JPH03245586A - 光送信回路 - Google Patents
光送信回路Info
- Publication number
- JPH03245586A JPH03245586A JP2043202A JP4320290A JPH03245586A JP H03245586 A JPH03245586 A JP H03245586A JP 2043202 A JP2043202 A JP 2043202A JP 4320290 A JP4320290 A JP 4320290A JP H03245586 A JPH03245586 A JP H03245586A
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- JP
- Japan
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- package
- laser device
- semiconductor laser
- heat
- fixed
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- Pending
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- Semiconductor Lasers (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光送信回路に関し、特に伝送速度がI G b
/ sを越える超高速光通信システム用の光送信回路
に関する。
/ sを越える超高速光通信システム用の光送信回路
に関する。
伝送速度がI G b / sを越える超高速光通信シ
ステムに適用する光送信回路では、超高速動作を安定に
実現するため、光通信回路内に内蔵する半導体レーザ装
置と半導体レーザ装置の駆動回路との接続部に寄生する
インダクタンス、及び寄生容量を極力少なくする必要が
ある。このため、半導体レーザ装置と半導体レーザ装置
の駆動回路(以下駆動ICと呼ぶ)との間をできるだけ
短い距離で接続する必要がある。
ステムに適用する光送信回路では、超高速動作を安定に
実現するため、光通信回路内に内蔵する半導体レーザ装
置と半導体レーザ装置の駆動回路との接続部に寄生する
インダクタンス、及び寄生容量を極力少なくする必要が
ある。このため、半導体レーザ装置と半導体レーザ装置
の駆動回路(以下駆動ICと呼ぶ)との間をできるだけ
短い距離で接続する必要がある。
このため従来の光送信回路では、第3図に示すように、
駆動IC2のチップと、発光素子、光結合回路、及び発
光素子を冷却する電子冷却素子よりなる半導体レーザ装
置3とを、同一のパッケージ22に収容してプリント基
板4上で短く配線できるようにしである。
駆動IC2のチップと、発光素子、光結合回路、及び発
光素子を冷却する電子冷却素子よりなる半導体レーザ装
置3とを、同一のパッケージ22に収容してプリント基
板4上で短く配線できるようにしである。
上述した従来の光送信回路では、同一のパッケージ内に
駆動IC2と半導体レーザ装置3とを搭載する実装形態
となっているので、半導体レーザ装W3及び駆動IC2
で発生した熱は、パッケージ22の外底面に取り付けた
放熱器20に逃がす構成となっている。
駆動IC2と半導体レーザ装置3とを搭載する実装形態
となっているので、半導体レーザ装W3及び駆動IC2
で発生した熱は、パッケージ22の外底面に取り付けた
放熱器20に逃がす構成となっている。
一般に、集積回路の動作温度範囲は、集積回路のジャン
クション温度(Tj)によって制限されるが、通常のプ
ロセスでは、Tjが100℃以上保証されるため、パッ
ケージの周囲温度O℃から75°C程度の動作温度範囲
では、駆動IC2単体の放熱用に、比較的抵抗の大きな
放熱器を使用しても動作上問題ない。一方、半導体レー
ザ装置3では、発振特性の安定化のために内部に搭載す
る発光素子の温度を室温(25℃)付近に制御する必要
があるなめ、駆動IC2に比べて放熱器の熱抵抗を下げ
る必要がある。
クション温度(Tj)によって制限されるが、通常のプ
ロセスでは、Tjが100℃以上保証されるため、パッ
ケージの周囲温度O℃から75°C程度の動作温度範囲
では、駆動IC2単体の放熱用に、比較的抵抗の大きな
放熱器を使用しても動作上問題ない。一方、半導体レー
ザ装置3では、発振特性の安定化のために内部に搭載す
