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JP6300296B2 - Transmission line - Google Patents

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JP6300296B2
JP6300296B2 JP2013176020A JP2013176020A JP6300296B2 JP 6300296 B2 JP6300296 B2 JP 6300296B2 JP 2013176020 A JP2013176020 A JP 2013176020A JP 2013176020 A JP2013176020 A JP 2013176020A JP 6300296 B2 JP6300296 B2 JP 6300296B2
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Description

本発明は伝送線路に関する。   The present invention relates to a transmission line.

特許文献1には高周波信号を用いる光変調装置が記載されている。高周波信号の伝送にはコプレーナラインまたはマイクロストリップラインなどの伝送線路が用いられる。複数の伝送線路間において高周波信号を低損失に伝送させるために、伝送線路間のインピーダンス整合を確保する。   Patent Document 1 describes an optical modulation device using a high-frequency signal. A transmission line such as a coplanar line or a microstrip line is used for transmitting a high-frequency signal. In order to transmit a high-frequency signal with a low loss between a plurality of transmission lines, impedance matching between the transmission lines is ensured.

特開2013−15670号公報JP 2013-15670 A

インピーダンス整合のために、伝送線路にキャパシタなどの受動部品を接続することがある。しかしながら受動部品は、伝送線路の高コスト化および大型化の原因となる。本発明は、上記課題に鑑み、小型で低コストな伝送線路を提供することを目的とする。   For impedance matching, passive components such as capacitors may be connected to the transmission line. However, passive components cause high cost and large transmission lines. An object of this invention is to provide a small and low-cost transmission line in view of the said subject.

本発明は、第1基板と、前記第1基板上に配置された第1信号線路と、前記第1基板と隣接して配置された第2基板と、前記第2基板上に配置された第2信号線路と、前記第1基板上の前記第2信号線路の端部と対向する位置に配置され、接地電位と接続される接地パターンと、前記第1信号線路と第2信号線路との間を接続する第1ボンディングワイヤと、を有する伝送線路である。   The present invention includes a first substrate, a first signal line disposed on the first substrate, a second substrate disposed adjacent to the first substrate, and a second substrate disposed on the second substrate. Two signal lines, a ground pattern disposed at a position facing the end of the second signal line on the first substrate and connected to a ground potential, and between the first signal line and the second signal line And a first bonding wire that connects the two.

上記構成において、前記第1基板上には、前記第1信号線路の端部において、前記第1信号線路を挟んで配置された第1および第2接地パターンが配置され、前記第2基板上には、前記第2信号線路の端部において、前記第2信号線路を挟んで配置された第3および第4接地パターンが配置され、前記第2接地パターンは、前記第2信号線路の前記端部と対向する位置に配置されてなり、前記第1接地パターンと前記第3接地パターンとを接続する第2ボンディングワイヤと、前記第2接地パターンと前記第4接地パターンとを接続する第3ボンディングワイヤと、を有する構成とすることができる。   In the above configuration, on the first substrate, the first and second ground patterns arranged with the first signal line in between at the end of the first signal line are arranged on the second substrate. Are arranged at the end of the second signal line, the third and fourth ground patterns arranged with the second signal line in between, and the second ground pattern is arranged at the end of the second signal line. And a second bonding wire for connecting the first ground pattern and the third ground pattern, and a third bonding wire for connecting the second ground pattern and the fourth ground pattern. It can be set as the structure which has these.

上記構成において、前記第2接地パターンは、前記第2信号線路の端部および前記第4接地パターンと対向する位置に延在してなる構成とすることができる。   The said structure WHEREIN: The said 2nd grounding pattern can be set as the structure formed by extending to the position facing the edge part of the said 2nd signal track | line and the said 4th grounding pattern.

上記構成において、前記第3接地パターンは、前記第1信号線路の端部と対向する位置に配置されてなる構成とすることができる。   The said structure WHEREIN: A said 3rd grounding pattern can be set as the structure formed by arrange | positioning in the position facing the edge part of a said 1st signal track | line.

上記構成において、前記第3接地パターンは、前記第1信号線路の端部および前記第1接地パターンと対向する位置に延在してなる構成とすることができる。   The said structure WHEREIN: The said 3rd grounding pattern can be set as the structure formed by extending to the position facing the edge part of the said 1st signal track | line and the said 1st grounding pattern.

上記構成において、前記第1信号線路は、前記第2信号線路よりも幅が狭い部分を有し、前記第1信号線路と前記第1接地パターンとの距離および前記第1信号線路と前記第2接地パターンとの距離は、前記第2信号線路と前記第3接地パターンとの距離および前記第2信号線路と前記第4接地パターンとの距離より小さい構成とすることができる。   In the above configuration, the first signal line has a portion that is narrower than the second signal line, the distance between the first signal line and the first ground pattern, the first signal line, and the second signal line. The distance to the ground pattern may be smaller than the distance between the second signal line and the third ground pattern and the distance between the second signal line and the fourth ground pattern.

上記構成において、前記第2信号線路には、前記第2信号線路よりも前記第1信号線路の延長線に近い位置に配置されたボンディング領域が接続され、前記第1ボンディングワイヤは、前記第1信号線路の端部と前記ボンディング領域との間に接続されてなる構成とすることができる。   In the above configuration, the second signal line is connected to a bonding region disposed at a position closer to the extension line of the first signal line than the second signal line, and the first bonding wire is connected to the first signal line. It can be set as the structure connected between the edge part of a signal track | line and the said bonding area | region.

