(57)【要約】【課題】高速の電気信号を入出力するパッケージにおいて、短時間かつ低価格に作製することができ、高周波領域まで良好な周波数特性を得る。【解決手段】電気的に絶縁性を有する基板１０１の一方の面に導電性を有する薄膜状の信号配線１０２が形成され、基板１０１の他方の面に導電性を有する薄膜状の電気的基準面１０４が形成された高速信号線において、他方の面は、一方の面の方向に掘り込まれて電気的基準面１０４が形成され、高速信号線が所定のインピーダンスを有するように構成された。【選択図】　　　　図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的に絶縁性を有する基板の一方の面に導電性を有する薄膜状の１または複数の信号配線が形成され、前記基板の他方の面に導電性を有する薄膜状の電気的基準面が形成された高速信号線において、
前記他方の面は、前記一方の面の方向に掘り込まれて前記電気的基準面が形成され、前記高速信号線が所定のインピーダンスを有するように構成されたことを特徴とする高速信号線。
【請求項２】
前記他方の面は、前記一方の面の凹凸または折れ曲がりに応じて、前記高速信号線が所定のインピーダンスを有するように掘り込まれたことを特徴とする請求項１に記載の高速信号線。
【請求項３】
前記高速信号線は、所定のインピーダンスを有するように構成されたマイクロストリップ線路であることを特徴とする請求項１または２に記載の高速信号線。
【請求項４】
前記一方の面における前記信号配線の両側に、所定の距離を隔てて、電気的基準面が形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の高速信号線。
【請求項５】
前記高速信号線は、所定のインピーダンスを有するように構成されたグランデッドコプレーナ線路であることを特徴とする請求項４に記載の高速信号線。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速信号線に関し、より詳細には、光通信、光情報処理の分野で使用される高速光送受信モジュールなどに用いられるパッケージにおいて、高速の電気信号を入出力する高速信号線に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、データ通信需要の急激な増大により、光ネットワークの高速・広帯域化が活発に進められている。従来の電話網を中心とした幹線系ネットワークはもとより、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＭＡＮ（Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）またはＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）のバックボーン等、経済化が強く求められているネットワークにおいても高速化の動きが加速している。このような状況において、伝送速度が１０Ｇｂ／ｓを越える高速の光送受信モジュールの低コスト化が強く求められている。
【０００３】
従来、伝送速度が１Ｇｂ／ｓを越える高速光送受信モジュールは、セラミックもしくは金属を材料とするパッケージを用いて作製されていた。図１〜図３に、従来の高速光送受信モジュールで用いられている代表的な高速信号線の構成を示す。図１に示したマイクロストリップ線路は、誘電体１１上に形成された高速信号線１２と、誘電体１１ａ，１１ｂ内部に金属製の薄膜等から形成された電気的な基準面となるグランド面１３とから構成されている。誘電体内部にグランド面を設置する必要があり、作製上の工程が多くなるという問題がある。
【０００４】
図２に示したコプレーナ線路は、誘電体１１上に形成された高速信号線１２と、高速信号線１２の両側に形成された電気的な基準面となるグランド面１４ａ，１４ｂとから構成されている。マイクロストリップ線路と比較して、誘電体内部にグランド面を設置する必要がないため作製上の工程は少ない。しかし、所定のインピーダンスを有する高速信号線１２を形成するために、高速信号線１２の幅を大きくとるか、または高速信号線１２とグランド面１４ａ，１４ｂとの間隔を小さくする必要があり、広い面積が必要になったり、高い加工精度が要求される等の問題がある。
【０００５】
図３に示したグランデッドコプレーナ線路は、誘電体１１上に形成された高速信号線１２と、誘電体１１ａ，１１ｂ内部に金属製の薄膜等から形成されたグランド面１３と、高速信号線１２の両側に形成されたグランド面１４ａ，１４ｂとから構成されている。コプレーナ線路のような作製上の問題は少ないが、マイクロストリップ線路と同様に作製上の工程が多くなるという問題がある。
