(57)【要約】【課題】クロストークを低減でき、実装が容易で、高い信頼性を確保できる光送信モジュールおよび光受信モジュールを提供する。【解決手段】光送信モジュール１０は、レーザダイオード１１と、レーザダイオード１１を搭載するための基板１５と備え、レーザダイオード１１は互いに対向した表面電極および裏面電極を有し、基板１５の表面には信号伝送ライン１６および信号伝送ライン１６の両側から離隔した等電位プレーン１７，１８がそれぞれ設けられ、レーザダイオード１１の裏面電極は信号伝送ライン１５に直接に電気接続され、レーザダイオード１１の表面電極と等電位プレーン１７とが金属ワイヤ１３で電気接続され、レーザダイオード１１の表面電極と等電位プレーン１８とが金属ワイヤ１４で電気接続されている。【選択図】        図１
2006041234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
発光素子を搭載するための基板とを備える光送信モジュールであって、
発光素子は、表面電極および裏面電極を有し、
基板の表面には、信号伝送ラインおよび該信号伝送ラインの両側から離隔した第１および第２の等電位プレーンがそれぞれ設けられ、
発光素子の裏面電極は、基板の信号伝送ラインに直接に電気接続され、
発光素子の表面電極と第１の等電位プレーンとが、第１の導体を経由して電気接続され、
発光素子の表面電極と第２の等電位プレーンとが、第２の導体を経由して電気接続されていることを特徴とする光送信モジュール。
【請求項２】
基板の裏面には、少なくとも信号伝送ラインに対向配置され、第１および第２の等電位プレーンと電気接続された第３の等電位プレーンが設けられることを特徴とする請求項１記載の光送信モジュール。
【請求項３】
第１の導体および第２の導体の少なくとも一方が、複数のワイヤで構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の光送信モジュール。
【請求項４】
第１の導体および第２の導体の少なくとも一方が、板状に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の光送信モジュール。
【請求項５】
信号電極を有する受光素子と、
受光素子からの電気信号を増幅するための半導体増幅素子と、
受光素子および半導体増幅素子を搭載するための基板とを備える光受信モジュールであって、
受光素子の信号電極と半導体増幅素子とが、信号伝送導体を経由して電気接続され、
基板表面を基準として、受光素子の高さとほぼ同じまたはそれ以上の高さを有する第１および第２の等電位部材が、受光素子の両側から離隔してそれぞれ設けられ、
シールド導体が、信号伝送導体の上方で交差するように、第１の等電位部材と第２の等電位部材との間で橋渡しされていることを特徴とする光受信モジュール。
【請求項６】
シールド導体は、複数のワイヤで構成されていることを特徴とする請求項５記載の光受信モジュール。
【請求項７】
シールド導体は、板状に形成されていることを特徴とする請求項５記載の光受信モジュール。
【請求項８】
シールド導体の下面は、電気絶縁部材が配置されることを特徴とする請求項７記載の光受信モジュール。
【請求項９】
第１および第２の等電位部材の一方は、受光素子用の逆バイアスデカップリングコンデンサの電極で兼用されており、
第１および第２の等電位部材の他方は、半導体増幅素子用の電源デカップリングコンデンサの電極で兼用されていることを特徴とする請求項５記載の光受信モジュール。
【請求項１０】
信号伝送導体の一部が、基板の表面上に設けられることを特徴とする請求項５記載の光受信モジュール。
【請求項１１】
受光素子の裏面には、逆バイアス電極が設けられ、
基板の表面には、逆バイアス電極と直接に電気接続され、外部から逆バイアスを供給するための導体パターンが設けられることを特徴とする請求項５記載の光受信モジュール。
【請求項１２】
受光素子の裏面には、信号電極および逆バイアス電極が設けられ、
基板の表面には、信号電極と直接に電気接続される信号伝送導体と、逆バイアス電極と直接に電気接続される導体パターンが設けられることを特徴とする請求項５記載の光受信モジュール。
【請求項１３】
半導体増幅素子の裏面には、信号入力端子、信号出力端子、電源端子およびグランド端子がそれぞれ設けられ、
