(57)【要約】【課題】広い部品実装領域を確保する発光モジュール及び光トランシーバを提供する。【解決手段】半導体レーザ３２、及び半導体レーザの温度を調整する温調ユニット２１をパッケージの内部に備えるとともに、パッケージの内部で温調ユニットに電気接続される電気配線部１４を有した発光モジュール１０である。温調ユニットは、半導体レーザを実装させる部品実装領域２５と、電気配線部を介して外部から温調ユニットに電力を供給する温調ユニット給電端子２６とを有する。温調ユニット給電端子は、電気配線部と重なり合った状態で、電気配線部に当接して電気接続されている。【選択図】図２
2013153136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザ、及び該半導体レーザの温度を調整する温調ユニットをパッケージの内部に備えるとともに、該パッケージの内部で前記温調ユニットに電気接続される電気配線部を有した発光モジュールであって、
前記温調ユニットは、前記半導体レーザを実装させる部品実装領域と、前記電気配線部を介して外部から前記温調ユニットに電力を供給する温調ユニット給電端子とを有しており、
該温調ユニット給電端子は、前記電気配線部と重なり合った状態で、前記電気配線部に当接して電気接続されていることを特徴とする発光モジュール。
【請求項２】
前記電気配線部は、前記半導体レーザが電気接続される主面と、該主面の反対側に位置し、前記温調ユニット給電端子に当接して電気接続される電極パッドを有した裏面とを備え、前記温調ユニット給電端子は、前記裏面と前記パッケージの底面との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項３】
前記温調ユニット給電端子と前記電気配線部とは、半田材を用いて接合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光モジュール。
【請求項４】
前記半導体レーザは、前記部品実装領域に複数配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光モジュール。
【請求項５】
前記半導体レーザを駆動する半導体集積回路基板と、該半導体集積回路基板と前記電気配線部との電気接続を中継する中継基板とを有し、該中継基板は、前記部品実装領域から前記電気配線部側に突出した状態で前記部品実装領域に実装され、前記中継基板と前記電気配線部とはワイヤを用いて電気接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光モジュール。
【請求項６】
前記半導体レーザを駆動する半導体集積回路基板が、前記部品実装領域から前記電気配線部側に突出した状態で前記部品実装領域に実装され、前記半導体集積回路基板と前記電気配線部とはワイヤを用いて電気接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光モジュール。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光モジュールを搭載したことを特徴とする光トランシーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザや温調ユニットをパッケージの内部に備えるとともに、このパッケージの内部で温調ユニットに電気接続される電気配線部を有した発光モジュール及び光トランシーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の発光モジュールは、光トランシーバの信号源や光ファイバ増幅用の励起源として用いられる。発光モジュールは、半導体レーザ（ＬＤ：Laser Diode）を備えており、電気信号を光信号に変換し、この光信号を送出する。また、半導体レーザから出力される光信号の光波長は、半導体レーザの温度に対応して変化する。一定波長の光信号を出力させるため、発光モジュールには、半導体レーザの温度を調整する電子冷却装置（ＴＥＣ：Thermo Electric Coolers）等の温調ユニットを搭載した構造がある。
