特開 2024-112587 光送信モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024112587

(43)【公開日】2024-08-21

(54)【発明の名称】光送信モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/024 20060101AFI20240814BHJP

   H01S 5/02212 20210101ALI20240814BHJP

【ＦＩ】

H01S5/024

H01S5/02212

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023017727

(22)【出願日】2023-02-08

(71)【出願人】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100136722

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼木 邦夫

(74)【代理人】

【識別番号】100174399

【弁理士】

【氏名又は名称】寺澤 正太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100182006

【弁理士】

【氏名又は名称】湯本 譲司

(72)【発明者】

【氏名】板橋 直樹

(72)【発明者】

【氏名】佐伯 智哉

【テーマコード（参考）】

5F173

【Ｆターム（参考）】

5F173MB01

5F173MB05

5F173MC11

5F173MD04

5F173MD59

5F173ME47

5F173ME53

5F173ME64

5F173ME85

5F173MF39

(57)【要約】

【課題】温調素子によって光素子の温度調節を効率よく行うことができる光送信モジュールを提供する。
【解決手段】一実施形態に係る光送信モジュールは、第１方向に延伸する信号端子、および第１方向に延伸する支持部、を有する金属ステムと、誘電体を含み、半導体実装面および熱伝導面を有する誘電体ブロックと、半導体実装面に実装された光半導体素子と、金属ステムと熱伝導面との間に配置された温調素子と、信号端子を光半導体素子に電気的に接続するための中継基板と、絶縁性を有し、支持部と中継基板との間に接続される断熱スペーサと、を備える。断熱スペーサの熱伝導率は、支持部の熱伝導率よりも小さく、かつ、中継基板の熱伝導率よりも小さい。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向に延伸する信号端子、および前記第１方向に延伸する支持部、を有する金属ステムと、
誘電体を含み、半導体実装面および熱伝導面を有する誘電体ブロックと、
前記半導体実装面に実装された光半導体素子と、
前記金属ステムと前記熱伝導面との間に配置された温調素子と、
前記信号端子を前記光半導体素子に電気的に接続するための中継基板と、
絶縁性を有し、前記支持部と前記中継基板との間に接続される断熱スペーサと、
を備え、
前記断熱スペーサの熱伝導率は、前記支持部の熱伝導率よりも小さく、かつ、前記中継基板の熱伝導率よりも小さい、
光送信モジュール。

【請求項2】

前記断熱スペーサの熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である、
請求項１に記載の光送信モジュール。

【請求項3】

前記中継基板は、信号配線およびグランド配線を有し、
前記グランド配線は、
前記中継基板の前記第１方向の第１端において前記金属ステムに電気的に接続され、かつ、前記中継基板の前記第１方向の前記第１端とは反対の第２端においてボンディングワイヤを介して前記光半導体素子と電気的に接続されている、
請求項１または請求項２に記載の光送信モジュール。

【請求項4】

前記中継基板と前記断熱スペーサとの接触面積は、前記中継基板の底面の面積よりも小さい、
請求項１または請求項２に記載の光送信モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光送信モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ＴＯ－ＣＡＮ型ＴＯＳＡモジュールが記載されている。ＴＯ－ＣＡＮ型ＴＯＳＡモジュールは、気密封止用の誘電体と、高周波電気信号およびＤＣ電流を流すための複数の配線端子とを有するステムと、ステム上に搭載された光半導体光源素子とを備える。ステムは、熱伝導率が高いＳＰＣ（Steel Plate Cold）で構成されたステム上層と、熱膨張係数が小さいＦｅ（鉄）－Ｎｉ（ニッケル）－Ｃｏ（コバルト）合金で構成されたステム下層と、ステム上層から突出したノーズとを有する。ノーズは、ステムのプレス加工時に一体形成されている。ノーズは、ステム上層と同じＳＰＣ等の金属製の材料で構成されている。ノーズには中継線路基板が半田によって固定されている。

【0003】

ステム上には冷却素子としてのペルチェ素子が搭載されている。ペルチェ素子上には、各種部品を搭載するためのキャリアが載置されている。キャリアには、光半導体光源素子からの光をコリメート光にするためのレンズと、サブキャリア基板とが搭載されている。サブキャリア基板には、光半導体光源素子として、レーザダイオードと光変調器部とをモノリシック集積したチップが搭載されている。キャリアは、複数のボンディングワイヤを介してノーズに接続されている。キャリアから延びる上記複数のボンディングワイヤは、ノーズに接続されており、かつ、ステムに直接接続されない構成とされている。

【0004】

特許文献２には、光サブアッセンブリが記載されている。光サブアッセンブリは、アイレットと、光レセプタクルとを含む。アイレットは、第１の面と、第１の面の反対側に配置された第２の面と、を有する。アイレットは、第１の面から第２の面までを貫通する第１の貫通孔を有する。第１の貫通孔には電気信号を伝送する第１のリード端子が挿入されている。第１の貫通孔と第１のリード端子との間には誘電体が充填されている。光サブアッセンブリは、アイレットの第１の面から第１の貫通孔の延伸方向に突出する導電性の台座を含む。アイレットと台座とは一体形成されており、アイレットと台座によってステムが構成されている。

【0005】

台座は、中継基板が載置される第３の面を含む。光サブアッセンブリは光信号と電気信号の光電変換を行う光素子を備え、中継基板は電気信号を当該光素子に電装する導体パターンを含む。中継基板と台座の第３の面との間にスペーサが介在している。スペーサは、中継基板の裏面と台座とを導通させる。このスペーサが設けられることにより、中継基板の厚みを０．２ｍｍのように薄くすることが可能である。その結果として、中継基板の大型化が抑制される。スペーサは、窒化アルミニウム等のセラミック基板として構成される。また、セラミック基板内に複数の埋め込みビアホールが設けられ、スペーサの表裏を導通させる構成が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１１－１０８９３９号公報

【特許文献2】特開２０２０－０９８８３７号公報

【特許文献3】特開２０１１－１９７３６０号公報

【特許文献4】国際公開第２０１０／１４０４７３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

前述したＴＯ－ＣＡＮ型ＴＯＳＡモジュールでは、ステムは、ＳＰＣで構成されたステム上層から突出した金属製のノーズを有する。ノーズには中継線路基板が半田によって固定されている。ペルチェ素子は、キャリアに搭載された光素子に対して温度調整を行う。そして、キャリアは、複数のボンディングワイヤを介してノーズに接続されている。よって、ステムからの熱がノーズ、および複数のボンディングワイヤを介してキャリアに流入する。ステムからの熱がキャリアに流入すると、ペルチェ素子等の温調素子によって効率よく光素子の温度調節を行えなくなる可能性がある。

【0008】

本開示は、温調素子によって光素子の温度調節を効率よく行うことができる光送信モジュールを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示に係る光送信モジュールは、第１方向に延伸する信号端子、および第１方向に延伸する支持部、を有する金属ステムと、誘電体を含み、半導体実装面および熱伝導面を有する誘電体ブロックと、半導体実装面に実装された光半導体素子と、金属ステムと熱伝導面との間に配置された温調素子と、信号端子を光半導体素子に電気的に接続するための中継基板と、絶縁性を有し、支持部と中継基板との間に接続される断熱スペーサと、を備える。断熱スペーサの熱伝導率は、支持部の熱伝導率よりも小さく、かつ、中継基板の熱伝導率よりも小さい。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、温調素子によって光素子の温度調節を効率よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、実施形態に係る光送信モジュールの斜視図である。

