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WO2007099612A1 - 一芯双方向光モジュール - Google Patents

一芯双方向光モジュール Download PDF

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Publication number
WO2007099612A1
WO2007099612A1 PCT/JP2006/303787 JP2006303787W WO2007099612A1 WO 2007099612 A1 WO2007099612 A1 WO 2007099612A1 JP 2006303787 W JP2006303787 W JP 2006303787W WO 2007099612 A1 WO2007099612 A1 WO 2007099612A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
laser diode
photodiode
stem
optical
optical subassembly
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/303787
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Teijiro Ori
Koichiro Masuko
Original Assignee
Fujikura 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 Fujikura Ltd. filed Critical Fujikura Ltd.
Priority to KR1020087020663A priority Critical patent/KR101025267B1/ko
Priority to EP06714913.8A priority patent/EP1990875A4/en
Priority to PCT/JP2006/303787 priority patent/WO2007099612A1/ja
Priority to JP2008502599A priority patent/JP4713634B2/ja
Priority to CN2006800533368A priority patent/CN101385208B/zh
Publication of WO2007099612A1 publication Critical patent/WO2007099612A1/ja
Priority to US12/199,302 priority patent/US7917036B2/en

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    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/3011—Impedance

Definitions

  • the present invention relates to a single-core bidirectional optical module, and more specifically, to a bidirectional optical subassembly constituting the main part thereof and a transceiver incorporating the same.
  • Bi-directiona 1 optical subassembly which constitutes the main part of a single-core bidirectional optical module, is usually used for laser diodes (LD) and photodiodes (PD). It consists of two packages (ie, each packaged with a can cap called TO-CAN), a fiber bigtil, a wavelength division multiplexing (WDM) filter, and a housing to hold them.
  • the LD can cap and PD can cap are arranged at right angles, and the LD and PD connection pins are also at right angles. The distance dimension between these pins must be relatively long to reduce electrical crosstalk between the transmitter and receiver.
  • BOSA of this type consisting of two TO-CANs
  • the degree of freedom in design is hindered and the structure tends to be complicated, and it is difficult to reduce the manufacturing cost because many manufacturing processes are indispensable. There was a problem.
  • Patent Document 1 US Patent Application Publication No. 2005/0084268
  • the present invention realizes an optical module that can drastically improve (reduce) crosstalk, which is considered inevitable, while rationally accommodating optical elements for transmission and reception in a single TO-CAN package. Is the subject.
  • a first aspect of the present invention is a bidirectional optical subassembly, which includes a laser diode, a photodiode, a laser diode and a photodiode, and a stem. It includes a cap for cooperative sealing and a crosstalk reducing structure for optical and Z or electrical crosstalk reduction.
  • the crosstalk reducing structure includes a layer formed on the inner surface of the cap and capable of absorbing infrared rays.
  • the layer includes a black plating layer.
  • the fourth aspect of the present invention is characterized in that, in the second aspect, the layer includes a resin layer.
  • the crosstalk reducing structure is disposed between the laser diode and the photodiode, and is a block capable of physically blocking stray light from the laser diode to the photodiode. It is characterized by including.
  • the block includes a circuit board for mounting electronic components (for example, a laser diode and a Z or a photodiode). And features.
  • the crosstalk reducing structure includes a resin that is disposed at a rear position of the laser diode and can absorb the rear light of the laser diode.
  • the semiconductor device further includes a silicon substrate on which the laser diode and the photodiode are mounted, and the resin is disposed on the silicon substrate.
  • the stem includes a disk-shaped pedestal, and a protrusion that protrudes perpendicularly therefrom and mounts a silicon substrate on which the laser diode and the photodiode are mounted.
  • the said grease is arrange
  • the stem includes a disk-shaped pedestal, and a protrusion that vertically protrudes therefrom and mounts a silicon substrate on which the laser diode and the photodiode are mounted, A transmission-side lead pin group and a reception-side lead pin group that are disposed through the stem are provided, and a stem protrusion having a ground potential is provided in the vicinity of the transmission-side lead pin group.
  • An eleventh aspect of the present invention includes, in the first aspect, a transimpedance amplifier for amplifying a reception signal from a photodiode, and the stroke reduction structure includes a laser diode or an electrode pad connected thereto.
  • Each wire pair is laid so as to be substantially orthogonal to each other.
  • the stem includes a disk-shaped pedestal, and a protrusion that vertically protrudes therefrom and mounts a silicon substrate on which the laser diode and the photodiode are mounted,
  • a plurality of lead pins for electrical connection including a lead pin group for the transmission side and a lead pin group for the reception side, are disposed through the stem, and the lead pin group for the transmission side and the reception side for the side opposite to the stem protrusion
  • the lead pins are divided into two groups, both of which are arranged in parallel, and the inner layer is blanked between the two groups.
  • a printed circuit board having a conductive layer is disposed.
  • the method further includes: a receptacle; and an optical filter provided at a light input / output end on the cap side of the receptacle and inclined at a predetermined angle with respect to the optical axis.
  • a fourteenth aspect of the present invention is an optical transceiver, comprising a laser diode, a photodiode, a cap for sealing the laser diode and the photodiode in cooperation with a stem, and an optical and Z or electrical cross.
  • a bidirectional optical subassembly including a crosstalk reducing structure for reducing talk, a printed circuit board for optical transmission and reception for the bidirectional optical subassembly, and a key covering the bidirectional optical subassembly and the printed circuit board. And a water case.
  • the crosstalk reducing structure includes a layer formed on the inner surface of the cap and capable of absorbing infrared rays.
  • the crosstalk reducing structure is disposed between the laser diode and the photodiode, and physically blocks stray light from the laser diode to the photodiode. It is characterized by including the block to obtain.
  • the crosstalk reducing structure includes a grease disposed at a rear position of the laser diode and capable of absorbing the rear light of the laser diode.
  • the stem includes a disk-shaped pedestal, and a protrusion that vertically protrudes therefrom and mounts a silicon substrate on which the laser diode and the photodiode are mounted.
  • a transmission-side lead pin group and a reception-side lead pin group that are disposed through the stem are provided, and a stem protrusion having a ground potential is disposed in the vicinity of the transmission-side lead pin group.
  • a nineteenth aspect of the present invention includes, in the fourteenth aspect, a transimpedance amplifier for amplifying a reception signal from a photodiode, wherein the stroke reduction structure includes a laser diode or an electrode pad connected thereto.
  • the stroke reduction structure includes a laser diode or an electrode pad connected thereto.
  • Wire pairs, each wire pair being laid so as to be substantially orthogonal to each other.
  • the twentieth aspect further includes a receptacle and an optical filter provided at a light entrance / exit end on the cap side of the receptacle and inclined at a predetermined angle with respect to the optical axis.
  • FIG. 1 is a perspective view of a bidirectional optical subassembly (micro BOSA) of the present embodiment.
  • FIG. 2A is a side view of micro BOSA.
  • FIG. 2B is an end view of micro BOSA.
  • FIG. 2C is a circuit diagram of micro BOSA.
  • FIG. 3 is a perspective view of an optical transceiver.
  • FIG. 4A is a plan view of the optical transceiver.
  • FIG. 4B is an end view of the optical transceiver.
  • FIG. 4C is a side view of the optical transceiver.
  • FIG. 5 is a perspective view of an optical transceiver with an outer case attached.
  • FIG. 6 is a perspective view of a micro BOSA chip.
  • FIG. 7 is a perspective view of a receptacle.
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a can cap.
  • FIG. 9 is a plan view of a micro BOSA chip.
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration in which the fat is deposited on the stem.
