(57)【要約】【課題】バタフライ型光半導体モジュールを実装した光送受信機は誘電体端子２と光送受信機基板４の間の空隙でインピーダンスミスマッチが起き，それにより通信品質が低下するという課題があった．【解決手段】リードピン３を介して高周波電気信号を入出力するバタフライ型光半導体モジュール１を実装する際に，光送受信機基板４とバタフライ型光半導体モジュール１の接続部の空隙部に，インピーダンスミスマッチを低減する様に調整された誘電体５を装荷するものである．前記誘電体５を装荷することで，通信品質の高い光送受信機を提供できる．【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光半導体素子と、
前記光半導体素子を収容し、前記光半導体素子と電気的に接続された端子を側面に有したパッケージと、
一端が前記パッケージ側面の端子に接合されてパッケージと電気的に接続され、当該パッケージの側面から突出して設けられたリードピンと、
前記リードピンの他端に接合されて前記パッケージと電気的に接続され、端面が当該リードピンの突出したパッケージ側面に対し離間して配置された基板と、
前記リードピンとパッケージの接合部と、当該リードピンと基板の接合部との間で、当該リードピンに接するように配置された誘電体と、
を備えた光半導体装置。
【請求項２】
誘電体は、リードピンとパッケージの接合部と、当該リードピンと基板の接合部との間で、当該リードピンを挟むように配置されたことを特徴とする請求項１記載の光半導体装置。
【請求項３】
誘電体は、一方面がリードピンと接し、他方面に接地導体が設けられたことを特徴とする請求項１記載の光半導体装置。
【請求項４】
誘電体は、リードピンにおけるインピーダンス不整合を低減するように配置されたことを特徴とする請求項１記載の光半導体装置。
【請求項５】
光半導体素子と、
前記光半導体素子を収容し、当該光半導体素子と電気的に接続された端子を側面に有して、気密化されたパッケージと、
一端が前記パッケージ側面の端子に接合されてパッケージと電気的に接続され、当該パッケージの側面から突出して設けられたリードピンと、
前記リードピンにおけるパッケージの接合部と他端部との間でリードピンに接するとともに、当該リードピンの他端部に非接触面を有して配置され、前記パッケージとは別体に成形された誘電体と、
を備えた光半導体装置。
【請求項６】
誘電体は複数の板状の誘電体片が多層積層されて成り、当該板状の誘電体片の積層方向を、パッケージ側面と基板の端面とが離間する方向に向くように配置したことを特徴とする請求項１もしくは請求項５に記載の光半導体装置。
【請求項７】
誘電体は複数の板状の誘電体片が多層積層されて成り、当該板状の誘電体片の積層方向を、リードピンとの接合面に垂直な方向に向くように配置したことを特徴とする請求項１もしくは請求項５に記載の光半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高周波電気信号を伝送するリードピンを、パッケージの側面に有した光半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システムにおいて、パッケージに突設されたリードピンを介して、高周波電気信号を入出力する光半導体装置として、光半導体モジュールが用いられている。光半導体モジュールは、電子回路の搭載された外部基板と接続されて、光送受信器を構成する。
【０００３】
リードピンは、一般的に、完全にインピーダンスコントロールが成されておらず、そこで高周波電気信号の反射が生じる。この反射を回避するために、リードピンをパッケージ底面に設けられた導体端子に接合して、外部基板の伝送線路上にリードピンを接合し、リードピンの幅と間隔の寸法を調整することによって、インピーダンスの整合を取ることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１９６６８２号公報（第３−４頁、第２，８図）
【０００５】
しかし、特許文献１に記載されるようなリードピンの接続構造では、光送受信器を構成する、多様な外部基板の配線パターンや形状、および回路配置に合わせて、その都度、光半導体モジュールのリードピンの形状を設定しなければならない。このため、一定の形状と寸法のリードピンを有した光半導体モジュールを、多種多様な光送受信器の外部基板に接合させる際に、そのインピーダンスの整合を取ることは難しい。
【０００６】
図８は、バタフライ型の光半導体モジュールとして知られる、従来の光半導体モジュールと、外部基板との接続構造を示す一例である。図において、光半導体モジュール１は、誘電体端子２に取り付けられたリードピン３を外部基板４に接続して、外部基板４との間で高周波電気信号を伝送する。
【０００７】
図８に示すようなバタフライ型の光半導体モジュールでは、特許文献１に記載された光半導体モジュールと比べて、リードピンの形状上の制約が比較的少ないため、現在の光通信システムにおいて広く利用されている。しかし、部品公差の関係上、誘電体端子２と外部基板４との間に、ある程度の空隙Ｙを設ける必要がある。この空隙部の特性インピーダンスは、通常、一般的に使用されている特性インピーダンスが５０Ｗの高周波線路よりも高インピーダンスとなっており、インピーダンスの不整合が起き、そこで信号の反射を生じてしまう。その結果、信号波形が劣化し、通信品質が低下してしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来のバタフライ型光半導体モジュールを実装した光送受信器は、誘電体端子２と光送受信機基板４の間に設けられる空隙によって、インピーダンスの不整合が生じ、それにより通信品質が低下するという課題があった。