【０００６】
図４に、従来の高速光受信モジュールの第１例を示す。１Ｇｂ／ｓ以上の伝送速度で動作する高速光受信モジュールは、現在広く用いられているバタフライ型の金属製またはセラミック製のパッケージを用いている。光受信モジュールは、側面に金属製リード２２が取り付けられたセラミック製パッケージ２１に、フォトダイオード２３とベアチップのプリアンプＩＣ２４とが搭載されている。光受信モジュールの前面には、レンズを収容し、光ファイバ２６に接続されたレンズホルダー２５が設けられ、後面には、電気信号を出力する高周波コネクタ２７が設けられている。
【０００７】
光ファイバ２６を通して送られてきた光信号は、レンズを介してフォトダイオード２３で受信される。フォトダイオード２３は、光信号を電気信号に変換し、ボンディングワイヤを介してプリアンプＩＣ２４に入力する。プリアンプＩＣ２４で増幅された電気信号は、ボンディングワイヤと、セラミック製パッケージ２１上に形成された高速信号線２８と、高周波コネクタ２７とを介して光受信モジュールから出力される。
【０００８】
高速信号線２８は、マイクロストリップ線路により形成され、高速信号線２８の下部には、セラミック製パッケージ２１内部にグランド面２９が挿入されている。高速信号線２８とグランド面２９との間隔は、所定の線路インピーダンス、例えば５０Ωとなるように一定の間隔が保たれている。また、グランド面２９は、導電性を有する金、アルミニウムなどの金属材料により、メッキ加工を施して形成されている。グランド面２９は、導電性材料でメッキ加工されたセラミック製パッケージ２１の側面または底面と電気的に接続されている。電気的な接続には、グランド面２９とパッケージの底面との間に、スルーホール３０を複数個設置する。スルーホール３０は、側壁を導電性材料でメッキ加工するか、または導電性材料で埋め込むことにより、電気的接続を実現している。
【０００９】
図５に、従来の高速光受信モジュールの第１例における高速信号線の詳細を示す。高速信号線２８とグランド面２９との構成により、線路インピーダンスを高周波コネクタ２７の特性インピーダンスと整合させることができる。これにより良好な周波数特性を得ることができるが、信号出力がコネクタ形式となっているため、実装基板上に搭載されたポストアンプ、論理素子等の電子デバイスと、電気的に接続することが難しいという欠点がある。
【００１０】
図６に、従来の高速光送信モジュールを示す。高速光送信モジュールは、回路基板をくりぬいたり、リードを折り曲げることなく、回路基板に実装が可能な表面実装型セラミック製パッケージ４１を用いている。光送信モジュールは、セラミック製パッケージ４１の底面に金属製のリード４２が取り付けられ、レーザダイオード４３と配線板４４が搭載されている。光送信モジュールの前面には、レンズを収容し、光ファイバに接続されたレンズホルダー４５が設けられている。
【００１１】
リード４２とセラミック製パッケージ４１内部の配線とは、スルーホール４６により電気的に接続されている。スルーホール４６は、側壁を導電性材料でメッキ加工するか、または内部を導電性材料で埋め込むことにより、電気的接続を実現している。セラミック製パッケージ４１の底面に取り付けられたリード４２のうち、高速の電気信号の入出力に用いるリード４２ｃは、コプレーナ線路を構成している。所定の線路インピーダンス、例えば５０Ωとなるように、両隣のリード４２ｄ，４２ｅとの間隔が設定されている。
【００１２】
セラミック製パッケージ４１の配線板４４は、マイクロストリップ線路が形成されたセラミック製の配線板である。コプレーナ線路を構成するリード４２ｃから入力された電気信号は、スルーホール４６とボンディングワイヤと配線板４４上のマイクロストリップ線路とボンディングワイヤとを介して、レーザダイオード４３に伝達される。
【００１３】
図７に、従来の高速光送信モジュールにおける高速信号線の詳細を示す。本構成は、配線板４４におけるマイクロストリップ線路の高速信号線４８と、リード４２ｃ〜４２ｅで構成されるコプレーナ線路の高速信号線とは、スルーホールで接続されている。高速信号線４８は、その周囲をグランド面４７と接続された複数のスルーホール４６で取り囲むことにより、インピーダンスの整合をとっている。これにより実装基板上に搭載された電子デバイスとの接続を容易し、良好な周波数特性を得ることができる。
【００１４】
