(57)【要約】 【課題】トランスインピーダンス増幅器と各信号リードとの間を安定的にインピーダンス整合させ、高周波信号の減少を防ぐＴＯ-Ｃａｎ構造の光受信モジュールを提供する。【解決手段】貫通孔２０３が形成されたステム２０１と、ステム上のフォトダイオード２１０を含む光受信モジュールにおいて、ステム上面に位置し、フォトダイオードから出力された電流を相互反対位相の高周波信号に変換、増幅し、出力端子から出力するトランスインピーダンス増幅器２２０と、孔２０３を貫通し、トランスインピーダンス増幅器による高周波信号を外部に出力する信号リード２０２と、ステムの下部に延設の接地リード２０４と、トランスインピーダンス増幅器とリードとの間のインピーダンスを整合させるためにステム上面に安着され、高周波信号を各リードに伝える導波路２３０，２４０とを含むことを特徴とする。【選択図】  図３
2005012224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面を貫通する孔が形成されたステムと、前記ステムの上面に位置し、その内部に入力された光信号を電流に変換するフォトダイオードとを含むＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュールにおいて、
前記ステムの上面に位置し、前記フォトダイオードから出力された電流を相互に反対位相を有する高周波信号に変換、増幅した後、それぞれの出力端子を通じて外部に出力するトランスインピーダンス増幅器と、
前記ステムに形成された孔を貫通し、前記トランスインピーダンス増幅器で増幅した相互に反対位相を有する高周波信号を外部に出力する信号リードと、
前記ステムの下部から延長されることにより、前記ステムを前記光受信モジュールの外部に接地させる接地リードと、
前記トランスインピーダンス増幅器と前記リードとの間のインピーダンスを整合させるために前記ステム上面に予め決定された位置に安着されており、前記トランスインピーダンス増幅器の各出力端子から出力された前記高周波信号をそれぞれ該当電気的経路を通じて前記各リードに伝導させる導波路とを含むことを特徴とするＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュール。
【請求項２】
導波路は、
トランスインピーダンス増幅器の出力端子を通じて出力される相互に反対位相の高周波信号をそれぞれ該当電気的経路に伝導させる第１導波路と、
前記第１導波路とリードとの間に位置し、前記第１導波路で伝導された相互に反対位相の高周波信号をそれぞれ該当信号リードに伝導させる第２導波路とを備える請求項１記載のＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュール。
【請求項３】
第１導波路は、
誘電体層と、
前記誘電体層の上面に相互に離隔されるように形成され、トランスインピーダンス増幅器の各出力端子とワイヤボンディングされることにより、前記トランスインピーダンス増幅器の各出力端子から出力された相互に反対位相の高周波信号を該当電気的経路を通じて第２導波路に伝導させる２つの第１金属板と、
前記誘電体層の下面に形成され、ステムの上面に接することにより、当該第１導波路を前記ステムに接地させる第２金属板とを備える請求項２記載のＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュール。
【請求項４】
第２導波路は、
誘電体層と、
第１導波路から伝導された該当高周波信号を該当リードに伝導する第１金属板と、
前記誘電体層の下面に形成され、ステムの上面に接することにより、当該第２導波路を前記ステムに接地させる第２金属板とを備える請求項２記載のＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュール。
【請求項５】
ステムの孔とリードとの間に空いた空間に充填されることにより、前記ステムと信号リードを固定させるガラス材質の密封材をさらに含む請求項１記載のＴＯ−Ｃａｎ構造の光モジュール。
【請求項６】
第２金属板は、誘電体層と前記ステム上面との間に塗布された導電性接着剤である請求項３または請求項４記載のＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュール。
【請求項７】
ステムの上面に延長された信号リードは同軸ケーブル構造で、トランスインピーダンス増幅器にインピーダンス整合される請求項１記載のＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュール。
【請求項８】
