(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インナー面からアウター面まで貫通する第１のステム貫通孔を有するステム、及び、当該第１のステム貫通孔に挿入され、当該第１のステム貫通孔内でガラスにより固定された第１の信号リード端子、を含むステム組立体と、
前記ステムの前記アウター面に設置され、前記ステムと電気的に接続する第１の導体層、当該第１の導体層における前記ステムの前記アウター面に対向する面とは反対の面に設置されたベース層、及び、当該ベース層における当該第１の導体層に対向する面とは反対の面に設置された第２の導体層、を含む基板と、を備え、
前記基板は、前記第１の導体層、前記ベース層及び前記第２の導体層を貫通する基板貫通孔を有し、
前記基板貫通孔には、前記第１の信号リード端子が挿入される第１の切欠部が設けられ、
前記第２の導体層は、前記第１の切欠部を囲い、前記第１の切欠部に挿入された前記第１の信号リード端子の外周の一部と接続するための第１の信号配線接続部を有する第１の信号配線パターンを含み、
前記基板は、ＦＰＣである
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記第２の導体層における前記ベース層と接触する面とは反対の面から突出した前記第１の信号リード端子の端部と、前記第１の信号配線接続部とは、はんだにより電気的に接続されており、
前記はんだから突出した前記第１の信号リード端子の端部は、切断されている
ことを特徴とする、請求項１に記載の光モジュール
【請求項３】
前記ステムは、アウター面からインナー面に貫通する第２のステム貫通孔をさらに有し、
前記ステム組立体は、前記第２のステム貫通孔に挿入され、前記第２のステム貫通孔内でガラスにより固定された第２の信号リード端子をさらに含み、
前記基板貫通孔には、前記第２の信号リード端子が挿入される第２の切欠部が設けられ、
前記第２の導体層は、前記第２の切欠部を囲い、前記第２の切欠部に挿入された前記第２の信号リード端子の外周の一部と接続するための第２の信号配線接続部を有する第２の信号配線パターンをさらに含む
ことを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記第２の導体層における前記ベース層と接触する面とは反対の面から突出した前記第２の信号リード端子の端部と、前記第２の信号配線接続部とは、はんだにより電気的に接続されており、
前記はんだから突出した前記第２の信号リード端子の端部は、切断されている
ことを特徴とする、請求項３に記載の光モジュール
【請求項５】
前記ステムは、アウター面からインナー面に貫通する第３のステム貫通孔をさらに有し、
前記ステム組立体は、前記第３のステム貫通孔に挿入され、前記第３のステム貫通孔内でガラスにより固定されたモニタリード端子をさらに含み、
前記基板貫通孔には、前記モニタリード端子が挿入される第３の切欠部が設けられ、
前記第２の導体層は、前記第３の切欠部を囲い、前記第３の切欠部に挿入された前記モニタリード端子の外周の一部と接続するためのモニタ配線接続部を有するモニタ配線パターンをさらに含む
ことを特徴とする請求項３に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記ステム組立体は、前記ステムの前記アウター面を介して前記ステムと電気的に接続するグラウンドリード端子をさらに含み、
前記基板貫通孔には、前記グラウンドリード端子が挿入される第４の切欠部が設けられ、
前記第１の導体層は、グラウンド配線パターンを含み、
前記第２の導体層は、前記ベース層を貫通するスルーホールを介して前記グラウンド配線パターンと電気的に接続したグラウンド配線接続部を含み、
前記グラウンド配線接続部は、前記第４の切欠部を囲い、前記第４の切欠部に挿入された前記グラウンドリード端子の外周の一部と接続する
ことを特徴とする請求項５に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記スルーホールは、前記第１の導体層と前記第２の導体層との間を電気的に接続するために前記基板貫通孔の内壁の一部がメタライズされたものである
ことを特徴とする、請求項６に記載の光モジュール。
【請求項８】
前記基板貫通孔は、前記基板の第１の切断面と、当該第１の切断面に平行な第２の切断面と、当該第１の切断面の一方の端部と当該第２の切断面の一方の端部との間の第３の切断面とに囲まれ、且つ、第１の切断面の他方の端部と第２の切断面の他方の端部との間に開口部を有し、
前記第１の切欠部、前記第２の切欠部、前記第３の切欠部及び前記第４の切欠部は、それぞれ、前記第１の切断面の前記一方の端部、前記第２の切断面の前記一方の端部、前記第１の切断面の前記一方の端部と前記第１の切断面の前記他方の端部との間の部分、及び前記第２の切断面の前記一方の端部と前記第２の切断面の前記他方の端部との間の部分、の何れか１つに設けられている
ことを特徴とする請求項７に記載の光モジュール。
【請求項９】
前記開口部の幅は、前記第１の信号リード端子、前記第２の信号リード端子、前記モニタリード端子及び前記グラウンドリード端子のうちの、前記第１の切断面の前記一方の端部に設けられた切欠部に挿入される第１の端子と前記第２の切断面の前記一方の端部に設けられた切欠部に挿入される第２の端子との間の最短距離、及び、当該第１の端子及び当該第２の端子とは別の第３の端子及び第４の端子の間の最短距離よりも広く、且つ、当該第１の端子及び当該第２の端子の間の最長距離、及び、当該第３の端子及び当該第４の端子の間の最長距離よりも狭い
ことを特徴とする請求項８に記載の光モジュール。
【請求項１０】
前記開口部を構成する前記第１の切断面の前記他方の端部と前記第２の切断面の前記他方の端部とは、それぞれ、前記開口部に前記第１の信号リード端子、前記第２の信号リード端子、前記モニタリード端子又は前記グラウンドリード端子を差し込む際に、前記第１の信号リード端子、前記第２の信号リード端子、前記モニタリード端子又は前記グラウンドリード端子と接する箇所が曲面の形状を有している
ことを特徴とする請求項９に記載の光モジュール。
【請求項１１】
前記基板貫通孔は、切断面を側面とする円筒の形状を有し、
前記第１の切欠部、前記第２の切欠部、前記第３の切欠部及び前記第４の切欠部は、それぞれ、前記基板貫通孔の前記切断面に設けられている
ことを特徴とする請求項６に記載の光モジュール。
【請求項１２】
前記ステムの前記インナー面には、前記第１の信号リード端子に接続された半導体レーザが設置されている
ことを特徴とする請求項１から請求項１１の何れか１項に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、半導体光デバイス、ステム及び基板を備える光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信で使用されるＴＯ−ＣＡＮ型光モジュールは、一般に、電気的に接地されているステムと、それぞれステムの貫通孔に挿入された複数のリード端子と、ステムとともに接地されたグラウンドリード端子とを備えている。また、ＴＯ−ＣＡＮ型光モジュールは、ステムの底面であるアウター面に、２層以上の導体層を有するＦＰＣ（Flexible printed circuits）が設置されており、当該２層以上の導体層のうち１つ以上の層の一部がステムと電気的に接続されることにより、グラウンドに接続されている。また、当該２層以上の導体層のうちのその他の導体層の配線パターンは、他のリード端子と電気的に接続される。【０００３】
グラウンドリード端子以外のリード端子は、ステムの貫通孔に充填された封止用ガラス又はセラミックのフィードスルーによりステムと電気的に絶縁されている。さらに、ステムは、一方の面上に半導体光デバイスが設置され、当該半導体光デバイスを覆うレンズキャップが溶接される。これにより、当該半導体光デバイスを含む、ステムとレンズキャップとに覆われた空間が気密封止される。【０００４】
リード端子の数は、光モジュールの用途に応じてパッケージ内に搭載される半導体光デバイスの数によって異なる。しかし、一般的に、非冷却半導体レーザ（Uncooled LD）デバイスを搭載した光送信モジュールは、差動信号線路である２つの信号リード端子と、光パワーモニタ用のモニタリード端子と、グラウンド用のグラウンドリード端子との合計４端子を備えているか、又は当該４端子と、温度モニタ用のサーミスタ端子との合計５端子を備えている。【０００５】
上記の各リード端子とＦＰＣとは、はんだ付けにより接続される。信号リード端子には１ＧＨｚ以上〜１００ＧＨｚ程度の高周波電気信号が印加される。