【図2】図２は、実施形態に係る光送信モジュールの側面図である。

【図3】図３は、実施形態に係る光送信モジュールの平面図である。

【図4】図４は、実施形態に係る光送信モジュールの支持部、中継基板、および断熱スペーサを模式的に示す側面図である。

【図5】図５は、図４の中継基板および断熱スペーサを模式的に示す平面図である。

【図6】図６は、第１変形例に係る中継基板および断熱スペーサを模式的に示す平面図である。

【図7】図７は、第２変形例に係る光送信モジュールの支持部、中継基板、および断熱スペーサを模式的に示す側面図である。

【図8】図８は、第２変形例に係る光送信モジュールの中継基板および断熱スペーサを模式的に示す平面図である。

【図9】図９は、第３変形例に係る光送信モジュールの中継基板および断熱スペーサを模式的に示す平面図である。

【図10】図１０は、第４変形例に係る断熱スペーサを示す斜視図である。

【図11】図１１は、第５変形例に係る断熱スペーサを示す斜視図である。

【図12】図１２は、第６変形例に係る断熱スペーサを示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

［本開示の実施形態の説明］
最初に、本開示に係る光送信モジュールの実施形態を列挙して説明する。一実施形態に係る光送信モジュールは、（１）第１方向に延伸する信号端子、および第１方向に延伸する支持部、を有する金属ステムと、誘電体を含み、半導体実装面および熱伝導面を有する誘電体ブロックと、半導体実装面に実装された光半導体素子と、金属ステムと熱伝導面との間に配置された温調素子と、信号端子を光半導体素子に電気的に接続するための中継基板と、絶縁性を有し、支持部と中継基板との間に接続される断熱スペーサと、を備える。断熱スペーサの熱伝導率は、支持部の熱伝導率よりも小さく、かつ、中継基板の熱伝導率よりも小さい。

【0013】

この光送信モジュールは、信号端子および支持部を有する金属ステムと、誘電体ブロックとを備える。誘電体ブロックは半導体実装面および熱伝導面を有する。金属ステムと誘電体ブロックの熱伝導面との間には温調素子が配置されており、誘電体ブロックの半導体実装面には光半導体素子が実装されている。この光送信モジュールは、光半導体素子に電気的に接続される中継基板、および、中継基板と支持部との間に配置された断熱スペーサを有する。断熱スペーサの熱伝導率は、支持部の熱伝導率より小さく、かつ、中継基板の熱伝導率よりも小さい。よって、金属ステムの支持部からの熱は断熱スペーサによって断熱されるので、中継基板への熱の流入を抑制できる。したがって、金属ステムの支持部から中継基板への熱の流入が抑制されることにより、温調素子によって光素子の温度調節を効率よく行うことができる。

【0014】

（２）上記（１）において、断熱スペーサの熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であってもよい。この場合、断熱スペーサの熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることにより、支持部から中継基板への熱の流入をより確実に抑えることができる。

【0015】

（３）上記（１）または（２）において、中継基板は、信号配線およびグランド配線を有してもよい。グランド配線は、中継基板の第１方向の第１端において金属ステムに電気的に接続され、かつ、中継基板の第１方向の第１端とは反対の第２端においてボンディングワイヤを介して光半導体素子と電気的に接続されていてもよい。

【0016】

（４）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、中継基板と断熱スペーサとの接触面積は、中継基板の底面の面積よりも小さくてもよい。この場合、中継基板の底面の一部と支持部との間に空間が形成される。したがって、支持部から中継基板への熱の流入をより効果的に抑制できる。

【0017】

［本開示の実施形態の詳細］
実施形態に係る光送信モジュールの具体例を以下で図面を参照しながら説明する。図面の説明において同一または相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。図面は、理解の容易化のため、一部を簡略化または誇張して描いている場合があり、寸法比率及び方向等は図面に記載のものに限定されない。

【0018】

図１は、本実施形態に係る光送信モジュール１を示す斜視図である。図２は、光送信モジュール１を示す側面図である。図３は、光送信モジュール１の平面図である。光送信モジュール１は、電気信号を光信号に変換する。光送信モジュール１は、例えば、第１方向Ｄ１に沿って光信号を出力する。例えば、光送信モジュール１は、金属ステム１０と、誘電体ブロック２０と、光半導体素子３０と、温調素子４０と、レンズ５０と、中継基板６０とを備える。例えば、光送信モジュール１は、円筒状の筐体（不図示）をさらに備え、当該筐体と金属ステム１０とによって光半導体素子３０がハーメチックシールされていてもよい。光送信モジュール１は、例えば、同軸型のＴＯＳＡ（Transmitter Optical Sub-Assembly）である。

【0019】

金属ステム１０は、例えば、基台１１と、信号端子１２と、固定部材１３とを有する。基台１１は、円板状を呈する。基台１１は、金属によって構成されている。これにより、基台１１は、温調素子４０からの熱を光送信モジュール１の外部に伝達する。例えば、基台１１の材料は、軟鉄、冷間圧延鋼、およびＦｅ（鉄）－Ｎｉ（ニッケル）－Ｃｏ（コバルト）合金（Ｋｏｖａｒ、コバール）の少なくともいずれかを含んでいてもよい。基台１１は、基台１１を第１方向Ｄ１に貫通する貫通孔１１ｂを有する。信号端子１２は、貫通孔１１ｂに通された状態で第１方向Ｄ１に延伸している。信号端子１２は、一例として、第１方向Ｄ１に沿って延びる中心軸を有する円柱状を呈する。固定部材１３は、信号端子１２が通された貫通孔１１ｂに充填される。金属ステム１０は、例えば、光送信モジュール１が光トランシーバまたは光通信装置の回路基板に実装されたときに、グランド電位となるように構成されている。

【0020】

信号端子１２は、貫通孔１１ｂに充填される固定部材１３によって基台１１に固定される。信号端子１２は、導電性を有する。信号端子１２は、例えば、金属によって構成されている。信号端子１２は、固定部材１３によって基台１１と絶縁されている。固定部材１３は、一例として、封止用のガラス材である。なお、図１、図２および図３のそれぞれにおいて、光送信モジュール１は、１本の信号端子１２を有する。しかしながら、光送信モジュール１の機能等に応じて、信号端子１２に類似した端子が設けられていてもよい。このように、光送信モジュール１は複数の端子を有していてもよい。当該端子は、例えば、光半導体素子３０もしくは温調素子４０に電源電圧を供給するための端子、基準電位を与えるための端子、または制御用の電気信号を伝達する端子である。

【0021】

金属ステム１０は、温調素子４０が搭載される第１面１０ｂと、第１面１０ｂとは反対方向を向く第２面１０ｃとを有する。一例として、第１面１０ｂおよび第２面１０ｃのそれぞれは平坦面である。例えば、第１面１０ｂは、第１方向Ｄ１に交差する第２方向Ｄ２、および、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２の双方に交差する第３方向Ｄ３の双方に延在している。例えば、第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２および第３方向Ｄ３は互いに直交している。信号端子１２の一端は、第１面１０ｂから第１方向Ｄ１に突出している。また、信号端子１２の他端は、第２面１０ｃから信号端子１２の一端と反対方向に突出している。信号端子１２は、基台１１と絶縁された状態で第１面１０ｂと第２面１０ｃとの間で電気信号を伝達することができる。