第１導波路の誘電体層の幅は、第１金属板の幅に近接するように形成することにより、前記誘電体層の内部に電界の制限効果が現れる請求項３記載のＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュール。
【請求項９】
第２導波路誘電体層の幅は、第１金属板の幅に近接するように形成することにより、前記誘電体層の内部に電界の制限効果が現れる請求項４記載のＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュール。
【請求項１０】
第１及び第２導波路は、第１金属板の幅と誘電体層の誘電率を調節することにより、当該第１及び第２導波路のインピーダンスが調節される請求項３または請求項４記載のＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュール。
【請求項１１】
第１及び第２導波路は、第２金属板の幅と誘電体層の誘電率を調節することにより、当該第１及び第２導波路のインピーダンスが調節され、それによりステムの上部に突出した信号リードと、ワイヤボンディングされた導線のインダクタンス成分による損失及びインピーダンス不整合を改善する請求項３または請求項４記載のＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュール。
【請求項１２】
導波路は、下面に形成されたステム接地用の金属板の幅とその上の誘電体層の誘電率を調節することにより、当該第１及び第２導波路の特性インピーダンスが調節され、それによりステムの上部に突出した信号リードと、ワイヤボンディングされた導線のインダクタンス成分による損失及びインピーダンス不整合を改善する請求項１記載のＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュール。
【請求項１３】
フォトダイオードに直流電流を印加するためにステムの上面に突出した一対の直流リードをさらに含む請求項１記載のＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュール。
【請求項１４】
導波路と、トランスインピーダンス増幅器と、各信号リードとはワイヤボンディングにより導線で電気的に連結される請求項１記載のＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュール。
【請求項１５】
フォトダイオードの端子とリードはワイヤボンディングにより導線で電気的に連結される請求項１または請求項１２記載のＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュール。
【請求項１６】
信号リードと接地リードをステムの中心に配置することにより、光受信モジュールの光軸を光送信モジュールの光軸と一致させ、一つのＰＣＢに付着するときに高周波信号の減衰及び不整合特性を最小化する請求項１記載のＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュール。
【請求項１７】
接地リードはその断面積が信号リードの断面積より広い円形断面形態である請求項１６記載のＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュール。
【請求項１８】
接地リードはその断面積が信号リードの断面積より広い四角断面形態である請求項１６記載のＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＴＯ−Ｃａｎ（Top Open Can）構造の光受信モジュールに関して、特にその内部に入力された光信号を電流に変換させるフォトダイオードを含む超高速通信のためのＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信網は光ファイバ及び光増幅器、光送受信のための多様な形態の光素子などの開発と普及により広く使用されている。特に、最近では急増する通信容量を消化するために、１０ＧＨｚ以上の超高速光通信システムが開発、使用されている。上述した光受信モジュールでは、フラットホーム（Flat form）形態の基板上面に集積された蝶（Butterfly）形構造と、光送信及び受信などの機能の遂行できる能動素子が集積されたステム上面を覆うＴＯ−Ｃａｎ構造などがある。このＴＯ−Ｃａｎ構造を有する光受信モジュールはその製作コストが低いので、多様な形態の超高速光通信システムに広く適用されている。
【０００３】