【０００３】
例えば、特許文献１，２には、発光モジュールのパッケージの内部に半導体レーザや温調ユニットが設けられ、また、パッケージの外部からの電力を温調ユニットに供給可能な電気配線部が設置されている。そして、特許文献１に記載の端子基板（電気配線部）は、パッケージの長手方向に沿って細長く形成され、パッケージの側面に配置されている。電気配線部と温調ユニット給電端子とは、パッケージの長手方向の光導波部側の近傍で、ワイヤを介して電気接続される。
【０００４】
また、特許文献２に記載の絶縁部（電気配線部）は、パッケージのレセプタクル側（光導波部側）の反対側に位置する端部に配置されており、電気配線部と温調ユニット給電端子とは、このパッケージの長手方向の端部で、ワイヤを介して電気接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３３０３７号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２９５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記従来技術のように、電気配線部と温調ユニット給電端子とをワイヤで接続すると、パッケージの内部にはワイヤ配線用のスペースが必要になり、このワイヤの周辺には部品を実装し難くなることから、部品実装領域が狭くなるという問題がある。
また、温調ユニットにより上面と下面に高い温度差を生じさせる場合は、大きな電流を必要とする。温調ユニットが必要とする電流量に応じて、許容電流量を満足する十分な断面積を有する配線が必要となる。具体的には、ワイヤ配線に対しては、複数本のワイヤにより許容電流量を確保する設計が必要になる。また、パッケージの電気配線部に対しては、許容電流量を確保する太い配線パターンを設計しなければならず、絶縁部を太く設計する必要が生じる。このように、許容電流量を満たすための配線によって、パッケージの内部空間がより一層狭められる。
【０００７】
本発明は、上述の如き実情に鑑みてなされたもので、広い部品実装領域を確保することが可能な発光モジュール及び光トランシーバ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】
【０００８】
本発明による発光モジュールは、半導体レーザ、及び半導体レーザの温度を調整する温調ユニットをパッケージの内部に備えるとともに、パッケージの内部で温調ユニットに電気接続される電気配線部を有した発光モジュールであって、温調ユニットは、半導体レーザを実装させる部品実装領域と、電気配線部を介して外部から温調ユニットに電力を供給する温調ユニット給電端子とを有しており、温調ユニット給電端子は、電気配線部と重なり合った状態で、電気配線部に当接して電気接続されていることを特徴とする。
【０００９】
また、電気配線部は、半導体レーザが電気接続される主面と、主面の反対側に位置し、温調ユニット給電端子に当接して電気接続される電極パッドを有した裏面とを備え、温調ユニット給電端子は、裏面とパッケージの底面との間に配置されるようにしてもよい。また、温調ユニット給電端子と電気配線部とは、半田材を用いて接合されていてもよい。また、半導体レーザは、部品実装領域に複数配置されることができる。
【００１０】
また、半導体レーザを駆動する半導体集積回路基板と、半導体集積回路基板と電気配線部との電気接続を中継する中継基板とを有し、中継基板は、部品実装領域から電気配線部側に突出した状態で部品実装領域に実装され、中継基板と電気配線部とはワイヤを用いて電気接続されていてもよい。また、半導体レーザを駆動する半導体集積回路基板が、部品実装領域から電気配線部側に突出した状態で部品実装領域に実装され、半導体集積回路基板と電気配線部とはワイヤを用いて電気接続されていてもよい。また、上記の発光モジュールを搭載した光トランシーバとすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、温調ユニット給電端子が電気配線部と重なり合った状態でこの電気配線部に接触し、電気的に接続されている。この結果、温調ユニット給電端子と電気配線部とを接続するワイヤが不要になり、パッケージの内部にはワイヤ配置用のスペースを設けなくて済むため、広い部品実装領域を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による発光モジュールの外観斜視図である。