【0022】

光送信モジュール１は、さらに、金属ステム１０から第１方向Ｄ１に延伸する支持部１４を有する。支持部１４は、金属ステム１０の第１面１０ｂから第１方向Ｄ１に突出している。なお、支持部１４として金属ステム１０とは別の部材が金属ステム１０に接続されていてもよい。支持部１４が金属ステム１０とは別の部材である場合、第１面１０ｂに接続される支持部１４の位置を変更することができる。例えば、支持部１４は、第１方向Ｄ１に延伸する直方体状を呈するブロックである。支持部１４は、第１面１０ｂに接着されていてもよい。例えば、支持部１４は、第１面１０ｂに対向する接着面を有し、当該接着面を第１面１０ｂに接着することによって金属ステム１０に固定される。支持部１４は、金属によって構成されている。一例として、支持部１４は、導電性接着剤を介して金属ステム１０に電気的に接続されている。

【0023】

誘電体ブロック２０は、例えば、光半導体素子３０およびレンズ５０を保持する。誘電体ブロック２０は誘電体によって構成されている。一例として、誘電体ブロック２０はセラミックスによって構成されている。当該セラミックスは、例えば、窒化アルミニウムである。誘電体ブロック２０がセラミックスによって構成されていることにより、後述する誘電体ブロック２０の半導体実装面２３ｂの信号パターン２１を伝搬する電気信号の周波数特性の劣化を抑制できる。

【0024】

誘電体ブロック２０は、例えば、サブマウント２２と、サブマウント２２に搭載されるキャリア２３とを有する。サブマウント２２は、光学実装面２２ｂを有する。光学実装面２２ｂは、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２の双方に延在している。光学実装面２２ｂは、例えば、平坦面である。キャリア２３は、例えば、光学実装面２２ｂに搭載されている。キャリア２３は、半導体実装面２３ｂを有する。半導体実装面２３ｂは、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２の双方に延在している。

【0025】

例えば、半導体実装面２３ｂは平坦面である。第３方向Ｄ３における光学実装面２２ｂの位置と、第３方向Ｄ３における半導体実装面２３ｂの位置とは互いに異なっている。例えば、半導体実装面２３ｂの第３方向Ｄ３への高さは、光学実装面２２ｂの第３方向Ｄ３への高さよりも高い。以下では、第３方向Ｄ３において、光学実装面２２ｂに対して半導体実装面２３ｂのある方向を「高い」と表し、半導体実装面２３ｂに対して光学実装面２２ｂのある方向を「低い」と表す。半導体実装面２３ｂと光学実装面２２ｂとの高さの差は、キャリア２３の第３方向Ｄ３の長さ（厚さ）に相当する。誘電体ブロック２０は、さらに、熱伝導面２０ｂを有する。熱伝導面２０ｂは、第２方向Ｄ２および第３方向Ｄ３に沿って延在する。一例として、熱伝導面２０ｂは平坦面である。

【0026】

半導体実装面２３ｂには、光半導体素子３０が実装される。また、半導体実装面２３ｂには、さらに容量または抵抗等が実装されてもよい。例えば、半導体実装面２３ｂには導電パターンが形成される。例えば、半導体実装面２３ｂには、当該導電パターンとして、信号パターン２１と、接地パターン２４とが形成される。信号パターン２１および接地パターン２４のそれぞれは導電性の材料によって構成されている。接地パターン２４は、例えば、半導体実装面２３ｂの平面視にて信号パターン２１を囲むように形成されている。接地パターン２４に囲まれる信号パターン２１は、例えば、信号端子１２から入力される電気信号を光半導体素子３０に伝送する伝送線路である。信号パターン２１が伝送線路であることにより、光半導体素子３０への電気信号の伝送特性を向上できる。光半導体素子３０は、例えば、接地パターン２４上に設置される。

【0027】

半導体実装面２３ｂには、光半導体素子３０に加えて、例えば、終端抵抗、終端容量、バイパス容量、および端子の少なくともいずれかが実装されていてもよい。半導体実装面２３ｂには、信号パターン２１および接地パターン２４以外の導電パターンが形成されていてもよい。半導体実装面２３ｂにおいて、複数の導電パターン、終端抵抗、終端容量、およびバイパス容量が、光半導体素子３０に所定の動作を行わせるための周辺回路を構成していてもよい。例えば、終端抵抗および終端容量は、上記の伝送線路を電気的に終端するための終端回路を構成する。

【0028】

光学実装面２２ｂには、レンズ５０が実装される。光学実装面２２ｂは、レンズ５０が実装されたときに、第３方向Ｄ３において、レンズ５０の光軸と光半導体素子３０から出力される光信号の光軸Ｌとが一致するように、半導体実装面２３ｂよりも低い位置に設けられる。光学実装面２２ｂの位置は、レンズ５０の大きさが加味されて半導体実装面２３ｂよりも低い位置とされている。これにより、レンズ５０が光学実装面２２ｂに実装されたときに、半導体実装面２３ｂに実装された光半導体素子３０から出力される光信号がレンズ５０に好適に入射する。以上のように、半導体実装面２３ｂと光学実装面２２ｂとの間の距離がレンズ５０の外形に応じて設定される。当該距離は、例えば、キャリア２３の厚さを変えることによって調整することができる。

【0029】

例えば、光学実装面２２ｂは、半導体実装面２３ｂと平行になるように形成される。この場合、光半導体素子３０から出力される光信号（ビーム）を、光学実装面２２ｂに垂直に設けられたレンズ５０の入射面に垂直に入射させることができる。例えば、第３方向Ｄ３における光学実装面２２ｂの位置、および第３方向Ｄ３における半導体実装面２３ｂの位置は、半導体実装面２３ｂから光半導体素子３０の光信号の出射点までの第３方向Ｄ３の距離と光学実装面２２ｂからレンズ５０の中心軸（光軸）までの距離とに応じて決定される。レンズ５０は、例えば、硬化性樹脂によって光学実装面２２ｂに固定されている。なお、光学実装面２２ｂからレンズ５０の中心軸（光軸）までの距離は、当該硬化性樹脂厚さによって調整されてもよい。

【0030】

光半導体素子３０が実装される半導体実装面２３ｂ、およびレンズ５０が実装される光学実装面２２ｂは、例えば、第３方向Ｄ３に垂直、すなわち、第１方向Ｄ１に平行な面である。一例として、光学実装面２２ｂの向き、および半導体実装面２３ｂの向きは互いに同一である。この場合、光半導体素子３０およびレンズ５０を同じ方向から誘電体ブロック２０に実装できる。光半導体素子３０は、第１方向Ｄ１に沿って光信号を出力するように半導体実装面２３ｂに実装される。すなわち、光半導体素子３０は、出力する光信号の光軸Ｌが第１方向Ｄ１に沿うように半導体実装面２３ｂに実装される。

【0031】

光半導体素子３０は電気信号を光信号に変換する。光半導体素子３０が光信号に変換する電気信号は、例えば、３０ＧＨｚ以上の高周波成分を含む。光半導体素子３０は、信号端子１２から信号パターン２１を介して入力される電気信号により変調された光信号を生成する。光半導体素子３０は、第１方向Ｄ１に沿って光信号を出射する。したがって、当該光信号の光軸Ｌは、第１方向Ｄ１に延伸する。光半導体素子３０は、例えば、レーザダイオードまたは電界吸収型光変調器を含む。光半導体素子３０が電界吸収型光変調器である場合、被変調光を生成するレーザダイオードと同じ半導体チップ上に光半導体素子３０が設けられてもよい。

【0032】

例えば、光半導体素子３０は、電界吸収型光変調器を集積した変調器集積型半導体レーザであってもよい。光軸Ｌは、光半導体素子３０の構造に応じて半導体実装面２３ｂから第３方向Ｄ３に所定の距離だけ離隔した位置に設けられる。光半導体素子３０は、ボンディングワイヤＢ１を介して信号パターン２１に接続されている。光半導体素子３０は、例えば、ボンディングワイヤＢ２を介して終端回路（不図示）に接続されており、当該終端回路を介して接地パターン２４に接続される。したがって、信号パターン２１は、ボンディングワイヤＢ１およびボンディングワイヤＢ２を介して当該終端回路に接続される。

