[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN112558239B - 光组件及光模块 - Google Patents

光组件及光模块 Download PDF

Info

Publication number
CN112558239B
CN112558239B CN202010944844.7A CN202010944844A CN112558239B CN 112558239 B CN112558239 B CN 112558239B CN 202010944844 A CN202010944844 A CN 202010944844A CN 112558239 B CN112558239 B CN 112558239B
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
light assembly
optical
optical module
pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010944844.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112558239A (zh
Inventor
野口大辅
山本宽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cambridge Optoelectronics Co ltd
Original Assignee
Cambridge Optoelectronics Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cambridge Optoelectronics Co ltd filed Critical Cambridge Optoelectronics Co ltd
Publication of CN112558239A publication Critical patent/CN112558239A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112558239B publication Critical patent/CN112558239B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4274Electrical aspects
    • G02B6/428Electrical aspects containing printed circuit boards [PCB]
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/181Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with surface mounted components
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4274Electrical aspects
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4274Electrical aspects
    • G02B6/428Electrical aspects containing printed circuit boards [PCB]
    • G02B6/4281Electrical aspects containing printed circuit boards [PCB] the printed circuit boards being flexible
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/09Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/11Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K1/115Via connections; Lands around holes or via connections
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/14Structural association of two or more printed circuits
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/40Transceivers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50Transmitters
    • H04B10/501Structural aspects
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60Receivers
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/14Structural association of two or more printed circuits
    • H05K1/147Structural association of two or more printed circuits at least one of the printed circuits being bent or folded, e.g. by using a flexible printed circuit
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/189Printed circuits structurally associated with non-printed electric components characterised by the use of a flexible or folded printed circuit
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007Types of components
    • H05K2201/10121Optical component, e.g. opto-electronic component
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

本发明提供一种光组件及光模块,该光组件在孔眼的贯通孔中插入有引线端子,其兼顾了高频特性改善和小型化。本公开的光组件包括:孔眼,其包含从第二面贯通至第一面的贯通孔;陶瓷制的支撑块,其具有基板载置面、和配置于朝向第一面侧的面的相反侧的第一侧面;元件安装基板,其载置于基板载置面且包含第一导体图案;光元件,其安装于元件安装基板并与第一导体图案电连接;与孔眼同电位的金属制的台座;插入贯通孔并传输电信号的引线端子;以及中继基板,其载置于台座并具有在引线端子与第一导体图案之间传输电信号的第二导体图案,支撑块包含金属化图案,该金属化图案从基板载置面的至少一部分连续配置至第一侧面的至少一部分,并与台座电连接。

