(57)【要約】【課題】パッケージ端子と半導体機能素子を搭載する基板間をワイヤーボンディングにより接続された光通信用光モジュール装置における高周波特性の劣化を改善する。【解決手段】コプレーナ線路等の高周波線路が形成されたブリッジ型接続用高周波線路基板４を用いて、半導体レーザが搭載され表面に高周波線路が形成された基板５とパッケージリードフレーム３との間を電気的に接続を行うことにより、優れた高周波特性を有する光通信用光モジュールを得ることができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザと光ファイバを搭載した基板がパッケージに実装された光モジュール装置において、前記基板表面には第１の高周波線路が形成されており、該高周波線路に前記半導体レーザを載置することにより該半導体レーザが前記高周波線路と電気的に接続され、前記基板と前記パッケージのリードフレーム間に接続用基板が載置されており、該接続用基板の裏面には第２の高周波線路が形成され、該第２の高周波線路を介して前記基板上に形成された第１の高周波線路と前記パッケージリードフレームとが電気的に接続されていることを特徴とする光通信用モジュール装置。
【請求項２】
基板または接続用基板に位置合わせ用マークが形成されており、該位置合わせ用マークを用いて、前記接続用基板が前記基板に載置されていることを特徴とする請求項１記載の光通信用モジュール装置。
【請求項３】
第１の高周波線路及び第２の高周波線路が、共にコプレーナ高周波線路であることを特徴とする請求項１記載の光通信用モジュール装置。
【請求項４】
パッケージリードフレーム上に第３の高周波線路が形成されていることを特徴とする請求項１記載の光通信用モジュール装置。
【請求項５】
接続用基板に、半導体レーザの出力光モニター用のフォトダイオードが搭載されていることを特徴とする請求項１記載の光通信用モジュール装置。
【請求項６】
接続用基板に、フォトダイオード駆動用回路が形成されていることを特徴とする請求項５記載の光通信用モジュール装置。
【請求項７】
第１の回路基板、及び第２の回路基板の表面にそれぞれ高周波線路が形成されており、前記第１の回路基板と前記第２の回路基板間に接続用基板が載置され、該接続用基板の裏面に形成された高周波線路を介して、第１の回路基板と前記第２の回路基板を電気的に接続したことを特徴とするモジュール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モジュール装置、特に送信用又は受信用の光モジュール装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の送信用光モジュール装置の構成を、図４（ａ）、（ｂ）にそれぞれ平面図、断面図として示す。光モジュール構成は、パッケージ１０６、パッケージ端子１０７、パッケージリードフレーム１０５、発信用半導体レーザ１０２や光ファイバ１０１を積載した光素子搭載用基板１０３とで構成される。各基板間はボンディングワイヤ１０４により電気的接続が取られている。また、リードフレーム１０５と光機能素子搭載用基板１０３との間に、ＬＤを駆動する回路等の構成もある。発信用半導体レーザ１０２は、光ファイバ１０１または光導波路と精度良く光結合を取らなければならないためや基板材用が異なるため、駆動用電気処理回路とは別の基板で構成される。受信部についてもボンディングワイヤで電気的接続を行っている。
【０００３】
光通信において、高速・広帯域化が進んでおり、高速・広帯域モジュールでは、電気的接続を得るため、高周波特性が良い同軸タイプのパッケージが使用される場合がある。しかしながら、同軸タイプではコストが高い、モジュールサイズが大きくなるといった問題がある。表面実装光モジュール等のピン型パッケージは低コストであるが、パッケージピンとパッケージ内の高周波素子との間で、良好な高周波特性が得られる電気的接続を実現することは困難である。従来は、モジュール内の素子または高周波回路とモジュール端子とは、簡易的であるボンディングワイヤ等で電気的接続がなされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
