(57)【要約】【課題】単一の基板上に半導体レーザと抵抗素子との両方を搭載することなくインピーダンスの不整合を小さくできる発光モジュールを提供する。【解決手段】  発光モジュール１は、ステム３と、半導体レーザ５と、電子部品７とを備える。ステム３は、第１のリード端子９およびベース１１を有する。ベース１１は、第１のリード端子９を支持する。半導体レーザ５は、ステム３上に搭載されている。電子部品７は、第１のリード端子９上に搭載されており抵抗素子１３を含む。電子部品７は、主面７ａ上に設けられた第１および第２の電極７ｂ、７ｃを有している。第１および第２の電極７ｂ、７ｃは、それぞれ、抵抗素子１３の一端および他端に接続されている。電子部品７の第１の電極７ｂは、第１のリード端子９に接続されている。電子部品７の第２の電極７ｃは、半導体レーザ５の一端子５ｂに接続されている。【選択図】  図１
2005045234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のリード端子および該第１のリード端子を支持するベースを有するステムと、
前記ステム上に搭載されており一端子および他端子を有する半導体レーザと、
前記第１のリード端子上に搭載されており抵抗素子を含む電子部品と
を備え、
前記電子部品は、主面上に設けられた第１および第２の電極を有しており、
前記第１および第２の電極は、それぞれ、前記抵抗素子の一端および他端に接続されており、
前記電子部品の前記第１の電極は、前記第１のリード端子に電気的に接続されており、
前記電子部品の前記第２の電極は、前記半導体レーザの前記一端子に電気的に接続されている、発光モジュール。
【請求項２】
前記ステムは、前記ベース上に設けられた台座部を有しており、
前記台座部は側面を有しており、
前記半導体レーザは、前記台座部の前記側面上に搭載されており、
前記第１のリード端子は、前記ベースに交差する所定の面に沿って伸びる搭載面を有しており、
前記電子部品は、前記第１のリード端子の前記搭載面上に搭載されており、
前記電子部品の前記第１の電極は、前記第１のリード端子の側面にワイヤを介して接続されており、
前記電子部品の前記第２の電極は、前記半導体レーザの前記一端子にワイヤを介して電気的に接続されている、請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項３】
抵抗素子を含む別の電子部品を更に備え、
前記ステムは、前記ベースに支持された第２のリード端子を有しており、
前記別の電子部品は前記第２のリード端子上に搭載されており、
前記別の電子部品は、主面上に設けられた第１及び第２の電極を有しており、
前記別の電子部品の前記第１および第２の電極は、それぞれ、前記別の電子部品の前記抵抗素子の一端および他端に接続されており、
前記別の電子部品の前記第１の電極は、前記第２のリード端子に電気的に接続されており、
前記別の電子部品の前記第２の電極は、前記半導体レーザの前記他端子に電気的に接続されている、請求項１または請求項２に記載の発光モジュール。
【請求項４】
前記第２のリード端子は、前記ベースに交差する所定の面に沿って伸びる搭載面を有しており、
前記別の電子部品は、前記第２のリード端子の前記搭載面上に搭載されており、
前記別の電子部品の前記第１の電極は、前記第２のリード端子の側面にワイヤを介して接続されている、請求項３に記載の発光モジュール。
【請求項５】
前記ベースはガラス体を介して前記第１のリード端子を保持していることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載された発光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、半導体レーザ装置が記載されている。半導体レーザ装置では、ブロックがステム上に設けられており、該ブロックに窒化アルミニウム製のヒートシンクが取り付けられている。このヒートシンク上には半導体レーザが搭載されている。また、ヒートシンクには、薄膜抵抗およびマイクロストリップ線路が設けられている。マイクロストリップ線路の一端は、リードピンに接続されている。
【特許文献１】特開２０００−３５３８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の半導体レーザ装置のヒートシンクは、半導体レーザのための搭載領域、薄膜抵抗、およびマイクロストリップ線路を備えている。これ故に、このヒートシンクは、この半導体レーザ装置のために専用に設計された窒化アルミニウム基板を必要としている。また、このヒートシンクには、高熱伝導性だけでなく絶縁性も必要である。
【０００４】
一方、半導体レーザ装置といった発光モジュールを高い伝送レートで動作させるためには、インピーダンスの不整合による反射を小さくすることが必要である。
【０００５】
発光モジュールを高い伝送レートで動作させるために専用の窒化アルミニウム基板を用いると、発光モジュールの部品コストが上昇する。したがって、求められていることは、半導体レーザと抵抗素子とを同一の基板上に設ける必要のない発光モジュールである。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、単一の基板上に半導体レーザと抵抗素子との両方を搭載することなくインピーダンスの不整合を小さくすることができる発光モジュールを提供することとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面によれば、発光モジュールは、(ａ)第１のリード端子および該第１のリード端子を支持するベースを有するステムと、(ｂ)前記ステム上に搭載されており一端子および他端子を有する半導体レーザと、(ｃ)前記第１のリード端子上に搭載されており抵抗素子を含んでいる電子部品とを備え、前記電子部品は、主面上に設けられた第１および第２の電極を有しており、前記第１および第２の電極は、それぞれ、前記抵抗素子の一端および他端に接続されており、前記電子部品の前記第１の電極は、前記第１のリード端子に電気的に接続されており、前記電子部品の前記第２の電極は、前記半導体レーザの前記一端子に電気的に接続されている。
【０００８】
この発光モジュールでは、第１のリード端子上に搭載された電子部品の抵抗素子を介して、ステム上に搭載された半導体レーザに駆動信号を印加できるので、駆動信号の伝送線路上においてインピーダンスの不整合を小さくできる。
【０００９】
本発明の発光モジュールでは、前記ステムは、前記ベース上に設けられた台座部を有しており、前記台座部は側面を有しており、前記半導体レーザは、前記台座部の前記側面上に搭載されており、前記第１のリード端子は、前記ベースに交差する所定の面に沿って伸びる搭載面を有しており、前記電子部品は、前記第１のリード端子の前記搭載面上に搭載されており、前記電子部品の前記第１の電極は、前記第１のリード端子の側面にワイヤを介して接続されており、前記電子部品の前記第２の電極は、前記半導体レーザの前記一端子にワイヤを介して電気的に接続されている。
【００１０】
この発光モジュールでは、半導体レーザは台座部の側面上に搭載されており、また電子部品は第１のリード端子の搭載面上に搭載されているので、電子部品の第１の電極を第１のリード端子の側面にワイヤを介して接続することができ、また電子部品の第２の電極を半導体レーザの一端子にワイヤを介して接続することができる。