Description

光组件及光模块
技术领域
本发明涉及一种光组件及光模块。
背景技术
当前,互联网、电话网的大部分由光通信网构建。光模块用作光通信设备即路由器/开关、传输装置的接口而承担将电信号变换为光信号的重要作用。光模块通常具备:容纳光元件的光组件、安装有对包含调制电信号的信号进行处理的IC等的印刷基板(以下记为PCB)、以及在上述两者之间进行电连接的柔性印刷基板(以下记为FPC)。
近年来,随着光模块的高速化和低价格化的要求显著提高,对于低成本且能够收发高速光信号的光模块的需求高涨。例如,已知有一种满足上述要求的光模块,其采用TO-CAN封装型的光组件等,该TO-CAN封装型的光组件具有如下形态,即:向FPC等插入的引线端子从内置于罐状封装的金属制杆体突出。金属制杆体构成为包括:大致圆盘形状的孔眼、和以从孔眼突出的方式设置的台座。根据以上的需求,能够在较宽的温度范围工作并且宽带的TO-CAN型TOSA的技术要求较高。
此外,对于要求50Gbit/s级的高速动作的现今而言,采用电场吸收型(EA:ElectroAbsorption)调制器集成激光器(以下记为EML)作为光源,但是由于光吸收特性的温度依赖性较大,因此通常一并采用珀耳帖冷却元件。但是,近年来对EML在较宽温度范围的动作进行了研究,发现在数据中心等稳定的温度环境中可以实现不使用珀耳帖元件的无温调工作。
此外,当前在被称为CPRI(Common Public Radio Interface:通用公共无线接口)的用于在无线基站的控制部与无线部之间进行连结的接口标准的领域,对于光模块的需要也在增加。CPRI是将无线基站的无线控制部(Radio Equipment Control:REC)与无线部(Radio Equipment:RE)连接的接口的标准。在REC中进行数字领域的基带信号处理、控制/管理等,在RE中进行模拟领域的无线信号的放大、调制解调、滤波等。当REC与RE之间通过可进行长距离传输的光信号连接时,则能够将RE用于与远离基站的天线紧邻的室外设置空间。但是为了应对室外设置,需要在严酷的温度环境下也进行工作。因此除了市场要求的低价格化之外,还要求在被称为I-Temp(Industrial temperature range:工业温度范围)的-40~85℃的较宽温度范围进行工作。就这种用途而言,希望并用EML和珀耳帖元件,并且为了实现低耗电而改善封装内的散热性也很重要。
另一方面,就TO-CAN封装型的小型模块而言,由于散热性不高而导致可工作的温度范围受到限制。因此,如果能够改善TO-CAN封装型的散热性、高频特性,则能够满足市场的要求。
下述专利文献1公开了一种将珀耳帖温调元件和光元件内置于TO-CAN型TOSA模块内的结构。另外,在下述专利文献1中记载了:将安装有光元件的副支架基板安装于金属制的支架上,并且为了强化接地、改善高频特性,将该金属制的支架和金属制的台座通过引线键合进行连接,该金属制的台座与孔眼一体形成。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-108939号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是,在上述专利文献1记载的结构中,难以兼顾高频特性改善和小型化。即,在上述专利文献1记载的结构中,为了改善高频特性而对金属制的支架与金属制的台座进行引线键合,但是该金属制的支架不易加工而难以小型化。
本公开针对上述问题点而完成,其目的在于使设于孔眼的贯通孔中插入有引线端子的光组件兼顾高频特性改善和小型化。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题,本公开的光组件包括:孔眼,其包含第一面、配置于上述第一面的相反侧的第二面、以及从上述第二面贯通至上述第一面的贯通孔;陶瓷制的支撑块,其配置于上述第一面侧,且具有基板载置面和配置于朝向上述第一面侧的面的相反侧的第一侧面;元件安装基板,其载置于上述基板载置面,且包含第一导体图案;光元件,其安装于上述元件安装基板,与上述第一导体图案电连接,将光信号和电信号的至少一方变换为另一方;金属制的台座,其配置于上述第一面侧,并与上述孔眼同电位;引线端子,其插入于上述贯通孔,并传输上述电信号;以及中继基板,其载置于上述台座,且具有在上述引线端子与上述第一导体图案之间传输上述电信号的第二导体图案,上述支撑块包含金属化图案,该金属化图案从上述基板载置面的至少一部分连续地配置至上述第一侧面的至少一部分,并与上述台座电连接。
另外,本公开的光模块具备:上述光组件、印刷基板、以及与上述印刷基板和上述光组件电连接的柔性基板。
附图说明
图1是第一实施方式的光模块的外观图。
图2是表示第一实施方式的光组件的剖面结构的示意图。
图3是表示第一实施方式的光组件的内部结构的示意立体图。
图4是从与孔眼的第一面垂直的方向来看第一实施方式的光组件的示意俯视图。
图5是表示第一实施方式的另一实施例的光组件的内部结构的示意立体图。
图6是利用三维电磁场仿真器HFSS(High Frequency Structure Simulator:高频结构仿真器)来计算第一实施方式的光模块的透射特性(S21)的图表。
图7是表示第一实施方式的光组件的制造工序的示意立体图。
图8是表示第一实施方式的另一实施例的光组件的内部结构的示意立体图。
图中:
1—光模块;2—光插座;3—光封装;20—光插座主体;20a—凹部;20b—贯通孔;20c—锥部;20d—光纤插入部;20e—凸缘;20f—光封装容纳部;22—导体棒;24—套筒;30—透镜;32—透镜支撑部;50—光纤;70—焊锡;100—光组件;100A—光组件;100B—半成品;100C—光组件;110—第一引线端子;114—小径部;115—大径部;116—第二引线端子;118—第三引线端子;120—孔眼;121—第一面;122—第二面;123—贯通孔;123A—第一贯通孔;123B—第二贯通孔;123C—第三贯通孔;124—台座;130—电介质;131—旁路电容器;132—薄膜电阻;140—元件安装基板;141—第一导体图案;144—堡状体;150—中继基板;152—第二导体图案;154—接地图案;160—光元件;162—支撑块;164—基板载置面;166—第一侧面;170—金属化图案;172—金属块;174—珀耳帖元件;181—第一键合线;182—第二键合线;183—键合线;184—键合线;200—PCB;300—FPC。
具体实施方式
以下参照附图对本公开的第一实施方式进行说明。
图1是本实施方式的光通信用途的光模块1的外观图。调制电信号、控制信号等从安装于PCB200的驱动IC(未图示)经由利用焊锡等连接于PCB200的FPC300向光组件100传递。FPC300是具有挠性的电路基板。光组件100容纳光元件并且具有发送出射光或者接收入射光的接口。光组件100包含孔眼120和光插座2。此外,虽然没有图示,光组件100、PCB200和FPC300内置于金属制等的框体而构成了光模块1。
图2是表示本实施方式的光组件100的剖面结构的示意图。如图2所示,本实施方式的光组件100包含光插座2和光封装3。并且,光插座2具备光插座主体20、导体棒22以及套筒24。
本实施方式的光插座主体20构成为包含一体地形成的树脂部件,并且具备:外形呈圆柱状的光封装容纳部20f、以及大致圆柱形状的光纤插入部20d,该光纤插入部20d的外径小于光封装容纳部20f的外径。光封装容纳部20f和光纤插入部20d各自的一端面彼此连结。
在光封装容纳部20f形成有圆形的凹部20a,该凹部20a呈圆筒形并与光封装容纳部20f的外形同轴地形成。
在光插座主体20形成有贯通孔20b,该贯通孔20b从光纤插入部20d的前端面起与该光纤插入部20d的外形同轴地延伸,直至形成于光封装容纳部20f的凹部20a的底面。即,在光插座主体20形成有凹部20a、以及从凹部20a贯通至外部的贯通孔20b。
在贯通孔20b的内壁面的前端形成的锥部20c是其直径朝向外侧增大的圆锥形状。因此易于将具备外部光纤的连接器插入贯通孔20b。
在光纤插入部20d上沿着其外周形成有凸缘20e。
导体棒22构成为包含氧化锆等。并且,导体棒22是直径与形成于光插座主体20的光纤插入部20d的贯通孔20b大致相同的大致圆柱形状,且保持有与导体棒22同轴的光纤50。并且,导体棒22通过压入于光插座主体20的光纤插入部20d等而插入固定。导体棒22的右侧端面实施了斜面研磨。从而防止向光纤50输入的光与其反射光的干涉。
光插座2的导体棒22的左侧侧面与具备从外部插入于贯通孔20b的外部光纤的连接器(未图示)抵接,从而使连接器所具备的外部光纤与导体棒22所保持的光纤50耦合。
套筒24构成为包含由氧化锆等构成的分割套筒。并且,套筒24的内径构成为直径与贯通孔20b大致相同的圆筒形状,并埋入在光插座主体20的内壁面设置的槽。利用该套筒24能够调整插入于光纤插入部20d的具备外部光纤的连接器在贯通孔20b内的位置。
光封装3具备球体的透镜30。另外,光封装3具备透镜支撑部32,该透镜支撑部32是金属制的有底圆筒状的部件,且在底面形成有直径与透镜30大致相同的开口。透镜支撑部32的开口形成为与透镜支撑部32的底面的形状同轴。并且,透镜30嵌入于透镜支撑部32的开口。即,透镜支撑部32对透镜30进行支撑。
另外,光封装3具备包含上述的孔眼120、台座124的杆体。杆体例如由金属形成并且与形成于FPC300的接地导体电连接,进行电接地。
通过将光插座主体20与孔眼120的第一面121的接合面粘接固定来装配光组件100。由光插座主体20和孔眼120构成框体。熔接于孔眼120的透镜支撑部32、与嵌入该透镜支撑部32的透镜30形成为能够进入光插座2的凹部20a中。即,透镜30、透镜支撑部32被光插座主体20的凹部20a容纳。此外,将光插座2与光封装3粘接的方法不限于此。
作为光组件100的例子,包括:内部具有激光二极管等发光元件并将电信号变换为光信号进行发送的光发送模块(TOSA;Transmitter Optical Subassembly);内部具有以光电二极管为代表的受光元件并将接收的光信号变换为电信号的光接收模块(ROSA;Receiver Optical Subassembly);以及内置有这两方的功能的双向模块(BOSA;Bidirectional Optical Subassembly)等。本案发明对于上述各光组件全部适用,在本实施方式中以光发送模块为例进行说明。
图3是表示本公开第一实施方式的光模块1所含光组件100的内部结构的示意立体图。光组件100例如具有直径为5.6mm的圆盘形状的例如由金属构成的导电性的孔眼120。孔眼120具有第一面121、和配置于第一面121的相反侧的第二面122。另外,孔眼120具有从第一面121贯通至第二面122的多个贯通孔123(123A、123B、和123C)。
在第一贯通孔123A中插入有第一引线端子110。在本实施方式中,传输调制电信号的第一引线端子110如图3所示那样,包括小径部114、和设置于小径部114的端部且直径大于小径部114的大径部115。大径部115的至少一部分在第一面121侧从第一面121露出。这样,第一引线端子110构成为具有大径部115,从而能够实现光模块1的进一步的阻抗匹配。另外,在第二贯通孔123B中插入有第二引线端子116,在第三贯通孔123C中插入有第三引线端子118。第一引线端子110、第二引线端子116、和第三引线端子118沿着与孔眼120的第一面121垂直的方向(X轴方向)延伸,并从孔眼120的第一面121突出,第一引线端子110向光元件160传输调制电信号。光元件160是将光信号和电信号的至少一方变换为另一方的元件,例如是半导体激光器。