上記構成において、前記第1信号線路および前記第2信号線路の一方はマイクロストリップラインを形成し、前記第1信号線路および前記第2信号線路の他方はマイクロストリップラインまたはコプレーナラインを形成することを構成とすることができる。   In the above configuration, one of the first signal line and the second signal line forms a microstrip line, and the other of the first signal line and the second signal line forms a microstrip line or a coplanar line. It can be configured.

上記構成において、前記第1基板の側面のうち、前記第2信号線路と対向する位置には、接地電位に接続されたパターンが配置されてなる構成とすることができる。   The said structure WHEREIN: It can be set as the structure by which the pattern connected to the grounding potential is arrange | positioned in the position facing the said 2nd signal track | line among the side surfaces of the said 1st board | substrate.

本発明によれば、小型で低コストな伝送線路を提供することができる。   According to the present invention, a small and low-cost transmission line can be provided.

図1(a)は実施例1に係る伝送線路を例示する平面図である。図1(b)は図1(a)の線A−Aに沿った断面図である。図1(c)は図1(a)の線B−Bに沿った断面図である。FIG. 1A is a plan view illustrating a transmission line according to the first embodiment. FIG.1 (b) is sectional drawing along line AA of Fig.1 (a). FIG.1 (c) is sectional drawing along line BB of Fig.1 (a). 図2(a)はコプレーナラインの拡大図である。図2(b)は伝送線路の等価回路を例示する回路図である。FIG. 2A is an enlarged view of the coplanar line. FIG. 2B is a circuit diagram illustrating an equivalent circuit of the transmission line. 図3は比較例に係る伝送線路を例示する平面図である。FIG. 3 is a plan view illustrating a transmission line according to a comparative example. 図4(a)は実施例2に係る伝送線路を例示する平面図である。図4(b)はコプレーナラインの拡大図である。FIG. 4A is a plan view illustrating a transmission line according to the second embodiment. FIG. 4B is an enlarged view of the coplanar line. 図5(a)は実施例3に係る伝送線路を例示する平面図である。図5(b)はコプレーナラインの拡大図である。FIG. 5A is a plan view illustrating a transmission line according to the third embodiment. FIG. 5B is an enlarged view of the coplanar line. 図6(a)は実施例4に係る伝送線路を例示する平面図である。図6(b)はコプレーナラインの拡大図である。FIG. 6A is a plan view illustrating a transmission line according to the fourth embodiment. FIG. 6B is an enlarged view of the coplanar line. 図7は実施例5に係る光モジュールを例示する平面図である。FIG. 7 is a plan view illustrating an optical module according to the fifth embodiment.

実施例について説明する。   Examples will be described.

実施例1は信号線路22と接地パターン14とがキャパシタとして機能する例である。図1(a)は実施例1に係る伝送線路100を例示する平面図である。信号線路および配線パターンには格子斜線を記入した。図1(b)は図1(a)の線A−Aに沿った断面図である。図1(c)は図1(a)の線B−Bに沿った断面図である。   The first embodiment is an example in which the signal line 22 and the ground pattern 14 function as a capacitor. FIG. 1A is a plan view illustrating a transmission line 100 according to the first embodiment. Lattice diagonal lines are entered in signal lines and wiring patterns. FIG.1 (b) is sectional drawing along line AA of Fig.1 (a). FIG.1 (c) is sectional drawing along line BB of Fig.1 (a).

図1(a)から図2(a)に示すように、伝送線路100は2つの基板10および20を含む。基板10(第1基板)は基板20(第2基板)と離間している。基板10にはコプレーナライン11およびマイクロストリップライン15が設けられている。基板20にはコプレーナライン21およびマイクロストリップライン25が設けられている。コプレーナライン11は、基板10の上面に設けられた信号線路12(第1信号線路)、接地パターン13および14を備える。接地パターン13および14は信号線路12から離間している。接地パターン14(第2接地パターン)は、信号線路12を挟んで接地パターン13(第1接地パターン)とは反対側に位置する。コプレーナライン21は、基板20の上面に設けられた信号線路22(第2信号線路)、接地パターン23および24を備える。接地パターン24(第4接地パターン)は、信号線路22を挟んで接地パターン23(第3接地パターン)と反対側に位置する。   As shown in FIGS. 1A to 2A, the transmission line 100 includes two substrates 10 and 20. The substrate 10 (first substrate) is separated from the substrate 20 (second substrate). The substrate 10 is provided with a coplanar line 11 and a microstrip line 15. The substrate 20 is provided with a coplanar line 21 and a microstrip line 25. The coplanar line 11 includes a signal line 12 (first signal line) and ground patterns 13 and 14 provided on the upper surface of the substrate 10. The ground patterns 13 and 14 are separated from the signal line 12. The ground pattern 14 (second ground pattern) is located on the opposite side of the ground pattern 13 (first ground pattern) across the signal line 12. The coplanar line 21 includes a signal line 22 (second signal line) and ground patterns 23 and 24 provided on the upper surface of the substrate 20. The ground pattern 24 (fourth ground pattern) is located on the opposite side of the ground pattern 23 (third ground pattern) across the signal line 22.