以上のようなＴＯ−ＣＡＮ型光モジュールにおいて、リード端子が挿入されたステムの貫通孔に、溶融した封止用ガラスを充填して固化させる際に、貫通孔から突出したリード端子にガラスが這い上がり、アウター面から突出したまま固化してしまう場合がある。【０００６】
この突出した封止用ガラスの影響により、アウター面が平面ではなくなってしまい、ステムとＦＰＣとの密着性が低下することで、当該光モジュールの高周波特性が劣化するという問題がある。
この問題に対して特許文献１に記載の光モジュールでは、ステム貫通孔におけるステムのアウター面付近の部分である第２の孔部が他の部分である第１の孔部よりも幅が広いことにより、当該第２の孔部に、上述の突出した封止用ガラスが収納される構成が採用されている。これにより、ステムのアウター面におけるＦＰＣとの接触面は、平面化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−８０４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の光モジュールの構成では、第２の孔部に位置するリード端子の外周面とステムとの間に空隙が生じる。一方で、第１の孔部に位置するリード端子は、外周面が誘電体の封止用ガラスで覆われている。そのため、第２の孔部に位置するリード端子のインピーダンスと、第１の孔部に位置するリード端子のインピーダンスとが異なってしまい、光モジュールの高周波特性が劣化するという問題がある。【０００９】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、光モジュールの高周波特性の劣化を防ぎつつ、貫通孔から封止用ガラスが突出したステムと、ＦＰＣとを密着させることができる技術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】
【００１０】
この発明に係る光モジュールは、インナー面からアウター面まで貫通する第１のステム貫通孔を有するステム、及び、当該第１のステム貫通孔に挿入され、当該第１のステム貫通孔内でガラスにより固定された第１の信号リード端子、を含むステム組立体と、ステムのアウター面に設置され、ステムと電気的に接続する第１の導体層、当該第１の導体層におけるステムのアウター面に対向する面とは反対の面に設置されたベース層、及び、当該ベース層における当該第１の導体層に対向する面とは反対の面に設置された第２の導体層、を含む基板と、を備え、基板は、第１の導体層、ベース層及び第２の導体層を貫通する基板貫通孔を有し、基板貫通孔には、第１の信号リード端子が挿入される第１の切欠部が設けられ、第２の導体層は、第１の切欠部を囲い、第１の切欠部に挿入された第１の信号リード端子の外周の一部と接続するための第１の信号配線接続部を有する第１の信号配線パターンを含み、基板は、ＦＰＣである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、光モジュールの高周波特性の劣化を防ぎつつ、貫通孔から封止用ガラスが突出したステムと、ＦＰＣとを密着させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係るＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュールの構成を示す外観図である。
【図２】実施の形態１に係るＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュールの構成を示す断面図である。
【図３】実施の形態１に係るＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュールの構成を示す背面図である。
【図４】図４Ａは、図３が示すＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュールの基板貫通孔周辺を示す背面図である。図４Ｂは、図４Ａの点線αで切断した断面図を示す。
【図５】実施の形態２に係るＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュールの基板貫通孔周辺を示す背面図である。
【図６】図６Ａは、従来技術におけるＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュールの基板貫通孔周辺を示す背面図である。図６Ｂは、図６Ａの点線βで切断した断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明をより詳細に説明するため、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。なお、以下の実施の形態では、この発明が適用された光モジュールとして、光送信機能を有した光送信モジュールについて説明するが、この発明は、光受信機能を有した光受信モジュールに適用されてもよい。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００の構成を示す外観図である。図１が示すように、ＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００は、レンズキャップ１と、レンズキャップ１が一方の面に設置されたステム２と、ステム２の他方の面に設置されたＦＰＣ３とを備えている。なお、以下では、ステム２における当該一方の面をインナー面と呼称し、ステム２における当該他方の面をアウター面と呼称する。また、本実施形態では、ステム２に設置される基板としてＦＰＣ３が用いられる構成について説明するが、当該基板の種類は特に限定されない。
【００１５】
ＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００の構成についてより詳細には、ステム２のインナー面には、後述する半導体光デバイスが設置されている。レンズキャップ１は、当該半導体光デバイスを覆うように、ステム２のインナー面に設置されている。また、ステム２とレンズキャップ１とは、当該半導体光デバイスを保護するために、当該半導体光デバイスを含むステム２とレンズキャップ１とに覆われた空間が気密封止されるように溶接されている。
【００１６】
ステム２は、後述する複数のステム貫通孔を有し、当該複数のステム貫通孔のうちの対応するステム貫通孔に、それぞれ、第１の信号リード端子４、第２の信号リード端子５及びモニタリード端子６が挿入されている。また、第１の信号リード端子４、第２の信号リード端子５及びモニタリード端子６は、それぞれ、対応するステム貫通孔内でガラス４ａ、ガラス５ａ及びガラス６ａにより固定されている。また、ステム２のアウター面２ａには、グラウンドリード端子７が電気的に接続されている。第１の信号リード端子４及び第２の信号リード端子５は、後述する半導体レーザへの差動信号を伝送するための端子である。モニタリード端子６は、後述するフォトダイオードからの信号を伝送するための端子である。グラウンドリード端子７は、後述するグラウンド配線パターンをステム２に接続するための端子である。
【００１７】
図１が示すように、第１の信号リード端子４、第２の信号リード端子５、モニタリード端子６及びグラウンドリード端子７は、それぞれ、一方の端部が、ステム２のアウター面２ａから突出し、ステム２のアウター面２ａに設置されたＦＰＣ３の基板貫通孔３ａに挿入されている。なお、基板貫通孔３ａの詳細については後述する。なお、ステム２のアウター面２ａから突出した第１の信号リード端子４、第２の信号リード端子５、モニタリード端子６及びグラウンドリード端子７は、これらの端子のうち隣り合う２つの端子を線で結んだ場合、当該線により形成される形状がほぼ正方形となるように配置されている。
【００１８】
ステム２のアウター面２ａに設置されたＦＰＣ３は、後述する第２の導体層が含む第１の信号配線パターン３０、第２の信号配線パターン３１、モニタ配線パターン３２及びグラウンド配線接続部３３を備えている。第１の信号配線パターン３０は、一方の端部に、第１の信号配線接続部３０ａを有する。第２の信号配線パターン３１は、一方の端部に第２の信号配線接続部３１ａを有する。モニタ配線パターン３２は、一方の端部にモニタ配線接続部３２ａを有する。第１の信号リード端子４は、第１の信号配線接続部３０ａに接続されている。第２の信号リード端子５は、第２の信号配線接続部３１ａに接続されている。モニタリード端子６は、モニタ配線接続部３２ａに接続されている。グラウンドリード端子７は、グラウンド配線接続部３３に接続されている。また、ＦＰＣ３におけるステム２のアウター面２ａに対向する面とは反対の面は、絶縁体である第２のカバーレイ３００により覆われており、外部との電気的短絡が防止されている。
【００１９】
