(57)【要約】【課題】半導体発光素子と駆動素子とを接続する配線の長さを短縮できる構造を有する光モジュールを提供する。【解決手段】基板３上に、第１搭載部材５、第２搭載部材６、及び第３搭載部材７が載置される。第１搭載部材５と第２搭載部材６は接しており、第２搭載部材６と第３搭載部材７は接している。第１搭載部材５上には、レーザダイオード９が搭載される。第２搭載部材６は所定の角度を有する斜面６ａを有しており、フォトダイオード２５は斜面６ａ上に搭載される。第３搭載部材７上には、駆動素子１３が搭載される。レーザダイオード９と駆動素子１３とは、ボンディングワイヤ３１ｄを介して電気的に接続される。【選択図】　図１
2004134522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の軸方向に順に配置された第１の領域、及び第２の領域、及び第３の領域を主面上に有する載置部材と、
所定の面に沿って伸びる素子搭載面を有しており、前記載置部材の前記第１の領域に載置された第１搭載部材と、
前記所定の面に交差する面に沿って伸びる素子搭載面を有しており、前記載置部材の前記第２の領域に載置された第２搭載部材と、
素子搭載面を有しており、前記載置部材の前記第３の領域に載置された第３搭載部材と、
第１の面及び第２の面を有し、前記第１搭載部材の前記素子搭載面上に搭載された半導体発光素子と、
前記半導体発光素子の前記第１の面に光学的に結合された光ファイバと、
前記第２搭載部材の前記素子搭載面上に搭載され、前記半導体発光素子の前記第２の面に光学的に結合された受光素子と、
前記第３搭載部材の前記素子搭載面上に搭載され、前記半導体発光素子に電気的に接続された駆動素子と、
を備える光モジュール。
【請求項２】
前記第１搭載部材と前記第２搭載部材とが隣接し、前記第２搭載部材と前記第３搭載部材とが隣接する請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記第２搭載部材は絶縁性材料からなり、前記第３搭載部材は導電性材料からなる請求項２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記第３搭載部材の熱伝導率は、前記第２搭載部材の熱伝導率よりも大きい請求項２または３に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記第３搭載部材は、導電性材料からなり、前記所定の軸方向に伸びる第１及び第２の部分と、前記所定の軸と交差する方向に伸びて前記第１の部分と前記第２の部分とを互いに繋ぐ第３の部分とを有しており、
当該光モジュールは、
前記第３搭載部材の前記第１の部分及び前記第２の部分に搭載された容量性素子と、
前記第３搭載部材に電気的に接続された第１のリード端子と、
前記容量性素子の前記他方の電極に電気的に接続された第２のリード端子と
をさらに備え、
前記容量性素子は、一方の電極及び他方の電極を有しており、前記一方の電極が前記第３搭載部材に電気的に接続されるとともに、前記他方の電極が前記半導体発光素子に電気的に接続される請求項１〜４のいずれか１項に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記載置部材からの前記駆動素子の高さは、前記載置部材からの前記第２の搭載部材の高さより大きい請求項１〜５のいずれか１項に記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システムにおいては、光信号を高速に送受信することが要求される。最近では、１０Ｇｂｐｓといった高速通信が可能な光通信システムが開発中である。こういった高速通信が可能な光通信システムに用いられる光モジュールには、歪みの少ない信号波形を高速に出力できる能力が求められる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
光通信用の光モジュールは、レーザダイオードと、レーザダイオードを駆動する駆動素子とを備えている。光モジュールが高速かつ低歪の信号光を出力するためには、レーザダイオードといった半導体発光素子と駆動素子とを接続する配線をできるだけ短くして回路のインダクタンスを低減することが望ましい。
