(57)【要約】【課題】高周波電気信号に影響が出ない形態でモニタＰＤを実装したセラミックパッケージ型の光送信モジュールを提供する。【解決手段】光送信モジュール１は、ＬＤ３が実装される底部セラミック基板１１上に、ＬＤ１１の側方を囲うセラミック製のパッケージフレーム１２が設けられ、その上に光学窓付きの蓋１４が取付けられて成るパッケージ２内に、ＬＤ３及びモニタ用のＰＤ４を封止すると共に、底部セラミック基板１１と平行な光軸を有するＬＤ３の前端面３ａからの光を反射部材で反射させ光学窓から出射させる。パッケージフレーム２が、ＬＤ３の後方の部分に、ＬＤ３に対する信号ライン１５ｂが形成された信号供給基板１５を有し、該信号供給基板１５の上方に、信号ライン１５と物理的に離間していると共にＬＤ３の方向に突出するＰＤ４の実装部１６を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザダイオードが実装される底部セラミック基板上に、前記レーザダイオードの側方を囲うセラミック製のパッケージフレームが設けられ、その上に光学窓付きの蓋が取付けられて成るパッケージ内に、前記レーザダイオード及びモニタ用の受光素子を封止すると共に、前記底部セラミック基板と平行な光軸を有する前記レーザダイオードの前端面からの光を反射部材で反射させ前記光学窓から出射させる光送信モジュールであって、
前記パッケージフレームは、前記レーザダイオードの後方の部分に、前記レーザダイオードに対する信号ラインが形成された信号供給基板を有し、該信号供給基板の上方に、前記信号ラインと物理的に離間していると共に前記レーザダイオードの方向に突出する前記受光素子の実装部を有することを特徴とする光送信モジュール。
【請求項２】
前記実装部の実装面は、前記蓋の方向に向いており、前記レーザダイオードの光軸に対して傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の光送信モジュール。
【請求項３】
前記パッケージフレームは、矩形環状の基板を順次積層して成ることを特徴とする請求項１または２に記載の光送信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信に用いられるセラミックパッケージ型の光送信モジュールに関する。
【０００２】
光通信に用いられる光送信モジュールは、レーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）からの光を信号光として用いており、その種類には以下のようなものがある。例えば、ＬＤを収容する円柱形状の金属製パッケージの前端部に光学窓が設けられ後端部からリードピンが伸び出すＣＡＮパッケージ型のものがある（例えば、特許文献１参照）。その他には、上記ＣＡＮパッケージ型のものに比べ一回り大きく、直方体形状のパッケージの前端部に光学窓が設けられ側部及び／または後端部からリードピンが伸び出すバタフライパッケージ型のものがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１０２６１７号公報
【特許文献２】特開平６−３１８７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在、上述のものに加えて、より小さく安価なセラミックパッケージ型の光送信モジュールが考えられている。図３は、セラミックパッケージ型の光送信モジュールを説明する斜視図であり、該光送信モジュールを、光学窓付きの蓋の図示を省略して示している。図のセラミックパッケージ型の光送信モジュール１００は、ＬＤ１０１を収容するパッケージ１０２が、以下のように構成されている。すなわち、パッケージ１０２が、電子冷却器１０３等の電子部品が実装されると共に外部電気回路との接続部が設けられた底部セラミック基板１１１上に、上記電子冷却器１０３の側方を囲うセラミック製のパッケージフレーム１１２を取り付け、その上に金属フレーム１１３を設け、さらに、図示しない光学窓付きの金属製の蓋を取付けて成る。なお、図の例のセラミックパッケージは、パッケージフレーム１１２が矩形環状のセラミック製の基板を順次積層して形成された積層パッケージである。
【０００５】
この光送信モジュール１００では、実装空間の制限の関係から、ＬＤ１０１は、その光軸が底部セラミック基板１１１と平行になるように実装される。そして、ＬＤ１０１の前端面１０１ａからの光を、図示しない反射部材で底部セラミック基板１１１と垂直方向（図のＸ方向）に反射させて、パッケージ１０２の外部に上記光学窓を介して信号光として出力させるようにしている。
なお、この光送信モジュール１００では、ＬＤ１０１に電気信号を供給する高周波ライン１１４が、パッケージフレーム１１２におけるＬＤ１０１の後方の部分の信号供給基板１１５上に形成されている。
【０００６】