【0033】

次に、温調素子４０について説明する。温調素子４０は、金属ステム１０と誘電体ブロック２０の熱伝導面２０ｂとの間に配置されている。温調素子４０は、誘電体ブロック２０の熱伝導面２０ｂに接続される温調面４０ｂを有する。誘電体ブロック２０は、熱伝導面２０ｂが温調素子４０の温調面４０ｂに接続されることにより、温調素子４０によって冷却または加熱される。例えば、熱伝導面２０ｂと温調面４０ｂとは互いに対向するように設けられ、相互に面接触して固定される。それにより、誘電体ブロック２０と温調素子４０との間で熱が効率よく伝達される。すなわち、誘電体ブロック２０の温度が後述する温調素子４０の加熱作用あるいは冷却作用によって調整される。

【0034】

温調素子４０は、例えば、熱電クーラー（ＴＥＣ（Thermo Electric Cooler））である。温調素子４０は、ペルチェ接合された複数のペルチェ素子４１を備える。温調素子４０は、例えば、金属ステム１０に設けられた端子（不図示）から電力が供給されることにより、温調面４０ｂに取り付けられた部品を冷却または加熱する。例えば、光波長多重通信を行うときに光半導体素子３０が生成する光信号のピーク波長を所定の値に維持するため、光半導体素子３０の温度を所定のレーザ温度に保つ必要がある。例えば、光送信モジュール１の外部の温度が所定のレーザ温度より高い場合には、温調素子４０は、温調面４０ｂを冷却させて光半導体素子３０の温度を所定のレーザ温度に維持する（冷却作用）。光送信モジュール１の外部の温度が所定のレーザ温度より低い場合には、温調素子４０は、温調面４０ｂを加熱させて光半導体素子３０の温度を所定のレーザ温度に維持する（加熱作用）。

【0035】

温調素子４０は、金属ステム１０の第１面１０ｂと誘電体ブロック２０の熱伝導面２０ｂとの間に設けられる。例えば、熱伝導面２０ｂは、接着剤によって温調面４０ｂに固定される。温調素子４０は、温調面４０ｂとは反対側を向く放熱面４０ｃを有する。放熱面４０ｃは、接着剤によって第１面１０ｂに固定される。このとき、放熱面４０ｃと第１面１０ｂとが互いに面接触することにより誘電体ブロック２０と金属ステム１０との間で熱が効率よく伝達される。放熱面４０ｃは、温調素子４０が温調面４０ｂにて吸熱（冷却作用）を行うときには吸熱した熱を放熱し、温調素子４０が温調面４０ｂにて放熱（加熱作用）を行うときには放熱する熱を吸熱する。例えば、温調面４０ｂおよび放熱面４０ｃは互いに平行に延在している。この場合、光軸Ｌを金属ステム１０の第１面１０ｂに対して垂直にすることができる。

【0036】

温調素子４０は、第１基板４２と、第２基板４３と、複数のペルチェ素子４１とを備える。複数のペルチェ素子４１は、第１基板４２と第２基板４３との間に設けられている。第１基板４２は温調面４０ｂを有し、第２基板４３は放熱面４０ｃを有する。ペルチェ素子４１には電流が供給される。複数のペルチェ素子４１に所定の向きに電流が供給されることにより、第１基板４２において吸熱した熱を第２基板４３において放熱し、温調面４０ｂに接続された誘電体ブロック２０を冷却する。複数のペルチェ素子４１に当該所定の向きと反対の向きに電流が供給されることにより、第２基板４３において吸熱した熱を第１基板４２において放熱し、温調面４０ｂに接続された誘電体ブロック２０を加熱する。

【0037】

続いて、レンズ５０について説明する。レンズ５０は、例えば、光半導体素子３０から出射された光信号が入射する光学レンズである。レンズ５０は、例えば、光学ガラスによって構成されている。レンズ５０は、光半導体素子３０から出射された光信号を受け、平行光として光信号を出力する。レンズ５０は、例えば、接着剤によって光学実装面２２ｂに固定される。この接着剤は、例えば、紫外線硬化樹脂によって構成されている。レンズ５０は、例えば、光半導体素子３０から出力される光信号の光軸Ｌにレンズ５０の光軸が第２方向Ｄ２および第３方向Ｄ３において一致するように調芯された状態で、光学実装面２２ｂに固定されている。

【0038】

レンズ５０は、光学実装面２２ｂに対向する底面を有する。例えば、レンズ５０の底面と光学実装面２２ｂとの間に硬化前の接着剤が塗布される。そして、上記の調芯の後に当該接着剤が加熱され、紫外線が照射されて接着剤が硬化することにより、レンズ５０が光学実装面２２ｂに固定される。なお、光半導体素子３０から出力される光信号は、光半導体素子３０から離隔するにつれて第２方向Ｄ２および第３方向Ｄ３に広がるため、レンズ５０の第１方向Ｄ１の位置は、レンズ５０から出力される平行光の強度をモニタしながら調芯されてもよい。

【0039】

上述したように、温調素子４０が金属ステム１０に固定されるとともに誘電体ブロック２０が温調素子４０に固定されることにより、誘電体ブロック２０に実装された光半導体素子３０およびレンズ５０が金属ステム１０に対して固定されて保持される。また、誘電体ブロック２０を介して温調素子４０の冷却作用あるいは加熱作用によって誘電体ブロック２０に実装された光半導体素子３０の温度が調整される。なお、誘電体ブロック２０、光半導体素子３０、温調素子４０、レンズ５０および中継基板６０は、円筒状の筐体の内部に収容され、当該筐体が第１面１０ｂに接合されることにより当該筐体の内部が気密封止される。

【0040】

次に、中継基板６０について説明する。例えば、中継基板６０の材料は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）またはアルミナである。中継基板６０は、信号端子１２を光半導体素子３０に電気的に接続するために設けられる。中継基板６０は、信号端子１２からの電気信号を光半導体素子３０に伝送する。中継基板６０は、第１方向Ｄ１に沿って延在している。中継基板６０の第１方向Ｄ１の長さは、例えば、２ｍｍ以上かつ５ｍｍ以下である。中継基板６０は、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２の双方に延在する上面６０ｂを有する。中継基板６０は、上面６０ｂに、例えば、信号配線６１と、第１グランド配線６２（グランド配線）と、第２グランド配線６３（グランド配線）とを有する。中継基板６０は、第１方向Ｄ１に延在する端面６０ｅを有する。端面６０ｅは、誘電体ブロック２０に近接する端面である（図４参照）。

【0041】

信号配線６１、第１グランド配線６２および第２グランド配線６３は、例えば、金属によって構成されている。信号配線６１は信号端子１２に接続される。第１グランド配線６２および第２グランド配線６３は接地される。信号端子１２からの電気信号の波形品質を劣化させないため、信号配線６１は、第１グランド配線６２および第２グランド配線６３とともに伝送線路を構成するように形成されている。例えば、信号配線６１は、第１方向Ｄ１に延在しており、第２方向Ｄ２において第１グランド配線６２と第２グランド配線６３との間に挟まれて形成されている。信号配線６１の一端は、信号端子１２に電気的に接続され、信号配線６１の他端は、信号パターン２１に電気的に接続される。