【０００４】
本発明は、半導体発光素子と駆動素子とを接続する配線の長さを短縮できる構造を有する光モジュールを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による光モジュールは、所定の軸方向に順に配置された第１の領域、及び第２の領域、及び第３の領域を主面上に有する載置部材と、所定の面に沿って伸びる素子搭載面を有しており、載置部材の第１の領域に載置された第１搭載部材と、所定の面に交差する面に沿って伸びる素子搭載面を有しており、載置部材の第２の領域に載置された第２搭載部材と、素子搭載面を有しており、載置部材の第３の領域に載置された第３搭載部材と、第１の面及び第２の面を有し、第１搭載部材の素子搭載面上に搭載された半導体発光素子と、半導体発光素子の第１の面に光学的に結合された光ファイバと、第２搭載部材の素子搭載面上に搭載され、半導体発光素子の第２の面に光学的に結合された受光素子と、第３搭載部材の素子搭載面上に搭載され、半導体発光素子に電気的に接続された駆動素子とを備える。
【０００６】
上記した光モジュールでは、第２搭載部材の素子搭載面が所定の面に交差する面に沿って伸びている。この素子搭載面に受光素子を搭載することによって、受光素子を配置するスペースを狭めることができる。よって、半導体発光素子と駆動素子との距離が小さくなり、半導体発光素子と駆動素子とを接続する配線を短くできる。
【０００７】
また、光モジュールは、第１搭載部材と第２搭載部材とが隣接し、第２搭載部材と第３搭載部材とが隣接してもよい。これによって、第１搭載部材ないし第３搭載部材が載置部材上において容易に位置決めされるので、半導体発光素子、受光素子、及び駆動素子の相互の位置が容易に決まる。よって、半導体発光素子と駆動素子とを容易に近づけることができる。また、半導体発光素子と受光素子との光学的な位置決めを容易にできる。
【０００８】
また、光モジュールは、第２搭載部材が絶縁性材料からなり、第３搭載部材が導電性材料からなることを特徴としてもよい。
【０００９】
また、光モジュールは、第３搭載部材の熱伝導率が、第２搭載部材の熱伝導率よりも大きいことを特徴としてもよい。これによって、駆動素子において発生した熱のうち、第２の搭載部材を介して半導体発光素子へ伝わる熱を低減できる。
【００１０】
また、光モジュールは、第３搭載部材が、導電性材料からなり、所定の軸方向に伸びる第１及び第２の部分と、所定の軸と交差する方向に伸びて第１の部分と第２の部分とを互いに繋ぐ第３の部分とを有しており、当該光モジュールが、第３搭載部材の第１の部分及び第２の部分に搭載された容量性素子と、第３搭載部材に電気的に接続された第１のリード端子と、容量性素子の他方の電極に電気的に接続された第２のリード端子とをさらに備え、容量性素子が、一方の電極及び他方の電極を有しており、一方の電極が第３搭載部材に電気的に接続されるとともに、他方の電極が半導体発光素子に電気的に接続されてもよい。光モジュールが容量性素子を備えることによって、半導体発光素子へ供給される電源電圧を安定化できる。また、第３搭載部材が上記のような第１の部分及び第２の部分を有することによって、容量性素子を半導体発光素子の近傍に配置できるので、第２のリード端子と半導体発光素子との間の配線を短くできる。
【００１１】
また、光モジュールは、載置部材からの駆動素子の高さが、載置部材からの第２の搭載部材の高さより大きいことを特徴としてもよい。これによって、駆動素子と半導体発光素子とを接続する配線の経路を短くできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面とともに本発明による光モジュールの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１３】
図１は、本発明による光モジュールの実施形態を示す斜視図である。図２は、図１に示された光モジュール１のための載置部材の構成を示す斜視図である。図３は、図１に示された光モジュール１の平面図である。図４は、図１に示された光モジュール１のＩ−Ｉ断面を示す側面断面図である。
【００１４】