【００１１】
本発明の発光モジュールは、(ｄ)抵抗素子を含む別の電子部品を更に備えることができる。前記ステムは、前記ベースに支持された第２のリード端子を有しており、前記別の電子部品は前記第２のリード端子上に搭載されており、前記別の電子部品は、主面上に設けられた第１及び第２の電極を有しており、前記別の電子部品の前記第１および第２の電極は、それぞれ、前記別の電子部品の前記抵抗素子の一端および他端に接続されており、前記別の電子部品の前記第１の電極は、前記第２のリード端子に電気的に接続されており、前記別の電子部品の前記第２の電極は、前記半導体レーザの前記他端子に電気的に接続されている。
【００１２】
この発光モジュールでは、第１のリード端子上に搭載された電子部品の抵抗素子を介して、ステム上に搭載された半導体レーザの一端子に駆動信号を印加すると共に、第２のリード端子上に搭載された別の電子部品の抵抗素子を介して該半導体レーザの他端子に相補の駆動信号を印加することができるので、これらの駆動信号の伝送線路上においてインピーダンスの不整合を小さくできる。
【００１３】
本発明の発光モジュールは、前記ステムは、前記ベースに支持された第２のリード端子を有しており、前記第２のリード端子は、前記ベースに交差する所定の面に沿って伸びる搭載面を有しており、前記第２のリード端子は、前記ベースに交差する所定の面に沿って伸びる搭載面を有しており、前記別の電子部品は、前記第２のリード端子の前記搭載面上に搭載されており、前記別の電子部品の前記第１の電極は、前記第２のリード端子の側面にワイヤを介して接続されている。
【００１４】
この発光モジュールによれば、別の電子部品は第２のリード端子の搭載面上に搭載されているので、別の電子部品の第１の電極を第２のリード端子の側面にワイヤを介して接続することができる。
本発明の発光モジュールでは、前記ベースはガラス体を介して前記第１のリード端子を保持している。抵抗素子は、半導体レーザが搭載されている台座部と異なるリード端子上に搭載されているので、抵抗素子と半導体レーザとの間の熱的な干渉が小さい。また、第１のリード端子とベースとの間にガラス体が設けられているので、熱絶縁性がさらに高められる。
【００１５】
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明の発光モジュールによれば、単一の基板上に半導体レーザと抵抗素子との両方を搭載することなくインピーダンスの不整合を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、本発明の発光モジュールに係る実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【００１８】
(第１の実施の形態) 
図１は、本実施の形態に係る発光モジュールを示す図面である。図２は、発光モジュールの構成部品を示す図面である。図３(Ａ)は、発光モジュールを示す平面図である。図３(Ｂ)は、発光モジュールを示す側面図である。図３(Ｃ)は、発光モジュールを示す正面図である。
【００１９】
発光モジュール１は、ステム３と、半導体レーザ５と、電子部品７とを備える。ステム３は、第１のリード端子９およびベース１１を有する。ベース１１は、第１のリード端子９を支持する。半導体レーザ５は、ステム３上に搭載されている。電子部品７は、第１のリード端子９上に搭載されており抵抗素子１３を含む。電子部品７は、主面７ａ上に設けられた第１および第２の電極７ｂ、７ｃを有している。第１および第２の電極７ｂ、７ｃは、それぞれ、抵抗素子１３の一端および他端に接続されている。電子部品７の第１の電極７ｂは、第１のリード端子９に接続されている。電子部品７の第２の電極７ｃは、半導体レーザ５の一端子５ｂに電気的に接続されている。
【００２０】
この発光モジュール１では、第１のリード端子９上に搭載された電子部品７の抵抗素子１３を介して、ステム３上に搭載された半導体レーザ５に駆動信号ＩDが印加されるので、駆動信号ＩDのための伝送線路上においてインピーダンスの不整合を小さくできる。
【００２１】
発光モジュール１では、ステム３は、ベース１１上に設けられた台座部１５を有している。台座部１５は側面１５ａを有している。半導体レーザ５は、台座部１５の側面１５ａ上に搭載されている。第１のリード端子９は、ベース１１に交差する所定の面に沿って伸びる搭載面９ａを有している。電子部品７は、第１のリード端子９の搭載面９ａ上に搭載されている。電子部品７の第１の電極７ｂは、搭載面９ａといった第１のリード端子９の側面にワイヤを介して接続されることができる。また、リード端子９は、ベース１１によって支持されている柱状部９ｂを備えることができ、搭載面９ａはこの柱状部９ｂの一端に設けられている。柱状部９ｂは、ベース１１に交差する方向に伸びる面(平面および曲面)に沿って伸びる表面を有している。電子部品７の第１の電極７ｂは、柱状部９ｂの表面といった第１のリード端子９の側面にワイヤを介して接続されることができる。電子部品７の第１の電極７ｂは、半導体レーザ５の一端子５ｂにワイヤを介して電気的に接続されている。
【００２２】
この発光モジュール１では、半導体レーザ５は台座部１５の側面１５ａ上に搭載されている。また、電子部品７は、第１のリード端子９の搭載面９ａ上に搭載されているので、搭載面９ａといった第１のリード端子９の側面にワイヤを介して電子部品７の第１の電極７ｂを接続することができ、また電子部品７の第２の電極７ｃを半導体レーザ５の一端子５ｂにワイヤを介して電気的に接続することができる。
【００２３】
図１及び図２に示された発光モジュール１では、搭載面９ａを含む平坦部がリード端子９の端部に設けられている。この平坦部は、例えば、プレス加工により形成される。平坦部の構造としては、この例に限定されるものではなく、リード端子の側面を切り欠いて平坦面を形成することもできる。
【００２４】
好適な実施の形態では、標準的なパッケージのリード端子のインピーダンスは２５オーム程度であり、半導体レーザのインピーダンスは５オーム程度である。電子部品７上の抵抗素子１３の抵抗値は、２０オーム程度である。また、電子部品７は、高周波用のチップ抵抗素子であることができる。
【００２５】
発光モジュール１では、ステム３のベース１１および台座部１５は、導電体から成る。例示的に示せば、ベース１１の材料は、コバールである。ベース１１は、所定の平面に沿って伸びており、一対の面１１ａおよび１１ｂを有している。ベース１１は、また、一対の面の一方１１ａから他方１１ｂに伸びる孔１１ｃを有している。この孔１１ｃには、リード端子９が通過している。孔１１ｃ内には、封止用のガラス体１９が埋め込まれている。ベース１１は、このガラス体１９を介してリード端子９を支持している。また、ステム３のベース１１は、リード端子１１ｇをガラス体１９を介することなく保持している。これ故に、ベース１１および台座部１５は、リード端子１１ｇに電気的に接続される。
【００２６】