【図２】本発明による発光モジュールの部分断面図である。
【図３】本発明による発光モジュールの部分断面図である。
【図４】本発明による発光モジュールの部分断面図であり、温調ユニットを説明する図である。
【図５】本発明による発光モジュールの平面図であり、温調ユニットを説明する図である。
【図６】本発明によるパッケージの部分断面図であり、温調ユニットを説明する図である。
【図７】本発明によるパッケージの外観斜視図である。
【図８】本発明によるパッケージの部分断面図である。
【図９】本発明による電気配線部の外観斜視図である。
【図１０】本発明によるパッケージや電気配線部と温調ユニットとの接合を説明する図である。
【図１１】本発明によるパッケージや電気配線部と温調ユニットとの接合を説明する図である。
【図１２】本発明の他の実施形態による発光モジュールの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図により本発明の実施の形態を説明する。図１，２に示す発光モジュール（ＴＯＳＡ：Transmitter Optical Sub-Assembly）は、１つのパッケージ内に１つ若しくは複数の半導体レーザを搭載した、波長多重の発光モジュールであり、例えば、光トランシーバの信号源として用いられる。
【００１４】
図１において、１０は発光モジュール、１１はパッケージ、１２はスリーブ、１３は蓋部材、１４は電気配線部を示し、さらに、図２において、２１は温調ユニット、３０は第１キャリア、３１はＬＤ用キャリア、３２は半導体レーザ（ＬＤ）、３３は半導体集積回路基板（ＬＤＤ：Laser Diode Driver）、３４は中継基板、３５は第２キャリア、３６は第１レンズ部品、３７は反射器、３８はフォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode、以下、モニタ用ＰＤという）、３９は光合波器、４０は第２レンズ部品を示す。
【００１５】
発光モジュール１０は、中心波長が異なる半導体レーザ３２を複数（例えば４個）搭載し、光合波器３９を用いて１本の光ファイバに光結合させるもので、波長の異なる複数の信号光をまとめて伝搬できるため、１本の光ファイバあたりの情報伝達量の増大を実現することができる。
図１に示すように、この発光モジュール１０は、金属製とセラミック製の部品を組み合わせたパッケージ１１に、スリーブ１２を連結した形状で形成されている。
【００１６】
パッケージ１１は、例えば、矩形の箱型状に形成され、その一端面にスリーブ１２を備えている。なお、この一端面は約５ｍｍから８ｍｍ四方程度の大きさで構成される。
スリーブ１２は、光ファイバを結合保持するためのものであり、その内壁部分が光ファイバの挿入をガイド可能に構成されている。
一方、電気配線部１４は、パッケージ１１のうちスリーブ１２とは反対側の面に設置され、パッケージ１１の内部から外部に亘って延びており、例えば、第１セラミック層１５、第２セラミック層１６、第３セラミック層１７によるセラミック製のシートを積層した焼結品で形成されている。
【００１７】
電気配線部１４のうち第１セラミック層１５は、パッケージ１１の外部に露出する主面１８や主面１８の反対側に位置する裏面２０を有し、主面１８には外部端子１８ｂが、裏面２０には外部端子２０ｂ（図８参照）がそれぞれ設けられている。なお、外部端子１８ｂ，２０ｂと光トランシーバの配線基板とはフレキシブル基板（ＦＰＣ）等を用いて半田付けにより電気接続される。
【００１８】