  • FIG. 11 is a diagram showing a configuration in which resin is deposited on a silicon substrate.
  • FIG. 12A is a diagram showing the arrangement of each wiring on the transmission side and reception side in the can cap.
  • FIG. 12B is a top view of the stem protrusion.
  • FIG. 13 is a diagram showing a relationship in which a printed circuit board is sandwiched between lead pins that also project a can cap force.
  • FIG. 14A is a diagram showing a process of numbering stems.
  • FIG. 14B is a diagram showing a step of die bonding (DB) a micro BOSA chip.
  • FIG. 14C A diagram showing a process of mounting a circuit board.
  • FIG. 14D is a diagram showing a step of die bonding TIA.
  • FIG. 14E is a diagram showing a step of performing vacuum baking.
  • FIG. 14F is a diagram showing a step of aligning and fixing the cap.
  • FIG. 14G is a view similar to FIG. 14F.
  • FIG. 14H is a diagram showing a process of performing YAG welding.
  • FIG. 1 is a perspective view of the micro-compact bi-directive optical subassembly (hereinafter referred to as micro BOSA) 1 according to the present embodiment.
  • FIGS. 2A and 2B are It is a side view and an end view, respectively, of this micro BOSA1.
  • Fig. 2C is a circuit diagram of the microphone port BOSA1.
  • FIG. 3 is a perspective view of an optical transceiver assembly 5 in which a printed circuit board 3 for transmission and reception (for driving and electrical interface) is assembled to the micro BOSA 1.
  • 4A, 4B, and 4C are a plan view, an end view, and a side view, respectively, of the optical transceiver assembly 5.
  • This optical transceiver 6 is a wavelength division multiplexing (WDM) type optical transceiver that transmits and receives two wavelengths of 1310 nm band and 1490 nm band to one optical fiber.
  • WDM wavelength division multiplexing
  • micro BOSA 1 of the present embodiment is summarized as follows: an optical device capable of realizing at least an optical bidirectional function is compactly accommodated in a single can-shaped cap (or knocker). As described later, it is said that it has successfully solved inconveniences such as stray light. I can.
  • Micro BOSA1 for example, has a total length of about 16.4 mm and a diameter of about 6.6 mm, and is small enough to be easily incorporated into a conventional SFF (Small Form Factor) transceiver package. At first glance, the micro-BOAS1 may appear to look like TO coaxial OSA (Optical Subassembly).
  • SFF Small Form Factor
  • the micro BOSA 1 basically includes a micro BOSA chip 9, a stem 11 on which the micro BOSA chip 9 is mounted, and a ball lens for covering and sealing the micro BOSA chip 9.
  • Cap hereinafter “can cap” or generic “T 0-CAN” may be used
  • receptacle for example, SC type optical connector
  • connecting cylindrical part 17 for connecting 15 together.
  • a micro BOSA chip 9 includes, for example, a 2.4 mm X 2.4 mm silicon substrate (SiOB: silicon optical bench) 19 and the following various components mounted on the silicon substrate.
  • each chip includes laser diode LD and photodiode PD, two silicon microlenses SL, and a wavelength division multiplexing filter (hereinafter referred to as WDM filter) 25.
  • the PD chip is mounted on the silicon substrate 19 via the glass substrate 27.
  • a TIA (transimpedance amplifier) 29 and a ceramic substrate (circuit board 31) are mounted on the silicon substrate 19.
  • the LD chip, PD chip and WDM filter 25 used can be composed of general-purpose parts that are mass-produced at low cost for conventional optical components.
  • the two silicon microlenses SL are so-called diffractive lenses, and are for realizing a spatially coupled single-core bidirectional function in a compact manner.
  • one silicon microlens SL is arranged between the LD chip and the WDM filter 25, and is used for collimating the light emitted from the LD chip (for example, 1310 nm), for example. It is an aspherical proximity silicon microlens.
  • the other silicon microlens SL is arranged between the PD chip and the WDM filter 25, and converges incident light (for example, 1490 nm) from the WDM filter 25 and guides it to the PD, for example, an aspherical proximity. It is a silicon microlens.
  • A indicates the optical path of the 1310 nm output signal.
  • B shows the optical path of the 1490 nm input signal.
  • Both silicon microlenses SL can be manufactured with high accuracy at low cost based on conventional silicon LSI manufacturing technology.
  • Each silicon microlens SL is surface-mounted by, for example, a corresponding V groove (not shown) provided in the silicon substrate 19 by the nosential alignment technique. Specifically, positioning and fixing can be performed with high accuracy by physically contacting the side wall of the silicon microlens SL with the corresponding V-groove.
  • the PD of the present embodiment is a so-called PIN photodiode having a structure in which an intrinsic semiconductor layer (intrinsic) is placed in the middle of a pn junction, for example.
  • the PD chip is mounted face-down with the light-receiving surface facing down, and the light that passes through the PD side lens is slightly diffracted downward, converged, reflected by the end face (mirror) of the V-groove, and incident on the upper PD chip. To do. It can also be applied to OLT by switching the wavelength of LD and PD.
  • the can cap 13 with a ball lens is basically composed of a cylindrical cap body with one end closed (that is, a can), and a spherical ball lens BL fixed so as to penetrate through the center of the one end. Configured.
  • the ball lens BL functions as an imaging lens between a single mode optical fiber (SMF) inserted into the receptacle 15 and coupled to the LD chip, and at the same time, the ball lens is located between the PD chip and the SMF. It functions as an imaging lens.
  • SMF single mode optical fiber
  • both LD and PD optical axis alignment can be performed by monitoring only the optical power of the LD output to the SMF without monitoring the PD current.
  • the stem 11 includes a stem disk part 41, a stem projection part 43 extending substantially perpendicularly from one surface of the stem disk part 41, and a plurality of lead pins 45 provided so as to penetrate the stem disk part 41. .
  • the micro BOSA chip 9 is mounted on the stem protrusion 41.
  • the stem disks 41 are aligned horizontally above the center of the stem disk portion 41 (stem 11).
  • the lead pin 45 is a lead pin for the receiving side, and the left force is also labeled N, P, VCC, NC (reserved), and the lead pins 45 aligned horizontally below the center of the stem 11 transmit This is a lead pin for the side and is labeled with the left force GND, LDK, LDA.
  • Each lead pin 45 and the corresponding component are electrically connected by a gold wire to be wire-bonded (refer to the thick solid line in Fig. 1).
  • the micro BOSA 1 and the printed circuit board 3 can be connected and fixed so that the lead pins 45 sandwich the printed circuit board 3 from the upper and lower surfaces (see FIGS. 4A and 4C). ).
  • One side of the printed circuit board 3 is allocated for an optical transmission circuit, and the other side of the printed circuit board 3 is allocated for an optical reception circuit (thus, an individual chip set can be used).
  • a ground plane is provided in the intermediate layer of the printed circuit board 3.
  • a receptacle 15 is a connector for optically connecting a single mode optical fiber SMF and a ball lens BL, and holds the SMF, for example, a fiber made of Zirconia ceramics. It has a stub 47.
  • a long-wavelength cut filter (optical filter 49) (cutting over 1550 mm) is attached to the end face of the receptacle 15 that is angled at a predetermined angle of the optical input / output end on the small cap side.
  • Ethernet registered trademark
  • PON EPON
  • the first configuration is a configuration in which a layer LYR that absorbs infrared rays is provided on the inner surface of the can cap 13.
  • a method for forming the layer LYR for example, there are a method using a plating method and a method for applying a resin.
  • METSUKI is excellent in that the thickness can be easily controlled, it can be processed thinly and uniformly, and many caps can be processed at once.
  • EPO-TEK H62 (trade name) manufactured by Epoxy Technology, USA was superior.