図１及び図２は、従来技術によるＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュールを示す斜視図である。図１を参照すれば、従来技術によるＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュールは、多数の孔１０３が形成されたステム１０１と、多数のリード１０２と、フォトダイオードまたはＰＯＢ（PD ON Block）１３０と、トランスインピーダンス増幅器（Trans Impedance AMP）１１０とを含む。
【０００４】
フォトダイオード１３０はステム１０１の上面に安着されており、その内部に受信された光信号を電流に変換出力し、フォトダイオード１３０には導波路形態のフォトダイオード（Photo Diode On Block：ＰＯＢ）などを使用することができる。フォトダイオード１３０は２つの端子１３１を備え、端子１３１のうち、一つは陽極（anode）端子で、他の一つは陰極（Cathode）端子である。
【０００５】
トランスインピーダンス増幅器１１０は、フォトダイオード１３０から入力された電流を相互に反対位相を有する高周波信号に変換及び増幅し、高周波信号を各リード１０２に伝導する。この高周波信号を出力するためのトランスインピーダンス増幅器１１０は相互に反対位相の高周波信号を出力するための２つの出力端子１１１を備える。
【０００６】
このリード１０２を貫通させた孔１０３は、ガラス材質の密封材で充填することにより、リード１０２をステム１０１に固定させると同時に孔１０３を密封するようになる。このとき、リード１０２はトランスインピーダンス増幅器１１０と連結されることにより、高周波信号を光素子モジュールの外部に出力する信号リードと、フォトダイオード１３０とトランスインピーダンス増幅器１１０に電源を供給する直流リードからなり、これら信号リード及び直流リードは同一の形態を有する。
【０００７】
トランスインピーダンス増幅器１１０とフォトダイオード１３０は伝導性の導線１０５でワイヤボンディング方法により連結されている。トランスインピーダンス増幅器１１０とステム１０１の上面に突出したリード１０２は、伝導性導線１０５を導電性ボンドなどで接着させるワイヤボンディング方法で連結される。
【０００８】
しかし、従来のＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュールはトランスインピーダンス増幅器と前記各リードが導線により直接連結されることにより、導線の長さが過渡に長くなる。この各導線の長さの増加はインピーダンス及びインダクタンスの増加要因となり、各導線におけるインピーダンス増加はトランスインピーダンス増幅器と各リードとの間のインピーダンス不整合の発生要因となる。ステム１０１の上面に突出したリード１０２はインダクタンスを増加させ、ガラスのような充填材などで密封された孔１０３は一般的に５０Ωを有するように、整合しない。
【０００９】
上述したトランスインピーダンス増幅器と各リードとの間のインピーダンス不整合は、トランスインピーダンス増幅器から出力された高周波信号のうち一部を各導線を通じて該トランスインピーダンス増幅器に反射させるという問題要因となる。すなわち、各リードに伝導されるべき高周波信号が各導線でトランスインピーダンス増幅器に反射され、それにより各リードを通じて光受信モジュールの外部に出力される高周波信号の強さと帯域幅（bandwidth）が減少するという問題がある。
【００１０】
さらに、上述したトランスインピーダンス増幅器と各信号リードとの間のインピーダンス不整合はＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュールを超高速光通信網に適用するために、高い高周波帯域の信号処理に適用する場合に大きく発生する。すなわち、従来の光受信モジュールは向上した速度を有する光通信網に適用するのが容易でない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって上記のような問題点を解決するための本発明の目的は、トランスインピーダンス増幅器と各信号リードとの間を安定的にインピーダンス整合させることにより、その内部で生成された高周波信号の減少を防ぐためのＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために本発明は、両面を貫通する孔が形成されたステムと、該ステムの上面に位置し、その内部に入力された光信号を電流に変換するフォトダイオードとを含むＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュールにおいて、ステムの上面に位置し、フォトダイオードから出力された電流を相互に反対位相を有する高周波信号に変換、増幅した後、それぞれの出力端子を通じて外部に出力するトランスインピーダンス増幅器と、ステムに形成された孔を貫通し、トランスインピーダンス増幅器で増幅した相互に反対位相を有する高周波信号を外部に出力する信号リードと、ステムの下部から延長されることにより、ステムを光受信モジュールの外部に接地させる接地リードと、トランスインピーダンス増幅器とリードとの間のインピーダンスを整合させるためにステム上面に予め決定された位置に安着されており、トランスインピーダンス増幅器の各出力端子から出力された高周波信号をそれぞれ該当電気的経路を通じて各リードに伝導させる導波路とを含むことを特徴とする。