在第一贯通孔123A与第一引线端子110之间、在第二贯通孔123B与第二引线端子116之间、以及在第三贯通孔123C与第三引线端子118之间,作为电介质130夹设有在各贯通孔123内充填的玻璃等。该玻璃等的电介质130在各贯通孔123内对各引线端子进行保持。利用孔眼120、电介质130和第一引线端子110构成了同轴线路。
另外,光组件100包括在孔眼120的第一面121侧配置的台座124。在本实施方式中,台座124为金属制并从孔眼120的第一面121向第一引线端子110的延伸方向(X轴方向)突出。在图3所示的实施例中,孔眼120与台座124一体形成。孔眼120与台座124同电位并由两者构成了杆体。本实施方式的杆体通过冲压加工成型,例如由热导率为50~70[W/m·K]的轧制钢构成。
在台座124的表面利用焊锡、导电性粘接剂等固定有中继基板150。在中继基板150的表面形成有第二导体图案152,该第二导体图案152使调制电信号在第一引线端子110与后述的第一导体图案141、光元件160之间传输。在本实施方式中,从第一引线端子110传输的调制电信号经由第二导体图案152向第一导体图案141、光元件160传输。该第二导体图案152与第一引线端子110的大径部115例如通过焊锡70进行连接。此外,第一引线端子110的大径部115与第二导体图案152的连接不限于锡焊,也可以是利用其他焊料的硬钎焊(钎焊)。
设于元件安装基板140的第一导体图案141、和设于中继基板150的第二导体图案152之间通过由多根导线构成的第二键合线182连接,从而能够降低寄生电感,实现直至高频区域的阻抗匹配。另外,中继基板150具有第二导体图案152,因此能够对第一引线端子110的大径部115的下表面和第二导体图案152进行硬钎焊(钎焊),通过使第一引线端子110的大径部115的下表面、与在中继基板150的背面侧配置的接地图案(未图示)之间具有电容成分,从而能够实现直至高频区域的阻抗匹配。
此外,光组件100包含在孔眼120的第一面121侧以沿着第一引线端子110的延伸方向(X轴方向)突出的方式配置的支撑块162。支撑块162在与台座124的上表面平行并且与孔眼120的第一面121平行的Y轴方向上与台座124隔开间隔配置,并利用焊锡、导电性粘接剂等固定于孔眼120的第一面121。支撑块162为陶瓷制并与金属制的台座124相比容易进行高精度的加工。因此,能够实现光组件100的小型化和光模块1的小型化。本公开中的陶瓷不论金属或者非金属而包括氧化物、碳化物、氮化物、硼化物等的无机化合物的成形体、粉末、膜等无机固体材料,在本实施方式中,作为用于支撑块162的陶瓷,采用热导率为170~200[W/m·K]的氮化铝。
在该支撑块162上,朝向Z轴方向的表面是基板载置面164,在该基板载置面164上安装有元件安装基板140。在元件安装基板140的朝向Z轴方向的表面安装有光元件160。另外,在元件安装基板140的朝向Z轴方向的表面形成有第一导体图案141,该第一导体图案141与光元件160电连接并向光元件160传输调制电信号。元件安装基板140由具有高热导率且具有与光元件160接近的热膨胀系数的绝缘材料构成。在本实施方式中,作为元件安装基板140例如采用氮化铝。第一导体图案141与光元件160经由键合线183电连接。此外,在元件安装基板140上,除了光元件160之外,也可以安装薄膜电阻132、旁路电容器131。具有高频成分的调制电信号结束于薄膜电阻132,抑制了反射波向驱动IC(未图示)折返。另外,通过旁路电容器131使叠加于直流信号的高频信号分离。
另外,在元件安装基板140的朝向X轴方向的侧面设有堡状体144。具体而言,在元件安装基板140的侧面中的配置于朝向孔眼120的第一面121侧的面的相反侧的侧面设有堡状体144。通过采用这样的结构,堡状体144将金属化图案170的接地电位提升至元件安装基板140的安装光元件160的表面,因此能够使因传播高频信号而放射的电磁场所产生的传导电流稳定地向杆体传播,并使接地稳定,降低高频信号的损失。
此外,如图4所示,优选堡状体144在与孔眼120的第一面121平行并且与元件安装基板140的表面平行的方向(在本实施方式中与上述Y轴方向为同一方向)上,配置于与安装有光元件160的位置相同,或者比安装有光元件160的位置靠近台座124的位置(图4所示左侧)。通过采用这样的结构,能够在靠近流通高频信号电流的路径的位置配置作为接地导体的堡状体144,降低高频信号的损失。
如图3所示,支撑块162具有:载置元件安装基板140的基板载置面164、以及不与基板载置面164对置的第一侧面166。在本实施方式中,第一侧面166是朝向X轴方向的侧面,且配置于朝向孔眼120的第一面121侧的面的相反侧。并且,从该基板载置面164的至少一部分起到第一侧面166的至少一部分为止连续地设有金属化图案170。
设置于第一侧面166的金属化图案170与台座124通过第一键合线181电连接且同电位。设置于基板载置面164的金属化图案170与在元件安装基板140的背面即朝向支撑块162的基板载置面164侧的面上设置的接地图案(未图示)接触并电连接。通过采用这样的结构,在作为接地导体的杆体中流通的返回电流能够在靠近流通高频信号即调制电信号的路径的路径中流通,使接地稳定化,改善高频特性。特别是如图3所示那样,第一键合线181构成为包括两根以上的键合线,从而能够进一步使接地稳定化并进一步改善高频特性。
图5是表示本实施方式的另一实施例的光模块1所含光组件100A的立体图。图5所示光组件100A的结构与图3所示光组件100的结构相比,除了不含第一键合线181之外相同。