基板の表面には、信号入力端子、信号出力端子、電源端子およびグランド端子とそれぞれ直接に電気接続される複数の導体パターンが設けられることを特徴とする請求項５〜１２のいずれかに記載の光受信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信、光計測などに用いられる光送信モジュールおよび光受信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
FTTH(Fiber To The Home)の光加入者線終端装置では、１本の光ファイバで双方向伝送を行う光送受信モジュールが用いられる。光送受信モジュールは、レーザダイオード（LD）とフォトダイオード（PD）が同一パッケージ内に収納され、送受信に利用する２つの波長を回折光学素子で合分波することにより、光ファイバとの結合を実現している。
【０００３】
レーザダイオードから発した波長１．３μｍの光は、後段の光ファイバに入射させるためのＬＤ用レンズによって収束され、波長選択用の回折光学素子を通過して光ファイバに入射される。一方、光ファイバから射出する波長１．５５μｍの光は、波長選択用の回折光学素子によって回折し、さらにＰＤ用レンズによって集光されて、フォトダイオードの受光面に到達する。レーザダイオードの駆動信号およびフォトダイオードの受光信号は、パッケージの内部に突き出た金属ピンおよび金属ピンに接続された金ワイヤを通じて、外部回路との間で伝送される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−８６８８１号公報（４頁、図２、図５）
【特許文献２】特公平６−５０８０３号公報
【特許文献３】特開平６−３４３０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
こうした光送受信モジュールでは、レーザダイオードとフォトダイオードが同一パッケージ内に近接して実装される。そのためレーザダイオードの駆動信号が流れる導体とフォトダイオードの受光信号が流れる導体との間が電気的に結合していると、駆動信号によって放射された電磁界が受光信号に混入するクロストークが発生する。一般に、不要な電磁界の放射と結合は、主に素子やパッケージから信号を取り出すための金ワイヤ間を通じて生ずることが多い。
【０００６】
上記の特許文献３では、光コネクタ端子とリードフレーム上の回路基板との間がワイヤで接続され、リードフレームから光コネクタ側へ突出した接続部の間でワイヤの上方を横切るように線状導体を架設することによって、クロストークの低減化を図っている。しかしながら、信号ワイヤと線状導体が接触し易い構造であるため、短絡故障率が高くなり、実装上の問題点がある。
【０００７】
本発明の目的は、クロストークを低減でき、実装が容易で、高い信頼性を確保できる光送信モジュールおよび光受信モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る光送信モジュールは、発光素子と、
発光素子を搭載するための基板とを備える光送信モジュールであって、
発光素子は、表面電極および裏面電極を有し、
基板の表面には、信号伝送ラインおよび該信号伝送ラインの両側から離隔した第１および第２の等電位プレーンがそれぞれ設けられ、
発光素子の裏面電極は、基板の信号伝送ラインに直接に電気接続され、
発光素子の表面電極と第１の等電位プレーンとが、第１の導体を経由して電気接続され、
発光素子の表面電極と第２の等電位プレーンとが、第２の導体を経由して電気接続されていることを特徴とする。
また本発明に係る光受信モジュールは、信号電極を有する受光素子と、
受光素子からの電気信号を増幅するための半導体増幅素子と、
受光素子および半導体増幅素子を搭載するための基板とを備える光受信モジュールであって、
受光素子の信号電極と半導体増幅素子とが、信号伝送導体を経由して電気接続され、
基板表面を基準として、受光素子の高さとほぼ同じまたはそれ以上の高さを有する第１および第２の等電位部材が、受光素子の両側から離隔してそれぞれ設けられ、
シールド導体が、信号伝送導体の上方で交差するように、第１の等電位部材と第２の等電位部材との間で橋渡しされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る光送信モジュールによれば、発光素子の裏面電極を基板の信号伝送ラインに直接に電気接続させることによって、電磁界の放射を抑制できる。また、第１および第２の等電位プレーンならびに第１および第２の導体が信号伝送ラインおよび発光素子の周囲を取り囲むように配置することによって、シールド効果が得られるため、不要な電磁界を遮蔽でき、クロストークを低減できる。