る発光素子の温度を室温(25℃)付近に制御する必要
があるなめ、駆動IC2に比べて放熱器の熱抵抗を下げ
る必要がある。
特に、駆動回路IC2の集積度が高く、消費電力が大き
い場合には、駆動IC2から発生した熱がパッケージ2
2及び放熱器20を介して半導体レーザ装M3に回り込
むため、所要の冷却特性を得るためにサイズの大きな放
熱器をつけて、発熱源から外部までの熱抵抗を下げる必
要がある。
い場合には、駆動IC2から発生した熱がパッケージ2
2及び放熱器20を介して半導体レーザ装M3に回り込
むため、所要の冷却特性を得るためにサイズの大きな放
熱器をつけて、発熱源から外部までの熱抵抗を下げる必
要がある。
このように従来の光送信回路は、駆動ICからの熱の回
り込みのために動作温度範囲が0°〜60℃程度に制限
されるという欠点があった。また、この動作温度範囲内
で、半導体レーザ装置の発光素子の温度を25℃に維持
するために電子冷却素子に投入する電力が、駆動ICを
内蔵しないものに比べて70〜80%増加するという欠
点があり、所要の性能を実現する上で大きな問題点とな
っている。
り込みのために動作温度範囲が0°〜60℃程度に制限
されるという欠点があった。また、この動作温度範囲内
で、半導体レーザ装置の発光素子の温度を25℃に維持
するために電子冷却素子に投入する電力が、駆動ICを
内蔵しないものに比べて70〜80%増加するという欠
点があり、所要の性能を実現する上で大きな問題点とな
っている。
本発明の光送信回路は、同一のパッケージ内に半導体レ
ーザ装置と該半導体レーザ装置の駆動回路とを搭載して
なる光送信回路において、前記駆動回路の放熱用の第1
の放熱器と前記半導体レーザ装置の放熱用の第2の放熱
器とを熱的に分離して配設しである。
ーザ装置と該半導体レーザ装置の駆動回路とを搭載して
なる光送信回路において、前記駆動回路の放熱用の第1
の放熱器と前記半導体レーザ装置の放熱用の第2の放熱
器とを熱的に分離して配設しである。
次に、本発明について、図面を参照して説明する。
第1図は、本発明の第1の実施例の横断面図である。セ
ラミック材のパッケージに搭載した駆動IC2は、配線
パターンを形成したプリント基板4上に固定されている
。一方、発光素子と電子冷却素子とを内蔵した半導体レ
ーザ装置3は、金属部材で形成したパッケージ10の内
定面にネジで機械的に固定される。また、駆動IC2用
の放熱器は、断熱材8を介して駆動ICパッケッジのス
タッドにナツト7で機械的に固定されている。−方、半
導体レーザ装置3用の放熱器6は、パッケージ10の外
底面にネジ9で固定されている。
ラミック材のパッケージに搭載した駆動IC2は、配線
パターンを形成したプリント基板4上に固定されている
。一方、発光素子と電子冷却素子とを内蔵した半導体レ
ーザ装置3は、金属部材で形成したパッケージ10の内
定面にネジで機械的に固定される。また、駆動IC2用
の放熱器は、断熱材8を介して駆動ICパッケッジのス
タッドにナツト7で機械的に固定されている。−方、半
導体レーザ装置3用の放熱器6は、パッケージ10の外
底面にネジ9で固定されている。
本実施例のパッケージ10は、アルミニウム材で形成し
てあり、放熱器5.6には熱抵抗を低減するためアルミ
ニウムにアルマイト加工を施したものを使用した。パッ
ケージ10と放熱器5との間に入れた断熱材8には、厚
さ1mmのテフロン樹脂板を用いた。
てあり、放熱器5.6には熱抵抗を低減するためアルミ
ニウムにアルマイト加工を施したものを使用した。パッ
ケージ10と放熱器5との間に入れた断熱材8には、厚
さ1mmのテフロン樹脂板を用いた。
従来の光送信回路のパッケージでは、第3図に示す如く
パッケージ22の底面全体に放熱器20を密着させてい
るので、駆動IC2で発生した熱は、放熱器20を介し
てパッケージ22の外部に伝達されるのと同時に、パッ
ケージ22底面の温度上昇を引き起こす、このため、駆
動IC2で発生した熱が、半導体レーザ装置3の放熱面
(パッケージ22の底面)の温度上昇を引き起こし、半
導体レーザ装置3内部の発光素子温度を上昇させ、発光
素子温度を25℃程度に制御しようとした場合、周囲温
度00〜60℃が動作周囲温度の限界であった。
パッケージ22の底面全体に放熱器20を密着させてい
るので、駆動IC2で発生した熱は、放熱器20を介し
てパッケージ22の外部に伝達されるのと同時に、パッ
ケージ22底面の温度上昇を引き起こす、このため、駆
