性を有した遮蔽部材と、
前記２個の光素子が実装されると共に、前記第１の電極パッドが形成された実装基板と、
前記実装基板が実装されると共に、前記第２の電極パッド及びグランド電極が形成された電気回路基板と、
前記実装基板の裏面に形成され、前記第１の電極パッドと導通しており、前記電気回路基板の前記グランド電極上に実装された接地電極と、
を備え、
前記実装基板は、前記２個の光素子を固定する２つのボンディングパッドと、前記第１の電極パッドとが設けられる表面と、前記第２の電極パッドに対向する後端部と、前記後端部に交差する側端部とを有し、
前記２つのボンディングパッド及び前記第１の電極パッドは、前記実装基板の表面における前記後端部側に配置され、
前記第１の電極パッドと前記接地電極は、前記実装基板の前記表面と前記側端部に形成された導通電極により導通している光モジュール。
前記遮蔽部材は線状のワイヤで、前記ワイヤの一端が前記第１の電極パッドに接続されると共に、前記ワイヤの他端が前記第２の電極パッドに接続されて、前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドの間に張られる請求項１に記載の光モジュール。
前記ワイヤは、前記光素子に接続される前記電気信号伝送経路の高さに合わせた高さで前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドの間に張られる請求項２記載の光モジュール。
複数本の前記ワイヤが、前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドの間に張られる請求項２又は３に記載の光モジュール。
前記ワイヤの材質は金で構成され、ワイヤボンディングにより前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドの間に張られる請求項２〜４のいずれかに記載の光モジュール。
コアとクラッドを有し、前記コアと前記光素子を結合させた光信号伝送手段を備えた請求項１〜５のいずれかに記載の光モジュール。