ステム上の孔内に挿入された信号リードは５０Ωに整合させることが可能である。また特に、構成された接地リードと信号リードをステムの中央に位置させることにより、光送信モジュールとの光軸整列の容易性を提供する。一般に、ステムが中央に位置したレーザダイオードを含む光送信モジュールは信号線がステムの中央にあるのがレーザダイオードとの距離を最小化して高周波特性を向上させることができる。
【００１３】
導波路は、トランスインピーダンス増幅器の出力端子を通じて出力される相互に反対位相の高周波信号をそれぞれ該当電気的経路に伝導させる第１導波路と、この第１導波路とリードとの間に位置し、第１導波路で伝導された相互に反対位相の高周波信号をそれぞれ該当信号リードに伝導させる第２導波路とを備えるものとする。より具体的には、第１導波路は、誘電体層と、該誘電体層の上面に相互に離隔されるように形成され、トランスインピーダンス増幅器の各出力端子とワイヤボンディングされることにより、トランスインピーダンス増幅器の各出力端子から出力された相互に反対位相の高周波信号を該当電気的経路を通じて第２導波路に伝導させる２つの第１金属板と、誘電体層の下面に形成され、ステムの上面に接することにより、当該第１導波路を前記ステムに接地させる第２金属板とを備える構造とする。また、第２導波路は、誘電体層と、第１導波路から伝導された該当高周波信号を該当リードに伝導する第１金属板と、誘電体層の下面に形成され、ステムの上面に接することにより、当該第２導波路をステムに接地させる第２金属板とを備える構造とする。
【００１４】
ステムの孔とリードとの間に空いた空間に充填されることにより、ステムと信号リードを固定させるガラス材質の密封材をさらに含むようにする。第２金属板は、誘電体層とステム上面との間に塗布された導電性接着剤とすることも可能である。ステムの上面に延長された信号リードは同軸ケーブル構造で、トランスインピーダンス増幅器にインピーダンス整合されるものとすることができる。第１導波路の誘電体層の幅は、第１金属板の幅に近接するように形成することにより、誘電体層の内部に電界の制限効果が現れる。また、第２導波路誘電体層の幅は、第１金属板の幅に近接するように形成することにより、誘電体層の内部に電界の制限効果が現れる。第１及び第２導波路は、第１金属板の幅と誘電体層の誘電率を調節することにより、当該第１及び第２導波路のインピーダンスが調節される。あるいは、第１及び第２導波路は、第２金属板の幅と誘電体層の誘電率を調節することにより、当該第１及び第２導波路のインピーダンスが調節され、それによりステムの上部に突出した信号リードと、ワイヤボンディングされた導線のインダクタンス成分による損失及びインピーダンス不整合を改善する。
【００１５】
導波路は、下面に形成されたステム接地用の金属板の幅とその上の誘電体層の誘電率を調節することにより、当該第１及び第２導波路の特性インピーダンスが調節され、それによりステムの上部に突出した信号リードと、ワイヤボンディングされた導線のインダクタンス成分による損失及びインピーダンス不整合を改善するものとする。
【００１６】
本モジュールでは、フォトダイオードに直流電流を印加するためにステムの上面に突出した一対の直流リードをさらに含んでもよい。導波路と、トランスインピーダンス増幅器と、各信号リードとはワイヤボンディングにより導線で電気的に連結されるものとし、フォトダイオードの端子とリードはワイヤボンディングにより導線で電気的に連結されるものとする。また、信号リードと接地リードをステムの中心に配置することにより、光受信モジュールの光軸を光送信モジュールの光軸と一致させ、一つのＰＣＢに付着するときに高周波信号の減衰及び不整合特性を最小化することができる。接地リードはその断面積が信号リードの断面積より広い円形断面形態、あるいは、その断面積が信号リードの断面積より広い四角断面形態であるものとすることが可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によるＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュールは、トランスインピーダンス増幅器と各信号リードとの間にインピーダンス整合のための導波路を連結することにより、トランスインピーダンス増幅器と信号リードとの間のインピーダンス不整合による高周波信号の損失発生を抑制する利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。本発明において、関連した公知機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明にすると判断された場合、その詳細な説明を省略する。