発光モジュール１では、半導体レーザ５は、第１の端面５ｃ及び第２の端面５ｄを有している。半導体レーザ５は、ヒートシンク１７上に搭載されており、このヒートシンク１７がステム３の台座部１５上に搭載されている。ヒートシンク１７の材料は、例えば、窒化アルミニウムである。ヒートシンク１７の一対の面には、それぞれ、金属パターン１７ａ、１７ｂが設けられている。金属パターンは、例えば、ＡｕＳｎといった金属から成る。これらの金属パターン１７ａ、１７ｂは、ロー付けのために準備されている。絶縁性のヒートシンクによれば、半導体レーザ５をステム３から絶縁できる。ヒートシンク１７の材料は、絶縁材に限定されるものではなく、導電性の材料であることができる。ヒートシンク１７の材料は、例えば、銅タングステン(ＣｕＷ)であることができる。導電性のヒートシンクによれば、半導体レーザ５は、ヒートシンクを介してステム３に電気的に接続される。
【００２７】
この発光モジュール１は、台座部１５の側面１５ａ上に搭載された導体ポスト２１といった接続部品を更に備ることができる。導体ポスト２１は、半導体レーザ５の他端子５ａにワイヤを介して接続されている。導体ポスト２１によれば、半導体レーザ５を台座部１５に接続するワイヤの長さを短くできる。その結果、寄生インダクタンスによるインピーダンス不整合を最小に留めることができる。
【００２８】
図３(Ａ)に示されるように、この発光モジュール１では、リード端子９及び台座部１５は所定の面に沿って配置されている。所定の面は、台座部１５の側面１５ａに交差する軸に交差している。あるいは、所定の面は、リード端子９の搭載面９ａに交差する軸に交差している。この発光モジュール１によれば、半導体レーザ５が台座部１５の側面１５ａ上に搭載されており、また電子部品７がリード端子９上に搭載されているので、半導体レーザ５の一端子５ｂと電子部品７の電極７ｃとをワイヤを介して接続することができる。
【００２９】
この発光モジュール１では、台座部１５の側面１５ａは第１の基準面に沿って伸びている。リード端子９の搭載面９ａは第２の基準面に沿って伸びている。第１の基準面および第２の基準面は、台座部１５の側面１５ａに沿って伸びており、例えば、第１および第２の基準面は互いに平行であることができる。この発光モジュール１によれば、半導体レーザ５が台座部１５の側面１５ａ上に搭載されており電子部品７がリード端子９上に搭載されているので、半導体レーザ５の一端子５ｂと電子部品７の電極７ｃとをワイヤを介して接続することができる。
【００３０】
図１および図２を参照すると、この発光モジュール１は、半導体レーザ５の光出力強度をモニタするための半導体受光素子２３を更に備えることができる。半導体受光素子２３は、ステム３のベース１１上に搭載されている。半導体受光素子２３は、一電極２３ａ及び他電極２３ｂを有している。半導体受光素子２３の受光面２３ｃは、半導体レーザ５からのモニタ光を受けており、半導体受光素子２３は、このモニタ光に応じた光電流を生成する。ステム３は、ベース１１に支持された別のリード端子２５を有している。半導体受光素子２３の一電極２３ａは、ワイヤを介して別のリード端子２５に接続されている。電子部品７の第２の電極７ｃは、半導体レーザ５の一端子５ｂにワイヤおよびヒートシンクの導電パターンを介して接続されている。電子部品７の第１の電極７ｂは、第１のリード端子９の側面にワイヤを介して接続されている。発光モジュール１は、半導体レーザ５および電子部品７に加えて、モニタ用の半導体受光素子２３を含むことができる。
【００３１】
半導体受光素子２３は、導電パターンを有するサブマウント２６上に搭載されており、サブマウント２６がベース１１上に搭載されている。半導体受光素子２３の他電極２３ｂは、導電パターンおよびワイヤを介してベース１１に電気的に接続されている。
【００３２】
別のリード端子２５は、ベース１１に設けられた孔１１ｅを通過している。孔１１ｅ内には、封止用のガラス体１９が埋め込まれている。ベース１１は、このガラス体１９を介して別のリード端子２５を支持している。
【００３３】
図３(Ｂ)および図３(Ｃ)に示されるように、台座部１５の側面１５ａは、第１のエリア１５ｂ及び第２のエリア１５ｃを有している。第１のエリア１５ｂ及び第２のエリア１５ｃは、半導体レーザ５の光軸の方向に配列されている。半導体レーザ５は、第２のエリア１５ｃに位置している。第１のエリア１５ｂの上辺は、半導体受光素子２３の一電極２３ａと別のリード端子２５とを繋ぐワイヤの高さの最高値より高い。好適な実施例では、別のリード端子２５の端部とベース１１の表面との距離は、第１のリード端子９の端部とベース１１の表面との距離より短い。これ故に、半導体受光素子２３の一電極２３ａと別のリード端子２５とを繋ぐワイヤの高さの最高値を低くできる。
【００３４】
この発光モジュール１によれば、電子部品７の第２の電極７ｃと半導体レーザ５との間の電気的な接続が、ワイヤを使用して実現される。また、電子部品７の第１の電極７ｂと第１のリード端子９の側面９ａとの間の電気的な接続が、ワイヤを使用して実現される。これらの接続は、それぞれ、異なる方向に伸びるワイヤによって実現されている。
【００３５】
図３(Ａ)に示されるように、第１のリード端子９、半導体レーザ５および半導体受光素子２３は、ベース１１に交差する所定の面Ｒに沿って配置されている。この配置において、第１のリード端子９が台座部１５の隣に位置しており、また、半導体受光素子２３が半導体レーザ５とベース１１との間に位置しているので、台座部１５上の半導体レーザ５と第１のリード端子９上の電子部品７との間を接続するワイヤは、半導体レーザ５から半導体受光素子２３に向かう方向と異なる方向に伸びている。
【００３６】
また、図３(Ａ)に示されるように、第１のリード端子９、半導体レーザ５および導体ポスト２１は、ベース１１に交差する所定の軸Ｒに沿って配列されている。半導体レーザ５は、第１のリード端子９と導体ポスト２１との間に位置している。半導体レーザ５の他端子５ａと導体ポスト２１との間を接続するワイヤは、半導体レーザ５の一端子５ｂと電子部品７との間を接続するワイヤが伸びる方向と異なる方向に伸びている。
【００３７】
発光モジュール１では、電子部品７の第２の電極７ｃは、半導体レーザ５の一端子５ｂにワイヤを介して電気的に接続されている。電子部品７の第１の電極７ｂは、第１のリード端子９の側面上の所定のボンディング位置にワイヤを介して接続されている。電子部品７の第１の電極７ｂとベース１１との間の距離は、電子部品７の第２の電極７ｃとベース１１との間の距離より小さく、また、電子部品７の第１の電極７ｂとベース１１との間の距離は、上記のボンディング位置とベース１１との間の距離より大きい。
【００３８】
電子部品７が、半導体レーザ５の光軸から外れた位置にある第１のリード端子９上に搭載されているので、電子部品７の第１の電極７ｂと第１のリード端子９との間の電気的な接続が、半導体受光素子に干渉することなく、ワイヤを使用して実現される。
【００３９】
図３(Ａ)〜図３(Ｃ)を参照すると、半導体レーザ５の他端子５ａと導体ポスト２１とを接続するワイヤは、半導体レーザ５の他端子５ａから座標系のＸ軸の負の方向に伸びている。半導体レーザ５の一端子５ｂと電子部品７の第２の電極７ｃとを電気的に接続するワイヤは、ヒートシンク１７上の導電パターンから座標系のＸ軸の正の方向に伸びている。電子部品７の第１の電極７ｂと第１のリード端子９の搭載面９ａとを接続するワイヤは、電子部品７の第１の電極７ｂから座標系のＺ軸の負の方向に伸びている。半導体受光素子２３の一電極２３ａと別のリード端子２５の端面２５ａとを接続するワイヤは、半導体受光素子２３の一電極２３ａから座標系のＹ軸の正の方向に伸びている。半導体受光素子２３の他電極２３ｂとベース１１とを電気的に接続するワイヤは、サブマウント２６上の導電パターンから座標系のＹ軸の正の方向に伸びている。