  • This is a one-component, black-type industrial functional bonding material with an aluminum filler that is used for CMOS chip coating and ferrite fixation, and has excellent adhesive strength for selecting materials such as ferrite and glass. It is a resin that has moderate flexibility and can be stored at room temperature (from the data of Daizo Co., Ltd.-Chimori Division) (Excerpt).
  • the second configuration is a configuration in which a block is disposed between the transmission LD and the reception PD to physically block stray light. That is, since the light emitted from the transmitting LD becomes stray light due to the coupling loss with the lens, a stray light blocking block is provided to block the stray light from entering the receiving PD.
  • the ceramic substrate (circuit board 31) can function as a block of force as described above.
  • thick solid arrows indicate stray light.
  • reception characteristics can be improved by reducing reception noise, and at the same time, high-density mounting can be realized.
  • a single-layer circuit for mounting capacitors for driving various ICs may be formed on an alumina ceramic substrate or an aluminum nitride ceramic substrate.
  • the LD driver for optical subscriber line termination unit (ONU) used in passive optical network (PON) is used in burst mode, it is difficult to control the output with the control method using monitor PD. Independent control is used.
  • monitor PD is not implemented. In such a case, the light emitted from behind the LD becomes stray light in the can cap 13 as it is and may be coupled to the receiving PD.
  • the first configuration is a configuration in which a predetermined grease is deposited (potting) at the LD rear position on the stem 11, and the second configuration is shown in Fig. 11.
  • a predetermined resin is deposited at a position behind the LD on the silicon substrate 19 on which the LD is mounted.
  • the predetermined grease 53 disposed on the rear side of the LD effectively absorbs the LD rear light (in FIGS. 10 and 11, the thick solid arrow indicates stray light). For this reason, it has been experimentally confirmed that the stray light directed to the receiving PD is greatly reduced, the noise due to the stray light is reduced, and the reception characteristics are remarkably improved as compared with the case where this resin is not provided. It was.
  • this resin the same resin as that suitable for application to the inner surface of the can cap 13 can be adopted.
  • the signal wiring for transmission and reception is close.
  • the distance between the transmitter circuit and the receiver circuit is about 2 mm, and it is impossible to reduce the force, and it is very difficult to reduce electrical crosstalk. Solved.
  • the following three configurations are provided according to the present invention.
  • the first configuration includes a bonding wire (transmission side wire (gold wire)) on the transmission side LD and a bonding wire (reception side) on the reception side PD inside the can cap 13.
  • the parts are arranged so that the wiring (gold wire) on the side is substantially orthogonal (in the figure, the thick solid line indicates the gold wire). This can reduce crosstalk between transmission and reception wires (gold wires).
  • lead pins 45 (two in the figure) for the transmission side are provided from the surface of the silicon substrate 19.
  • the lead pins 45 (four in the figure) for the receiving side are arranged above the surface of the silicon substrate 19 so that the ground constituent metal is positioned near the lead pin on the transmitting side. This can reduce electrical crosstalk.
  • the third configuration is a series of lead pins 45 projecting outward on the opposite side of the stem 11 (stem disc portion 41) from the can cap 13 as shown in FIG.
  • the lead pins 45 (N, P, VCC, NC) for the receiving side (upper side in the figure) and the lead pins 45 (LDK, LD A) for the transmitting side (lower side in the figure) and the lead pin 45 for ground,
  • the printed circuit board 3 having a ground layer as an inner layer is disposed between them.
  • Each lead pin 45 is connected and fixed to the printed circuit board 3 in a state of being straightly extended.
  • an analog video signal for example, 1550 nm
  • the cut signal becomes stray light and becomes a noise of the digital received signal.
  • the receptacle end surface is a polished surface inclined by a predetermined angle (for example, 6 ° to 8 °), and an analog video signal cut filter (long wavelength cut) is provided on this polished surface.
  • a predetermined angle for example, 6 ° to 8 °
  • an analog video signal cut filter long wavelength cut
  • the filter 49 is attached to the obliquely polished surface of the receptacle 15 with the filter surface facing outward, the analog signal is reflected by the filter 49 and goes out to the cladding of the fiber SMF, where it is applied to the fiber coating. Absorbed. For this reason, compared to an internal filter, the cut analog video signal does not enter the digital reception system and is removed externally. As a result, the reception characteristics of the digital signal are affected by the analog signal. Disappear.
  • a silver paste is applied, and then a ceramic substrate (circuit board 31) is mounted. Similarly, a capacitor (capacitor) is mounted.
  • vacuum baking vacuum drying is performed at 140 ° C for 4 hours.
  • the can cap 13 is attached by projection welding so that the micro BOSA chip 9 is hermetically sealed with the can cap 13 with the ball lens BL. After that, He check, bubble leak check, electro-optical property test, and appearance inspection are performed. (H) Alignment YAG:
  • the connecting cylindrical part 17 is set on the can cap 13, and YAG laser welding (through welding) is performed after alignment, and the connecting cylindrical part 17 is fixed.
  • the receptacle 15 is set on the connecting cylindrical part 17, and after alignment, YAG laser welding (fillet welding) is performed, and the receptacle 15 is fixed.
  • micro BOS A1 After the end of welding, functional inspection and appearance inspection are performed. This completes the micro BOS A1.
  • an optical transceiver incorporating the micro BOSA according to the present invention was prototyped and the optical characteristics were measured. As a result, it has been demonstrated that in bidirectional communication at 1.25 Gbit / s, it has a minimum photosensitivity of ⁇ 28.5 dBm, which is low enough to be used in a Gigabit 'Ethernet PON transceiver. It is clear that this micro BOSA can also be applied to the OLT side.
  • the structure is simple and easy to manufacture, and it is possible to provide an ultra-compact BOSA with a simple structure that has successfully solved the optical and electrical crosstalk problem, contributing to further leap forward in bidirectional optical communication. .

