JP2004200331A - 光通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高周波特性が優れた光通信装置の提供。
【解決手段】開口部を有するプラスチック製のパッケージケースと、パッケージの内外に亘って延在する複数のリードと、パッケージの開口部の内底に配置され一部はリードに連なるリードベースと、リードベース上に固定され上面に導体パターンを有する支持基板と、支持基板上に固定される光素子（ＬＤ，ＰＤ）と、パッケージに貫通状態で取り付けられてＬＤとの間で光の授受を行う光ファイバと、パッケージ内に配置される１乃至複数の電子部品と、光素子の電極，電子部品の電極，支持基板の導体層並びにリードのそれぞれを必要に応じて電気的に接続する導電性のワイヤとを有し、高周波信号入力部を構成する信号リードと、その両側のグランドリードと、パッケージケースを形成するプラスチックによってインピーダンス整合されたコプレーナ伝送線路が構成されている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光通信装置に関し、特に、光通信における送信用や受信用の光通信モジュールの製造技術に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報処理装置用光源や光通信装置用光源として、半導体レーザ（レーザダイオード）が用いられている。光通信においては、送信用光通信モジュールや受信用光通信モジュール等の光電子装置が使用されている。例えば、特開平10-307235号公報には送信用の半導体レーザモジュール及びその製造技術が開示されている。この文献には、パッケージケースの内底面に固定したシリコン基板の主面にレーザダイオード，フォトダイオード及び光ファイバを搭載する（所謂パッシブアライメント実装）とともに、前記パッケージケースをキャップで封止した半導体レーザモジュールが記載されている。パッケージケースはプラスチックをモールディング（成形）し、リード端子付きパッド部及びパッケージケース側壁の光ファイバ設置溝と光ファイバ被覆部設置溝を一体に形成した形状になっている。
【０００３】
また、同種の構成として、パッケージが気密封止構造となるセラミックパッケージ構造の光通信モジュールがあるが、この種のセラミックパッケージ構造の光通信モジュールとしては、例えば、Lucent Technologies 社、microelectronicsgroup発行、データシートDSO1-020OPTO（Replaces DS99-023LWP）、12月号、2000年、Ｐ１〜Ｐ８に記載されているようなレーザモジュールが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
インターネットのデータ量（トラヒック）、特に米国の幹線部分に流れるトラヒックは、驚異的なペースで増え続けている。大都市間、都市内を結ぶ高速・長距離用（例えば１０Ｇｂｐｓ，８０ｋｍ）伝送装置の開発が急ピッチで進められている。一方、それらの伝送装置に接続される局内インターフェースやＬＡＮなど、２ｋｍ以下の短い距離を結ぶ伝送装置の高速化も求められている。
【０００５】
光通信装置が広く普及するためには、その低コスト化が課題であり、もはや１０Ｇｂｐｓクラスの高速伝送装置も例外では無くなってきている。リードフレームを用いてトランスファモールディングしてプラスチック製のパッケージケースを製造する方法は、光通信装置のコスト低減に有効である。
【０００６】
そこで、本発明者は、プラスチック製のパッケージケースを使用した光通信装置について分析検討した。この結果、以下の事実を確認した。
【０００７】
従来技術ではリードやワイヤのインダクタンスが大きく、高速伝送には必ずしも適していないことが判明した。即ち、パッケージケースに組み込まれるリードは、パッケージケース内においてはパッケージケースの底に沿って延在してパッケージケースの外側に突出し、パッケージケース外においては階段状に屈曲して延在して先端が表面実装に適した実装部を有する構造になる。この結果、リードが長くなり、リードのインダクタンスが大きくなる。
【０００８】
また、リード及びリードベースは一枚の平坦な金属板をパターニングして形成される。リードベース上には支持基板が固定され、さらに支持基板上に半導体レーザ素子や半導体レーザ素子に接続される抵抗が固定される。また、この抵抗の一方の電極はワイヤを介してリードに接続される。従って、ワイヤが接続される抵抗の電極面、即ち抵抗のワイヤ接続面は、リードのワイヤ接続面よりも支持基板及び半導体レーザ素子の厚さ分高くなる。この結果、高さの異なる二点間を接続するワイヤの長さは、高さが違う分長くなり、ワイヤのインダクタンスが大きくなる。
【０００９】