【００４０】
図４は、発光モジュールを示す図面である。発光モジュール１は、キャップ４１と、パッケージスリーブ４３と、ジョイントスリーブ４５と、ＳＣスリーブ４７と、ファイバスタブ４９と、割スリーブ５１を備えることができる。キャップ４１は、ステム３に搭載されており、また、必要な場合には、レンズ５３を保持している。パッケージスリーブ４３は、ステム３のベース１１上に設けられている。ジョイントスリーブ４５は、パッケージスリーブ４３に取り付けられる。ＳＣスリーブ４７は、ジョイントスリーブ４５上に設けられている。ファイバスタブ４９は、ＳＣスリーブ４７内に設けられている。ＳＣスリーブ４７の端部には、金属ブッシュ５０、割スリーブ５１の端部、ファイバスタブ４９が圧入されており、そして、割スリーブ５１がＳＣスリーブ４７に対して位置決めされる。
【００４１】
以上説明したように、単一の基板上に半導体レーザと抵抗素子との両方を搭載することなくインピーダンスの不整合を小さくすることができる発光モジュールが提供される。
【００４２】
(第２の実施の形態)
図５は、本実施の形態に係る発光モジュールを示す図面である。図６は、発光モジュールの構成部品を示す図面である。図７(Ａ)は、発光モジュールを示す平面図である。図７(Ｂ)は、発光モジュールを示す側面図である。図７(Ｃ)は、発光モジュールを示す正面図である。
【００４３】
発光モジュール２は、ステム４と、半導体レーザ５と、電子部品７とを備える。ステム４は、第１のリード端子９およびベース１２を有する。ベース１２は、第１のリード端子９を支持する。発光モジュール２では、ステム４は、ベース１２上に設けられた台座部１６を有している。台座部１６は側面１６ａを有している。第１の実施の形態のように、半導体レーザ５は、台座部１６の側面１６ａ上に搭載されている。
【００４４】
発光モジュール２は、別の電子部品２７を更に備えることができる。別の電子部品２７は、抵抗素子２９を含む。ステム４は、ベース１２に支持された第２のリード端子３１を有している。別の電子部品２７は、第２のリード端子３１上に搭載されている。別の電子部品２７は、主面２７ａ上に設けられた第１及び第２の電極２７ｂ、２７ｃを有している。第１および第２の電極２７ｂ、２７ｃは、それぞれ、別の電子部品２７の抵抗素子２９の一端および他端に接続されている。別の電子部品２７の第１の電極２７ｂは、第２のリード端子３１に接続されている。別の電子部品２７の第２の電極２７ｂは、半導体レーザ５の他端子５ａに接続されている。
【００４５】
発光モジュール２では、ステム４は、ベース１２上に設けられた台座部１６を有している。台座部１６は側面１６ａを有している。半導体レーザ５は、台座部１６の側面１６ａ上に搭載されている。第１のリード端子９は、ベース１２に交差する所定の面に沿って伸びる搭載面９ａを有している。
【００４６】
この発光モジュール２では、第１のリード端子９上に搭載され電子部品７の抵抗素子１３を介して、ステム４上に搭載された半導体レーザ５の一端子５ｂに駆動信号ＩDを印加すると共に、第２のリード端子３１上に搭載された別の電子部品２７の抵抗素子２９を介して該半導体レーザ５の他端子５ａに相補の駆動信号ＩＤＣを印加することができるので、これらの駆動信号ＩD、ＩＤＣの伝送線路上においてインピーダンスの不整合を小さくできる。
【００４７】
発光モジュール２では、ステム３のベース１２および台座部１６は、導電体から成る。ベース１２は、所定の平面に沿って伸びており、一対の面１２ａおよび１２ｂを有している。ベース１２は、また、一対の面の一方１２ａから他方１２ｂに伸びる孔１２ｃを有する。この孔１２ｃには、リード端子９が通過している。孔１２ｃ内には、封止用のガラス体１９が埋め込まれている。ベース１２は、このガラス体１９を介してリード端子９を支持している。また、ステム３のベース１２は、ガラス体１９を介することなくリード端子１２ｇを保持している。
【００４８】
電子部品７および別の電子部品２７は、それぞれ、第１および第２のリード端子９、３１の搭載面９ａ、３１ａ上に搭載されている。これ故に、電子部品７の第１の電極７ｂは、搭載面９ａといった第１のリード端子９の側面にワイヤを介して接続されることができ、また電子部品７の第２の電極７ｃは半導体レーザ５の一端子５ｂにワイヤを介して接続されることができる。加えて、別の電子部品２７の第１の電極２７ｂは、搭載面３１ａといった第２のリード端子３１の側面にワイヤを介して接続されることができ、また別の電子部品２７の第２の電極２７ｃは半導体レーザ５の他端子５ａにワイヤを介して接続されることができる。リード端子３１は、ベース１２によって支持されている柱状部３１ｂを備えることができ、搭載面３１ａはこの柱状部３１ｂの一端に設けられている。柱状部３１ｂは、ベース１２に交差する方向に伸びる面(平面および曲面)に沿って伸びる表面を有している。電子部品２７の第１の電極２７ｂは、柱状部３１ｂの表面といった第２のリード端子３１の側面にワイヤを介して接続されることができる。
【００４９】
この発光モジュールによれば、半導体レーザ５は台座部１６の側面１６ａ上に搭載されており、また電子部品７は第１のリード端子９の搭載面９ａ上に搭載され、さらに別の電子部品２７は第２のリード端子３１の搭載面３１ａ上に搭載されているので、電子部品７および別の電子部品２７の第１の電極７ｂ、３１ｂをそれぞれ第１及び第２のリード端子９、３１の搭載面９ａ、３１ａにワイヤを介して接続することができ、また電子部品７及び別の電子部品２７の第２の電極７ｃ、２７ｃを半導体レーザ５の一端子５ｂ及び他端子５ａにそれぞれワイヤを介して接続することができる。
【００５０】
好適な実施の形態では、抵抗素子１３および抵抗素子２９の各抵抗値は、２２．５オーム程度である。
【００５１】
図７(Ａ)を参照すると、発光モジュール２では、第１のリード端子９、第２のリード端子３１及び台座部１６の側面１６ａは所定の面Ｓに沿って配置されている。所定の面Ｓは、ベース１２に交差する方向に伸びている。電子部品７と別の電子部品２７との間に半導体レーザ５を配置できる。
【００５２】
また、発光モジュール２では、台座部１６は、第１のリード端子９と第２のリード端子３１との間に設けられている。半導体レーザ５が台座部１６の側面１６ａ上に搭載されており、また電子部品７および別の電子部品２７がそれぞれ第１および第２のリード端子９、３１上に搭載される。この発光モジュール２によれば、台座部１６の側面１６ａ上の半導体レーザ５は、第１のリード端子９上の電子部品７と第２のリード端子３１上の別の電子部品２７との間に位置するので、半導体レーザ５の一端子５ｂと電子部品７の電極７ｃとの間をワイヤを介して接続することができ、また半導体レーザ５の他端子５ａと別の電子部品２７の電極２７ｃとの間をワイヤを介して接続することができる。
【００５３】