図８に、従来の高速光受信モジュールの第２例を示す。高速光受信モジュールは、低価格化を目的に開発されたプラスチック製パッケージを用いている。プラスチック製パッケージ５１は、一般に、ミニＤＩＬ（Ｄｕａｌ−Ｉｎ−Ｌｉｎｅ）型と呼ばれ、トランスファーモールド成形技術を用いて作製されている。プラスチック製パッケージ５１は、金属製のリード５２と、フォトダイオード５３およびプリアンプＩＣ５４を搭載した金属製のステージとをプラスチック材料（樹脂）で挟み込んだ簡易な構造を有している。プラスチック製パッケージ５１から突き出たリード５２を、図８に示したように折り曲げることにより、光受信モジュールを実装基板５７上に搭載することができる。
【００１５】
図９に、従来の高速光受信モジュールの第２例における高速信号線の詳細を示す。第２例における高速信号線５８は、図５、図７に示した高速信号線と比較して、低価格で簡易に作製でき、かつ、実装基板上に搭載された電子デバイスとの接続も容易である。その反面、所定のインピーダンスを保つために、高速信号線５８の下部、またはその周囲にグランド面を配置することは困難である。従って、１ＧＨｚを越える高い周波数領域で、良好な周波数特性を得ることは難しい。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
図５、図７に示した高速信号線は、線路インピーダンスが一定で、良好な周波数特性が得やすい。しかしながら、作製の際には、セラミック製の薄板を何層か積み重ねて焼結しなければならず、かつ、スルーホールを複数設ける必要があるので、作製上の手間がかかり、価格も高くなるという問題があった。
【００１７】
図９に示した高速信号線は、金属製のリードをプラスチック製の材料で挟み込むだけで作製できるため、短時間、かつ、低価格に作製できるという利点がある反面、１ＧＨｚを超える周波数域においては良好な周波数特性を得ることが難しいという問題があった。
【００１８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、高速の電気信号を入出力するパッケージにおいて、短時間かつ低価格に作製することができるとともに、高周波領域まで良好な周波数特性を得ることのできる高速信号線を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明は、電気的に絶縁性を有する基板の一方の面に導電性を有する薄膜状の１または複数の信号配線が形成され、前記基板の他方の面に導電性を有する薄膜状の電気的基準面が形成された高速信号線において、前記他方の面は、前記一方の面の方向に掘り込まれて前記電気的基準面が形成され、前記高速信号線が所定のインピーダンスを有するように構成されたことを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、基板を堀り込んで、掘り込みの内面に電気的基準面を形成することにより、高速信号線が所定のインピーダンスを有するように構成したので、誘電性の薄板を多層に積層せずに、高速信号線を容易に形成することができる。
【００２１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の前記他方の面は、前記一方の面の凹凸または折れ曲がりに応じて、前記高速信号線が所定のインピーダンスを有するように掘り込まれたことを特徴とする。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の前記高速信号線は、所定のインピーダンスを有するように構成されたマイクロストリップ線路であることを特徴とする。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の前記一方の面における前記信号配線の両側に、所定の距離を隔てて、電気的基準面が形成されたことを特徴とする。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の前記高速信号線は、所定のインピーダンスを有するように構成されたグランデッドコプレーナ線路であることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１０に、本発明の第１の実施形態にかかる高速信号線の構成を示す。セラミック等の誘電体、プラスチック等の絶縁性材料からなるパッケージ１０１の一方の面に高速信号線１０２が形成されている。高速信号線１０２が形成された面の反対側の面より、パッケージ１０１を掘り込み１０３を形成することにより高速信号線１０２と平行になる面を形成する。掘り込み１０３の内面には、メッキまたは蒸着により金属薄膜を貼り付けることにより、高速信号線１０２に所定のインピーダンスを発生させるための、電気的な基準面となるグランド面１０４を形成する。
【００２６】