图6是利用三维电磁场仿真器HFSS(High Frequency Structure Simulator:高频结构仿真器)来计算与图3所示的具备第一键合线181的结构、和不具备该第一键合线181的图5所示结构有关的光模块1的透射特性(S21)的图表。如图6所示,关于高频特性,具备第一键合线181的结构与不具备第一键合线181的结构相比,具有较高的透射特性。这被认为是由于光组件100具备第一键合线181而使接地稳定化。
此外,虽然不设置第一键合线181,并在支撑块162的与孔眼120的第一面121接触的面形成金属化图案,并使该金属化图案与第一面121通过导电性粘接剂或焊锡等连接而也能够进行接地连接,但是优选使在接地导体中流通的返回电流在尽量靠近流通高频信号电流的路径的路径中通过。因此,优选如图3所示那样,光组件100具备第一键合线181,通过在流通高频信号电流的中继基板150的正下方设置的路径来供给接地电位。
此外,就在一个金属制的台座上安装有中继基板150和元件安装基板140双方的结构而言,在流通高频电流的通道的正下方形成有在接地导体中流通的返回电流的通道,因此不设置上述的第一键合线181也没有关系,但是优选如本实施方式所示这样,在安装中继基板150的台座124、与安装元件安装基板140的支撑块162独立的结构中,基于上述理由而设置第一键合线181。
此外,在图3所示例中,以在支撑块162的基板载置面164的整个表面、和第一侧面166的整个表面形成金属化图案170的例子进行了说明,但是也可以仅在支撑块162的基板载置面164的一部分、和第一侧面166的一部分形成金属化图案170。但是在此情况下也优选,形成于基板载置面164的金属化图案170为了确保与在元件安装基板140背面设置的接地图案的电连接而具有足够的面积,并且形成于第一侧面166的金属化图案170为了形成第一键合线181而具有足够的面积,并且金属化图案170从基板载置面164起到第一侧面166为止连续地形成。
另外,在图3所示例中,以仅在支撑块162的基板载置面164和第一侧面166形成金属化图案170的例子进行了说明,但是也可以在支撑块162的三个以上的面形成金属化图案170。但是,由于形成金属化图案170需要切割工序和薄膜蒸镀处理工序,因此从制造工艺的观点出发而优选如图3所示这样,仅在支撑块162的基板载置面164和第一侧面166的形成金属化图案170。此外,在设定为使用氮化铝这样的介电常数较高的材料构成支撑块162的情况下,优选构成为不在支撑块162的对置的面彼此设置金属化图案170,从而抑制电介质共振并改善高频特性。因此,在本实施方式中,在支撑块162的基板载置面164形成有金属化图案170,因此优选构成为不在与基板载置面164对置的面(在图3中为下侧的面)配置金属化图案170。另外,在本实施方式中,在支撑块162的第一侧面166形成有金属化图案170,因此优选构成为不在与第一侧面166对置的面(朝向孔眼120的第一面121侧的面)配置金属化图案170。
参照图7对上述光组件100的制造方法进行说明。图7是表示本实施方式的光模块1所含光组件100的半成品100B的立体图。在图7所示例中,以在台座124的上表面安装有中继基板150、且第一引线端子110的大径部115与第二导体图案152通过焊锡70连接的状态,在孔眼120的第一面121安装支撑块162。此时,支撑块162能够调整在与支撑块162的基板载置面164正交的Z轴方向、Y轴方向上的安装位置。
接着在图3所示的元件安装基板140上安装光元件160。
此后,如图3所示那样,将安装有光元件160的元件安装基板140安装于支撑块162的基板载置面164。此时,能够调整元件安装基板140在X轴方向和Y轴方向上的安装位置。
这样,即使在支撑块162和元件安装基板140由相同材料(在本实施方式中为氮化铝)构成的情况下,也使双方分别构成且分别构成孔眼120和支撑块162,从而能够在制造工序中调整光组件100的光元件160的三维位置。其结果是,即使在构成光组件100的各种零件的尺寸存在偏差的情况下,也能够使图2所示的透镜30与光元件160的发光点的位置配合,能够获得所需的光输出。
图8是本实施方式的另一实施例的光模块1所含光组件100C的立体图。在图8所示的光组件100C中,台座124由与孔眼120分体的金属块172构成,在该金属块172的上表面安装有中继基板150。另外,在孔眼120的第一面121与支撑块162之间夹设有温调元件即珀耳帖元件174。
在这样的结构中,也能够通过使支撑块162为陶瓷制,从而易于进行高精度的加工,能够实现光组件100C的小型化和光模块1的小型化。
另外,通过使孔眼120、支撑块162、元件安装基板140各自分别构成,从而能够在制造工序中调整光组件100的光元件160的三维位置。
此外,优选与图3所示实施例同样地构成为,利用第一键合线181将与孔眼120同电位的金属块172、和支撑块162的第一侧面166连接。
此外,在图8所示实施例的中继基板150上,从与金属块172接触的背面起经由朝向Y轴方向的侧面到朝向Z轴方向的表面的一部分为止,设有与金属块172同电位的接地图案154。并且构成为,利用键合线184将在支撑块162的基板载置面164形成的金属化图案170、与在中继基板150的表面形成的接地图案154连接。通过采用这样的结构,从而能够进一步实现接地电位的稳定化而优选。此外,接地图案154不是必须设置到金属块172的表面为止,例如也可以构成为,接地图案154从与金属块172接触的背面起形成到朝向Y轴方向的侧面为止,并利用键合线184将在金属块172的侧面形成的接地图案154、与在支撑块162的基板载置面164形成的金属化图案170连接。
此外,光组件100C包含该接地图案154和第三键合线184的结构也适用于图3所示的光组件100。