光通信光モジュールにおいて、高速・広帯域通信が望まれており、パッケージに高周波端子が用いられ、内部構成には高周波回路及び線路が用いられるようになってきている。光モジュールを実装する場合、従来はボンディングワイヤを使用すると簡易的にパッケージ電極と高周波回路基板とを電気的に接続することが可能であるが、ボンディングワイヤは高周波において寄生インダクタンス成分となる。このような寄生インダクタンスにより、高周波伝送路間にインピーダンス不整合が生じてしまい、高周波及び広帯域で光機能素子を動作させる場合において高周波特性劣化となるため、ボンディングワイヤが高速・広帯域の制限となってしまう。これらのことから、高速・広帯域光モジュールにおいて、ボンディングワイヤを用いることなく、光機能素子まで高周波回路または高周波線路で形成されることが望まれる。パッケージ端子と高周波基板や光機能素子とをワイヤレスで接続する方法が必要である。
【０００５】
一方、ボンディングワイヤを使用しない方法として、フレキシブル基板を用いた実装構造が、特開平９−１４８６７５号に開示されている。フレキシブル基板により、ボンディングワイヤよりも、インピーダンス整合された伝送線路接続が可能になるが、形状変化で特性劣化する、特性インピーダンスの精度が良くない、位置合わせ精度が良くない、信頼性が良くない問題がある。高速・広帯域化において、更なる高周波特性が優れた接続が望まれる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、高周波線路が形成された素子搭載用高周波回路基板とパッケージリードフレーム間に接続用基板を載置し、この接続用基板の裏面に高周波線路を形成しておくことにより、素子搭載用高周波回路基板とパッケージリードフレーム間の電気的接続を図ることを特徴とする。
【０００７】
これにより、ボンディングワイヤを用いることなく、素子搭載用高周波回路基板とパッケージリードフレームを電気的に接続することができ、高周波特性が安定した高周波伝送線路接続が可能である。基板に形成された高周波回路であるため、高性能でかつ形状変化が少なく、良好な特性が得られる。
【０００８】
また、素子搭載用高周波回路基板または接続用基板に、位置合わせ用マークを作製しておけば、接続用基板を制度良く素子搭載用高周波回路基板とパッケージリードフレーム間に載置することが可能となる。
【０００９】
また、接続用基板に、他の部品、例えば半導体レーザの出力光モニター用のフォトダイオードや、フォトダイオード駆動用回路を搭載することもできる。
【００１０】
なお、本発明における接続用基板は、光通信光モジュール装置に限らず、高周波回路が形成された回路基板どうしの接続にも適用することが可能であり、優れた高周波特性を持ったモジュール装置が実現できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明であるブリッジ型接続用高周波線路基板（接続用基板）を用いた光モジュール装置の構成の実施形態を図１に示す。図１のモジュールはパッケージ端子１、パッケージ２、パッケージリードフレーム３、ブリッジ型接続用高周波線路基板４、光機能素子搭載用基板５、半導体レーザ６、光ファイバ７からなる。図１内のパッケージ端子１、パッケージリードフレーム３、ブリッジ型接続用高周波線路基板４、光機能素子搭載用基板５のそれぞれにコプレーナ高周波線路が形成されており、それぞれの特性インピーダンスが同じになるように設計されている。裏面にコプレーナ等の高周波線路が金属等で形成された該ブリッジ型接続用高周波線路基板を使用することにより、ボンディングワイヤを用いることなく、各基板間において、高周波線路として電気的接続を得ることが可能である。それぞれの接点は半田や導電性ペースト等で接続される。ブリッジ型接続用高周波線路基板は、Ｓｉ、ＩｎＰ、ＧａＡｓ、ＧａＮ等の半導体材料基板、またはガラス等の誘電体材料基板、または有機材料基板等のすべての基板にて適用できる。
【００１２】
本構成で、ブリッジ型接続用高周波線路基板を図１内に示される半導体フォトダイオード８（ＰＤ）として作製すれば、半導体レーザの出力光をモニタできるモニタ用半導体フォトダイオードとしての機能も持たせることも可能である。他にも、高周波伝送線路と他の半導体機能素子や回路として組み合わせることが可能である。このブリッジ型接続用高周波線路基板にＬＤ駆動用ＩＣを作製することも可能で、コンパクトな光モジュールを実現することができる。接続されるまたは接続する基板の材料を問わず構成することができ、異種の材料基板をインピーダンス不整合なしに電気的接続を取ることが可能である。