図1(b)に示すように、基板10の下面に接地パターン16が設けられ、接地パターン16は信号線路12と重なる。信号線路12および接地パターン16はマイクロストリップライン15を形成する。つまり信号線路12はコプレーナライン11およびマイクロストリップライン15に共用されている。基板20の下面に接地パターン26が設けられ、接地パターン26は信号線路22と重なる。信号線路22および接地パターン26はマイクロストリップライン25を形成する。信号線路22はコプレーナライン21およびマイクロストリップライン25に共用されている。接地パターン16は例えば基板10の下面の全体に設けられている。接地パターン26は例えば基板20の下面の全体に設けられている。   As shown in FIG. 1B, a ground pattern 16 is provided on the lower surface of the substrate 10, and the ground pattern 16 overlaps the signal line 12. The signal line 12 and the ground pattern 16 form a microstrip line 15. That is, the signal line 12 is shared by the coplanar line 11 and the microstrip line 15. A ground pattern 26 is provided on the lower surface of the substrate 20, and the ground pattern 26 overlaps the signal line 22. The signal line 22 and the ground pattern 26 form a microstrip line 25. The signal line 22 is shared by the coplanar line 21 and the microstrip line 25. The ground pattern 16 is provided on the entire lower surface of the substrate 10, for example. The ground pattern 26 is provided on the entire lower surface of the substrate 20, for example.

図1(a)に示すように、基板10にはビア配線17が設けられ、基板20にはビア配線27が設けられている。図1(a)および図1(c)に示すように、接地パターン13および14は基板10を貫通するビア配線17により接地パターン16に電気的に接続されている。接地パターン23および24はビア配線27により接地パターン26に接続されている。ビア配線17は、基板10の基板20に対向する側面に設けられた溝の壁面に形成された金属からなり、厚さ方向に延びる。ビア配線27は、基板20の基板10に対向する側面に設けられた溝の壁面に形成された金属からなり、厚さ方向に延びる。   As shown in FIG. 1A, the substrate 10 is provided with via wiring 17, and the substrate 20 is provided with via wiring 27. As shown in FIGS. 1A and 1C, the ground patterns 13 and 14 are electrically connected to the ground pattern 16 by via wirings 17 penetrating the substrate 10. The ground patterns 23 and 24 are connected to the ground pattern 26 by via wiring 27. The via wiring 17 is made of a metal formed on the wall surface of a groove provided on the side surface of the substrate 10 facing the substrate 20 and extends in the thickness direction. The via wiring 27 is made of metal formed on the wall surface of a groove provided on the side surface of the substrate 20 facing the substrate 10 and extends in the thickness direction.

図1(a)に示すように、基板10の信号線路12と基板20の信号線路22とは離間し、基板10の接地パターンと基板20の接地パターンとは離間している。基板10と基板20との電気的な接続はボンディングワイヤにより行われる。信号線路12はボンディングワイヤ30(第1ボンディングワイヤ)により信号線路22に接続されている。接地パターン13はボンディングワイヤ32(第2ボンディングワイヤ)により接地パターン23に接続されている。接地パターン14はボンディングワイヤ34(第3ボンディングワイヤ)により接地パターン24に接続されている。コプレーナラインおよびマイクロストリップラインの特性インピーダンスが所望の大きさ(例えば50Ω)になるように、信号線路の線幅、信号線路と接地パターンとの距離などを調節することができる。信号線路22に入力された高周波信号は、マイクロストリップライン15およびコプレーナライン11を伝播し、さらにコプレーナライン21およびマイクロストリップライン25を伝播し、出力される。   As shown in FIG. 1A, the signal line 12 of the substrate 10 and the signal line 22 of the substrate 20 are separated from each other, and the ground pattern of the substrate 10 and the ground pattern of the substrate 20 are separated. Electrical connection between the substrate 10 and the substrate 20 is performed by a bonding wire. The signal line 12 is connected to the signal line 22 by a bonding wire 30 (first bonding wire). The ground pattern 13 is connected to the ground pattern 23 by a bonding wire 32 (second bonding wire). The ground pattern 14 is connected to the ground pattern 24 by a bonding wire 34 (third bonding wire). The line width of the signal line, the distance between the signal line and the ground pattern, and the like can be adjusted so that the characteristic impedance of the coplanar line and the microstrip line becomes a desired magnitude (for example, 50Ω). The high-frequency signal input to the signal line 22 propagates through the microstrip line 15 and the coplanar line 11, further propagates through the coplanar line 21 and the microstrip line 25, and is output.

信号線路、接地パターン、およびビア配線は例えば銅(Cu)または金(Au)などの金属により形成されている。基板は例えば樹脂、またはセラミックなどの絶縁体により形成されている。ボンディングワイヤは例えばAuなどの金属により形成されている。   The signal line, the ground pattern, and the via wiring are formed of a metal such as copper (Cu) or gold (Au), for example. The substrate is formed of an insulator such as resin or ceramic. The bonding wire is made of a metal such as Au.

図2(a)はコプレーナライン11および21の拡大図である。ボンディングワイヤは図示していない。図2(a)に示すように、接地パターン14の幅W2は接地パターン13の幅W1より大きい。基板10と基板20との距離D1は例えば10μm以上、500μm以下である。信号線路22と接地パターン23との距離D2は信号線路22と接地パターン24との距離D3より大きい。   FIG. 2A is an enlarged view of the coplanar lines 11 and 21. The bonding wire is not shown. As shown in FIG. 2A, the width W2 of the ground pattern 14 is larger than the width W1 of the ground pattern 13. The distance D1 between the substrate 10 and the substrate 20 is, for example, 10 μm or more and 500 μm or less. A distance D2 between the signal line 22 and the ground pattern 23 is larger than a distance D3 between the signal line 22 and the ground pattern 24.

