(57)【要約】【課題】キャン型パッケージを用いた光モジュールにおいても、高周波特性を向上する。【解決手段】グランドに接続されたステム１のステムマウント１ｃには、誘電体基板であるヒートシンク６ａがメタライズを介して電気的に接続されている。ヒートシンク６ａにＬＤ素子５が搭載され、そのカソードには、リード端子２ａ，ワイヤ４ａ，オープンスタブ１０ａが一体的に形成された配線パタン６ｂを介して高周波電気信号が供給され、そのアノードには、リード端子２ｂ，ワイヤ４ｂ，オープンスタブ１０ｂが一体的に形成された配線パタン６ｃ，ワイヤ４ｃを介して高周波電気信号が供給される。オープンスタブ１０ａ，１０ｂの導入による容量付加により、伝送線路１０３ａ，１０３ｂの特性インピーダンスを下げ、伝送線路１０２ａ，１０２ｂ−１０３ａ，１０３ｂの界面での反射を防止して高周波特性を向上している。【選択図】図１（ａ）
2013004784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電材からなると共にグランドに接続されるステムと、
前記ステムを貫通して前記ステムに取り付けられると共に、前記ステムを貫通する部分に絶縁材が介在することにより前記ステムとは電気的に絶縁されたリード端子と、
前記ステムの一部であるステムマウントに備えられた誘電体基板と、
前記誘電体基板に搭載された光素子を備えた光モジュールにおいて、
前記誘電体基板の裏面は、前記ステムマウントに電気的に接続され、
前記誘電体基板の表面には、前記リード端子及び前記光素子と電気的に接続されると共にオープンスタブとなる配線パタンが形成されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
導電材からなると共にグランドに接続されるステムと、
前記ステムを貫通して前記ステムに取り付けられると共に、前記ステムを貫通する部分に絶縁材が介在することにより前記ステムとは電気的に絶縁された第１のリード端子と、
前記ステムを貫通して前記ステムに取り付けられると共に、前記ステムを貫通する部分に絶縁材が介在することにより前記ステムとは電気的に絶縁された第２のリード端子と、
前記ステムの一部であるステムマウントに備えられた誘電体基板と、
前記誘電体基板に搭載された光素子を備えた光モジュールにおいて、
前記誘電体基板の裏面は、前記ステムマウントに電気的に接続され、
前記誘電体基板の表面には、オープンスタブとなるパタンを含む配線が形成された第１の配線パタンと、オープンスタブとなるパタンを含む配線が形成された第２の配線パタンとが形成され、
前記第１の配線パタンは、前記光素子の一端と電気的に接続されると共にワイヤを介して前記第１のリード端子に電気的に接続され、
前記第２の配線パタンは、ワイヤを介して前記光素子の他端と電気的に接続されると共にワイヤを介して前記第２のリード端子に電気的に接続されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の光モジュールにおいて、
前記光素子はレーザダイオードであり、そのカソードまたはアノードが前記第１の配線パタンに電気的に接続され、そのアノードまたはカソードが前記ワイヤを介して前記第２の配線パタンに接続されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
前記オープンスタブは、前記配線パタンのうち前記リード端子と電気的に接続される接続点を起点とすることを特徴とする光モジュール。
【請求項５】
請求項２に記載の光モジュールにおいて、
前記誘電体基板の幅は、前記第１のリード端子と前記第２のリード端子との間隔よりも広いことを特徴とする光モジュール。
【請求項６】
請求項５に記載の光モジュールにおいて、
前記誘電体基板の表面に形成された前記第１の配線パタンと前記第２の配線パタンが、前記第１のリード端子と前記第２のリード端子の外側にも存在してなることを特徴とする光モジュール。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
前記オープンスタブが、直線状の配線パタンで構成されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
前記オープンスタブが、１つ以上の屈曲部を有する配線パタンで構成されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
前記誘電体基板がヒートシンクであることを特徴とする光モジュール。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
前記オープンスタブが複数のオープンスタブにより構成されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項１１】
請求項２乃至請求項１０のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
前記誘電体基板の表面には、前記第１の配線パタンの他に第３の配線パタンが形成され、前記第１の配線パタンと、前記第３の配線パタンが電気的に接続され、
かつ前記誘電体基板の表面には、前記第２の配線パタンの他に第４の配線パタンが形成され、前記第２の配線パタンと、前記第４の配線パタンが電気的に接続されることを特徴とする光モジュール。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光モジュールにおいて、
前記第３の配線パタンは、複数の分割されたパタンで形成され、当該複数の分割されたパタンの２個以上を互いに接続し、
前記第４の配線パタンは、複数の分割されたパタンで形成され、当該複数の分割されたパタンの２個以上を互いに接続してなることを特徴とする光モジュール。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、
前記光素子、前記ステムマウント、前記誘電体基板、前記リード端子のうち前記光素子が配置されている側に突出している部分、前記ステムの面のうち前記ステムマウントが形成されている側の面が、キャップにより封止されていることを特徴とする光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュール全般、特に高周波特性に優れた光半導体素子用モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光アクセス回線の普及に伴い、光信号源としてレーザダイオード（ＬＤ）を搭載した光モジュール（ＬＤモジュール）の低コスト化が求められている。また、光アクセス回線網における映像コンテンツなどの流通増によるトラヒック増に対応するために、伝送速度が１０Ｇｂｉｔ/ｓ級に対応可能なＬＤモジュールが求められている。
【０００３】
ＬＤモジュールの低コスト化のためには、ＤＶＤ用ＬＤパッケージや低速（１Ｇｂｉｔ/ｓ以下）光通信用ＬＤパッケージなどの安価なキャンパッケージ（例えば特許文献１，２参照）の使用が有利であるが、ＤＶＤ用及び低速光通信用ＬＤパッケージは、１０Ｍｂｉｔ/ｓ〜１Ｇｂｉｔ/ｓ級と低い伝送速度での使用が前提となっているため、ステム上面に突出したリードが１ｍｍ程度と長く、これに起因するインダクタンスの影響で高周波特性を確保することが困難であり、１０Ｇｂｉｔ/ｓ級で駆動することはＬＤモジュールが出力する光信号波形に大きな歪みをもたらすため、このようなＬＤパッケージを１０Ｇｂｉｔ/ｓ級にそのまま適用するのは現実的でない。
【０００４】
一方、リードの短尺化や、リードとＬＤ素子とを電気的に接続するためのワイヤを配線基板で置換する技術を導入することにより上記問題を回避できるが、ＤＶＤ用ＬＤパッケージとは全く異なった実装形態となるため、量産効果による低コスト化の恩恵を享受できないという問題があった。
【０００５】
図１３を用いて従来技術の詳細を説明する。
