(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステムと、
光信号を電気信号に変換する半導体受光素子と、
前記電気信号を増幅するトランスインピーダンスアンプと、
前記トランスインピーダンスアンプの差動出力信号を前記ステムの外部に取り出すための一対の出力リードピンと、
前記トランスインピーダンスアンプの出力端子と前記出力リードピンとの間に設けられた誘電体基板と、
前記誘電体基板の第１の面に設けられた第１の電極と、
を備え、
前記トランスインピーダンスアンプの出力端子と前記第１の電極がワイヤによって電気的に接続され、
前記出力リードピンと前記第１の電極がワイヤによって電気的に接続され、
前記トランスインピーダンスアンプの出力信号は、前記誘電体基板を経由して前記出力リードピンに出力され、
前記誘電体基板の前記第１の面とは反対側の第２の面に設けられた第２の電極を備え、
前記第１の電極は、複数の電極領域に分割されており、
複数の前記電極領域の一つが、貫通ヴィアまたは側面電極によって前記第２の電極と導通しており、
前記第２の電極と導通した前記電極領域と前記トランスインピーダンスアンプのグラウンド端子が、ワイヤによって電気的に接続されている
ことを特徴とする光受信モジュール。
【請求項２】
ステムと、
光信号を電気信号に変換する半導体受光素子と、
前記電気信号を増幅するトランスインピーダンスアンプと、
前記トランスインピーダンスアンプの差動出力信号を前記ステムの外部に取り出すための一対の出力リードピンと、
前記トランスインピーダンスアンプの出力端子と前記出力リードピンとの間に設けられた誘電体基板と、
前記誘電体基板の第１の面に設けられた第１の電極と、
を備え、
前記トランスインピーダンスアンプの出力端子と前記第１の電極がワイヤによって電気的に接続され、
前記出力リードピンと前記第１の電極がワイヤによって電気的に接続され、
前記トランスインピーダンスアンプの出力信号は、前記誘電体基板を経由して前記出力リードピンに出力され、
前記誘電体基板の前記第１の面とは反対側の第２の面に設けられた第２の電極を備え、
前記第１の電極は、複数の電極領域に分割されており、
複数の前記電極領域の一つが、貫通ヴィアまたは側面電極によって前記第２の電極と導通しており、
複数の前記電極領域のうち、前記第２の電極と導通した前記電極領域とこれ以外の前記電極領域が、前記誘電体基板に設けられた容量性素子によって電気的に接続されている
ことを特徴とする光受信モジュール。
【請求項３】
ステムと、
光信号を電気信号に変換する半導体受光素子と、
前記電気信号を増幅するトランスインピーダンスアンプと、
前記トランスインピーダンスアンプの差動出力信号を前記ステムの外部に取り出すための一対の出力リードピンと、
前記トランスインピーダンスアンプの出力端子と前記出力リードピンとの間に設けられた誘電体基板と、
前記誘電体基板の第１の面に設けられた第１の電極と、
を備え、
前記トランスインピーダンスアンプの出力端子と前記第１の電極がワイヤによって電気的に接続され、
前記出力リードピンと前記第１の電極がワイヤによって電気的に接続され、
前記トランスインピーダンスアンプの出力信号は、前記誘電体基板を経由して前記出力リードピンに出力され、
前記第１の電極は、複数の電極領域に分割されており、
前記誘電体基板の前記第１の面に設けられて前記電極領域間を電気的に接続する誘導性素子を備え、
前記トランスインピーダンスアンプの出力端子から前記出力リードピンまでの信号経路が、前記誘導性素子を通過するように、前記トランスインピーダンスアンプの出力端子と前記電極領域がワイヤによって電気的に接続され、前記出力リードピンと前記電極領域がワイヤによって電気的に接続されている
ことを特徴とする光受信モジュール。
【請求項４】
前記第１の電極のインピーダンスは、５０オームである
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光受信モジュール。
【請求項５】
前記半導体受光素子は、フォトダイオードである
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光受信モジュール。
【請求項６】
前記半導体受光素子は、アバランシェフォトダイオードである
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光受信モジュール。
【請求項７】
前記半導体受光素子は、フリップチップ実装された裏面入射型のフォトダイオードである
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光受信モジュール。
【請求項８】
前記半導体受光素子は、フリップチップ実装された裏面入射型のアバランシェフォトダイオードである
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項記載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、光受信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＡＮパッケージの光受信モジュールにおいて、半導体受光素子により受信された光信号は、電気信号に変換されてトランスインピーダンスアンプ（以下、ＴＩＡと記載する。）によって増幅され、リードピンを介してモジュールの外部に出力される。【０００３】