図１、図３、及び図４を参照すると、この光モジュール１は、基板３といった載置部材、第１搭載部材５、第２搭載部材６、第３搭載部材７、複数のリード端子１９ａ及び１９ｂを備える。
【００１５】
図２を参照すると、基板３は平板状であり、主面３ｃを有する。主面３ｃは、ある所定の面に対し平行に設けられる。基板３は主面３ｃ上に第１の領域３ｄ、第２の領域３ｅ、及び第３の領域３ｆを有する。第１の領域３ｄ、第２の領域３ｅ、及び第３の領域３ｆは所定の軸に沿って順に配置される。図１、図３を参照すると、基板３の第１の領域３ｄ上には、第１搭載部材５が載置される。基板３の第２の領域３ｅ上には、第２搭載部材６が載置される。基板３の第３の領域３ｆ上には、第３搭載部材７が搭載される。
【００１６】
基板３は、所定の軸方向に伸びる一対の辺３ａ、３ｂ（図２に示す）を有している。複数のリード端子１９ａ、１９ｂは、基板３の辺３ａ、３ｂにそれぞれ沿って配列される。リード端子１９ａ及び１９ｂと基板３とにより、リードフレームが構成される。
【００１７】
第１搭載部材５は、Ｓｉといった導電性、あるいは半導電性の材料からなり、素子搭載面５ｈ、領域５ｉ及び５ｊを有する。素子搭載面５ｈは所定の面に沿って伸びており、第１搭載部材５の上面のうち第２搭載部材６の近傍部分に設けられる。素子搭載面５ｈ、領域５ｉ及び５ｊは第１搭載部材５上に所定の軸方向に順に配置される。また、第１搭載部材５は、素子搭載面５ｈと領域５ｉとの間に、所定の軸と交差する方向に伸びる溝５ａを有する。また、第１搭載部材５は、領域５ｉと領域５ｊとの間に、所定の軸と交差する方向に伸びる溝５ｂを有する。また、第１搭載部材５は、溝５ａから溝５ｂに達し、領域５ｉ上を所定の軸方向に伸びる光ファイバ溝５ｆを有する。また、第１搭載部材５は、溝５ｂから第１搭載部材５の端部に達し、領域５ｊ上を所定の軸方向に伸びるフェルール溝５ｇを有する。フェルール溝５ｇは、光ファイバ溝５ｆよりも深さ及び幅が大きくなるように設けられる。
【００１８】
また、第１搭載部材５上には、配線パターン２９が設けられる。配線パターン２９は、第１搭載部材５の上面に第２搭載部材６に沿って設けられる。また、配線パターン２９は、領域５ｈを含み、第１搭載部材５の両端へ伸びるように設けられる。
【００１９】
光モジュール１は、レーザダイオード９、光ファイバ１５、フェルール１７、及びフォトダイオード２５といった受光素子をさらに備える。
【００２０】
レーザダイオード９は、第１搭載部材５の配線パターン２９上の素子搭載面５ｈに搭載される。レーザダイオード９は、図４に示すように、光出射面９ａといった第１の面と光反射面９ｂといった第２の面とを有する。レーザダイオード９は光出射面９ａから信号光Ａを出力するとともに、光反射面９ｂからモニタ光Ｂを出力する。
【００２１】
第１搭載部材５の光ファイバ溝５ｆ上には、光ファイバ１５が光出射面９ａに光学的に結合されるように設けられる。光ファイバ溝５ｆによって、光ファイバ１５の所定の軸と交差する方向の位置が決められる。光ファイバ１５の一部には、円筒状のフェルール１７が光ファイバ１５を覆うように設けられる。溝５ａの一方の壁面５ｅには光ファイバ１５の先端部が当接されており、この突き当てによって光ファイバ１５の所定の軸方向の位置が決められる。光ファイバ溝５ｆが伸びる所定の軸方向には、光出射面９ａから信号光Ａが出射される。信号光Ａは、光ファイバ１５を介して光モジュール１の外部へ出力される。
【００２２】
図５は、第２搭載部材６を示す斜視図である。また、図６は、図４に示す側面断面図のうち第２搭載部材６の周辺部分の拡大図である。第２搭載部材６は、絶縁性材料からなる。図５及び図６を参照すると、第２搭載部材６は、基板３の主面３ｃに面する底面６ｉを有する。また、第２搭載部材６は、第１の面６ｃ及び第２の面６ｄを有する。第１の面６ｃ及び第２の面６ｄは、所定の面と平行に設けられ、所定の軸方向に並設される。第１の面６ｃは、底面６ｉからの高さが第２の面６ｄのそれよりも大きくなるように設けられる。第１の面６ｃと第２の面６ｄとの間には、第１搭載部材５の素子搭載領域５ｈに対して所定の角度θを有する斜面６ａが設けられる。第１搭載部材５の素子搭載領域５ｈは所定の面に沿って設けられるので、斜面６ａは所定の面に対し所定の角度θで交差する面に沿って伸びている。また、第２搭載部材６は、前面６ｅ及び背面６ｆを有する。前面６ｅ及び背面６ｆは、互いに所定の軸方向に並んでおり、それぞれが所定の面と交差するとともに所定の軸に交差する方向に伸びている。また、第２搭載部材６は、側面６ｇ及び６ｈを有する。側面６ｇ及び６ｈは、互いに所定の軸と交差する方向に並んでおり、それぞれが所定の面と交差するとともに所定の軸方向に伸びている。第２搭載部材６は、前面６ｅが第１搭載部材５に接するように基板３上に載置される。また、背面６ｆは第３搭載部材７に接する。