パッケージ１１の内部には、図２，３に示すように、温調ユニット２１、平板状の第１キャリア３０や第２キャリア３５、さらに、半導体レーザ３２や平板状の半導体集積回路基板３３などが収納される。なお、このパッケージ１１の内部において、半導体集積回路基板３３と電気配線部１４とは中継基板３４を介してワイヤボンディングによって電気接続される。中継基板３４は高速変調信号を伝達する基板であり、マイクロストリップライン設計などの伝送線路が形成されており、高速変調信号の伝送ロスや反射ロスを少なくなるように設計される。
【００１９】
中継基板３４を用いることで、半導体集積回路基板３３と中継基板３４、及び中継基板３４と電気配線部１４の各ワイヤ（図３に示した高速変調信号用のワイヤ５０）の長さを短くすることができる。ワイヤ長が短くなることで、高速変調信号の伝送ロスや反射ロスを少なくすることができる。さらに、半導体集積回路基板３３と中継基板３４、中継基板３４と電気配線部１４の部品間距離が小さくなるように設計することで、ワイヤ長をさらに短くすることができる。
そして、窒素雰囲気環境において、パッケージ１１の上方が金属製の蓋部材１３で溶接などにより閉塞されると、温調ユニット２１や半導体レーザ３２などが窒素雰囲気にて気密封止される。
【００２０】
温調ユニット２１は、例えば、電子冷却装置（ＴＥＣ）であり、波長多重通信に用いる発光モジュール１０では、半導体レーザ３２の発振波長を正確に制御するために、半導体レーザ３２や半導体集積回路基板３３などの温度を調整する。
この温調ユニット２１は、パッケージ１１の長手方向に沿って形成され、パッケージ底面１１ａに載置される。
【００２１】
第１キャリア３０や第２キャリア３５は、例えば、温調ユニット２１の上面基板２２の上に並べて載置される。第１キャリア３０の上には、複数個のＬＤ用キャリア３１、半導体集積回路基板３３や中継基板３４が配置される。各ＬＤ用キャリア３１は、パッケージ１１の長手方向に交差したパッケージ１１の幅方向に沿って１列状で並設され、ＬＤ用キャリア３１の上には、半導体レーザ３２が実装されている。なお、１つのＬＤ用キャリア上に複数の半導体レーザを実装してもよい。
【００２２】
なお、第１キャリア３０、第２キャリア３５やＬＤ用キャリア３１には、半導体レーザ３２や半導体集積回路基板３３からの熱を拡散できる放熱性などを考慮した熱伝導性の良い材料が用いられる。熱伝導性の良い材料としては、窒化アルミニウムやシリコン、銅タングステンなどが用いられる。また、波長多重通信に用いる発光モジュール１０の場合には、第１キャリア３０の上、若しくはＬＤ用キャリア３１の上に温度センサを実装し、又は半導体集積回路基板３３の内部に温度センサを実装し、半導体レーザ３２や半導体集積回路基板３３の温度を測定し、所望の一定温度になるよう温調ユニット２１に供給する電流を制御する。
【００２３】
半導体集積回路基板３３は、例えば、半導体製造プロセスを経て製造され、半導体レーザ３２を駆動するレーザ駆動回路が一体にて作り込まれている。なお、モニタ用ＰＤ３８のモニタ結果を半導体レーザ３２の駆動電流にフィードバックさせるためのＡＰＣ回路は、発光モジュール１０の外部に設けられていてもよいが、上記レーザ駆動回路と同様に、半導体集積回路基板３３に一体にて作り込むことも可能である。
【００２４】
半導体集積回路基板３３と半導体レーザ３２とは、ワイヤ或いは半導体集積回路基板３３の内部などで電気接続される。
半導体レーザ３２は、例えば、半田材等を用いてＬＤ用キャリア３１に実装され、第２キャリア３５に近接して配置されている。半導体レーザ３２には、例えば、端面発光（エッジエミット）型を用いることができ、半導体レーザ３２は略直方体形状のチップで構成され、第１レンズ部品３６に向けて光を出射する。
【００２５】
一方、第２キャリア３５の上には、半導体レーザ３２と対をなす第１レンズ部品３６がパッケージ１１の幅方向に沿って１列状で並設され、第１レンズ部品３６は各半導体レーザ３２から出射された波長の異なる信号光をそれぞれ集光する。
また、第２キャリア３５の上には、各第１レンズ部品３６からの信号光を光導波路３９ａで導波して合波する光合波器３９、この光合波器３９で合波された信号光を光ファイバに光結合する１個の第２レンズ部品４０が実装されている。
【００２６】