本発明の目的は高周波特性が優れた光通信装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は伝搬損失が小さい光通信装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的はインピーダンス整合したインダクタンス値が低い光通信装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は低コスト化が可能な光通信装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００１５】
（１）プラスチックからなり上面に開口部を有するパッケージケースと、
前記パッケージケースの上面を塞ぐキャップと、
前記パッケージケースの内外に亘って延在し、外部は電極端子となる複数の金属からなるリードと、
前記パッケージケースの内底に配置され、前記リードの少なくとも１乃至複数と一体的に形成されたリードベースと、
前記リードベース上に固定されかつ上面に所定パターンの導体層を有する支持基板と、
前記支持基板上に固定される一乃至複数の光素子と、
前記パッケージケースの内外に亘って延在するとともに、内端が前記一つの光素子（半導体レーザ素子）に対峙して前記半導体レーザ素子との間で光の授受を行うように前記支持基板上に固定される光ファイバと、
前記パッケージケース内の前記リードベースを含むリードに固定される１乃至複数の電子部品と、
前記光素子の電極，前記電子部品の電極，前記支持基板の導体層並びに前記リードのそれぞれを必要に応じて電気的に接続する導電性のワイヤとを有する光通信装置であって、
前記リードのうち高周波信号入力部を構成する信号リードはその両側に接地電極となるグランドリードが所定間隔離れるように配置され、前記信号リード及び前記両側のグランドリード並びに前記信号リードと前記グランドリードを支持する前記パッケージケース部分によってインピーダンス整合されたコプレーナ伝送線路が構成されていることを特徴とする。
【００１６】
前記リードは前記開口部に位置し前記ワイヤが接続される平坦面部と、この平坦面部に連なる傾斜面部と、この傾斜面部に連なり先端部分が前記パッケージケースから突出する実装部とからなっている。前記光素子（半導体レーザ素子）の高周波信号入力部となる前記リードは前記傾斜面部が他のリードよりも長くなり、前記平坦面部の高さが前記リードベース面よりも高くなり、前記平坦面部のワイヤ接続面とこのワイヤ接続面に接続されるワイヤの他端のワイヤ接続面が同一高さまたは近接した高さになっている。
【００１７】
前記（１）の手段によれば、（ａ）パッケージケース内部では、インピーダンス整合したコプレーナ伝送線路が形成されているため高周波信号入力部を構成するリードにおける伝搬損失低減が図れ、光通信装置の高周波特性が向上する。
【００１８】
（ｂ）リードは平坦面部と、この平坦面部に連なる傾斜面部と、この傾斜面部に連なる実装部とからなっていることから、リードの長さを短くできリードのインダクタンス低減が図れ、光通信装置の高周波特性が向上する。
【００１９】
（ｃ）半導体レーザ素子の高周波信号入力部となるリードは傾斜面部が他のリードよりも長くなり、平坦面部の高さがリードベース面よりも高くなり、平坦面部のワイヤ接続面とこのワイヤ接続面に接続されるワイヤの他端のワイヤ接続面が同一高さまたは近接した高さになっていることから、ワイヤの長さを短くでき、ワイヤのインダクタンス低減が図れ、光通信装置の高周波特性が向上する。
【００２０】
（ｄ）上記（ａ）乃至（ｃ）により、インピーダンス整合及びインダクタンス低減から高周波特性が良好な光通信装置を提供することができる。
【００２１】
（ｅ）プラスチック製のパッケージ構成とすること、またプラスチック製のパッケージケース及びリードによってコプレーナ伝送線路を形成するため、光通信装置の低コスト化が達成できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００２３】
（実施形態１）
図１乃至図１１は本発明の一実施形態（実施形態１）である送信用光通信モジュール（光通信装置）に係わる図である。図１乃至図６は送信用光通信モジュールの構造に係わる図、図７は送信用光通信モジュールの等価回路図、図８及び図９は送信用光通信モジュールの製造に係わる図、図１０及び図１１は送信用光通信モジュールの実装状態に係わる図である。
【００２４】
本実施形態１では、１０Ｇｂ／ｓの送信用光通信モジュールに本発明を適用した例について説明する。本実施形態１の送信用光通信モジュール１０は、図１及び図５に示すように、パッケージケース１１と、このパッケージケース１１を塞ぐように重ねられ、かつ接合材によって固定されるキャップ１２とによってパッケージ（封止体）１３が形成されている。パッケージケース１１及びキャップ１２はいずれもプラスチックで形成されている。プラスチックとしては、例えば、全芳香ポリエステルで形成されている。パッケージケース１１及びキャップ１２は外形が略同じとなっている。