動IC2で発生した熱が、半導体レーザ装置3の放熱面
(パッケージ22の底面)の温度上昇を引き起こし、半
導体レーザ装置3内部の発光素子温度を上昇させ、発光
素子温度を25℃程度に制御しようとした場合、周囲温
度00〜60℃が動作周囲温度の限界であった。
一方、本実施例では、上述したように駆動IC2用の放
熱器5と半導体レーザ装置3用の放熱器6とが、断熱材
8を介して熱的に分離された構成にしである。このため
、駆動IC2で発生した熱は、断熱材8の熱抵抗分だけ
パッケージ10底面に回り込む熱量が低減される。この
結果、半導体レーザ装置3内の発光素子の温度を25℃
に維持できる動作温度範囲を、−10°〜75℃まで広
げることができた。
熱器5と半導体レーザ装置3用の放熱器6とが、断熱材
8を介して熱的に分離された構成にしである。このため
、駆動IC2で発生した熱は、断熱材8の熱抵抗分だけ
パッケージ10底面に回り込む熱量が低減される。この
結果、半導体レーザ装置3内の発光素子の温度を25℃
に維持できる動作温度範囲を、−10°〜75℃まで広
げることができた。
なお本実施例では、駆動IC2用の放熱器5とパッケー
ジ10との間の断熱材8に厚さ1mmのテフロン樹脂板
を用いたが、テフロンと同等、あるいは、それ以上の熱
抵抗を有する材料であれば適用可能であり、本実施例で
述べた材料に限定されるものではない、また、断熱材8
の厚さについても、所要の熱抵抗に応じて変更すれば良
く、1mmに限定されるものではない。
ジ10との間の断熱材8に厚さ1mmのテフロン樹脂板
を用いたが、テフロンと同等、あるいは、それ以上の熱
抵抗を有する材料であれば適用可能であり、本実施例で
述べた材料に限定されるものではない、また、断熱材8
の厚さについても、所要の熱抵抗に応じて変更すれば良
く、1mmに限定されるものではない。
また本実施例では、パッケージ10、及び放熱器5.6
の材料としてアルミニウムを用いたが、他の金属材料に
置き換えることも可能であり、アルミニウムに限定され
るものではない9更に本実施例では、半導体レーザ装置
3として内部に電子冷却素子を内蔵するものを用いたが
、電子冷却素子を内蔵しないものについても同様に適用
可能であり、また駆動IC2のパッケージとしてスタッ
ドを有するパッケージを用いたが、スタッドのないパッ
ケージを使用する場合についても適用可能である。
の材料としてアルミニウムを用いたが、他の金属材料に
置き換えることも可能であり、アルミニウムに限定され
るものではない9更に本実施例では、半導体レーザ装置
3として内部に電子冷却素子を内蔵するものを用いたが
、電子冷却素子を内蔵しないものについても同様に適用
可能であり、また駆動IC2のパッケージとしてスタッ
ドを有するパッケージを用いたが、スタッドのないパッ
ケージを使用する場合についても適用可能である。
第2(a)及び(b)は、本発明の第2の実施例の横断
面図及び側断面図である。セラミック材のパッケージに
搭載した駆動IC2は、配線パターンを形成したプリン
ト基板4上に固定される。
面図及び側断面図である。セラミック材のパッケージに
搭載した駆動IC2は、配線パターンを形成したプリン
ト基板4上に固定される。
一方、発光素子と電子冷却素子とを内蔵した半導体レー
ザ装置3は、金属部材で形成したパッケージ10の底面
に断熱材30を介してネジ等で機械的に固定される。ま
た、半導体レーザ装置3の一側面は第2図(b)に示す
如くパッケージ10の内側面に機械的に密着固定されて
いる。一方、駆動IC2用の放熱器5は、断熱材8を介
して駆動ICパッケージのスタッドにナツト7で機械的
に固定されている。また、半導体レーザ装W3用の放熱
器6は、パッケージ10の外底面にネジ9で固定されて
いる。
ザ装置3は、金属部材で形成したパッケージ10の底面
に断熱材30を介してネジ等で機械的に固定される。ま
た、半導体レーザ装置3の一側面は第2図(b)に示す
如くパッケージ10の内側面に機械的に密着固定されて
いる。一方、駆動IC2用の放熱器5は、断熱材8を介
して駆動ICパッケージのスタッドにナツト7で機械的
に固定されている。また、半導体レーザ装W3用の放熱
器6は、パッケージ10の外底面にネジ9で固定されて
いる。
本実施例でもパッケージ10は、アルミニウム材で形成
してあり、放熱器5.6にはアルミニウムでアルマイト
加工を施したものを使用した。パッケージ10と放熱器
5との間に入れた断熱材8、及び半導体レーザ装置3の