図1(a)および図2(a)に示すように、接地パターン14は信号線路22の端部および接地パターン24と対向する。このため、接地パターン14と信号線路22との間に容量性リアクタンス成分(容量成分)が発生する。図1(b)では容量成分を模式的にキャパシタC1として表した。なお対向とは、例えば基板10および20の配列方向(図1(a)の横方向)において向き合うことである。   As shown in FIGS. 1A and 2A, the ground pattern 14 faces the end of the signal line 22 and the ground pattern 24. For this reason, a capacitive reactance component (capacitance component) is generated between the ground pattern 14 and the signal line 22. In FIG. 1B, the capacitance component is schematically represented as a capacitor C1. Note that the term “facing” refers to, for example, facing in the arrangement direction of the substrates 10 and 20 (lateral direction in FIG. 1A).

図2(b)は伝送線路100の等価回路を例示する回路図である。図2(b)に示すように、入力端子Inと出力端子Outとの間にマイクロストリップライン15、コプレーナライン11、インダクタL1、コプレーナライン21およびマイクロストリップライン25が直列接続されている。インダクタL1とコプレーナライン21との間にキャパシタC1の一端が接続され、キャパシタC1の他端にインダクタL2の一端が接続されている。インダクタL2の他端は接地されている。インダクタL1はボンディングワイヤ30のインダクタンス成分に対応する。インダクタL2は、接地パターン14および24、並びにビア配線17および27のインダクタンス成分に対応する。キャパシタC1は接地パターン14と信号線路22との間の容量成分に対応する。入力端子Inは信号線路12の入力端(例えば図1(a)における左端)であり、出力端子Outは信号線路22の出力端(例えば図1(a)における右端)である。   FIG. 2B is a circuit diagram illustrating an equivalent circuit of the transmission line 100. As shown in FIG. 2B, the microstrip line 15, the coplanar line 11, the inductor L1, the coplanar line 21, and the microstrip line 25 are connected in series between the input terminal In and the output terminal Out. One end of the capacitor C1 is connected between the inductor L1 and the coplanar line 21, and one end of the inductor L2 is connected to the other end of the capacitor C1. The other end of the inductor L2 is grounded. The inductor L1 corresponds to the inductance component of the bonding wire 30. The inductor L2 corresponds to the inductance components of the ground patterns 14 and 24 and the via wirings 17 and 27. The capacitor C1 corresponds to a capacitance component between the ground pattern 14 and the signal line 22. The input terminal In is an input end of the signal line 12 (for example, the left end in FIG. 1A), and the output terminal Out is an output end of the signal line 22 (for example, the right end in FIG. 1A).

図2(b)に示すキャパシタC1、インダクタL1およびL2が整合回路19として機能する。整合回路19によりコプレーナライン11および21間のインピーダンス整合が確保される。接地パターン14と信号線路22との間に容量成分(キャパシタC1)が生じるため、チップキャパシタを基板10および20に設けなくてよい。このため伝送線路100の小型化および低コスト化が可能となる。キャパシタC1の容量は距離D1により調節可能である。距離D1が小さいほど容量は大きくなり、インピーダンス整合が容易になる。インピーダンス整合をとることにより高周波信号の損失が小さくなる。   The capacitor C1 and the inductors L1 and L2 illustrated in FIG. 2B function as the matching circuit 19. The matching circuit 19 ensures impedance matching between the coplanar lines 11 and 21. Since a capacitance component (capacitor C 1) is generated between the ground pattern 14 and the signal line 22, it is not necessary to provide a chip capacitor on the substrates 10 and 20. For this reason, the transmission line 100 can be reduced in size and cost. The capacitance of the capacitor C1 can be adjusted by the distance D1. The smaller the distance D1, the larger the capacitance and the easier impedance matching. By taking impedance matching, the loss of high frequency signals is reduced.

図2(a)に示すように、接地パターン14の幅W2は幅W1より大きい。このため接地パターン14のインダクタンス成分は小さくなる。図2(b)のインダクタL2のインダクタンスが小さくなるため、インピーダンス整合が容易になる。例えば接地パターン14を2つに分割し、一方を信号線路22に対向させ、他方を接地パターン24に対向させてもよい。しかし接地パターン14およびビア配線17の生成するインダクタンス成分が大きくなり、インピーダンス整合が難しくなる。従って1つの幅広の接地パターン14を用いることが好ましい。   As shown in FIG. 2A, the width W2 of the ground pattern 14 is larger than the width W1. For this reason, the inductance component of the ground pattern 14 becomes small. Since the inductance of the inductor L2 in FIG. 2B is reduced, impedance matching is facilitated. For example, the ground pattern 14 may be divided into two, one facing the signal line 22 and the other facing the ground pattern 24. However, the inductance component generated by the ground pattern 14 and the via wiring 17 becomes large, and impedance matching becomes difficult. Therefore, it is preferable to use one wide grounding pattern 14.