【００１０】
また本発明に係る光受信モジュールによれば、受光素子からの電気信号を伝送する信号伝送導体をシールド導体で取り囲むことによって、不要な電磁界を遮蔽でき、クロストークを低減できる。さらに、受光素子の両側に、受光素子の高さとほぼ同じまたはそれ以上の高さを有する第１および第２の等電位部材を設け、これらの間でシールド導体を橋渡しすることによって、信号伝送導体との交差配置が容易になるとともに、信号伝送導体とシールド導体と隙間を安定に維持できるようになる。そのため短絡故障を防止でき、実装の容易化および高い信頼性を達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は本発明の第１実施形態を示すもので、図１（ａ）は光送受信モジュールの封止状態を示す部分断面図であり、図１（ｂ）は光送受信モジュールの全体構造を示す斜視図である。光送受信モジュール１は、図１（ａ）に示すように、光送信モジュール１０と、光受信モジュール３０と、これらのモジュールを一体的に固定するためのマウント部材２などで構成され、CANタイプ等のパッケージ内部に収納される。
【００１２】
マウント部材２は、直方体の形状を有する金属材料などで形成され、パッケージのステム４の上に固定されている。複数のピン３は金属材料などで形成され、電気絶縁された状態でステム４を貫通している。各ピン３と光送信モジュール１０および光受信モジュール３０とは、Ａｕなどの金属製のワイヤで電気接続されている。
【００１３】
ステム４の上面には、金属製のキャップ５が設けられ、光送受信モジュール１を封止している。キャップ５の上部中央には、光通過用の開口部が設けられ、この開口部を封止するように、ガラス等の透明材料で形成されたウインドウ部材６が設けられる。ウインドウ部材６の上には、回折格子などの光合分波素子７が取り付けられる。
【００１４】
光送信モジュール１０には、例えば波長１．３μｍの送信光Ｌｏを放射するレーザダイオード（LD）１１が設けられる。光受信モジュール３０には、例えば波長１．５５μｍの受信光Ｌｉを受光するフォトダイオード（PD）３１が設けられる。レーザダイオード１１およびフォトダイオード３１は、光合分波素子７の各光軸と一致するように位置決めされる。
【００１５】
光送信モジュール１０は、図１（ｂ）に示すように、レーザダイオード１１と、レーザダイオード１１を搭載するための基板１５などで構成される。レーザダイオード１１は、表面電極および裏面電極を有する。
【００１６】
基板１５は、セラミックスなどの電気絶縁材料で形成され、マウント部材２の垂直面に取り付けられる。基板１５の表面には、金属薄膜からなる信号伝送ライン１６および一対の等電位プレーン１７，１８がそれぞれ設けられる。
【００１７】
信号伝送ライン１６は、１００ＭＨｚ〜数ＧＨｚの高周波信号が伝送可能なように、マイクロストリップラインなどで構成される。信号伝送ライン１６の上端は、レーザダイオード１１の裏面電極が直接に電気接続されている。信号伝送ライン１６の下端は、金属製のワイヤ２５を経由してピン３に電気接続されている。
【００１８】
等電位プレーン１７，１８は、信号伝送ライン１６の両側から所定間隔で離隔するようにそれぞれ配置される。例えば、基板１５の厚さを１００μｍ程度に設定した場合、信号伝送ライン１６と等電位プレーン１７，１８との間隔は１５μｍ程度に設定する。
【００１９】
レーザダイオード１１の表面電極と等電位プレーン１７の上部とが、金属製のワイヤ１３を経由して電気接続されている。さらに、レーザダイオード１１の表面電極と等電位プレーン１８の上部とが、金属製のワイヤ１４を経由して電気接続されている。
【００２０】
基板１５の裏面には、第３の等電位プレーンとして、全面ベタの金属薄膜が形成されており、多数のスルーホールを介して基板表面の等電位プレーン１７，１８と電気接続されている。これらの等電位プレーンは、マウント部材２、ステム４、キャップ５等とともに、典型的にはグランド電位に保持され、不要電磁界を遮蔽するためのシールド部材として機能する。本実施形態では、レーザダイオード１１の表面電極から両側に延出するワイヤ１３，１４もシールド部材として機能する。
【００２１】