【００２３】
第２搭載部材６は、斜面６ａ上に素子搭載面６ｂを有する。素子搭載面６ｂは、第１搭載部材５の素子搭載面５ｈに対して所定の軸方向に配置される。また、第２搭載部材６は、第１の配線パターン２７ａ、第２の配線パターン２７ｂ、及び第３の配線パターン２７ｃを有する。第１の配線パターン２７ａは、第１の面６ｃ上の所定の軸と交差する方向の端部に設けられる。第２の配線パターン２７ｂは、斜面６ａ及び第１の面６ｃ上に設けられる。第２の配線パターン２７ｂは、第１の面６ｃ上の第１の配線パターン２７ａが設けられる端部とは反対側の端部に設けられ、さらに斜面６ａ上に伸びている。また、第３の配線パターン２７ｃは、斜面６ａ上に素子搭載面６ｂを含んで設けられる。第１の配線パターン２７ａと第３の配線パターン２７ｃとは互いに繋がっている。
【００２４】
第２搭載部材６の素子搭載面６ｂ上には、フォトダイオード２５が搭載される。フォトダイオード２５は、受光面２５ａ及び裏面２５ｂを有する。フォトダイオード２５は、裏面２５ｂが素子搭載面６ｂに面するように搭載される。また、裏面２５ｂと第３の配線パターン２７ｃとは、はんだといった導電性接着剤により電気的に互いに接続される。受光面２５ａと第２の配線パターン２７ｂとはボンディングワイヤ３１ｐを介して電気的に接続される。また、受光面２５ａはレーザダイオード９の光反射面９ｂと光学的に結合されており、レーザダイオード９から提供されるモニタ光Ｂを受光する。受光面２５ａは斜面６ａの所定の角度θによる傾斜を有しており、斜め方向から入射するモニタ光Ｂを受ける。なお、フォトダイオード２５の配置に必要な所定の軸方向のスペースを小さくし、かつモニタ光Ｂを効率よく受光するために、所定の角度θは６０°〜１２０°が好適である。また、フォトダイオード２５は、配置に必要な所定の軸方向のスペースを小さくするために、厚さが例えば２００μｍ以下といった薄いものが好ましい。
【００２５】
再び図１及び図３を参照すると、第１の配線パターン２７ａはボンディングワイヤ３１ｎを介してリード端子１９ａに電気的に接続される。第２の配線パターン２７ｂは、ボンディングワイヤ３１ｍを介してリード端子１９ｂに電気的に接続される。
【００２６】
光モジュール１は、第３搭載部材７、駆動素子１３、及びダイキャップ２１ａ及び２１ｂといった容量性素子をさらに備える。
【００２７】
第３搭載部材７は、導電性を有し、かつ第２搭載部材６よりも熱伝導率が大きい材料からなる。例えば、第２搭載部材６の材料としてＡｌ２Ｏ３（アルミナセラミックス）を、第３搭載部材７の材料としてアルミナセラミックスより熱伝導率の大きいＣｕ−Ｗ（銅タングステン）を用いるとよい。第３搭載部材７は、第１搭載部材５の側面５ｋ及び５ｎ、ならびに第２搭載部材６の側面６ｇ及び６ｈに面するように基板３の第３の領域３ｆ上に載置される。また、第３搭載部材７は、第２搭載部材６の背面６ｆに接するように載置される。第３搭載部材７は、第１搭載部材５の側面５ｎ及び第２搭載部材６の側面６ｇに沿って所定の軸方向に伸びる第１の部分７ａと、第１搭載部材５の側面５ｋ及び第２搭載部材６の側面６ｈに沿って所定の軸方向に伸びる第２の部分７ｂとを有する。第１の部分７ａ及び第２の部分７ｂは、第１搭載部材５の素子搭載面５ｈ、及び第２搭載部材６を間に挟むように設けられる。また、第３搭載部材７は、所定の軸と交差する方向に第２搭載部材６の背面６ｆに沿って伸びており駆動素子１３を搭載するための第３の部分７ｃを有する。第３の部分７ｃは、第１の部分７ａと第２の部分７ｂとを互いに繋いでいる。第３搭載部材７は、ボンディングワイヤ３１ｈ及び３１ｋを介してリード端子１９ａ及び１９ｂに電気的に接続される。
【００２８】