接地パターン13は接地パターン23と対向し、接地パターン14は接地パターン24と対向する。このため接地パターン間の結合が強固になり、基準電位(接地電位)が安定する。また接地パターンが対向しない場合に比べ、ボンディングワイヤ32および34を短くすることができる。距離D1が小さいほど、ボンディングワイヤ30、32および34はより短くなる。ボンディングワイヤのインダクタンス成分が小さくなるため、インピーダンス整合が容易になる。   The ground pattern 13 faces the ground pattern 23, and the ground pattern 14 faces the ground pattern 24. For this reason, the coupling between the ground patterns is strengthened, and the reference potential (ground potential) is stabilized. Further, the bonding wires 32 and 34 can be shortened compared to the case where the ground patterns do not face each other. The smaller the distance D1, the shorter the bonding wires 30, 32 and 34. Since the inductance component of the bonding wire is reduced, impedance matching is facilitated.

ビア配線17が基板10の信号線路22に対向する側面に設けられていることで、信号線路22から見た接地面(接地パターン14およびビア配線17)が大きくなる。これにより容量性の結合が強くなり、インピーダンス整合が容易になる。なお、ビア配線17および27は、基板を貫通する貫通孔の壁面に形成された金属でもよい。また基板10の側面に接地パターンが設けられてもよい。容量成分が大きくなる。   Since the via wiring 17 is provided on the side surface of the substrate 10 that faces the signal line 22, the ground plane (the ground pattern 14 and the via wiring 17) viewed from the signal line 22 is increased. This enhances capacitive coupling and facilitates impedance matching. The via wirings 17 and 27 may be metal formed on the wall surface of the through hole that penetrates the substrate. A ground pattern may be provided on the side surface of the substrate 10. The capacity component becomes large.

図3は比較例に係る伝送線路100Rを例示する平面図である。図3に示すように、接地パターン14は信号線路22と対向していない。このため接地パターン14と信号線路22との間に容量成分が生じにくい。インピーダンス整合のために基板20にチップキャパシタ35を設ける。このため、部品数が増えコストが高くなり、また伝送遠路100Rが大型になってしまう。   FIG. 3 is a plan view illustrating a transmission line 100R according to a comparative example. As shown in FIG. 3, the ground pattern 14 does not face the signal line 22. For this reason, a capacitive component is not easily generated between the ground pattern 14 and the signal line 22. A chip capacitor 35 is provided on the substrate 20 for impedance matching. For this reason, the number of parts increases and the cost increases, and the transmission path 100R becomes large.

実施例2は容量成分を大きくする例である。図4(a)は実施例2に係る伝送線路200を例示する平面図である。図4(b)はコプレーナライン11および21の拡大図である。   Example 2 is an example in which the capacitance component is increased. FIG. 4A is a plan view illustrating a transmission line 200 according to the second embodiment. FIG. 4B is an enlarged view of the coplanar lines 11 and 21.

図4(a)および図4(b)に示すように、接地パターン23は接地パターン13とは対向せず、信号線路12と対向する。実施例2によれば、実施例1と同様に、接地パターン14と信号線路22との間に容量成分が発生する。また信号線路12の端部と接地パターン23とが対向するため、信号線路12と接地パターン23との間にも容量成分が発生する。すなわち図2(b)に示したキャパシタC1の容量が大きくなる。このため、実施例2では実施例1に比べ、インピーダンス整合の範囲を拡大することができる。   As shown in FIG. 4A and FIG. 4B, the ground pattern 23 does not face the ground pattern 13 but faces the signal line 12. According to the second embodiment, a capacitance component is generated between the ground pattern 14 and the signal line 22 as in the first embodiment. Further, since the end of the signal line 12 and the ground pattern 23 face each other, a capacitance component is also generated between the signal line 12 and the ground pattern 23. That is, the capacitance of the capacitor C1 shown in FIG. For this reason, compared with Example 1, Example 2 can expand the range of impedance matching.

図4(b)に示す信号線路22と接地パターン23との距離D4は、信号線路22と接地パターン24との距離D5と同一にすることができる。距離D4およびD5は、図2(a)に示した距離D2より小さく、距離D3と同程度である。距離D4と距離D5とを同一にすることで、コプレーナライン21の特性インピーダンスを50Ωに近づけることができる。コプレーナライン21の特性インピーダンスをコプレーナライン11の特性インピーダンス(50Ω)に近づけることで、インピーダンス整合が容易になる。   The distance D4 between the signal line 22 and the ground pattern 23 shown in FIG. 4B can be the same as the distance D5 between the signal line 22 and the ground pattern 24. The distances D4 and D5 are smaller than the distance D2 shown in FIG. 2A and are about the same as the distance D3. By making the distance D4 and the distance D5 the same, the characteristic impedance of the coplanar line 21 can be brought close to 50Ω. Impedance matching is facilitated by bringing the characteristic impedance of the coplanar line 21 close to the characteristic impedance (50Ω) of the coplanar line 11.

実施例3は接地パターン間のボンディングワイヤを短くする例である。図5(a)は実施例3に係る伝送線路300を例示する平面図である。図5(b)はコプレーナライン11および21の拡大図である。   Example 3 is an example in which the bonding wire between the ground patterns is shortened. FIG. 5A is a plan view illustrating a transmission line 300 according to the third embodiment. FIG. 5B is an enlarged view of the coplanar lines 11 and 21.