【００１９】
図３は、本発明によるＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュールの実施形態を示すための斜視図である。図３を参照すれば、本発明によるＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュールは、両面を貫通する孔２０３が形成されたステム２０１と、このステム２０１の上面に安着されたフォトダイオード２１０及びトランスインピーダンス増幅器（Trans Impedance AMP）２２０と、ステム２０１の孔２０３を貫通する直流及び信号リード２０２ａ、２０２ｂと、接地リード２０４と、第１及び第２導波路（Waveguide）２３０、２４０とを含む。
【００２０】
フォトダイオード２１０はその内部に入力された光信号を電流に変換して出力し、フォトダイオード２１０から出力された電流はトランスインピーダンス増幅器２２０に入力される。フォトダイオード２１０はワイヤボンディング方法によりトランスインピーダンス増幅器２２０と連結された金属性導線２０５を通じてその内部で発生した電流をトランスインピーダンス増幅器２２０に出力するようになる。フォトダイオード２１０は逆方向バイアス（reverse biasing）を印加し、フォトダイオード２１０で生成された電流をトランスインピーダンス増幅器２２０に出力するための端子２１１が形成されている。各端子２１１は陽極及び陰極の一対の端子で構成される。フォトダイオード２１０は平面光導波路形態のフォトダイオード（PD on block：ＰＯＤ）などを使用することができる。
【００２１】
トランスインピーダンス増幅器２２０はフォトダイオード２１０から出力された電流を相互に反対位相を有する高周波信号に変換及び増幅し、トランスインピーダンス増幅器２２０で増幅した高周波信号はトランスインピーダンス増幅器２２０それぞれの出力端子を通じて第１導波路２３０へ出力される。トランスインピーダンス増幅器２２０の各出力端子はワイヤボンディング方法により第１導波路２３０と金属性の導線２０５に連結されている。
【００２２】
図４は、図３中の第１導波路２３０を拡大した斜視図である。同図を参照すれば、第１導波路２３０は、誘電体層２３２と、誘電体層２３２の上面に相互に離隔されるように形成された２つの第１金属板２３１と、誘電体層２３２の下面に形成された第２金属板２３３とを備え、第２金属板２３３はステム２０１の上面に接することにより、第１導波路２３０をステム２０１に接地させる。第２金属板２３３は誘電体層２３２の代わりにシルバーエポキシなどの導電性接合剤などが使用可能である。
【００２３】
第１導波路２３０の第１金属板２３１はそれぞれトランスインピーダンス増幅器２２０の出力端子それぞれと、該当第２導波路２４０とワイヤボンディング方法で接合された金属性導線２０５に連結されることにより、トランスインピーダンス増幅器２２０から出力された該当位相の高周波信号を該当第２導波路２４０に伝導させる役割をする。
【００２４】
図５は、図３中の第２導波路２４０を拡大した斜視図である。同図を参照すれば、第２導波路２４０は、第１導波路２３０と各信号リード２０２ｂとの間のステム２０１の上面に安着されており、誘電体層２４２と、第１導波路２３０から伝導された該当高周波信号を該当信号リード２０２ｂに伝導する第１金属板２４１と、誘電体層２４２の下面に第２金属板２４３とが形成されている。
【００２５】
各第２導波路２４０は第１導波路２３０と該当信号リード２０２ｂとの間のステム２０１の上面に安着されており、第２導波路２４０の第１金属板２４１はその両端部が第１導波路２３０の該当第１金属板２３１及び該当信号リード２０２ｂとワイヤボンディング方法により導線２０５で連結されている。すなわち、第２導波路２４０は第１導波路２３０の第１金属板２３１から伝導された該当高周波信号を該当信号リード２０２ｂに伝導させる。
【００２６】
結果的に、第１及び第２導波路２３０、２４０は、トランスインピーダンス増幅器２２０と信号リード２０２ｂとの間のインピーダンス整合のためにステム２０１の上面に安着されており、トランスインピーダンス増幅器２２０の各出力端子から出力された高周波信号をそれぞれ該当電気的経路を通じて該当信号リード２０２ｂに伝導させる役割をする。