第３搭載部材７は、第３の部分７ｃに素子搭載面７ｄを有する。素子搭載面７ｄは、第３の部分７ｃの上面のうち第２搭載部材６の近傍部分に設けられ、所定の面に沿って伸びている。第３搭載部材７の素子搭載面７ｄ上には、駆動素子１３が搭載される。素子搭載面７ｄは、基板３からの駆動素子１３の電極が設けられる面の高さが、基板３からの第２搭載部材６の第１の面６ｃの高さよりも大きくなるように設けられる。駆動素子１３は、電源の供給を受けるための電極１３ｂ及び１３ｄを有する。電極１３ｂは、配線パターン２９にボンディングワイヤ３１ｃを介して電気的に接続される。電極１３ｄは、配線パターン２９にボンディングワイヤ３１ｅを介して電気的に接続される。また、駆動素子１３は、レーザダイオード９を駆動する信号を提供するための電極１３ｃを有する。電極１３ｃは、レーザダイオード９にボンディングワイヤ３１ｄを介して電気的に接続される。また、駆動素子１３は、送信信号を受ける電極１３ａ及び１３ｅを有する。送信信号は、光信号Ａに変換されて光モジュール１の外部へ出力される。電極１３ａは、リード端子１９ｂにボンディングワイヤ３１ｆを介して電気的に接続される。電極１３ａも同様に、リード端子１９ａにボンディングワイヤ３１ｇを介して電気的に接続される。
【００２９】
第３搭載部材７の第１の部分７ａ及び第２の部分７ｂそれぞれの上面は、電子部品を搭載するために利用できる。本実施形態では、第１の部分７ａに、レーザダイオード９及び駆動素子１３へ供給する電源を安定化するためのダイキャップ２１ａが搭載される。第２の部分７ｂにも同様にダイキャップ２１ｂが搭載される。ダイキャップ２１ａの上面にある電極は、ボンディングワイヤ３１ｊを介して配線パターン２９に、ボンディングワイヤ３１ｉを介してリード端子１９ａに、それぞれ電気的に接続される。ダイキャップ２１ｂの上面にある電極は、ボンディングワイヤ３１ｂを介して配線パターン２９に、ボンディングワイヤ３１ａを介してリード端子１９ｂに、それぞれ電気的に接続される。
【００３０】
光モジュール１は、封止樹脂３３、及び透明樹脂３５（図４に示す）をさらに備える。透明樹脂３５は、レーザダイオード９と光ファイバ１５との光学的結合、及びレーザダイオード９とフォトダイオード２５との光学的結合を維持するように、レーザダイオード９周辺の構成要素を封止する。封止樹脂３３は、上記した光モジュール１の構成物を封止する。封止樹脂３３とリードフレームは、光モジュール１のパッケージを形成する。封止樹脂３３は、光ファイバ１５、フェルール１７、及び複数のリード端子１９ａ及び１９ｂのそれぞれ一部が露出するように光モジュール１全体を封止する。
【００３１】
ここで、図７はレーザダイオード９の構成を示す側面断面図である。図７を参照すると、レーザダイオード９は、カソード電極９１、ｎ型半導体基板９２、ｎ型クラッド層９３、活性層９４、ｐ型クラッド層９５、及びアノード電極９６を有する。ｎ型半導体基板９２は、レーザダイオード９の基板として設けられる。ｎ型クラッド層９３は、ｎ型半導体からなり、ｎ型半導体基板９２の主面９２ａ上に設けられる。活性層９４は、レーザ光を発生する層であり、ｎ型クラッド層９３上に設けられる。ｐ型クラッド層９５は、ｐ型半導体からなり、ｎ型クラッド層９３とｐ型クラッド層９５との間に活性層９４を挟むように活性層９４上に設けられる。アノード電極９６は、ｐ型クラッド層９５と電気的に接続されるようにｐ型クラッド層９５上に設けられる。カソード電極９１は、ｎ型半導体基板９２と電気的に接続されるようにｎ型半導体基板９２の裏面９２ｂ上に設けられる。
【００３２】
また、図６を参照すると、レーザダイオード９は、アノード電極９６が配線パターン２９に面するように搭載される。そして、カソード電極９１は、ボンディングワイヤ３１ｄを介して駆動素子１３に電気的に接続される。アノード電極９６は、はんだといった導電性接着剤を介して配線パターン２９に電気的に接続される。なお、図６に示すレーザダイオード９は、図７に示すレーザダイオード９と上下逆に示されている。
【００３３】