Claims (15)

1.一种光组件,其特征在于,包括:
孔眼,其包含第一面、配置于上述第一面的相反侧的第二面、以及从上述第二面贯通至上述第一面的贯通孔;
陶瓷制的支撑块,其配置于上述第一面侧,且具有基板载置面和配置于朝向上述第一面侧的面的相反侧的第一侧面;
元件安装基板,其载置于上述基板载置面,且包含第一导体图案;
光元件,其安装于上述元件安装基板,与上述第一导体图案电连接,将光信号和电信号的至少一方变换为另一方;
金属制的台座,其配置于上述第一面侧,并与上述孔眼同电位;
引线端子,其插入于上述贯通孔,并传输上述电信号;以及
中继基板,其载置于上述台座,且具有在上述引线端子与上述第一导体图案之间传输上述电信号的第二导体图案,
上述支撑块包含金属化图案,该金属化图案从上述基板载置面的至少一部分连续地配置至上述第一侧面的至少一部分,并与上述台座电连接。
2.根据权利要求1所述的光组件,其特征在于,
还包含第一键合线,该第一键合线将在上述第一侧面的至少一部分设置的上述金属化图案与上述台座连接。
3.根据权利要求2所述的光组件,其特征在于,
上述第一键合线包括两根以上的键合线。
4.根据权利要求1所述的光组件,其特征在于,
没有在与上述基板载置面对置的面配置上述金属化图案。
5.根据权利要求1所述的光组件,其特征在于,
没有在与上述第一侧面对置的面配置上述金属化图案。
6.根据权利要求1所述的光组件,其特征在于,
上述元件安装基板还包含接地图案,
上述金属化图案与上述接地图案电连接。
7.根据权利要求1所述的光组件,其特征在于,
还包含第二键合线,该第二键合线将上述第一导体图案与上述第二导体图案连接。
8.根据权利要求1所述的光组件,其特征在于,
上述孔眼、上述支撑块、以及上述元件安装基板各自分别构成。
9.根据权利要求1所述的光组件,其特征在于,
上述孔眼与上述台座一体地构成。
10.根据权利要求1所述的光组件,其特征在于,
还包含堡状体,该堡状体设置在上述元件安装基板的侧面。
11.根据权利要求10所述的光组件,其特征在于,
上述元件安装基板的侧面在上述元件安装基板中配置于朝向上述孔眼的上述第一面侧的面的相反侧。
12.根据权利要求11所述的光组件,其特征在于,
上述堡状体在与上述孔眼的上述第一面平行并且与上述元件安装基板的表面平行的方向上,配置于与安装有上述光元件的位置相同或者比安装有上述光元件的位置靠近上述台座的位置。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的光组件,其特征在于,
上述台座与上述支撑块隔开间隔配置。
14.根据权利要求1至12中任一项所述的光组件,其特征在于,
还包含温调元件,该温调元件配置于上述孔眼的上述第一面与上述支撑块之间。
15.一种光模块,其特征在于,具备:
权利要求1至12中任一项所述的光组件;
印刷基板;以及
柔性基板,其与上述印刷基板和上述光组件电连接。
CN202010944844.7A 2019-09-10 2020-09-10 光组件及光模块 Active CN112558239B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-164155 2019-09-10
JP2019164155A JP2021044331A (ja) 2019-09-10 2019-09-10 光サブアッセンブリ及び光モジュール