次に、ＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００のより詳細な構成について図面を参照して説明する。図２は、実施の形態１に係るＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００の構成を示す断面図である。図２が示すように、レンズキャップ１は、内部が空洞である円筒形状のキャップ１ａと、当該キャップ１ａの他方の底面に設置されたレンズ１ｂとを備えている。
【００２０】
ステム２のインナー面２ｂには、ヒートシンクブロック１２及びフォトダイオードサブマウント１３が設置されている。ヒートシンクブロック１２の側面には、半導体レーザサブマウント１４が設置されている。半導体レーザサブマウント１４の側面には、半導体レーザ１５が設置されている。
【００２１】
ヒートシンクブロック１２は、半導体レーザサブマウント１４を介して、半導体レーザ１５からの熱を放熱する。ヒートシンクブロック１２は、ステム２と一体成型されることにより構成されたものであってもよいし、ステム２とは別に成型され、ステム２のインナー面に設置されたものであってもよい。
【００２２】
半導体レーザサブマウント１４は、半導体レーザ１５が設置される基板である。半導体レーザサブマウント１４は、化学式がＡｌＮである窒化アルミニウム又は化学式がＡｌ２Ｏ３であるアルミナ等の材料で製造されたセラミック基板であり得る。
【００２３】
半導体レーザ１５は、端面出射型の分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢ−ＬＤ）である。半導体レーザ１５は、出射光がレンズ１ｂに導かれるように、出射面がレンズ１ｂの方向を向くように半導体レーザサブマウント１４に設置されている。なお、本実施形態では、半導体レーザ１５として端面出射型の分布帰還型半導体レーザが用いられた構成について説明するが、半導体レーザ１５は、少なくとも、端面出射型の直接変調半導体レーザであればよい。
【００２４】
フォトダイオードサブマウント１３には、フォトダイオード１６が実装されている。フォトダイオードサブマウント１３は、フォトダイオード１６が設置される基板である。フォトダイオードサブマウント１３は、化学式がＡｌＮである窒化アルミニウム又は化学式がＡｌ２Ｏ３であるアルミナ等の材料で製造されたセラミック基板であり得る。
【００２５】
フォトダイオード１６は、半導体レーザ１５が出射する光を受光する光パワーモニタ用のフォトダイオードである。フォトダイオード１６は、半導体レーザ１５からの背面光を受光できるように、半導体レーザ１５に対向するフォトダイオードサブマウント１３の面上に設置されている。
【００２６】
上記の各半導体光デバイスを保護するために、レンズキャップ１の開口部の縁と、ステム２のインナー面２ｂとは、レンズキャップ１の内部の空洞が気密封止されるように溶接されている。例えば、ステム２のインナー面２ｂにおける、レンズキャップ１の開口部の縁と接する箇所には、溝が設けられてもよい。これにより、ＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００の製造時に、レンズキャップ１とステム２との位置決めが容易になる。また、例えば、気密封止されたレンズキャップ１の内部の空洞には、不活性ガスが充填されていてもよい。または、例えば、気密封止されたレンズキャップ１の内部の空洞は、真空状態であってもよい。なお、本実施形態では、レンズキャップ１の内部の空洞が気密封止されている構成について説明したが、レンズキャップ１の内部の空洞は、気密封止されていなくてもよい。
【００２７】
ステム２は、それぞれインナー面２ｂからアウター面２ａまで貫通する、第１のステム貫通孔２ｃ、図示しない第２のステム貫通孔、及び第３のステム貫通孔２ｅを有している。
第１のステム貫通孔２ｃには、第１の信号リード端子４が挿入されており、第１の信号リード端子４は、ステム２と接触していない状態で、第１のステム貫通孔２ｃの内部でガラスにより固定されている。これにより、第１の信号リード端子４とステム２とは、電気的に絶縁されている。ステム２のインナー面２ｂから突出した第１の信号リード端子４の端部と、上述の半導体レーザ１５とは、ワイヤ１７によりワイヤボンディング接続されている。ワイヤ１７の材料は、金であり得る。
【００２８】
または、本実施形態とは異なり、ステム２のインナー面２ｂから突出した第１の信号リード端子４の端部と、半導体レーザサブマウント１４にメタライズされた電極とがワイヤ１７によりワイヤボンディング接続されてもよい。これにより、第１の信号リード端子４は、半導体レーザサブマウント１４を介して半導体レーザ１５に接続される。または、本実施形態とは異なり、第１の信号リード端子４は、インダクタンスにより高周波特性が劣化しやすいことから、第１の信号リード端子４の長さを短くして、当該第１の信号リード端子４を、セラミック基板で造られた中継基板を介して半導体レーザ１５に接続する構成を採用してもよい。これにより、第１の信号リード端子４におけるインダクタンスによる高周波特性の劣化を抑制することができる。なお、以上の第１の信号リード端子４の変形例は、以下で説明する第２の信号リード端子５に対しても同様に適用可能である。
【００２９】
図示しない第２のステム貫通孔には、第２の信号リード端子５が挿入されており、第２の信号リード端子５は、ステム２と接触していない状態で、第２のステム貫通孔の内部でガラスにより固定されている。これにより、第２の信号リード端子５とステム２とは、電気的に絶縁されている。ステム２のインナー面２ｂから突出した第２の信号リード端子５の端部と、上述の半導体レーザ１５とは、ワイヤによりワイヤボンディング接続されている。
【００３０】
第３のステム貫通孔２ｅには、モニタリード端子６が挿入されており、モニタリード端子６は、ステム２と接触していない状態で、第３のステム貫通孔２ｅの内部でガラスにより固定されている。これにより、モニタリード端子６とステム２とは、電気的に絶縁されている。ステム２のインナー面２ｂから突出したモニタリード端子６の端部と、上述のフォトダイオード１６とは、ワイヤ１８によりワイヤボンディング接続されている。ワイヤ１８の材料は、金であり得る。
【００３１】
または、本実施形態とは異なり、ステム２のインナー面２ｂから突出したモニタリード端子６の端部と、フォトダイオードサブマウント１３にメタライズされた電極とがワイヤ１８によりワイヤボンディング接続されてもよい。これにより、モニタリード端子６は、フォトダイオードサブマウント１３を介してフォトダイオード１６に接続される。
【００３２】
また、ステム２のアウター面２ａには、グラウンドリード端子７が設置されており、ステム２とグラウンドリード端子７とは電気的に導通している。例えば、グラウンドリード端子７は、ステム２のアウター面２ａにろう付け又は溶接により接続される。または、例えば、ステム２のアウター面２ａに掘り込みが設けられ、当該掘り込みにグラウンドリード端子７が設置され、当該設置箇所に対してろう付け又は溶接が行われることにより、グラウンドリード端子７とステム２とが電気的に接続されてもよい。
以上のようなステム２と第１の信号リード端子４と第２の信号リード端子５とモニタリード端子６とグラウンドリード端子７とによりステム組立体２０が構成されている。
【００３３】
上述のように、ＦＰＣ３は、ステム２のアウター面２ａに設置されている。ＦＰＣ３は、ステム２のアウター面２ａに設置され、ステム２と電気的に接続する第１の導体層３０１、第１の導体層３０１におけるステム２のアウター面２ａに対向する面とは反対の面に設置されたベース層３０２、及び、当該ベース層３０２における当該第１の導体層３０１に対向する面とは反対の面に設置された第２の導体層３０３、を含む。
【００３４】
なお、図示しないが、ＦＰＣ３は、ステム２と第１の導体層３０１との電気的接触を阻害しないように、ステム２と第１の導体層３０１との接触部分以外の部分に設置された絶縁体の第１のカバーレイをさらに含む。また、同様に図示しないが、第２の導体層３０３におけるベース層３０２に対向する面とは反対の面には、上述の第２のカバーレイ３００が設けられている。以上の複数の層のうちの隣り合った２つの層は、それぞれ、接着剤又は圧着により結合している。また、本実施形態とは異なり、ＦＰＣ３は、層として、ＦＰＣ３の機械的強度を向上させる補強板、又は外部への電磁界放射を抑制する電波吸収体等を含んでもよい。なお、その場合においても、ステム２と第１の導体層３０１との間の電気的接触が阻害されないように、これらの層を設ける必要がある。
【００３５】
ベース層３０２は、絶縁性を有する層であり、誘電率及び厚みが高周波線路に適した誘電率及び厚みとなるように設計されている。ベース層３０２の材料は、例えば、ポリイミド又は液晶ポリマー等であり得る。第２の導体層３０３は、ベース層３０２上に、銅箔などによりパターニングされており、線幅が高周波線路に適した線幅となるように設計されている。