図5(a)および図5(b)に示すように、接地パターン14は信号線路22および接地パターン24と対向する。接地パターン23は信号線路12および接地パターン13と対向する。このため、実施例3によれば、実施例2と同様に、信号線路12と接地パターン24との間に容量成分が生じ、信号線路22と接地パターン14との間に容量成分が生じる。容量成分が大きくなるためインピーダンス整合が容易になる。   As shown in FIGS. 5A and 5B, the ground pattern 14 faces the signal line 22 and the ground pattern 24. The ground pattern 23 faces the signal line 12 and the ground pattern 13. For this reason, according to the third embodiment, as in the second embodiment, a capacitive component is generated between the signal line 12 and the ground pattern 24, and a capacitive component is generated between the signal line 22 and the ground pattern 14. Impedance matching is facilitated because the capacitance component increases.

接地パターン13が接地パターン23と対向し、接地パターン14は接地パターン24と対向する。接地パターン間の結合が強固になり、基準電位が安定する。またボンディングワイヤ32および34が短くなるため、ボンディングワイヤ32および34のインダクタンス成分が小さくなり、インピーダンス整合が容易になる。   The ground pattern 13 faces the ground pattern 23, and the ground pattern 14 faces the ground pattern 24. The coupling between the ground patterns is strengthened, and the reference potential is stabilized. Further, since the bonding wires 32 and 34 are shortened, the inductance component of the bonding wires 32 and 34 is reduced, and impedance matching is facilitated.

実施例4は信号線路間のボンディングワイヤを短くする例である。図6(a)は実施例4に係る伝送線路400を例示する平面図である。図6(b)はコプレーナライン11の拡大図である。図6(a)に示すように、ボンディング領域22aは、信号線路22と一体となるように、信号線路22の接地パターン23側に接続されている。ボンディング領域22aは、信号線路22に比べ、信号線路12の延長線に近い。ボンディング領域22aにはボンディングワイヤ30が接続されている。実施例4によれば実施例1と同様に、信号線路22と接地パターン14との間に容量成分が発生するため、インピーダンス整合が可能になる。   Example 4 is an example in which the bonding wire between the signal lines is shortened. FIG. 6A is a plan view illustrating a transmission line 400 according to the fourth embodiment. FIG. 6B is an enlarged view of the coplanar line 11. As shown in FIG. 6A, the bonding region 22 a is connected to the ground pattern 23 side of the signal line 22 so as to be integrated with the signal line 22. The bonding region 22 a is closer to the extension line of the signal line 12 than the signal line 22. A bonding wire 30 is connected to the bonding region 22a. According to the fourth embodiment, as in the first embodiment, since a capacitance component is generated between the signal line 22 and the ground pattern 14, impedance matching becomes possible.

図6(b)に示すように、信号線路12は線路12aおよび12bを含む。線路12aの幅W4は線路12bの幅W3より小さい。線路12aはマイクロストリップライン15を形成し、線路12bはコプレーナライン11を形成する。線路12bと接地パターン13または14との距離D6は、信号線路22と接地パターン23との距離D4、および信号線路22と接地パターン24との距離D5より小さい。信号線路12が細く、かつ距離D6が小さいため、コプレーナライン11の特性インピーダンスを例えば50Ωにすることができる。   As shown in FIG. 6B, the signal line 12 includes lines 12a and 12b. The width W4 of the line 12a is smaller than the width W3 of the line 12b. The line 12 a forms the microstrip line 15, and the line 12 b forms the coplanar line 11. The distance D6 between the line 12b and the ground pattern 13 or 14 is smaller than the distance D4 between the signal line 22 and the ground pattern 23 and the distance D5 between the signal line 22 and the ground pattern 24. Since the signal line 12 is thin and the distance D6 is small, the characteristic impedance of the coplanar line 11 can be set to 50Ω, for example.

図6(a)に示すように接地パターン14は接地パターン24と対向し、接地パターン13は接地パターン23と対向する。このため接地パターン間の結合が強固になり、基準電位が安定する。またボンディングワイヤ32および34が短くなる。距離D6が小さいため、信号線路12と信号線路22とが近付き、ボンディングワイヤ30も短くなる。ボンディングワイヤのインダクタンス成分が減少するため、インピーダンス整合が容易になる。ボンディング領域22aにボンディングワイヤ30を接続することによりボンディングワイヤ30はさらに短くなる。ボンディング領域22aの大きさを変えることにより、コプレーナライン21の特性インピーダンスを調整することができる。実施例1〜3の信号線路22にボンディング領域22aを設けてもよい。   As shown in FIG. 6A, the ground pattern 14 faces the ground pattern 24, and the ground pattern 13 faces the ground pattern 23. For this reason, the coupling between the ground patterns is strengthened, and the reference potential is stabilized. Also, the bonding wires 32 and 34 are shortened. Since the distance D6 is small, the signal line 12 and the signal line 22 are close to each other, and the bonding wire 30 is also shortened. Since the inductance component of the bonding wire is reduced, impedance matching is facilitated. The bonding wire 30 is further shortened by connecting the bonding wire 30 to the bonding region 22a. The characteristic impedance of the coplanar line 21 can be adjusted by changing the size of the bonding region 22a. You may provide the bonding area | region 22a in the signal track | line 22 of Examples 1-3.