また、セラミックパッケージ型の光送信モジュール１００においても、従来の光送信モジュールと同様に、ＬＤ１０１の光出力強度のモニタは不可欠であり、そのため、ＬＤ１０１の後端面１０１ｂからの光を受光できるようモニタ用のフォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）がパッケージ１０２内に実装される。ただし、モニタＰＤの実装形態によっては、高周波電気信号に影響が出てしまう等の問題がある。
【０００７】
本発明は、上述のような実情に鑑み、高周波電気信号に影響が出ない形態でモニタＰＤを実装したセラミックパッケージ型の光送信モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の光送信モジュールは、レーザダイオードが実装される底部セラミック基板上に、レーザダイオードの側方を囲うセラミック製のパッケージフレームが設けられ、その上に光学窓付きの蓋が取付けられて成るパッケージ内に、レーザダイオード及びモニタ用の受光素子を封止すると共に、底部セラミック基板と平行な光軸を有するレーザダイオードの前端面からの光を反射部材で反射させ光学窓から出射させるものであって、パッケージフレームが、レーザダイオードの後方の部分に、レーザダイオードに対する信号ラインが形成された信号供給基板を有し、該信号供給基板の上方に、信号ラインと物理的に離間していると共にレーザダイオード方向に突出する受光素子の実装部を有することを特徴とする。
【０００９】
上記実装部の実装面が、蓋の方向に向いており、レーザダイオードの光軸に対して傾斜していることが好ましい。パッケージフレームは、矩形環状の基板を順次積層して形成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のセラミックパッケージ型の光送信モジュールによれば、高周波ラインに触れない形態のモニタＰＤ実装部をパッケージと一体に設けたので、外部から供給された高周波電気信号を遅延させることなく、ＬＤに供給することができる。また、モニタＰＤ実装部をＬＤ方向に突出するよう設けたため、モニタＰＤにおいて十分なモニタ電流を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の光送信モジュールの一例を説明する図である。
【図２】本発明の光送信モジュールの一例を説明する図である。
【図３】従来の光送信モジュールを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図１を用い、本発明の光送信モジュールの概略について説明する。なお、図１（Ａ）はその斜視図であり、図１（Ｂ）は後述の蓋を取付ける前の状態の斜視図である。
本発明の光送信モジュール（以下、光モジュールという）は、図１（Ａ）において参照符号１で例示するように、底部セラミック基板１１上にセラミック製のパッケージフレーム１２を設け、その上に金属フレーム１３を設け、さらに、平板ガラス１４ａ等の光学窓付きの蓋１４を取付けたパッケージ２を有する。パッケージ２の大きさ（幅×奥行き×高さ）は、例えば、５．６×５．６×３．０ｍｍである。光送信モジュール１は、図１（Ｂ）に示すように、このパッケージ２内にＬＤ３やモニタＰＤ４を気密封止して成る。
【００１３】
パッケージ２の底部セラミック基板１１には、例えば、電子冷却器５等の素子が実装される。パッケージフレーム１２は、上記素子の側部を囲う側壁を構成するもので、例えば、配線パターン等が形成されたセラミック製の矩形の環状基板を順次積層して成る。なお、環状基板は、セラミックシートを加工して作成される。このパッケージフレーム１２は、ＬＤ３の後方にあたる部分に、高周波ライン１５ｂ等の配線パターン１５ａが形成された信号供給基板１５と、モニタＰＤ４が実装されるモニタＰＤ実装部１６と、を一体に有する。
【００１４】
モニタＰＤ実装部１６は、信号供給基板１５の上方に、配線パターン１５ａと物理的に離間する形態でＬＤ３の方向に突出するように形成される。このモニタＰＤ実装部１６の後述する傾斜した実装面１６ｃには、モニタＰＤ実装パターン１６ａとモニタＰＤ４に対する配線を構成する配線パターン１６ｂとが形成されている。本光送信モジュール１は、後述のように、このモニタＰＤ実装部１６が、パッケージを構成するパッケージフレーム１２に一体に設けられていることに特徴がある。
【００１５】
蓋１４は、ＬＤ３やモニタＰＤ４を気密封止するよう金属フレーム１３を介してパッケージフレーム１２に取付けられるもので、中央に信号光を通すための開口１４ｂが形成された金属製の平板１４ｃに、該開口１４ｂを塞ぐように、例えばレンズまたは平板ガラス等の光学部材１４ａが固定されて成る。光学部材１４ａは、ＬＤ３からの信号光を透過する光学窓となるもので、その固定には、パッケージの気密性が損なわれないよう低融点ガラス等が用いられる。