この第２キャリア３５上において、第１レンズ部品３６と光合波器３９との間には、例えば、反射器３７が配置され、この反射器３７の上には、半導体レーザ３２と対をなすモニタ用ＰＤ３８が実装されている。反射器３７には、所望の反射率（１％〜１０％程度）を有する反射膜が施されており、半導体レーザ３２から光合波器３９に向かう前方光の一部をモニタ用ＰＤ３８方向に反射させる機能を有する。モニタ用ＰＤ３８は、パッケージ１１の幅方向に沿って１列状で並設され、半導体レーザ３２から光合波器３９に向かう前方光のうち反射器３７で反射された一部（１％〜１０％程度）を受光し、光パワーを電流に変換する。モニタ用ＰＤ３８から出力される電流量により、半導体レーザ３２からの光パワーをモニタすることができる。
【００２７】
モニタ用ＰＤ３８によるモニタ結果は、発光モジュール１０の外部に設置したＡＰＣ回路、或いは、半導体集積回路基板３３に作り込まれたＡＰＣ回路に出力される。
これにより、ＡＰＣ回路では、発光モジュール１０の外部温度などによって変化する半導体レーザ３２の光出力を調整し、半導体集積回路基板３３のレーザ駆動回路に出力する。レーザ駆動回路は、半導体レーザ３２の駆動電流（バイアス電流及び変調電流）を半導体レーザ３２に帰還・供給する。
なお、パッケージ１１内には、光信号の反射戻り光を阻止するアイソレータ等が実装されていてもよい。
【００２８】
ここで、上述した半導体レーザ３２、半導体集積回路基板３３や、モニタ用ＰＤ３８などは、第１キャリア３０及び第２キャリア３５を介して、温調ユニット２１の上面基板２２上の部品実装領域２５に配置されている。
次の図４〜図６は、図２，３から第１キャリア３０及び第２キャリア３５や各種搭載部品の記載を省略し、図５，６は蓋部材１３の記載も省略したものである。
【００２９】
温調ユニット２１は、パッケージ底面１１ａに沿って延びた上面基板２２と下面基板２３を有し、上面基板２２と下面基板２３の間には、ペルチェ素子２４などが配置されている。
上面基板２２の表面部分が部品実装領域２５に相当し、温調ユニット２１をパッケージ底面１１ａに配置した状態では、部品実装領域２５は、パッケージ１１の長手方向に沿って電気配線部１４の近傍まで延び、例えば、第１セラミック層１５の主面１８と裏面２０との間の高さに位置している。
【００３０】
一方、下面基板２３は、上面基板２２よりもパッケージ１１の長手方向に沿って長く形成され、温調ユニット２１をパッケージ底面１１ａに配置した状態では、電気配線部１４に近接して第１セラミック層１５の下側、つまり、裏面２０に対向する位置にまで達している。
下面基板２３のうち裏面２０に対向する部分には、一対の温調ユニット給電端子２６がパッケージ１１の幅方向に沿って並設されている。温調ユニット給電端子２６は略直方体形状若しくは円筒形状で形成され、平面視で四角形状若しくは円形状の上面２６ａの一部分が電気配線部１４に半田などの電気的接合材を介して当接して電気接続可能に構成されている。
【００３１】
なお、部品実装領域２５上に配置される半導体レーザ等の搭載部品を冷やす場合、上面基板２２は吸熱板として機能するが、搭載部品を温める場合には、上面基板２２は加熱板として機能するようにしてもよい。
【００３２】
図７〜図９は、パッケージ１１やパッケージ１１の一部を構成する電気配線部１４を示したものである。
電気配線部１４は、パッケージ１１の幅に略等しく形成された第１セラミック層１５、第２セラミック層１６、第３セラミック層１７を有し、第１セラミック層１５は、温調ユニット給電端子２６上に被さる板状に形成される。なお、セラミック部分は３層以上で構成されていてもよい。
【００３３】
第１セラミック層１５の主面１８及び裏面２０は、パッケージ１１の外部の他、パッケージ１１の内部にも露出している。
また、このパッケージ１１の内部側に位置した主面１８には、例えば、上記レーザ駆動回路などに電気接続される端子パッド（図示省略）を設けることができる。
【００３４】
一方、図８に示すように、パッケージ１１の内部側に位置した裏面２０には、一対の電極パッド２０ａがパッケージ１１の幅方向に沿って並設され、これら電極パッド２０ａの間には、短絡を発生させないための隙間２０ｃが設けられている。電極パッド２０ａは、温調ユニット２１への電源供給の電極となるもので、平面視で四角形状若しくは円形状に形成され、温調ユニット給電端子２６に突き合せられる。