従来のＣＡＮパッケージの光受信モジュールでは、一般に、ワイヤをボンディングすることによって、モジュール内の部品同士の間および部品とリードピンとの間の電気配線が行われていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１３８６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のＣＡＮパッケージの光受信モジュールは、信号の周波数が上がるほど、ワイヤのインダクタンス成分が高インピーダンスになり、帯域が劣化するという課題があった。
特に、特許文献１に記載される光受信モジュールでは、リードピンとＴＩＡ出力端子との距離が離れているため、ＴＩＡ出力端子とリードピンとを接続するワイヤが長くなり、帯域の劣化が顕著になる。【０００６】
本発明は上記課題を解決するものであって、帯域を改善させた光受信モジュールを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る光受信モジュールは、ステムと、光信号を電気信号に変換する半導体受光素子と、電気信号を増幅するＴＩＡと、ＴＩＡの差動出力信号をステムの外部に取り出すための一対の出力リードピンと、ＴＩＡの出力端子と出力リードピンとの間に設けられた誘電体基板と、誘電体基板の第１の面に設けられた第１の電極を備え、ＴＩＡの出力端子と第１の電極がワイヤによって電気的に接続され、出力リードピンと第１の電極がワイヤによって電気的に接続され、ＴＩＡの出力信号は、誘電体基板を経由して出力リードピンに出力され、誘電体基板の第１の面とは反対側の第２の面に設けられた第２の電極を備え、第１の電極は、複数の電極領域に分割されており、複数の電極領域の一つが、貫通ヴィアまたは側面電極によって第２の電極と導通しており、第２の電極と導通した電極領域とトランスインピーダンスアンプのグラウンド端子が、ワイヤによって電気的に接続されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＴＩＡの出力端子と誘電体基板の第１の電極がワイヤによって電気的に接続され、出力リードピンと第１の電極がワイヤによって電気的に接続され、ＴＩＡの出力信号は、誘電体基板を経由して出力リードピンに出力される。これにより、ワイヤのインダクタンスが減少し、通過帯域が拡大するので、帯域が改善する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１Ａは、実施の形態１に係る光受信モジュールの構成を示す上面図である。図１Ｂは、図１Ａの光受信モジュールの構成を示す部分断面図である。
【図２】図２Ａは、従来の光受信モジュールの構成を示す上面図である。図２Ｂは、図２Ａの光受信モジュールの構成を示す部分断面図である。
【図３】図３Ａは、実施の形態１に係る光受信モジュールの等価回路を示す図である。図３Ｂは、従来の光受信モジュールの等価回路を示す図である。
【図４】通過特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図５】図５Ａは、実施の形態２に係る光受信モジュールの構成を示す上面図である。図５Ｂは、実施の形態２における誘電体基板を示す斜視図である。
【図６】図６Ａは、実施の形態３に係る光受信モジュールの構成を示す上面図である。図６Ｂは、実施の形態３における誘電体基板を示す斜視図である。図６Ｃは、実施の形態３における誘電体基板の別の例を示す斜視図である。
【図７】図７Ａは、実施の形態４に係る光受信モジュールの構成を示す上面図である。図７Ｂは、実施の形態４における誘電体基板を示す斜視図である。図７Ｃは、実施の形態４における誘電体基板の別の例を示す斜視図である。
【図８】実施の形態４に係る光受信モジュールの等価回路を示す図である。
【図９】通過特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】図１０Ａは、実施の形態５に係る光受信モジュールの構成を示す上面図である。図１０Ｂは、実施の形態５における誘電体基板を示す斜視図である。
【図１１】実施の形態５に係る光受信モジュールの等価回路を示す図である。
【図１２】通過特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図１３】図１３Ａは、実施の形態６に係る光受信モジュールの構成を示す上面図である。図１３Ｂは、実施の形態６における誘電体基板を示す斜視図である。図１３Ｃは、実施の形態６における誘電体基板の別の例を示す斜視図である。
【図１４】実施の形態６に係る光受信モジュールの等価回路を示す図である。
【図１５】通過特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図１６】図１６Ａは、実施の形態７に係る光受信モジュールの構成を示す上面図である。図１６Ｂは、実施の形態７における誘電体基板を示す斜視図である。
【図１７】実施の形態７に係る光受信モジュールの等価回路を示す図である。
【図１８】通過特性のシミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１Ａは、実施の形態１に係る光受信モジュールの構成を示す上面図であって、ＣＡＮパッケージのキャップを取り外したステム１上の構成を概略的に示している。図１Ｂは、図１Ａの光受信モジュールの構成を示す部分断面図であり、出力リードピン４周辺の部分的な断面を示している。図１Ａに示す光受信モジュールは、ＣＡＮパッケージのモジュールであり、ステム１上にサブマウント１ａが実装され、サブマウント１ａ上に半導体受光素子２が実装されている。半導体受光素子２は、受光した光信号を電気信号に変換する。
【００１１】
トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）３は、半導体受光素子２から出力された電気信号を増幅する。例えば、ＴＩＡ３は、一対の出力端子３ａおよび入力端子３ｂを備えており、入力端子３ｂを経由して半導体受光素子２から入力された電気信号を差動増幅して出力端子３ａから出力する。一対の出力リードピン４は、ＴＩＡ３からの差動出力信号をステム１の外部に取り出すためのリードピンである。