図１１に、本発明の第２の実施形態にかかる高速信号線の構成を示す。図１０に示した高速信号線１０２が形成された面にもグランド面１０５を配置して、グランデッドコプレーナ線路を構成した。高速信号線１０２の下部にグランド面を設置しない単純なコプレーナ線路と比較して、高速信号線１０２とその両側のグランド面１０５との間隔を大きくすることができ、作製上のトレランスが大きいという利点がある。
【００２７】
図１２に、本発明の第３の実施形態にかかる高速信号線の構成を示す。図１０に示した高速信号線１０２を９０度折り曲げて、パッケージ１０１の側面にも形成した。
【００２８】
図１３に、本発明の第４の実施形態にかかる高速信号線の構成を示す。図１１に示したグランデッドコプレーナ線路を構成する高速信号線１０２とグランド面１０５とを、９０度折り曲げて、パッケージ１０１の側面にも形成した。
【００２９】
図１４に、本発明の第５の実施形態にかかる高速信号線の構成を示す。図１０に示した高速信号線１０２を任意の角度で折り曲げて、パッケージ１０１の傾斜面にも形成した。
【００３０】
図１５に、本発明の第６の実施形態にかかる高速信号線の構成を示す。図１１に示したグランデッドコプレーナ線路を構成する高速信号線１０２とグランド面１０５とを、任意の角度で折り曲げて、パッケージ１０１の傾斜面にも形成した。第３〜６の実施形態の高速信号線は、実装基板上に搭載された電子デバイスとの接続を容易にするために、光送受信モジュールの入出力部を、パッケージ１０１の搭載面、すなわち底面に配置する。このとき、折り曲げた面に形成された高速信号線１０２に対するグランド面１０４が、掘り込み１０３の内面に形成されている。
【００３１】
上述した高速信号線１０２を有するパッケージは、例えば、プラスチック等の樹脂を用いた射出成形により、３次元的な回路形成を行うＭＩＤ（Ｍｏｌｄｅｄ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅ）技術を適用することにより、容易にかつ低価格に作製することができる。ＭＩＤ技術の詳細は、例えば、伊藤亮、「応用が進む三次元成形回路（ＭＩＤ）技術と成果」、日刊工業新聞社　表面実装技術、ｐｐ．６５−７０、Ｎｏ．１１、Ｖｏｌ．６，　１９９６年、特開２０００−８０４８０号公報、特開２００１−１６４３７４号公報または特願平１１−３６３３３６号明細書に開示されている。
【００３２】
［第１の実施例］
図１６に、本発明の高速信号線を適用した第１の実施例の構成を示す。第１の実施例は、高速信号増幅モジュールであり、プラスチック製基板２０１上に１０ＧＨｚ以上の高周波帯域を有する高速信号増幅器ＩＣ２０２を搭載している。高速信号増幅器ＩＣ２０２に対する信号入出力用の高速信号線２０３ａ，２０３ｂとして、プラスチック製基板２０１上にマイクロストリップ線路が形成されている。高速信号増幅器ＩＣ２０２は、電極パターンの形成された面を下にして、プラスチック製基板２０１上に形成された電極パッド２０５上に、ハンダバンプを用いてベアチップ搭載されている。高速信号線２０３ａ，２０３ｂの両端には、ＳＭＡ型高周波コネクタ２０４ａ，２０４ｂが取り付けられ、高速信号増幅器ＩＣ２０２の入力信号強度と出力信号強度の比である利得特性を測定することができる。
【００３３】
プラスチック製基板２０１の底面、高速信号線２０３の下部には掘り込み２０６が形成されている。掘り込み２０６の壁面には、導電性の金属メッキにより、高速信号線２０３ａ，２０３ｂのインピーダンスが５０Ωになるように、グランド面２０７が形成されている。掘り込み２０６を有するプラスチック製基板２０１は、ＭＩＤ技術、または切削加工により容易に作製することができる。また、高速信号増幅器ＩＣ２０２は、湿気等から素子を保護するために封止用樹脂２０８により、チップ全体が封止されている。
【００３４】
図１７（ａ）に、第１の実施例の断面図を示す。高速信号線２０３ａ，２０３ｂは、上部が空気の部分と封止用樹脂２０８で覆われた部分とに分かれる。そこで、封止用樹脂２０８で覆われた部分における特性インピーダンスが、空気の部分における特性インピーダンスと等しくなるように、掘り込み２０６の深さを変えて、グランド面２０７を形成している。図１７（ｂ）に、高速信号線２０３ａ，２０３ｂの特性インピーダンスを示す。封止用樹脂２０８で覆われた部分と上部が空気の部分とで、特性インピーダンスが等しいことを示している。
【００３５】
図１８に、第１の実施例における高速信号増幅器ＩＣの利得の周波数特性を示す。高速信号増幅器ＩＣ２０２の周波数特性は、高速信号線２０３ａ，２０３ｂが途中から封止用樹脂２０８で覆われているにもかかわらず、電気的な反射の影響等が見られない。３ｄＢ周波数応答帯域は、１２ＧＨｚであり、１０ＧＨｚ以上の良好な周波数特性が得られている。
【００３６】