図８は、光モジュール１のパッケージの一例を示す斜視図である。図８を参照すると、光モジュール１は封止樹脂３３によって封止されている。封止樹脂３３の一側面３３ａにはリード端子１９ａが配列され、他側面３３ｂにはリード端子１９ｂ（図１ないし図３参照）が配列される。封止樹脂３３の前面３３ｃには、フェルール１７の一部が突出しており、光ファイバ１５の端部のうちレーザダイオード９と光学的に結合された端部とは異なる端部が露出している。また、封止樹脂３３は、本体部３３ｄとヘッド部３３ｅとを有する。ヘッド部３３ｅの両側面３３ｆ及び３３ｇには、光コネクタと嵌め合わされる突起３３ｈ及び３３ｉが設けられる。
【００３４】
図９は、レーザダイオード９の周辺部分を模式的に示す平面図である。図９を用いて、以下に光モジュール１の動作を説明する。
【００３５】
図９を参照すると、複数のリード端子１９ａのうちの少なくとも１本、及び複数の１９ｂのうちの少なくとも１本が接地端子として利用される。そして、第３搭載部材７がボンディングワイヤ３１ｈ、３１ｋを介してリード端子１９ａ、１９ｂに電気的に接続されることにより、第３搭載部材７は接地される。
【００３６】
また、光モジュール１は、複数のリード端子１９ａのうちの少なくとも１本及び複数の１９ｂのうちの少なくとも１本に電源４５から正の電源電圧Ｖ１を受ける。そして、リード端子１９ａに受けた電源電圧Ｖ１はボンディングワイヤ３１ｉを介してダイキャップ２１ａのプラス端子に提供される。ダイキャップ２１ａのマイナス端子は第３搭載部材７に電気的に接続されるので、ダイキャップ２１ａによって電源電圧Ｖ１が安定化される。電源電圧Ｖ１は、ダイキャップ２１ａのプラス端子からボンディングワイヤ３１ｊを介して配線パターン２９に提供される。
【００３７】
また、リード端子１９ｂに受けた電源電圧Ｖ１はボンディングワイヤ３１ａを介してダイキャップ２１ｂのプラス端子に提供される。ダイキャップ２１ｂのマイナス端子は第３搭載部材７に電気的に接続されるので、ダイキャップ２１ｂによって電源電圧Ｖ１が安定化される。電源電圧Ｖ１は、ダイキャップ２１ｂのプラス端子からボンディングワイヤ３１ｂを介して配線パターン２９に提供される。
【００３８】
こうして配線パターン２９に提供された電源電圧Ｖ１によって、レーザダイオード９および駆動素子１３に電源が提供される。すなわち、電源電圧Ｖ１が配線パターン２９を介してレーザダイオード９に提供され、同じく電源電圧Ｖ１が配線パターン２９、ボンディングワイヤ３１ｃ及び３１ｅを介して駆動素子１３に提供される。
【００３９】
また、光モジュール１は、複数のリード端子１９ａのうちの少なくとも１本に電源４７から正の電源電圧Ｖ２を受ける。そして、リード端子１９ａに受けた電源電圧Ｖ２はボンディングワイヤ３１ｎ、第１の配線パターン２７ａ、及び第３の配線パターン２７ｃを介してフォトダイオード２５に提供される。
【００４０】
また、光モジュール１は、複数のリード端子１９ａのうちの少なくとも１本及び複数のリード端子１９ｂのうちの少なくとも１本に信号生成回路４１から送信信号Ｓ１を受ける。本実施形態においては、信号生成回路４１は光モジュール１の外部に設けられる。リード端子１９ａに受けた送信信号Ｓ１はボンディングワイヤ３１ｇ及び電極１３ｅを介して駆動素子１３に提供される。また、リード端子１９ｂに受けた送信信号Ｓ１はボンディングワイヤ３１ｆ及び電極１３ａを介して駆動素子１３に提供される。
【００４１】
駆動素子１３は、こうして受けた送信信号Ｓ１に基づいてレーザダイオード９を駆動するための駆動信号Ｓ２を生成する。駆動信号Ｓ２は、駆動素子１３から電極１３ｃ及びボンディングワイヤ３１ｄを介してレーザダイオード９に提供される。
【００４２】
レーザダイオード９は、こうして提供された電源電圧Ｖ１及び駆動信号Ｓ２に基づいて、活性層９４において光を発生する。活性層９４において発生した光は、レーザダイオード９の光出射面９ａから信号光Ａとして出力される。信号光Ａは光ファイバ１５へ入射され、光ファイバ１５を伝搬して光モジュール１の外部へ出力される。また、レーザダイオード９の光反射面９ｂからは、活性層９４にて発生したモニタ光Ｂが出力される。モニタ光Ｂはフォトダイオード２５の受光面２５ａに入射する。フォトダイオード２５においてモニタ光Ｂの光強度に応じた検出信号Ｓ４が生成される。検出信号Ｓ４はフォトダイオード２５からボンディングワイヤ３１ｐ、第２の配線パターン２７ｂ、及びボンディングワイヤ３１ｍを介して複数のリード端子１９ｂのうちの少なくとも１本に提供される。そして、検出信号Ｓ４が検出回路４３に提供され、モニタ光Ｂの光強度が検出される。本実施形態では、検出回路４３は光モジュール１の外部に設けられる。