【００１２】
一対の出力リードピン４は、図１Ｂに示すように、ステム１を貫通してステム１の上下に突出しており、ステム１と出力リードピン４との間隙には封止材６が充填されている。出力リードピン４は、封止材６によってステム１と絶縁された状態でステム１に固定される。
【００１３】
誘電体基板５は、ＴＩＡ３の出力端子３ａと出力リードピン４の間に設けられる。誘電体基板５には、誘電体材料として、例えば、ガラス、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）が用いられる。誘電体基板５の表面（第１の面）には、図１Ａに示すように、表面電極（第１の電極）５ａが設けられている。また、誘電体基板５の表面とは反対側の面（裏面、第２の面）の全体には、裏面電極（第２の電極）が設けられている。
【００１４】
出力リードピン４と表面電極５ａとは、ワイヤ７によって電気的に接続され、ＴＩＡ３の出力端子３ａと表面電極５ａとは、ワイヤ８によって電気的に接続されている。半導体受光素子２とＴＩＡ３の入力端子３ｂとは、ワイヤ９によって電気的に接続されている。
【００１５】
なお、実際のステム１は、出力リードピン４以外にも外部端子を備えている。例えば、ステム１の外部から半導体受光素子２およびＴＩＡ３に電源を供給するためのリードピンがある。このリードピンは、図１Ａおよび図１Ｂにおいて記載を省略したが、出力リードピン４と同様に、ステム１を貫通してステム１の上下に突出しており、ステム１との間隙に封止材が充填された状態でステム１に固定される。また、ステム１の裏面（図１Ａに示す実装面とは反対側の面）には、グラウンドピンが設けられている。グラウンドピンは、ステム１を、ステム外部のグラウンドと電気的に接続するためのグラウンド端子である。
【００１６】
半導体受光素子２には、表面入射型または裏面入射型の半導体受光素子を用いることができる。例えば、半導体受光素子２が表面入射型の場合、入射面側にアノード電極が設けられ、入射面とは反対側の面である裏面側にカソード電極が設けられ、カソード電極は、はんだまたは導電性接着剤のような導電性材料でサブマウント１ａに設けられる。半導体受光素子２のアノード電極とＴＩＡ３の入力端子３ｂは、ワイヤ９によって電気的に接続され、半導体受光素子２のカソード電極は、サブマウント１ａの表面電極と電気的に接続され、この表面電極が電源回路とワイヤによって電気的に接続されている。
【００１７】
半導体受光素子２が裏面入射型である場合、アノード電極とカソード電極が入射面とは反対側の面（裏面）に設けられ、サブマウント１ａ上のアノード電極およびカソード電極に対応するパッドに電気的に接続されるようにフリップチップ実装される。アノード電極と接続したパッドは、ワイヤ９によってＴＩＡ３の入力端子３ｂと電気的に接続され、カソード電極と接続したパッドは、電源回路とワイヤによって電気的に接続される。
【００１８】
半導体受光素子２には、フォトダイオードを用いることができ、または、アバランシェフォトダイオードを用いることができる。例えば、半導体受光素子２は、フリップチップ実装された裏面入射型のフォトダイオードであってもよいし、フリップチップ実装された裏面入射型のアバランシェフォトダイオードであってもよい。
【００１９】
次に、実施の形態１に係る光受信モジュールの動作について説明する。
半導体受光素子２は、例えば、光ファイバを伝搬してレンズによって集光された光信号を受光し、光信号を電気信号に変換する。半導体受光素子２によって光信号から変換された電気信号は、ワイヤ９および入力端子３ｂを経由してＴＩＡ３に入力される。
【００２０】
ＴＩＡ３は、入力された電気信号を差動増幅し、差動出力信号として出力端子３ａから出力する。差動出力信号は、ワイヤ８を経由して誘電体基板５の表面電極５ａに出力され、表面電極５ａからワイヤ７を経由して出力リードピン４に出力され、出力リードピン４を経由してステム１の外部に取り出される。すなわち、ＴＩＡ３の出力信号は、誘電体基板５を経由して出力リードピン４に出力される。
【００２１】
次に、実施の形態１に係る光受信モジュールの比較対象となる従来の光受信モジュールについて説明する。図２Ａは、従来の光受信モジュールの構成を示す上面図であり、図１Ａと同様に、ＣＡＮパッケージのキャップを取り外したステム１００上の構成を概略的に示している。図２Ｂは、図２Ａの光受信モジュールの構成を示す部分断面図であり、出力リードピン１０３周辺の部分的な断面を示している。図２Ａに示す光受信モジュールは、ＣＡＮパッケージのモジュールであり、ステム１００上にサブマウント１００ａが実装され、サブマウント１００ａ上に半導体受光素子１０１が実装されている。
【００２２】
ＴＩＡ１０２は、一対の出力端子１０２ａと入力端子１０２ｂを備えており、入力端子１０２ｂを経由して半導体受光素子１０１から入力した電気信号を差動増幅して出力端子１０２ａから出力する。一対の出力リードピン１０３は、図２Ｂに示すように、ステム１００を貫通してステム１００の上下に突出しており、ステム１００と出力リードピン１０３との間隙には、封止材１０４が充填されている。出力リードピン１０３は、封止材１０４によってステム１００と絶縁された状態でステム１００に固定される。
【００２３】
ＴＩＡ１０２の出力端子１０２ａと出力リードピン１０３は、ワイヤ１０５によって電気的に接続され、半導体受光素子１０１とＴＩＡ１０２の入力端子１０２ｂは、ワイヤ１０６によって電気的に接続されている。ＴＩＡ１０２によって差動増幅された電気信号は、出力端子１０２ａからワイヤ１０５を経由して出力リードピン１０３に出力され、出力リードピン１０３を経由してステム１００の外部に取り出される。