【0042】

より詳細には、信号配線６１は、例えば、信号パターン２１にボンディングワイヤＢ３を介して接続される。第１グランド配線６２は、接地パターン２４にボンディングワイヤＢ４を介して接続される。第２グランド配線６３は、接地パターン２４にボンディングワイヤＢ５を介して接続される。第１グランド配線６２および第２グランド配線６３は、中継基板６０の第１方向Ｄ１の第１端６０ｃにおいて金属ステム１０に電気的に接続される。第１グランド配線６２および第２グランド配線６３は、中継基板６０の第１方向Ｄ１の第１端６０ｃとは反対の第２端６０ｄにおいてボンディングワイヤＢ４，Ｂ５を介して接地パターン２４と電気的に接続されている。

【0043】

ボンディングワイヤＢ３，Ｂ４，Ｂ５のそれぞれは、例えば、第２方向Ｄ２に沿って延在している。例えば、第２方向Ｄ２におけるボンディングワイヤＢ３，Ｂ４，Ｂ５の位置は互いに同一となっている。ボンディングワイヤＢ３，Ｂ４，Ｂ５の長さは、寄生インダクタンスを小さくするために短く設定されることが好ましい。ボンディングワイヤＢ３，Ｂ４，Ｂ５の長さは、例えば、互いに同一である。中継基板６０の上面６０ｂの高さ（第３方向Ｄ３の位置）は、誘電体ブロック２０の半導体実装面２３ｂの高さ（第３方向Ｄ３の位置）に近いことが好ましい。この場合、ボンディングワイヤＢ３，Ｂ４，Ｂ５の長さを短くすることができる。

【0044】

ところで、中継基板６０は誘電体ブロック２０にボンディングワイヤＢ３，Ｂ４，Ｂ５を介して接続されるため、ボンディングワイヤＢ３，Ｂ４，Ｂ５を介して中継基板６０から誘電体ブロック２０に熱が流入しうる。例えば、温調素子４０によって光半導体素子３０を冷却するときに、中継基板６０から誘電体ブロック２０に熱が流入すると、冷却作用に必要な温調素子４０の消費電力が増加する。したがって、光半導体素子３０の温度調節を効率よく行うために、中継基板６０から誘電体ブロック２０への熱の流入は、できるだけ少なくすることが好ましい。この熱の流入を抑えることによって温度調節に必要な消費電力を低減できる。

【0045】

例えば、信号配線６１の端部（一端）は、第１面１０ｂから突出している信号端子１２の一端と接続される。信号配線６１の端部と信号端子１２の一端との接続は、半田によって行われてもよいし、ワイヤボンディングによって行われてもよい。信号配線６１の端部と信号端子１２の一端とは、信号伝達の観点から、互いに近接していることが好ましい。例えば、信号配線６１の端部と信号端子１２の一端とが互いに近接するように、第１面１０ｂにおける支持部１４の位置が決められてもよい。

【0046】

図４は、支持部１４および中継基板６０を模式的に示す側面図である。図４に示されるように、光送信モジュール１は、支持部１４と中継基板６０との間に断熱スペーサ７０を備える。中継基板６０は、断熱スペーサ７０を介して支持部１４に支持される。中継基板６０を支持部１４に直接接続した場合と比べて、断熱スペーサ７０によって支持部１４および中継基板６０は互いに熱的に分離されている。そのため、後述するように、断熱スペーサ７０は、熱伝導性の低い材料によって構成されることが好ましい。一般に金属は熱伝導率が大きいので、断熱スペーサ７０は、金属以外の材料によって構成される。例えば、断熱スペーサ７０は絶縁性を有する。この場合、支持部１４は、中継基板６０に対し、直接には電気的に接続されていない。断熱スペーサ７０は、固形物であってもよい。また、断熱スペーサ７０は、ペースト状であってもよい。一例として、断熱スペーサ７０は平板状を呈する。断熱スペーサ７０は、中継基板６０および支持部１４との間に断熱空間Ａを画成してもよい。断熱空間Ａについては、後述する。

【0047】

断熱スペーサ７０は、例えば、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２の双方に延在するとともに第３方向Ｄ３に厚みを有する。例えば、断熱スペーサ７０の第３方向Ｄ３の厚みは、断熱スペーサ７０の第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２のそれぞれの長さよりも小さい。例えば、中継基板６０の厚さＴ１は、断熱スペーサ７０の厚さＴ２よりも大きい。一例として、中継基板６０の厚さＴ１は２５０μｍである。断熱スペーサ７０の厚さＴ２は、例えば、断熱スペーサ７０が固形物である場合には１００μｍ以上かつ１５０μｍ以下であり、断熱スペーサ７０がペースト状である場合には数十μｍである。断熱スペーサ７０の厚さＴ２は、例えば、光送信モジュール１のサイズの制約上許容される範囲においてできるだけ厚いことが好ましい。断熱スペーサ７０を厚くすることによって、支持部１４と中継基板６０との間の熱抵抗は大きくなり、支持部１４と中継基板６０との熱的な分離（断熱性）は向上する。

【0048】

断熱スペーサ７０が固形物である場合、断熱スペーサ７０は、例えば、接着剤によって支持部１４および中継基板６０に固定される。断熱スペーサ７０がペースト状である場合、断熱スペーサ７０自体が、支持部１４および中継基板６０に接着することによって支持部１４および中継基板６０に固定されてもよい。このように、中継基板６０が支持部１４に固定されることによって、中継基板６０は、支持部１４によって確実に支持される。断熱スペーサ７０は、例えば、石英、ガラス、テフロン（登録商標）、または樹脂（一例としてプラスチック）によって構成されている。また、断熱スペーサ７０は、非導電性樹脂によって構成されていてもよい。

【0049】

例えば、断熱スペーサ７０は、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）またはＰＣＢ(PrintedCirsuit Board)によって構成されていてもよい。断熱スペーサ７０の熱伝導率は、支持部１４の熱伝導率よりも小さく、かつ、中継基板６０の熱伝導率よりも小さい。例えば、断熱スペーサ７０の熱伝導率は１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である。断熱スペーサ７０が石英によって構成されている場合、断熱スペーサ７０の熱伝導率は１．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上かつ１．９Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であり、断熱スペーサ７０がガラスによって構成されている場合、断熱スペーサ７０の熱伝導率は１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度である。断熱スペーサ７０がテフロン（登録商標）によって構成されている場合、断熱スペーサ７０の熱伝導率は０．２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度であり、断熱スペーサ７０が樹脂（またはプラスチック）によって構成されている場合、断熱スペーサ７０の熱伝導率は０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上かつ０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である。例えば、窒化アルミニウムの熱伝導率は、１７０～２３０Ｗ／（ｍ・Ｋ)であり、断熱スペーサ７０の熱伝導率はそれよりも１桁以上小さい。

【0050】

図５は、第３方向Ｄ３に沿って中継基板６０を見た中継基板６０の平面図である。図５に示すように、第３方向Ｄ３に沿って中継基板６０を見ることを「中継基板６０の平面視」ともいう。図４および図５に示されるように、中継基板６０は、ボンディングワイヤＢ３，Ｂ４，Ｂ５のそれぞれの一端が接続されるワイヤ接続領域Ｂを有する。ワイヤ接続領域Ｂは、図３に示されるボンディングワイヤＢ３，Ｂ４，Ｂ５のそれぞれの一端を含む中継基板６０の上面６０ｂ上の仮想の領域である。ワイヤ接続領域Ｂは、例えば、長方形状を呈する。ワイヤ接続領域Ｂは、ボンディングワイヤＢ３，Ｂ４，Ｂ５のそれぞれの一端を所定の距離以上内側に含んでいてもよい。例えば、当該所定の距離は、１００μｍである。