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Abstract

　光トランシーバであって、双方向光サブアセンブリと、双方向光サブアセンブリのための光送受信用のプリント回路基板と、双方向光サブアセンブリおよびプリント回路基板を覆うアウターケースと、を含む。双方向光サブアセンブリは、レーザダイオードと、フォトダイオードと、レーザダイオードおよびフォトダイオードを搭載するためのステムと、レーザダイオードおよびフォトダイオードを、ステムと協働して密封するためのキャップと、光学および／または電気クロストーク低減のためのクロストーク低減構造と、を含む。クロストーク低減構造は、例えば、キャップの内面に形成され、赤外線を吸収し得る層を含むことができる。

Description

一芯双方向光モジュール
技術分野
[0001] 本発明は、一芯双方向光モジュールに関し、より具体的には、その要部を構成する 双方向光サブアセンブリおよびそれを組み込むトランシーバに関する。
背景技術
[0002] 近年、高速'大容量通信という巿場ニーズのために加入者系通信網の光ファイバ 化が急カ卩速し、その通信方式として、 1本のシングルモード光ファイバに 1310 nm帯と 1490 nm帯の 2波長で送信および受信を行う波長分割多重方式 (WDM： Wavelength Division Multiplexing)が脚光を浴びている。特に、局対宅が 1対 nである受動光ネット ワーク（PON : Passive Optical Network)システムが注目され、局側のための 1490 nm 送信 Z1310 nm受信（OLT : Optical Line Terminal)用の一芯双方向光モジュールと、 宅側のための 1310 nm送信 Z1490 nm受信（光加入者線終端装置（ONU: Optical Ne twork Unit) )用の一芯双方向光モジュールの開発が活発化し、膨大な数量が見込 まれる ONU用モジュールの小型ィ匕 '低コストィ匕が希求されている。
一芯双方向光モジュールの要部を構成する双方向光サブアセンブリ (bi-directiona 1 optical subassembly) (以下、 BOSA)は、通常、レーザダイオード（LD)用とフォトダイ オード（PD)用の 2つのパッケージ（即ち、 TO- CANと呼ばれるキャンキャップでそれ ぞれパッケージングされたもの）と、ファイバビグティルと、波長分割多重 (WDM)フィ ルタと、それらを保持するためのハウジングと力 構成される。 LD用キャンキャップと P D用キャンキャップは、直角に配置され、 LD用および PD用の接続ピンも直角を成す。 それらのピンの間の距離寸法は、送信側と受信側の間の電気クロストークを低減する ために、相対的に長くしなければならない。
このような 2つの TO- CANから成るタイプの BOSAの場合、設計の自由度が阻害され 、構造が複雑となりがちであり、多数の製造工程が不可欠なために製造コストの低減 が困難である等といった課題があった。
これを解決するために、単一の TO- CANの内部に、 LDおよび PDの各チップやそれ ぞれの光学系 ·電気系を一括して収容配置する構造が提案されて!、る (例えば、特 許文献 1参照)。
特許文献 1：米国特許出願公開第 2005/0084268号
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] しかしながら、上記 TO- CANの中に送受信のための光要素および電気要素を一括 して収容する構造の場合、光クロストーク (迷光）および電気クロストークと ヽつた電気 的および光学的な干渉が大きな障害となり、小型化および低コスト化は著しく困難で あるのが実情である。
そこで、本発明では、単一の TO-CANパッケージの中に送受信の光要素を合理的 に収容しつつ、不可避と考えられるクロストークを抜本的に改善 (低減)できる光モジ ユールを実現することをその課題とする。
課題を解決するための手段
[0004] 上記課題を解決するために、本発明の第 1の態様 (aspect)は、双方向光サブァセ ンブリであって、レーザダイオードと、フォトダイオードと、レーザダイオードおよびフォ トダイオードを、ステムと協働して密封するためのキャップと、光学および Zまたは電 気クロストーク低減のためのクロストーク低減構造と、を含むことを特徴とする。
本発明の第 2の態様は、第 1態様において、前記クロストーク低減構造は、キャップ の内面に形成され、赤外線を吸収し得る層を含むことを特徴とする。
本発明の第 3の態様は、第 2態様において、前記層は、黒色メツキ層を含むことを 特徴とする。
本発明の第 4の態様は、第 2態様において、前記層は、榭脂層を含むことを特徴と する。
本発明の第 5の態様は、第 1態様において、前記クロストーク低減構造は、レーザダ ィオードとフォトダイオードとの間に配設され、レーザダイオードからフォトダイオード への迷光を物理的に阻止し得るブロックを含むことを特徴とする。
本発明の第 6の態様は、第 5態様において、前記ブロックは、電子部品（例えば、レ 一ザダイオードおよび Zまたはフォトダイオード)を実装するための回路基板を含むこ とを特徴とする。
本発明の第 7の態様は、第 1態様において、前記クロストーク低減構造は、レーザダ ィオードの後方位置に配設され、レーザダイオードの後方光を吸収し得る榭脂を含 むことを特徴とする。
本発明の第 8の態様は、第 7態様において、レーザダイオードおよびフォトダイォー ドが実装されるシリコン基板を更に含み、前記榭脂は、シリコン基板上に配設されるこ とを特徴とする。
本発明の第 9の態様は、第 7態様において、ステムは、円盤状の台座と、そこから垂 直に突出し、レーザダイオードおよびフォトダイオードが実装されるシリコン基板を搭 載する突起と、を有し、前記榭脂は、ステムの台座に配設されることを特徴とする。 本発明の第 10の態様は、第 1態様において、ステムは、円盤状の台座と、そこから 垂直に突出し、レーザダイオードおよびフォトダイオードが実装されるシリコン基板を 搭載する突起と、を有し、ステムに貫通配置される送信側用のリードピン群および受 信側用のリードピン群が設けられ、送信側用のリードピン群の近傍にグランド電位をも っステム突起が配設されることを特徴とする。
本発明の第 11の態様は、第 1態様において、フォトダイオードからの受信信号を増 幅するためのトランスインピーダンスアンプを含み、前記ストローク低減構造は、レー ザダイオードまたはそこに接続された電極パッドと送信側リードピンを接続するワイヤ 対と、フォトダイオードまたはそこに接続された電極パッドとトランスインピーダンスアン プを接続するワイヤ対と、トランスインピーダンスアンプと受信佃 jリードピンを接続する ワイヤ対と、を含み、それぞれのワイヤ対同士が互いに略直交するように敷設される ことを特徴とする。
本発明の第 12の態様は、第 1態様において、ステムは、円盤状の台座と、そこから 垂直に突出し、レーザダイオードおよびフォトダイオードが実装されるシリコン基板を 搭載する突起と、を有し、送信側用のリードピン群と受信側用のリードピン群とを含む 、複数の電気接続用のリードピンは、ステムに貫通配置され、ステム突起とは反対の 側で送信側用のリードピン群と受信側用のリードピン群の 2つのグループに分けられ 、双方が平行に配置される構成を有し、その 2つのグループの間には、内層にブラン ド層を有するプリント回路基板が配設されることを特徴とする。
本発明の第 13の態様は、第 1態様において、レセプタクルと、レセプタクルのキヤッ プ側の光出入端に設けられ、光軸に対して所定角度傾いている光学フィルタと、を更 に含むことを特徴とする。
本発明の第 14の態様は、光トランシーバであって、レーザダイオードと、フォトダイ オードと、レーザダイオードおよびフォトダイオードを、ステムと協働して密封するため のキャップと、光学および Zまたは電気クロストーク低減のためのクロストーク低減構 造と、を含む双方向光サブアセンブリと、双方向光サブアセンブリのための光送受信 用のプリント回路基板と、双方向光サブアセンブリおよびプリント回路基板を覆うァゥ ターケースと、を含むことを特徴とする。