【００２４】
図３Ａは、実施の形態１に係る光受信モジュールの等価回路を示す図であって、図１Ａおよび図１Ｂに示した光受信モジュールの等価回路を示している。図３Ｂは、従来の光受信モジュールの等価回路を示す図であり、図２Ａおよび図２Ｂに示した光受信モジュールの等価回路を示している。従来の光受信モジュールでは、出力リードピン１０３のリードピン出力１０３ａから出力信号が出力されるまでの間に誘電体基板を有していないため、図３Ｂに示すように、ワイヤ１０５のインダクタンスＬ１のみが生じた等価回路となる。
【００２５】
これに対し、実施の形態１に係る光受信モジュールでは、ＴＩＡ３の出力信号が、誘電体基板５を経由して出力リードピン４に出力され、リードピン出力４ａから出力される。このため、ＴＩＡ３の出力端子３ａと出力リードピン４の間には、図３Ａに示すように、ワイヤ８のインダクタンスＬ１、誘電体基板５のインダクタンスＬｓｕｂおよびワイヤ７のインダクタンスＬ２が生じる。さらに、誘電体基板５は容量性を有しているため、誘電体基板５の容量Ｃｓｕｂが生じる。
【００２６】
図４は、通過特性のシミュレーション結果を示す図であり、実施の形態１に係る光受信モジュールのシミュレーション結果に符号Ａを付し、従来の光受信モジュールのシミュレーション結果に符号Ｂを付している。従来の光受信モジュールでは、ＴＩＡ１０２と出力リードピン１０３との間が離れており、ワイヤ１０５が長くなる。このため、信号の周波数が上がるほど、ワイヤ１０５のインダクタンス成分が高インピーダンスになって、シミュレーション結果Ｂに示すように帯域が劣化する。
【００２７】
一方、実施の形態１に係る光受信モジュールでは、ＴＩＡ３の出力信号が誘電体基板５を経由してから出力リードピン４に出力される。このため、インダクタンスＬ１、ＬｓｕｂおよびＬ２が生じるが、ＴＩＡ３の出力端子３ａと誘電体基板５との間のワイヤ８を短くすることができ、誘電体基板５と出力リードピン４との間のワイヤ７も短くすることができる。これにより、インダクタンスＬ１およびＬ２を減らすことができる。インダクタンスと容量によって、シミュレーション結果Ａでは、ピーキングが生じて周波数３０ＧＨｚ付近まで通過帯域が拡大している。
【００２８】
以上のように、実施の形態１に係る光受信モジュールにおいて、ＴＩＡ３の出力端子３ａと誘電体基板５の表面電極５ａがワイヤ８によって電気的に接続され、出力リードピン４と表面電極５ａがワイヤ７によって電気的に接続され、ＴＩＡ３の出力信号は、誘電体基板５を経由して出力リードピン４に出力される。ワイヤのインダクタンスの減少と誘電体基板５の容量成分の挿入によって帯域が改善する。
【００２９】
実施の形態２．
図５Ａは、実施の形態２に係る光受信モジュールの構成を示す上面図であって、ＣＡＮパッケージのキャップを取り外したステム１上の構成を概略的に示している。図５Ｂは、実施の形態２における誘電体基板５を示す斜視図である。実施の形態２に係る光受信モジュールは、図５Ａに示すように、実施の形態１に係る光受信モジュールと基本的な構成は同一であるが、誘電体基板５が表面電極５ｂを有する点で異なる。
【００３０】
表面電極５ｂは、実施の形態２における誘電体基板５の表面（第１の面）に設けられ、特性インピーダンスが５０オームとなるように電極幅が設定された第１の電極である。また、誘電体基板５の裏面（第２の面）には、裏面電極（第２の電極）５Ｂが設けられている。
【００３１】
以上のように、実施の形態２に係る光受信モジュールにおいて、誘電体基板５が、特性インピーダンスが５０オームの表面電極５ｂを有する。ＴＩＡ３の出力端子３ａまたは光受信モジュールの出力信号を受信する後段の回路では、一般に特性インピーダンスが５０オームになるように設計されている。このため、表面電極５ｂを経由した出力信号を受信する後段の回路とのインピーダンス不整合に起因した反射が低減される。
【００３２】
実施の形態３．
図６Ａは、実施の形態３に係る光受信モジュールの構成を示す上面図であって、ＣＡＮパッケージのキャップを取り外したステム１上の構成を概略的に示している。図６Ｂは、実施の形態３における誘電体基板５を示す斜視図である。また、図６Ｃは、実施の形態３における誘電体基板５の別の例を示す斜視図である。図６Ａに示すように、実施の形態３に係る光受信モジュールにおける誘電体基板５は、表面電極が複数の電極領域に分割されている。
【００３３】
実施の形態３におけるＴＩＡ３は、一対の出力端子３ａ、入力端子３ｂおよび二対のグラウンド端子３ｃを備えており、入力端子３ｂを経由して半導体受光素子２から入力された電気信号を差動増幅し、増幅された電気信号を出力端子３ａから出力する。図６Ｂおよび図６Ｃに示すように、誘電体基板５の表面（第１の面）には、電極領域５ａ−１と２つの電極領域５ａ−２が設けられ、裏面（第２の面）の全体には、裏面電極（第２の電極）５Ｂが設けられている。裏面電極５Ｂは、ステム１に誘電体基板５が実装された状態で接地される。
【００３４】
また、誘電体基板５の電極領域５ａ−２は、図６Ｂに示すように、側面電極５ｃにより裏面電極５Ｂと電気的に接続されている。側面電極５ｃは、例えば、誘電体基板５の側面をメタライズして形成され、誘電体基板５の厚さ分の長さを有する。なお、電極領域５ａ−２と裏面電極５Ｂは、図６Ｃに示すように貫通ヴィア５ｄによって導通されてもよい。貫通ヴィア５ｄは、誘電体基板５の表面から裏面までを貫通した孔部であり、その内周面がメタライズされている。貫通ヴィア５ｄによって電極領域５ａ−２と裏面電極５Ｂとが電気的に接続される。
【００３５】