図１３(ａ)，(ｂ)には、それぞれ従来のキャン型ＬＤパッケージの側面図と上面図が記載されている。また、図示はしないが通常、ＬＤパッケージは、ＬＤ出射光の取り出し用窓またはレンズを具備するキャップにより封止される。つまり、ステム１のステム上面１ａ及びステム上面１ａ側に配置されている各部材（ＬＤ素子５やモニタＰＤ７やステムマウント１ｃやリード端子２ａ，２ｂ，２ｃのうちステム上面１ａから突出した部分など）が、キャップにより封止される。
【０００６】
図１３(ａ)，(ｂ)に示すように、導電材（金属材）からなるステム１は、貫通孔３ａ，３ｂ，３ｃを備え、各貫通孔３ａ，３ｂ，３ｃはリード端子２ａ，２ｂ，２ｃを備えている。ここで、リード端子２ａ，２ｂ，２ｃは、貫通孔３ａ，３ｂ，３ｃに具備されるガラス材等の絶縁体（誘電体）３ｄを介して固定されステム１を貫通しているため、リード端子２ａ，２ｂ，２ｃとステム１とは電気的に絶縁されている。なお、リード端子２ａ，２ｂは、それぞれ、ステム１の一部であるステムマウント１ｃに搭載されるＬＤ素子５のカソード、アノードに駆動電気信号を供給するために設けられている。一方、リード端子２ｄはステム１を貫通せず、ステム下面１ｂとろう付け等により接続されているため、ステム１と電気的に接続されており、グランドピンの役割を果たす。したがって、リード端子２ｄがグランドに接続されることにより、ステム１及びその一部であるステムマウント１ｃがグランドに接続されることになる。
【０００７】
なお、ＬＤ素子５は、熱伝導率が高くかつ熱膨張係数がＬＤ素子５の材料と近い値を有する誘電体（例えばInP系材料からなるＬＤ素子の場合はAlNなど）をヒートシンク（誘電体基板）６ａとして用いている。ヒートシンク６ａは、ステムマウント１ｃとハンダ等で固定され、ヒートシンク６ａの上面にはワイヤ配線用の配線パタン６ｂを備えている。また、ＬＤ素子５下面に設けられたカソード（図示せず）は配線パタン６ｂとハンダ等で固定される。
【０００８】
ＬＤ素子５から出射するＬＤ信号のほとんどはステム上面方向とは逆方向（＋ｚ軸方向）に出射される。一方、僅かに出射されるステム上面方向（−z軸方向）の信号光をモニタＰＤ７で受光することにより、ＬＤ素子５の光出力強度をモニタすることが可能である。このようなモニタＰＤ７は、一般にモニタＰＤ７の受光電流が一定になるようにＬＤ素子５の駆動電流値を制御することで一定の光出力強度を得ることができるＡＰＣ（Auto Power Control）機能を実現するために導入される。なお、モニタＰＤ７は、ステム凹部１ｄに配置されたＰＤキャリア８に搭載される。モニタＰＤ７のカソードはリード端子２ｃのステム上面側の一端にワイヤ９ａを介して電気的に接続される。また、アノードはステム上面１ａにワイヤ９ｂを介して電気的に接続されるため、ステム１と同位のグランドになる。
【０００９】
次に、ＬＤ駆動電気信号の伝送線路、即ち、ＬＤ素子５への給電系統の詳細を説明する。カソード側においては、ＬＤパッケージ外部からの高速駆動電気信号は、リード端子２ａのステム下面側の一端から、ステム上面側の一端に至り、ワイヤ４ａ、ヒートシンク６ａの配線パタン６ｂを経由してＬＤ素子５の下面（図示せず）に設けたカソードに給電される。また、アノード側においては、ＬＤパッケージ外部からの高速駆動電気信号は、リード端子２ｂのステム下面側の一端から、ステム上面側の一端に至り、ワイヤ４ｂを経由してＬＤ素子５の上面のアノードに給電される。
【００１０】
ここで、カソード側の電気信号線路を、伝送線路１０１ａ，１０２ａ，１０３ａに分割しておく。伝送線路１０１ａはリード端子２ａのステム下面側の一端からステム下面１ｂまで、伝送線路１０２ａはリード端子２ａのステム１を貫通する部分を、伝送線路１０３ａはステム上面１ａからリード端子２ａのステム上面側の一端までを指す。なお、アノード側も同様に、伝送線路１０１ｂはリード端子２ｂのステム下面側の一端からステム下面１ｂまで、伝送線路１０２ｂはリード端子２ｂのステム１を貫通する部分を、伝送線路１０３ｂはステム上面１ａからリード端子２ｂのステム上面側の一端までを指す。
【００１１】
次に、伝送線路１０２ａ(１０２ｂ)，１０３ａ(１０３ｂ)の１０ＧHz付近における特性インピーダンスを見積もる。伝送線路１０２ａ(１０２ｂ)の長さを１.２ｍｍ、貫通孔３ａ，３ｂの直径を約１ｍｍ、貫通孔３ａ，３ｂに具備されるガラス材（誘電体である絶縁材３ｄ）の誘電率を４〜７とすると、伝送線路１０２ａ(１０２ｂ)の１０ＧHz付近における特性インピーダンスは、１５〜３０Ω程度となる。一方、伝送線路１０３ａ（１０３ｂ）は、伝送線路１０２ａ(１０２ｂ)とは異なり、リード端子２ａ(２ｂ)の周囲にガラス等の誘電体はなく、しかも長さが１ｍｍ程度と長くインダクタンス成分が大きいため、伝送線路１０３ａ（１０３ｂ）の１０ＧHz付近における特性インピーダンスは前記伝送線路１０２ａ(１０２ｂ)の値（１５〜３０Ω）よりも大きくなる。よって、伝送線路１０１ａ(１０１ｂ)から入力された電気信号は、伝送線路１０２ａ(１０２ｂ)を経由した後、伝送線路１０２ａ(１０２ｂ)と伝送線路１０３ａ(１０３ｂ)の界面で反射を受け、伝送線路１０２ａ〜１０３ａ(１０２ｂ〜１０３ｂ)のＳ１１特性１０ＧHzにおいて−３ｄＢ程度と非常に高周波特性が悪くなってしまう（図２，図４，図６，図８，図１０に従来例の高周波特性を示す）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８-１７０６３６号公報
【特許文献２】特開２００４-３６３２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したように従来技術では、入力された高周波電気信号は、伝送線路１０２ａ(１０２ｂ)を経由した後、伝送線路１０２ａ(１０２ｂ)と伝送線路１０３ａ(１０３ｂ)の界面で反射を受けるため、伝送線路１０２ａ〜１０３ａ(１０２ｂ〜１０３ｂ)の高周波特性が悪くなってしまうという問題があった。
【００１４】
本発明は、上記従来技術に鑑み、従来の安価なキャン型パッケージを用いても、１０Ｇｂｉｔ/ｓ級の高速信号で駆動できる、高周波特性に優れた光モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決する本発明の構成は、
導電材からなると共にグランドに接続されるステムと、
前記ステムを貫通して前記ステムに取り付けられると共に、前記ステムを貫通する部分に絶縁材が介在することにより前記ステムとは電気的に絶縁されたリード端子と、
前記ステムの一部であるステムマウントに備えられた誘電体基板と、
前記誘電体基板に搭載された光素子を備えた光モジュールにおいて、
前記誘電体基板の裏面は、前記ステムマウントに電気的に接続され、
前記誘電体基板の表面には、前記リード端子及び前記光素子と電気的に接続されると共にオープンスタブが一体的に形成された配線パタンが形成されていることを特徴とする。
【００１６】
また本発明の構成は、
導電材からなると共にグランドに接続されるステムと、
前記ステムを貫通して前記ステムに取り付けられると共に、前記ステムを貫通する部分に絶縁材が介在することにより前記ステムとは電気的に絶縁された第１のリード端子と、
前記ステムを貫通して前記ステムに取り付けられると共に、前記ステムを貫通する部分に絶縁材が介在することにより前記ステムとは電気的に絶縁された第２のリード端子と、
前記ステムの一部であるステムマウントに備えられた誘電体基板と、
前記誘電体基板に搭載された光素子を備えた光モジュールにおいて、
前記誘電体基板の裏面は、前記ステムマウントに電気的に接続され、
前記誘電体基板の表面には、オープンスタブが一体的に形成された第１の配線パタンと、オープンスタブが一体的に形成された第２の配線パタンが形成され、
前記第１の配線パタンは、前記光素子の一端と電気的に接続されると共にワイヤを介して前記第１のリード端子に電気的に接続され、
前記第２の配線パタンは、ワイヤを介して前記光素子の他端と電気的に接続されると共にワイヤを介して前記第２のリード端子に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１７】
また本発明の構成は、
前記光素子はレーザダイオードであり、そのカソードまたはアノードが前記第１の配線パタンに電気的に接続され、そのアノードまたはカソードが前記ワイヤを介して前記第２の配線パタンに接続されていることを特徴とする。