【0051】

第１方向Ｄ１に延伸し、誘電体ブロック２０に近接するワイヤ接続領域Ｂの辺は、平面視において中継基板６０の端面６０ｅと重なっている。ワイヤ接続領域Ｂは、例えば、第２方向Ｄ２の長さ（第１距離）Ｌ１を有する。断熱空間Ａは、中継基板６０および支持部１４の間に形成された空間である。断熱空間Ａは、この部分において断熱スペーサ７０が除去されていることによって形成されている。図５に示されるように、中継基板６０の平面視において、断熱空間Ａを透視したとき、断熱空間Ａは、ワイヤ接続領域Ｂを含むように形成される。なお、中継基板６０の平面視において、断熱空間Ａおよびワイヤ接続領域Ｂは、互いに同じ形状を有し、相互に重なっていてもよい。断熱空間Ａが形成されることにより、中継基板６０と断熱スペーサ７０との接触面積は、中継基板６０の底面６５の面積よりも小さい。したがって、中継基板６０と支持部１４との間の熱抵抗は、断熱空間Ａが設けられていない場合に比べて大きくなり、支持部１４と中継基板６０との間の断熱性は向上する。すなわち、ボンディングワイヤＢ３，Ｂ４，Ｂ５のそれぞれの一端には、断熱空間Ａの周囲の断熱スペーサ７０を通って熱が伝導するため、断熱空間Ａが設けられていない場合に比べて支持部１４からボンディングワイヤＢ３，Ｂ４，Ｂ５へ熱が伝わり難くなる。

【0052】

断熱空間Ａは、例えば、断熱スペーサ７０の除去部７１と、中継基板６０の底面６５と、支持部１４の上面１５と、によって画成されている。除去部７１は、断熱スペーサ７０の第１内側面７１ｂおよび第２内側面７１ｃによって画成されている。断熱スペーサ７０は、第３方向Ｄ３からの平面視において、第１方向Ｄ１に延在する端面７０ｃ、および第２方向Ｄ２に延在する端面７０ｂを有する。端面７０ｃは誘電体ブロック２０に近接し、端面７０ｂは金属ステム１０の反対側に位置する。第１内側面７１ｂは、断熱スペーサ７０の端面７０ｂに平行で、第１方向Ｄ１において端面７０ｂよりも内側に位置する。第２内側面７１ｃは、断熱スペーサ７０の端面７０ｃに平行で、第２方向Ｄ２において端面７０ｃよりも内側に位置する。例えば、第２内側面７１ｃの第１方向Ｄ１の長さは、第１内側面７１ｂの第２方向Ｄ２の長さより長い。第３方向Ｄ３からの平面視において、断熱スペーサ７０の端面７０ｃは、中継基板６０の端面６０ｅと重なっている。なお、断熱スペーサ７０の端面７０ｃは、中継基板６０の端面６０ｅと重なっていなくてもよい。

【0053】

中継基板６０は、金属ステム１０に接続する側面６６を有する。側面６６は、第２方向Ｄ２および第３方向Ｄ３の双方に延在している。例えば、側面６６はメタライズされている。中継基板６０は、側面６６を介して金属ステム１０に電気的に接続されている。これにより、中継基板６０においてグランド配線を構成できる。例えば、中継基板６０の底面６５はメタライズされ、メタライズされた側面６６とメタライズされた底面６５とは互いに電気的に接続されていてもよい。さらに、メタライズされた底面６５と、上面６０ｂに形成された第１グランド配線６２および第２グランド配線６３とは、貫通ビア６４などにより電気的に接続されていてもよい。これにより、グランド電位を有する金属ステム１０に第１グランド配線６２および第２グランド配線６３が電気的に接続され、上面６０ｂに伝送線路を構成できる。なお、底面６５は、全面がメタライズされずに、貫通ビア６４との接続に必要な箇所を含むようにグランド配線が部分的に形成されていてもよい。それにより、当該グランド配線を経由して金属ステム１０との間の熱の流出入を低減することができる。

【0054】

次に、本実施形態に係る光送信モジュール１から得られる作用効果について説明する。光送信モジュール１は、信号端子１２および支持部１４を有する金属ステム１０と、誘電体ブロック２０とを備える。誘電体ブロック２０は半導体実装面２３ｂおよび熱伝導面２０ｂを有する。金属ステム１０と誘電体ブロック２０の熱伝導面２０ｂとの間には温調素子４０が配置されており、誘電体ブロック２０の半導体実装面２３ｂには光半導体素子３０が実装されている。光送信モジュール１は、光半導体素子３０に電気的に接続される中継基板６０、および、中継基板６０と支持部１４との間に配置された断熱スペーサ７０を有する。断熱スペーサ７０の熱伝導率は、支持部１４の熱伝導率より小さく、かつ、中継基板６０の熱伝導率よりも小さい。よって、金属ステム１０の支持部１４から中継基板６０への熱の流入は断熱スペーサ７０によって低減されるので、中継基板６０から誘電体ブロック２０への熱の流入を低減できる。したがって、金属ステム１０の支持部１４から中継基板６０への熱の流入が抑制されることにより、温調素子４０によって光半導体素子３０等の光素子の温度調節を効率よく行うことができる。それにより、温度調節に必要な消費電力を低減できる。

【0055】

本実施形態において、断熱スペーサ７０の熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であってもよい。この場合、断熱スペーサ７０の熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることにより、支持部１４から中継基板６０への熱の流入をより確実に抑えることができる。

【0056】

従来は、支持部１４と中継基板６０との間に、断熱スペーサ７０ではなく、半田が介在することがあった。以下では、支持部１４と中継基板６０との間に半田が介在する比較例に係る光送信モジュールと、本実施形態に係る光送信モジュール１との熱抵抗を比較する。この熱抵抗の比較において、中継基板６０の厚さＴ１を２．５×１０^－４ｍ（２５０μｍ）とし、上記半田の厚さｔ（第３方向Ｄ３の長さ）を１．０×１０^－５ｍ（１０μｍ）とする。第３方向Ｄ３から見た場合における断熱空間Ａの第１方向Ｄ１の長さを１．０×１０^－３ｍ（１ｍｍ）、第３方向Ｄ３から見た場合における断熱空間Ａの第２方向Ｄ２の長さを２．０×１０^－４ｍｍ（０．２ｍｍ）とし、第３方向Ｄ３から見た場合における断熱空間Ａの面積Ｓを２．０×１０^－７ｍ^２とした。この場合、中継基板６０の上面６０ｂと底面６５との間の熱抵抗は以下の式（１）によって表される。
熱抵抗＝Ｔ（またはｔ）／（Ｓ×熱伝導率）
＝２．５×１０^－４（または１．０×１０^－５）／（２．０×１０^－７×熱伝導率）
・・・（１）

【0057】

中継基板６０が窒化アルミニウム（ＡｌＮ）によって構成されている場合、窒化アルミニウムの熱伝導率は１７０［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］であるため、中継基板６０の熱抵抗は７．３５［Ｋ／Ｗ］となる。また、中継基板６０がアルミナによって構成されている場合、アルミナの熱伝導率は１８［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］であるため、中継基板６０の熱抵抗は６９．４［Ｋ／Ｗ］となる。比較例の光送信モジュールの上記半田の熱抵抗は、半田の熱伝導率が５７．３であるため、０．８７３［Ｋ／Ｗ］となる。一方、本実施形態に係る光送信モジュール１は、上記半田に代えて、断熱スペーサ７０を備える。一例として、断熱スペーサ７０が紫外線硬化樹脂によって構成されている場合、紫外線硬化樹脂の熱伝導率は０．７［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］であるため、半田を備える比較例と比べて熱抵抗を著しく高めることができる。具体例として、アルミナ基板である中継基板６０の厚さを２倍にするときと同等の熱抵抗を得られる。