一方、光受信モジュール３０は、フォトダイオード３１と、半導体集積回路で構成されたプリアンプＩＣ３２と、フォトダイオード３１およびプリアンプＩＣ３２を搭載するための基板４０などで構成される。基板４０は、セラミックスなどの電気絶縁材料で形成され、マウント部材２の水平面に取り付けられる。
【００２２】
フォトダイオード３１の上面には、受信光Ｌｉを受光するための受光面と、光電変換された電気信号を出力するための信号電極が設けられる。この信号電極とプリアンプＩＣ３２の入力端子とは、信号伝送導体５０を経由して電気接続されており、本実施形態では信号伝送導体５０として金属製のワイヤを使用している。プリアンプＩＣ３２の出力端子、電源端子、グランド端子等は、金属製のワイヤを経由して、基板４０上の導体に電気接続されている。基板４０上に設けられた各種導体は、金属製のワイヤ５８，５９等を経由してピン３に電気接続されている。
【００２３】
フォトダイオード３１の両側には、一対の等電位部材３３ａ，３４ａがフォトダイオード３１から離隔するように配置される。等電位部材３３ａ，３４ａは、金属などの導電性材料で形成され、基板４０の表面を基準として、フォトダイオード３１の高さとほぼ同じまたはそれ以上の高さに位置決めされている。
【００２４】
本実施形態では、表面実装タイプの電子部品であるチップコンデンサ３３，３４を基板４０の上に搭載して、チップコンデンサ３３，３４の表面電極と等電位部材３３ａ，３４ａとを兼用している。チップコンデンサ３３は、フォトダイオード３１の逆バイアスデカップリングコンデンサとして使用でき、チップコンデンサ３４は、プリアンプＩＣ３２の電源デカップリングコンデンサとして使用可能である。チップコンデンサ３３，３４の裏面電極は、基板４０上の導体に直接に電気接続されている。
【００２５】
チップコンデンサ３３上の等電位部材３３ａとチップコンデンサ３４上の等電位部材３４ａとの間は、複数の金属ワイヤからなるシールド導体５２が橋渡しされる。シールド導体５２は、フォトダイオード３１から延びる信号伝送導体５０の上方を通過し、信号伝送導体５０に対してほぼ直交するように交差している。
【００２６】
こうした配置によって、シールド導体５２と信号伝送導体５０との間の磁気結合による相互インダクタンスを低減できるため、導体間のクロストークを抑制できる。
【００２７】
また、チップコンデンサ３３，３４を利用して、シールド導体５２の両端を支持する等電位部材３３ａ，３４ａの高さをかさ上げすることによって、シールド導体５２と信号伝送導体５０との間に充分な隙間を確保できるため、短絡故障を防止できる。
【００２８】
チップコンデンサ３３，３４の表面電極は、金属製のワイヤ５３等を経由して、基板４０上のグランド導体に電気接続されている。これによりシールド導体５２はグランド電位に保持されるため、不要電磁界を遮蔽するためのシールド部材として機能する。
【００２９】
図２（ａ）は、光送信モジュール１０の基板１５を示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）中のＡ１−Ａ１線に沿った断面図である。上述したように、基板１５の表面には、レーザダイオード１１の駆動信号を伝送する信号伝送ライン１６と、この信号伝送ライン１６を挟むように、シールド部材として機能する等電位プレーン１７，１８とが形成される。
【００３０】
図２（ｂ）に示すように、基板１５の裏面には、基板表面側の信号伝送ライン１６および等電位プレーン１７，１８と対向するように、全面ベタの金属薄膜からなる等電位プレーン１９が設けられる。等電位プレーン１９は、多数のスルーホール２０を経由して等電位プレーン１７，１８と電気接続され、これらはマウント部材２などを通じて接地される。
【００３１】
こうした配置によって、レーザダイオード１１の表面電極から両側に延びるワイヤ１３，１４と、表面側の等電位プレーン１７，１８と、基板内部のスルーホール２０と、裏面側の等電位プレーン１９とが、レーザダイオード１１および信号伝送ライン１６の周囲を取り囲むことになり、シールド効果が得られる。そのため、信号伝送ライン１６から放射される電磁界および外部から侵入する電磁界を遮蔽でき、クロストークを低減できる。
【００３２】
また、レーザダイオード１１を信号伝送ライン１６に直接にダイボンディングすることによって、信号ラインのインダクタンス成分を低減化できるため、不要な電磁界放射を抑制できる。
【００３３】
また、信号伝送ライン１６と等電位プレーン１７，１８との間隔を基板１５の厚さより充分に小さく設定することが好ましく、これにより信号伝送ライン１６から裏面側に放射される電磁界を基板内部の空洞に閉じ込めることができ、外部への漏れを低減できる。