【００２５】
パッケージケース１１及びキャップ１２は、ともに矩形状の本体部１１ａ，１２ａと、この本体部１１ａ，１２ａの一端中央から長細く突出するガイド部１１ｂ，１２ｂとからなっている（図１及び図２参照）。パッケージケース１１の本体部１１ａは上部が開口（開口部１１ｃ）した箱型構造となっている。前記ガイド部１１ｂから本体部１１ａの開口部に至る部分には、中央に溝１４ａ，１４ｂが設けられ、光ファイバケーブル１５及びこの光ファイバケーブル１５の先端側に露出した光ファイバ１６を案内するようになっている（図２参照）。この光ファイバケーブル１５及び光ファイバ１６を案内する溝はキャップ１２の下面にも対応して設けられている。キャップ１２はパッケージケース１１の開口部分や溝を塞ぐ板状となっている。光ファイバケーブル１５はその中心を光ファイバ１６が貫いている。光ファイバ１６はジャケット等によって被覆される構造になっている。光ファイバ１６は、図示はしないが、５μｍ直径のコアと、このコアを覆う１２５μｍ直径のクラッドとからなっている。この光ファイバ１６を光ファイバ芯線とも呼称する。
【００２６】
パッケージケース１１の底面両側からは複数のリード１７が突出している。また、これが本発明の特徴の一つであるが、これらのリード１７は、図１及び図５に示すように、パッケージケース１１の開口部１１ｃからパッケージケース１１の底面の両側縁近傍に亘って延在し、パッケージケース１１の底面からパッケージケース１１の外側に突出した後は屈曲してパッケージケース１１の底面に平行に延在している。即ち、リード１７は、開口部１１ｃの内底に沿って延在する平坦面部１７ａと、開口部１１ｃから底面に向かって延在する傾斜面部１７ｂと、屈曲してパッケージケース１１の底面に平行に延在する実装部１７ｃとからなっている。パッケージ１３におけるリード１７の延在構造は、図５に示すように、いわゆるガルウィング型となっている。このようなリード構造にすることによってリードの長さは短くなり、リードインダクタンスの低減が図れる。
【００２７】
一例であるが、パッケージ１３の本体部１１ａの長さは１３．０ｍｍ、ガイド部１１ｂの長さは９．０ｍｍ、本体部１１ａの幅は７．４ｍｍ、パッケージ１３の厚さは３．０ｍｍである。また、リード１７の下面の実装面からパッケージ１３の上面までの高さは３．０ｍｍである。
【００２８】
本実施形態１では、リード１７はパッケージ１３の両側にそれぞれ４本設けられている。そして、図１乃至図４及び図８に示すように、リード１７の近傍にそれぞれ▲１▼〜▲８▼の数字のいずれかが記載されている。これはピン（リード）番号を示すものであり、図７の等価回路のピン番号と一致するものである。
【００２９】
ここで本実施形態１の送信用光通信モジュール１０の回路構成について図７を参照して説明する。パッケージ１３内には、レーザダイオード（ＬＤ），モニター用のフォトダイオード（ＰＤ），温度検出用のサーミスタ（Ｔｈ）、インダクタ（Ｌ：チップインダクタ）、抵抗（Ｒ：調整抵抗）が組み込まれている。
【００３０】
ピン▲１▼とピン▲２▼間にサーミスタ（Ｔｈ）が接続され、ピン▲４▼とピン▲５▼はフォトダイオード（ＰＤ：受光素子）が接続され、ピン▲４▼はＰＤ用のカソード電極となり、ピン▲５▼はＰＤ用のアノード電極となる。ピン▲６▼はＬＤ（半導体レーザ）に接続され、ＬＤ用のアノード電極となり、グランド（ＧＮＤ）電位にされる。ピン▲３▼はインダクタ（Ｌ）を介してＬＤに接続され、ＤＣバイアス用のカソード電極となる。ピン▲７▼は抵抗（Ｒ：調整抵抗）を介してＬＤに接続され、高周波信号を入力（高周波信号入力部）するカソード電極となる。ピン▲８▼はグランド端子である。
【００３１】
本実施形態１のパッケージケース１１においては、図１及び図４に示すように、パッケージケース１１の開口部１１ｃの内底に幅広のリードベース１９が設けられている。このリードベース１９は、リード１７形成時に同時に形成され、材質，板厚共にリードと同じものである。そして、このリードベース１９は１本以上のリード１７と一体となっている。本実施形態１ではリードベース１９はピン▲２▼，ピン▲６▼，ピン▲８▼に一体となっている。これらピン▲２▼，ピン▲６▼，ピン▲８▼はグランドリードとなる。従って、リードベース１９はグランド電位となる。
【００３２】