発光モジュール２では、台座部１６の側面１６ａは第１の基準面に沿って伸びており、第１のリード端子９の搭載面９ａは第２の基準面に沿って伸びており、第２のリード端子３１の搭載面３１ａは第３の基準面に沿って伸びている。第１〜第３の基準面は、第１のリード端子９から第２のリード端子３１へ向かう方向に伸びている。この発光モジュール２によれば、半導体レーザ５の端子５ｂ、５ａと電子部品７、２７上の電極７ｃ、２７ｃとをそれぞれワイヤを介して接続することができる。なぜなら、半導体レーザ５が台座部１６の側面１６ａ上に搭載されており、また電子部品７が第１のリード端子９の搭載面９ａ上に搭載されており、さらに別の電子部品２７が第２のリード端子３１の搭載面３１ａ上に搭載されているからである。
【００５４】
また、台座部１６の側面１６ａ上の半導体レーザ５は、第１のリード端子９上の電子部品７と第２のリード端子３１上の別の電子部品２７との間に配置されているので、半導体レーザ５と電子部品７および別の電子部品２７とを接続するワイヤの長さを短くできる。その結果、寄生インダクタンスによるインピーダンス不整合を最小に留めることができる。
【００５５】
図５および図６を参照すると、発光モジュール２は、また半導体レーザ５の光出力強度をモニタするための半導体受光素子２３を更に備えることができる。半導体受光素子２３は、ステム３のベース１２上に搭載されている。半導体受光素子２３の一電極２３ａは、ワイヤを介して別のリード端子２５に接続されている。電子部品７の第２の電極７ｂが半導体レーザ５の一端子５ｂにワイヤを介して接続されることに加えて、電子部品７の第１の電極７ｂは、第１のリード端子９の側面にワイヤを介して接続されている。また、別の電子部品２７の第２の電極２７ｃが半導体レーザ５の他端子５ａにワイヤを介して接続されることに加えて、別の電子部品２７の第１の電極２７ｂは、第２のリード端子３１の側面にワイヤを介して接続されている。発光モジュール２は、半導体レーザ５および電子部品７、２７に加えてモニタ用の半導体受光素子２３を含む場合でも、これらの部品をリード端子にワイヤを介して接続できる構造を有する。
【００５６】
図７(Ｂ)および図７(Ｃ)に示されるように、台座部１６の側面１６ａは、第１のエリア１６ｂ及び第２のエリア１６ｃを有している。第１のエリア１６ｂ及び第２のエリア１６ｃは、半導体レーザ５の光軸の方向に配列されている。半導体レーザ５は、第２のエリア１６ｃに位置している。第１のエリア１６ｂの上辺は、半導体受光素子２３の一電極２３ａと別のリード端子２５とを繋ぐワイヤの高さの最高値より高い。また、半導体レーザ５は、電子部品７と別の電子部品２７との間に位置する。さらに、半導体受光素子２３は、ベース１２と電子部品７および別の電子部品２７との間ではなく、ベース１２と半導体レーザ５との間に位置している。
【００５７】
この発光モジュール２によれば、半導体レーザ５、電子部品７、別の電子部品２７の接続は、それぞれ、異なる方向に伸びるワイヤによって実現されている。なぜなら、図７(Ａ)〜図７(Ｃ)に示されるように、電子部品７の第２の電極７ｃと半導体レーザ５との間の電気的な接続が、ワイヤを使用して実現されており、また、電子部品７の第１の電極７ｃと第１のリード端子９の側面９ａとの間の電気的な接続が、ワイヤを使用して実現されており、さらに、別の電子部品２７の第１の電極２７ｂと第２のリード端子３１の側面３１ａとの間の電気的な接続が、ワイヤを使用して実現されている。
【００５８】
図７(Ａ)に示されるように、第１のリード端子９、第２のリード端子３１、半導体レーザ５および半導体受光素子２３は、ベース１２に交差する所定の面に沿って配置されている。この配置において、第１および第２のリード端子９、３１が、それぞれ、台座部１６の隣に位置しており、また、半導体受光素子２３が半導体レーザ５とベース１２との間に位置している。これ故に、台座部１６上の半導体レーザ５と第１のリード端子９上の電子部品７との間を接続するワイヤは、半導体レーザ５から半導体受光素子２３に向かう第１の方向と異なる第２の方向に伸びる。また、台座部１６上の半導体レーザ５と第２のリード端子３１上の別の電子部品２７との間を接続するワイヤは、第１および第２の方向と異なる第３の方向に伸びる。
【００５９】
発光モジュール１の電子部品７と同様に、発光モジュール２では、電子部品７だけでなく、別の電子部品２７の第２の電極２７ｃが、半導体レーザ５の他端子５ａにワイヤを介して接続されており、また、その第１の電極２７ｂは、第２のリード端子３１の側面３１ａ上の所定のボンディング位置にワイヤを介して接続されている。別の電子部品２７の第１の電極２７ｂとベース１２との間の距離は、別の電子部品２７の第２の電極２７ｃとベース１２との間の距離より小さく、また、別の電子部品２７の第１の電極２７ｂとベース１２との間の距離は、上記のボンディング位置とベース１２との間の距離より大きい。
【００６０】
第１のリード端子９および第２のリード端子３１は、半導体レーザ５の光軸から外れた位置にあるので、電子部品７、２７の第１の電極７ｂ、２７ｂと第１のリード端子９および第２のリード端子３１との間の電気的な接続が、半導体受光素子に干渉することなく、ワイヤを使用して実現される。
【００６１】
図７(Ａ)〜図７(Ｃ)に示されるように、半導体レーザ５の他端子５ａと別の電子部品２７の第２の電極２７ｃとを接続するワイヤは、半導体レーザ５の他端子５ａから座標系のＸ軸の負の方向に伸びている。別の電子部品２７の第１の電極２７ｂと第２のリード端子３１の搭載面３１ａとを接続するワイヤは、別の電子部品２７の第１の電極２７ｂから座標系のＺ軸の負の方向に伸びている。半導体レーザ５の一端子５ｂと電子部品７の第２の電極７ｃとを接続するワイヤは、ヒートシンク１７上の導電パターンから座標系のＸ軸の正の方向に伸びている。電子部品７の第１の電極７ｂと第１のリード端子９の搭載面９ａとを接続するワイヤは、電子部品７の第１の電極７ｂから座標系のＺ軸の負の方向に伸びている。半導体受光素子２３の一電極２３ａと別のリード端子２５の端面２５ａとを接続するワイヤは、半導体受光素子２３の一電極２３ａから座標系のほぼＹ軸の正の方向に伸びており、また、半導体受光素子２３の他電極２３ｂとベース１２とを接続するワイヤは、サブマウント２６上の導電パターンから座標系においてほぼＹ軸の正の方向に伸びている。
【００６２】
以上説明したように、単一の基板上に半導体レーザと抵抗素子との両方を搭載することなくインピーダンスの不整合を小さくすることができる発光モジュールが提供される。
【００６３】
(第３の実施の形態)
第１及び第２の実施の形態で説明された発光モジュールは、差動回路によって駆動されることができる。差動回路による駆動により、光送信器から外部へ放射する電磁ノイズ、光受信回路へのクロストークを低減できる。図８(Ａ)は、第１の実施の形態に示された発光モジュールを用いる発光装置を示す図面である。図８(Ｂ)は、第２の実施の形態に示された発光モジュールを用いる発光装置を示す図面である。
【００６４】
図８(Ａ)を参照すると、発光装置６１は、発光モジュール１と、駆動デバイス６３とを備える。駆動デバイス６３は、ＯＵＴ端子およびＯＵＴＢ端子、信号端子６３ａ、入力信号処理回路６３ｂ、トランジスタ６３ｃ、トランジスタ６３ｄ、変調電流源回路６３ｅ、バイアス電流源回路６３ｆを備える。入力信号処理回路６３ｂは、信号端子６３ａに受ける信号から一対の信号ＳＩＧを生成する。トランジスタ６３ｃの制御端子は、一対の信号ＳＩＧの一方を受ける。トランジスタ６３ｄの制御端子は、一対の信号ＳＩＧの他方を受ける。トランジスタ６３ｃ、６３ｄは、例えば、電界効果トランジスタである。トランジスタ６３ｃ、６３ｄの電流端子は、変調電流源回路６３ｅに接続されている。トランジスタ６３ｃの他の電流端子は、ＯＵＴ端子に接続されている。トランジスタ６３ｄの他の電流端子は、ＯＵＴＢ端子に接続されている。
