JP7545349B2 - 光モジュール - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態に係る光モジュールの斜視図である。光モジュール100は、TO-CAN(Transistor Outline-Can)型光モジュールであり、発光素子を備える光送信サブアセンブリ(TOSA: Transmitter Optical Sub-Assembly)、受光素子を備える光受信サブアセンブリ(ROSA: Receiver Optical Sub-Assembly)、発光素子及び受光素子の両方を備える双方向モジュール(BOSA;Bidirectional Optical Sub-Assembly)のいずれを含んでもよい。光モジュール100は、フレキシブル基板(FPC)102を有し、プリント基板(PCB)104に接続されるようになっている。光モジュール100は、ステム10を有する。
図2は、ステム10及びこれに搭載される電子部品の斜視図である。図3は、ステム10及びこれに搭載される電子部品の平面図である。ステム10は、金属などの導電材料からなる。ステム10は、アイレット12を含む。アイレット12は、厚み方向の表裏面の間でそれぞれ貫通する複数の貫通孔14を有する。なお、ステム10は、円盤形状を示唆するアイレット12の代わりに、四角形など他の形状の部位を有してもよい。ステム10は、基準電位(例えばグラウンド)に接続される。
図1に示すように、光モジュール100は、複数のリードピンLを有する。複数のリードピンLは、複数の貫通孔14の内側に、ガラスなどの誘電体(絶縁体)でステム10とは絶縁されてそれぞれ固定されている。リードピンLと誘電体でフィードスルーが構成される。複数のリードピンLは、フレキシブル基板102に接続される(図1)。
光モジュール100は、光電素子24を有する。光電素子24は、光信号及び電気信号を少なくとも一方から他方に変換するようになっている。光電素子24には、半導体レーザ26及び光変調器27が集積されている。半導体レーザ26には、ワイヤW1がボンディングされて、直流電圧を印加するようになっている。光変調器27は、シングルエンド駆動されるようになっている。光電素子24は、搭載基板28に搭載される。
搭載基板28は、光電素子24が搭載される搭載面を有する。搭載面に平行な方向に光軸を向けるように、光電素子24は配置されている。搭載基板28は、図3に示すように、搭載面に第1グラウンドパターン30及び第1信号パターン32を有する。
支持ブロック36は本体と本体の表面を覆う導電膜とからなる。本体は、窒化アルミのような熱伝導率に優れた材料(セラミック)からなり、放熱性を向上させることができる。支持ブロック36は、少なくとも表面が導電体からなる。あるいは、支持ブロック36は、金属ブロックのように全体的に導電体から構成されてもよい。搭載基板28は、支持ブロック36の導電膜に対向し、両者が電気的に接続されている。
光モジュール100は、熱電冷却器44を有する。熱電冷却器44は、上面及び下面を有する。上面及び下面は、セラミックなどの絶縁体からなる。下面がステム10(アイレット12)の支持面16に固定されている。固定には、熱伝導性の接着剤を使用してもよい。上面と搭載基板28の搭載面は、図2に示すように、相互に交差(例えば直交)する方向を向く。熱電冷却器44は、上面及び下面の間で熱を移動させるためのペルチェ素子(図示せず)を内部に有する。例えば、上面が吸熱面になり、下面が放熱面になるが、その逆に切り替えられるようになっている。熱電冷却器44の電極は、ワイヤW4によって、リードピンL2に接続されている。
ステム10の台座部18の上面22には、中継基板50が搭載されている。両者の固定には、はんだ(図示せず)が使用され、中継基板50の下からオーバーフローすることがある。台座部18は、突出方向に中継基板50から突出している。
図4は、接続ブロック60の斜視図である。接続ブロック60は、台座部18の先端面20に固定される。固定には、導電性接着剤62または溶加材が使用される。接続ブロック60は、少なくとも表面の一部が導電体からなる。接続ブロック60は、セラミックからなる本体64と、本体64を覆う導電膜66と、を含む。接続ブロック60は、ステム10よりも熱伝導率において低い。接続ブロック60を全体的に金属から形成してもよいが、本体64をセラミックで形成した方が、加工が簡単であって低コストである。
光モジュール100は、上述したワイヤW1~W7の他に、複数のワイヤ72を有する。それぞれのワイヤ72は、支持ブロック36または搭載基板28と接続ブロック60を接続する。
図5は、第2の実施形態に係るステム及びこれに搭載される電子部品の斜視図である。図6は、ステム及びこれに搭載される電子部品の側面図である。図7は、ステム及びこれに搭載される電子部品の底面図である。
(1)光信号及び電気信号を少なくとも一方から他方に変換するようになっている光電素子24と、光電素子24が搭載された搭載基板28と、搭載基板28が搭載されて少なくとも表面が導電体からなる支持ブロック36と、支持ブロック36を支持する支持面16を有し、支持面16から一体的に突出する台座部18を有し、台座部18は突出方向の先端面20および突出方向に沿って広がる上面22を有するステム10と、台座部18の上面22に搭載された中継基板50と、台座部18の先端面20に固定された接続ブロック60と、支持ブロック36および搭載基板28の一方と接続ブロック60をそれぞれが接続する複数のワイヤ72と、を有し、接続ブロック60は、少なくとも表面の一部が導電体からなり、台座部18の先端面20と同じ方向を向く第1ボンディング面68および上面22と同じ方向を向く第2ボンディング面70を有し、複数のワイヤ72は、第1ボンディング面68に一端がボンディングされる少なくとも1つの第1ワイヤ74と、第2ボンディング面70に一端がボンディングされる少なくとも1つの第2ワイヤ76と、を含む光モジュール100。
