JPH10247757A - 光通信用発光モジュール - Google Patents
光通信用発光モジュールInfo
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Classifications
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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- H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
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Abstract
動作を可能にする。 【解決手段】 LDドライバIC(4)を基板(9)を
介さずに直接ヒートシンク(10)上に搭載し、これを
実現するために基板(9)の形状を最適化し、さらにL
D(1)とLDドライバIC(4)を直接ワイヤボンデ
ィングする。
Description
テム用の光送信器として用いられ、小型で低消費電力な
ドライバ内蔵型の光通信用発光モジュールに関する。
蔵型の光通信用発光モジュールでは、次の相反するもの
が要求されていた。第1は、高速特性を満足するため
に、半導体レーザ(以下「LD」という。)とLDドラ
イバを可能な限り近くに配置する必要があった。第2
は、LDを温度コントロールするためのペルチェ素子の
熱負荷を最小限とするために、LDとLDドライバを熱
的に分離して配置する必要があった。この要求に応える
従来のドライバ内蔵型の光通信用発光モジュールの構造
を図3に示す。
のフォトダイオード(以下「PD」という)5を搭載し
たサブキャリア6や温度検出用のサーミスタ8とともに
サブマウント2上に搭載され、そのサブマウント2がペ
ルチェ素子3の上に配置されている。一方、LDドライ
バIC4は基板9に実装され、基板9はヒートシンク1
0上に装着されている。LDドライバIC4への電気入
力信号およびLDドライバIC4からLD1への駆動信
号等は、基板上の配線パターン7とボンディングワイヤ
12を介して伝えられる。そして、これらが同一のパッ
ケージまたはモジュールへ収納される。
する熱がLD1側に流入しにくいように、LDドライバ
IC4をペルチェ素子3から分離して別のヒートシンク
10上に搭載することにより、熱的な分離を図ってい
る。また、高速特性を満足するために、基板9上に搭載
されたLDドライバIC4からボンディングワイヤ1
2、基板上の配線パターン7を通じてLD1へと到達す
る距離を可能な限り短くするように実装している。
来の構造は、数百Mbit/s 程度の信号を電気・光変換す
ることを想定しており、Gbit/s 帯での超高速動作およ
び超高速動作に伴う温度上昇に関して考慮されていな
い。そのため、次のような問題点があった。通常、LD
ドライバICは高速になればなるほど消費電力が増大し
て発熱量が増える。一方、従来技術のようにLDドライ
バIC4を基板9を介してヒートシンク10に熱放散す
る構造では放熱効率に限界があり、高速になるに伴って
LDドライバIC4の発熱が増大した場合にLD1側へ
流入する熱が増加する可能性がある。また、LD1とL
DドライバIC4との間の接続は、2つのボンディング
ワイヤ12と基板上の配線パターン7を介するために距
離が長くなり、数mm以下を実現することが難しく、G
bit/s 帯での超高速動作を実現することが困難であっ
た。
を速やかに外部に逃がすことができるとともに、LDと
LDドライバICとの距離をさらに短くすることができ
るようにするものであり、放熱特性に優れかつGbit/s
帯での超高速動作が可能なドライバ内蔵型の光通信用発
光モジュールを提供することを目的とする。
ジュールは、LDドライバICを基板を介さずに直接ヒ
ートシンク上に搭載し、これを実現するために基板の形
状を最適化し、さらにLDとLDドライバICをダイレ
クトにワイヤボンディングすることを特徴とする。
る熱が基板を介してヒートシンクに伝導される。しか
し、通常は基板の材料の方がヒートシンクより熱抵抗が
大きいので、ここで熱伝導効率が悪くなる。ところで、
基板は、LDドライバICへの電気信号の入出力のため
の配線、LDドライバICの安定化に必要とされる容量
や抵抗の実装のために必要なものであるが、LDドライ
バICは基板の上に乗っている必要はない。そこで、L
DドライバICはヒートシンク上に直接配置し、配線パ
ターン、容量、抵抗等の実装は基板上で行うように基板
の形状を最適化し、LDドライバICと基板上の配線パ
ターンとの接続はワイヤボンディングを使用する。これ
により、熱伝導効率のよい構造が可能となる。
ライバICの距離をできるだけ短くし、基板の配線パタ
ーンを介さずに直接ワイヤボンディングする。これによ
り、LDとLDドライバICは、Gbit/s 〜10Gbit/s
領域の超高速信号の伝達に支障のない距離まで近づける
ことができる。なお、両者の距離を短くしても、LDド
ライバICで発生する熱はヒートシンクを介して速やか
に外部に伝導すること、ボンディングワイヤの熱抵抗が
大きいこと等により、LDドライバICからLDへの熱
の流入は問題にならない。
ジュールの第1の実施形態を示す。図において、LD1
は、PD5を搭載したサブキャリア6や温度検出用サー
ミスタ8とともにサブマウント2上に搭載され、そのサ
ブマウント2がペルチェ素子3の上に配置される。一
方、LDドライバIC4はヒートシンク10上に直接搭
載される。基板9は、LDドライバIC4の搭載部分を
省いた形に加工されてヒートシンク10上に装着され
る。LDドライバIC4への電気入力信号は、基板上の
配線パターン7と、基板9とLDドライバIC4との間
のボンディングワイヤ12を介して伝えられる。LDド
ライバIC4からLD1への駆動信号は、ボンディング
ワイヤ12を介して直接伝えられる。このボンディング
ワイヤ12の長さは、2.5 mm程度以下にできる。そし
て、これらが同一のパッケージまたはモジュールへ収納
される。
の第2の実施形態を示す。(a) は平面図、(b) は側面図
である。なお、第1の実施形態と共通するものは同一符
号を付している。図において、LD1およびサーミスタ
8は、凹型のサブマウント2とともにペルチェ素子3上
に搭載される。PD2を搭載したサブキャリア6とLD
ドライバIC4は、放熱フィンを一体化したヒートシン
ク10上に直接設置される。また、ヒートシンク10に
一体化された筐体の一部にはペルチェ素子3も搭載され
る。LD1とLDドライバIC4は、ボンディングワイ
ヤ12を介して接続される。その周辺には、容量や抵抗
等(図示せず)を実装した基板9が配置されている。L
DドライバIC4と基板上の配線パターン7は、ボンデ
ィングワイヤ12を介して接続される。
が搭載されるヒートシンクと、放熱フィンと、ペルチェ
素子3の搭載部を一体化したヒートシンク10を用い、
さらにその材料として良好な熱伝導度特性を有するもの
(例えばCu/W等)を用い、粉体成形で一体形成したも
のを用いるところにある。ヒートシンクと放熱フィンが
一体化して短い距離であることから、LDドライバIC
4で発生する熱を速やかに外部に放散させることができ
る。また、LD1とLDドライバIC4との接続も容易
に2.5 mm程度以下を実現できる。
発光モジュールは次の効果を有している。第1は、LD
ドライバICを基板を介さずに直接ヒートシンク上に搭
載する構造により、放熱特性を改善してLDドライバI
Cが発生する熱がLDへ流入することを抑えることがで
きる。これにより、LDの特性変動を低減しかつ寿命を
延ばし、またペルチェ素子の消費電力の低減を図ること
ができる。
2.5mm以下にすることができるので、10Gbit/s 程度
までの超高速特性を保証することができる。さらに、通
常LD側に設置される50Ω程度の終端抵抗を省くことが
可能となり、終端抵抗で発生する消費電力と熱を削減す
ることができる。以上により、ドライバ内蔵型の光通信
用発光モジュールの高性能化、低電力化、品質向上およ
び信頼性向上を図ることができる。
形態を示す図。
形態を示す図。
ルの構造を示す図。
Claims (2)
- 【請求項1】 ペルチェ素子上に搭載された半導体レー
ザと、半導体レーザドライバICと、半導体レーザドラ
イバICに入力電気信号等を導く配線パターンが形成さ
れる基板と、半導体レーザドライバICおよび基板から
発生する熱をモジュール外へ伝導するヒートシンクとを
同一のパッケージ内に収納する光通信用発光モジュール
において、 前記半導体レーザドライバICを前記ヒートシンクに直
接搭載し、前記半導体レーザと前記半導体レーザドライ
バICとの間の信号線および前記基板と前記半導体レー
ザドライバICとの間の信号線をそれぞれボンディング
ワイヤを介して接続することを特徴とする光通信用発光
モジュール。 - 【請求項2】 請求項1に記載の光通信用発光モジュー
ルにおいて、 半導体レーザドライバICを搭載するヒートシンクが、
ヒートシンクから外気に熱を放出するフィンおよびペル
チェ素子を搭載する筐体とともに、高熱伝導度特性を有
する材料を用いた粉体成形で一体形成されたことを特徴
とする光通信用発光モジュール。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9048799A JPH10247757A (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | 光通信用発光モジュール |
US09/034,348 US6155724A (en) | 1997-03-04 | 1998-03-04 | Light transmitting module for optical communication and light transmitting unit thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9048799A JPH10247757A (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | 光通信用発光モジュール |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10247757A true JPH10247757A (ja) | 1998-09-14 |
Family
ID=12813280
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9048799A Pending JPH10247757A (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | 光通信用発光モジュール |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10247757A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1239561A2 (en) * | 2001-03-02 | 2002-09-11 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device and semiconductor laser module |
CN100464473C (zh) * | 2007-05-22 | 2009-02-25 | 南昌航空大学 | 一种半导体激光精密调准及温控装置 |
JP2010182800A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Hitachi Cable Ltd | 光伝送モジュール |
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 |
-
1997
- 1997-03-04 JP JP9048799A patent/JPH10247757A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1239561A2 (en) * | 2001-03-02 | 2002-09-11 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device and semiconductor laser module |
EP1239561A3 (en) * | 2001-03-02 | 2004-09-29 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device and semiconductor laser module |
US6810049B2 (en) | 2001-03-02 | 2004-10-26 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device and semiconductor laser module |
CN100464473C (zh) * | 2007-05-22 | 2009-02-25 | 南昌航空大学 | 一种半导体激光精密调准及温控装置 |
JP2010182800A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Hitachi Cable Ltd | 光伝送モジュール |
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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