【００６５】
この発光モジュールを用いて光信号を発生する方法としては、発光モジュール１のリード端子９および該リード端子９上に搭載された抵抗素子１３を介して、発光モジュール１に搭載された半導体レーザ５の一端子に駆動信号ＩDを加えて、半導体レーザ５を発光させる。駆動信号ＩDは、リード端子９上に設けられた抵抗素子１３を介して半導体レーザ５に提供されるので、これらの素子１３、５とリード端子９の特性インピーダンスとの整合が為された発光モジュールにおいて、駆動信号ＩDが半導体レーザ１に印加される。
【００６６】
図８(Ｂ)を参照すると、発光装置７１は、発光モジュール２と、駆動デバイス７３とを備える。駆動デバイス７３は、ＯＵＴ端子およびＯＵＴＢ端子、信号端子７３ａ、入力信号処理回路７３ｂ、トランジスタ７３ｃ、トランジスタ７３ｄ、変調電流源回路７３ｅ、バイアス電流源回路７３ｆ、バイアス電流源回路７３ｇを備える。入力信号処理回路７３ｂは、信号端子７３ａに受ける信号から一対の信号ＳＩＧを生成する。トランジスタ７３ｃの制御端子は、一対の信号ＳＩＧの一方を受ける。トランジスタ７３ｄの制御端子は、一対の信号ＳＩＧの他方を受ける。トランジスタ７３ｃ、７３ｄは、例えば、電界効果トランジスタである。トランジスタ７３ｃ、７３ｄの電流端子は、変調電流源回路７３ｅに接続されている。トランジスタ７３ｃの他の電流端子は、ＯＵＴ端子に接続されている。トランジスタ７３ｄの他の電流端子は、ＯＵＴＢ端子に接続されている。バイアス電流源回路７３ｆは、ＯＵＴ端子に接続されている。バイアス電流源回路７３ｇは、ＯＵＴＢ端子に接続されている。
【００６７】
この発光モジュールを用いて光信号を発生する方法としては、発光モジュール２の第１のリード端子９および該第１のリード端子９上に搭載された抵抗素子１３を介して、発光モジュール２に搭載された半導体レーザ５の一端子に駆動信号ＩDを加えると共に、発光モジュール２の第２のリード端子３１および該第２  のリード端子３１上に搭載された別の抵抗素子２９を介して、発光モジュール２に搭載された半導体レーザ５の他端子に相補の駆動信号ＩDCを加えて、半導体レーザ５を発光させる。
【００６８】
駆動信号ＩＤ及び相補の駆動信号ＩＤＣは、リード端子９、３１上に設けられたそれぞれの抵抗素子１３、２９を介して半導体レーザ５の一端子及び他端子に提供されるので、抵抗素子１３または２９と半導体レーザ５とリード端子９或いは３１の特性インピーダンスとの整合が為された発光モジュールにおいて、駆動信号ＩD、ＩＤＣが半導体レーザ５に印加される。また、ＯＵＴ端子とＯＵＴＢ端子との間に仮想接地面が形成され、接地のためのリード端子等を設ける必要がない。接地リード端子が不要であるので、接地リード端子の接地が不完全であることによって生じる波形品質の劣化が回避される。接地リード端子を介した接地面までの接続で発生する寄生インダクタンスを抑制し難いような場合に有効である。
【００６９】
以上説明したように、単一の基板上に半導体レーザと抵抗素子との両方を搭載することなくインピーダンスの不整合を小さくすることができる発光モジュールを用いる発光装置が提供される。
【００７０】
(第４の実施の形態)
図９(Ａ)、図９(Ｂ)、図１０(Ａ)、図１０(Ｂ)は、第２の実施の形態に示された発光モジュールを製造する工程を示す図面である。
【００７１】
図９(Ａ)に示されるように、ステム４と、半導体レーザ５と、電子部品７、２７と、半導体受光素子２３とを準備する。図９(Ｂ)を参照すると、半導体レーザ５は、ステム４上に搭載されている。本実施例では、半導体レーザ５は、ヒートシンク１７上に搭載されている。ヒートシンク１７上には、導電パターン１７ａが設けられており、導電パターン１７ａに半導体レーザ５の一端子５ｂがボンディングされている。半導体レーザ５及びヒートシンク１７は、ステム４の台座部１６の側面１６ａ上に搭載されている。半導体受光素子２３はサブマウント２６上に搭載されており、半導体受光素子２３およびサブマウント２６はベース１２の上面１２ａ上に搭載されている。電子部品７、２７は、それぞれ、リード端子９、３１の搭載面７ａ、３１ａ上に搭載されている。
【００７２】
次いで、図１０(Ａ)に示されるように、半導体受光素子２３の一電極２３ａをリード端子２５の端面２５ａにワイヤ６１を介して接続する。サブマウント２６の導電パターン２６ａをステム４のベース１２にワイヤ６３を介して接続する。ワイヤ６１および６３を形成する工程の順序は可換である。半導体受光素子２３の他電極２３ｂは、サブマウント２６の導電パターン２６ａ上にボンディングされている。ワイヤ６１は、ベース１２の上面１２ａと実質的に平行に伸びる平面に沿って半導体受光素子２３から伸びている。好ましくは、ワイヤ６１、６３の高さの最高値は、半導体レーザ５および電子部品７、２７の下端より低い。
【００７３】
この後に、図１０(Ｂ)に示されるように、半導体レーザ５を電子部品７、２７をリード端子９、３１にワイヤを介して接続すると共に、電子部品７、２７をリード端子９、３１にワイヤを介して接続する。半導体レーザ５は、台座部１６の側面１６ａ上において、リード端子９とリード端子３１との間に配置されている。半導体レーザ５の他端子５ａをリード端子３１上の電子部品２７の第２の電極２７ｃにワイヤ６５を介して接続する。ヒートシンク１７上の導電パターン１７ａをリード端子９上の電子部品７の第２の電極７ｃにワイヤ６７を介して接続する。電子部品７の第１の電極７ｂをリード端子９の搭載面９ａにワイヤ６９を用いて接続する。電子部品２７の第１の電極２７ｂをリード端子３１の搭載面３１ａにワイヤ７１を用いて接続する。ワイヤ６５、６７、６９および７１を形成する工程の順序は可換である。
【００７４】
ワイヤ６５およびワイヤ６７は、半導体レーザ５に関して、互いに逆の方向に伸びている。ワイヤ６７は半導体レーザ５からＸ軸の負の方向に伸びて電子部品７の第２の電極７ｃに到達しており、ワイヤ６５は半導体レーザ５からＸ軸の正の方向に伸びて電子部品２７の第２の電極２７ｃに到達している。ワイヤ６９は、電子部品７からＺ軸の負の方向に伸びてリード端子９の搭載面９ａに到達している。ワイヤ７１は、電子部品２７からＺ軸の負の方向に伸びてリード端子３１の搭載面３１ａに到達している。
【００７５】
図４に示されるように、ワイヤ接続が終了した後に、ステム上にキャップ４１を搭載する。キャップ４１をステムに抵抗溶接して気密に封止されたキャビティを形成する。このキャビティ内に、半導体レーザ５、電子部品７、２７、半導体受光素子２３が設けられている。キャップ４１は、レンズ５３を保持することができる。半導体レーザ５からの光は、レンズ５３を介してキャビティの外に出射する。
【００７６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、発光モジュールに、電子部品および半導体発光素子をステム上に組み立ることが容易な構造が提供される。
【００７７】
(第５の実施の形態)