【００３６】
ＦＰＣ３は、第１の導体層３０１、ベース層３０２及び第２の導体層３０３を貫通する基板貫通孔３ａを有する。基板貫通孔３ａに関する構成の詳細な説明については後述するが、基板貫通孔３ａに関する構成の概要について説明すると、基板貫通孔３ａには、第１の切欠部３ｂ、第２の切欠部３ｃ、第３の切欠部３ｄ及び第４の切欠部３ｅを有する。第１の切欠部３ｂには、ステム２のアウター面２ａから突出している第１の信号リード端子４が挿入されている。図示しない第２の切欠部３ｃには、ステム２のアウター面２ａから突出している第２の信号リード端子５が挿入されている。第３の切欠部３ｄには、ステム２のアウター面２ａから突出しているモニタリード端子６が挿入されている。第４の切欠部３ｅには、グラウンドリード端子７が挿入されている。なお、基板貫通孔３ａの内部において、第１の信号リード端子４、第２の信号リード端子５及びモニタリード端子６は、それぞれ、第１の導体層３０１と電気的に接続していない。グラウンドリード端子７は、第１の導体層３０１が含むグラウンド配線パターン３４と電気的に接続している。
【００３７】
第２の導体層３０３は、第１の信号配線パターン３０、第２の信号配線パターン３１、モニタ配線パターン３２及びグラウンド配線接続部３３を含む。第１の信号配線パターン３０は、基板貫通孔３ａの第１の切欠部３ｂを囲う第１の信号配線接続部３０ａを有する。図示しない第２の信号配線パターン３１は、基板貫通孔３ａの第２の切欠部を囲う第２の信号配線接続部３１ａを有する。モニタ配線パターン３２は、基板貫通孔３ａの第３の切欠部３ｄを囲うモニタ配線接続部３２ａを有する。グラウンド配線接続部３３は、基板貫通孔３ａの第４の切欠部３ｅを囲うように構成されている。また、グラウンド配線接続部３３は、ベース層３０２を貫通するスルーホール３５を介して上述の第１の導体層のグラウンド配線パターン３４と電気的に接続している。なお、スルーホール３５は、導体相間を電気的に接続するために基板貫通孔３ａの内壁の一部がメタライズされたものを示す。また、詳細については後述するが、スルーホール３５は、設置される基板貫通孔３ａの内壁の一部の形状に合わせて、キャスタレーションのように断面が略半円の形状を有する。
【００３８】
第２の導体層３０３におけるベース層３０２と接触する面とは反対の面から突出した第１の信号リード端子４の端部と、第１の信号配線接続部３０ａとは、はんだ３０ｂにより電気的に接続されている。はんだ３０ｂから突出した第１の信号リード端子４の端部は、オープンスタブ形成による高周波特性の劣化を抑制するために、できる限り短く切断されている。
【００３９】
第２の導体層３０３におけるベース層３０２と接触する面とは反対の面から突出した図示しない第２の信号リード端子５の端部と、第２の信号配線接続部３１ａとは、はんだにより電気的に接続されている。図示しないはんだから突出した第２の信号リード端子５の端部は、オープンスタブ形成による高周波特性の劣化を抑制するために、できる限り短く切断されている。
【００４０】
第２の導体層３０３におけるベース層３０２と接触する面とは反対の面から突出したモニタリード端子６の端部と、モニタ配線接続部３２ａとは、はんだ３２ｂにより電気的に接続されている。
第２の導体層３０３におけるベース層３０２と接触する面とは反対の面から突出したグラウンドリード端子７の端部と、グラウンド配線接続部３３とは、はんだ３３ａにより電気的に接続されている。なお、以上の各端子及び各接続部に関する構成のより詳細な説明については後述する。
【００４１】
次に、上述の基板貫通孔３ａに関する構成について図面を参照して詳細に説明する。図３は、ＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００の構成を示す背面図である。図３が示すように、ステム２のアウター面２ａには、ＦＰＣ３が設置されている。ＦＰＣ３のベース層３０２の面上には、ＦＰＣ３の第２の導体層３０３に含まれる第１の信号配線パターン３０、第２の信号配線パターン３１、モニタ配線パターン３２及びグラウンド配線接続部３３が設置されている。なお、第１の信号配線パターン３０、第２の信号配線パターン３１、モニタ配線パターン３２及びグラウンド配線接続部３３を含む第２の導体層３０３は、一方の面が、ベース層３０２を介して、第１の導体層３０１の一方の面に対向するようにベース層３０２の面上にパターニングされたものである。
【００４２】
第１の信号配線パターン３０及び第２の信号配線パターン３１は、図３の下部が示すように、並行して設置されることにより、信号線路幅ｗ及び信号線路間スペース幅ｄの差動型マイクロストリップ線路を構成している。当該差動型マイクロストリップ線路の構造は、当該差動型マイクロストリップ線路が所望の特性インピーダンスを有するように、ベース層３０２の厚み又は誘電率を考慮した上で設計されている。例えば、当該差動型マイクロストリップ線路の構造は、当該差動型マイクロストリップ線路が５０Ωの特性インピーダンスを有するように設計される。
【００４３】
本実施形態では、上述の信号リード端子を接続する伝送路として差動型マイクロストリップ線路を用いたが、これに限定されない。当該伝送路は、所望の高周波伝送特性を有する伝送路であればよい。例えば、本実施形態とは異なり、上述の信号リード端子を接続する伝送路として、差動型マイクロストリップ線路の代わりにシングルエンド型マイクロストリップ線路を用いてもよい。その場合、ＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００は、信号リード端子及び信号配線パターンを一組備え、当該信号配線パターンは、ＦＰＣ３のベース層３０２の面上でシングルエンド型マイクロストリップ線路を構成する。また、その場合、例えば、当該シングルエンド型マイクロストリップ線路の構造は、５０Ωの特性インピーダンスを有するように設計される。または、例えば、本実施形態とは異なり、上述の信号リード端子を接続する伝送路として、マイクロストリップ線路ではなく、コプレーナ線路又はグラウンド付きのコプレーナ線路を用いてもよい。
【００４４】
ＦＰＣ３は、第１の導体層３０１、ベース層３０２及び第２の導体層３０３を貫通する基板貫通孔３ａを有している。基板貫通孔３ａは、第１の信号リード端子４が挿入される第１の切欠部３ｂ、第２の信号リード端子５が挿入される第２の切欠部３ｃ、モニタリード端子６が挿入される第３の切欠部３ｄ、及びグラウンドリード端子７が挿入される第４の切欠部３ｅを有している。
【００４５】
より詳細には、基板貫通孔３ａは、ＦＰＣ３の第１の切断面３ｆと、当該第１の切断面３ｆに平行な第２の切断面３ｇと、当該第１の切断面３ｆの一方の端部と当該第２の切断面３ｇの一方の端部との間の第３の切断面３ｈとに囲まれている。また、基板貫通孔３ａは、第１の切断面３ｆの他方の端部と第２の切断面３ｇの他方の端部との間に開口部３ｉを有している。なお、第３の切断面３ｈの長さと開口部３ｉの幅とは、略同じである。当該開口部３ｉの幅とは、第３の切断面３ｈに平行な方向に沿って計った開口部３ｉの長さを意味する。
【００４６】
第１の切欠部３ｂ、第２の切欠部３ｃ、第３の切欠部３ｄ及び第４の切欠部３ｅは、第１の切断面３ｆの一方の端部、第２の切断面３ｇの一方の端部、第１の切断面３ｆの一方の端部と第１の切断面３ｆの他方の端部との間の部分、及び第２の切断面３ｇの一方の端部と第２の切断面３ｇの他方の端部との間の部分、の何れか１つに設けられている。より詳細には、第１の切欠部３ｂは、第１の切断面３ｆの一方の端部に設けられている。第３の切欠部３ｄは、第１の切断面３ｆの一方の端部と第１の切断面３ｆの他方の端部との間の部分に設けられている。また、第２の切欠部３ｃは、第２の切断面３ｇの一方の端部と第２の切断面３ｇの他方の端部との間の部分に設けられている。第４の切欠部３ｅは、第２の切断面３ｇの一方の端部に設けられている。なお、第１の切欠部３ｂ、第２の切欠部３ｃ、第３の切欠部３ｄ及び第４の切欠部３ｅは、これらの切欠部のうち隣り合う２つの切欠部を線で結んだ場合、当該線により形成される形状がほぼ正方形となるように配置されている。
【００４７】
以上のような基板貫通孔３ａの周辺において、第１の信号配線パターン３０は、第１の切欠部３ｂを囲い、第１の切欠部３ｂに挿入された第１の信号リード端子４の外周の一部と接続するための第１の信号配線接続部３０ａを有する。第２の信号配線パターン３１は、第２の切欠部３ｃを囲い、第２の切欠部３ｃに挿入された第２の信号リード端子５の外周の一部と接続するための第２の信号配線接続部を有する。モニタ配線パターン３２は、第３の切欠部３ｄを囲い、第３の切欠部３ｄに挿入されたモニタリード端子６の外周の一部と接続するためのモニタ配線接続部３２ａを有する。グラウンド配線接続部３３は、第４の切欠部３ｅを囲い、第４の切欠部３ｅに挿入されたグラウンドリード端子７の外周の一部と接続する。なお、図３では図示していないが、上述のように、第１の信号リード端子４と第１の信号配線接続部３０ａとは、はんだ３０ｂにより電気的に接続されている。第２の信号リード端子５と第２の信号配線接続部３１ａとは、はんだにより電気的に接続されている。モニタリード端子６とモニタ配線接続部３２ａとは、はんだ３２ｂにより電気的に接続されている。グラウンドリード端子７とグラウンド配線接続部３３とは、はんだ３３ａにより電気的に接続されている。