【００３４】
図３は、レーザダイオード１１からフォトダイオード３１へのクロストーク量の測定結果の一例を示すグラフである。縦軸はクロストーク量（ｄＢ）で、横軸は周波数（ＭＨｚ）の対数表示である。実線は等電位プレーン１７〜１９を接地する前のクロストーク量を示し、破線は等電位プレーン１７〜１９を接地した後のクロストーク量を示す。
【００３５】
グラフを見ると、レーザダイオード１１および信号伝送ライン１６の周囲を取り囲むワイヤ１３，１４および等電位プレーン１７〜１９を接地すると、シールド部材として機能することから、約１００ＭＨｚ〜３ＧＨｚの周波数範囲に渡ってクロストーク量が約５ｄＢ低減していることが判る。
【００３６】
以上の説明では、レーザダイオード１１の表面電極から両側に延びるワイヤ１３，１４として、それぞれ１本の金属ワイヤを使用した例を示したが、複数の金属ワイヤを使用することが好ましく、これによって導体の電気抵抗が小さくなる効果と、導体のインダクタンス成分が小さくなる効果と、電磁界の遮蔽エリアが増加する効果が得られ、グランド強化とクロストークの低減化が図られる。
【００３７】
図４（ａ）は、光受信モジュール３０の基板４０を示す平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）中のＡ２−Ａ２線に沿った断面図である。上述したように、基板４０の表面には、フォトダイオード３１と、プリアンプＩＣ３２と、例えば静電容量４７０ｐＦ程度のチップコンデンサ３３と，例えば静電容量１０ｎＦ程度のチップコンデンサ３４とが搭載され、これらの各電子部品と電気接続される複数の導体パターン４１〜４７が形成されている。
【００３８】
フォトダイオード３１の信号電極とプリアンプＩＣ３２の入力端子とは、信号伝送導体５０を経由して電気接続されている。
【００３９】
導体パターン４１は、フォトダイオード３１に逆バイアス電圧を供給するものであり、フォトダイオード３１の裏面に設けられた逆バイアス電極と直接に電気接続される。また、プリアンプＩＣ３２の逆バイアス端子と導体パターン４１とが金属製のワイヤ５１を経由して電気接続されており、プリアンプＩＣ３２から逆バイアス電圧が供給される。さらに、導体パターン４１には、逆バイアスデカップリング用のチップコンデンサ３３の裏面電極が直接に電気接続されている。
【００４０】
導体パターン４２，４３，４５は、多数のスルーホールを有するグランドであり、導体パターン４２とチップコンデンサ３３の表面に設けられた等電位部材３３ａとは、複数のワイヤ５３を経由して電気接続される。導体パターン４３とチップコンデンサ３４の表面に設けられた等電位部材３４ａとは、複数のワイヤ５４を経由して電気接続される。等電位部材３３ａと等電位部材３４ａとは、複数のワイヤからなるシールド導体５２を経由して電気接続される。
【００４１】
導体パターン４４は、プリアンプＩＣ３２の電源ラインであり、金属製のワイヤを経由してプリアンプＩＣ３２の電源端子に電気接続される。また、導体パターン４４には、電源デカップリング用のチップコンデンサ３４の裏面電極が直接に電気接続されている。
【００４２】
導体パターン４６，４７は、所定の特性インピーダンス、例えば５０Ωの特性インピーダンスを有するストリップラインであり、導体パターン４６，４７の一端は、金属製のワイヤを経由してプリアンプＩＣ３２の出力端子にそれぞれ電気接続される。導体パターン４６，４７の他端は、図１（ｂ）に示したように、ワイヤ５８，５９等を経由してピン３にそれぞれ電気接続される。
【００４３】
図４（ｂ）に示すように、基板４０の裏面には、光送信モジュール１０の基板１５と同様に、全面ベタの金属薄膜からなる導体パターン４８が形成され、基板表面のグランド導体パターン４２，４３，４５と多数のスルーホールを経由して電気接続されている。
【００４４】
こうした配置によって、シールド導体５２と、等電位部材３３ａ，３４ａと、ワイヤ５３，５４と、基板表面の導体パターン４２，４３と、基板内部のスルーホールと、基板裏面の導体パターン４８とが、信号伝送導体５０および逆バイアス用のワイヤ５１の周囲を取り囲むことになり、シールド効果が得られる。そのため、信号伝送導体５０から放射される電磁界および外部から侵入する電磁界を遮蔽でき、クロストークを低減できる。
【００４５】