図１１（Ａ）は、第１の実施の形態に係る発光モジュールのためのシミュレーションモデル（以下、モデルＸとして参照される）を示す図面である。図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）に示された半導体レーザおよび電子部品を詳細に示す図面である。図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）では、モデルＸの理解を容易にするために、第１の実施の形態に係る発光モジュールの構成要素に対応づけて、モデルＸの構成要素に参照符号を付している。モデルＸの構成要素を具体的に説明する。鉄系材料から成る直径５．６ミリメートル円盤状ベース（１１）上に直接に台座（１５）が設けられている。この台座（１５）上に窒化アルミニウム製のヒートシンク（１７）が搭載されており、このヒートシンク（１７）上に半導体レーザ（５）が搭載されている。第１のリード端子（９）上には、抵抗体（チップ型抵抗素子）（７）が搭載され、抵抗体（７）の電極パッド（７ｂ）は、直径２５マイクロメートルの金ワイヤWIRE１を介して、リード端子（９）の平坦部に電気的に接続されている。抵抗体（７）の電極パッド（７ｃ）は、直径２５マイクロメートルの金ワイヤＷＩＲＥ２を介してヒートシンク（１７）上面と電気的に接続されている。ＤＦＢ−ＬＤ（５）の一電極は、直径２５マイクロメートルの金ワイヤＷＩＲＥ３を介して導体ポスト（２１）と電気的に接続されている。
【００７８】
図１２（Ａ）は、文献１に示された発光モジュールのためのシミュレーションモデル（以下、モデルＹとして参照される）を示す図面である。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示された発光モジュールの構成部品を示す図面である。図１２（Ｃ）は、モデルＹにおいて半導体レーザ１０５および電子部品１０７を詳細に示す図面である。モデルＹを詳細に説明する。鉄系材料から成る直径５．６ミリメートルの円盤状ベース１１１に、銅タングステン製の台座１１５が銀ろう付けされ、この台座１１５上に窒化アルミニウム（ＡｌＮ）製のヒートシンク１１７が搭載されており、このヒートシンク１１７上に半導体レーザ１０５および薄膜抵抗１０７が搭載されている。ベース１１１は、封止用ガラス体１１９を用いてリード端子１１０を保持している。
【００７９】
モデルＸ、Ｙにおいて、シミュレーションに用いるＤＦＢ−ＬＤ５、１０５の活性層が発熱源として作用する。図１３（Ａ）はモデルＸのシミュレーション用の熱伝導係数の一覧を示す図面である。図１３（Ｂ）はモデルＸのシミュレーション用の熱伝達係数の一覧を示す図面である。図１３（Ｃ）はモデルＸのシミュレーション用の接触抵抗の一覧を示す図面である。図１４（Ａ）はモデルＹのシミュレーション用の熱伝導係数の一覧を示す図面である。図１４（Ｂ）はモデルＹのシミュレーション用の熱伝達係数の一覧を示す図面である。図１４（Ｃ）はモデルＹのシミュレーション用の接触抵抗の一覧を示す図面である。これらの図面に示される熱伝導係数及び熱伝達係数、接触抵抗が、シミュレーションのために使用される。
シミュレーション用の温度条件として摂氏７５度の環境温度を用い、円盤状ベース外面およびリード端子（パッケージ外部に位置する部分）の温度が摂氏７５度（一定値）であるという境界条件を設定している。モデルＸ、Ｙでは、発熱源である半導体レーザとして、分布帰還型半導体レーザ（以下ＤＦＢ−ＬＤと記す）を使用している。ＤＦＢ−ＬＤは直接変調されている。シミュレーションの環境温度摂氏７５度において、ＤＦＢ−ＬＤに電圧値２ボルトが印加されており、ＤＦＢ−ＬＤに０．１アンペアの電流が流れており、ＤＦＢ−ＬＤの等価抵抗値は５オームである。また、シミュレーションモデルＸでは２０オームのチップ型抵抗素子が使用されており、シミュレーションモデルＹでは２０オームの薄膜抵抗が使用されている。
【００８０】
温度差のある物質表面と流体との界面では熱移動（熱伝達）が起こる。熱伝導シミュレーションでは、この熱伝達における比例定数・熱伝達係数として、図１３（Ａ）〜図１４（Ｃ）に示されている。発光モジュールでは、ハーメチックシールされたモジュールの内部には窒素が充填されている。また外部は大気である。気体の流動状態は自然対流と見なされるので、発光モジュールの内部および外部のための熱伝達係数として、それぞれの気体における自然対流熱伝達係数を用いる。また、ＤＦＢ−ＬＤ、ヒートシンクなど部品のボンディングでは、金錫半田といった接着部材を使用する。ＤＦＢ−ＬＤとヒートシンクとは金錫半田により接着されており、ヒートシンクと台座とは金錫半田により接着されており、モデルＹでは、銅タングステンの台座とベースとは銀ロウ付けである。これらの接着部位は、接触熱抵抗として換算されてモデルに組み込まれている。ＤＦＢ−ＬＤの活性層では、０．２ワット（２ボルト×０．１アンペア）の発熱が生じる。２０オームの抵抗では、０．２ワット（２０オーム×０．１アンペア×０．１アンペア）の発熱が生じる。
【００８１】
これらのモデルＸ、Ｙを用いて、熱伝導シミュレーションを行う。図１５（Ａ）は、モデルＹの発光モジュールＡにおけるシミュレーション結果を示す図面である。図１５（Ｂ）は、ベース／台座構造が一体構造を成す発光モジュールＢ（モデルＹタイプ）のシミュレーション結果を示す図面である。ここで、ベースと台座の材料は、加工性に優れ一体加工しやすい鉄系材料であるＳＰＣとした。図１５（Ｃ）は、発光モジュールにおいて薄膜抵抗からの発熱が無い場合を想定した発光モジュールＣ（モデルＹタイプ）のシミュレーション結果を示す図面である。図１５（Ｄ）は、モデルＸの発光モジュールＤにおけるシミュレーション結果を示す図面である。図１５（Ｅ）は、チップ抵抗からの発熱が無い発光モジュールＥ（モデルＸタイプ）のシミュレーション結果を示す図面である。図１５（Ｆ）は、図１５（Ａ）〜図１５（Ｅ）のための温度スケールを示す。図１６は、シミュレーション結果の一覧を示す。
【００８２】
図１５（Ａ）の結果および図１５（Ｂ）の結果を対比すると、ベース／台座を一体構造とすると、ＤＦＢ−ＬＤからの熱の放熱性能が損なわれて、ＤＦＢ−ＬＤの温度が上昇することが示される。一例として、摂氏７５度、２ボルトのＤＦＢ−ＬＤ電圧値、０．１アンペアのＤＦＢ−ＬＤ電流値の駆動条件の下に、ＳＰＣ製のベースおよび銅タングステン製の台座を用いる発光モジュールＡとベースおよび台座共にＳＰＣを用いる発光モジュールＢとを比較すると、温度差がおよそ１．７度（Ａ：摂氏９６．４２度、Ｂ：摂氏９８．１５度）生じる。一方、図１５（Ｄ）に示される発光モジュールＤでは、台座に比較的熱伝導性の劣る鉄系材料を使用しているにも拘わらず、銅タングステン製の台座を用いる発光モジュールＡに比べて、ＤＦＢ−ＬＤの温度（Ｄ：摂氏９５．６５度、Ａ：摂氏９６．４２度）を低くすることが可能である。
【００８３】
図１５（Ａ）の結果および図１５（Ｃ）の結果を対比すると、発光モジュールＡの構造では薄膜抵抗の発熱によりＤＦＢ−ＬＤの温度が上がる。一方、図１５（Ｄ）の結果および図１５（Ｅ）の結果を対比すると、ＤＦＢ−ＬＤの温度差がわずかである。これは、発光モジュールＤでは、抵抗体がリード端子上に搭載されており、抵抗体における発熱を低熱伝導性の封止ガラス部で遮断できるためである。
一般に、レーザダイオードのしきい値電流とスロープ効率は温度依存性を有し、高温になるにつれて生じるしきい値電流増加とスロープ効率低下により、同じ光パワーの発光のために大きな電流を要することになる。良好な光出力波形と安定した光出力を得るには、半導体レーザの温度を低く抑えることが重要である。