【００３５】
電極パッド２０ａと図７や図９等に示した主面１８の外部端子１８ｂ若しくは裏面２０の外部端子２０ｂとは、例えば、第１セラミック層１５に形成されたビア（図示省略）を介して電気接続されている。
また、電極パッド２０ａは、図４〜図６等で説明した温調ユニット給電端子２６の上面２６ａに面接触、例えば、上面２６ａの面積の半分程度まで重なっており、後述する半田材などを介して温調ユニット給電端子２６に電気的に直接接続される。これにより、パッケージ１１の外部からの電力は、電気配線部１４、温調ユニット給電端子２６を経由して温調ユニット２１に供給できる。
【００３６】
パッケージ１１の内部では、図４〜図６で説明した温調ユニット給電端子２６と電気配線部１４とがパッケージ１１の高さ方向で重なるため、図３に示した第１キャリア３０は、部品実装領域２５の端縁から電気配線部１４側に突出した状態で、部品実装領域２５に実装される。中継基板３４は、温調ユニット給電端子２６の上方にて、部品実装領域２５の端縁、より詳しくは、第１キャリア３０の端縁から電気配線部１４側に突出した状態で部品実装領域２５に実装可能になる。
【００３７】
よって、半導体レーザ３２と半導体集積回路基板３３、半導体集積回路基板３３と中継基板３４、中継基板３４と電気配線部１４とを、それぞれパッケージ１１の長手方向で見て近接した状態で配置することができる。これら距離を短くした部品同士は、高速変調信号用ワイヤ５０を用いて電気接続される。当該ワイヤの寸法は短くて済むので、良好な高速変調信号を得ることができる。
【００３８】
図９に示すように、第２セラミック層１６は、第１セラミック層１５上に配置され、パッケージ１１の内部に露出する主面１９を有している。
主面１９は、第１セラミック層１５の主面１８をパッケージ１１の内部に露出させるように、上記外部端子１８ｂ側に向けて窪んで形成されている。この主面１９にも、例えば、上記レーザ駆動回路などに電気接続される端子パッド（図示省略）を設置できる。
第３セラミック層１７は、第２セラミック層１６上に配置され、そのパッケージ１１の内部側は、第２セラミック層１６の主面１９をパッケージ１１の内部に露出させるように、上記外部端子１８ｂ側に向けて大きく窪んで形成されている。
【００３９】
次に、パッケージ１１や電気配線部１４と温調ユニット２１との接合について説明する。図１０に示すように、温調ユニット給電端子２６は、電気配線部１４に被せられて第１セラミック層１５と重なり合った状態で、電極パッド２０ａに当接しており、温調ユニット給電端子２６と電極パッド２０ａとは、半田材などを用いて直接接続される。
【００４０】
この半田材には、温調ユニットのペルチェ素子を接合する半田材よりも融点の低い合金として、例えば、金錫半田、錫銀銅半田、錫ビスマス半田、錫アンチモン半田などを用いるのがよい。
そして、温調ユニット給電端子２６と電極パッド２０ａとの間に半田材を供給し、加熱処理により半田材を融解させ、温調ユニット給電端子２６と電極パッド２０ａを電気的に接続させる。
【００４１】
この加熱処理までの工程について、具体的には、温調ユニット２１用のペレット状の半田材をパッケージ１１に配置し、温調ユニット２１をパッケージ１１のペレット状の半田材の上に配置する。次に、温調ユニット給電端子用のペレット状の半田材を準備し、温調ユニット給電端子２６の上面２６ａに供給する。続いて、このパッケージ１１を加熱炉に投入して加熱すると、温調ユニット２１とパッケージ１１、及び温調ユニット給電端子２６と電極パッド２０ａとの間には、半田材が液化してフィレットが形成されるため、温調ユニット給電端子２６と電極パッド２０ａとが良好に電気接続される。
【００４２】
上記加熱処理の条件について述べると、パッケージ１１における半導体レーザ３２などの気密封止は、この半導体レーザ３２などが水分で劣化するのを抑制すべく、パッケージ１１の内部を窒素置換した雰囲気で行われる。