出力リードピン４と誘電体基板５の電極領域５ａ−１は、ワイヤ７によって電気的に接続されている。ＴＩＡ３の出力端子３ａと誘電体基板５の電極領域５ａ−１は、ワイヤ８によって電気的に接続されている。半導体受光素子２とＴＩＡ３の入力端子３ｂは、ワイヤ９によって電気的に接続されている。ＴＩＡ３のグラウンド端子３ｃと誘電体基板５の電極領域５ａ−２は、ワイヤ１０によって電気的に接続されている。
【００３６】
半導体受光素子２によって光信号から変換された電気信号は、ワイヤ９および入力端子３ｂを経由してＴＩＡ３に入力される。ＴＩＡ３は、入力された電気信号を差動増幅し、差動出力信号として出力端子３ａから出力する。差動出力信号は、ワイヤ８を経由して、誘電体基板５の電極領域５ａ−１に出力され、電極領域５ａ−１からワイヤ７を経由して出力リードピン４に出力され、出力リードピン４を経由してステム１の外部に取り出される。すなわち、ＴＩＡ３の出力信号は、誘電体基板５を経由して出力リードピン４に出力される。
【００３７】
以上のように、実施の形態３に係る光受信モジュールにおいて、誘電体基板５が有する電極領域５ａ−２が、側面電極５ｃまたは貫通ヴィア５ｄによって裏面電極５Ｂと導通しており、電極領域５ａ−２は、ワイヤ１０によってＴＩＡ３のグラウンド端子３ｃと電気的に接続されている。裏面電極５Ｂは、ステム１に接地されている。実施の形態３に係る光受信モジュールでは、グラウンド端子３ｃからステム１までの経路が、誘電体基板５の厚みの分だけ、ワイヤよりもインダクタンスの小さい側面電極５ｃまたは貫通ヴィア５ｄに置き換わっている。このため、ワイヤのインダクタンスが低減され、かつ、ＴＩＡ３のグラウンドを強化することができる。
【００３８】
実施の形態４．
実施の形態４に係る光受信モジュールにおいて、誘電体基板５の表面電極は、出力信号が伝搬する電極領域と接地される電極領域とに複数に分割されており、出力信号が伝搬する電極領域と接地される電極領域との間が容量性素子によって電気的に接続される。
【００３９】
図７Ａは、実施の形態４に係る光受信モジュールの構成を示す上面図であって、ＣＡＮパッケージのキャップを取り外したステム１上の構成を概略的に示している。図７Ｂは、実施の形態４における誘電体基板５を示す斜視図である。また、図７Ｃは、実施の形態４における誘電体基板５の別の例を示す斜視図である。
【００４０】
実施の形態４におけるＴＩＡ３は、実施の形態３と同様に、一対の出力端子３ａ、入力端子３ｂおよび二対のグラウンド端子３ｃを備えており、入力端子３ｂを経由して半導体受光素子２から入力された電気信号を差動増幅し、増幅された電気信号を出力端子３ａから出力する。図７Ｂおよび図７Ｃに示すように、誘電体基板５の表面（第１の面）には、電極領域５ａ−１と２つの電極領域５ａ−２が設けられ、裏面（第２の面）の全体には、裏面電極（第２の電極）５Ｂが設けられている。裏面電極５Ｂは、ステム１に誘電体基板５が実装された状態で接地される。
【００４１】
誘電体基板５の電極領域５ａ−２は、図７Ｂに示すように、側面電極５ｃによって裏面電極５Ｂと電気的に接続されている。また、電極領域５ａ−２と裏面電極５Ｂは、図７Ｃに示すように貫通ヴィア５ｄによって導通されてもよい。側面電極５ｃまたは貫通ヴィア５ｄは、実施の形態３で説明したものと同様である。
【００４２】
チップキャパシタ１１は、誘電体基板５の表面に実装されて、電極領域５ａ−１と、２つの電極領域５ａ−２のうちの一方の電極領域５ａ−２との間を電気的に接続する容量性素子である。例えば、チップキャパシタ１１は、はんだまたは導電性接着剤のような導電性物質によって誘電体基板５の表面上に実装される。
【００４３】
実施の形態３と同様に、出力リードピン４と誘電体基板５の電極領域５ａ−１は、ワイヤ７によって電気的に接続されている。ＴＩＡ３の出力端子３ａと誘電体基板５の電極領域５ａ−１は、ワイヤ８によって電気的に接続されている。半導体受光素子２とＴＩＡ３の入力端子３ｂは、ワイヤ９によって電気的に接続されている。ＴＩＡ３のグラウンド端子３ｃと誘電体基板５の電極領域５ａ−２とは、ワイヤ１０によって電気的に接続されている。
【００４４】
図８は、実施の形態４に係る光受信モジュールの等価回路を示す図であって、図７Ａに示した光受信モジュールの等価回路を示している。実施の形態４に係る光受信モジュールでは、ＴＩＡ３の出力信号が電極領域５ａ−１を経由して出力リードピン４に出力され、リードピン出力４ａから出力される。電極領域５ａ−１は、チップキャパシタ１１により電極領域５ａ−２と電気的に接続されている。電極領域５ａ−２は、側面電極５ｃまたは貫通ヴィア５ｄによって裏面電極５Ｂと導通して接地されている。
【００４５】
ＴＩＡ３の出力端子３ａと出力リードピン４の間には、図８に示すように、ワイヤ８のインダクタンスＬ１、誘電体基板５のインダクタンスＬｓｕｂおよびワイヤ７のインダクタンスＬ２が生じる。誘電体基板５は容量性を有しているため、誘電体基板５の容量Ｃｓｕｂが生じ、さらに、チップキャパシタ１１の容量Ｃｃｈｉｐが加わっている。すなわち、実施の形態４に係る光受信モジュールは、実施の形態１に係る光受信モジュールに、インダクタンスと容量からなるローパスフィルタが一段追加された構成になっている。
【００４６】
図９は、通過特性のシミュレーション結果を示す図であり、実施の形態１に係る光受信モジュールのシミュレーション結果に符号Ａを付し、従来の光受信モジュールのシミュレーション結果に符号Ｂを付している。さらに、実施の形態４に係る光受信モジュールのシミュレーション結果に符号Ｃを付している。従来の光受信モジュールは、図２Ａおよび図２Ｂに示したものと同一の構造を有したモジュールである。
【００４７】
実施の形態４に係る光受信モジュールでは、ＴＩＡ３の出力信号が誘電体基板５を経由してから出力リードピン４に出力されるので、インダクタンスＬ１とＬ２を減らすことができる。また、インダクタと容量からなるローパスフィルタが追加されているため、シミュレーション結果Ｃでは、ピーキングによって周波数３０ＧＨｚ付近まで通過帯域が拡大するとともに、高周波帯域でシミュレーション結果Ａよりも急峻な減衰特性が得られる。