【００８４】
モデルＹの構造では、半導体レーザの直近に薄膜抵抗を搭載しているので、薄膜抵抗の発熱により半導体レーザの温度が上がる。これ故に、モデルＹの構造は、良好な光出力波形、安定した光出力を得る上で不利である。また、モデルＹの構造では、半導体レーザに加わる熱を逃がすために、熱伝導性に優れた金属部品がベースに貼り合わされている。さらに、発光モジュールのパッケージ内部におけるインピーダンスの整合を得るために、複雑な構造の窒化アルミニウム製のヒートシンクが必要になり、発光モジュールの製造コストを上昇させている。
【００８５】
モデルＹの構造では、パッケージ内部のインピーダンスを整合するために、ヒートシンク１０７（文献１で“サブマウント”として参照される）上にマイクロストリップ線路を形成し、また半導体レーザの近くに薄膜抵抗を搭載している。半導体レーザと薄膜抵抗が、共にヒートシンク上で近接配置されているので、薄膜抵抗で発生した熱により半導体レーザの温度が上がる。モデルＹの発光モジュールでは、半導体レーザの放熱対策として、ヒートシンクを搭載する下地の台座（文献１で“ブロック”として参照される）は、高熱伝導性材料である銅タングステン部材と、この部材にロウ材で張り合わされた鉄系材料から成るベース（文献１で“ステム”として参照される）とを用いるので、これらの構造を実現するための部材費・加工費と製造コストが必要である。
【００８６】
一方、モデルＸの発光モジュールは、低熱伝導性のガラス材料で封止されたリード端子を有しており、このリード端子の先端の平坦部上に抵抗体を搭載している。これ故に、半導体レーザを搭載した台座と抵抗体を搭載したリード端子とを封止ガラスで熱的に絶縁でき、抵抗体の発熱による半導体レーザの温度上昇を抑制できる。また、モデルＸの発光モジュールでは、ヒートシンクにマイクロストリップ線路が必要ないこと、および半導体レーザを搭載する台座とベースとを低コストな一体構造にできることが実現される。台座とベースの一体構造の製造法では、例えば、ベースをプレス加工して整形する方法や、金属ブロック体から削り出して整形する切削加工、更には、ＭＩＭ（Metal Injection Mold）法を利用できる。モデルＸの発光モジュール構造は、モデルＹの発光モジュールに対比して、抵抗体の発熱による半導体レーザの昇温抑制、製造コスト削減の観点で優れる。
【００８７】
また、リード端子は、ベースに設けられた貫通孔に低熱伝導材料のガラスを介して保持されている。このガラス材によりリード端子はベースと電気的に絶縁されている。ガラス材によりモジュール内部の気密性が確保されている。封止ガラス部では、ガラスの物性値である誘電率、リード端子径、リード端子取り付け用の貫通孔径を調整しインピーダンスの整合を行うことができる。
【００８８】
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成および工程の順序に限定されるものではない。例えば、半導体受光素子のワイヤ接続に先立って、半導体レーザ等のワイヤ接続を行うことができる。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】図１は第１の実施の形態に係る発光モジュールを示す図面である。
【図２】図２は、発光モジュールの構成部品を示す図面である。
【図３】図３(Ａ)は、発光モジュールを示す平面図である。図３(Ｂ)は、発光モジュールを示す側面図である。図３(Ｃ)は、発光モジュールを示す正面図である。
【図４】図４は発光モジュールを示す図面である。
【図５】図５は第２の実施の形態に係る発光モジュールを示す図面である。
【図６】図６は、発光モジュールの構成部品を示す図面である。
【図７】図７(Ａ)は発光モジュールを示す平面図である。図７(Ｂ)は発光モジュールを示す側面図である。図７(Ｃ)は発光モジュールを示す正面図である。
【図８】図８(Ａ)は、第１の実施の形態に示された発光モジュールを用いる発光装置を示す図面である。図８(Ｂ)は、第２の実施の形態に示された発光モジュールを用いる発光装置を示す図面である。
【図９】図９(Ａ)および図９(Ｂ)は、第２の実施の形態に示された発光モジュールを製造する工程を示す図面である。
【図１０】図１０(Ａ)および図１０(Ｂ)は、第２の実施の形態に示された発光モジュールを製造する工程を示す図面である。
【図１１】図１１（Ａ）は、第１の実施の形態に示された発光モジュールのためのシミュレーションモデルを示す図面である。図１１（Ｂ）は、シミュレーションモデルにおいて半導体レーザおよび電子部品を詳細に示す図面である。
【図１２】図１２（Ａ）は、文献１に示された発光モジュールのためのシミュレーションモデルを示す図面である。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示された発光モジュールの構成部品を示す図面である。図１２（Ｃ）は、シミュレーションモデルにおいて半導体レーザおよび電子部品を詳細に示す図面である。
【図１３】図１３（Ａ）はモデルＸのシミュレーション用の熱伝導係数の一覧を示す図面である。図１３（Ｂ）はモデルＸのシミュレーション用の熱伝達係数の一覧を示す図面である。図１３（Ｃ）はモデルＸのシミュレーション用の接触抵抗の一覧を示す図面である。
【図１４】図１４（Ａ）はモデルＹのシミュレーション用の熱伝導係数の一覧を示す図面である。図１４（Ｂ）はモデルＹのシミュレーション用の熱伝達係数の一覧を示す図面である。図１４（Ｃ）はモデルＹのシミュレーション用の接触抵抗の一覧を示す図面である。
【図１５】図１５（Ａ）は、モデルＹの発光モジュールＡにおけるシミュレーション結果を示す図面である。図１５（Ｂ）は、モデルＹの発光モジュールＢのシミュレーション結果を示す図面である。図１５（Ｃ）は、モデルＹの発光モジュールＣのシミュレーション結果を示す図面である。図１５（Ｄ）は、モデルＸの発光モジュールＤのシミュレーション結果を示す図面である。図１５（Ｅ）は、モデルＸの発光モジュールＥのシミュレーション結果を示す図面である。図１５（Ｆ）は、図１５（Ａ）〜図１５（Ｅ）のための温度スケースを示す図面である。
【図１６】図１６は、シミュレーション結果のサマリを示す図面である。
【符号の説明】
【００９０】
１、２…発光モジュール、３、４…ステム、５…半導体レーザ、７…電子部品、７ｂ、７ｃ…電子部品の電極、９…第１のリード端子、９ａ…搭載面、１１、１２…ベース、１３…抵抗素子、１５、１６…台座部、１５ａ、１６ａ…台座部の側面、１７…ヒートシンク、１９…封止用ガラス体、２１…導体ポスト、２３…半導体受光素子、２３ａ、２３ｂ…半導体受光素子の電極、２３ｃ…受光面、２５…別のリード端子、２５ａ…端面、２７…別の電子部品、２７ｂ、２７ｃ…電子部品の電極、２９…抵抗素子、３１…第２のリード端子、３１ａ…搭載面、４１…キャップ、４３…パッケージスリーブ、４５…ジョイントスリーブ、４７…ＳＣスリーブ、４９…ファイバスタブ、５１…割スリーブ、５３…レンズ、
【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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