この低酸素濃度下にて作業を行うため、電気接続に用いる半田材には、フラックスなどの有機物をなるべく含まない部材が望ましい。また、温調ユニット給電端子２６及び電極パッド２０ａや半田材自体が酸化しない雰囲気であれば、半田付けによる濡れ性が向上し、接続不良を削減できる。
【００４３】
さらに、例えば、水素を含む窒素雰囲気やギ酸を含む雰囲気を用いて酸化を除去できる還元雰囲気を用いることにより、半田付けによる濡れ性をより向上させることができる。また、特に、ギ酸を用いた還元雰囲気であれば、水素を用いた場合に比べて還元開始温度が低いので、上述した錫銀銅半田のような融点の低い鉛フリーの半田を用いても、フラックスを使用しない接合が可能になる。
【００４４】
ここで、ペレット状の半田材を用いることで、バッチ処理にて、パッケージ１１内の複数箇所の配線を一括で処理することができ、発光モジュールの製造性が向上する。
バッチ処理の工程については、温調ユニット２１をパッケージ１１に配置し、次に、ペレット状の半田材を準備するが、温調ユニット給電端子２６と電極パッド２０ａとの間のみならず、下面基板２３とパッケージ底面１１ａとの間にも同じ半田材を供給する。その後、このパッケージ１１を加熱炉に投入して加熱すると、温調ユニット２１と電気配線部１４との電気接続、及び、温調ユニット２１のパッケージ１１への実装とを同時に処理できる。
【００４５】
この場合、下面基板２３とパッケージ底面１１ａとの間に供給される半田材は、下面基板２３の面積よりも小さな範囲に供給してもよい。詳しくは、図１１に示すように、まず、半田材を下面基板２３のうち電気配線部１４とは反対側に供給する。次いで、半田材を温調ユニット給電端子２６の上面２６ａにも供給する。これにより、温調ユニット２１は、温調ユニット給電端子２６と電極パッド２０ａとの接点を支点として浮き上がり、パッケージ底面１１ａに対して傾斜する。
【００４６】
パッケージ１１を加熱炉に投入して加熱すると、例えば、下面基板２３とパッケージ底面１１ａとの間に供給された半田材が電気配線部１４側に向けて進み、下面基板２３とパッケージ底面１１ａとの狭い間隙へ引きずり込まれるのを契機に、上面２６ａに供給された半田材が上面２６ａと裏面２０との間に入り込むので、温調ユニット２１が電気配線部１４の下側に潜り込むように移動する。これにより、温調ユニット２１は、パッケージ底面１１ａに対する傾斜が解消され、パッケージ底面１１ａに対して水平になる。
【００４７】
この結果、温調ユニット給電端子２６の上面２６ａと電極パッド２０ａとの係合領域が広くなり、良好な電気接続が得られる。
この良好な電気接続についても詳述する。従来のような温調ユニットと電気配線部とをワイヤボンディングで接続した場合に、仮に、ワイヤの許容電流量を超えた電流量が温調ユニットに供給されると、ワイヤが溶断する。これを避けるため、１つの電極に対して複数本のワイヤを用いることが考えられる。
【００４８】
しかし、複数本のワイヤを用いても、そのワイヤのうち１本でも接続不良が存在すると、他のワイヤには大きな電流量が流れ、この電流量がワイヤ１本あたりの許容電流量を超えていたら、総てのワイヤが溶断することから、許容電流量は見かけ上大きくなるにすぎない。
これに対し、本発明では、温調ユニット給電端子の略四角形状の上面と略四角形状の電極パッドとが突き合わされ、広い係合領域が半田材で電気接続されているので、この係合領域の面積を十分大きく設計できるため、電流のボトルネックにはならず、温調ユニット給電端子と電極パッドとの断線のない発光モジュールを提供できる。
【００４９】
また、温調ユニット給電端子と電気配線部とを接続するワイヤが不要になれば、パッケージの内部にはワイヤ配置用のスペースを設けなくて済むため、広い部品実装領域を確保できる。
さらに、広い部品実装領域を確保するために、上記特許文献１の端子基板のような、パッケージの長手方向に沿ってそれぞれ延びた細長い腕部分と、上記特許文献２の絶縁部のような、パッケージの長手方向の端部に集約した基部分とを組み合わせたコの字形状も考えられるが、この形状では、セラミックシートに無駄が多くなり、安価な電気配線部が得られない。