【００２７】
各信号リード２０２ｂは該当第２導波路２４０の第１金属板２４１と導線２０５でワイヤボンディング方法により連結されることにより、該当第２導波路２４０の第１金属板２４１から伝導された該当位相を有する高周波信号をＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュールの外部に出力させる。
【００２８】
直流リード２０２ａはフォトダイオード２１０とトランスインピーダンス増幅器２２０にそれぞれ連結されることにより、直流電源をフォトダイオード２１０とトランスインピーダンス増幅器２２０に印加する。直流リード２０２ａは各信号リード２０２ｂから１．１mmの距離だけ離隔されることにより、１mmの厚さを有するＰＣＢを信号リード２０２ｂと直流リード２０２ａに挿入することができる。
【００２９】
信号リード２０２ｂはステム２０１の両面を貫通する孔２０３に同軸整列された後、ガラス材質の密封材を孔２０３に充填することにより、リード２０２を固定させると同時に、孔２０３を密封するようになる。密封された孔２０３は該当信号リード２０２ｂの直径と孔２０３自体の直径と密封材の誘電率により、トランスインピーダンス増幅器２２０の出力インピーダンス値と同一の特性インピーダンス値を持つように調整された同軸形（coaxial type）構造を有する。一方、直流リード２０２ａはインピーダンス整合が不要なので、孔２０３を貫通する構造を有する。
【００３０】
本発明の実施形態に適用された導波路はその必要に応じて屈曲のあるように形成することもできるが、加工の容易性のために屈曲構造で加工する代わりにそれぞれの分割された第１及び第２導波路２３０、２４０の形態で加工することができ、ステム２０１の上面に導電性接着剤などにより接合される。本発明による導波路の形態とサイズはそのステムのサイズと、ステムの上面に配置される各素子のサイズと位置により、その必要に応ずるように多様に適用可能である。
【００３１】
したがって、信号リード２０２ｂは、トランスインピーダンス増幅器２２０とトランス インピーダンス増幅器での出力インピーダンス値より低い特性インピーダンス値を有するように調整されたマイクロストリップライン（Microstrip Line）の第１及び第２導波路２３０、２４０と連結されることにより、信号リード２０２ｂとトランスインピーダンス増幅器２２０との間のインピーダンス不整合による高周波信号の減少及び損失を防ぐ。
【００３２】
第１及び第２導波路２３０、２４０の特性インピーダンスはＺ０＝√（Ｌ０／Ｃ０）により決定され、第１及び第２導波路２３０、２４０のインピーダンスがトランスインピーダンス増幅器２２０と同一の特性インピーダンスを有する場合、高周波信号の損失を最小化して高周波信号を伝達することができる。なお、Ｚ０は導波路の特性インピーダンスを、Ｌ０は単位長さ当りインダクタンスを、Ｃ０は単位長さ当りキャパシタンスをそれぞれ示す。
【００３３】
一般に、マイクロストリップラインは誘電体の幅Ｗｅが非常に広い状態で形成されるが（Ｗｅ>>Ｗ）、本発明によるＴＯ−Ｃａｎ構造の光送信モジュールに適用された第１及び第２導波路２３０、２４０はＴＯ−Ｃａｎ内部の空間的制約により、そのサイズが制限される。より具体的な例として、第１及び第２導波路２３０、２４０はそれぞれ誘電定数が６．１５で、厚さが１２７μｍで、幅が３２０μｍの誘電体層２３２、２４２上に１７０μｍの幅Ｗを有する第１金属板２３１、２４１を適用すれば、電界（electric  field）が広く広がらず、誘電体層２３２、２４２の内部に制限されることにより、単位長さ当りキャパシタンスが小さくなり、それにより５０Ωの特性インピーダンス値の具現が容易でない。しかし、この場合に第１金属板２３１、２４１の幅Ｗを１８０μｍに拡大させると、５０Ωの特性インピーダンス値を有する第１及び第２導波路２３０、２４０の具現が可能になる。
【００３４】
このトランスインピーダンス増幅器２２０から該当導波路２３０、２４０を通じて各信号リード２０２ｂまで高周波信号を伝達することにおいて、ワイヤボンディングされた導線２０５とこのステムの上部に突出された信号リード２０２ｂの一部分のインダクタンスにより高周波信号の減衰及びインピーダンスの不整合が発生するようになる。上述した要因により増加したインダクタンスは、各導波路２３０、２４０の第１金属板２３１、２４１の幅Ｗを増加させることにより相殺される。すなわち、第１金属板２３１、２４１の幅Ｗの増加は第１及び第２導波路２３０、２４０のキャパシタンス値を増加させ、それにより上述したインダクタンスの増加を補償してインピーダンスの不整合を緩和させるようになる。