Claims (19)
- 光信号及び電気信号を少なくとも一方から他方に変換するようになっている光電素子と、
前記光電素子が搭載された搭載基板と、
前記搭載基板が搭載されて少なくとも表面が導電体からなる支持ブロックと、
前記支持ブロックを支持する支持面を有し、前記支持面から一体的に突出する台座部を有し、前記台座部は突出方向の先端面および前記突出方向に沿って広がる上面を有するステムと、
前記台座部の前記上面に搭載された中継基板と、
前記台座部の前記先端面に固定された接続ブロックと、
前記支持ブロックおよび前記搭載基板の一方と前記接続ブロックをそれぞれが接続する複数のワイヤと、
を有し、
前記接続ブロックは、少なくとも表面の一部が導電体からなり、前記台座部の前記先端面と同じ方向を向く第1ボンディング面および前記上面と同じ方向を向く第2ボンディング面を有し、
前記複数のワイヤは、前記第1ボンディング面に一端がボンディングされる少なくとも1つの第1ワイヤと、前記第2ボンディング面に一端がボンディングされる少なくとも1つの第2ワイヤと、を含む光モジュール。 - 請求項1に記載された光モジュールであって、
前記少なくとも1つの第1ワイヤの他端は、前記支持ブロックにボンディングされ、
前記少なくとも1つの第2ワイヤの他端は、前記搭載基板にボンディングされている光モジュール。 - 請求項1又は2に記載された光モジュールであって、
前記少なくとも1つの第1ワイヤは、複数の第1ワイヤであり、
前記複数の第1ワイヤは、前記第1ボンディング面に一列に並ぶ複数の第1位置にボンディングされている光モジュール。 - 請求項3に記載された光モジュールであって、
前記第1ボンディング面は、前記複数の第1位置が並ぶ方向の長さが、前記長さに直交する幅よりも大きい光モジュール。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
前記少なくとも1つの第2ワイヤは、複数の第2ワイヤであり、
前記複数の第2ワイヤは、前記第2ボンディング面に一列に並ぶ複数の第2位置にボンディングされている光モジュール。 - 請求項5に記載された光モジュールであって、
前記第2ボンディング面は、前記複数の第2位置が並ぶ方向の長さが、前記長さに直交する幅よりも大きい光モジュール。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
前記台座部は、前記突出方向に前記中継基板から突出している光モジュール。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
前記接続ブロックの前記第2ボンディング面は、前記台座部の前記上面よりも高い位置にある光モジュール。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
前記第1ボンディング面および前記第2ボンディング面のそれぞれは平坦面である光モジュール。 - 請求項1から9のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
前記接続ブロックは、セラミックからなる本体と、前記本体を覆う導電膜と、を含む光モジュール。 - 請求項1から10のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
前記支持ブロックは、セラミックからなる本体と、前記本体を覆う導電膜と、を含む光モジュール。 - 請求項1から11のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
前記接続ブロックは、前記ステムよりも熱伝導率において低い光モジュール。 - 請求項1から12のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
前記接続ブロックおよび前記台座部を固定する導電性接着剤または溶加材をさらに有する光モジュール。 - 請求項1から13のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
前記ステムの前記支持面と前記支持ブロックの間に固定されて熱を移動させるようになっている熱電冷却器をさらに有する光モジュール。 - 請求項1から14のいずれか1項に記載された光モジュールであって、
前記接続ブロックは、前記第2ボンディング面とは反対にある第3ボンディング面を有し、
前記複数のワイヤは、前記第3ボンディング面に一端がボンディングされる少なくとも1つの第3ワイヤを含む光モジュール。 - 請求項15に記載された光モジュールであって、
前記少なくとも1つの第3ワイヤの他端は、前記支持ブロックにボンディングされている光モジュール。 - 請求項15又は16に記載された光モジュールであって、
前記第3ボンディング面は平坦面である光モジュール。 - 請求項16又は17に記載された光モジュールであって、
前記少なくとも1つの第3ワイヤは、複数の第3ワイヤであり、
前記複数の第3ワイヤは、前記第3ボンディング面に一列に並ぶ複数の第3位置にボンディングされている光モジュール。 - 請求項18に記載された光モジュールであって、
前記第3ボンディング面は、前記複数の第3位置が並ぶ方向の長さが、前記長さに直交する幅よりも大きい光モジュール。
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