接地パターン13と信号線路22との間に容量成分が生じればよく、基板10および20にコプレーナラインおよびマイクロストリップラインの一方が設けられていればよい。例えば基板10にはコプレーナライン11が設けられ、マイクロストリップライン15が設けられなくてもよい。基板20にコプレーナライン21が設けられ、マイクロストリップライン25が設けられなくてもよい。信号線路12および22の一方はマイクロストリップラインを形成し、他方はマイクロストリップラインまたはコプレーナラインを形成してもよい。例えば、信号線路12および接地パターン16がマイクロストリップライン15を形成し、信号線路12、接地パターン13および14はコプレーナラインを形成しなくてもよい。信号線路22および接地パターン26がマイクロストリップライン25を形成し、信号線路22、接地パターン23および24がコプレーナラインを形成しなくてもよい。   A capacitance component may be generated between the ground pattern 13 and the signal line 22, and one of the coplanar line and the microstrip line may be provided on the substrates 10 and 20. For example, the substrate 10 may be provided with the coplanar line 11 and the microstrip line 15 may not be provided. The substrate 20 may be provided with the coplanar line 21 and the microstrip line 25 may not be provided. One of the signal lines 12 and 22 may form a microstrip line and the other may form a microstrip line or a coplanar line. For example, the signal line 12 and the ground pattern 16 may form the microstrip line 15, and the signal line 12 and the ground patterns 13 and 14 may not form the coplanar line. The signal line 22 and the ground pattern 26 may form the microstrip line 25, and the signal line 22, and the ground patterns 23 and 24 may not form the coplanar line.

実施例5は伝送線路を備える光モジュールの例である。図7は実施例5に係る光モジュール500を例示する平面図である。   Example 5 is an example of an optical module including a transmission line. FIG. 7 is a plan view illustrating an optical module 500 according to the fifth embodiment.

図7に示すように、光モジュール500の筐体40の底面にTEC(Thermoelectric Cooler)44等の温度制御部が配置されている。TEC44上に、例えば酸化アルミニウムまたはセラミック等の絶縁性からなり、かつ熱伝導率の高いキャリア48、およびレンズホルダ46が配置されている。レンズホルダ46にはレンズ47が保持されている。キャリア48の上面には接地パターン48aおよび48bが設けられている。接地パターン48bの上に、基板20および50、サブキャリア52、並びにキャパシタ56が設けられている。接地パターン48aおよび48b間に抵抗58が接続されている。接地パターン48aの上にキャパシタ60が設けられている。   As shown in FIG. 7, a temperature control unit such as a TEC (Thermoelectric Cooler) 44 is disposed on the bottom surface of the housing 40 of the optical module 500. On the TEC 44, a carrier 48 made of an insulating material such as aluminum oxide or ceramic and having high thermal conductivity, and a lens holder 46 are disposed. A lens 47 is held on the lens holder 46. Ground patterns 48 a and 48 b are provided on the upper surface of the carrier 48. Substrates 20 and 50, subcarrier 52, and capacitor 56 are provided on ground pattern 48b. A resistor 58 is connected between the ground patterns 48a and 48b. A capacitor 60 is provided on the ground pattern 48a.

サブキャリア52は例えば誘電体基板である。サブキャリア52上に半導体レーザ54(LD素子)が配置されている。基板50の上面には信号線路50aが形成されている。信号線路50aと、キャリア48上面の接地パターン48aとはマイクロストリップラインを形成する。   The subcarrier 52 is a dielectric substrate, for example. A semiconductor laser 54 (LD element) is disposed on the subcarrier 52. A signal line 50 a is formed on the upper surface of the substrate 50. The signal line 50a and the ground pattern 48a on the upper surface of the carrier 48 form a microstrip line.

筐体40の前面にレセプタクル43が固定されている。筐体40の後側壁には、フィードスルーとして機能する基板10が埋め込まれている。基板10には、コプレーナライン11および信号線路12cが設けられている。基板10の信号線路12および12c、接地パターン13および14は、端子42と電気的に接続されている。基板20は、基板10と基板50との間のブリッジとして機能する。基板20にはコプレーナライン21およびマイクロストリップライン25が設けられている。   A receptacle 43 is fixed to the front surface of the housing 40. A substrate 10 that functions as a feedthrough is embedded in the rear side wall of the housing 40. The substrate 10 is provided with a coplanar line 11 and a signal line 12c. The signal lines 12 and 12 c and the ground patterns 13 and 14 of the substrate 10 are electrically connected to the terminal 42. The substrate 20 functions as a bridge between the substrate 10 and the substrate 50. The substrate 20 is provided with a coplanar line 21 and a microstrip line 25.

基板20の信号線路22と基板50の信号線路50aとはボンディングワイヤ62により電気的に接続されている。信号線路50aと半導体レーザ54とはボンディングワイヤ64により電気的に接続されている。半導体レーザ54は、ボンディングワイヤ66によりキャパシタ56と電気的に接続され、ボンディングワイヤ68によりキャパシタ60と電気的に接続されている。キャパシタ60と信号線路12cとはボンディングワイヤ70により接続されている。   The signal line 22 of the substrate 20 and the signal line 50a of the substrate 50 are electrically connected by a bonding wire 62. The signal line 50 a and the semiconductor laser 54 are electrically connected by a bonding wire 64. The semiconductor laser 54 is electrically connected to the capacitor 56 by a bonding wire 66 and electrically connected to the capacitor 60 by a bonding wire 68. The capacitor 60 and the signal line 12 c are connected by a bonding wire 70.