【0058】

本実施形態において、中継基板６０は、信号配線６１、第１グランド配線６２および第２グランド配線６３を有してもよい。第１グランド配線６２および第２グランド配線６３は、中継基板６０の第１方向Ｄ１の第１端６０ｃにおいて金属ステム１０に電気的に接続され、かつ、中継基板６０の第１方向Ｄ１の第１端６０ｃとは反対の第２端６０ｄにおいてボンディングワイヤＢ３，Ｂ４，Ｂ５を介して光半導体素子３０と電気的に接続されていてもよい。

【0059】

本実施形態において、中継基板６０と断熱スペーサ７０との接触面積は、中継基板６０の底面６５の面積よりも小さくてもよい。この場合、中継基板６０の底面６５の一部と支持部１４との間に空間（断熱空間Ａ）が形成される。したがって、中継基板６０の底面６５の一部と支持部１４との間に空間が形成されることにより、支持部１４から中継基板６０への熱の流入をより効果的に低減できる。

【0060】

以下では、種々の変形例に係る光送信モジュールについて説明する。後述する種々の変形例において、光送信モジュールの一部の構成は、前述した光送信モジュール１の一部の構成と同一である。よって、以下では、光送信モジュール１の説明と重複する説明を同一の符号を付して適宜省略する。

【0061】

図６は、第１変形例に係る光送信モジュールの中継基板６０Ａを示す平面図である。前述した実施形態では、側面６６がメタライズされている中継基板６０を備える光送信モジュール１について説明した。これに対し、第１変形例に係る光送信モジュールは断熱スペーサ７０Ａを有し、断熱スペーサ７０Ａは、断熱スペーサ７０Ａを第３方向Ｄ３に貫通する導電部であるビア７２を有する。

【0062】

ビア７２は、支持部１４を中継基板６０Ａの底面６５に電気的に接続するために設けられる。この場合、側面６６のメタライズを不要とすることができる。断熱スペーサ７０Ａは、例えば、複数のビア７２を有する。この場合、複数のビア７２は、第２方向Ｄ２に沿って並んでいる。支持部１４は、金属ステム１０から突出して設けられている場合でも、別の部材として金属ステム１０に接続されている場合でも、金属ステム１０に電気的に接続されている。したがって、中継基板６０Ａの底面６５を支持部１４に電気的に接続することによって中継基板６０の上面６０ｂに伝送線路を構成することができる。複数のビア７２は、熱を伝導するが、底面６５の面積に比べて複数のビア７２の面積は、例えば１／１００以下に抑えられる。よって、支持部１４から中継基板６０Ａの上面６０ｂへの熱の流入を顕著に低減できる。また、第１変形例では、ビア７２に代えて、断熱スペーサ７０Ａが、断熱スペーサ７０Ａを第３方向Ｄ３に貫通するスルーホール７３と、スルーホール７３に挿入されるピンとを有していてもよい。この場合もビア７２を備える場合と同様の作用効果が得られる。

【0063】

図７は、第２変形例に係る光送信モジュールの断熱スペーサ７０Ｂ、支持部１４および中継基板６０を示す側面図である。図８は、中継基板６０および断熱スペーサ７０Ｂを示す平面図である。図７および図８に示されるように、第２変形例に係る光送信モジュールは、複数の断熱スペーサ７０Ｂを備える。例えば、各断熱スペーサ７０Ｂは柱状を呈する。各断熱スペーサ７０Ｂの形状は、円柱状であってもよいし、角柱状（直方体状）であってもよい。第３方向Ｄ３から見た場合において、複数の断熱スペーサ７０Ｂは分散して配置されている。一例として、第３方向Ｄ３から見た場合において、複数の断熱スペーサ７０Ｂは格子状に配置されている。図８において、個々の断熱スペーサ７０Ｂは、互いに離隔して配置されている。なお、各断熱スペーサ７０Ｂは、互いに接触していてもよい。

【0064】

断熱スペーサ７０Ｂは、断熱空間Ａ以外の位置に配置されている。例えば、断熱スペーサ７０Ｂは、非導電性樹脂によって構成されている。この第２変形例において、中継基板６０と各断熱スペーサ７０Ｂとの接触面積の合計は、中継基板６０の底面６５の面積よりも小さい。したがって、中継基板６０の底面６５の一部と支持部１４との間により広い空間が形成されることにより、支持部１４から中継基板６０への熱の流入をさらに効果的に抑制できる。なお、上記接触面積の合計は、個々の断熱スペーサ７０Ｂの接触面積と断熱スペーサ７０Ｂの数によって変わるため、当該接触面積および当該数の少なくともいずれかを減らすことにより小さくできる。接触面積の合計を減らすことにより中継基板６０への熱の流入をより減らすことができる。例えば、接触面積の合計は、中継基板６０の底面６５の面積の半分以下であってもよい。

【0065】

図９は、第３変形例に係る光送信モジュールの中継基板６０および複数の断熱スペーサ７０Ｃを示す平面図である。図９に示されるように、第３変形例に係る光送信モジュールは複数の断熱スペーサ７０Ｃを有する。複数の断熱スペーサ７０Ｃは、第１断熱スペーサ７４と、第１断熱スペーサ７４と離隔して配置された第２断熱スペーサ７５とを含む。第１断熱スペーサ７４は、中継基板６０の第１方向Ｄ１の中心を通るとともに第２方向Ｄ２に沿って延伸する基準線Ｘよりも金属ステム１０に近い位置に配置されている。第２断熱スペーサ７５は、基準線Ｘよりも金属ステム１０から遠い位置に配置されている。第１断熱スペーサ７４は、第１方向Ｄ１に延在する端面７０ｃを有する。第２断熱スペーサ７５は、側面７１ｃを有する。当該側面７１ｃは、第１断熱スペーサ７４の端面７０ｃに平行で、第２方向Ｄ２において当該端面７０ｃよりも誘電体ブロック２０から離れて位置する。

【0066】

例えば、第１断熱スペーサ７４は支持部１４の第１方向Ｄ１の第１端部１４ｂに載せられており、第２断熱スペーサ７５は支持部１４の第１端部１４ｂとは反対の第２端部１４ｃに載せられている。例えば、第１断熱スペーサ７４の第２方向Ｄ２の長さは、第２断熱スペーサ７５の第２方向Ｄ２の長さよりも長い。一例として、第１断熱スペーサ７４は支持部１４の第２方向Ｄ２の全体に延びている。これに対し、第２断熱スペーサ７５は、支持部１４における第２方向Ｄ２の断熱空間Ａとは反対の端部から断熱空間Ａの手前まで延びている。すなわち、第２断熱スペーサ７５は断熱空間Ａから離隔した位置に配置されている。例えば、第２断熱スペーサ７５は、第２断熱スペーサ７５の端面７０ｃから第２方向Ｄ２に長さ（第２距離）Ｌ２離れている。長さＬ２は、ワイヤ接続領域Ｂの長さＬ１（図５参照）よりも大きく設定されている。第１断熱スペーサ７４と第２断熱スペーサ７５との間には空気層Ｋが形成されている。空気層Ｋにおいて、中継基板６０は支持部１４から離隔している。この空気層Ｋによって支持部１４から中継基板６０への熱の流入を一層低減させることができる。中継基板６０と複数の断熱スペーサ７０Ｃとの接触面積の合計は、第１断熱スペーサ７４の接触面積と第２断熱スペーサ７５の接触面積に応じて変わるため、第１断熱スペーサ７４の接触面積、および第２断熱スペーサ７５の接触面積の少なくともいずれかを減らすことにより小さくできる。接触面積の合計を減らすことにより中継基板６０への熱の流入をより減らすことができる。例えば、接触面積の合計は、中継基板６０の底面６５の面積の半分以下であってもよい。