【００４８】
なお、第２の導体層３０３が含む第１の信号配線パターン３０、第２の信号配線パターン３１及びモニタ配線パターン３２は、各接続部とは反対の接続端は、所望のパッド形状及びパッド配置で設計され、パターニングされ得る。
なお、上記のようなパッド配置については、業界団体で取り決められた共通仕様に従って設定されることが一般的である。例えば、パッドは、１０Ｇｂｉｔ／ｓ級の光送受信モジュールインタフェースについて取り決められたＸＭＤ−ＭＳＡ  （１０  Ｇｂｉｔ／ｓ  Ｍｉｎｉａｔｕｒｅ  Ｄｅｖｉｃｅ    Ｍｕｌｔｉ−ｓｏｕｒｃｅ  Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ）に基づいてベース層３０２の面上に配置される。
【００４９】
なお、本実施形態では、第１の信号リード端子４、第１の信号配線接続部３０ａ及び第１の切欠部３ｂの第１の群と、第２の信号リード端子５、第２の信号配線接続部３１ａ及び第２の切欠部３ｃの第２の群と、モニタリード端子６、モニタ配線接続部３２ａ及び第３の切欠部３ｄの第３の群と、グラウンドリード端子７、グラウンド配線接続部３３及び第４の切欠部３ｅの第４の群とは、互いに、図３に示すような配置で設置されているが、当該配置に限定されない。例えば、当該第１の群の位置に、別の群が配置され、当該別の群の位置に当該第１の群が配置されてもよい。第２の組、第３の組及び第４の組についても同様である。また、本実施形態では、ＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００が上記の４つの群を有する構成について説明するが、ステム組立体２０は、ステム２のインナー面２ｂに設置される半導体光デバイスの数に応じた数のステム貫通孔及びリード端子を備え得る。また、ＦＰＣ３は、ステム２のインナー面２ｂに設置される半導体光デバイスの数に応じた数の配線接続部を備え得る。
【００５０】
次に、上述の基板貫通孔３ａにおける対応する切欠部を覆う各配線接続部と各リード端子との接続に関する構成について図面を参照して詳細に説明する。図４Ａは、図３が示すＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００の基板貫通孔３ａ周辺を示す背面図である。図４Ｂは、図４Ａの点線αで切断した断面図を示す。なお、図４Ａ及び図４ＢにおけるＸ方向及びＹ方向は、それぞれ、ステム２のインナー面２ｂ及びアウター面２ａに平行な方向であり、Ｚ方向は、ステム２のインナー面２ｂ及びアウター面２ａに直交する方向である。また、図４Ｂが示す断面図において、図２の断面図の構成と同様の構成については説明を省略する。
【００５１】
図４Ａが示すように、開口部３ｉの幅Ａは、第１の信号リード端子４、第２の信号リード端子５、モニタリード端子６及びグラウンドリード端子７のうちの、第１の切断面３ｆの一方の端部に設けられた切欠部に挿入される第１の端子と第２の切断面３ｇの一方の端部に設けられた切欠部に挿入される第２の端子との間の最短距離、及び、当該第１の端子及び当該第２の端子とは別の第３の端子及び第４の端子の間の最短距離よりも広く、且つ、当該第１の端子及び当該第２の端子の間の最長距離、及び、当該第３の端子及び当該第４の端子の間の最長距離よりも狭い。
【００５２】
より詳細には、開口部３ｉの幅Ａは、第２の切欠部３ｃに挿入される第２の信号リード端子５と、第３の切欠部３ｄに挿入されるモニタリード端子６との間の最短距離Ｂ、及び、第１の切欠部３ｂに挿入される第１の信号リード端子４と第４の切欠部３ｅに挿入されるグラウンドリード端子７との間の最短距離Ｂよりも広い。且つ、開口部３ｉの幅Ａは、第２の信号リード端子５及びモニタリード端子６の間の最長距離Ｃ、及び、第１の信号リード端子４及びグラウンドリード端子７との間の最長距離Ｃよりも狭い。なお、上記の最短距離とは、一方の端子における他方の端子に最も近い箇所から、他方の端子における一方の端子に最も近い箇所までの距離を意味する。また、上記の最長距離とは、一方の端子における他方の端子から最も遠い箇所から、他方の端子における一方の端子から最も遠い箇所までの距離を意味する。
【００５３】
また、図４Ｂが示すように、ステム２の第２のステム貫通孔２ｄに挿入され、アウター面２ａから突出した第２の信号リード端子５を基準とした第２の切欠部３ｃ側では、グラウンド配線パターン３４と、ベース層３０２と、第２の信号配線パターン３１の第２の信号配線接続部３１ａとは、それぞれ、アウター面２ａから突出した第２の信号リード端子５及びガラス５ａの周囲の一部を囲っている。また、第２の信号リード端子５は、第２の信号リード端子５の周囲の一部を囲っている第２の信号配線接続部３１ａと、はんだ３１ｂにより接続されている。
【００５４】
一方、ステム２のアウター面２ａから突出した第２の信号リード端子５を基準とした第２の切欠部３ｃとは反対の側では、ステム２のアウター面２ａから突出した第２の信号リード端子５及びガラス５ａの周囲の一部は、ＦＰＣ３の各層に囲われていない。よって、ステム２のアウター面２ａから突出した第２の信号リード端子５を基準とした第２の切欠部３ｃとは反対の側では、ステム２のアウター面２ａから突出したガラスが障害となることなく、第２の信号リード端子５を第２の切欠部３ｃの奥まで差し込むことができる。また、ステム２のアウター面２ａから突出した第２の信号リード端子５を基準とした第２の切欠部３ｃ側においてステム２のアウター面２ａから突出したガラスが障害となる場合、第２の信号リード端子５が第２の切欠部３ｃとは反対の側に移動するようにステム２又はＦＰＣ３を移動させることが可能である。
【００５５】
なお、第１の信号リード端子４、モニタリード端子６及びグラウンドリード端子７についても、図４Ｂが示す上記の構成と同様の構成を有する。つまり、ステム２のアウター面２ａから突出した第１の信号リード端子４を基準とした第１の切欠部３ｂとは反対の側では、ステム２のアウター面２ａから突出した第１の信号リード端子４及びガラス４ａの周囲の一部は、ＦＰＣ３の各層に囲われていない。よって、ステム２のアウター面２ａから突出した第１の信号リード端子４を基準とした第１の切欠部３ｂとは反対の側では、ステム２のアウター面２ａから突出したガラスが障害となることなく、第１の信号リード端子４を第１の切欠部３ｂの奥まで差し込むことができる。また、ステム２のアウター面２ａから突出した第１の信号リード端子４を基準とした第１の切欠部３ｂ側においてステム２のアウター面２ａから突出したガラスが障害となる場合、第１の信号リード端子４が第１の切欠部３ｂとは反対の側に移動するようにステム２又はＦＰＣ３を移動させることが可能である。
【００５６】
また、ステム２のアウター面２ａから突出したモニタリード端子６を基準とした第３の切欠部３ｄとは反対の側では、ステム２のアウター面２ａから突出したモニタリード端子６及びガラス６ａの周囲の一部は、ＦＰＣ３の各層に囲われていない。よって、ステム２のアウター面２ａから突出したモニタリード端子６を基準とした第３の切欠部３ｄとは反対の側では、ステム２のアウター面２ａから突出したガラスが障害となることなく、モニタリード端子６を第３の切欠部３ｄの奥まで差し込むことができる。また、ステム２のアウター面２ａから突出したモニタリード端子６を基準とした第３の切欠部３ｄ側においてステム２のアウター面２ａから突出したガラスが障害となる場合、モニタリード端子６が第３の切欠部３ｄとは反対の側に移動するようにステム２又はＦＰＣ３を移動させることが可能である。
【００５７】
また、ステム２のアウター面２ａから突出したグラウンドリード端子７を基準とした第４の切欠部３ｅとは反対の側では、ステム２のアウター面２ａから突出したグラウンドリード端子７及びガラス７ａの周囲の一部は、ＦＰＣ３の各層に囲われていない。よって、グラウンドリード端子７が第４の切欠部３ｅとは反対の側に移動するようにステム２又はＦＰＣ３を移動させることが可能である。
【００５８】
次に、図４Ａ及び図４Ｂに基づいて実施の形態１に係るＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００が奏する効果について詳細に説明する。図６Ａは、従来技術におけるＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール４００の基板貫通孔４０３ａ周辺を示す背面図である。図６Ｂは、図６Ａの点線βで切断した断面図を示す。