【００４３】
以上に説明した実施形態による光モジュール１は、以下に述べる効果を有する。上記した構成により、レーザダイオード９と駆動素子１３との間隔が小さくなる。従来より光モジュールは、レーザダイオードの光反射面から出射されるモニタ光を効率よく検出するために、レーザダイオードとフォトダイオードとの距離が短くなるようレーザダイオードと駆動素子との間にフォトダイオードを設けている。発明者は、駆動回路のインダクタンスを低減するために配線が短くなるような構造を検討し、レーザダイオードと駆動素子との間にフォトダイオードを設けつつ配線を短くできる構造を見出した。
【００４４】
ここで、図１０は従来の光モジュールの構造を示す側面断面図である。この光モジュール１００は、基板１０１上に搭載部材１０２及び搭載部材１０６が載置される。搭載部材１０２上にはレーザダイオード１０３、フォトダイオード１０４、及び光ファイバ１０５が搭載される。また、搭載部材１０６上に駆動素子１０７が搭載される。光ファイバ１０５、レーザダイオード１０３、フォトダイオード１０４、及び駆動素子１０７は所定の軸に沿って順に配置されている。このように光モジュール１００の各構成要素を軸に沿って配置しただけでは、レーザダイオード１０３と駆動素子１０７とを接続する配線１０８が長くなってしまう。
【００４５】
本実施形態による光モジュール１は、第２搭載部材６の素子搭載面６ｂが所定の面と交差する面に沿って伸びている。すなわち、素子搭載面６ｂが設けられている斜面６ａが所定の面に対して所定の角度θを有している。そして、素子搭載面６ｂにフォトダイオード２５を搭載している。これによって、フォトダイオード２５の配置に必要な所定の軸方向の間隔を狭めることができる。ゆえに、所定の軸方向に順に配置されたレーザダイオード２５と駆動素子１３との距離が小さくなり、レーザダイオード２５と駆動素子１３とを接続する配線を短くできる。
【００４６】
また、本実施形態による光モジュール１は、第１搭載部材５と第２搭載部材６とが隣接し、第２搭載部材６と第３搭載部材７とが隣接している。第１、及び第２、及び第３搭載部材はこのように配置されることが好ましい。これによって、各搭載部材を基板３へ載置する際に、各搭載部材相互の位置を容易に合わせることができる。各搭載部材を基板３へ載置するときに予めレーザダイオード９、フォトダイオード２５、及び駆動素子１３といった各部品をそれぞれ搭載させておけば、これらの部品相互の位置は各搭載部材を基板３へ載置する際に容易に決定される。よって、レーザダイオード９と駆動素子１３とを容易に近づけることができる。また、第１搭載部材５に搭載されるレーザダイオード９と、第２搭載部材６に搭載されるフォトダイオード２５との所定の軸方向の光学的な位置決めを容易にできる。
【００４７】
また、図１０に示したような従来の光モジュール１００では、搭載部材１０２と搭載部材１０６の両方が導電性、あるいは半導電性を有している。搭載部材１０２の表面には酸化膜などの絶縁膜を形成するが、搭載部材１０６に面する部分は切断面であるため、この部分には自然に形成された薄い酸化膜のみが存在する。よって、搭載部材１０２と搭載部材１０６とを隣接させると寄生容量が発生する。このため、従来の光モジュール１００では搭載部材１０２と搭載部材１０６とを離して配置していた。このことが、レーザダイオード１０３と駆動素子１０７とを接続する配線を短くできない一因となっていた。
【００４８】
本実施形態による光モジュール１は、第１搭載部材５及び第３搭載部材７が導電性を有しており、第２搭載部材６が絶縁性を有している。第１搭載部材５及び第３搭載部材７が導電性を有するときには、第２搭載部材６が絶縁性を有することが好ましい。これによって、第１搭載部材５と第２搭載部材６とを隣接させ、第２搭載部材６と第３搭載部材７とを隣接させても、レーザダイオード９が搭載される第１搭載部材５と、駆動素子１３が搭載される第３搭載部材７との間に寄生容量が生じないので、レーザダイオード９を高速に駆動できる。ゆえに、第１搭載部材５と第２搭載部材６とを隣接させ、第２搭載部材６と第３搭載部材７とを隣接させて配置できるので、レーザダイオード９と駆動素子１３との間隔をさらに短くできる。