底面とパッケージ10の底面との間に入れた断熱材30
には、厚さ1mmのテフロン樹脂板を用いた。
してあり、放熱器5.6にはアルミニウムでアルマイト
加工を施したものを使用した。パッケージ10と放熱器
5との間に入れた断熱材8、及び半導体レーザ装置3の
底面とパッケージ10の底面との間に入れた断熱材30
には、厚さ1mmのテフロン樹脂板を用いた。
本実施例では、駆動IC2用の放熱器5と半導体レーザ
装置3の放熱器6とが、断熱材8を介して熱的に分離さ
れると共に、半導体レーザ装置、の底面とパッケージ1
0の底面とが、断熱材30を介して固定される構成とな
っている。このため、駆動IC2で発生した熱は、断熱
材8の熱抵抗分だけ光送信回路パッケージ10に回り込
む熱量が低減される。同時に、光送信回路パッケージ1
0の底面を介して半導体レーザ装置3に回り込む熱量は
、断熱材30によって低減される。この結果、半導体レ
ーザ装置3内の発光素子の温度を25℃に維持できる動
作温度範囲を、従来のO。
装置3の放熱器6とが、断熱材8を介して熱的に分離さ
れると共に、半導体レーザ装置、の底面とパッケージ1
0の底面とが、断熱材30を介して固定される構成とな
っている。このため、駆動IC2で発生した熱は、断熱
材8の熱抵抗分だけ光送信回路パッケージ10に回り込
む熱量が低減される。同時に、光送信回路パッケージ1
0の底面を介して半導体レーザ装置3に回り込む熱量は
、断熱材30によって低減される。この結果、半導体レ
ーザ装置3内の発光素子の温度を25℃に維持できる動
作温度範囲を、従来のO。
〜60℃から一10″〜85℃まで広げることができた
。
。
以上説明したように本発明は、同一のパッケージ内に半
導体レーザ装置とその駆動回路とを搭載し、両者の放熱
器を熱的に分離することにより、更には半導体レーザ装
置の底面とパッケージとの間に断熱材を入れることによ
り、駆動回路から半導体レーザ装置に回り込む熱量を低
減し、光送信回路の動作温度範囲を従来回路よりも広げ
る効果がある。
導体レーザ装置とその駆動回路とを搭載し、両者の放熱
器を熱的に分離することにより、更には半導体レーザ装
置の底面とパッケージとの間に断熱材を入れることによ
り、駆動回路から半導体レーザ装置に回り込む熱量を低
減し、光送信回路の動作温度範囲を従来回路よりも広げ
る効果がある。
第1図及び第2図(a)は本発明の実施例を示す横断面
図、第2図(b)は本発明の実施例の断面図、第3図は
従来例の光送信回路を示す横断面図である。 2・・・駆動回路(駆動IC)、3・・・半導体レーザ
装置、4・・・プリント基板、5.6・・・放熱器、7
・・・ナツト、8.30・・・断熱材、9・・・ネジ、
10・・・パッケージ。
図、第2図(b)は本発明の実施例の断面図、第3図は
従来例の光送信回路を示す横断面図である。 2・・・駆動回路(駆動IC)、3・・・半導体レーザ
装置、4・・・プリント基板、5.6・・・放熱器、7
・・・ナツト、8.30・・・断熱材、9・・・ネジ、
10・・・パッケージ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、同一のパッケージ内に半導体レーザ装置と該半導体
レーザ装置の駆動回路とを搭載してなる光送信回路にお
いて、前記駆動回路の放熱用の第1の放熱器と前記半導
体レーザ装置の放熱用の第2の放熱器とを熱的に分離し
て配設してあることを特徴とする光送信回路。 2、前記半導体レーザ装置は該半導体レーザ装置のパッ
ケージ内部に電子冷却素子を内蔵し、該半導体レーザ装
置のパッケージ側面が放熱面となる構造を有する特許請
求の範囲第1項記載の光送信回路。 3、前記半導体レーザ装置の底面は、断熱板を介して前
記パッケージの底面に固定されている特許請求の範囲第
1項記載の光送信回路。 4、前記半導体レーザ装置のパッケージの少なくとも一
側面が前記パッケージに密着固定されている特許請求の
範囲第1項記載の光送信回路。 5、前記駆動回路は、シリコンあるいはガリウムヒ素の
集積回路からなり、セラミックパッケージに搭載されて