【００５９】
図６Ａが示すように、従来技術において、ＦＰＣ４０３における、複数の基板貫通孔４０３ａは、閉じられた円形の形状を有しており、複数のリード端子４０２が固定されたステム４０１にＦＰＣ４０３を実装する際には、ＦＰＣ４０３の各基板貫通孔４０３ａの孔の位置と、ステム４０１の対応する各リード端子４０２の位置とを全てＸＹ面で位置合わせしてから、各リード端子４０２を対応する各基板貫通孔４０３ａにＺ軸方向に沿って差し込む必要がある。これは、複数のリード端子４０２が固定されたステム４０１にＦＰＣ４０３を実装する難易度を上げる要因である。当然、リード端子４０２の数が、図６Ａが示すリード端子４０２の数よりも多い場合は、当該難易度はさらに上昇する。
【００６０】
また、図６Ｂが示すように、ステム４０１のアウター面４０１ａから突出するガラス４０２ａのＸＹ面における直径がＦＰＣ４０３の基板貫通孔４０３ａのＸＹ面における直径よりも大きい場合、当該ガラス４０２ａが障害となり、リード端子４０２を基板貫通孔４０３ａの奥まで差し込めないため、間隙Ｆが生じてしまう。当該間隙Ｆは、ＦＰＣ４０３のグラウンドプレーンであるグラウンド配線パターン４０４と、図示しない半導体光デバイスを含むＴＯ−ＣＡＮ型パッケージのグラウンドプレーンであるステム４０１との電位差を生じる原因となるため、ＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール４００の高周波特性を劣化させる要因となる。
【００６１】
しかし、本実施形態に係るＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００では、図４Ｂが示すように、ステム２のアウター面２ａから突出した第２の信号リード端子５を基準とした第２の切欠部３ｃとは反対の側では、ステム２のアウター面２ａから突出した第２の信号リード端子５及びガラス５ａの周囲の一部は、ＦＰＣ３の各層に囲われていない。そのため、当該ガラス５ａが障害となり、第２の信号リード端子５を第２の切欠部３ｃの奥まで差し込めない場合、第２の信号リード端子５が第２の切欠部３ｃとは反対の側に移動するようにステム２又はＦＰＣ３を移動させることにより、第２の信号リード端子５を第２の切欠部３ｃの奥まで差し込むことが可能となる。これにより、図４Ｂが示すように、ステム２とＦＰＣ３との間隙Ｅをなくすことができる。これは、第１の信号リード端子４及びモニタリード端子６についても同様である。
【００６２】
なお、第１の信号リード端子４が第１の切欠部３ｂとは反対の側に移動するように、又は、モニタリード端子６が第３の切欠部３ｄとは反対の側に移動するように、ＦＰＣ３を移動させた場合、第２の信号リード端子５は、第２の切欠部３ｃ側に移動し、グラウンドリード端子７は、第４の切欠部３ｅ側に移動してしまう。そのため、第１の切欠部３ｂと第４の切欠部３ｅとの間の距離は、第１の信号リード端子４とモニタリード端子６との間の距離よりも余裕を持たせて長めにすることが好ましい。また、第２の切欠部３ｃと第３の切欠部３ｄとの間の距離とは、第２の信号リード端子５とグラウンドリード端子７との間の距離よりも余裕を持たせて長めにすることが好ましい。また、上記のように第２の信号リード端子５と第２の切欠部３ｃとの相対位置を調整する際に、ＦＰＣ３を移動させてもよいし、ステム組立体２０を移動させてもよい。当該移動は、直線的な移動、又は回転移動等であり得る。
【００６３】
また、本実施形態に係るＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００では、上述のように、基板貫通孔３ａは、第１の切断面３ｆの他方の端部と第２の切断面３ｇの他方の端部との間に開口部３ｉを有している。これにより、図４Ａに示すように、ＸＹ面に沿った方向である差し込み方向ＡにＦＰＣ３を移動させ、当該開口部３ｉを介して、基板貫通孔３ａに、アウター面２ａから突出した第１の信号リード端子４、第２の信号リード端子５、モニタリード端子６及びグラウンドリード端子７を差し込むことができる。よって、上述の従来技術のように、予め、ＦＰＣ３の各基板貫通孔の位置と、ステム組立体２０の対応する各リード端子の位置とを全てＸＹ面で位置合わせすることなく、ステム組立体２０にＦＰＣ３を実装することができる。
【００６４】
また、本実施形態に係るＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００では、上述のように、開口部３ｉの幅Ａは、第２の切欠部３ｃに挿入される第２の信号リード端子５と、第３の切欠部３ｄに挿入されるモニタリード端子６との間の最短距離Ｂ、及び、第１の切欠部３ｂに挿入される第１の信号リード端子４と第４の切欠部３ｅに挿入されるグラウンドリード端子７との間の最短距離Ｂよりも広い。且つ、開口部３ｉの幅Ａは、第２の信号リード端子５及びモニタリード端子６の間の最長距離Ｃ、及び、第１の信号リード端子４及びグラウンドリード端子７との間の最長距離Ｃよりも狭い。開口部３ｉの幅Ａが、第２の信号リード端子５及びモニタリード端子６の間の最長距離Ｃ、及び、第１の信号リード端子４及びグラウンドリード端子７との間の最長距離Ｃよりも狭いことにより、ＦＰＣ３の開口部３ｉを介して基板貫通孔３ａに各リード端子を差し込む際に、各リード端子が基板貫通孔３ａの第１の切断面３ｆ又は第２の切断面３ｇと接触する。しかし、この際、開口部３ｉの幅Ａが、第２の信号リード端子５とモニタリード端子６との間の最短距離Ｂ、及び、第１の信号リード端子４とグラウンドリード端子７との間の最短距離Ｂよりも広く、且つ、ＦＰＣ３が柔軟性を有していることにより、ＦＰＣ３における第１の切断面３ｆ又は第２の切断面３ｇの周囲の部分が一時的に折れ曲がる。これにより、開口部３ｉを介して基板貫通孔３ａに各リード端子を差し込むことが可能となる。
【００６５】
なお、開口部３ｉを構成する第１の切断面３ｆの他方の端部と第２の切断面３ｇの他方の端部とは、それぞれ、開口部３ｉに第１の信号リード端子４、第２の信号リード端子５、モニタリード端子６又はグラウンドリード端子７を差し込む際に、第１の信号リード端子４、第２の信号リード端子５、モニタリード端子６又はグラウンドリード端子７と接する箇所が曲面の形状を有してもよい。これにより、開口部３ｉを介して基板貫通孔３ａに各リード端子を差し込みやすくなる。
【００６６】
また、本実施形態に係るＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００においても、従来技術のように、基板貫通孔３ａの各切欠部の位置と、ステム２の対応する各リード端子の位置とを全てＸＹ面で位置合わせしてから、各リード端子を対応する各切欠部にＺ軸方向に沿って差し込んでもよい。このような方法でも、本実施形態に係るＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００では、図４Ｂが示すように、ステム２のアウター面２ａから突出した第２の信号リード端子５を基準とした第２の切欠部３ｃとは反対の側では、ステム２のアウター面２ａから突出した第２の信号リード端子５及びガラス５ａの周囲の一部は、ＦＰＣ３の各層に囲われていないことにより、第２の信号リード端子５の位置のトレランスを通常よりも多く確保できるというメリットがある。第１の信号リード端子４及びモニタリード端子６についても同様である。
【００６７】
また、上述の特許文献１では、ステムの第２の孔部を設けるためにステムに加工が必要であることから、高周波の電気信号を伝送するためにステム貫通孔の繊細なインピーダンス管理を考慮するとステムのプレス加工による量産が容易ではなくなる恐れがある。一方、本実施形態に係るＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００では、特許文献１に記載の発明のようにステムを加工する必要がないため、特許文献１に記載の発明よりも製造が容易である。
【００６８】