本発明の第 15の態様は、第 14態様において、前記クロストーク低減構造は、 キャップの内面に形成され、赤外線を吸収し得る層を含むことを特徴とする。
本発明の第 16の態様は、第 14態様において、前記クロストーク低減構造は、レー ザダイオードとフォトダイオードとの間に配設され、レーザダイオードからフォトダイォ ードへの迷光を物理的に阻止し得るブロックを含むことを特徴とする。
本発明の第 17の態様は、第 14態様において、前記クロストーク低減構造は、レー ザダイオードの後方位置に配設され、レーザダイオードの後方光を吸収し得る榭脂を 含むことを特徴とする。
本発明の第 18の態様は、第 14態様において、ステムは、円盤状の台座と、そこか ら垂直に突出し、レーザダイオードおよびフォトダイオードが実装されるシリコン基板 を搭載する突起と、を有し、ステムに貫通配置される送信側用のリードピン群および 受信側用のリードピン群が設けられ、送信側用のリードピン群の近傍にグランド電位 をもつステム突起が配設されることを特徴とする。
本発明の第 19の態様は、第 14態様において、フォトダイオードからの受信信号を 増幅するためのトランスインピーダンスアンプを含み、前記ストローク低減構造は、レ 一ザダイオードまたはそこに接続された電極パッドと送信側リードピンを接続するワイ ャ対と、フォトダイオードまたはそこに接続された電極パッドとトランスインピーダンスァ ンプを接続するワイヤ対と、トランスインピーダンスアンプと受信側リードピンを接続す るワイヤ対と、を含み、それぞれのワイヤ対同士が互いに略直交するように敷設され ることを特徴とする。
本発明の第 20の態様は、第 14態様において、レセプタクルと、レセプタクルのキヤ ップ側の光出入端に設けられ、光軸に対して所定角度傾いている光学フィルタと、を 更に含むことを特徴とする。
発明の効果
[0006] 性能を従来と同等もしくは其れ以上に維持しつつ、構成部品の部品点数を劇的に 低減でき、構造簡単かつ製造容易なために、低コスト'大量生産が可能となる。 本発明の上記及び他の目的、作用 ·効果等については、添付図面及び本発明の 実施形態の記載から、当業者に明らかになろう。
図面の簡単な説明
[0007] [図 1]本実施形態の双方向光サブアセンブリ（マイクロ BOSA)の斜視図である。
[図 2A]マイクロ BOSAの側面図である。
[図 2B]マイクロ BOSAの端面図である。
[図 2C]マイクロ BOSAの回路図である。
[図 3]光トランシーバの斜視図である。
[図 4A]光トランシーバの平面図である。
[図 4B]光トランシーバの端面図である。
[図 4C]光トランシーバの側面図である。
[図 5]アウターケースを取り付けた光トランシーバの斜視図である。
[図 6]マイクロ BOSAチップの斜視図である。
[図 7]レセプタクルの斜視図である。
[図 8]キャンキャップの縦断面図である。
[図 9]マイクロ BOSAチップの平面図である。
[図 10]ステム上に榭脂を盛る構成を示す図である。
[図 11]シリコン基板上に榭脂を盛る構成を示す図である。
[図 12A]キャンキャップ内における送信側および受信側の各配線の配置を示す図で ある。 [図 12B]ステム突起部の上面図である。
圆 13]キャンキャップ力も突出するリードピンでプリント基板が挟まれる関係を示す図 である。
[図 14A]ステムに番号付けを行う工程を示す図である。
[図 14B]マイクロ BOSAチップをダイスボンディング（DB)する工程を示す図である。 圆 14C]回路基板を搭載する工程を示す図である。
[図 14D]TIAをダイスボンディングする工程を示す図である。
[図 14E]真空べ一キングを行う工程を示す図である。
[図 14F]キャップを調芯固定する工程を示す図である。
[図 14G]図 14Fと同様の図である。
[図 14H]YAG溶接を行う工程を示す図である。
符号の説明
1 マイクロ BOSA
3 プリント回路基板
5 光トランシーバアセンブリ
6 光トランシーバ
7 アウターケース
9 マイク nBOSAチップ
11 ステム
13 キャンキャップ
15 レセプタクル
17 接続用円筒部品
19 シリコン基板
25 WDMフイノレタ
27 ガラス板
29 TIA
31 回路基板
41 ステム円盤部 43 ステム突起部
45 リードピン
47 ファイノくスタブ
49 光学フィルタ
53 榭脂
A 1310 nm帯出力信号の光経路
B 1490 nm帯入力信号の光経路
BL ボーノレレンズ
LD レーザダイオード
LYR 層
PD フォトダイオード
SL シリコンマイクロレンズ
発明を実施するための最良の形態
[0009] 以下、本発明の一実施の形態を説明する力 本発明はこれに限定されるものでは な！、ことは 、うまでもな！/、。
図 1は、本実施形態の超小型の双方向光サブアセンブリ（micro-compact bi-directi onal optical subassembly) (以下、マイクロ BOSAという） 1の斜視図であり、図 2Aおよ び図 2Bは、このマイクロ BOSA1のそれぞれ側面図と端面図である。図 2Cは、このマ イク口 BOSA1の回路図である。図 3は、送信および受信等のための（駆動用および電 気インターフェース用）プリント回路基板 3をマイクロ BOSA1に組み付けて成る光トラ ンシーバアセンブリ 5の斜視図である。図 4A、図 4B、図 4Cは、この光トランシーバァ センプリ 5のそれぞれ平面図、端面図、側面図である。図 5は、所定のアウターケース 7を取り付けた光トランシーバ 6の斜視図である。この光トランシーバ 6は、 1本の光フ アイバに 1310 nm帯と 1490 nm帯の 2波長で送受信を行う波長分割多重 (WDM : Wave length Division Multiplexing)方式の光トランシーノ である。
[0010] 本実施形態のマイクロ BOSA1は、その実体を要約すると、少なくとも光双方向機能 を実現し得る光デバイスが単一の缶状のキャップ (或いは、ノ ッケージ）にコンパクト に収容されながらも、後述するように迷光などの不都合を見事に解決し得たものと言 うことができる。
マイクロ BOSA1は、例えば、全長が約 16.4 mm、直径が約 6.6 mmであって、従来の SFF (Small Form Factor)トランシーバパッケージに容易に組み込み得る程に十分に 小さいものである。マイクロ BOAS1は、一見すると、 TO同軸 OSA (Optical Subassembl y)のような外観を呈するとも 、える。
[0011] 図 1を参照すると、マイクロ BOSA1は、基本的に、マイクロ BOSAチップ 9と、マイクロ BOSAチップ 9が搭載されるステム 11と、マイクロ BOSAチップ 9を覆って密封シール するためのボールレンズ付きキャップ（以下、「キャンキャップ」、或いは、一般的な「T 0- CAN」という用語を用いる場合がある） 13と、レセプタクル (例えば、 SC形の光コネ クタ） 15と、キャンキャップ 13およびレセプタクル 15を連結するための接続用円筒部 品 17と、を含む。
[0012] 図 6を参照すると、マイクロ BOSAチップ 9は、例えば、 2.4 mm X 2.4 mmのシリコン基 板 (SiOB :シリコンォプチカルベンチ） 19と、これに実装される次の各種部品、すなわ ち、レーザダイオード LDおよびフォトダイオード PDの各チップと 2つのシリコンマイクロ レンズ SLと波長分割多重フィルタ（以下、 WDMフィルタ） 25とを含む。 PDチップは、ガ ラス基板 27を介してシリコン基板 19上に実装される。シリコン基板 19上には、他に、 TIA (トランスインピーダンスアンプ) 29と、セラミック基板（回路基板 31)とが実装され る。
使用される LDチップと PDチップと WDMフィルタ 25は、従来の光コンポーネントのた めに低コストで大量生産される汎用部品で構成できる。