【００３５】
図６は、トランスインピーダンス増幅器の出力から各信号リードまで１mm長さのワイヤボンディング方法で連結された導線に高周波信号を伝達する場合に、ＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュールから出力される高周波信号のインピーダンス整合を示すグラフである。
【００３６】
図７は、第１導波路の第１金属板の幅を２５０μｍ、第２導波路の第１金属板の幅を３００μｍに設定したときのインピーダンス整合を示すグラフであって、図６に比べて向上した特性を示すものである。
【００３７】
図６及び図７に適用された第１及び第２導波路２３０、２４０は誘電率εrが６．１５、損失タンジェント（loss tangent）が０．００２５、厚さｄが０．１２７ｍｍを有するＲＯＳＥＲＳ社のＲｏ３００６を誘電体層２３２、２４２として使用した。
【００３８】
すなわち、第１導波路２３０はＲＯＳＥＲＳ社のＲｏ３００６の誘電体層２３２の上面に相互に離隔された位置に形成される１７．５μｍの厚さを有する２つの銅層の第１金属板２３１と、第２金属板２３３からなる。この銅層はその上面にワイヤボンディングのための１μｍの厚さを有する金板（gold plating）などを形成することができる。誘電体層２３２の幅Ｗｅは０．３２ｍｍ、長さＬは１．１ｍｍを有し、誘電体層２３２の上面に形成された第１金属板２３１の幅Ｗは誘電体層２３２の幅Ｗｅより多少狭い０．２５ｍｍの幅を有する。この誘電体層２３２は上面に自分より多少幅の狭い０．２５ｍｍの幅を有する第１金属板２３１が形成され、その下面に銅板などが形成される。
【００３９】
第２導波路２４０の誘電体層２４２はその長さが１,０００μｍで、誘電体層２４２の幅Ｗｅと厚さｄは第１導波路２３０の誘電体層２３２と同一である。第２導波路２４０の誘電体層２４２はその上面に第１金属板２４１が形成されており、第１金属板２４１は０．３ｍｍの幅Ｗを有する。
【００４０】
第２金属板２３３は導電性接着剤などが使用でき、上記の導電性接着剤を使用することにより、第１導波路２３０をステム２０１の上面に接合させる機能も遂行することができる。
【００４１】
ボンディングワイヤとステムの上面に突出されたリードのインダクタンス値は約０．２〜０．６ｎＨで、第１及び第２導波路の特性インピーダンスはそれぞれ４４Ωと４０Ωを有する。すなわち、本発明によるＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュールはトランスインピーダンス増幅器と各信号リードとの間にインピーダンス整合のための導波路を使用し、これはトランスインピーダンス増幅器と信号リードとの間のインピーダンス不整合による損失を防止する。
【００４２】
また、ステムの下部に延長された多数の接地リードは信号リードより大きく形成することにより、光受信モジュールをＰＣＢに装着する時に接地の電気的連結特性を向上させられる。また、ステムの中央に位置した信号リードがステムの中央に信号リードが配置された光送信モジュールと光軸を一致させ、同時にＰＣＢに装着する時に特性損失を最小化させるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来技術によるＴＯ−Ｃａｎ構造の光モジュールを示す斜視図。
【図２】図１によるＴＯ−Ｃａｎ構造の光モジュールにおいて、ステム上面と、その上面を貫通するリード線の一部を拡大して示す断面図。
【図３】本発明の望ましい実施形態による導波路を含むＴＯ−Ｃａｎ構造の光モジュールを示す斜視図。
【図４】図３における第１導波路のみを拡大して示す斜視図。
【図５】図３における第２導波路のみを拡大して示す斜視図。
【図６】トランスインピーダンス増幅器からステムのリードまでワイヤボンディング方法で１ｍｍ長さの導線で連結する場合、ＴＯ−Ｃａｎ構造の光受信モジュールで出力される高周波信号のインピーダンス整合特性を示すグラフ。
【図７】第１導波路の第１金属板の幅を２５０μｍ、第２導波路の第１金属板の幅を３００μｍに設定したときの高周波信号のインピーダンス整合特性を示すグラフ。
【符号の説明】
【００４４】
２０１  ステム
２０２  信号リード
２０３  孔
２０４  接地リード
２０５  導線
２１０  フォトダイオード
２１１  端子
２２０  トランスインピーダンス増幅器
２３０  第１導波路
２４０  第２導波路
【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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