【０００９】
本発明は、上記のような通信品質の低下を抑制するためになされたものであり、光半導体モジュールと外部基板の間の空隙部によって生じる、インピーダンスの不整合を抑え、通信品質の高い光半導体装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る光半導体装置は、光半導体素子と、前記光半導体素子を収容し、前記光半導体素子と電気的に接続された端子を側面に有したパッケージと、一端が前記パッケージ側面の端子に接合されてパッケージと電気的に接続され、当該パッケージの側面から突出して設けられたリードピンと、前記リードピンの他端に接合されて前記パッケージと電気的に接続され、端面が当該リードピンの突出したパッケージ側面に対し離間して配置された基板と、前記リードピンとパッケージの接合部と、当該リードピンと基板の接合部との間で、当該リードピンに接するように配置された誘電体とを備えたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による光半導体装置の構成を示す斜視図である。図２（ａ）は図１の光半導体装置の上蓋を外した状態の上面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の光半導体装置のＡＡ断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）の光半導体装置のＢＢ断面図である。
【００１２】
図１において、光半導体モジュール１は、セラミック基板で形成された誘電体端子２が側面に設けられた箱型のパッケージ６０を有し、誘電体端子２に複数のリードピン３の一端が接合されており、所謂バタフライ型の光半導体モジュールを構成する。リードピン３は長方形板形状の導体から成る。リードピン３の他端は、図示しない電子回路の搭載された外部基板４に、接合されている。リードピン３の上面には、誘電体５の下面が当接して接着されている。すなわち、誘電体５は、リードピン３とパッケージ６０の接合部と、リードピン３と外部基板４の接合部との間で、リードピン３に接するようにして配置されている。パッケージ６０の前面には光ファイバ７が設けられている。光半導体モジュール１と外部基板４は光送受信器を構成している。
【００１３】
同図において、誘電体５は全てのリードピン３の上面に接着されているが、高周波信号を伝送する信号用もしくはグランド用のリードピン３の上面にのみ、接着させる構成であっても良い。
【００１４】
図２において、光半導体モジュール１は、パッケージ６０の内側底面にマウント１１を接合している。マウント１１の上面には、例えばレーザダイオード、フォトダイオード等の光半導体素子８が設けられている。光半導体素子８は導体ワイヤ９を介在させて、誘電体端子２の上面に設けられた導体パターンに接続されている。パッケージ６０の側面に設けられた誘電体端子２は、パッケージの内外で気密を確保したまま電気信号の伝送を行うフィードスルーを構成する。パッケージ６０の上面には上蓋１０が接合されて、パッケージ６０を気密封止している。パッケージ６０の前面には、光貫通孔が設けられ、光貫通孔に光ファイバ７の端面が保持されている。この光貫通孔は、光学窓１３に塞がれて、気密が保持されている。リードピン３の他端は外部基板４上の導体線路に半田付けで接合される。外部基板４の端面と誘電体端子２の端面との間は、誘電体５の下方に空隙１２が形成されるように離間している。
【００１５】
次に、実施の形態１による光半導体装置の動作について説明する。
光半導体モジュール１は、誘電体端子２に取り付けられたリードピン３と導体ワイヤ９を介在させて、光半導体素子８と外部基板４との間で高周波電気信号を入出力する。リードピン３のＸ方向に平行な方向に信号伝送が行われる。光半導体素子８は光ファイバ７の端面と光学的に結合しており（レーザダイオードである光半導体素子８から出力された光が光ファイバ７の端面に入射する、もしくは光ファイバ７の端面から出力された光がフォトダイオードである光半導体素子８の端面に入射する）、光半導体素子８と光ファイバ７との間で光信号が伝送される。
【００１６】
誘電体５は、それが装荷されていない場合の外部基板４の端面と誘電体端子２との間の空隙Ｙ（図８に示した空隙）によって生じる、インピーダンスの不整合を低減するように、適切な誘電率、形状、及び厚みを与えることによって、誘電体５を設けない場合と比べて空隙部における誘電率を高くしている。これによって、誘電体５を装荷した場合（この場合の空隙は空隙部１２）の特性インピーダンスを、伝送線路の特性インピーダンス（例えば５０Ｗ）とすることで、インピーダンスの不整合を低減できる。その結果、高周波信号の反射が抑制され、通信品質の低下を抑制することができる。
【００１７】