以上のように、実施の形態１に係るＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００は、インナー面２ｂからアウター面２ａまで貫通する第１のステム貫通孔２ｃを有するステム２、及び、当該第１のステム貫通孔２ｃに挿入され、当該第１のステム貫通孔２ｃ内でガラス４ａにより固定された第１の信号リード端子４、を含むステム組立体２０と、ステム２のアウター面２ａに設置され、ステム２と電気的に接続する第１の導体層３０１、当該第１の導体層３０１におけるステム２のアウター面２ａに対向する面とは反対の面に設置されたベース層３０２、及び、当該ベース層における当該第１の導体層３０１に対向する面とは反対の面に設置された第２の導体層３０３、を含む基板であるＦＰＣ３と、を備え、当該基板は、第１の導体層３０１、ベース層３０２及び第２の導体層３０３を貫通する基板貫通孔３ａを有し、基板貫通孔３ａは、第１の信号リード端子４が挿入される第１の切欠部３ｂを有し、第２の導体層３０３は、第１の切欠部３ｂを囲い、第１の切欠部３ｂに挿入された第１の信号リード端子４の外周の一部と接続するための第１の信号配線接続部３０ａを有する第１の信号配線パターン３０を含む。
【００６９】
上記の構成によれば、ステム２のアウター面２ａから突出した第１の信号リード端子４を基準とした第１の切欠部３ｂとは反対の側では、ステム２のアウター面２ａから突出した第１の信号リード端子４及びガラス４ａの周囲の一部は、ＦＰＣ３の各層に囲われていない。よって、ステム２のアウター面２ａから突出した第１の信号リード端子４を基準とした第１の切欠部３ｂとは反対の側では、ステム２のアウター面２ａから突出したガラスが障害となることなく、第１の信号リード端子４を第１の切欠部３ｂの奥まで差し込むことができる。また、ステム２のアウター面２ａから突出した第１の信号リード端子４を基準とした第１の切欠部３ｂ側においてステム２のアウター面２ａから突出したガラスが障害となる場合、第１の信号リード端子４が第１の切欠部３ｂとは反対の側に移動するようにステム２又はＦＰＣ３を移動させることが可能である。これにより、第１の信号リード端子４を第１の切欠部３ｂの奥まで差し込むことが可能となる。よって、第１のステム貫通孔２ｃに変更を加えることなく、光モジュールの高周波特性の劣化を防ぎつつ、第１のステム貫通孔２ｃからガラス４ａが突出したステム２と、ＦＰＣ３とを密着させることができる。
【００７０】
また、実施の形態１に係るＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００のステム２は、アウター面２ａからインナー面２ｂに貫通する第２のステム貫通孔をさらに有し、ステム組立体２０は、第２のステム貫通孔に挿入され、第２のステム貫通孔内でガラス５ａにより固定された第２の信号リード端子５をさらに含み、基板貫通孔３ａは、第２の信号リード端子５が挿入される第２の切欠部３ｃを有し、第２の導体層３０３は、第２の切欠部３ｃを囲い、第２の切欠部３ｃに挿入された第２の信号リード端子５の外周の一部と接続するための第２の信号配線接続部３１ａを有する第２の信号配線パターン３１をさらに含む。
【００７１】
上記の構成によれば、ステム２のアウター面２ａから突出した第２の信号リード端子５を基準とした第２の切欠部３ｃとは反対の側では、ステム２のアウター面２ａから突出した第２の信号リード端子５及びガラス５ａの周囲の一部は、ＦＰＣ３の各層に囲われていない。よって、ステム２のアウター面２ａから突出した第２の信号リード端子５を基準とした第２の切欠部３ｃとは反対の側では、ステム２のアウター面２ａから突出したガラスが障害となることなく、第２の信号リード端子５を第２の切欠部３ｃの奥まで差し込むことができる。また、ステム２のアウター面２ａから突出した第２の信号リード端子５を基準とした第２の切欠部３ｃ側においてステム２のアウター面２ａから突出したガラスが障害となる場合、第２の信号リード端子５が第２の切欠部３ｃとは反対の側に移動するようにステム２又はＦＰＣ３を移動させることが可能である。これにより、第２の信号リード端子５を第２の切欠部３ｃの奥まで差し込むことが可能となる。よって、第２のステム貫通孔に変更を加えることなく、光モジュールの高周波特性の劣化を防ぎつつ、第２のステム貫通孔からガラス５ａが突出したステム２と、ＦＰＣ３とを密着させることができる。
【００７２】
また、実施の形態１に係るＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００のステム２は、アウター面２ａからインナー面２ｂに貫通する第３のステム貫通孔２ｅをさらに有し、ステム組立体２０は、第３のステム貫通孔２ｅに挿入され、第３のステム貫通孔２ｅ内でガラス６ａにより固定されたモニタリード端子６をさらに含み、基板貫通孔３ａは、モニタリード端子６が挿入される第３の切欠部３ｄを有し、第２の導体層３０３は、第３の切欠部３ｄを囲い、第３の切欠部３ｄに挿入されたモニタリード端子６の外周の一部と接続するためのモニタ配線接続部３２ａを有するモニタ配線パターン３２をさらに含む。
【００７３】
上記の構成によれば、ステム２のアウター面２ａから突出したモニタリード端子６を基準とした第３の切欠部３ｄとは反対の側では、ステム２のアウター面２ａから突出したモニタリード端子６及びガラス６ａの周囲の一部は、ＦＰＣ３の各層に囲われていない。よって、ステム２のアウター面２ａから突出したモニタリード端子６を基準とした第３の切欠部３ｄとは反対の側では、ステム２のアウター面２ａから突出したガラスが障害となることなく、モニタリード端子６を第３の切欠部３ｄの奥まで差し込むことができる。また、ステム２のアウター面２ａから突出したモニタリード端子６を基準とした第３の切欠部３ｄ側においてステム２のアウター面２ａから突出したガラスが障害となる場合、モニタリード端子６が第３の切欠部３ｄとは反対の側に移動するようにステム２又はＦＰＣ３を移動させることが可能である。これにより、モニタリード端子６を第３の切欠部３ｄの奥まで差し込むことが可能となる。よって、第３のステム貫通孔２ｅに変更を加えることなく、光モジュールの高周波特性の劣化を防ぎつつ、第３のステム貫通孔２ｅからガラス６ａが突出したステム２と、ＦＰＣ３とを密着させることができる。
【００７４】
また、実施の形態１に係るＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００のステム組立体２０は、ステム２のアウター面２ａを介してステム２と電気的に接続するグラウンドリード端子７をさらに含み、基板貫通孔３ａは、グラウンドリード端子７が挿入される第４の切欠部３ｅを有し、第１の導体層３０１は、グラウンド配線パターン３４を含み、第２の導体層３０３は、ベース層３０２を貫通するスルーホールを介してグラウンド配線パターン３４と電気的に接続したグラウンド配線接続部３３を含み、グラウンド配線接続部３３は、第４の切欠部３ｅを囲い、第４の切欠部３ｅに挿入されたグラウンドリード端子７の外周の一部と接続する。
【００７５】
上記の構成によれば、ステム２のアウター面２ａから突出したグラウンドリード端子７を基準とした第４の切欠部３ｅとは反対の側では、ステム２のアウター面２ａから突出したグラウンドリード端子７の周囲の一部は、ＦＰＣ３の各層に囲われていない。よって、グラウンドリード端子７が第４の切欠部３ｅとは反対の側に移動するようにステム２又はＦＰＣ３を移動させることが可能である。よって、ステム組立体２０にＦＰＣ３を設置する際に、グラウンドリード端子７と第４の切欠部３ｅとの位置合わせが容易になる。
【００７６】
また、実施の形態１に係るＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００の基板貫通孔３ａは、基板の第１の切断面３ｆと、当該第１の切断面３ｆに平行な第２の切断面３ｇと、当該第１の切断面３ｆの一方の端部と当該第２の切断面３ｇの一方の端部との間の第３の切断面３ｈとに囲まれ、且つ、第１の切断面３ｆの他方の端部と第２の切断面３ｇの他方の端部との間に開口部３ｉを有し、第１の切欠部３ｂ、第２の切欠部３ｃ、第３の切欠部３ｄ及び第４の切欠部３ｅは、それぞれ、第１の切断面３ｆの一方の端部、第２の切断面３ｇの一方の端部、第１の切断面３ｆの一方の端部と第１の切断面３ｆの他方の端部との間の部分、及び第２の切断面３ｇの一方の端部と第２の切断面３ｇの他方の端部との間の部分、の何れか１つに設けられている。
【００７７】
上記の構成によれば、基板貫通孔３ａに、アウター面２ａから突出した第１の信号リード端子４、第２の信号リード端子５、モニタリード端子６及びグラウンドリード端子７を差し込むことができる。よって、従来技術のように、予め、ＦＰＣ３の各基板貫通孔の位置と、ステム組立体２０の対応する各リード端子の位置とを全て位置合わせすることなく、ステム組立体２０にＦＰＣ３を実装することができる。
【００７８】
また、実施の形態１に係るＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００の開口部３ｉの幅は、第１の信号リード端子４、第２の信号リード端子５、モニタリード端子６及びグラウンドリード端子７のうちの、第１の切断面３ｆの一方の端部に設けられた切欠部に挿入される第１の端子と第２の切断面３ｇの前記一方の端部に設けられた切欠部に挿入される第２の端子との間の最短距離Ｂ、及び、当該第１の端子及び当該第２の端子とは別の第３の端子及び第４の端子の間の最短距離Ｂよりも広く、且つ、当該第１の端子及び当該第２の端子の間の最長距離Ｃ、及び、当該第３の端子及び当該第４の端子の間の最長距離Ｃよりも狭い。