【００１８】
また本発明の構成は、
前記オープンスタブは、前記配線パタンのうち前記リード端子と電気的に接続される接続点を起点とすることを特徴とする。
【００１９】
また本発明の構成は、
前記誘電体基板の幅は、前記第１のリード端子と前記第２のリード端子との間隔よりも大きいことを特徴とする。
【００２０】
また本発明の構成は、
前記誘電体基板の表面に形成された前記第１の配線パタンと前記第２の配線パタンが、前記第１のリード端子と前記第２のリード端子の外側にも存在してなることを特徴とする。
【００２１】
また本発明の構成は、
前記オープンスタブが、直線状の配線パタンで構成されていることを特徴とする。
【００２２】
また本発明の構成は、
前記オープンスタブが、複数の直線状の配線パタン及び前記複数の直線状の配線パタンを接続する屈曲した配線パタンで構成されていることを特徴とする。
【００２３】
また本発明の構成は、
前記誘電体基板がヒートシンクであることを特徴とする。
【００２４】
また本発明の構成は、
前記オープンスタブが複数のオープンスタブにより構成されていることを特徴とする。
【００２５】
また本発明の構成は、
前記誘電体基板の表面には、前記第１の配線パタンの他に第３の配線パタンが形成され、前記第１の配線パタンと、一個以上の配線パタンから成る第３の配線パタンとが互いに電気的に接続され、
かつ前記誘電体基板の表面には、前記第２の配線パタンの他に第４の配線パタンが形成され、前記第２の配線パタンと、一個以上の配線パタンから成る第４の配線パタンとが互いに電気的に接続されることを特徴とする。
【００２６】
また本発明の構成は、
前記光素子、前記ステムマウント、前記誘電体基板、前記リード端子のうち前記光素子が配置されている側に突出している部分、前記ステムの面のうち前記ステムマウントが形成されている側の面が、キャップにより封止されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、１０Ｇｂｉｔ/ｓ級の高速信号伝送が可能な高周波特性が良好で、かつ既存のパッケージにより構成される安価な光モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１（ａ）】本発明の第１実施形態の光モジュールを示す側面図である。
【図１（ｂ）】本発明の第１実施形態の光モジュールを示す上面図である。
【図１（ｃ）】本発明の第１実施形態の要部を示す拡大図である。
【図２】第１実施形態の光モジュールの特性を従来特性と共に示す特性図である。
【図３（ａ）】本発明の第２実施形態の光モジュールを示す側面図である。
【図３（ｂ）】本発明の第２実施形態の光モジュールを示す上面図である。
【図３（ｃ）】本発明の第２実施形態の要部を示す拡大図である。
【図４】第２実施形態の光モジュールの特性を従来特性と共に示す特性図である。
【図５（ａ）】本発明の第３実施形態の光モジュールを示す側面図である。
【図５（ｂ）】本発明の第３実施形態の光モジュールを示す上面図である。
【図５（ｃ）】本発明の第３実施形態の要部を示す拡大図である。
【図６】第３実施形態の光モジュールの特性を従来特性と共に示す特性図である。
【図７（ａ）】本発明の第４実施形態の光モジュールを示す側面図である。
【図７（ｂ）】本発明の第４実施形態の光モジュールを示す上面図である。
【図７（ｃ）】本発明の第４実施形態の要部を示す拡大図である。
【図８】第４実施形態の光モジュールの特性を従来特性と共に示す特性図である。
【図９（ａ）】本発明の第５実施形態の光モジュールを示す側面図である。
【図９（ｂ）】本発明の第５実施形態の光モジュールを示す上面図である。
【図９（ｃ）】本発明の第５実施形態の要部を示す拡大図である。
【図１０】第５実施形態の光モジュールの特性を従来特性と共に示す特性図である。
【図１１】本発明の第６実施形態の要部を示す拡大図である。
【図１２】本発明の第６実施形態の変形例の要部を示す拡大図である。
【図１３】従来の光モジュールを示す構成図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき詳細に説明する。
【実施例１】
【００３０】
（スタブ基板（容量小）を用いた光モジュール）
以下、図１に基づいて本発明の第１実施形態である光モジュールについて詳細に説明する。図１（ａ），図１（ｂ），図１（ｃ）はそれぞれ、第１実施形態の光モジュールの側面図、上面図、ステムマウント１ｃ付近の拡大図である。図１において、ヒートシンク（誘電体基板）６ａ及びヒートシンク６ａの表面に形成された配線パタン６ｂ，６ｃ及びオープンスタブ１０ａ，１０ｂを導入した以外は、図１３に示した従来の光モジュールと同様の構成となっている（図１３及び図１において同一の部材には、図１３と図１で共通の番号を振っている）。そのため、配線パタン６ｂ，６ｃ及びオープンスタブ１０ａ，１０ｂを有するヒートシンク６ａの追加を行っただけであり、用いているパッケージは従来からの安価なキャン型ＬＤパッケージと同一である。
【００３１】
この第１実施形態では、絶縁体（誘電体基板）であるヒートシンク６ａの裏面は、全面にメタライズが施され（図示せず）、裏面の一部はステムマウント１ｃに半田または銀ペースト等の導電性接着剤により電気的に接続されているため、ヒートシンク６ａの裏面はグランドと同位で接地している。
【００３２】
さらに、図１（ｃ）に示したようにヒートシンク６ａの表面には、配線パタン６ｂ，６ｃが形成されており、配線パタン６ｂ，６ｃの一端はそれぞれリード端子２ａ，２ｂとそれぞれワイヤ４ａ，４ｂを介して電気的に接続されており、接続箇所をそれぞれ接続点１１ａ，１１ｂとする。
【００３３】
配線パタン６ｂの他端は、ＬＤ素子５のカソードと半田または銀ペースト等の導電性接着剤により電気的に接続される。さらに配線パタン６ｂには、オープンスタブ１０ａが具備（一体的に形成）されているため、配線パタン６ｂにはオープンスタブ１０ａのスタブ長、ヒートシンク６ａの厚さ及び誘電率により定まる容量が付加される。なお、オープンスタブ１０ａは、オープンスタブ起点１０ｃとオープンスタブ終点１０ｄの範囲の配線パタン６ｂを指し、オープンスタブ１０ａのスタブ長は、オープンスタブ起点１０ｃとオープンスタブ終点１０ｄとの間隔に等しい。
【００３４】
また、配線パタン６ｃの他端は、ＬＤ素子５のアノードとワイヤ４ｃを介して電気的に接続される。さらに、配線パタン６ｃには、オープンスタブ１０ｂが具備（一体的に形成）されているため、配線パタン６ｃにはオープンスタブ１０ｂのスタブ長、ヒートシンク６ａの厚さ及び誘電率により定まる容量が付加される。なお、オープンスタブ１０ｂは、オープンスタブ起点１０ｅとオープンスタブ終点１０ｆの範囲の配線パタン６ｃを指し、オープンスタブ１０ｂのスタブ長は、オープンスタブ起点１０ｅとオープンスタブ終点１０ｆとの間隔に等しい。
【００３５】
図１に示す光モジュールは、１０Ｇｂｉｔ/ｓ級の高速光信号を送信するための光通信システム用モジュールであり、光半導体素子としてＬＤ素子５が搭載されている。ＬＤ素子５としては、温度特性に優れるInGaAlAsを含む多重量子井戸(MQW)構造を活性層に有する分布帰還型ＬＤ（ＤＦＢ-ＬＤ）が好適である。
【００３６】
図１に示す第１実施形態の光モジュールにおいて、ステム外部からの１０Ｇｂｉｔ/ｓ級の差動駆動電気信号（Ｎ信号、Ｐ信号）のうち、Ｎ信号は、伝送線路１０１ａ，１０２ａ，１０３ａを経由し、ワイヤ４ａ及び接続点１１ａを介し、ヒートシンク６ａの上面に形成された配線パタン６ｂ及び配線パタン６ｂに形成されたオープンスタブ１０ａを経て、ＬＤ素子５の下面（図示せず）に形成されたカソード側に供給される。Ｐ信号も同様に、伝送線路１０１ｂ，１０２ｂ，１０３ｂを経由し、ワイヤ４ｂ及び接続点１１ｂを介し、ヒートシンク６ａの上面に形成された配線パタン６ｃ及び配線パタン６ｃに形成されたオープンスタブ１０ｂとワイヤ４ｃを経てＬＤ素子５のアノード側に供給される。
【００３７】