いる特許請求の範囲第1項記載の光送信回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2043202A JPH03245586A (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | 光送信回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2043202A JPH03245586A (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | 光送信回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03245586A true JPH03245586A (ja) | 1991-11-01 |
Family
ID=12657347
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2043202A Pending JPH03245586A (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | 光送信回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03245586A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0650373U (ja) * | 1992-06-12 | 1994-07-08 | 八重洲無線株式会社 | レーザーダイオードの取付構造 |
EP0608901A2 (en) * | 1993-01-29 | 1994-08-03 | Canon Kabushiki Kaisha | A laser unit |
US6477284B1 (en) | 1999-06-14 | 2002-11-05 | Nec Corporation | Photo-electric combined substrate, optical waveguide and manufacturing process therefor |
JP2003158330A (ja) * | 2001-11-21 | 2003-05-30 | Opnext Japan Inc | 半導体レーザ結合装置 |
JP2003304026A (ja) * | 2002-04-09 | 2003-10-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光モジュール |
JP2005513815A (ja) * | 2001-12-29 | 2005-05-12 | 杭州富陽新穎電子有限公司 | 発光ダイオード及び発光ダイオード・ランプ |
JP2007012856A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Toyoda Gosei Co Ltd | Led装置及びled装置用筐体 |
JP2015115457A (ja) * | 2013-12-11 | 2015-06-22 | 日本碍子株式会社 | 外部共振器型発光装置 |
JP2016072338A (ja) * | 2014-09-29 | 2016-05-09 | ブラザー工業株式会社 | レーザモジュール、レーザ発振器及びレーザ加工装置 |
-
1990
- 1990-02-23 JP JP2043202A patent/JPH03245586A/ja active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0650373U (ja) * | 1992-06-12 | 1994-07-08 | 八重洲無線株式会社 | レーザーダイオードの取付構造 |
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US6477284B1 (en) | 1999-06-14 | 2002-11-05 | Nec Corporation | Photo-electric combined substrate, optical waveguide and manufacturing process therefor |
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JP2016072338A (ja) * | 2014-09-29 | 2016-05-09 | ブラザー工業株式会社 | レーザモジュール、レーザ発振器及びレーザ加工装置 |
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