【００７９】
上記の構成によれば、開口部３ｉの幅Ａが、当該第１の端子及び当該第２の端子の間の最長距離Ｃ、及び、当該第３の端子及び当該第４の端子の間の最長距離Ｃよりも狭いことにより、ＦＰＣ３の開口部３ｉを介して基板貫通孔３ａに各リード端子を差し込む際に、各リード端子が基板貫通孔３ａの第１の切断面３ｆ又は第２の切断面３ｇと接触する。しかし、この際、開口部３ｉの幅Ａが、第１の端子と第２の端子との間の最短距離Ｂ、及び、第３の端子及び第４の端子の間の最短距離Ｂよりも広いため、基板がＦＰＣ３であり、柔軟性を有している場合、基板における第１の切断面３ｆ又は第２の切断面３ｇの周囲の部分が一時的に折れ曲がる。これにより、開口部３ｉを介して基板貫通孔３ａに各リード端子を差し込むことが可能となる。
【００８０】
また、実施の形態１に係るＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００の開口部３ｉを構成する第１の切断面３ｆの他方の端部と第２の切断面３ｇの他方の端部とは、それぞれ、開口部３ｉに第１の信号リード端子４、第２の信号リード端子５、モニタリード端子６又はグラウンドリード端子７を差し込む際に、第１の信号リード端子４、第２の信号リード端子５、モニタリード端子６又はグラウンドリード端子７と接する箇所が曲面の形状を有している。
上記の構成によれば、開口部３ｉを介して基板貫通孔３ａに各リード端子を差し込みやすくなる。
【００８１】
また、実施の形態１に係るＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００は、ステム２のインナー面２ｂには、第１の信号リード端子４に接続された半導体レーザ１５が設置されている。
上記の構成によれば、半導体レーザ１５を備えているＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００において、上述の各効果を奏することができる。
【００８２】
実施の形態２．
実施の形態１では、ＦＰＣ３の基板貫通孔３ａが第１の切断面３ｆの他方の端部と第２の切断面３ｇの他方の端部との間に開口部３ｉを有している構成について説明した。実施の形態２では、基板貫通孔が開口部を有していない構成について説明する。
【００８３】
以下で、実施の形態２について図面を参照して説明する。なお、実施の形態１で説明した構成と同様の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。図５は、実施の形態２に係るＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１０１の基板貫通孔１０ａ周辺を示す背面図である。図５が示すように、ＦＰＣ１０は、図示しない第１の導体層と、ベース層３１２及び第２の導体層３１３とを貫通する基板貫通孔１０ａを有する。基板貫通孔１０ａは、切断面１０ｂを側面とする円筒の形状を有する。第１の切欠部１０ｃ、第２の切欠部１０ｄ、第３の切欠部１０ｅ及び第４の切欠部１０ｆは、それぞれ、基板貫通孔１０ａの切断面１０ｂに設けられている。
【００８４】
以上のように、実施の形態２に係るＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１０１の基板貫通孔１０ａは、切断面１０ｂを側面とする円筒の形状を有し、第１の切欠部１０ｃ、第２の切欠部１０ｄ、第３の切欠部１０ｅ及び第４の切欠部１０ｆは、それぞれ、基板貫通孔１０ａの切断面１０ｂに設けられている。
【００８５】
上記の構成によれば、実施の形態１に係るＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１００とは異なり基板貫通孔１０ａが開口部を有していない構成においても、ステム２のアウター面２ａから突出した第１の信号リード端子４を基準とした第１の切欠部１０ｃとは反対の側では、ステム２のアウター面２ａから突出した第１の信号リード端子４及びガラス４ａの周囲の一部は、ＦＰＣ１０の各層に囲われていない。よって、ステム２のアウター面２ａから突出した第１の信号リード端子４を基準とした第１の切欠部１０ｃとは反対の側では、ステム２のアウター面２ａから突出したガラスが障害となることなく、第１の信号リード端子４を第１の切欠部１０ｃの奥まで差し込むことができる。また、ステム２のアウター面２ａから突出した第１の信号リード端子４を基準とした第１の切欠部１０ｃ側においてステム２のアウター面２ａから突出したガラスが障害となる場合、第１の信号リード端子４が第１の切欠部１０ｃとは反対の側に移動するようにステム２又はＦＰＣ１０を移動させることが可能である。これにより、第１の信号リード端子４を第１の切欠部１０ｃの奥まで差し込むことが可能となる。よって、第１のステム貫通孔２ｃに変更を加えることなく、光モジュールの高周波特性の劣化を防ぎつつ、第１のステム貫通孔２ｃからガラス４ａが突出したステム２と、ＦＰＣ１０とを密着させることができる。なお、ＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール１０１が備える第２の信号リード端子５及びモニタリード端子６の各構成に関しても上記の効果と同様の効果を奏する。
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
この発明に係る光モジュールは、光モジュールの高周波特性の劣化を防ぎつつ、貫通孔から封止用ガラスが突出したステムと、ＦＰＣとを密着させることができるため、半導体光デバイス、ステム及び基板を備える光モジュールに利用可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１  レンズキャップ、１ａ  キャップ、１ｂ  レンズ、２  ステム、２ａ  アウター面、２ｂ  インナー面、２ｃ  第１のステム貫通孔、２ｄ  第２のステム貫通孔、２ｅ  第３のステム貫通孔、３  ＦＰＣ、３ａ  基板貫通孔、３ｂ  第１の切欠部、３ｃ  第２の切欠部、３ｄ  第３の切欠部、３ｅ  第４の切欠部、３ｆ  第１の切断面、３ｇ  第２の切断面、３ｈ  第３の切断面、３ｉ  開口部、４  第１の信号リード端子、４ａ  ガラス、５  第２の信号リード端子、５ａ  ガラス、６  モニタリード端子、６ａ  ガラス、７  グラウンドリード端子、７ａ  ガラス、１０  ＦＰＣ、１０ａ  基板貫通孔、１０ｂ  切断面、１０ｃ  第１の切欠部、１０ｄ  第２の切欠部、１０ｅ  第３の切欠部、１０ｆ  第４の切欠部、１２  ヒートシンクブロック、１３  フォトダイオードサブマウント、１４  半導体レーザサブマウント、１５  半導体レーザ、１６  フォトダイオード、１７  ワイヤ、１８  ワイヤ、２０  ステム組立体、３０  第１の信号配線パターン、３０ａ  第１の信号配線接続部、３０ｂ  はんだ、３１  第２の信号配線パターン、３１ａ  第２の信号配線接続部、３１ｂ  はんだ、３２  モニタ配線パターン、３２ａ  モニタ配線接続部、３２ｂ  はんだ、３３  グラウンド配線接続部、３３ａ  はんだ、３４  グラウンド配線パターン、３５  スルーホール、１００  ＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール、１０１  ＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール、３００  第２のカバーレイ、３０１  第１の導体層、３０２  ベース層、３０３  第２の導体層、３１２  ベース層、３１３  第２の導体層、Ａ  差し込み方向、Ｂ  最短距離、Ｃ  最長距離、Ｅ  間隙、Ｆ  間隙、ｄ  信号線路間スペース幅、ｗ  信号線路幅。
【要約】
ＴＯ−ＣＡＮ型光送信モジュール（１００）は、ＦＰＣ（３）が、第１の導体層（３０１）、ベース層（３０２）及び第２の導体層（３０３）を貫通する基板貫通孔（３ａ）を有し、基板貫通孔（３ａ）は、孔の周囲の一部に、第１の信号リード端子（４）が挿入される第１の切欠部（３ｂ）が設けられ、第２の導体層（３０３）は、第１の切欠部（３ｂ）を囲い、第１の切欠部（３ｂ）に挿入された第１の信号リード端子（４）の外周の一部と接続するための第１の信号配線接続部（３０ａ）を有する第１の信号配線パターン（３０）を含む。【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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