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112558239A CN112558239A (zh) 2021-03-26
CN112558239B true CN112558239B (zh) 2022-04-05

Family

ID=74849677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010944844.7A Active CN112558239B (zh) 2019-09-10 2020-09-10 光组件及光模块

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11129279B2 (zh)
JP (1) JP2021044331A (zh)
CN (1) CN112558239B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3845915B1 (en) * 2018-09-20 2022-11-02 Huawei Technologies Co., Ltd. Photoelectron component and manufacturing method therefor
JP6725090B1 (ja) * 2019-10-25 2020-07-15 三菱電機株式会社 光半導体装置
JP7350646B2 (ja) * 2019-12-17 2023-09-26 CIG Photonics Japan株式会社 光モジュール
JP7331727B2 (ja) * 2020-02-19 2023-08-23 住友電気工業株式会社 光半導体デバイス
JP7502983B2 (ja) * 2020-12-23 2024-06-19 CIG Photonics Japan株式会社 光モジュール
JP7545349B2 (ja) * 2021-03-01 2024-09-04 CIG Photonics Japan株式会社 光モジュール
CN113031174B (zh) * 2021-04-08 2023-03-28 索尔思光电(成都)有限公司 一种to-can模组、发射组件及光模块
CN115207758A (zh) * 2021-04-08 2022-10-18 索尔思光电(成都)有限公司 一种to封装模组、发射组件及光模块
JP7264320B1 (ja) * 2022-07-19 2023-04-25 三菱電機株式会社 半導体レーザ光源装置
WO2024084693A1 (ja) * 2022-10-21 2024-04-25 三菱電機株式会社 半導体レーザ光源装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1829013A (zh) * 2005-02-04 2006-09-06 三菱电机株式会社 光学模块
JP2011108939A (ja) * 2009-11-19 2011-06-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> To−can型tosaモジュール
CN102460861A (zh) * 2009-06-02 2012-05-16 三菱电机株式会社 半导体光调制装置
JP2013004833A (ja) * 2011-06-20 2013-01-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 高周波モジュール及びその高周波線路の接続方法
CN104600559A (zh) * 2013-10-31 2015-05-06 三菱电机株式会社 光模块