ここで、Ｎ信号に着目すると、オープンスタブ１０ａの導入による容量の追加により、伝送線路１０３ａの特性インピーダンスが下がり、その結果伝送線路１０２ａ―１０３ａ間の特性インピーダンス差が小さくなったため、伝送線路１０２ａ―１０３ａ間のＮ信号の反射を抑制することが可能となる。同様に、Ｐ信号においては、オープンスタブ１０ｂの導入による容量の追加により、伝送線路１０３ｂの特性インピーダンスが下がり、その結果伝送線路１０２ｂ―１０３ｂ間の特性インピーダンス差が小さくなったため、伝送線路１０２ｂ―１０３ｂ間のＰ信号の反射を抑制することが可能となる。
このように駆動電気信号（Ｎ信号、Ｐ信号）の反射を抑制することができるため、高周波特性を向上することができる。
【００３８】
図２に、実際にオープンスタブ１０ａ，１０ｂを備えるヒートシンク６ａを導入したキャン型ＬＤパッケージの高周波特性を示す。なお、ヒートシンク６ａの材質には熱伝導性に優れた窒化アルミ（AlN、 比誘電率８.５）を用い、ヒートシンク６ａの厚さは１００μｍである。測定は、Ｎ信号側について行った。図２に示すように、オープンスタブを導入しない従来の方式では周波数１０ＧHzにおいて、Ｓ２１（透過特性）=−２ｄＢ、Ｓ１１（反射特性）=−５ｄＢと非常に劣化した。一方、オープンスタブ１０ａ，１０ｂを導入した場合、Ｓ２１=−１.５ｄＢ、Ｓ１１=−６.５ｄＢと改善した。
【００３９】
よって、高周波特性の悪い安価なキャン型パッケージを用いても、ヒートシンクの配線パタンを変更するだけの非常に安価で簡便な本実施形態により、１０Ｇｂｉｔ/ｓ級の高速信号で駆動しても良好な高周波特性が得られる。本実施例の最大の特徴は、従来のＬＤ用パッケージにおいても用いられていたヒートシンク６ａの配線パタンに、オープンスタブ１０ａ，１０ｂを追加するだけで、高周波特性を改善できることにある。そのため、コスト増を招く新規の部材追加を行う必要がない。また、オープンスタブ１０ａ，１０ｂは、配線パタンのパタン設計を変更するだけで実現できるため、オープンスタブ１０ａ，１０ｂの追加も容易である。
【００４０】
なお、ヒートシンク６ａの厚さは、光学実装を考慮すると数百μｍ以下であることが望ましい。そのため、ヒートシンク６ａの材質としては窒化アルミ（AlN、比誘電率８〜９）やアルミナ（Al2O3、比誘電率９〜１０）など比誘電率が高い材質が望ましい。
【実施例２】
【００４１】
（スタブ基板（容量小）を用いた光モジュール）
以下、図３に基づいて本発明の第２実施形態である光モジュールについて詳細に説明する。図３（ａ），図３（ｂ），図３（ｃ）はそれぞれ、第２実施形態の光モジュールの側面図、上面図、ステムマウント１ｃ付近の拡大図である。図３において、ヒートシンク（誘電体基板）６ａ及びヒートシンク６ａの表面に形成された配線パタン６ｂ，６ｃ及びオープンスタブ１１０ａ，１１０ｂを導入した以外は、図１３に示した従来の光モジュールと同様の構成となっている（図１３及び図３において同一の部材には、図１３と図３で共通の番号を振っている）。そのため、配線パタン６ｂ，６ｃ及びオープンスタブ１１０ａ，１１０ｂを有するヒートシンク６ａの追加を行っただけであり、用いているパッケージは従来からの安価なキャン型ＬＤパッケージと同一である。
【００４２】
この第２実施形態では、絶縁体（誘電体基板）であるヒートシンク６ａの裏面は、全面にメタライズが施され（図示せず）、裏面の一部はステムマウント１ｃに半田または銀ペースト等の導電性接着剤により電気的に接続されているため、ヒートシンク６ａの裏面はグランドと同位で接地している。
【００４３】
さらに、図３（ｃ）に示したようにヒートシンク６ａの表面には、配線パタン６ｂ，６ｃが形成されており、配線パタン６ｂ，６ｃはそれぞれリード端子２ａ，２ｂとそれぞれワイヤ４ａ，４ｂを介して電気的に接続されており、接続箇所をそれぞれ接続点１１１ａ，１１１ｂとする。
【００４４】
配線パタン６ｂにおいて、接続点１１１ａからｚ軸方向へはＬＤ素子５のカソードと半田または銀ペースト等の導電性接着剤により電気的に接続される。さらに配線パタン６ｂには、接続点１１１ａから−ｚ軸方向にオープンスタブ１１０ａが具備（一体的に形成）されているため、配線パタン６ｂにはオープンスタブ１１０ａのスタブ長、ヒートシンク６ａの厚さ及び誘電率により定まる容量が付加される。なお、オープンスタブ１１０ａは、オープンスタブ起点１１０ｃとオープンスタブ終点１１０ｄの範囲の配線パタン６ｂを指し、オープンスタブ１１０ａのスタブ長は、オープンスタブ起点１１０ｃとオープンスタブ終点１１０ｄとの間隔に等しい。なお、本実施形態において、接続点１１１ａとオープンスタブ起点１１０ｃは、同一の箇所である。
【００４５】
また、配線パタン６ｃにおいて、接続点１１１ｂからｚ軸方向へは、ＬＤ素子５のアノードカソードとワイヤ４ｃを介して電気的に接続される。さらに、配線パタン６ｃには、接続点１１１ｂから−ｚ軸方向にオープンスタブ１１０ｂが具備（一体的に形成）されているため、配線パタン６ｃにはオープンスタブ１１０ｂのスタブ長、ヒートシンク６ａの厚さ及び誘電率により定まる容量が付加される。なお、オープンスタブ１１０ｂは、オープンスタブ起点１１０ｅとオープンスタブ終点１１０ｆの範囲の配線パタン６ｃを指し、オープンスタブ１１０ｂのスタブ長は、オープンスタブ起点１１０ｅとオープンスタブ終点１１０ｆとの間隔に等しい。なお、本発明の実施形態において、接続点１１１ｂとオープンスタブ起点１１０ｅは、同一の箇所である。
【００４６】
本発明の第２実施形態における最大の特徴は、接続点１１１ａ，１１１ｂがそれぞれ、オープンスタブ起点１１０ｃ，１１０ｅと同一の箇所に設定する点にあり、配線パタン６ｂ，６ｃのパタン簡略化の効果及びオープンスタブの設計レイアウトの自由度が高くなる利点がある。さらに、接続点１１１ａ,１１１ｂの位置を変更することにより、自動的にスタブ長が変更となるので、光モジュールに適用するＬＤ素子、ドライバＩＣ、フレキシブル配線の高周波特性に合わせて、付加容量を簡便に調整することで、ドライバＩＣを含めた光モジュール全体での高周波特性の最適化が可能な利点もある。
【００４７】
図３に示す光モジュールは、１０Ｇｂｉｔ/ｓ級の高速光信号を送信するための光通信システム用モジュールであり、光半導体素子としてＬＤ素子５が搭載されている。ＬＤ素子５としては、温度特性に優れるInGaAlAsを含む多重量子井戸(MQW)構造を活性層に有する分布帰還型ＬＤ（ＤＦＢ-ＬＤ）が好適である。
【００４８】
図３に示す第２実施形態の光モジュールにおいて、ステム外部からの１０Ｇｂｉｔ/ｓ級の差動駆動電気信号（Ｎ信号、Ｐ信号）のうち、Ｎ信号は、伝送線路１０１ａ，１０２ａ，１０３ａを経由し、ワイヤ４ａ及び接続点１１１ａを介し、ヒートシンク６ａの上面に形成された配線パタン６ｂを経てＬＤ素子５の下面（図示せず）に形成されたカソード側に供給される。Ｐ信号も同様に、伝送線路１０１ｂ，１０２ｂ，１０３ｂを経由し、ワイヤ４ｂ及び接続点１１１ｂを介し、ヒートシンク６ａの上面に形成された配線パタン６ｃとワイヤ４ｃを経てＬＤ素子５のアノード側に供給される。
【００４９】
ここで、Ｎ信号に着目すると、オープンスタブ１１０ａの導入による容量の追加により、伝送線路１０３ａの特性インピーダンスが下がり、その結果伝送線路１０２ａ―１０３ａ間の特性インピーダンス差が小さくなったため、伝送線路１０２ａ―１０３ａ間のＮ信号の反射を抑制することが可能となる。同様に、Ｐ信号においては、オープンスタブ１１０ｂの導入による容量の追加により、伝送線路１０３ｂの特性インピーダンスが下がり、その結果伝送線路１０２ｂ―１０３ｂ間の特性インピーダンス差が小さくなったため、伝送線路１０２ｂ―１０３ｂ間のＰ信号の反射を抑制することが可能となる。
このように駆動電気信号（Ｎ信号、Ｐ信号）の反射を抑制することができるため、高周波特性を向上することができる。
【００５０】