リードベース１９の中央には光素子等の部品が搭載される支持基板（プラットホーム）２０が固定される。この支持基板２０は、例えばシリコン基板で形成されている。そして、上面には絶縁膜（ＳｉＯ_２膜）が形成され、この絶縁膜上に所定パターンに導体層が形成されている。グランド電位とされない残りのピン▲１▼，ピン▲３▼，ピン▲４▼，ピン▲５▼，ピン▲７▼を構成する５本のリード１７は、その内端をリードベース１９に接触させずかつ一部のリード１７ではできるだけ支持基板２０に近接した位置まで延在するようにパターニングされている。即ち、ピン▲４▼，ピン▲５▼，ピン▲７▼の内端は支持基板２０に近接するようになる。
【００３３】
また、これが本発明の特徴の一つであるが、ピン▲７▼の傾斜面部１７ｂの内端側は他のリード１７よりも長くなり、従って、ピン▲７▼の平坦面部１７ａはリードベース１９よりも高い位置に位置している。これは、支持基板２０の上面に搭載される抵抗のワイヤ接続面になる電極面と、ピン▲７▼の平坦面部１７ａのワイヤ接続面とを同一高さまたは近似した高さとし、ワイヤの長さを短くし、ワイヤのインダクタンスを小さくするためである。この抵抗は半導体レーザ素子に接続されるものである。また、ピン▲７▼の平坦面部１７ａの先端と半導体レーザ素子との間に前記抵抗が位置し、半導体レーザ素子の高周波信号入力部となるピン▲７▼と半導体レーザ素子の電極に至るワイヤ，抵抗，ワイヤを経由する配線経路が最短となるように構成されている。これによってもワイヤのインダクタンスは低減されることになる。
【００３４】
ここで、リードフレームを使用したパッケージケース１１の製造方法について、図８及び図９を参照しながら説明する。パッケージケース１１の製造においては、図８に示すようなリードフレーム２１に対してトランスファモールディングを行ってパッケージケース１１を形成する。図９に示すように、パッケージケース１１にはリードフレーム２１の一部が組み込まれる。
【００３５】
リードフレーム２１は、鉄−ニッケル系合金、例えばコバールからなる金属板であり、図８に示すようなパターンに形成されている。また、必要ならば表面に所定のメッキ膜を形成しておく。金属板は、エッチングまたはプレス成形によって形成され、一対の平行に延在する外枠２２と、この外枠２２を一定間隔で連結する内枠２３とを有する。外枠２２の中間部分にはガイド孔２２ａが設けられ、リードフレーム２１の移送や位置決め用に利用される。
【００３６】
一対の内枠２３の内側からは、それぞれ４本のリード１７が延在している。これら８本のリード１７はピン▲１▼〜ピン▲８▼を構成する。８本のリード１７は左寄りに配置されている。これは外枠２２及び内枠２３からなる矩形枠内に本体部１１ａ及びガイド部１１ｂからなるパッケージケース１１が形成されることによる。ピン▲１▼〜ピン▲４▼及びピン▲５▼〜ピン▲８▼は一対の外枠２２に連なるダム２４で支持されている。これらダム２４はパッケージケース１１の本体部１１ａの縁に沿って所定距離離れて延在するとともに、途中で屈曲してガイド部１１ｂの縁に沿って所定距離離れて延在する。
【００３７】
ピン▲２▼，ピン▲６▼，ピン▲８▼の内端は本体部１１ａの開口部１１ｃの内底面に形成されるリードベース１９に連なっている。ピン▲２▼，ピン▲６▼，ピン▲８▼はグランドリードとなる。リードベース１９の左端は細い連結片１９ａを介して外枠２２に連結され、リードベース１９の右端の両側部分は連結片１９ｂを介してダム２４に連結されている。これによりリードベース１９はリードフレーム２１に支持されている。ピン▲１▼，ピン▲３▼，ピン▲４▼，ピン▲５▼，ピン▲７▼の内端は、リードベース１９との間に所定の空間を有して対峙している。
【００３８】
図８において示すリード１７を横切る２本の線は、リード１７が開口部１１ｃに位置する平坦面部１７ａ、本体部１１ａ内を貫通する傾斜面部１７ｂ、本体部１１ａ（パッケージケース１１）の底面から突出した後屈曲して形成される実装部１７ｃを形成するための屈曲線２５ａ，２５ｂである。しかし、ピン▲７▼では、既に説明したように傾斜面部１７ｂがパッケージケース１１の開口部１１ｃ側に長く延在するようにするため、屈曲線はパッケージケース１１の中心側により、屈曲線２５ｂ’となっている。
【００３９】
図８において、各リード１７を切断し、ダム２４を切断除去し、パッケージケース１１の本体部１１ａから外側に突出する連結片１９ａ，１９ｂを切断してリードベース１９をリードフレーム２１から分離させることによって図２に示すパッケージケース１１を製造することができる。
【００４０】
このようなパッケージケース１１において、図１に示すように、パッケージケース１１の溝１４ａには光ファイバケーブル１５が挿入され、かつ溝１４ａの延長線上に設けられた溝１４ｂには光ファイバケーブル１５のジャケットが除去されて裸となった光ファイバ１６が案内されている。そして、光ファイバ１６の先端部分は、図３にも示すように支持基板２０上に延在する。パッケージケース１１の開口部１１ｃの内底に固定される支持基板２０の上面には、図示しないがＶ字断面のガイド溝が設けられ、このガイド溝に光ファイバ１６が案内される。
【００４１】