【００４９】
また、光モジュールは、第３搭載部材７が、第２搭載部材６よりも熱伝導率が大きいことが好ましい。駆動素子１３から発生する熱が第３搭載部材７から第２搭載部材６を介して第１搭載部材５に伝わると、レーザダイオード９の動作特性に悪影響を及ぼす。第３搭載部材７が、第２搭載部材６よりも熱伝導率が大きければ、熱が第１搭載部材５に伝わることを抑制できる。すなわち、駆動素子１３において発生した熱のうちレーザダイオード９へ伝わる熱を低減できる。
【００５０】
また、本実施形態による光モジュール１は、第３搭載部材７が第１の部分７ａ及び第２の部分７ｂを有している。また、光モジュール１は、第１の部分７ａ及び第２の部分７ｂ上に搭載されたダイキャップ２１ａ及び２１ｂを備えている。光モジュールはダイキャップ２１ａ、２１ｂを備えることが好ましく、これによって、レーザダイオード９へ供給される電源電圧Ｖ１を安定化できる。また、光モジュールは、接地されている第３搭載部材７が上記のような第１の部分７ａ及び第２の部分７ｂを有することが好ましい。これによって、ダイキャップ２１ａ、２１ｂをレーザダイオード９の近傍に配置できるので、第２のリード端子とレーザダイオード９との間の配線を短くできる。
【００５１】
また、光モジュール１は、基板３からの駆動素子１３の高さが、基板３からの第２搭載部材６の高さより大きいことが好ましい。これによって、第２搭載部材６がボンディングワイヤ３１ｄの配線経路を妨げずに済み、駆動素子上に設けられる電極とレーザダイオード９とを接続するボンディングワイヤ３１ｄの経路を短く確保できる。
【００５２】
本発明による光モジュールは、上記した実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記した各実施形態では、レーザダイオードと光ファイバとが並んで搭載されている。これ以外にも、レーザダイオードの光出射面から出射された信号光が、レンズといった光学部品を介して光ファイバに入射するような構成でもよい。
【００５３】
【発明の効果】
本発明による光モジュールによれば、半導体発光素子の配置に必要な所定の軸方向の間隔を狭めることができるので、所定の軸方向に順に配置された半導体発光素子と駆動素子との距離が小さくなり、半導体発光素子と駆動素子とを接続する配線の長さを短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による光モジュールの実施形態を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す光モジュールの、一部の部材の構成を示す斜視図である。
【図３】図３は、図１に示す光モジュールの平面図である。
【図４】図４は、図１に示す光モジュールのＩ−Ｉ断面を示す側面断面図である。
【図５】図５は、第２搭載部材を示す斜視図である。
【図６】図６は、図４に示す側面断面図のうち第２搭載部材の周辺部分の拡大図である。
【図７】図７はレーザダイオードの構成を示す側面断面図である。
【図８】図８は、光モジュールのパッケージの一例を示す斜視図である。
【図９】図９は、レーザダイオードの周辺部分を模式的に示す平面図である。
【図１０】図１０は従来の光モジュールの構造を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１…光モジュール、３…基板、５…第１搭載部材、６…第２搭載部材、７…第３搭載部材、９…レーザダイオード、１３…駆動素子、１５…光ファイバ、１７…フェルール、２１ａ、２１ｂ…ダイキャップ、２５…フォトダイオード、２７ａ…第１の配線パターン、２７ｂ…第２の配線パターン、２７ｃ…第３の配線パターン、２９…配線パターン、３１ａ〜３１ｐ…ボンディングワイヤ、３３…封止樹脂。
【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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