また、シールド導体５２は、信号伝送導体５０の上方を通過し、信号伝送導体５０に対してほぼ直交するように交差しているため、シールド導体５２と信号伝送導体５０との間の相互インダクタンスを低減でき、導体間のクロストークを抑制できる。
【００４６】
また、基板表面を基準として、チップコンデンサ３３，３４の高さをフォトダイオード３１の高さとほぼ同じ、又はそれ以上に設定することにより、シールド導体５２の両端をかさ上げできるため、シールド導体５２と信号伝送導体５０との間の短絡故障を防止できる。例えば、フォトダイオード３１の高さが約１５０μｍである場合、チップコンデンサ３３，３４の高さは約１５０μｍ以上に設定することが好ましく、より好ましくは２倍に相当する３００μｍ程度に設定する。
【００４７】
図５は、レーザダイオード１１からフォトダイオード３１へのクロストーク量の測定結果の一例を示すグラフである。縦軸はクロストーク量（ｄＢ）で、横軸は周波数（ＭＨｚ）の対数表示である。実線はシールド導体５２が無い場合、破線はシールド導体５２として１本の金属ワイヤを使用した場合、一点鎖線はシールド導体５２として３本の金属ワイヤを使用した場合、二点鎖線はシールド導体５２として５本の金属ワイヤを使用した場合をそれぞれ示す。なお、使用した金属ワイヤの直径は２５μｍである。
【００４８】
グラフを見ると、シールド導体５２として１本の金属ワイヤを使用するだけで、約１００ＭＨｚ〜３ＧＨｚの周波数範囲に渡ってクロストーク量が約１０ｄＢ低減し、３本の金属ワイヤを使用すると約１５ｄＢ低減し、５本の金属ワイヤを使用すると約２０ｄＢ低減していることが判る。
【００４９】
実施の形態２．
本実施形態では、光送信モジュール１０のワイヤ１３，１４の代わりに、金属板からなるリボン導体を使用する。また、光受信モジュール３０のシールド導体５２として、金属板からなるリボン導体を使用する。例えば、直径２５μｍの金属ワイヤの代わりに、幅１５０μｍの金属リボンを使用できる。
【００５０】
リボン導体は、ワイヤと比較して導体の電気抵抗およびインダクタンス成分がより小さくなるため、グランド強化が図られる。また、リボン導体の使用によって電磁界の遮蔽エリアが増加するため、クロストークの低減化が図られる。また、リボン導体は、ワイヤと比較して高い強度を有するため、信号伝送導体５０などの他の導体との接触や短絡を防止できる。
【００５１】
さらに、複数の金属ワイヤを使用する場合、複数回のボンディング工程が必要となるが、リボン導体はボンディング工程数を低減でき、実装の容易化が図られる。
【００５２】
実施の形態３．
図６は本発明の第３実施形態を示すもので、図６（ａ）は、光受信モジュール３０の基板４０を示す平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）中のＡ３−Ａ３線に沿った断面図である。
【００５３】
本実施形態では、光受信モジュール３０のシールド導体５２として、両面配線可能なシールド基板を使用している。このシールド基板は、セラミックス等の電気絶縁部材５２ａの上面に全面ベタの金属薄膜が形成され、基板下面の両端部にも金属薄膜が形成され、両者の金属薄膜はスルーホールによって電気接続されている。基板下面の両端部を除いた領域では、電気絶縁部材５２ａが露出している。
【００５４】
こうしたシールド基板は、チップコンデンサ３３，３４の間で橋渡しされて、信号伝送導体５０の上方を通過し、信号伝送導体５０に対してほぼ直交するように配置される。従って、実施の形態２と同様な効果が得られるとともに、信号伝送導体５０に面する下面側が電気絶縁材料で覆われていることから、万一、信号伝送導体５０と接触しても電気的短絡を防止できる。
【００５５】
実施の形態４．
図７は、本発明の第４実施形態を示す平面図である。上述の実施形態では、プリアンプＩＣ３２がフォトダイオード３１に逆バイアス電圧を供給する例を説明したが、本実施形態では、外部から逆バイアス電圧を供給する例を説明する。なお、図７では理解容易のため、シールド導体５２の図示を省略しているが、実際には、金属ワイヤや金属リボン、シールド基板などのシールド導体５２がチップコンデンサ３３，３４の間で橋渡しされる。
【００５６】
導体パターン４１は、グランド導体パターン４２を分断するように、基板後端まで延びており、その途中でフォトダイオード３１の裏面に設けられた逆バイアス電極と直接に電気接続され、逆バイアスデカップリング用のチップコンデンサ３３の裏面電極が直接に電気接続されている。
【００５７】