なお、この実施の形態の他の態様として、図３（ａ）の斜視図、および図３（ｂ）の断面図に示すように、外部基板４と誘電体端子２の間に、誘電体５ｂを挟み込んで、誘電体５ｂを誘電体端子２の端面２ｂに接着するものであってもよい。
【００１８】
また、この実施の形態の他の態様として、図４の斜視図に示すように、誘電体５と５ｂの２つを、板形状のリードピン３の上面と下面に当接させて、誘電体５と５ｂとでリードピン３を挟み込んでもよい。この場合、図１、図３に示した態様の例と比べて、よりインピーダンス整合の調整範囲を大きくすることができ、より整合の取れた、リードピンと外部基板との接続構造を得ることができる。
【００１９】
更に、この実施の形態の他の様態として、図５の斜視図に示すように、一方面に接地導体面の設けられた誘電体６の他方面を、リードピン３の上面、下面または上下面に当接させて装荷してもよい。これによって、装荷される誘電体６を小型化できる。
【００２０】
また、誘電体５、５ｂまたは６を、光半導体モジュール１とは別体に形成し、光半導体モジュール１の誘電体端子２の端面に接合させて一体化した上で、この一体化された光半導体モジュール１を外部基板４に接続してもよい。また、光半導体モジュール１の実装に際して誘電体５ｂを用いる場合は、外部基板４の端面と誘電体端子２の端面との間の距離に応じて、所望の厚みを有する誘電体５ｂを選択するのが好ましい。
【００２１】
以上に述べたように，この実施の形態による光半導体装置は、バタフライ型の光半導体モジュールを、光送受信器を構成する外部基板に実装する時に、光半導体モジュールと外部基板間に生じる空隙によって、インピーダンスの不整合が起きることを抑えて、通信品質の高い光半導体装置を得ることができる。
【００２２】
実施の形態２．
図６は本発明の実施の形態２で用いる、厚みの調整可能な誘電体２０を示す斜視図、図７は本発明の実施の形態２による光半導体装置の構成を示す斜視図である。図中の図１乃至３と同一符号は、同一相当のものを示す。
【００２３】
図６において、誘電体２０は、薄板状の誘電体片２０ｂを複数枚積層することによって形成されている。誘電体２０は、誘電体片２０ｂを一枚一枚引き剥がすことによって、その厚さを調整することができる。
【００２４】
図７（ａ）に示すように、光半導体モジュール１の誘電体端子２の端面に、誘電体２０の端面を接着する。このとき、誘電体片２０ｂの積層方向（図６、図７（ａ）のＸ方向）と、リードピン３の信号伝送方向（誘電体端子２の端面から離間する方向）とが揃うように、誘電体２０を接着する。この誘電体２０を接着した光半導体モジュール１を、外部基板４の端面に当接させて、光半導体モジュール１を外部基板４に接続する。この際、光半導体モジュール１の誘電体端子２の端面と外部基板４の端面との距離が、誘電体２０の厚みと概ね一致するように誘電体片２０ｂを必要枚数分だけ引き剥がす。このようにして、誘電体２０の厚みを調整することによって、光半導体モジュール１をより実装し易くすることができる。
【００２５】
また、図７（ａ）の他の態様として、図７（ｂ）に示すように、光半導体モジュール１のリードピン３の上面もしくは下面に、誘電体２０の端面を接着しても良い。このとき、誘電体片２０ｂの積層方向（図６のＹ方向）と、板形状のリードピン３の信号伝送方向に垂直な方向（図７（ｂ）のＺ方向）とが揃うように、誘電体２０を接着する。リードピン３の上面もしくは下面に誘電体２０を装荷する際に、誘電体片２０ｂを必要枚数分だけ引き剥がす。このようにして、誘電体２０の厚みを調整することによって、リードピン３の周辺におけるインピーダンスを調整することができる。
【００２６】
なお、誘電体２０は、図１、３、４、５に示したように、リードピン３に対して片側もしくは両側面に装荷したり、接地面が付いた構成を用いてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば、パッケージの側面から突出したリードピンを、基板に実装する時に生じる、パッケージ側面と基板端面との空隙の存在によるインピーダンスの不整合を低減し、通信品質の高い光半導体装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る光半導体装置の構成を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る光半導体装置の構成を示す断面図である。
【図３】実施の形態１の別の様態による構成を示す図である。
【図４】実施の形態１の更に別の様態による構成を示す図である。
【図５】実施の形態１のまた更に別の様態による構成を示す図である。
【図６】実施の形態２の厚みの調整可能な誘電体の構成を示す図である。
【図７】実施の形態２の厚みの調整可能な誘電体が光半導体モジュールの誘電体端子と一体化した構成を示す図である。
【図８】従来の光半導体装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  光半導体モジュール、２  誘電体端子、３  リードピン、４  外部基板、５、５ｂ  誘電体、６  誘電体、７  光ファイバ、８  光半導体素子、２０  誘電体、６０  パッケージ。
【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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