[0013] 2つのシリコンマイクロレンズ SLは、いわゆる回折レンズであって、空間結合型の一 芯双方向機能をコンパクトに実現するためのものである。
図 6から理解され得るように、一方のシリコンマイクロレンズ SLは、 LDチップと WDM フィルタ 25との間に配置され、 LDチップからの出射光（例えば、 1310 nm)をコリメート するための、例えば、非球面の近接シリコンマイクロレンズである。他方のシリコンマイ クロレンズ SLは、 PDチップと WDMフィルタ 25との間に配置され、 WDMフィルタ 25から の入射光（例えば、 1490 nm)を収束させて PDに導くための、例えば、非球面の近接 シリコンマイクロレンズである。図 6において、 Aは、 1310 nm出力信号の光経路を示し 、 Bは、 1490 nm入力信号の光経路を示す。
両シリコンマイクロレンズ SLは、従来のシリコン LSI製造技術に基づいて低コストで高 精度に製作できる。各シリコンマイクロレンズ SLは、ノ ッシブァライメント技術により、 例えば、シリコン基板 19に設けた対応する V溝（図示せず）に表面実装される。詳細 には、対応 V溝に対してシリコンマイクロレンズ SLの側壁を物理的に接触させることに よって高精度に位置決め固定できる。
[0014] 本実施形態の PDは、例えば、真性半導体の層（intrinsic)を pn接合の中間に置く構 造から成る、いわゆる PINフォトダイオードである。 PDチップは、受光面を下向きにし てフェースダウン実装され、 PD側レンズを通った光は、下側に若干回折し、収束され V溝の端面 (ミラー）で反射され、上方側 PDチップに入射する。 LDの波長と PDの波長 を入れ替えることにより、 OLTへも適用できる。
尚、本実施形態のマイクロ BOSAチップに、ビデオ信号用のアナログ PDチップゃシ リコンマイク口レンズや他の WDMフィルタを単に追加することにより、本願発明の適用 な 、し応用の範囲を 、わゆるトライプレクサ (triplexer)まで容易に拡大させることが可 能である。
[0015] ボールレンズ付きキャンキャップ 13は、一端が閉じた円筒状 (すなわち、缶状)のキ ヤップ本体と、該一端の中央に貫通するように固定された球状のボールレンズ BLと、 から基本的に構成される。
ボールレンズ BLは、レセプタクル 15に挿入されて結合されるシングルモード光ファ ィバ（SMF)と LDチップとの間の結像レンズとして機能し、同時に、ボールレンズは、 P Dチップと SMFとの間の結像レンズとして機能する。
この共用の結像レンズ構造のために、 LDおよび PD双方の光軸調整（ァライメント） は、 PD電流を監視することなぐ SMFへの LD出力の光パワーのみ監視することにより 実施できる。
[0016] ステム 11は、ステム円盤部 41と、ステム円盤部 41の一面から略垂直に延びるステ ム突起部 43と、ステム円盤部 41を貫通するように設けられる複数のリードピン 45と、 を含む。前述したように、ステム突起部 41にマイクロ BOSAチップ 9が搭載される。
[0017] 図 2Bにおいて、ステム円盤部 41 (ステム 11)の中心よりも上側で水平一列に並ん だリードピン 45は、受信側用のリードピンであって、左力も N、 P、 VCC、 NC (予備）と 記号付けされ、ステム 11の中心よりも下側で水平一列に並んだリードピン 45は、送信 側用のリードピンであって、左力 GND、 LDK、 LDAと記号付けされる。各リードピン 4 5と対応する部品とは、ワイヤボンディングされる金線（図 1における太 ヽ実線を参照 のこと）によって電気的に接続される。
[0018] 斯カるリードピン 45の配置構成により、リードピン 45がプリント回路基板 3をその上 下面から挟み込むようにして、マイクロ BOSA1とプリント回路基板 3とを接続固定でき る（図 4Aおよび図 4C参照）。
プリント回路基板 3の一方面は、光送信回路用に、プリント回路基板 3の他方面は、 光受信回路用に割り振られる（従って、個別チップセットの使用可能)。そして、プリン ト回路基板 3の中間層には、グランド面が設けられる。このように、光送信系統と光受 信系統とがプリント回路基板 3のグランド層によって隔てられるので、電気クロストーク を効率良く低減することが可能になる。
[0019] 図 7を参照すると、レセプタクル 15は、シングルモード光ファイノく SMFとボールレン ズ BLとを光学的に接続するためのコネクタであって、 SMFを保持する、例えばジルコ 二アセラミックス製のファイバスタブ 47を有する。レセプタクル 15の小型キャップ側の 光入出力端の所定角度に角度付けされた端面には、長波長カットフィルタ (光学フィ ルタ 49) (1550應帯以上カット）が取り付けられる。この構成により、例えば、イーサネ ット（登録商標） PON (EPON)を利用する場合にあっては、 1550 nm帯のアナログビデ ォ信号のような他の長波長の光信号が配信される力 これが PDに到達すること及び 光ファイバに反射されることを効果的に抑制できる。この効果は、レセプタクルだけで なぐビグティル形状でも得ることが可能である。
[0020] 上記記載からも良く理解されるように、本実施形態では、 LDおよび PDの両チップを 単一のキャンキャップ 13に収容配置したことによって生じる虞のある不都合 (特に、 光クロストーク (迷光)や電気クロストーク）が見事に解決されている。以下、これにつき 簡潔に説明する。
[0021] (1)迷光対策 1
送信用 LDから出射された光 (前方光 ·後方光の両方）のうち、ファイバやモニタ PD へ結合されないものは、キャンキャップ (パッケージ） 13の内部で迷光となり、受信用 P
Dへ結合されてノイズとなって受信特性を劣化させてしまう虞がある。
これを解決するために、本発明に従い、例えば次のような 2つの構成 (第 1および第
2の構成）が提供される。尚、両構成は、単独で或いは重畳的に採用できる。
[0022] 第 1の構成は、図 8に示されるように、キャンキャップ 13の内面に、赤外線を吸収す る層 LYRを設ける構成である。層 LYRの形成方法としては、例えば、メツキ〖こよる方法 と、榭脂を塗布する方法がある。
メツキによる方法の場合、赤外線 (迷光）を吸収するメツキ、特に、黒色ニッケルメッ キをキャンキャップ 13の内面に施す。これにより、 LDから出射された光力^ツキ層（LY
R)に吸収され、迷光が生じない。メツキは、厚みコントロールが容易で薄く均一に処 理でき、一度に多数のキャップ処理ができる点で優れて 、る。
[0023] キャンキャップ内面に次のようなやり方で形成した幾つかの黒色メツキ層について、 赤外線吸収特性の優劣にっ 、て実験した。
(a)電解ニッケルメツキによって形成
(b)無電解ニッケルメツキによって形成
(c)ブラスト処理後に電解ニッケルメツキによって形成
(d)ブラスト処理後に無電解ニッケルメツキによって形成
この実験結果として、 (c)の『ブラスト処理後に電解ニッケルメツキによって形成した 黒色メツキ層』の赤外線吸収特性が非常に優れていることが確認された。
[0024] 榭脂を塗布する方法の場合、赤外線 (迷光）の吸収効率の高！ヽ榭脂をキャンキヤッ プ 13の内面に塗布する。メツキの施せない金属 (ステンレス)等にも榭脂塗布が可能 であり、一般に流通して 、るレンズキャップにも後加工 (榭脂塗布)できる点で優れて いる。
榭脂としては、幾つか行った実験から、米国 Epoxy Technology社の EPO-TEK H62 (商品名）が優れていることが確認された。これは、 CMOSチップコートやフェライト固 定などに用いられる、アルミフイラ一入りの一液性の黒色タイプの産業用機能性接合 材料であって、フェライト、ガラス等の材質を選ばすに優れた接着力と適度な柔軟性 を有し、室温保存可能な榭脂である (株式会社ダイゾー -チモリ事業部の資料より 抜粋)。