【0067】

図１０は、第４変形例に係る光送信モジュールの断熱スペーサ７０Ｄを示す斜視図である。断熱スペーサ７０Ｄは、支持部１４に搭載される板状部７６と、板状部７６から第３方向Ｄ３に沿って延びる柱部７７とを備える。柱部７７は、中継基板６０の底面６５に接触する頂面７７ｂを有する。断熱スペーサ７０Ｄは複数の柱部７７を有する。第３方向Ｄ３から見た場合において、複数の柱部７７は、個々の柱部７７が互いに離隔して第１方向Ｄ１に沿って並ぶとともに第２方向Ｄ２に沿って並ぶように形成されている。すなわち、第３方向Ｄ３から見た場合において、複数の柱部７７は格子状に配置されている。この断熱スペーサ７０Ｄでは、板状部７６を支持部１４に搭載することによって断熱スペーサ７０Ｄを配置できる。第４変形例において、個々の柱部７７は板状部７６に固定されているので、一つ一つを支持部１４の上に配置する必要はない。よって、図７の断熱スペーサ７０Ｂよりもさらに容易に断熱スペーサ７０Ｄを配置することができる。なお、第２変形例と同様に、個々の柱部７７の中継基板６０との接触面積、および柱部７７の数の少なくともいずれかを減らすことにより、中継基板６０への熱の流入をより減らすことができる。例えば、接触面積の合計は、中継基板６０の底面６５の面積の半分以下であってもよい。断熱スペーサ７０Ｄは、断熱スペーサ７０と同様に除去部７１を有していてもよい。

【0068】

図１１は、第５変形例に係る光送信モジュールの断熱スペーサ７０Ｅを示す斜視図である。断熱スペーサ７０Ｅは、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２の双方に延在するとともに第３方向Ｄ３に厚みを有する平板状を呈する。断熱スペーサ７０Ｅは、中継基板６０の底面６５が接触する表面７８ｂと、断熱スペーサ７０Ｅを第３方向Ｄ３に貫通する貫通孔７８ｃとを有する。断熱スペーサ７０Ｅは複数の貫通孔７８ｃを有する。複数の貫通孔７８ｃは、例えば、それぞれの中心が互いに所定の間隔で並ぶように格子状に配列されている。表面７８ｂは、例えば、平坦面である。一例として、貫通孔７８ｃは円形状を呈する。この断熱スペーサ７０Ｅでは、貫通孔７８ｃの部分が支持部１４と中継基板６０の間の空間部として機能するので、前述した断熱スペーサ７０Ｄ等と同様の作用効果を得られる。断熱スペーサ７０Ｅは、貫通孔７８ｃをドリル加工あるいは打抜き加工で開けることができるので、断熱スペーサ７０Ｄよりも容易に作製することができる。第５変形例では、個々の貫通孔７８の面積、および貫通孔７８の数の少なくともいずれかを増やすことによって、断熱スペーサ７０Ｅの中継基板６０との接触面積を減らすことができ、中継基板６０への熱の流入をより一層低減できる。例えば、表面７８ｂの中継基板６０との接触面積は、中継基板６０の底面６５の面積の半分以下であってもよい。断熱スペーサ７０Ｅは、断熱スペーサ７０と同様に除去部７１を有していてもよい。

【0069】

図１２は、第６変形例に係る光送信モジュールの断熱スペーサ７０Ｆを示す斜視図である。断熱スペーサ７０Ｆは表面７９ｂと貫通孔７９ｃとを有し、貫通孔７９ｃが非円形状を呈する点が第５変形例と異なっている。例えば、貫通孔７９ｃは長円形状を呈する。断熱スペーサ７０Ｆは複数の貫通孔７９ｃを有する。断熱スペーサ７０Ｆは、貫通孔７９ｃをドリル加工あるいは打抜き加工で開けることができるので、断熱スペーサ７０Ｅと同様に比較的容易に作製することができる。表面７９ｂの中継基板６０との接触面積は、中継基板６０の底面６５の面積の半分以下であってもよい。断熱スペーサ７０Ｆは、断熱スペーサ７０と同様に除去部７１を有していてもよい。

【0070】

断熱スペーサ７０Ｆは、例えば、方向Ｄ４に沿って並ぶ複数の貫通孔７９ｃからなる複数のグループＣを有する。複数のグループＣは方向Ｄ４に交差する方向Ｄ５に沿って並んでいる。複数のグループＣは、第１グループＣ１と、第１グループＣ１に隣接する第２グループＣ２とを含む。例えば、第１グループＣ１における貫通孔７９ｃの方向Ｄ４の位置は、第２グループＣ２における貫通孔７９ｃの方向Ｄ４の位置からずれている。以上、長円形状を呈する複数の貫通孔７９ｃを有する断熱スペーサ７０Ｆからは、前述した断熱スペーサ７０Ｅ等と同様の作用効果が得られる。

【0071】

以上、本開示に係る実施形態および種々の変形例について説明した。しかしながら、本発明は、前述の実施形態または種々の変形例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨の範囲内において適宜変更可能である。また、本開示に係る光送信モジュールは、前述の実施形態、および第１～第６変形例のうちの複数の例が組み合わされたものであってもよい。例えば、本開示に係る光送信モジュールの各部の構成、形状、大きさ、材料、数および配置態様は、前述した実施形態または変形例に限られず適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0072】

１…光送信モジュール
１０…金属ステム
１０ｂ…第１面
１０ｃ…第２面
１１…基台
１１ｂ…貫通孔
１２…信号端子
１３…固定部材
１４…支持部
１４ｂ…第１端部
１４ｃ…第２端部
１５…上面
２０…誘電体ブロック
２０ｂ…熱伝導面
２１…信号パターン
２２…サブマウント
２２ｂ…光学実装面
２３…キャリア
２３ｂ…半導体実装面
２４…接地パターン
３０…光半導体素子
４０…温調素子
４０ｂ…温調面
４０ｃ…放熱面
４１…ペルチェ素子
４２…第１基板
４３…第２基板
５０…レンズ
６０，６０Ａ…中継基板
６０ｂ…上面
６０ｃ…第１端
６０ｄ…第２端
６０ｅ…端面
６１…信号配線
６２…第１グランド配線（グランド配線）
６３…第２グランド配線（グランド配線）
６４…貫通ビア
６５…底面
６６…側面
７０，７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ，７０Ｅ，７０Ｆ…断熱スペーサ
７０ｂ…端面
７０ｃ…端面
７１…除去部
７１ｂ…第１内側面
７１ｃ…第２内側面、側面
７２…ビア
７３…スルーホール
７４…第１断熱スペーサ
７５…第２断熱スペーサ
７６…板状部
７７…柱部
７７ｂ…頂面
７８ｂ…表面
７８ｃ…貫通孔
７９ｂ…表面
７９ｃ…貫通孔
Ａ…断熱空間
Ｂ…ワイヤ接続領域
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５…ボンディングワイヤ
Ｃ…グループ
Ｃ１…第１グループ
Ｃ２…第２グループ
Ｄ１…第１方向
Ｄ２…第２方向
Ｄ３…第３方向
Ｄ４，Ｄ５…方向
Ｋ…空気層
Ｌ…光軸
Ｌ１…長さ（第１距離）
Ｌ２…長さ（第２距離）
Ｓ…面積
Ｘ…基準線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】