支持基板２０の上面の中央には半導体レーザ素子（ＬＤ）３０が固定されている。そして、半導体レーザ素子３０の前方出射面から出射される前方出射光（レーザ光）が光ファイバ１６のコアに取り込まれるようになる。この光軸合わせの後、光ファイバ１６は図示しない接着剤で支持基板２０及びパッケージケース１１に固定され、光ファイバケーブル１５はパッケージケース１１に固定される。
【００４２】
また、支持基板２０の上面には、半導体レーザ素子３０の後方出射面（レーザ光）を受光する受光素子（フォトダイオード）３１が固定されている。また、支持基板２０の上面には抵抗（調整抵抗）３２が固定されている。図３及び図６に示すように、これら半導体レーザ素子３０，受光素子３１及び抵抗３２はいずれも支持基板２０の表面の導体層上に導電性の接着剤を介して固定されている。
【００４３】
図３及び図６に示すように、開口部１１ｃ内に露出するリードベース１９の所定箇所にはインダクタ（Ｌ）３３及び温度検出用のサーミスタ（Ｔｈ）３４が導電性の接着剤を介して搭載されている。図３及び図６においては、リード１７，リードベース１９及び支持基板２０の導電部分を点々を付して示してある。
【００４４】
半導体レーザ素子３０，受光素子３１，インダクタ３３，サーミスタ３４は上面及び下面に電極を有する構造であり、抵抗３２は上面に異なる電極を二つ有するものである。そして、各部品の電極，リード１７，リードベース１９及び支持基板２０の表面の導体層（符号付けず）はそれぞれ導電性のワイヤ３５で接続され、図７に示す回路が構成されている。ワイヤ３５は、例えばＡｕ線が使用されている。なお、一部の図では、各部品やワイヤ等の符号は図が微細でわかり難くなることから省略してある。
【００４５】
インダクタ（Ｌ）３３においては、渦巻き状に延在する導体層の中心部分はワイヤ３５を介して半導体レーザ素子３０の上部電極に電気的に接続され、渦の最終端部分はピン▲３▼に導電性のワイヤ３５を介して電気的に接続されている。
【００４６】
抵抗３２は、絶縁性の基板の上面に抵抗層を有し、この抵抗層の両端上面にそれぞれ極性が異なる電極を有し、かつ基板の下面にも電極を有する構造になっている。従って、抵抗３２の一方の電極は半導体レーザ素子３０の一方の電極にワイヤ３５を介して接続され、抵抗３２の他方の電極はワイヤ３５を介してピン▲７▼に接続されている。ピン▲７▼から半導体レーザ素子３０の電極に至る配線経路は略直線的になり、最短の距離となることから、ワイヤのインダクタンスの低減が可能になる。また、ピン▲７▼のワイヤ接続面と抵抗３２の電極面、即ちワイヤ接続面の高さは略一致した高さになっていることから、ワイヤ３５の長さも短くなり、ワイヤのインダクタンスが低減されることになる。即ち、インピーダンスミスマッチを低減できる。
【００４７】
また、実施形態１においては、支持基板２０は、シリコンプラットフォームと呼称されるシリコン単結晶板で形成されている。支持基板２０は半導体レーザチップやフォトダイオードチップ等の光素子や光ファイバを構成する石英等の熱膨張係数に近似した熱膨張係数を有する材質のものが使用される。従って、支持基板２０は、シリコン以外に、窒化アルミニュウムまたはシリコンカーバイド等の絶縁性基板であってもよい。
【００４８】
また、これが本発明の特徴の一つであるが、ピン▲７▼と、ピン▲７▼の両側のグランドリード（ピン▲６▼，ピン▲８▼）、さらにはパッケージケース１１を形成するプラスチックは、２５Ωにインピーダンス整合させたコプレーナ伝送線路となっている。この２５Ωにインピーダンス整合させたコプレーナ伝送線路とするためには、信号線幅（ピン▲７▼）とグランド線（ピン▲６▼，ピン▲８▼）とのギャップの幅を適正に調整すれば得られる。
【００４９】
また、パッケージケース１１内には前記光ファイバ１６で伝送される光に対して透明でありかつ耐湿性の保護膜４０（図５参照）が充填されている。この保護膜４０は、リードベース１９，このリードベース１９の周囲に延在するリード部分，支持基板２０，半導体レーザ素子３０，受光素子３１，抵抗３２，インダクタ３３，サーミスタ３４及び光ファイバ１６等を被い、半導体レーザ素子３０や受光素子３１等の耐湿性向上が図られている。
【００５０】
保護膜４０は例えば、柔軟なシリコーンゲルである。なお、保護膜４０は、シリコーンゲルに限らずシリコーンゴム，低応力エポキシ樹脂，アクリル樹脂，ウレタン樹脂等他のものであっても良い。
【００５１】
半導体レーザ素子３０から出射した前方出射光（レーザ光）はこの保護膜４０を透過して光ファイバ１６のコアに取り込まれ、後方出射光（レーザ光）はこの保護膜４０を透過して受光素子３１の受光面に到達する。保護膜４０は、例えば柔軟なゲル状のシリコーン樹脂である。シリコーン樹脂の波長１．３μｍにおける屈折率は１．４であり、光ファイバの屈折率と概ね整合している。なお、保護膜４０は、シリコーン樹脂に限らずシリコーンゴム，低応力エポキシ樹脂，アクリル樹脂，ウレタン樹脂等他のものであっても良い。