図１９に、第１の実施例と比較するために作製した第１の比較例の構成を示す。図１６に示した高速信号増幅モジュールと形状、寸法、高速信号増幅器ＩＣ２０２、高速信号線２０３ａ，２０３ｂ、ＳＭＡ型高周波コネクタ２０４ａ，２０４ｂおよび電極パッド２０５は、同等のものを使用した。基板は、従来の高速モジュールに用いられているセラミック製基板２１１であり、内部にグランド面２１２を配置している。
【００３７】
図２０（ａ）に、第１の比較例の断面図を示す。セラミック製基板２１１は、複数のセラミック板を重ね合わせて焼結することにより形成されている。高速信号線２０３ａ，２０３ｂの下部に配置されるグランド面２１２は、多層化したセラミック板の最上層の下部に形成されている。このような構成では、図１７に示したように、高速信号線２０３ａ，２０３ｂの途中でグランド面２１２の位置を変えること、すなわち高速信号線２０３ａ，２０３ｂとグランド面２１２との距離を変更することは困難である。
【００３８】
図２０（ｂ）に、高速信号線２０３ａ，２０３ｂの特性インピーダンスを示す。高速信号線２０３ａ，２０３ｂが途中から封止用樹脂２０８で覆われている場合には、特性インピーダンスが途中で変化するので、入力信号および出力信号の劣化が予想される。そこで、封止用樹脂２０８で覆われた部分の高速信号線２０３ａ，２０３ｂの幅を細くするという対策が講じられる。しかしながら、高速信号線２０３ａ，２０３ｂにおける信号損失の増加を招いたり、高速信号増幅器ＩＣ２０２を搭載するためのハンダバンブ寸法との整合性が悪くなるという問題を有している。
【００３９】
図２１に、第１の比較例における高速信号増幅器ＩＣの利得の周波数特性を示す。図１９示した高速信号増幅器ＩＣ２０２の周波数特性である。図１８と比較すると、高速信号線２０３ａ，２０３ｂにおける特性インピーダンスの不整合により、電気的な反射等が生じ、１．８ＧＨｚ付近に大きなリップルが生じている。これにより、平坦な周波数特性は、２ＧＨｚ程度までとなり、周波数特性が劣化していることがわかる。
【００４０】
［第２の実施例］
図２２に、本発明の高速信号線を適用した第２の実施例の構成を示す。第２の実施例は、高速光受信モジュールである。高速光受信モジュールは、光ファイバと半導体受光素子であるフォトダイオードとを光学的に接続し、光信号を電気信号に変換する。高速光受信モジュールの外殻は、ＭＩＤ技術により作製されたプラスチック製パッケージ３０１である。プラスチック製パッケージ３０１上には、光ファイバ素線を固定するためのＶ溝状に加工されたガイドを有するガラス製Ｖ溝基板３０２が搭載され、光ファィバ３０６とフォトダイオード３０３とを光学的に接続している。また、プラスチック製パッケージ３０１上には、電気信号を増幅して出力するためのプリアンプＩＣ３０４が搭載されている。
【００４１】
プリアンプＩＣ３０４から出力された電気信号は、プラスチック製パッケージ３０１上に形成された高速信号線３０７を介して外部に出力される。フォトダイオード３０３とプリアンプＩＣ３０４と高速信号線３０７とは、それぞれボンディングワイヤにより電気的に接続されている。
【００４２】
光受信モジュールは、信頼性の確保を目的として、プラスチック製パッケージ３０１上に搭載されたガラス製Ｖ溝基板３０２、光ファイバ３０６、フォトダイオード３０３およびプリアンプＩＣ３０４を樹脂により封止するため、プラスチック製パッケージ３０１の周囲を塀で取り囲んだ構造を有している。従って、高速信号線３０７は、インピーダンスを一定に保ったまま、一旦塀の上部まで引き上げられ、さらに、他の搭載基板の配線に接続できるように、底面まで引き下げられた構造となっている。
【００４３】
図２３（ａ）に第２の実施例の上面図を示し、（ｂ）に第２の実施例の断面図を示す。高速信号線３０７ａ，３０７ｂの両側には、所定の間隔を隔てた位置にグランド面３０８ａ〜３０８ｃを配置している。プラスチック製パッケージ３０１の底面側には、掘り込み３０９を形成した。掘り込み３０９の内壁面には、金属膜をメッキにより付着させることにより、高速信号線３０７ａ，３０７ｂの下部にもグランド面３１０を配置し、グランデッドコプレーナ線路を構成した。
【００４４】
図２４に、第２の実施例の高速光受信モジュールを樹脂で封止した場合を示す。プラスチック製パッケージ３０１の塀の内部に、シリコン樹脂３１１を注入して、搭載されているフォトダイオード３０３、プリアンプＩＣ３０４などを封止する。このとき、プラスチック製パッケージ３０１の内側では、高速信号線３０７の上部は、シリコン樹脂３１１で覆われ、プラスチック製パッケージ３０１の外側では、高速信号線３０７の上部の上部は空気となっている。
【００４５】
シリコン樹脂３１１は、誘電率が空気より大きいために、その境界付近でインピーダンスの急激な変化が生じる。そこで、インピーダンスの変化を極力小さく抑えるために、プラスチック製パッケージ３０１の内側では、高速信号線３０７の折り曲げ角度を９０°より大きくしている。このことは、同時に、折れ曲がり部分における電磁界の放射を小さく抑えることができるという効果もある。さらに、プラスチック製パッケージ３０１の内側と外側とにおいて、高速信号線３０７のインピーダンスを同一にするために、掘り込み３０９により形成されたグランド面３１０と高速信号線３０７との距離（ｈ１，ｈ２）を変えて作製した。
【００４６】
図２５に、第２の実施例の高速光受信モジュールの周波数応答特性を示す。高速光受信モジュールをシリコーン樹脂３１１で封止し、平均光パワー０．１ｍＷの光を入射した場合の、周波数応答特性の測定結果である。この結果から、高速信号線３０７におけるインピーダンスの不整合による周波数応答特性上の乱れ、電気的な共振によるピークなどが見られず、良好な周波数応答特性が確認された。ここで、１０ＧＨｚ以上の周波数帯域において、周波数応答特性が悪くなるのは、プリアンプＩＣ３０４の帯域により制限を受けているためである。
【００４７】
図２６に、第２の実施例と比較するために作製した第２の比較例の構成を示す。比較のために、図２２に示した高速光受信モジュールと、形状、寸法、フォトダイオード３０３、プリアンプＩＣ３０４、高速信号線３０７および電極パターンが同等の比較モジュールを作製した。比較モジュールには、プラスチック製パッケージ３０１の底面に形成された掘り込み３０９を有していない。
【００４８】
図２７に、第２の比較例における高速光受信モジュールの周波数応答特性を示す。平均光パワー０．１ｍＷの光を、比較モジュールに入射させた場合の周波数応答特性の測定結果である。この結果では、高速信号線３０７におけるインピーダンスの不整合により、電気的な反射や共振が発生し、平坦な周波数応答特性は、１．２ＧＨｚ程度までしか得られていない。
【００４９】
図２８に、第３の比較例における高速光受信モジュールの周波数応答特性を示す。比較のために、図８に示した高速光受信モジュールと同一の構成であり、図２２に示した高速光受信モジュールと、フォトダイオード３０３およびプリアンプＩＣ３０４が同等の比較モジュールを作製した。比較モジュールは、プラスチック製パッケージ５１と同等の構造を有し、同等の作製方法を用いた。ここでは、インピーダンスの不整合の影響がさらに大きく現れ、平坦な周波数応答特性としては、１ＧＨｚ以下の特性であった。
【００５０】
本実施形態においては、高速信号線の構成を、プラスチック製パッケージに適用した場合を例にとって説明したが、セラミック、金属等の他の材料からなるパッケージに適用した場合でも有効である。また、ＭＩＤ技術を適用して作製されたプラスチック製パッケージを用いたが、切削加工やトランスファーモールド成形技術等の他の技術を用いて作製されたものを用いてもよい。
【００５１】
本実施形態によれば、高速信号線の配置された面と反対側の面に、メッキまたは蒸着により金属薄膜を付着させることにより、簡易に所定のインピーダンスを持った高速信号線を形成することができる。従って、従来のように、誘電性の薄板を多層に積層する必要がない。特に、従来、高速信号線を折り曲げる際に用いられていた複数のスルーホールを、信号線の周囲に設置する必要がない。
【００５２】
また、図１０〜図１３に示したように、高速信号線が折れ曲がった場合でも、インピーダンスを一定に保つことができる。さらに、パッケージに掘り込みを１箇所形成しておくだけであり、折り曲がりのない場合と比較して工程数が増えることはない。
【００５３】
一方、従来のスルーホールを用いる方法では、高速信号線の折り曲げは、９０度の方向にしかできなかった。本実施形態によれば、図１４、図１５に示したように、折り曲げの角度を任意に形成することができるので、折れ曲がり部での電磁界の放射損失を減らすことができ、高周波帯域での周波数特性をよくすることができる。
【００５４】
さらに、掘り込み部の形状は任意に設定できるため、高速信号線と掘り込みにより形成されたグランド面との間隔を徐々に変化させることも可能であり、高速信号線が途中まで樹脂等の誘電率の異なる媒質で覆われたような場合でも、媒質の境界において生じる信号線のインピーダンスの不整合を小さく抑えることができるという利点もある。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基板を堀り込んで、掘り込みの内面に電気的基準面を形成することにより、高速信号線が所定のインピーダンスを有するように構成したので、高速の電気信号を入出力するパッケージにおいて、短時間かつ低価格に作製することができ、高周波領域まで良好な周波数特性を有する高速信号線を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の高速光送受信モジュールに用いられているマイクロストリップ線路を示す斜視図である。