こうした構成によって、プリアンプＩＣ３２の逆バイアス端子と導体パターン４１とを接続するためのワイヤが不要になるため、クロストークの原因となるワイヤの本数を削減することができる。
【００５８】
実施の形態５．
図８は、本発明の第５実施形態を示す平面図である。上述の実施形態では、フォトダイオード３１の信号電極とプリアンプＩＣ３２の入力端子とを金属ワイヤからなる信号伝送導体５０を経由して電気接続する例を説明したが、本実施形態では、信号伝送導体５０の一部を、基板表面の導体パターン４９で置き換えた例を説明する。なお、図８では理解容易のため、シールド導体５２の図示を省略しているが、実際には、金属ワイヤや金属リボン、シールド基板などのシールド導体５２がチップコンデンサ３３，３４の間で橋渡しされる。
【００５９】
プリアンプＩＣ３２をフォトダイオード３１から少し遠い位置に配置した場合、導体パターン４１をプリアンプＩＣ３２の近傍まで延長して、短い金属ワイヤを用いてプリアンプＩＣ３２の逆バイアス端子との間で電気接続される。
【００６０】
また、フォトダイオード３１とプリアンプＩＣ３２との間には、ストリップラインなどの導体パターン４９を形成しており、導体パターン４９の一端は、短い金属ワイヤを用いてフォトダイオード３１の信号電極に電気接続され、他端は、短い金属ワイヤを用いてプリアンプＩＣ３２の入力端子に電気接続される。
【００６１】
こうした構成によって、電気接続用の金属ワイヤが短くなってクロストークを低減できるとともに、基板上での信号伝送が可能になるため、高周波特性を改善できる。
【００６２】
実施の形態６．
図９は、本発明の第６実施形態を示す平面図である。本実施形態では、図８に示したように、信号伝送導体５０の一部を基板表面の導体パターン４９で置き換えるとともに、図７に示したように、導体パターン４１を基板後方まで延長して、フォトダイオード３１への逆バイアス電圧を外部から供給可能に構成している。なお、図９では理解容易のため、シールド導体５２の図示を省略しているが、実際には、金属ワイヤや金属リボン、シールド基板などのシールド導体５２がチップコンデンサ３３，３４の間で橋渡しされる。
【００６３】
こうした構成によって、電気接続用の金属ワイヤが短くなってクロストークを低減できるとともに、基板上での信号伝送が可能になるため、高周波特性を改善できる。また、ワイヤ本数の削減によって、クロストークを低減できる。
【００６４】
実施の形態７．
図１０は、本発明の第７実施形態を示す平面図である。本実施形態では、図８に示したように、信号伝送導体５０の一部を基板表面の導体パターン４９で置き換え、逆バイアス用の導体パターン４１をプリアンプＩＣ３２の近傍まで延長するとともに、フォトダイオード３１として、いわゆる裏面入射型のフォトダイオードを使用することにより、電気接続用の金属ワイヤの本数を削減している。なお、図１０では理解容易のため、シールド導体５２の図示を省略しているが、実際には、金属ワイヤや金属リボン、シールド基板などのシールド導体５２がチップコンデンサ３３，３４の間で橋渡しされる。
【００６５】
フォトダイオード３１の上面には、受信光Ｌｉを受光するための受光面が設けられる。フォトダイオード３１の下面には、信号電極と、逆バイアス電極とが設けられる。フォトダイオード３１の信号電極は、導体パターン４９の一端に直接に電気接続される。フォトダイオード３１の逆バイアス電極は、導体パターン４１に直接に電気接続される。導体パターン４９の他端は、短い金属ワイヤを用いてプリアンプＩＣ３２の入力端子に電気接続される。
【００６６】
プリアンプＩＣ３２と導体パターン４１，４９とを電気接続するための金属ワイヤは、クロストーク結合の原因となるため、ノイズ源となり得るレーザダイオード１１から十分離れていることが望ましい。従って、図１に示したように、レーザダイオード１１とフォトダイオード３１とを近接して配置する場合、レーザダイオード１１に近い金属ワイヤを省略することによって、クロストークをより低減化できる。なお、導体パターン４９での伝送距離が長くなると、ノイズ源とのクロストーク結合は小さくなるが、伝送信号の劣化も増加することになって、両者はトレードオフの関係になることから、１００μｍ〜６００μｍ程度の伝送距離に設定することが好ましい。
【００６７】
実施の形態８．
図１１は、本発明の第８実施形態を示す平面図である。本実施形態では、図８および図１０に示したように、信号伝送導体５０の一部を基板表面の導体パターン４９で置き換え、逆バイアス用の導体パターン４１をプリアンプＩＣ３２の近傍まで延長するとともに、プリアンプＩＣ３２の裏面に複数の接続端子を配置して、導体パターンとの直接接続によって金属ワイヤの本数を削減している。なお、図１１では理解容易のため、シールド導体５２の図示を省略しているが、実際には、金属ワイヤや金属リボン、シールド基板などのシールド導体５２がチップコンデンサ３３，３４の間で橋渡しされる。
【００６８】
プリアンプＩＣ３２の裏面には、信号入力端子、信号出力端子、電源端子、グランド端子など、増幅動作に必要な接続端子がそれぞれ設けられる。基板４０の表面には、これらの端子と直接に電気接続するための複数の導体パターンがそれぞれ設けられる。
【００６９】
こうした構成によって、電気接続用の金属ワイヤの本数を大幅に削減できるため、クロストークをより低減できる。
【００７０】
なお、以上の説明における光送信モジュール１０に関する各実施形態と、光受信モジュール３０に関する各実施形態とを適宜組み合わせることによって、高性能な光送受信モジュール１を実現できる。
【００７１】
また各実施形態において、発光素子としてレーザダイオードを使用した例を示したが、発光ダイオードやその他の光源を使用することも可能である。
【００７２】
また各実施形態において、受光素子としてフォトダイオードを使用した例を示したが、フォトトランジスタやその他の光電変換素子を使用することも可能である。
【００７３】
また各実施形態において、等電位部材３３ａ，３４ａの高さをかさ上げするためにチップコンデンサ３３，３４を使用して、グランド電位の安定化、基板面積の効率的利用、および部品点数の削減を図った例を示したが、絶縁スペーサや他の電子部品を使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１実施形態を示し、図１（ａ）は光送受信モジュールの封止状態を示す部分断面図であり、図１（ｂ）は光送受信モジュールの全体構造を示す斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、光送信モジュール１０の基板１５を示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）中のＡ１−Ａ１線に沿った断面図である。
【図３】レーザダイオード１１からフォトダイオード３１へのクロストーク量の測定結果の一例を示すグラフである。
【図４】図４（ａ）は、光受信モジュール３０の基板４０を示す平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）中のＡ２−Ａ２線に沿った断面図である。
【図５】図５は、レーザダイオード１１からフォトダイオード３１へのクロストーク量の測定結果の一例を示すグラフである。
【図６】本発明の第３実施形態を示し、図６（ａ）は、光受信モジュール３０の基板４０を示す平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）中のＡ３−Ａ３線に沿った断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態を示す平面図である。
【図８】本発明の第５実施形態を示す平面図である。
【図９】本発明の第６実施形態を示す平面図である。
【図１０】本発明の第７実施形態を示す平面図である。
【図１１】本発明の第８実施形態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１  光送受信モジュール、  ２  マウント部材、  ３  ピン、  ４  ステム、  ５  キャップ、  ６  ウインドウ部材、  ７  光合分波素子、  １０  光送信モジュール、  １１  レーザダイオード、  １３，１４，２５，５１，５３，５４，５８，５９  ワイヤ、  １５  基板、  １６  信号伝送ライン、  １７〜１９  等電位プレーン、  ２０  スルーホール、  ３０  光受信モジュール、  ３１  フォトダイオード、  ３２  プリアンプＩＣ、  ３３，３４  チップコンデンサ、  ３３ａ，３４ａ  等電位部材、  ４０  基板、  ４１〜４９  導体パターン、  ５０  信号伝送導体、  ５２  シールド導体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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