【００５２】
このような送信用光通信モジュール１０の製造においては、最初に支持基板２０に部品搭載を行った後、支持基板２０をパッケージケース１１の開口部１１ｃの内底に露出するリードベース１９上に固定する。また、パッケージケース１１に必要を部品も搭載する。その後、所定部分を導電性のワイヤで接続し、ついで光ファイバ１６を取り付ける。さらに、パッケージケース１１の上面の支持基板２０や各種部品等を保護膜４０で被った後、キャップ１２を取り付けて送信用光通信モジュール１０を製造する。
【００５３】
図１０は送信用光通信モジュール１０の実装状態を示す模式図である。即ち、実装基板４５の上面のランド４６上に送信用光通信モジュール１０のリード１７の実装部１７ｃを重ね、半田等の接合材４７で実装する。図１１は実装基板４５上に送信用光通信モジュール１０を駆動制御するドライバＩＣ５０と送信用光通信モジュール１０を実装した状態である。ドライバＩＣ５０の制御信号を伝送する配線５１は送信用光通信モジュール１０のピン▲７▼に接続され、高周波信号をピン▲７▼を介して送信用光通信モジュール１０に入力する。
【００５４】
図１２は本実施形態１における３つの変形例を示す図であり、送信用光通信モジュール（光通信装置）１０のパッケージケース１１と、そのケース１１を用いて製造した光通信装置の実装状態を示す図である。
【００５５】
図１２（ａ）はリード１７の実装部１７ｃの外端をパッケージケース１１の側面と一致させたものである。この構造は実装面積の縮小が可能である。
【００５６】
図１２（ｂ）はリード１７の実装部１７ｃの外端をパッケージケース１１の外側に延在させたものである。またリード１７の実装部１７ｃはパッケージケース１１の底面に沿って延在する構造になっている。
【００５７】
図１２（ｃ）はリード１７の実装部１７ｃの外端をパッケージケース１１の外側面よりも内側に位置させたものである。
【００５８】
本実施形態１によれば以下の効果を有する。
（１）パッケージケース１１の内部では、２５Ωにインピーダンス整合したコプレーナ伝送線路が形成されているため高周波信号入力部を構成するリード（ピン▲７▼）における伝搬損失低減が図れ、送信用光通信モジュール（光通信装置）１０の高周波特性が向上する。即ち、プラスチックパッケージ内部では低損失伝送線路が形成されることになる。
【００５９】
（２）リード１７は平坦面部１７ａと、この平坦面部１７ａに連なる傾斜面部１７ｂと、この傾斜面部１７ｂに連なる実装部１７ｃとからなっていることから、リード１７の長さを短くできリード１７のインダクタンス低減が図れ、光通信装置の高周波特性が向上する。
【００６０】
（３）半導体レーザ素子３０の高周波信号入力部となるリード１７（ピン▲７▼）は傾斜面部１７ｂが他のリード１７よりも長くなり、平坦面部１７ａの高さがリードベース１９面よりも高くなり、平坦面部１７ａのワイヤ接続面とこのワイヤ接続面に接続されるワイヤ３５の他端のワイヤ接続面が同一高さまたは近接した高さになっていることから、ワイヤ３５の長さを短くでき、ワイヤ３５のインダクタンス低減が図れ、光通信装置の高周波特性が向上する。
【００６１】
（４）上記（１）乃至（３）により、インピーダンス整合及びインダクタンス低減から高周波特性が良好な光通信装置を提供することができる。
【００６２】
（５）半導体レーザ素子３０を搭載する支持基板２０を支持するリードベース１９の側方から上記（２）のようにリード長さが短くなるようにリード１７（ピン▲７▼）を延在させていることから、換言するならば半導体レーザ素子３０と高周波信号入力部となるリード１７（ピン▲７▼）との配線経路を最短距離にできることから伝搬損失を低減することができ、光通信装置の高周波特性の改善が達成できる。
【００６３】
（６）プラスチック製のパッケージ１３構成とすることから光通信装置の製造コスト低減が図れる。
【００６４】
（７）プラスチック製のパッケージケース及びリードによってコプレーナ伝送線路を形成するため、高速動作する光通信装置の低コスト化が達成できる。
【００６５】
（実施形態２）
図１３乃至図１９は本発明の他の実施形態（実施形態２）である光通信装置（送信用光通信モジュール）に係わるである。図１３は光通信装置の内部を透視した斜視図、図１４は光通信装置の内部の一部を示す斜視図、図１５は光通信装置のキャップを取り外した平面図、図１６は光通信装置の断面図、図１７は光通信装置の内部の一部を示す平面図である。また、図１８は光通信装置の製造で用いるリードフレームにケースを形成した状態を示す平面図、図１９は図１７のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。なお図面が見難くなることから、各図で符号の一部は省略してある。