【００４８】
以上のように、実施の形態４に係る光受信モジュールにおいて、誘電体基板５が有する電極領域５ａ−２が、側面電極５ｃまたは貫通ヴィア５ｄによって裏面電極５Ｂと導通しており、２つの電極領域５ａ−２の一方が、チップキャパシタ１１によって電極領域５ａ−１と電気的に接続されている。裏面電極５Ｂは、ステム１に接地されている。
実施の形態４に係る光受信モジュールは、インダクタンスおよび容量からなるローパスフィルタが追加されるので、実施の形態１〜３と同様に帯域が改善される。さらに、高周波帯域で、実施の形態１に係る光受信モジュールよりも急峻な減衰特性が得られるので、高周波帯域の雑音を除去することができる。
【００４９】
実施の形態５．
実施の形態５に係る光受信モジュールにおける誘電体基板５は、表面電極が２つの電極領域に分割されており、電極領域間が誘導性素子によって電気的に接続される。
図１０Ａは、実施の形態５に係る光受信モジュールの構成を示す上面図であり、ＣＡＮパッケージのキャップを取り外したステム１上の構成を概略的に示している。図１０Ｂは、実施の形態５における誘電体基板５を示す斜視図である。
【００５０】
実施の形態５におけるＴＩＡ３は、図１０Ａに示すように、一対の出力端子３ａおよび入力端子３ｂを備えており、入力端子３ｂを経由して半導体受光素子２から入力された電気信号を差動増幅し、増幅された電気信号を出力端子３ａから出力する。図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、誘電体基板５の表面（第１の面）には、電極領域５ａ−１と電極領域５ａ−２が一つずつ設けられ、裏面（第２の面）の全体には、裏面電極（第２の電極）５Ｂが設けられている。裏面電極５Ｂは、ステム１に誘電体基板５が実装された状態で接地される。
【００５１】
チップインダクタ１２は、誘電体基板５の表面に実装されて、電極領域５ａ−１と電極領域５ａ−２とを電気的に接続する誘導性素子である。チップインダクタ１２は、例えばはんだまたは導電性接着剤のような導電性物質によって誘電体基板５の表面上に実装される。出力リードピン４と誘電体基板５の電極領域５ａ−２は、ワイヤ７によって電気的に接続されている。ＴＩＡ３の出力端子３ａと誘電体基板５の電極領域５ａ−１は、ワイヤ８によって電気的に接続されている。半導体受光素子２とＴＩＡ３の入力端子３ｂは、ワイヤ９によって電気的に接続されている。
【００５２】
図１１は、実施の形態５に係る光受信モジュールの等価回路を示す図であり、図１０Ａに示す光受信モジュールの等価回路を示している。実施の形態５に係る光受信モジュールにおいて、ＴＩＡ３の出力信号は、電極領域５ａ−１、チップインダクタ１２および電極領域５ａ−２を経由して出力リードピン４に出力され、リードピン出力４ａから出力される。ＴＩＡ３の出力端子３ａと出力リードピン４の間には、図１１に示すように、ワイヤ８のインダクタンスＬ１、チップインダクタ１２のインダクタンスＬｃｈｉｐおよびワイヤ７のインダクタンスＬ２が生じる。
【００５３】
誘電体基板５では、電極領域５ａ−１と裏面電極５Ｂとの間で容量Ｃｓｕｂ１が生じ、電極領域５ａ−２と裏面電極５Ｂとの間で容量Ｃｓｕｂ２が生じる。すなわち、実施の形態５に係る光受信モジュールは、実施の形態４に係る光受信モジュールと同様に、インダクタンスと容量からなるローパスフィルタが一段追加された構成になっている。
【００５４】
図１２は、通過特性のシミュレーション結果を示す図であり、実施の形態１に係る光受信モジュールのシミュレーション結果に符号Ａを付し、従来の光受信モジュールのシミュレーション結果に符号Ｂを付している。さらに、実施の形態５に係る光受信モジュールのシミュレーション結果に符号Ｄを付している。従来の光受信モジュールは、図２Ａおよび図２Ｂに示したものと同一の構造を有したモジュールである。
【００５５】
実施の形態５に係る光受信モジュールでは、ＴＩＡ３の出力信号が誘電体基板５を経由してから出力リードピン４に出力されるので、インダクタンスＬ１とＬ２を減らすことができる。また、インダクタンスと容量からなるローパスフィルタが追加されているため、シミュレーション結果Ｄでは、ピーキングによって周波数３０ＧＨｚ付近まで通過帯域が拡大するとともに、高周波帯域でシミュレーション結果Ａよりも急峻な減衰特性が得られる。
【００５６】
以上のように、実施の形態５に係る光受信モジュールにおいて、誘電体基板５の電極領域５ａ−１と電極領域５ａ−２がチップインダクタ１２により電気的に接続されている。実施の形態５に係る光受信モジュールは、インダクタンスと容量からなるローパスフィルタが追加されるので、実施の形態１〜４と同様に帯域が改善される。さらに、高周波帯域で実施の形態１に係る光受信モジュールよりも急峻な減衰特性が得られるので、高周波帯域の雑音を除去することができる。
【００５７】
実施の形態６．
実施の形態６に係る光受信モジュールにおいて、誘電体基板５の表面電極が、出力信号が伝搬する電極領域と接地される電極領域とに複数に分割され、出力信号が伝搬する電極領域と接地される電極領域との間が容量性素子によって電気的に接続される。出力信号が伝搬する電極領域は、例えば、ジグザグに折り返しながら全体として一方向に延びるパターンで形成されている。
【００５８】
図１３Ａは、実施の形態６に係る光受信モジュールの構成を示す上面図であり、ＣＡＮパッケージのキャップを取り外したステム１上の構成を概略的に示している。図１３Ｂは、実施の形態６における誘電体基板５を示す斜視図である。図１３Ｃは、実施の形態６における誘電体基板５の別の例を示す斜視図である。
【００５９】
実施の形態６におけるＴＩＡ３は、図１３Ａに示すように、一対の出力端子３ａ、入力端子３ｂおよび二対のグラウンド端子３ｃを備えており、入力端子３ｂを経由して半導体受光素子２から入力された電気信号を差動増幅し、増幅した電気信号を出力端子３ａから出力する。図１３Ｂおよび図１３Ｃに示すように、誘電体基板５の表面（第１の面）には電極領域５ｅと２つの電極領域５ｆが設けられ、裏面（第２の面）の全体には、裏面電極（第２の電極）５Ｂが設けられている。裏面電極５Ｂは、ステム１に誘電体基板５が実装された状態で接地される。
【００６０】
また、電極領域５ｅは、ジグザグに折り返しながら全体として一方向に延びるパターンを有した電極領域であり、ＴＩＡ３からの出力信号が伝搬する。２つの電極領域５ｆは、図１３Ｂに示すように、側面電極５ｃによって裏面電極５Ｂと電気的に接続されている。電極領域５ｆと裏面電極５Ｂは、図１３Ｃに示すように貫通ヴィア５ｄによって導通されてもよい。側面電極５ｃまたは貫通ヴィア５ｄは、実施の形態３で説明したものと同様である。
【００６１】
チップキャパシタ１３は、誘電体基板５の表面に実装されて、電極領域５ｅと、２つの電極領域５ｆのうちの一方との間を電気的に接続する容量性素子である。さらに、チップキャパシタ１４は、誘電体基板５の表面に実装されて、電極領域５ｅと、２つの電極領域５ｆのうちの他方との間を電気的に接続する容量性素子である。チップキャパシタ１３とチップキャパシタ１４は、例えば、はんだまたは導電性接着剤のような導電性物質によって誘電体基板５の表面上に実装される。
【００６２】
出力リードピン４と誘電体基板５の電極領域５ｅは、ワイヤ７によって電気的に接続されている。ＴＩＡ３の出力端子３ａと誘電体基板５の電極領域５ｅは、ワイヤ８によって電気的に接続されている。半導体受光素子２とＴＩＡ３の入力端子３ｂは、ワイヤ９によって電気的に接続されている。ＴＩＡ３のグラウンド端子３ｃと誘電体基板５の電極領域５ｆとは、ワイヤ１０によって電気的に接続されている。
【００６３】
図１４は、実施の形態６に係る光受信モジュールの等価回路を示す図であり、図１３Ａに示す光受信モジュールの等価回路を示している。実施の形態６に係る光受信モジュールにおいて、ＴＩＡ３の出力信号は、電極領域５ｅを経由して出力リードピン４に出力され、リードピン出力４ａから出力される。
【００６４】
チップキャパシタ１３は、電極領域５ｅにおけるワイヤ８との接続点の付近で電極領域５ｅと電極領域５ｆを電気的に接続し、チップキャパシタ１４は、電極領域５ｅにおけるワイヤ７との接続点付近で電極領域５ｅと電極領域５ｆを接続する。チップキャパシタ１３の容量Ｃｃｈｉｐ１が生じ、チップキャパシタ１４の容量Ｃｃｈｉｐ２が生じる。すなわち、実施の形態６に係る光受信モジュールは、実施の形態５と同様に、インダクタンスと容量からなるローパスフィルタが一段追加された構成になっている。
【００６５】
図１５は、通過特性のシミュレーション結果を示す図であり、実施の形態１に係る光受信モジュールのシミュレーション結果に符号Ａを付し、従来の光受信モジュールのシミュレーション結果に符号Ｂを付している。さらに、実施の形態６に係る光受信モジュールのシミュレーション結果に符号Ｅを付している。従来の光受信モジュールは、図２Ａおよび図２Ｂに示したものと同一の構造を有したモジュールである。
【００６６】
実施の形態６に係る光受信モジュールでは、ＴＩＡ３の出力信号が誘電体基板５を経由してから出力リードピン４に出力されるので、インダクタンスＬ１とＬ２を減らすことができる。また、インダクタンスと容量からなるローパスフィルタが追加されているため、シミュレーション結果Ｅでは、ピーキングによって周波数３０ＧＨｚ付近まで通過帯域が拡大するとともに、高周波帯域でシミュレーション結果Ａよりも急峻な減衰特性が得られる。
【００６７】
以上のように、実施の形態６に係る光受信モジュールにおいて、２つの電極領域５ｆが側面電極５ｃまたは貫通ヴィア５ｄによって裏面電極５Ｂと導通している。２つの電極領域５ｆのうちの一方と電極領域５ｅがチップキャパシタ１３によって電気的に接続され、２つの電極領域５ｆの他方と電極領域５ｅがチップキャパシタ１４によって電気的に接続されている。出力リードピン４と電極領域５ｅが、ワイヤ７によって電気的に接続され、ＴＩＡ３の出力端子３ａと電極領域５ｅが、ワイヤ８によって電気的に接続されている。実施の形態６に係る光受信モジュールは、インダクタンスと容量からなるローパスフィルタが追加されるので、実施の形態１〜５と同様に帯域が改善される。さらに、高周波帯域で、実施の形態１に係る光受信モジュールよりも急峻な減衰特性が得られるので、高周波帯域の雑音を除去することができる。
【００６８】
実施の形態７．
実施の形態７に係る光受信モジュールにおいて、誘電体基板５の表面電極が３つの電極領域に分割され、電極領域同士が誘導性素子によって電気的に接続されている。図１６Ａは、実施の形態７に係る光受信モジュールの構成を示す上面図であり、ＣＡＮパッケージのキャップを取り外したステム１上の構成を概略的に示している。図１６Ｂは、実施の形態６における誘電体基板５を示す斜視図である。
【００６９】
実施の形態７におけるＴＩＡ３は、図１６Ａに示すように、一対の出力端子３ａおよび入力端子３ｂを備えており、入力端子３ｂを経由して半導体受光素子２から入力された電気信号を差動増幅し、増幅された電気信号を出力端子３ａから出力する。図１６Ａおよび図１６Ｂに示すように、誘電体基板５の表面（第１の面）には、電極領域５ｇ、電極領域５ｈおよび電極領域５ｉが設けられ、裏面（第２の面）の全体には、裏面電極（第２の電極）５Ｂが設けられている。裏面電極５Ｂは、ステム１に誘電体基板５が実装された状態で接地される。電極領域５ｇ、電極領域５ｈおよび電極領域５ｉは、互いに独立した電極領域である。
【００７０】
チップインダクタ１５は、誘電体基板５の表面に実装されて、電極領域５ｇと電極領域５ｈを電気的に接続する誘導性素子である。チップインダクタ１６は、誘電体基板５の表面に実装されて、電極領域５ｈと電極領域５ｉを電気的に接続する誘導性素子である。
チップインダクタ１５および１６は、例えば、はんだまたは導電性接着剤のような導電性物質によって誘電体基板５の表面上に実装される。
【００７１】
ＴＩＡ３の出力端子３ａから出力リードピン４までの信号経路がチップインダクタ１５および１６を通過するように、出力リードピン４と電極領域５ｉがワイヤ７によって電気的に接続され、ＴＩＡ３の出力端子３ａと電極領域５ｇがワイヤ８によって電気的に接続されている。さらに、半導体受光素子２とＴＩＡ３の入力端子３ｂは、ワイヤ９によって電気的に接続されている。
【００７２】
図１７は、実施の形態７に係る光受信モジュールの等価回路を示す図であり、図１６Ａに示す光受信モジュールの等価回路を示している。実施の形態７に係る光受信モジュールにおいて、ＴＩＡ３の出力信号は、電極領域５ｇ、チップインダクタ１５、電極領域５ｈ、チップインダクタ１６および電極領域５ｉを経由して出力リードピン４に出力されて、リードピン出力４ａから出力される。
【００７３】
ＴＩＡ３の出力端子３ａと出力リードピン４の間には、図１７に示すように、ワイヤ８のインダクタンスＬ１、チップインダクタ１５のインダクタンスＬｃｈｉｐ１、チップインダクタ１６のインダクタンスＬｃｈｉｐ２およびワイヤ７のインダクタンスＬ２が生じる。
【００７４】
誘電体基板５では、電極領域５ｇと裏面電極５Ｂとの間で容量Ｃｓｕｂ１が生じ、電極領域５ｈと裏面電極５Ｂとの間で容量Ｃｓｕｂ２が生じ、電極領域５ｉと裏面電極５Ｂとの間で容量Ｃｓｕｂ３が生じる。このように、実施の形態７に係る光受信モジュールは、インダクタンスと容量からなるＬＣフィルタを三段重ねた構成になっている。
【００７５】
図１８は、通過特性のシミュレーション結果を示す図であり、実施の形態１に係る光受信モジュールのシミュレーション結果に符号Ａを付し、従来の光受信モジュールのシミュレーション結果に符号Ｂを付している。さらに、実施の形態７に係る光受信モジュールのシミュレーション結果に符号Ｆを付している。従来の光受信モジュールは、図２Ａおよび図２Ｂに示したものと同一の構造を有したモジュールである。
【００７６】
実施の形態７に係る光受信モジュールでは、ＴＩＡ３の出力信号が誘電体基板５を経由してから出力リードピン４に出力されるので、インダクタンスＬ１とＬ２を減らすことができる。さらに、インダクタンスと容量からなるＬＣフィルタが三段重なっているので、シミュレーション結果Ｆは、ピーキングによって周波数４５ＧＨｚ付近の高周波帯域まで通過帯域が拡大しており、高周波帯域でシミュレーション結果Ａよりも急峻な減衰特性が得られる。
【００７７】
以上のように、実施の形態７に係る光受信モジュールにおいて、誘電体基板５の電極領域５ｇと電極領域５ｈがチップインダクタ１５によって電気的に接続され、電極領域５ｈと電極領域５ｉがチップインダクタ１６によって電気的に接続されている。さらに、出力リードピン４と電極領域５ｉがワイヤ７によって電気的に接続され、ＴＩＡ３の出力端子３ａと電極領域５ｇがワイヤ８によって電気的に接続されている。インダクタンスと容量からなるローパスフィルタを三段重ねることで、さらなる帯域の改善が実現され、高周波帯域での雑音を除去可能な急峻な減衰特性が得られる。
【００７８】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、実施の形態のそれぞれの自由な組み合わせまたは実施の形態のそれぞれの任意の構成要素の変形もしくは実施の形態のそれぞれにおいて任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明に係る光受信モジュールは、帯域を改善することができるので、光通信システムに利用可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１，１００  ステム、１ａ，１００ａ  サブマウント、２，１０１  半導体受光素子、３ａ，１０２ａ  出力端子、３ｂ，１０２ｂ  入力端子、３ｃ  グラウンド端子、４，１０３  出力リードピン、４ａ，１０３ａ  リードピン出力、５  誘電体基板、５Ｂ  裏面電極、５ａ，５ｂ  表面電極、５ａ−１，５ａ−２，５ｅ〜５ｉ  電極領域、５ｃ  側面電極、５ｄ  貫通ヴィア、６，１０４  封止材、７〜１０，１０５，１０６  ワイヤ、１１，１３，１４  チップキャパシタ、１２，１５，１６  チップインダクタ。
【図１】
0006961127.tif 000002
【図２】
0006961127.tif 000003
【図３】
0006961127.tif 000004
【図４】
0006961127.tif 000005
【図５】
0006961127.tif 000006
【図６】
0006961127.tif 000007
【図７】
0006961127.tif 000008
【図８】
0006961127.tif 000009
【図９】
0006961127.tif 000010
【図１０】
0006961127.tif 000011
【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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【図１７】
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【図１８】
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