電源電圧は、端子42、信号線路12cおよびキャパシタ60を通じて半導体レーザ54に供給される。レーザ駆動IC(Integrated Circuit、不図示)は光モジュール500の外部に配置され、光モジュール500の端子42に接続される。レーザ駆動ICは、高周波信号である入力信号を増幅し出力する。出力された入力信号は、基板10のコプレーナライン11、基板20のコプレーナライン21およびマイクロストリップライン25、基板50のマイクロストリップラインを介して半導体レーザ54に入力する。半導体レーザ54の出力光はレンズ47により収束され、レセプタクル43に挿入される光ファイバー(不図示)に出力される。   The power supply voltage is supplied to the semiconductor laser 54 through the terminal 42, the signal line 12 c and the capacitor 60. A laser drive IC (Integrated Circuit, not shown) is disposed outside the optical module 500 and connected to a terminal 42 of the optical module 500. The laser drive IC amplifies and outputs an input signal that is a high-frequency signal. The input signal thus output is input to the semiconductor laser 54 via the coplanar line 11 of the substrate 10, the coplanar line 21 and microstrip line 25 of the substrate 20, and the microstrip line of the substrate 50. The output light of the semiconductor laser 54 is converged by the lens 47 and output to an optical fiber (not shown) inserted into the receptacle 43.

TEC44は、半導体レーザ54の温度を一定に保持する。これにより、出力光の波長をロックすることができる。また、基板10の一部は筐体40の外部に露出するため、基板10の温度は外部と同程度になる。基板20はTEC44により冷却される。基板10の接地パターンと基板20の接地パターンとは離間しているため、基板10および20間では熱が伝わり難く、半導体レーザ54の温度上昇は抑制される。   The TEC 44 keeps the temperature of the semiconductor laser 54 constant. Thereby, the wavelength of output light can be locked. Further, since a part of the substrate 10 is exposed to the outside of the housing 40, the temperature of the substrate 10 is approximately the same as the outside. The substrate 20 is cooled by the TEC 44. Since the ground pattern of the substrate 10 and the ground pattern of the substrate 20 are separated from each other, heat is hardly transmitted between the substrates 10 and 20, and the temperature rise of the semiconductor laser 54 is suppressed.

実施例5によれば、コプレーナライン11および21間のインピーダンス整合をとることにより高周波信号の損失が小さくなる。このため発光効率が高くなる。インピーダンス整合のためにチップキャパシタを設けなくてよいため、光モジュール500の小型化および低コスト化が可能である。基板10および20は実施例1〜4のいずれでもよい。レーザ駆動ICは光モジュール500に内蔵されてもよい。   According to the fifth embodiment, the impedance loss between the coplanar lines 11 and 21 is taken to reduce the loss of the high frequency signal. For this reason, luminous efficiency becomes high. Since it is not necessary to provide a chip capacitor for impedance matching, the optical module 500 can be reduced in size and cost. The substrates 10 and 20 may be any of the first to fourth embodiments. The laser driving IC may be built in the optical module 500.

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.

10、20 基板
11、21 コプレーナライン
13、14、16、23、24、26 接地パターン
15、25 マイクロストリップライン
17、27 ビア配線
30、32、34 ボンディングワイヤ
100、200、300、400 伝送線路
500 光モジュール
10, 20 Substrate 11, 21 Coplanar line 13, 14, 16, 23, 24, 26 Ground pattern 15, 25 Microstrip line 17, 27 Via wiring 30, 32, 34 Bonding wire 100, 200, 300, 400 Transmission line 500 Optical module

Claims (1)

第1基板と、
前記第1基板上に配置された第1信号線路と、
前記第1基板と隣接して配置された第2基板と、
前記第2基板上に配置された第2信号線路と、
前記第1基板上に配置された第1接地パターンと、
前記第1基板上であって前記第1信号線路を前記第1接地パターンと挟む位置に配置され、前記第2信号線路の端部と対向し、かつ前記第1基板の側面に設けられたビア配線を介して接地電位と接続される第2接地パターンと、
前記第2基板上に前記第2信号線路を挟んで配置された第3および第4接地パターンと、
前記第1信号線路と前記第2信号線路との間を接続する第1ボンディングワイヤと、
前記第1接地パターンと前記第3接地パターンとを接続する第2ボンディングワイヤと、
前記第2接地パターンと前記第4接地パターンとを接続する第3ボンディングワイヤと、を有し、
前記第1接地パターンと前記第2接地パターンとが向き合う方向における前記第2接地パターンの幅は、前記第1接地パターンと前記第2接地パターンとが向き合う方向における前記第1接地パターンの幅よりも大きいことを特徴とする伝送線路。
A first substrate;
A first signal line disposed on the first substrate;
A second substrate disposed adjacent to the first substrate;
A second signal line disposed on the second substrate;
A first ground pattern disposed on the first substrate;
Vias disposed on the first substrate at a position sandwiching the first signal line with the first ground pattern , facing an end of the second signal line , and provided on a side surface of the first substrate A second ground pattern connected to the ground potential via the wiring ;
Third and fourth ground patterns disposed on the second substrate with the second signal line interposed therebetween,
A first bonding wire for connecting between the first signal line and the second signal line,
A second bonding wire connecting the first ground pattern and the third ground pattern;
A third bonding wire connecting the second ground pattern and the fourth ground pattern;
The width of the second ground pattern in the direction in which the first ground pattern and the second ground pattern face each other is larger than the width of the first ground pattern in the direction in which the first ground pattern and the second ground pattern face each other. A transmission line characterized by being large .
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