【００６６】
本実施形態２の光通信装置は、実施形態１の送信用光通信モジュール１０と多くの点が同じであるが一部が異なる。即ち、実施形態１ではプラットホーム２０上に抵抗３２を配置したが、本実施形態２ではプラットホーム２０の横にビァホール付き薄膜抵抗６０を取り付けた偏平直方体からなる基板６１（グランデッドコプレーナ伝送線路基板：ＧＣＰＷ基板）を配置している。この基板６１の上面には、ビァホール付き薄膜抵抗６０が搭載され、この薄膜抵抗６０の一方の電極は半導体レーザ素子３０側に位置し、ワイヤ３５によって半導体レーザ素子３０の上部電極に接続されている（図１４参照）。薄膜抵抗６０の他の電極は反対側に位置し、ワイヤ３５を介してピン▲７▼を構成するリード１７に接続されている。
【００６７】
また、薄膜抵抗６０の両側にはそれぞれ導体層６２が設けられている。これら導体層６２は符号は省略してあるがワイヤ３５を介してグランドリードとなるピン▲６▼，ピン▲８▼に接続されるとともに、符号は省略してあるがワイヤ３５を介してプラットホーム２０の上面のグランド層（導体層）に接続されている。これにより、実施形態１と同様に２５Ωにインピーダンス整合されたグランデッドコプレーナ伝送線路が形成される。従って、プラスチックパッケージ内部では低損失伝送線路が形成されることになる。
【００６８】
リードベース１９上に所定の厚さの基板６１が固定され、この基板６１上でのワイヤ接続面の高さが高くなることから、図１４にも示すように、ピン▲５▼〜ピン▲８▼に至るリード部分は一段階段状に屈曲してピン▲６▼〜ピン▲８▼におけるワイヤ接続面高さを同じ高さにするように配慮されている。ワイヤボンディングを行う二点でのワイヤ接続面の高さが同じになることから、ワイヤ長を最も短くした接続が可能になり、ワイヤのインダクタンス低減が図れる。またインピーダンスミスマッチを低減できる。
【００６９】
本実施形態２では、ピン▲５▼〜ピン▲８▼のリード部分（含むリードベース１９）を、ピン▲１▼〜ピン▲４▼のリードの高さ（含むリードベース１９）よりも一段高くするために、図１８に示すように、パッケージケース１１を製造する際使用するリードフレーム２１を外枠２２部分で切断分離させた構造になっている。
【００７０】
また、本実施形態２では、図１９及び図１６に示すように、リード１７の傾斜面部１７ｂの下端の屈曲位置をパッケージケース１１の本体部１１ａの中、即ち、プラスチック内とし、リード１７をパッケージケース１１の側面から外に突出させ、リード成形時には、図１３及び図１６に示すように、パッケージケース１１の側面から側方に真っ直ぐ延在する部分をガルウィング状に折り曲げる構造になっている。この構造では、リード１７の長さが、実施形態１の場合よりも長くなるが、ガルウィング型のリードの作り勝手がよくなるとともに、実装基板への半田接合が容易になり、かつ実装基板とパッケージとの熱膨張係数差に起因するストレス緩和に効果がある。
【００７１】
本実施形態２の送信用光通信モジュール１０は、高周波信号入力リードとなるピン▲７▼及びその両側のグランドリード（ピン▲６▼，ピン▲８▼）とリードベース１９が分離することでグランドが分離するが、ビァホール付き薄膜抵抗付きグランデッドコプレーナ伝送線路（ＧＣＰＷ）基板を置くことで、非常に小さいインダクタンスでグランドリード（ピン▲６▼，ピン▲８▼）とリードベース１９のグランドを接続させる。これにより、リードとパッケージ内の寄生容量に起因する共振を防止することができる。
【００７２】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００７３】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００７４】
（１）高周波特性が優れた光通信装置を提供することができる。
【００７５】
（２）伝搬損失が小さい光通信装置を提供することができる。
【００７６】
（３）インピーダンス整合したインダクタンス値が低い光通信装置を提供することができる。
【００７７】
（４）低コスト化が可能な光通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態（実施形態１）である光通信装置の内部を透視した斜視図である。
【図２】キャップを取り外した前記光通信装置の斜視図である。
【図３】前記光通信装置の内部の一部を示す斜視図である。
【図４】前記光通信装置のキャップを取り外した平面図である。
【図５】前記光通信装置の断面図である。
【図６】前記光通信装置の内部の一部を示す平面図である。
【図７】前記光通信装置の等価回路図である。
【図８】前記光通信装置の製造で用いるリードフレームにケースを形成した状態を示す平面図である。