図４に、実際にオープンスタブ１１０ａ，１１０ｂを備えるヒートシンク６ａを導入したキャン型ＬＤパッケージの高周波特性を示す。なお、ヒートシンク６ａの材質には熱伝導性に優れた窒化アルミ（AlN、比誘電率８.５）を用い、ヒートシンク６ａの厚さは１００μｍである。測定は、Ｎ信号側について行った。図４に示すように、オープンスタブを導入しない従来の方式では周波数１０ＧHzにおいて、Ｓ２１（透過特性）=−２ｄＢ、Ｓ１１（反射特性）=−５ｄＢと非常に劣化した。一方、オープンスタブ１１０ａ，１１０ｂを導入した場合、Ｓ２１=−１.５ｄＢ、Ｓ１１=−６.５ｄＢと改善した。
【００５１】
よって、高周波特性の悪い安価なキャン型パッケージを用いても、ヒートシンクの配線パタンを変更するだけの非常に安価で簡便な本実施形態により、１０Ｇｂｉｔ/ｓ級の高速信号で駆動しても良好な高周波特性が得られる。本実施例の特徴は、従来のＬＤ用パッケージにおいても用いられていたヒートシンク６ａの配線パタンに、オープンスタブ１１０ａ,１１０ｂを追加するだけで、高周波特性を改善できることにある。そのため、コスト増を招く新規の部材追加を行う必要がない。また、オープンスタブ１１０ａ,１１０ｂは、配線パタンのパタン設計を変更するだけで実現できるため、オープンスタブ１１０ａ,１１０ｂの追加も容易である。
【００５２】
なお、ヒートシンク６ａの厚さは、光学実装を考慮すると数百μｍ以下であることが望ましい。そのため、ヒートシンク６ａの材質としては窒化アルミ（AlN、比誘電率８〜９）やアルミナ（Al2O3、比誘電率９〜１０）など比誘電率が高い材質が望ましい。
【実施例３】
【００５３】
（スタブ基板（容量大）を用いた光モジュール）
以下、図５に基づいて本発明の第３実施形態である光モジュールについて詳細に説明する。図５（ａ），図５（ｂ），図５（ｃ）はそれぞれ、第３実施形態の光モジュールの側面図、上面図、ステムマウント１ｃ付近の拡大図である。図５において、ヒートシンク（誘電体基板）６ａ及びヒートシンク６ａの表面に形成された配線パタン６ｂ，６ｃ及びオープンスタブ２１０ａ，２１０ｂを導入した以外は、図１３に示した従来の光モジュールと同様の構成となっている（図１３及び図５において同一の部材には、図１３と図５で共通の番号を振っている）。そのため、配線パタン６ｂ，６ｃ及びオープンスタブ２１０ａ，２１０ｂを有するヒートシンク６ａの追加を行っただけであり、用いているパッケージは従来からの安価なキャン型ＬＤパッケージと同一である。
【００５４】
この第３実施形態では、絶縁体（誘電体基板）であるヒートシンク６ａの裏面は、全面にメタライズが施され（図示せず）、裏面の一部はステムマウント１ｃに半田または銀ペースト等の導電性接着剤により電気的に接続されているため、ヒートシンク６ａの裏面はグランドと同位で接地している。
【００５５】
さらに、図５（ｃ）に示したようにヒートシンク６ａの表面には、配線パタン６ｂ，６ｃが形成されており、配線パタン６ｂ，６ｃはそれぞれリード端子２ａ，２ｂとそれぞれワイヤ４ａ，４ｂを介して電気的に接続されており、接続箇所をそれぞれ接続点２１１ａ，２１１ｂとする。
【００５６】
配線パタン６ｂにおいて、接続点２１１ａからｚ軸方向へはＬＤ素子５のカソードと半田または銀ペースト等の導電性接着剤により電気的に接続される。さらに配線パタン６ｂには、接続点２１１ａから−ｚ軸方向にオープンスタブ２１０ａが具備（一体的に形成）されているため、配線パタン６ｂにはオープンスタブ２１０ａのスタブ長、ヒートシンク６ａの厚さ及び誘電率により定まる容量が付加される。なお、オープンスタブ２１０ａは、オープンスタブ起点２１０ｃとオープンスタブ終点２１０ｄの配線パタン６ｂに沿う範囲を指し、本実施例において屈曲部２１２ａを導入することにより、図３（ｃ）に示した第２実施例におけるオープンスタブよりも、スタブ長を延伸したことを特徴とする。オープンスタブ２１０ａのスタブ長は、配線パタン６ｂに沿ってオープンスタブ起点２１０ｃとオープンスタブ終点２１０ｄとの間隔に等しい。なお、本実施形態において、接続点２１１ａとオープンスタブ起点２１０ｃは、同一の箇所である。
【００５７】
また、配線パタン６ｃにおいて、接続点２１１ｂからｚ軸方向へは、ＬＤ素子５のアノードとワイヤ４ｃを介して電気的に接続される。さらに、配線パタン６ｃには、オープンスタブ２１０ｂが具備されているため、配線パタン６ｃにはオープンスタブ２１０ｂのスタブ長、ヒートシンク６ａの厚さ及び誘電率により定まる容量が付加される。なお、オープンスタブ２１０ｂは、オープンスタブ起点２１０ｅとオープンスタブ終点２１０ｆの配線パタン６ｃに沿う範囲を指し、本実施例において屈曲部２１２ｂを導入することにより、図３（ｃ）に示した第２実施例におけるオープンスタブよりも、スタブ長を延伸したことを特徴とする。オープンスタブ２１０ｂのスタブ長は、配線パタン６ｃに沿ってオープンスタブ起点２１０ｅとオープンスタブ終点２１０ｆとの間隔に等しい。なお、本発明の実施形態において、接続点２１１ｂとオープンスタブ起点２１０ｅは、同一の箇所である。
【００５８】
本発明の第３実施形態における最大の特徴は、オープンスタブ２１０ａ，２１０ｂにそれぞれ屈曲部２１２ａ，２１２ｂを導入することにより、単位面積当たりのオープンスタブ長を延伸したことにある。
【００５９】
図５に示す光モジュールは、１０Ｇｂｉｔ/ｓ級の高速光信号を送信するための光通信システム用モジュールであり、光半導体素子としてＬＤ素子５が搭載されている。ＬＤ素子５としては、温度特性に優れるInGaAlAsを含む多重量子井戸(MQW)構造を活性層に有する分布帰還型ＬＤ（ＤＦＢ-ＬＤ）が好適である。
【００６０】
図５に示す第３実施形態の光モジュールにおいて、ステム外部からの１０Ｇｂｉｔ/ｓ級の差動駆動電気信号（Ｎ信号、Ｐ信号）のうち、Ｎ信号は、伝送線路１０１ａ，１０２ａ，１０３ａを経由し、ワイヤ４ａ及び接続点２１１ａを介し、ヒートシンク６ａの上面に形成された配線パタン６ｂを経てＬＤ素子５の下面（図示せず）に形成されたカソード側に供給される。Ｐ信号も同様に、伝送線路１０１ｂ，１０２ｂ，１０３ｂを経由し、ワイヤ４ｂ及び接続点２１１ｂを介し、ヒートシンク６ａの上面に形成された配線パタン６ｃとワイヤ４ｃを経てＬＤ素子５のアノード側に供給される。
【００６１】
ここで、Ｎ信号に着目すると、オープンスタブ２１０ａの導入による容量の追加により、伝送線路１０３ａの特性インピーダンスが下がり、その結果伝送線路１０２ａ―１０３ａ間の特性インピーダンス差が小さくなったため、伝送線路１０２ａ―１０３ａ間のＮ信号の反射を抑制することが可能となる。同様に、Ｐ信号においては、オープンスタブ２１０ｂの導入による容量の追加により、伝送線路１０３ｂの特性インピーダンスが下がり、その結果伝送線路１０２ｂ―１０３ｂ間の特性インピーダンス差が小さくなったため、伝送線路１０２ｂ―１０３ｂ間のＰ信号の反射を抑制することが可能となる。
このように駆動電気信号（Ｎ信号、Ｐ信号）の反射を抑制することができるため、高周波特性を向上することができる。
【００６２】
図６に、実際にオープンスタブ２１０ａ，２１０ｂを備えるヒートシンク６ａを導入したキャン型ＬＤパッケージの高周波特性を示す。なお、ヒートシンク６ａの材質には熱伝導性に優れた窒化アルミ（AlN、比誘電率８.５）を用い、ヒートシンク６ａの厚さは１００μｍである。測定は、Ｎ信号側について行った。図６に示すように、オープンスタブを導入しない従来の方式では周波数１０ＧHzにおいて、Ｓ２１（透過特性）=−２ｄＢ、Ｓ１１（反射特性）=−５ｄＢと非常に劣化した。一方、オープンスタブ２１０ａ，２１０ｂを導入した場合、Ｓ２１=−１.５ｄＢ、Ｓ１１=−６.５ｄＢと改善した。
【００６３】
よって、高周波特性の悪い安価なキャン型パッケージを用いても、ヒートシンクの配線パタンを変更するだけの非常に安価で簡便な本実施形態により、１０Ｇｂｉｔ/ｓ級の高速信号で駆動しても良好な高周波特性が得られる。本実施例の特徴は、従来のＬＤ用パッケージにおいても用いられていたヒートシンク６ａの配線パタンに、オープンスタブ２１０ａ,２１０ｂを追加するだけで、高周波特性を改善できることにある。そのため、コスト増を招く新規の部材追加を行う必要がない。また、オープンスタブ２１０ａ,２１０ｂは、配線パタンのパタン設計を変更するだけで実現できるため、オープンスタブ２１０ａ,２１０ｂの追加も容易である。
【００６４】