【図２】従来の高速光送受信モジュールに用いられているコプレーナ線路を示す斜視図である。
【図３】従来の高速光送受信モジュールに用いられているグランデッドコプレーナ線路を示す斜視図である。
【図４】従来の高速光受信モジュールの第１例を示す斜視図である。
【図５】従来の高速光受信モジュールの第１例における高速信号線の詳細を示す構成図である。
【図６】従来の高速光送信モジュールを示す斜視図である。
【図７】従来の高速光送信モジュールにおける高速信号線の詳細を示す構成図である。
【図８】従来の高速光受信モジュールの第２例を示す斜視図である。
【図９】従来の高速光受信モジュールの第２例における高速信号線の詳細を示す構成図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態にかかる高速信号線の構成を示した斜視図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態にかかる高速信号線の構成を示した斜視図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態にかかる高速信号線の構成を示した斜視図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態にかかる高速信号線の構成を示した斜視図である。
【図１４】本発明の第５の実施形態にかかる高速信号線の構成を示した斜視図である。
【図１５】本発明の第６の実施形態にかかる高速信号線の構成を示した斜視図である。
【図１６】本発明の高速信号線を適用した第１の実施例の構成を示す斜視図である。
【図１７】（ａ）は、本発明の高速信号線を適用した第１の実施例の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、特性インピーダンスを示す図である。
【図１８】第１の実施例における高速信号増幅器ＩＣの利得の周波数特性を示す図である。
【図１９】第１の実施例と比較するために作製した第１の比較例の構成を示す斜視図である。
【図２０】（ａ）は、第１の比較例の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、特性インピーダンスを示す図である。
【図２１】第１の比較例における高速信号増幅器ＩＣの利得の周波数特性を示す図である。
【図２２】本発明の高速信号線を適用した第２の実施例の構成を示す斜視図である。
【図２３】（ａ）は、本発明の高速信号線を適用した第２の実施例の構成を示す上面図であり、（ｂ）は、断面図である。
【図２４】第２の実施例の高速光受信モジュールを樹脂で封止した場合の断面図である。
【図２５】第２の実施例の高速光受信モジュールの周波数応答特性を示す図である。
【図２６】第２の実施例と比較するために作製した第２の比較例の構成を示す断面図である。
【図２７】第２の比較例における高速光受信モジュールの周波数応答特性を示す図である。
【図２８】第３の比較例における高速光受信モジュールの周波数応答特性を示す図である。
【符号の説明】
１１　　誘電体
１２，２８，４８，５８，１０２，２０３，３０７　　高速信号線
１３，１４，２９，４７，１０４，１０５，２０７，２１２，３０８，３１０　グランド面
２１，４１　　セラミック製パッケージ
２２，４２，５２　　リード
２３，５２，３０３　　フォトダイオード（ＰＤ）
２４，５４，３０４　　プリアンプＩＣ
２５，４５　　レンズホルダー
２６，５６，３０６　　光ファイバ
２７　　高周波コネクタ
３０，４６　　スルーホール
４３　　レーザダイオード
４４　　配線板
５１，３０１　　プラスチック製パッケージ
５７　　実装基板
１０１　　パッケージ
１０３，２０６，３０９　　掘り込み
２０１　　プラスチック製基板
２０２　　高速信号増幅器ＩＣ
２０４　　ＳＭＡ型高周波コネクタ
２０５　　電極パッド
２０８　　封止用樹脂
２１１　　セラミック製基板
３０２　　ガラス製Ｖ溝基板
３０５　　フェルール
３１１　　シリコーン樹脂
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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