【００５０】
これに対し、本発明の電気配線部の形状は、パッケージの長手方向に沿って延びた両腕の長いコの字形状を回避できるので、安価な電気配線部を得ることできる。
また、温調ユニット給電端子が、電気配線部の裏面とパッケージの底面との間に形成されやすいデッドスペースを埋めており、パッケージの小型化を達成できる。
【００５１】
本願構造を用いた発光モジュールは、図４等にも示したように、部品実装領域２５を広くでき、若しくは、パッケージ１１の幅を狭く設定することが可能になる。また、電気配線部１４をパッケージ１１の後方のみに配置することが可能になる。これにより、光トランシーバ内に搭載された配線基板との電気的接続を容易に設計することができる。また、パッケージ幅の狭い設計が可能になれば、１０Ｇｂｉｔ／ｓの信号を４チャンネル束ねた光トランシーバ、若しくは、２５Ｇｂｉｔ／ｓの信号を４チャンネル束ねた光トランシーバであるＣＦＰの小型化仕様であるＣＦＰ２やＣＦＰ４など、光コネクタがＬＣコネクタで設計される光トランシーバへの搭載を容易にすることが可能となる。
【００５２】
なお、上記実施例では、温調ユニット給電端子と電極パッドとの電気接続に、半田材を例に挙げて説明したが、これら温調ユニット給電端子と電極パッドとを、導電性の樹脂材料を用いて電気接続してもよい。例えば、導電性接着剤を温調ユニット給電端子及び電極パッドに塗布し、この接着剤を硬化させれば電気接続できる。ディスペンサ装置などを用いて接着剤の定量塗布を実施できるようにするのがよい。
【００５３】
また、上記実施例では、温調ユニットと電気配線部との電気接続、及び、温調ユニットのパッケージへの実装とを同時に処理する例で説明した。しかし、本発明は必ずしも同時に処理する例に限定されるものではなく、例えば、温調ユニットをパッケージの底面に取り付けた後、電気配線部を温調ユニット給電端子に被せて電気接続するなど、温調ユニットと電気配線部との電気接続と、温調ユニットのパッケージへの実装とを別個に処理してもよい。
【００５４】
また、図１２に示すように、上記の中継基板を省略した構造も可能である。この場合、半導体集積回路基板３３が、温調ユニット給電端子２６の上方にて、第１キャリア３０の端縁から電気配線部１４側に突出した状態で部品実装領域２５に実装される。したがって、中継基板を省略した構造の場合には、半導体レーザ３２と半導体集積回路基板３３、半導体集積回路基板３３と電気配線部１４とが、それぞれパッケージ１１の長手方向で見て近接した状態で配置され、高速変調信号用ワイヤ５０を用いて電気接続される。
【符号の説明】
【００５５】
１０…発光モジュール、１１…パッケージ、１１ａ…パッケージ底面、１２…スリーブ、１３…蓋部材、１４…電気配線部、１５…第１セラミック層、１６…第２セラミック層、１７…第３セラミック層、１８，１９…主面、１８ｂ…外部端子、２０…裏面、２０ａ…電極パッド、２０ｂ…外部端子、２０ｃ…隙間、２１…温調ユニット、２２…上面基板，２３…下面基板、２４…ペルチェ素子、２５…部品実装領域、２６…温調ユニット給電端子、２６ａ…上面、３０…第１のキャリア、３１…ＬＤ用キャリア、３２…半導体レーザ、３３…半導体集積回路基板、３４…中継基板、３５…第２キャリア、３６…第１レンズ部品、３７…反射器、３８…モニタ用ＰＤ、３９…光合波器、３９ａ…光導波路、４０…第２レンズ部品、５０…高速変調信号用ワイヤ。
【図１】
2013153136.tif 000003
【図２】
2013153136.tif 000004
【図３】
2013153136.tif 000005
【図４】
2013153136.tif 000006
【図５】
2013153136.tif 000007
【図６】
2013153136.tif 000008
【図７】
2013153136.tif 000009
【図８】
2013153136.tif 000010
【図９】
2013153136.tif 000011
【図１０】
2013153136.tif 000012
【図１１】
2013153136.tif 000013
【図１２】
2013153136.tif 000014