なお、ヒートシンク６ａの厚さは、光学実装を考慮すると数百μｍ以下であることが望ましい。そのため、ヒートシンク６ａの材質としては窒化アルミ（AlN、比誘電率８〜９）やアルミナ（Al2O3、比誘電率９〜１０）など比誘電率が高い材質が望ましい。
【実施例４】
【００６５】
（スタブ基板（容量大）、大型基板を用いた光モジュール）
以下、図７に基づいて本発明の第４実施形態である光モジュールについて詳細に説明する。図７（ａ），図７（ｂ），図７（ｃ）はそれぞれ、第４実施形態の光モジュールの側面図、上面図、ステムマウント１ｃの拡大図である。図７において、ヒートシンク（誘電体基板）６ａ及びヒートシンク６ａの表面に形成された配線パタン６ｂ，６ｃ及びオープンスタブ３１０ａ，３１０ｂを導入した以外は、図１３に示した従来の光モジュールと同様の構成となっている（図１３及び図７において同一の部材には、図１３と図７で共通の番号を振っている）。そのため、配線パタン６ｂ，６ｃ及びオープンスタブ３１０ａ，３１０ｂを有するヒートシンク６ａの追加を行っただけであり、用いているパッケージは従来からの安価なキャン型ＬＤパッケージと同一である。
【００６６】
この第４実施形態では、絶縁体（誘電体基板）であるヒートシンク６ａの裏面は、全面メタライズが施され（図示せず）、裏面の一部はステムマウント１ｃに半田または銀ペースト等の導電性接着剤により電気的に接続されているため、ヒートシンク６ａの裏面はグランドと同位で接地している。また、ヒートシンク６ａの外形寸法（面積）をステムマウント１ｃの外形寸法（面積）よりも大きく（広く）している。そしてヒートシンク６ａのｘ軸方向の幅が、リード端子２ａとリード端子２ｂの間隔よりも大きくなっており、配線パタン６ｂ，６ｃはリード端子２ａ，２ｂの外側にも存在している。
【００６７】
さらに、図７（ｃ）に示したようにヒートシンク６ａの表面には、配線パタン６ｂ，６ｃが形成されており、配線パタン６ｂ，６ｃはそれぞれリード端子２ａ，２ｂとそれぞれワイヤ４ａ，４ｂを介して電気的に接続されており、接続箇所をそれぞれ接続点３１１ａ，３１１ｂとする。
【００６８】
配線パタン６ｂにおいて、接続点３１１ａからｚ軸方向へは、ＬＤ素子５のカソードと半田または銀ペースト等の導電性接着剤により電気的に接続される。さらに配線パタン６ｂには、オープンスタブ起点３１０ｃからｘ軸方向にオープンスタブ３１０ａが具備（一体的に形成）されているため、配線パタン６ｂにはオープンスタブ３１０ａのスタブ長、ヒートシンク６ａの厚さ及び誘電率により定まる容量が付加される。なお、オープンスタブ３１０ａは、オープンスタブ起点３１０ｃとオープンスタブ終点３１０ｄの範囲の配線パタン６ｂを指し、オープンスタブ３１０ａのスタブ長は、オープンスタブ起点３１０ｃから配線パタン６ｂに沿って結ばれるオープンスタブ終点３１０ｄとの間隔に等しい。
【００６９】
また、配線パタン６ｃにおいて、接続点３１１ｂからｚ軸方向へは、ＬＤ素子５のアノードとワイヤ４ｃを介して電気的に接続される。さらに、配線パタン６ｃには、オープンスタブ３１０ｂが具備されているため、配線パタン６ｃにはオープンスタブ３１０ｂのスタブ長、ヒートシンク６ａの厚さ及び誘電率により定まる容量が付加される。なお、オープンスタブ３１０ｂは、オープンスタブ起点３１０ｅとオープンスタブ終点３１０ｆの範囲の配線パタン６ｃを指し、オープンスタブ３１０ｂのスタブ長は、配線パタン６ｃに沿って結ばれるオープンスタブ起点３１０ｅとオープンスタブ終点３１０ｆとの間隔に等しい。
【００７０】
オープンスタブにおいて大きな容量を付加したい場合は、ヒートシンク６ａの厚さ及び誘電率一定の場合、スタブ長を長くすることが有効である。ところが、図１３に示した従来のキャン型ＬＤ用パッケージでは、ステムマウント１ｃの搭載面積と同じかそれより小さいヒートシンク６ａを用いるのが一般的である。そのため、スタブ長は、ステムマウント１ｃに搭載するヒートシンク６ａの大きさにより制約を受けていた。
図７に示した本発明の第４の実施例においては、ヒートシンク６ａの外形寸法をステムマウント１ｃの外形寸法よりも大きくすることにより、オープンスタブ３１０ａ，３１０ｂの長さを、リード端子２ａ，２ｂに対しそれぞれx軸方向、−ｘ軸方向に延伸したことを最大の特徴とする。
また、本実施例においては、オープンスタブ３１０ａ，３１０ｂが、複数の直線状の配線パタンと屈曲部３１２ａ，３１２ｂ，３１２ｃ，３１２ｄから構成されることも特徴とし、オープンスタブ３１０ａ，３１０ｂの配線パタンのレイアウトの設計自由度が高くなる利点を有する。
【００７１】
図７に示す光モジュールは、１０Ｇｂｉｔ/ｓ級の高速光信号を送信するための光通信システム用モジュールであり、光半導体素子としてＬＤ素子５が搭載されている。ＬＤ素子５としては、温度特性に優れるInGaAlAsを含む多重量子井戸(MQW)構造を活性層に有する分布帰還型ＬＤ（ＤＦＢ-ＬＤ）が好適である。
【００７２】
図７に示す第４実施形態の光モジュールにおいて、ステム外部からの１０Ｇｂｉｔ/ｓ級の差動駆動電気信号（Ｎ信号、Ｐ信号）のうち、Ｎ信号は、伝送線路１０１ａ，１０２ａ，１０３ａを経由し、ワイヤ４ａを介し、ヒートシンク６ａの上面に形成された配線パタン６ｂを経てＬＤ素子５の下面（図示せず）に形成されたカソード側に供給される。Ｐ信号も同様に、伝送線路１０１ｂ，１０２ｂ，１０３ｂを経由し、ワイヤ４ｂを介し、ヒートシンク６ａの上面に形成された配線パタン６ｃとワイヤ４ｃを経てＬＤ素子５のアノード側に供給される。
【００７３】
ここで、Ｎ信号に着目すると、オープンスタブ３１０ａの導入による容量の追加により、伝送線路１０３ａの特性インピーダンスが下がり、その結果伝送線路１０２ａ―１０３ａ間の特性インピーダンス差が小さくなったため、伝送線路１０２ａ―１０３ａ間のＮ信号の反射を抑制することが可能となる。同様に、Ｐ信号においては、オープンスタブ３１０ｂの導入による容量の追加により、伝送線路１０３ｂの特性インピーダンスが下がり、その結果伝送線路１０２ｂ―１０３ｂ間の特性インピーダンス差が小さくなったため、伝送線路１０２ｂ―１０３ｂ間のＰ信号の反射を抑制することが可能となる。
このように駆動電気信号（Ｎ信号、Ｐ信号）の反射を抑制することができるため、高周波特性を向上することができる。
【００７４】
図８に、実際にオープンスタブ３１０ａ，３１０ｂを備えるヒートシンク６ａを導入したキャン型ＬＤパッケージの高周波特性を示す。なお、ヒートシンク６ａの材質には熱伝導性に優れた窒化アルミ（AlN、比誘電率８.５）を用い、基板厚は１００μｍである。測定は、Ｎ信号側について行った。図８に示すように、オープンスタブを導入しない従来の方式では周波数１０ＧHzにおいて、Ｓ２１（透過特性）=−２ｄＢ、Ｓ１１（反射特性）=−５ｄＢと非常に劣化した。一方、オープンスタブ３１０ａ，３１０ｂを導入した場合、Ｓ２１＝−１.４ｄＢ、Ｓ１１=−７ｄＢと改善した。
【００７５】
よって、高周波特性の悪い安価なキャン型パッケージを用いても、ヒートシンクの配線パタンを変更するだけの非常に安価で簡便な本実施形態の本発明技術を導入することにより、１０Ｇｂｉｔ/ｓ級の高速信号で駆動しても良好な高周波特性が得られる。本実施例の特徴は、従来のＬＤ用パッケージにおいても用いられていた誘電体基板の配線パタンに、オープンスタブ３１０ａ,３１０ｂを追加するだけで高周波特性を改善できることにある。そのため、コスト増を招く新規の部材追加を行う必要がない。また、オープンスタブ３１０ａ,３１０ｂは、配線パタンのパタン設計を変更するだけで実現できるため、オープンスタブ３１０ａ,３１０ｂの追加も容易である。
【００７６】
なお、ヒートシンク６ａの厚さは、光学実装を考慮すると数百μｍ以下であることが望ましい。そのため、ヒートシンク６ａの材質としては窒化アルミ（AlN、比誘電率８〜９）やアルミナ（Al2O3、比誘電率９〜１０）など比誘電率が高い材質が望ましい。
【実施例５】
【００７７】
（スタブ基板（容量大）、大型基板、複数スタブを用いた光モジュール）