[0025] 第 2の構成は、送信用 LDと受信用 PDの間にブロックを配置して、迷光を物理的に 遮断する構成である。すなわち、送信用 LDからの出射光がレンズとの結合損によつ て迷光となるため、この迷光が受信用 PDに入射しないように遮断する迷光遮断用ブ ロックを設ける。
図 9から理解され得るように、前述したセラミック基板（回路基板 31)力 のブロックと しての機能を果たすことができる。同図で、太い実線の矢印が迷光を示している。 斯カる第 2構成により、受信ノイズの低減による受信特性の向上が可能になると同 時に、高密度実装の実現が可能になる。より具体的な構成としては、例えば、アルミ ナセラミック基板ゃ窒化アルミセラミック基板に、各種 ICの駆動用のコンデンサを実装 するための一層回路を形成したものが考えられる。
ブロック（回路基板 31)が一定以上の高さを有する場合に、 LD出射光の PDへの回 り込み (迷光）が著しく減少することが実験的に確認された。
[0026] (2)迷光対策 2
受動光ネットワーク (PON)に使用される光加入者線終端装置（ONU)用 LDドライバ は、バーストモードで使用されるため、モニタ PDを用いた制御方法では、出力の制御 が難しいため、モニタ PDによらない制御が用いられる。コノ場合は、モニタ PDは実装 されない。そのような場合、 LDの後方から出射される光は、そのままキャンキャップ 13 の中で迷光となり、受信用 PDへ結合されてしまう虞がある。
これを解決するべぐ LD後方光 (迷光）を吸収するために、本発明に従い、次の 2つ の構成が提供される。
[0027] 第 1の構成は、図 10に示されるように、ステム 11上の LD後方位置に所定榭脂を盛 る（ポッティング)構成であり、第 2の構成は、図 11に示されるように、 LDが実装される シリコン基板 19上の LD後方位置に所定榭脂を盛る構成である。
いずれの構成においても、 LD後方側に配置される所定榭脂 53が LD後方光を効果 的に吸収する（図 10および図 11で、太い実線の矢印が迷光を示している）。このた め、この樹脂が設けられないものと比較して、受信用 PDへ向かう迷光が大幅に減少 し、迷光によるノイズが軽減され、受信特性が著しく改善されることが実験的に確認さ れた。この榭脂としては、前述したキャンキャップ 13内面に塗布するのに適した榭脂 と同じものを採用できる。
[0028] (3)電気クロストーク対策
本実施形態のように超小型のキャンキャップ 13内に LDおよび PDの両チップを収容 する構成の場合、送受信の信号配線が近くなる。具体的には、送信回路及び受信回 路の間の距離が 2 mm程度し力とることができず、電気クロストークの軽減は非常に困 難であるが、本発明によれば、これが見事に解決される。次の 3つの構成が本発明に 従って提供される。
[0029] 第 1の構成は、図 12に示されるように、キャンキャップ 13内部において、送信側 LD のボンディングワイヤ (送信側の配線 (金線)）と、受信側 PDのボンディングワイヤ（受 信側の配線 (金線)）とが略直交するように、部品配置を行う構成である（同図で、太 い実線が金線を示す)。これにより、送受信ワイヤ (金線）間のクロストークを軽減でき る。
[0030] 第 2の構成は、図 12に示されるように、ステム 11 (ステム円盤部 41)のキャンキヤッ プ側において、送信側用のリードピン 45 (図で 2本)をシリコン基板 19の表面より下側 に配置し、受信側用のリードピン 45 (図で 4本)をシリコン基板 19の表面より上側に配 置して、送信側のリードピン近傍にグランド構成金属が位置するように構成する。これ により、電気クロストークを軽減できる。
[0031] 第 3の構成は、上述したように、図 13に示されるように、ステム 11 (ステム円盤部 41) のキャンキャップ 13とは反対の側において、外方に突出する一連のリードピン 45は、 (同図で上側の）受信側用リードピン 45 (N、 P、 VCC、 NC)と（同図で下側の）送信側 用リードピン 45 (LDK、 LD A)およびグランド用のリードピン 45、との 2つのグループに 分けられ、それらの間には、グランド層を内層に有するプリント回路基板 3が配置され る。各リードピン 45は、真っ直ぐ伸びた状態でプリント回路基板 3に接続固定される。
[0032] 以上のような 3つの構成、すなわち、（1)キャンキャップ 13でシールされる内部にお いて、送受信のボンディングワイヤが略直交する構成、（2)送信側リードピン群と受信 側リードピン群がシリコン基板の表面を境にして上下に分けられ、送信側リードピン群 の近傍にはグランド金属が設けられる構成、 (3)キャップシール外の部分力 突出す る送信側および受信側の各リードピンを 2つに分けるように、グランド層を内層に有す るプリント回路基板 3が挟まれる構成により、電気クロストークが著しく低減され且つ送 信側の放射ノイズが相当に分離される。
[0033] (4)反射ロス対策
アナログビデオ信号 (例えば、 1550 nm)を光トランシーバ内部でカットすると、カット された信号は迷光となり、デジタルの受信信号のノイズとなってしまう。
これを解決するために、本発明に従い、上述のようにレセプタクル端面を所定角度（ 例えば、 6° 〜8° )だけ傾いた研磨面とし、この研磨面にアナログビデオ信号カット 用フィルタ (長波長カットフィルタ 49)を貼り付ける構成が提供される。
この構成、すなわち、レセプタクル 15の斜め研磨面にフィルタ 49をフィルタ面を外 側に向けて貼り付ける構成により、アナログ信号は、フィルタ 49で反射されてファイバ SMFのクラッドへ出て行き、ファイバ被覆に吸収される。このため、内部にフィルタを形 成したものに比べて、カットされたアナログビデオ信号がデジタル受信系に入ることが なくなり、外部で除去される結果、デジタル信号の受信特性がアナログ信号に影響さ れなくなる。
[0034] 次には、図 14A〜図 14Hを参照して、本実施形態のマイクロ BOSA1の製造工程の 一例を簡潔に説明する。
(A)ステム番号付け：
レーザによってステム 11にロット番号等を付ける。そして、上記迷光対策用の所 定榭脂 53のポッティングを行う（不図示)。
(B)マイクロ BOSAチップ DB (ダイスボンディング）：
銀ペーストを塗布し、その後、マイクロ BOSAチップ 9をステム 11 (ステム突起部 4 3)上に搭載する。
(C)回路基板搭載：
銀ペーストを塗布し、その後、セラミック基板（回路基板 31)を搭載する。同様に して、キャパシタ（コンデンサ）を搭載する。
(D) TIA DB :
銀ペーストを塗布し、その後、 TIA (トランスインピーダンスアンプ 29)を搭載する (E)真空べ一キング：
例えば、 140°Cで 4時間の真空べ一キング (真空乾燥)処理を施す。
(F) (G)キャップ調芯固定：
ボールレンズ BL付きキャンキャップ 13でマイクロ BOSAチップ 9を密封シールす るように、プロジェクシヨン溶接によってキャンキャップ 13を取付ける。その後に、 Heリ 一クチエック、バブルリークチェック、電気光学特性試験、および、外観検査を行う。 (H)調芯 YAG :
キャンキャップ 13に接続用円筒部品 17をセットして、調芯後に YAGレーザ溶接 (貫通溶接)を行い、接続円筒部品 17を固定する。
次いで、接続円筒部品 17に対してレセプタクル 15をセットして、調芯後に YAGレー ザ溶接 (隅肉溶接)を行い、レセプタクル 15を固定する。
溶接終了後においては、機能検査および外観検査を行う。これにより、マイクロ BOS A1が出来上がる。
[0035] ところで、本発明に係るマイクロ BOSAの試作品を作製して、 25°Cにおける光特性お よび光電特性を計測した。その結果として、しきい値電流 8.0 mA、スロープ効率 137 mW/A、リターンロス 50dB以上（1490 nm)、リターンロス 42dB (1550 nm)、リターンロス 13dB (1310 nm)、カットフィルタロス 46.5 dB (PDに 1310 nm)、カットフィルタロス 43 dB (PDに 1550 nm)、光アイソレーション 47 dB (LDから PDに 1310 nm)という素晴らしいデ ータをたたき出すことができた。