【００１３】
受信部モジュールについても同様に適用でき、その実施形態の一例を図２に示す。図２はパッケージ端子２０、パッケージリードフレーム電極２１、回路が形成されたブリッジ型接続用高周波線路基板２２、半導体フォトダイオード２３、光ファイバ２４、光機能素子搭載用基板２５、波長分割フィルタ２６、パッケージ２７で構成されている。ブリッジ型接続用高周波線路基板２２にプリアンプ等の受信用処理回路が形成されており、良好な高周波特性で電気的接続を得られる。半導体フォトダイオードとブリッジ型接続用高周波線路基板と直接接続することもできる。
【００１４】
本実施形態ではパッケージリードフレームと高周波回路基板を、該ブリッジ型接続用高周波線路基板を用いて接続したが、少なくとも２つ以上の高周波回路基板間を同様な構成で電気的接続を得ることができる。その実施形態を図３に示す。図３（ａ）、（ｂ）において、電気回路３０とコプレーナ高周波線路３３が形成された回路基板３１と回路基板３４とを該ブリッジ型接続用高周波線路基板３２を用いて電気的に接続されている。回路基板３１、３４やブリッジ型接続用高周波線路基板３２には半導体レーザ等の素子３５を搭載させることができる。図３（ａ）は回路基板に位置合わせ用の溝が形成されており、図３（ｂ）はブリッジ型接続用高周波線路基板３２に溝が形成されている。このようにブリッジ型接続用高周波線路基板３２、または、接続する基板３１、３４にガイド溝を作製することにより、精度良く位置合わせをすることが可能である。他にも部分的に位置合わせ用の凸凹を作製し、精度良く位置を合わせる方法も適用できる。このような構成は異種材料基板を接続する場合に特に有効な手段である。
【００１５】
本実施形態では図面などコプレーナ高周波線路を用いて説明したが、他のマイクロストリップライン、スロットライン、コプレーナストリップ、カップルドマイクロストリップライン等のすべての高周波線路についても適用することができる。また、基板についても、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ等の半導体材料、磁性体材料、有機材料、ニオブ酸リチウム、ガラス等の誘電体材料などのすべての基板材料に応用できる。
【００１６】
【発明の効果】
ブリッジ型接続用高周波線路基板を用いることにより、パッケージの高周波端子、素子積載用高周波線路基板、回路基板間をボンディングワイヤレスで電気的接続を得ることが可能である。異なった材料基板を高周波でも良好な電気的接続が得られる。高周波線路基板を使用しているため、優れた高周波特性を持ち、形状変化がなく、特性変化が起こらない。位置精度用ガイド溝を作製することで、精度良くかつ簡単に電気的接続を得ることができる。また、基板間を接続するだけでなく、ブリッジ型接続用高周波基板に回路や機能素子を形成または搭載することで、有効的に空間を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す送信用光モジュール装置の構成図
【図２】本発明の第２の実施形態を示す受信用光モジュール装置の構成図
【図３】本発明の第３の実施形態を示す光モジュール装置の構成図
【図４】従来の光モジュール装置の構成図
【符号の説明】
１　パッケージ端子
２　パッケージ
３　パッケージリードフレーム
４　ブリッジ型接続用高周波線路基板
５　光機能素子搭載用基板
６　半導体レーザ
７　光ファイバ
９　高周波線路
１０　受光部
２０　パッケージ端子
２１　パッケージリードフレーム電極
２２　ブリッジ型接続用高周波線路基板
２３　半導体フォトダイオード
２４　光ファイバ
２５　光機能素子搭載用基板
２６　波長分割フィルタ
２７　パッケージ
３１、３４　回路基板
３２　ブリッジ型接続用高周波線路基板
１０１　光ファイバ
１０２　半導体レーザ
１０３　光機能素子搭載用基板
１０４　ボンディングワイヤ
１０５　パッケージリードフレーム
１０６　パッケージ
１０７　パッケージリードピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004047532.tif 000005
【図４】
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