以下、図９に基づいて本発明の第５実施形態である光モジュールについて詳細に説明する。図９（ａ），図９（ｂ），図９（ｃ）はそれぞれ、第５実施形態の光モジュールの側面図、上面図、ステムマウント１ｃの拡大図である。図９において、ヒートシンク（誘電体基板）６ａ及びヒートシンク６ａの表面に形成された配線パタン６ｂ，６ｃ及びオープンスタブ４１０ａ，４１０ｂ，４１４ａ，４１４ｂを導入した以外は、図１３に示した従来の光モジュールと同様の構成となっている（図１３及び図９において同一の部材には、図１３と図９で共通の番号を振っている）。そのため、配線パタン６ｂ，６ｃ及びオープンスタブ４１０ａ，４１０ｂ，４１４ａ，４１４ｂを有するヒートシンク６ａの追加を行っただけであり、用いているパッケージは従来からの安価なキャン型ＬＤパッケージと同一である。
【００７８】
この第５実施形態では、絶縁体（誘電体基板）であるヒートシンク６ａの裏面は、全面メタライズが施され（図示せず）、裏面の一部はステムマウント１ｃに半田または銀ペースト等の導電性接着剤により電気的に接続されているため、ヒートシンク６ａの裏面はグランドと同位で接地している。また、ヒートシンク６ａの外形寸法（面積）をステムマウント１ｃの外形寸法（面積）よりも大きく（広く）している。そしてヒートシンク６ａのｘ軸方向の幅が、リード端子２ａとリード端子２ｂの間隔よりも大きくなっており、配線パタン６ｂ，６ｃはリード端子２ａ，２ｂの外側にも存在している。
【００７９】
さらに、図９（ｃ）に示したようにヒートシンク６ａの表面には、配線パタン６ｂ，６ｃが形成されており、配線パタン６ｂ，６ｃはそれぞれリード端子２ａ，２ｂとそれぞれワイヤ４ａ，４ｂを介して電気的に接続されており、接続箇所をそれぞれ接続点４１１ａ，４１１ｂとする。
【００８０】
配線パタン６ｂにおいて、接続点４１１ａからｚ軸方向へは、ＬＤ素子５のカソードと半田または銀ペースト等の導電性接着剤により電気的に接続される。さらに配線パタン６ｂには、オープンスタブ起点４１０ｃからｘ軸方向にオープンスタブ４１０ａが具備（一体的に形成）されているため、配線パタン６ｂにはオープンスタブ４１０ａのスタブ長、ヒートシンク６ａの厚さ及び誘電率により定まる容量が付加される。オープンスタブ４１０ａは、オープンスタブ起点４１０ｃとオープンスタブ終点４１０ｄの範囲の配線パタン６ｂを指し、オープンスタブ４１０ａのスタブ長は、オープンスタブ起点４１０ｃから配線パタン６ｂに沿って結ばれるオープンスタブ終点４１０ｄとの間隔に等しい。
さらに、配線パタン６ｂには、オープンスタブ起点４１５ａから−ｚ軸方向にオープンスタブ４１４ａを具備（一体的に形成）しており、オープンスタブ４１４ａのスタブ長は、オープンスタブ起点４１５ａとオープンスタブ終点４１３ａとの間隔に等しい。なお、オープンスタブ起点４１５ａと接続点４１１ａは同一の箇所を指す。
【００８１】
また、配線パタン６ｃにおいて、接続点４１１ｂからｚ軸方向へは、ＬＤ素子５のアノードとワイヤ４ｃを介して電気的に接続される。さらに、配線パタン６ｃには、オープンスタブ４１０ｂが具備されているため、配線パタン６ｃにはオープンスタブ４１０ｂのスタブ長、ヒートシンク６ａの厚さ及び誘電率により定まる容量が付加される。なお、オープンスタブ４１０ｂは、オープンスタブ起点４１０ｅとオープンスタブ終点４１０ｆの範囲の配線パタン６ｃを指し、オープンスタブ４１０ｂのスタブ長は、配線パタン６ｃに沿って結ばれるオープンスタブ起点４１０ｅとオープンスタブ終点４１０ｆとの間隔に等しい。
さらに、配線パタン６ｃには、オープンスタブ起点４１５ｂから−ｚ軸方向にオープンスタブ４１４ｂを具備（一体的に形成）しており、オープンスタブ４１４ｂのスタブ長は、オープンスタブ起点４１５ｂとオープンスタブ終点４１３ｂとの間隔に等しい。なお、オープンスタブ起点４１５ｂと接続点４１１ｂは同一の箇所を指す。
【００８２】
オープンスタブにおいて大きな容量を付加したい場合は、ヒートシンク６ａの厚さ及び誘電率一定の場合、スタブ長を長くすることが有効である。ところが、図１３に示した従来のキャン型ＬＤ用パッケージでは、ステムマウント１ｃの搭載面積と同じがそれより小さいヒートシンク６ａを用いるのが一般的である。そのため、スタブ長は、ステムマウント１ｃに搭載するヒートシンク６ａの大きさにより制約を受けていた。
図９に示した本発明の第５の実施例においては、ヒートシンク６ａの外形寸法をステムマウント１ｃの外形寸法よりも大きくすることにより、オープンスタブ４１０ａ，４１０ｂの長さを、リード端子２ａ，２ｂに対しそれぞれx軸方向、−ｘ軸方向に延伸したことを特徴とする。
また、本実施例においては、オープンスタブ４１０ａ，４１０ｂが、複数の直線状の配線パタンと屈曲部４１２ａ，４１２ｂ，４１２ｃ，４１２ｄから構成されることも特徴とし、オープンスタブ４１０ａ，４１０ｂの配線パタンのレイアウトの設計自由度が高くなる利点を有する。
【００８３】
なお、オープンスタブによる容量付加を行う場合、スタブ長を延伸するだけでなく、複数のオープンスタブを導入することによっても、付加容量を増大することが可能である。本発明の第５実施形態における最大の特徴は、図９（ｃ）に示したように誘電体基板１０ａにおいて配線パタン６ｂ，６ｃがそれぞれ、オープンスタブ４１０ａ，４１４ａ及びオープンスタブ４１０ｂ，４１４ｂを具備することである。このように配線パタン上に複数のオープンスタブを備えることの利点は、ヒートシンク６ａにおいて配線パタンのレイアウト設計自由度を増大させ、かつ付加容量の増大を図ることが可能な点にある。
【００８４】
本実施例においては、接続点４１１ａ，４１１ｂがそれぞれ、オープンスタブ起点４１５ａ，４１５ｂと同一の箇所に設定している。そのため、接続点４１１ａ，４１１ｂの位置を変更することにより、自動的にオープンスタブ４１４ａ，４１４ｂのスタブ長が変更となるので、光モジュールに適用するＬＤ素子、ドライバＩＣ、フレキシブル配線の高周波特性に合わせて、付加容量を簡便に調整することで、ドライバＩＣを含めた光モジュール全体での高周波特性の最適化が可能な利点もある。
【００８５】
図９に示す光モジュールは、１０Ｇｂｉｔ/ｓ級の高速光信号を送信するための光通信システム用モジュールであり、光半導体素子としてＬＤ素子５が搭載されている。ＬＤ素子５としては、温度特性に優れるInGaAlAsを含む多重量子井戸(MQW)構造を活性層に有する分布帰還型ＬＤ（ＤＦＢ-ＬＤ）が好適である。
【００８６】
図９に示す第５実施形態の光モジュールにおいて、ステム外部からの１０Ｇｂｉｔ/ｓ級の差動駆動電気信号（Ｎ信号、Ｐ信号）のうち、Ｎ信号は、伝送線路１０１ａ，１０２ａ，１０３ａを経由し、ワイヤ４ａを介し、ヒートシンク６ａの上面に形成された配線パタン６ｂを経てＬＤ素子５の下面（図示せず）に形成されたカソード側に供給される。Ｐ信号も同様に、伝送線路１０１ｂ，１０２ｂ，１０３ｂを経由し、ワイヤ４ｂを介し、ヒートシンク６ａの上面に形成された配線パタン６ｃとワイヤ４ｃを経てＬＤ素子５のアノード側に供給される。
【００８７】
ここで、Ｎ信号に着目すると、オープンスタブ４１０ａ，４１４ａの導入による容量の追加により、伝送線路１０３ａの特性インピーダンスが下がり、その結果伝送線路１０２ａ―１０３ａ間の特性インピーダンス差が小さくなったため、伝送線路１０２ａ―１０３ａ間のＮ信号の反射を抑制することが可能となる。同様に、Ｐ信号においては、オープンスタブ４１０ｂ，４１４ｂの導入による容量の追加により、伝送線路１０３ｂの特性インピーダンスが下がり、その結果伝送線路１０２ｂ―１０３ｂ間の特性インピーダンス差が小さくなったため、伝送線路１０２ｂ―１０３ｂ間のＰ信号の反射を抑制することが可能となる。
このように駆動電気信号（Ｎ信号、Ｐ信号）の反射を抑制することができるため、高周波特性を向上することができる。
【００８８】
図１０に、実際にオープンスタブ４１０ａ，４１０ｂ，４１４ａ，４１４ｂを備えるヒートシンク６ａを導入したキャン型ＬＤパッケージの高周波特性を示す。なお、ヒートシンク６ａの材質には熱伝導性に優れた窒化アルミ（AlN、比誘電率８.５）を用い、基板厚は１００μｍである。測定は、Ｎ信号側について行った。図１０に示すように、オープンスタブを導入しない従来の方式では周波数１０ＧHzにおいて、Ｓ２１（透過特性）=−２ｄＢ、Ｓ１１（反射特性）=−５ｄＢと非常に劣化した。一方、オープンスタブ４１０ａ，４１０ｂ，４１４ａ，４１４ｂを導入した場合、Ｓ２１=−１.４ｄＢ、Ｓ１１=−７ｄＢと改善した。
【００８９】
よって、高周波特性の悪い安価なキャン型パッケージを用いても、ヒートシンクの配線パタンを変更するだけの非常に安価で簡便な本実施形態により、１０Ｇｂｉｔ/ｓ級の高速信号で駆動しても良好な高周波特性が得られる。本実施例の特徴は、従来のＬＤ用パッケージにおいても用いられていた誘電体基板の配線パタンに、オープンスタブ４１０ａ，４１０ｂ，４１４ａ，４１４ｂを追加するだけで高周波特性を改善できることにある。そのため、コスト増を招く新規の部材追加を行う必要がない。また、オープンスタブ４１０ａ，４１０ｂ，４１４ａ，４１４ｂは、配線パタンのパタン設計を変更するだけで実現できるため、オープンスタブ４１０ａ，４１０ｂ，４１４ａ，４１４ｂの追加も容易である。
【００９０】
なお、ヒートシンク６ａの厚さは、光学実装を考慮すると数百μｍ以下であることが望ましい。そのため、ヒートシンク６ａの材質としては窒化アルミ（AlN、比誘電率８〜９）やアルミナ（Al2O3、比誘電率９〜１０）など比誘電率が高い材質が望ましい。
【実施例６】
【００９１】
図１１は、図１に示す第１の実施の形態に係る光モジュールに変更を加えた、第６の実施の形態に係る光モジュールである。
第６の実施の形態では、ヒートシンク６ａの上面には、配線パタン６ｂ，６ｃのみならず、調整用の配線パタン１０ｘ，１０ｙが形成されている。そして配線パタン６ｂの一部であるオープンスタブ１０ａと調整用の配線パタン１０ｘとがワイヤ４ｘにより接続され、配線パタン６ｃの一部であるオープンスタブ１０ｂと調整用の配線パタン１０ｙとがワイヤ４ｙにより接続されている。
他の部分の構成は、図１に示す第１の実施の形態と同様であり、図１と同一部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００９２】
この実施の形態では、オープンスタブ１０ａと配線パタン１０ｘとをワイヤ４ｘにより接続するか否か、及び、オープンスタブ１０ｂと配線パタン１０ｙとをワイヤ４ｙにより接続するか否かにより、オープンスタブの長さ（容量）を調整することができる。
【００９３】
例えば、搭載するＬＤ素子５の容量が異なる場合、もしくは、リード端子２ａ，２ｂの直径が異なる場合などにおいても、所望の負荷容量を同一のヒートシンク６ａ上に形成された調整用の配線パタン１０ｘ，１０ｙをオープンスタブ１０ａ，１０ｂに接続したり接続しなかったりすることで、オープンスタブの長さ（容量）を調整することが可能となる。
即ち、異なる仕様のＬＤ素子もしくはキャン型パッケージを用いる場合においても、オープンスタブ長調整機能を有する同一のヒートシンク６ａを適用することが可能となる。このため、部材の共通化による低コスト化が可能となる。
【００９４】
なお、第２から第５の実施の形態においても、調整用の配線パタン、及び、調整用の配線パタンと配線パタンに一体的に形成されたオープンスタブとを接続するワイヤを導入することにより、オープンスタブの長さを調整をすることが可能となる。
【００９５】
図１１に示す本発明の第６実施形態の変形例を、図１２に示す。図１２に示す実施の形態では、ヒートシンク６ａの上面には、配線パタン６ｂ，６ｃのみならず、調整用のオープンスタブ１０ｘ，１０ｙ及び調整用の配線パタン１０ｘｘ，１０ｙｙが形成されている。そして配線パタン６ｂの一部であるオープンスタブ１０ａと調整用の配線パタン１０ｘとがワイヤ４ｘにより接続され、調整用の配線パタン１０ｘと調整用の配線パタン１０ｘｘとがワイヤ４ｘｘにより接続され、配線パタン６ｃの一部であるオープンスタブ１０ｂと調整用の配線パタン１０ｙとがワイヤ４ｙにより接続され，
調整用の配線パタン１０ｙと調整用の配線パタン１０ｙｙとがワイヤ４ｙｙにより接続されている。
【００９６】
図１２の実施の形態では、オープンスタブ１０ａと配線パタン１０ｘとをワイヤ４ｘにより接続するか否か、更には、オープンスタブ１０ａと配線パタン１０ｘ，１０ｘｘとをワイヤ４ｘ，４ｘｘにより接続するか否か、及び、オープンスタブ１０ｂと配線パタン１０ｙとをワイヤ４ｙにより接続するか否か、更には、オープンスタブ１０ｂと配線パタン１０ｙ，１０ｙｙとをワイヤ４ｙ，４ｙｙにより接続するか否かにより、オープンスタブの長さ（容量）を調整することができる。つまり、ワイヤ４ｘ，４ｘｘ,４ｙ，４ｙｙによる接続の有無により、二段階に調整することができ、付加容量値の設計自由度がより向上する。
【００９７】
なお、第２から第５の実施の形態においても同様に、調整用のオープンスタブ（配線パタン）を増加することにより、容量値の調整の幅がより広がり、さらに設計自由度が向上する。
【符号の説明】
【００９８】
１  ステム
１ａ  ステム上面
１ｂ  ステム下面
１ｃ  ステムマウント
１ｄ  ステム凹部
２ａ〜２ｄ  リード端子
３ａ〜３ｃ  貫通孔
３ｄ  絶縁体
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｘ，４ｙ  ワイヤ
５  ＬＤ素子
６ａ  ヒートシンク
６ｂ，６ｃｂ，１０ｘ，１０ｘｘ，１０ｙ，１０ｙｙ，  配線パタン
７  モニタPD
８  PDキャリア
９ａ，９ｂ  ワイヤ
１０ａ，１０１１０ａ，１１０ｂ，２１０ａ，２１０ｂ，３１０ａ，３１０ｂ，４１０ａ，４１０ｂ，４１４ａ，４１４ｂ  オープンスタブ
１１ａ，１１ｂ，１１１ａ，１１１ｂ，２１１ａ，２１１ｂ，３１１ａ，３１１ｂ，４１１ａ，４１１ｂ  接続点
１０１ａ〜１０３ａ，１０１ｂ〜１０３ｂ  伝送線路
２１２ａ，２１２ｂ，３１２ａ，３１２ｂ，３１２ｃ，３１２ｄ，４１２ａ，４１２ｂ，４１２ｃ，４１２ｄ  屈曲点
【図１（ａ）】
2013004784.tif 000003
【図１（ｂ）】
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【図１（ｃ）】
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【図２】
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【図３（ａ）】
2013004784.tif 000007
【図３（ｂ）】
2013004784.tif 000008
【図３（ｃ）】
2013004784.tif 000009
【図４】
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【図５（ａ）】
2013004784.tif 000011
【図５（ｂ）】
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【図５（ｃ）】
2013004784.tif 000013
【図６】
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【図７（ａ）】
2013004784.tif 000015
【図７（ｂ）】
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【図７（ｃ）】
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【図８】
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【図９（ａ）】
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【図９（ｂ）】
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【図９（ｃ）】
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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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