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0286184A (ja) * 1988-09-22 1990-03-27 Hitachi Ltd 光電子装置
JP2001135748A (ja) * 1999-11-10 2001-05-18 Hitachi Ltd 高周波用光半導体実装基板
US8195295B2 (en) * 2008-03-20 2012-06-05 Greatbatch Ltd. Shielded three-terminal flat-through EMI/energy dissipating filter
EP1267459A1 (en) * 2001-06-15 2002-12-18 Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) Heatsinks for laser electronic packages
JP2003332667A (ja) * 2002-05-13 2003-11-21 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体レーザモジュール
JP2008226988A (ja) * 2007-03-09 2008-09-25 Sumitomo Electric Ind Ltd 光電変換モジュール
US8160708B2 (en) * 2007-04-11 2012-04-17 Pacesetter, Inc. Capacitor-integrated feedthrough assembly with improved grounding for an implantable medical device
JP5003464B2 (ja) * 2007-12-21 2012-08-15 三菱電機株式会社 光伝送モジュール
US10080889B2 (en) * 2009-03-19 2018-09-25 Greatbatch Ltd. Low inductance and low resistance hermetically sealed filtered feedthrough for an AIMD
JP2010129833A (ja) * 2008-11-28 2010-06-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光モジュール
JP2011108937A (ja) * 2009-11-19 2011-06-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> To−can型tosaモジュール
JP5144628B2 (ja) * 2009-11-19 2013-02-13 日本電信電話株式会社 To−can型tosaモジュール
JP2011108940A (ja) * 2009-11-19 2011-06-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> To−can型tosaモジュール用実装構成およびto−can型tosaモジュール
JP5428978B2 (ja) * 2010-03-19 2014-02-26 三菱電機株式会社 半導体光変調装置
CN104205529B (zh) * 2012-04-04 2016-11-09 三菱电机株式会社 半导体组件
US9548817B1 (en) * 2015-06-19 2017-01-17 Inphi Corporation Small form factor transmitting device
US10819084B2 (en) * 2017-06-02 2020-10-27 Hisense Broadband Multimedia Technologies Co., Ltd. TO-CAN packaged laser and optical module
DE102017120216B4 (de) * 2017-09-01 2019-05-23 Schott Ag TO-Gehäuse für einen DFB-Laser

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1829013A (zh) * 2005-02-04 2006-09-06 三菱电机株式会社 光学模块
CN102460861A (zh) * 2009-06-02 2012-05-16 三菱电机株式会社 半导体光调制装置
JP2011108939A (ja) * 2009-11-19 2011-06-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> To−can型tosaモジュール
JP2013004833A (ja) * 2011-06-20 2013-01-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 高周波モジュール及びその高周波線路の接続方法
CN104600559A (zh) * 2013-10-31 2015-05-06 三菱电机株式会社 光模块

Also Published As

Publication number Publication date
US11129279B2 (en) 2021-09-21
JP2021044331A (ja) 2021-03-18
CN112558239A (zh) 2021-03-26
US20210076500A1 (en) 2021-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112558239B (zh) 光组件及光模块
JP7295634B2 (ja) 光サブアッセンブリ及び光モジュール
CN108732691B (zh) 光组件、光模块、以及光传输装置
CN112305683B (zh) 光模块
CN112838139B (zh) 光学子组件
US6074102A (en) Optical device capable of operating at high speeds
US11340412B2 (en) Optical module
US11740419B2 (en) Optical subassembly
WO2004008593A1 (ja) 光半導体用パッケージ
JP7249745B2 (ja) 光サブアッセンブリ及び光モジュール
KR20140131747A (ko) 고주파 광 모듈 및 이를 구비한 광 통신 장치
JP7245620B2 (ja) 光サブアッセンブリ及び光モジュール
CN110794524B (zh) 光学子组件和光学模块
JP2004063852A (ja) 光半導体集積装置
US20220302671A1 (en) Optical module
CN215816823U (zh) 光发射次模块和光模块
US6781057B2 (en) Electrical arrangement and method for producing an electrical arrangement
CN116417892A (zh) 一种封装结构及光模块
JP2004259880A (ja) 光半導体装置
JP2004235379A (ja) 光パッケージ及びそれを用いた光モジュール
CN117063356A (zh) 光接收组件、光模块、通信设备
KR20180133990A (ko) 연성 회로 기판을 포함하는 광 송신 장치
JP2019041180A (ja) 終端回路および配線板

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant