(57)【要約】【課題】光トランシーバの筐体に容易に収容可能な光モジュールを提供する。【解決手段】光モジュール１は、セラミック層４〜６からなり光素子を内蔵している積層セラミックパッケージ２と、積層セラミックパッケージ２の底面に半田で接合されたフレキシブル基板３と、を備えている。積層セラミックパッケージ２の最下層である下部セラミック層４の側面４ａは、下部セラミック層４の上に積層された中間セラミック層５の対応する側面５ａよりも内側に位置している。下部セラミック層４の側面４ａには、ハーフビア１０が設けられている。フレキシブル基板３は、下部セラミック層４の下面に半田で接合されており、下部セラミック層４の側面４ａの側方に延びている。積層セラミックパッケージ２とフレキシブル基板３との接合時には、ハーフビア１０に半田フィレットが形成される。【選択図】図３
2011100769.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光素子を内蔵する積層セラミックパッケージと、前記積層セラミックパッケージの底面に半田で接合されたフレキシブル基板と、を備える光モジュールにおいて、
前記積層セラミックパッケージにおける最下層のセラミック層の一側面には、前記積層セラミックパッケージと前記フレキシブル基板との接合時に半田フィレットを形成するための半田確認用凹部が設けられており、
前記半田確認用凹部は、前記積層セラミックパッケージにおける他のセラミック層の対応する一側面よりも内側に位置しており、
前記フレキシブル基板は、前記一側面の側方に延びるように前記積層セラミックパッケージの底面に半田で接合されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記最下層のセラミック層の前記一側面には、切り欠き部が形成されており、
前記半田確認用凹部は、前記切り欠き部に設けられていることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信等で使用される光モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の光モジュールとしては、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。特許文献１に記載の光モジュールは、光素子を内蔵するセラミックパッケージと、このセラミックパッケージの底面にＢＧＡ（Ball Grid Array）により接合されたフレキシブル基板と、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許７４７６０４０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
セラミックパッケージとフレキシブル基板とをＢＧＡにより接合する場合、セラミックパッケージからフレキシブル基板への熱の拡散が効率的でない。このため、従来から、リフローなどの方法によって、セラミックパッケージの底面とフレキシブル基板とを半田で接合することが広く行われている。
【０００５】
ところで、このような光モジュールは、光トランシーバの筐体に収容して用いられる場合がある。その場合、セラミックパッケージの底面に対して垂直に配置された回路基板とフレキシブル基板とを接合するためには、フレキシブル基板を湾曲させる必要がある。その際、半田が付着した領域ではフレキシブル基板を湾曲させることができないので、フレキシブル基板を湾曲させる位置がセラミックパッケージから比較的離れた位置となってしまう場合がある。その場合、フレキシブル基板の湾曲部分がセラミックパッケージの底面に沿った方向に大きく突出してしまい、当該光モジュールを光トランシーバの筐体に収容しにくくなる。
【０００６】
本発明の目的は、光トランシーバの筐体に容易に収容可能な光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】
【０００７】
本発明の光モジュールは、光素子を内蔵する積層セラミックパッケージと、積層セラミックパッケージの底面に半田で接合されたフレキシブル基板と、を備える光モジュールにおいて、積層セラミックパッケージにおける最下層のセラミック層の一側面には、積層セラミックパッケージとフレキシブル基板との接合時に半田フィレットを形成するための半田確認用凹部が設けられており、半田確認用凹部は、積層セラミックパッケージにおける他のセラミック層の対応する一側面よりも内側に位置しており、フレキシブル基板は、一側面の側方に延びるように積層セラミックパッケージの底面に半田で接合されていることを特徴とするものである。
【０００８】
このように本発明の光モジュールにおいては、積層セラミックパッケージの最下層のセラミック層の一側面には、半田確認用凹部が形成されている。このため、積層セラミックパッケージの底面とフレキシブル基板とを半田を用いて接合する際に、半田確認用凹部から溢れた半田で形成されるフィレットにより、半田の濡れ具合を目視で確認することができる。また、半田確認用凹部は、積層セラミックパッケージにおける他のセラミック層の対応する一側面よりも内側に位置している。したがって、フレキシブル基板上において、積層セラミックパッケージの外面よりも外側に半田が付着することが防止される。このため、積層セラミックパッケージに比較的近い位置において、フレキシブル基板を湾曲させることができる。その結果、積層セラミックパッケージからのフレキシブル基板の湾曲部分の突出が抑えられる。よって、本発明の光モジュールは、光トランシーバの筐体に容易に収容できる。
【０００９】
好ましくは、最下層のセラミック層の一側面には、切り欠き部が形成されており、半田確認用凹部は、切り欠き部に設けられている。この場合には、多層セラミックパッケージの面付け加工の際に、隣接するセラミックシート同士の接続が可能となり、加工性が良好となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光トランシーバの筐体に容易に収容可能な光モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係わる光モジュールの第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明に係わる光モジュールの第１実施形態を示す斜視図である。
【図３】図１に示した光モジュールの要部拡大図である。
【図４】図１に示した光モジュールを備えた光トランシーバを示す図である。
【図５】本発明に係わる光モジュールの第２実施形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係わる光モジュールの好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
（第１実施形態）図１及び図２は、本発明に係わる光モジュールの第１実施形態を示す斜視図である。図３は、図１に示した光モジュールの要部拡大図である。各図において、光モジュール１は、発光素子を有する発光モジュールもしくは受光素子を有する受光モジュールとして用いられるものである。
【００１４】
光モジュール１は、積層セラミックパッケージ２と、この積層セラミックパッケージ２の底面に接合されたフレキシブル基板３と、を備えている。積層セラミックパッケージ２の内部には、光素子（図示せず）及び複数の電子部品（図示せず）が収容されている。光素子は、光モジュール１が発光モジュールである場合には、半導体レーザ等の発光素子であり、光モジュール１が受光モジュールである場合には、フォトダイオード等の受光素子である。
【００１５】
積層セラミックパッケージ２は、下部セラミック層４、中間セラミック層５及び上部セラミック層６からなる３層構造を有している。中間セラミック層５は、下部セラミック層４の上に積層され、上部セラミック層６は、中間セラミック層５の上に積層されている。これらのセラミック層４〜６は、加工性に優れるアルミナで形成されている。積層セラミックパッケージ２は、セラミック層４〜６を重ね合わせた状態で焼結することにより形成される。
【００１６】
下部セラミック層４の外形は、略矩形となっている。下部セラミック層４の下面には、金属製の回路配線パターン（メタライズ層）７と、外部接続端子としての複数の配線パッド８と、が設けられている。また、下部セラミック層４の上面には、金属製の回路配線パターン（図示せず）が設けられている。下部セラミック層４には、上下の回路配線パターン同士、或いは、配線パッド８と回路配線パターンとを電気的に接続する複数のビア９が、下部セラミック層４を貫通するように設けられている。
【００１７】
中間セラミック層５の外形は、略矩形となっている。また、中間セラミック層５の厚みは、下部セラミック層４と同様である。中間セラミック層５の上面及び下面には、金属性の回路配線パターン（図示せず）がそれぞれ設けられている。
【００１８】
上部セラミック層６は、略矩形環状を呈しており、積層セラミックパッケージ２の側壁を構成している。上部セラミック層６の厚みは、下部セラミック層４及び中間セラミック層５の厚みよりも大きくなっている。
【００１９】
上部セラミック層６の上面には、略矩形環状の金属リング１５がロウ付け等により固定されている。金属リング１５の上面には、金属製のホルダ１６がシームシール等により気密に固定されている。ホルダ１６は、金属リング１５に接合され、積層セラミックパッケージ２の上部を覆うフタ部１７と、このフタ部１７と一体化された筒状部１８とを有している。筒状部１８の軸心は、積層セラミックパッケージ２の上下面に対して直交している。
【００２０】
ホルダ１６には、金属製のジョイント１９がＹＡＧ溶接等により固定されている。ジョイント１９は、基部２０と、この基部２０と一体化された筒状部２１とを有している。ジョイント１９の基部２０には、金属スリーブ２２がＹＡＧ溶接等により固定されている。金属スリーブ２２の内部には、積層セラミックパッケージ２に内蔵された光素子と光結合される光ファイバ（図示せず）が収容されている。この金属スリーブ２２の外周面には、環状の保持溝２３ａを有するフランジ部２３が設けられている。
【００２１】
ここで、下部セラミック層４の４つの側面４ａ〜４ｄの各々には、複数（ここでは３つ）のハーフビア１０がそれぞれ設けられている。ハーフビア１０は、下部セラミック層４の上面と下面とを連通する略半円柱形状の凹部である。ハーフビア１０は、内面に導電性の薄膜が形成されており、下部セラミック層４の上下の回路配線パターン同士、或いは、配線パッド８と回路配線パターンとを電気的に接続している。また、ハーフビア１０は、下部セラミック層４の下面（積層セラミックパッケージ２の底面）に半田を用いてフレキシブル基板３を接合する際に、半田フィレットを形成するために利用される。
【００２２】
下部セラミック層４の側面４ａは、中間セラミック層５の対応する側面５ａよりも内側に位置している。また、下部セラミック層４の側面４ａに対向する側面４ｂは、中間セラミック層５の対応する側面５ｂよりも内側に位置している。つまり、下部セラミック層４の側面４ａと側面４ｂとで規定される長さ寸法は、中間セラミック層５の側面５ａと側面５ｂとで規定される長さ寸法よりも小さい。このため、下部セラミック層４の側面４ａ，４ｂに設けられたハーフビア１０は、中間セラミック層５の対応する側面５ａ，５ｂよりも内側にそれぞれ位置している。一方、下部セラミック層４のもう一方の互いに対向する側面４ｃ，４ｄは、中間セラミック層５の対応する側面５ｃ，５ｄとそれぞれ略面一となっている。つまり、下部セラミック層４の側面４ｃと側面４ｄとで規定される長さ寸法は、中間セラミック層５の側面５ｃと側面５ｄとで規定される長さ寸法と略同一である。
【００２３】
中間セラミック層５の側面５ｃ，５ｄには、複数（ここでは３つ）のハーフビア１１がそれぞれ設けられている。ハーフビア１１は、中間セラミック層５の上面と下面とを連通する凹部である。ハーフビア１１は、内面に導電性の薄膜が形成されており、中間セラミック層５の上下の回路配線パターン同士を電気的に接続している。ハーフビア１１は、下部セラミック層４の側面４ｃ，４ｄに設けられたハーフビア１０と対応する位置にそれぞれ配置されている。このため、ハーフビア１１の内面は、下部セラミック層４の側面４ｃ，４ｄに設けられたハーフビア１０の内面と連続している。
【００２４】
フレキシブル基板３は、下部セラミック層４の側面４ａの側方（外方）に延びるように、下部セラミック層４の下面に半田で接合されている。フレキシブル基板３と下部セラミック層４の下面との半田による接合には、例えば、リフローなどの方法を用いることができる。フレキシブル基板３の基端側部分３ａの表面には、配線パッド（図示せず）が設けられている。このため、フレキシブル基板３は、その基端側部分３ａにおいて下部セラミック層４の下面と半田により接合されることで、下部セラミック層４の下面の回路配線パターン７及び配線パッド８と電気的に接続されている。
【００２５】
フレキシブル基板３は、任意の位置で湾曲させることができる。本実施形態では、フレキシブル基板３は、下部セラミック層４の側面４ａ近傍の位置から湾曲している。フレキシブル基板３の先端部３ｂの表面には、配線パッド（図示せず）が設けられている。
【００２６】
このような光モジュール１は、図４に示されるように、光トランシーバ３０に組み込まれる。光トランシーバ３０はハウジング３１を有し、このハウジング３１の前端側部分は、光モジュール１と結合される光コネクタ（図示せず）をガイドするレセプタクル部３２を形成している。レセプタクル部３２には、光モジュール１を保持するための保持用突起３３が設けられている。この保持用突起３３が光モジュール１における金属スリーブ２２の保持溝２３ａに嵌合することで、光モジュール１がハウジング３１に保持された状態となる。
【００２７】
また、光トランシーバ３０内には、電子部品（図示せず）が実装される回路基板３４が配置されている。回路基板３４は、実装面３４ａが積層セラミックパッケージ２の底面と直交するように配置されている。実装面３４ａには、フレキシブル基板３の先端部３ｂが接合されている。したがって、フレキシブル基板３の先端部３ｂの表面に設けられた配線パッドと回路基板３４とが電気的に接続されている。よって、下部セラミック層４の下面の配線パッド８と回路基板３４の実装面３４ａの外部接続端子とは、フレキシブル基板３を介して電気的に接続されている。
【００２８】
以上のように第１実施形態の光モジュール１は、セラミック層４〜６を有する積層セラミックパッケージ２を備えており、積層セラミックパッケージ２の最下層である下部セラミック層４の側面４ａには、ハーフビア１０が設けられている。このため、積層セラミックパッケージ２の底面とフレキシブル基板３とを半田を用いて接合する際に、ハーフビア１０から溢れた半田で形成されるフィレットにより、半田の濡れ具合を目視で確認することができる。
【００２９】
また、第１実施形態の光モジュール１においては、下部セラミック層４の側面４ａに設けられたハーフビア１０が、中間セラミック層５の対応する側面５ａよりも内側に位置している。このため、フレキシブル基板３上において、積層セラミックパッケージ２の外側面よりも外側に半田が付着することが防止されるので、積層セラミックパッケージ２に比較的近い位置において、フレキシブル基板３を湾曲させることができる。その結果、フレキシブル基板３の湾曲部分が積層セラミックパッケージ２から突出することが抑えられる。よって、光モジュール１を光トランシーバ３０のハウジング３１に収容する際に、フレキシブル基板３の湾曲部分と光トランシーバ３０のハウジング３１との接触が防止されるので、光モジュール１を光トランシーバ３０のハウジング３１に容易に収容できる。
【００３０】
なお、上記第１実施形態では、下部セラミック層４の側面４ａ，４ｂの各々が、中間セラミック層５の対応する側面５ａ，５ｂの各々よりも内側に位置するものとしたが、これに限らず、下部セラミック層４の側面４ａのみが、中間セラミック層５の対応する側面５ａよりも内側に位置するものとしてもよい。つまり、下部セラミック層４の４つの側面のうちの少なくとも一つの側面に設けられたハーフビア１０が、中間セラミック層５の対応する側面よりも内側に位置すると共に、フレキシブル基板３がその側面の側方に延びるように積層セラミックパッケージ２の底面に接合されていればよい。
【００３１】
また、上記第１実施形態では、ハーフビア１０は、下部セラミック層４の各側面４ａ〜４ｄにそれぞれ３つずつ設けられているが、フレキシブル基板３の延びる側の下部セラミック層４の側面（側面４ａ）に少なくとも一つ設けられていればよい。
【００３２】
さらに、上記第１実施形態では、積層セラミックパッケージ２を三層構造としたが、積層セラミックパッケージ２の層数としては２層以上であればよい。
【００３３】
（第２実施形態）図５は、本発明に係わる光モジュールの第２実施形態を示す斜視図である。この光モジュール１Ａは、上記の積層セラミックパッケージ２に換えて積層セラミックパッケージ２Ａを備えている点で上記の光モジュール１と異なっており、その他の構成は光モジュール１と同様である。そして、積層セラミックパッケージ２Ａは、上記の下部セラミック層４に換えて下部セラミック層４０を有している点で上記の積層セラミックパッケージ２と異なっており、その他の構成は積層セラミックパッケージ２と同様である。
【００３４】
下部セラミック層４０は、互いに対向する側面４０ａ，４０ｂを有している。下部セラミック層４０の側面４０ａ，４０ｂは、中間セラミック層５の対応する側面５ａ，５ｂとそれぞれ略面一とされている。また、下部セラミック層４０の側面４０ａ，４０ｂには、切り欠き部４０ｇ，４０ｈがそれぞれ形成されている。そして、切り欠き部４０ｇ，４０ｈの各々の底面には、複数（ここでは３つ）のハーフビア１０がそれぞれ設けられている。下部セラミック層４０の側面４０ａ側に設けられたハーフビア１０は、切り欠き部４０ｇの底面に設けられていることから、中間セラミック層５の対応する側面５ａよりも内側に位置している。また、下部セラミック層４０の側面４０ｂ側に設けられたハーフビア１０は、切り欠き部４０ｈの底面に設けられていることから、中間セラミック層５の対応する側面５ｂよりも内側に位置している。
【００３５】
このような光モジュール１Ａにおいては、下部セラミック層４０の側面４０ａ側のハーフビア１０は、中間セラミック層５の対応する側面５ａよりも内側に位置している。このため、この光モジュール１Ａは、第１実施形態の光モジュール１と同様の理由により、積層セラミックパッケージ２からのフレキシブル基板３の湾曲部分の突出が抑えられるので、光トランシーバ３０のハウジング３１に容易に収容できる。また、この光モジュール１Ａによれば、多層セラミックパッケージ２Ａの面付け加工の際に、隣接するセラミックシート同士の接続が可能となり、加工性が良好となる。
【符号の説明】
【００３６】
１，１Ａ…光モジュール、２，２Ａ…積層セラミックパッケージ、３…フレキシブル基板、３ａ…基端側部分、３ｂ…先端部、４，４０…下部セラミック層（最下層のセラミック層）、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，４０ａ，４０ｂ…側面、５…中間セラミック層（他のセラミック層）、６…上部セラミック層、７…回路配線パターン、８…配線パッド、９…ビア、１０…ハーフビア（半田確認用凹部）、１１…ハーフビア、１５…金属リング、１６…ホルダ、１７…フタ部、１８…筒状部、１９…ジョイント、２０…基部、２１…筒状部、２２…金属スリーブ、２３…フランジ部、２３ａ…保持溝、３０…光トランシーバ、３１…ハウジング、３２…レセプタクル部、３３…保持用突起、３４…回路基板、３４ａ…実装面、４０ｇ，４０ｈ…切り欠き部。
【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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