[0036] また、本発明に係るマイクロ BOSAを組み込んだ光トランシーバを試作し、光特性を 計測した。その結果として、 1.25 Gbit/sでの双方向通信において、ギガビット'イーサ ネット（登録商標） PONトランシーバで使用するのに十分なほど低い最小受光感度- 2 8.5 dBmを有することが実証された。尚、このマイクロ BOSAは、 OLT側にも適用できる ことは明らかである。
[0037] 以上、特定の実施形態を参照して本発明を詳細に記載及び図示したが、其の記載 は限定的な意味で解釈されることを意味しておらず、本発明の他の実施形態は、本 願明細書を参照することにより、当業者にとって明らかになろう。すなわち、開示した 実施形態の様々な変更が可能であり、従って、本願の請求の範囲に記載した発明の 範囲から逸脱せずに、其のような変更を行うことができる。
産業上の利用可能性
構造が簡単且つ製造容易であり、光および電気クロストークの問題を良好に解決し 得た構造簡単で超小型の BOSAを提供でき、双方向光通信の更なる飛躍に貢献す ることがでさる。

Claims

請求の範囲
[1] レーザダイオードと、
フォトダイオードと、
レーザダイオードおよびフォトダイオードを搭載するためのステムと、
レーザダイオードおよびフォトダイオードを、ステムと協働して密封するためのキヤッ プと、
光学および Zまたは電気クロストーク低減のためのクロストーク低減構造と、 を含むことを特徴とする双方向光サブアセンブリ。
[2] 請求項 1記載の双方向光サブアセンブリにおいて、
前記クロストーク低減構造は、
キャップの内面に形成され、赤外線を吸収し得る層を含むことを特徴とする双方向 光サブアセンブリ。
[3] 請求項 2記載の双方向光サブアセンブリにおいて、
前記層は、黒色メツキ層を含むことを特徴とする双方向光サブアセンブリ。
[4] 請求項 2記載の双方向光サブアセンブリにおいて、
前記層は、榭脂層を含むことを特徴とする双方向光サブアセンブリ。
[5] 請求項 1記載の双方向光サブアセンブリにおいて、
前記クロストーク低減構造は、
レーザダイオードとフォトダイオードとの間に配設され、レーザダイオード力 フォト ダイオードへの迷光を物理的に阻止し得るブロックを含むことを特徴とする双方向光 サブアセンブリ。
[6] 請求項 5記載の双方向光サブアセンブリにおいて、
前記ブロックは、レーザダイオードおよび Zまたはフォトダイオードのための回路基 板を含むことを特徴とする双方向光サブアセンブリ。
[7] 請求項 1記載の双方向光サブアセンブリにおいて、
前記クロストーク低減構造は、
レーザダイオードの後方位置に配設され、レーザダイオードの後方光を吸収し得る 榭脂を含むことを特徴とする双方向光サブアセンブリ。
[8] 請求項 7記載の双方向光サブアセンブリにおいて、
レーザダイオードおよびフォトダイオードが実装されるシリコン基板を更に含み、 前記榭脂は、シリコン基板上に配設されることを特徴とする双方向光サブアセンブリ
[9] 請求項 7記載の双方向光サブアセンブリにおいて、
ステムは、円盤状の台座と、そこ力も垂直に突出し、レーザダイオードおよびフォト ダイオードが実装されるシリコン基板を搭載する突起と、を有し、
前記榭脂は、ステムの台座に配設されることを特徴とする双方向光サブアセンブリ。
[10] 請求項 1記載の双方向光サブアセンブリにおいて、
ステムは、円盤状の台座と、そこ力も垂直に突出し、レーザダイオードおよびフォト ダイオードが実装されるシリコン基板を搭載する突起と、を有し、
ステムに貫通配置される送信側用のリードピン群および受信側用のリードピン群が 設けられ、
送信側用のリードピン群の近傍にグランド電位をもつステム突起が配設されることを 特徴とする双方向光サブアセンブリ。
[11] 請求項 1記載の双方向光サブアセンブリにおいて、
フォトダイオード力 の受信信号を増幅するためのトランスインピーダンスアンプを 含み、
前記ストローク低減構造は、
レーザダイオードまたはそこに接続された電極パッドと送信側リードピンを接続する ワイヤ対と、
フォトダイオードまたはそこに接続された電極パッドとトランスインピーダンスアンプ を接続するワイヤ対と、
トランスインピーダンスアンプと受信側リードピンを接続するワイヤ対と、 を含み、
それぞれのワイヤ対同士が互いに略直交するように敷設されることを特徴とする双 方向光サブアセンブリ。
[12] 請求項 1記載の双方向光サブアセンブリにおいて、 ステムは、円盤状の台座と、そこ力も垂直に突出し、レーザダイオードおよびフォト ダイオードが実装されるシリコン基板を搭載する突起と、を有し、
送信側用のリードピン群と受信側用のリードピン群とを含む、複数の電気接続用の リードピンは、ステムに貫通配置され、
ステム突起とは反対の側で送信側用のリードピン群と受信側用のリードピン群の 2 つのグループに分けられ、双方が平行に配置される構成を有し、その 2つのグルー プの間には、内層にブランド層を有するプリント回路基板が配設されることを特徴とす る双方向光サブアセンブリ。
[13] 請求項 1記載の双方向光サブアセンブリにおいて、
レセプタクルと、
レセプタクルのキャップ側の光出入端に設けられ、光軸に対して所定角度傾いてい る光学フィルタと、
を更に含むことを特徴とする双方向光サブアセンブリ。
[14] レーザダイオードと、フォトダイオードと、レーザダイオードおよびフォトダイオードを 、ステムと協働して密封するためのキャップと、光学および Zまたは電気クロストーク 低減のためのクロストーク低減構造と、を含む双方向光サブアセンブリと、
双方向光サブアセンブリのための光送受信用のプリント回路基板と、
双方向光サブアセンブリおよびプリント回路基板を覆うアウターケースと、 を含むことを特徴とする光トランシーバ。
[15] 請求項 14記載の光トランシーバにおいて、
前記クロストーク低減構造は、
キャップの内面に形成され、赤外線を吸収し得る層を含むことを特徴とする光トラン シーバ。
[16] 請求項 14記載の光トランシーバにおいて、
前記クロストーク低減構造は、
レーザダイオードとフォトダイオードとの間に配設され、レーザダイオード力 フォト ダイオードへの迷光を物理的に阻止し得るブロックを含むことを特徴とする光トランシ ーノ ,
[17] 請求項 14記載の光トランシーバにおいて、
前記クロストーク低減構造は、
レーザダイオードの後方位置に配設され、レーザダイオードの後方光を吸収し得る 榭脂を含むことを特徴とする光トランシーバ。
[18] 請求項 14記載の光トランシーバにおいて、
ステムは、円盤状の台座と、そこ力も垂直に突出し、レーザダイオードおよびフォト ダイオードが実装されるシリコン基板を搭載する突起と、を有し、
ステムに貫通配置される送信側用のリードピン群および受信側用のリードピン群が 設けられ、
送信側用のリードピン群の近傍にグランド電位をもつステム突起が配設されることを 特徴とする光トランシーバ。
[19] 請求項 14記載の光トランシーバにおいて、
フォトダイオード力 の受信信号を増幅するためのトランスインピーダンスアンプを 含み、
前記ストローク低減構造は、
レーザダイオードまたはそこに接続された電極パッドと送信側リードピンを接続する ワイヤ対と、
フォトダイオードまたはそこに接続された電極パッドとトランスインピーダンスアンプ を接続するワイヤ対と、
トランスインピーダンスアンプと受信側リードピンを接続するワイヤ対と、 を含み、
それぞれのワイヤ対同士が互いに略直交するように敷設されることを特徴とする光ト ランシーバ。
[20] 請求項 14記載の光トランシーバにおいて、
レセプタクルと、
レセプタクルのキャップ側の光出入端に設けられ、光軸に対して所定角度傾いてい る光学フィルタと、
を更に含むことを特徴とする光トランシーバ。
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