【００１６】
ＬＤ３は、その光軸が、底部セラミック基板１１と平行になるように実装される。本例では、ＬＤ３は、底部セラミック基板１１に実装された電子冷却器５上にサブマウント６を介して実装される。サブマウント６への実装は例えばＡｇペーストを用いて行われる。このＬＤ３の前端面３ａからの光が、図示しない反射部材で底部セラミック基板１１と垂直方向（図のＸ方向）に反射され、上述の光学部材１４ａを介してパッケージ２の外部に信号光として出力される。
【００１７】
モニタＰＤ４は、ＬＤ３の後端面３ｂからの光を受光できるように、モニタＰＤ実装パターン１６ａ上にＡｇペースト等を用いて実装される。
なお、図示は省略するが、底部セラミック基板１１の下端面には電極パットが形成されており、当該電極パッドと、高周波ライン１５ｂや配線パターン１６ｂ等とが、底部セラミック基板１１やパッケージフレーム１２に設けられたスルーホール等を介して電気接続されている。光送信モジュール１では、これら電極パッドと外部回路基板とをフレキシブルプリント回路基板等を用いて電気接続すれば、ＬＤ３へ高周波電気信号を供給したり、モニタＰＤ４からの電気信号を取り出したりすることができる。
【００１８】
続いて、図２を用いて、光送信モジュール１の特徴部について説明する。図２は、図１の光送信モジュールの要部の拡大断面図である。
光送信モジュール１では、図２に示すように、パッケージ２のパッケージフレーム１２において、信号供給基板１５（高周波ライン１５ｂ（図１参照））が形成された第１の環状基板１２ａと、モニタＰＤ実装部１６が形成された第２の環状基板１２ｂとの間に、第３の環状基板１２ｃをスペーサとして挟むようにしている。
【００１９】
そのため、図３の仮想線で示すように、アルミナ基板等の絶縁基板からなるモニタＰＤ１０４用のサブマウント１０５が、高周波ライン１１４に直接接触することがないので、本発明による光送信モジュール１では、外部から供給された高周波電気信号を劣化させることなく、ＬＤ３に供給できる。
【００２０】
また、モニタＰＤ実装部１６がパッケージ２に一体に形成されているので、モニタＰＤ４をサブマウントを介して実装する場合に比べ、実装工程の数が少なく容易である。
さらに、モニタＰＤ実装部１６は、ＬＤ３の方向に突出するよう設けられており、モニタＰＤ４とＬＤ３の後端面３ｂとの距離が短いので、モニタＰＤ４において十分なモニタ電流を確保できる。
【００２１】
また、モニタＰＤ実装部１６の実装面１６ｃは、ＬＤ３の光軸に対する傾斜面となっている。この構成により、図のようにモニタＰＤ４をＬＤ３の光軸からオフセットした形態で実装した場合だけでなく、モニタＰＤ４をＬＤ３の光軸上に実装した場合でも、モニタＰＤ４からの反射光がＬＤ３に戻らないようにすることができる。
モニタＰＤ実装部１６の実装面１６ｃは、より具体的には、蓋１４の方向（上方向）を向く傾斜面となっている。このように傾斜面とすることにより、既存の実装装置を用いた上方向からのモニタＰＤ４の実装や、モニタＰＤ４の表面電極と配線パターン１６ｂとのワイヤボンディングを容易に行うことができる。
【００２２】
なお、以上の例では、モニタＰＤ４が表面と裏面の両方に電極を有しており、表面の電極と電気接続する配線パターン１６ｂをモニタＰＤ実装部１６に設けていたが、表面の電極と電気接続する配線パターンは、信号供給基板１５等の別の部分に設けても良い。また、モニタＰＤが上面にのみ電極（アノード、カソード）を有する場合は、モニタＰＤ実装パターン１６ａは必ずしも導電性の金属で形成する必要はなく、さらに、それぞれの電極に対する配線パターンについては、信号供給基板１５等の別の部分に設けても良い。
【００２３】
以上の例では、パッケージフレーム１２が、セラミックグリーンシートを加工して成る環状基板を順次積層して多層構造に形成するものとしたが、成型用の型にセラミック材料を入れ焼成して作製することもできる。ただし、セラミックグリーンシートから作製する方が安価である。
また、金属フレーム１３は、必須の構成要件ではなく、単に、金属製の蓋３をセラミック製のパッケージフレーム１２の上部に直接取付けるようにしてもよい。パッケージフレーム１２と底部セラミック基板１１とで形成される空間を封止するよう蓋１４が取付けられるのであれば、蓋１４の取り付け構造はどのような形態であっても良い。
【符号の説明】
【００２４】
１…光送信モジュール、２…パッケージ、３…ＬＤ、４…モニタＰＤ、５…電子冷却器、６…サブマウント、１１…底部セラミック基板、１２…パッケージフレーム、１３…金属フレーム、１４…蓋、１５…信号供給基板、１６…モニタＰＤ実装部。
【図１】
2011044454.tif 000003
【図２】
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【図３】
2011044454.tif 000005