【図９】図７のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図１０】前記光通信装置の実装状態を示す模式図である。
【図１１】前記光通信装置及びドライバＩＣを光通信装置の実装基板に搭載した状態を示す模式的斜視図である。
【図１２】本実施形態１における３つの変形例を示す図であり、光通信装置のケースと、そのケースを用いて製造した光通信装置の実装状態を示す図である。
【図１３】本発明の他の実施形態（実施形態２）である光通信装置の内部を透視した斜視図である。
【図１４】本実施形態２の光通信装置の内部の一部を示す斜視図である。
【図１５】本実施形態２の光通信装置のキャップを取り外した平面図である。
【図１６】本実施形態２の光通信装置の断面図である。
【図１７】本実施形態２の光通信装置の内部の一部を示す平面図である。
【図１８】本実施形態２の光通信装置の製造で用いるリードフレームにケースを形成した状態を示す平面図である。
【図１９】図１７のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１０…送信用光通信モジュール（光通信装置）、１１…パッケージケース、１１ａ，１２ａ…本体部、１１ｂ，１２ｂ…ガイド部、１１ｃ…開口部、１２…キャップ、１３…パッケージ（封止体）、１４ａ，１４ｂ…溝、１５…光ファイバケーブル、１６…光ファイバ、１７…リード、１７ａ…平坦面部、１７ｂ…傾斜面部、１７ｃ…実装部、１９…リードベース、１９ａ，１９ｂ…連結片、２０…支持基板（プラットホーム）、２１…リードフレーム、２２…外枠、２２ａ…ガイド孔、２３…内枠、２４…ダム、２５ａ，２５ｂ，２５ｂ’…屈曲線、３０…半導体レーザ素子、３１…受光素子（フォトダイオード）、３２…抵抗（調整抵抗）、３３…インダクタ（Ｌ）、３４…サーミスタ（Ｔｈ）、３５…ワイヤ、４０…保護膜、４５…実装基板、４６…ランド、４７…接合材、５０…ドライバＩＣ、５１…配線、６０…薄膜抵抗、６１…基板、６２…導体層。

Claims (5)

1. プラスチックからなり上面に開口部を有するパッケージケースと、
   前記パッケージケースの上面を塞ぐキャップと、
   前記パッケージケースの内外に亘って延在し、外部は電極端子となる複数の金属からなるリードと、
   前記パッケージケースの内底に配置され、前記リードの少なくとも１乃至複数と一体的に形成されたリードベースと、
   前記リードベース上に固定されかつ上面に所定パターンの導体層を有する支持基板と、
   前記支持基板上に固定される光素子と、
   前記パッケージケースの内外に亘って延在するとともに、内端が前記光素子に対峙して前記光素子との間で光の授受を行うように前記支持基板上に固定される光ファイバと、
   前記パッケージケース内の前記リードベースを含むリードに固定される１乃至複数の電子部品と、
   前記光素子の電極，前記電子部品の電極，前記支持基板の導体層並びに前記リードのそれぞれを必要に応じて電気的に接続する導電性のワイヤとを有する光通信装置であって、
   前記リードのうち高周波信号入力部を構成する信号リードはその両側に接地電極となるグランドリードが所定間隔離れるように配置され、前記信号リード及び前記両側のグランドリード並びに前記信号リードと前記グランドリードを支持する前記パッケージケース部分によってインピーダンス整合されたコプレーナ伝送線路が構成されていることを特徴とする光通信装置。
2. 前記リードは前記開口部に位置し前記ワイヤが接続される平坦面部と、この平坦面部に連なる傾斜面部と、この傾斜面部に連なり先端部分が前記パッケージケースから突出する実装部とからなっていることを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
3. 前記光素子の高周波信号入力部となる前記リードは前記傾斜面部が他のリードよりも長くなり、前記平坦面部の高さが前記リードベース面よりも高くなり、前記平坦面部のワイヤ接続面とこのワイヤ接続面に接続されるワイヤの他端のワイヤ接続面が同一高さまたは近接した高さになっていることを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
4. 前記パッケージケース内の前記光素子及び前記電子部品並びに前記ワイヤ等は透明な保護層で被われて保護されていることを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
5. 前記光ファイバとの間で光の授受を行う前記光素子は半導体レーザ素子であることを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。

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