特許 7474143 光モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-16

(45)【発行日】2024-04-24

(54)【発明の名称】光モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/02212 20210101AFI20240417BHJP

【ＦＩ】

H01S5/02212

【請求項の数】 21

(21)【出願番号】P 2020120783

(22)【出願日】2020-07-14

(65)【公開番号】P2021141302

(43)【公開日】2021-09-16

【審査請求日】2023-05-02

(31)【優先権主張番号】P 2020033415

(32)【優先日】2020-02-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】519283819

【氏名又は名称】ＣＩＧ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｊａｐａｎ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000154

【氏名又は名称】弁理士法人はるか国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】野口 大輔

(72)【発明者】

【氏名】山本 寛

【審査官】佐藤 美紗子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０５０３７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００７４６５８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－１０８９３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－９８８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１９７３６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２１６８３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／０１３７６９９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１８６１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３１０３９７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０２０３９２２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｓ ５／００－５／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１面及び第２面を有し、前記第１面及び前記第２面の間で貫通する複数の貫通孔を有する導電性ブロックと、
信号リードを含み、前記複数の貫通孔の内側に前記導電性ブロックとは絶縁されてそれぞれ固定されている複数のリードと、
複数の導体層が絶縁層を介して配置された構造の２層以上の中継基板と、
光信号及び電気信号を少なくとも一方から他方に変換するための光電素子と、
信号ワイヤを含む複数のワイヤと、
を有し、
前記中継基板は、前記導電性ブロックの前記第１面に対向して固定される第１端面と、前記第１端面とは反対の第２端面と、前記第１端面及び前記第２端面の間で前記中継基板の厚みを規定する表面及び裏面と、を有し、
前記表面は、前記第１端面から前記第２端面の方向に前記厚みが減少するように傾斜する傾斜面を、少なくとも、前記第２端面よりも前記第１端面に近い位置に有し、
前記複数の導体層は、前記傾斜面に一部が配置されるように前記表面に位置する信号パターンと、前記裏面から前記第１端面及び前記第２端面のそれぞれに至るように位置する第１グランドパターンと、を有し、
前記信号ワイヤは、前記信号リードにボンディングされる一端と、前記傾斜面で前記信号パターンにボンディングされる他端と、を有することを特徴とする光モジュール。

【請求項2】

請求項１に記載された光モジュールであって、
前記複数の導体層は、中継基板の内層に位置して前記第１グランドパターンに電気的に接続する第２グランドパターンを含むことを特徴とする光モジュール。

【請求項3】

請求項１又は２に記載された光モジュールであって、
前記複数のワイヤは、グランドワイヤを含み、
前記グランドワイヤは、前記第２端面で前記第１グランドパターンにボンディングされる一端を有することを特徴とする光モジュール。

【請求項4】

請求項３に記載された光モジュールであって、
前記導電性ブロックは、前記第１面に隆起する台座部を有し、
前記グランドワイヤの他端は、前記台座部にボンディングされていることを特徴とする光モジュール。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載された光モジュールであって、
前記第１面と前記第１端面の間に介在して、前記第１グランドパターンを前記導電性ブロックに電気的に接続し、前記中継基板を前記導電性ブロックに固定する導電性接着剤をさらに有することを特徴とする光モジュール。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載された光モジュールであって、
前記中継基板は、前記第１端面のみで前記導電性ブロックに支持されていることを特徴とする光モジュール。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか１項に記載された光モジュールであって、
前記中継基板の少なくとも一部は、前記複数の貫通孔のいずれにも重ならないことを特徴とする光モジュール。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか１項に記載された光モジュールであって、
前記信号ワイヤは、前記信号リードの先端面にボンディングされていることを特徴とする光モジュール。

【請求項9】

請求項８に記載された光モジュールであって、
前記信号リードは、前記複数の貫通孔の対応する１つの内側に位置する保持部を有し、
前記先端面は、前記保持部の径よりも大きいことを特徴とする光モジュール。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか１項に記載された光モジュールであって、
前記複数のワイヤは、前記表面で前記信号パターンにボンディングされるワイヤをさらに含むことを特徴とする光モジュール。

【請求項11】

請求項１から１０のいずれか１項に記載された光モジュールであって、
前記信号パターンは、信号線と、前記傾斜面に位置して前記信号線の配線幅よりも大きいパッド部と、を含むことを特徴とする光モジュール。

【請求項12】

請求項１から１１のいずれか１項に記載された光モジュールであって、
前記第１グランドパターンは、前記裏面から前記第２端面に至るように位置することを特徴とする光モジュール。

【請求項13】

請求項１２に記載された光モジュールであって、
前記第１グランドパターンは、前記第２端面を超えて前記表面に至るように延びていることを特徴とする光モジュール。

【請求項14】

請求項１３に記載された光モジュールであって、
前記複数のワイヤは、前記表面で前記第１グランドパターンにボンディングされるワイヤをさらに含むことを特徴とする光モジュール。

【請求項15】

請求項１から１０のいずれか１項に記載された光モジュールであって、
第１中継基板及び第２中継基板のそれぞれが前記中継基板であり、
前記第１中継基板の前記信号パターン及び前記第２中継基板の前記信号パターンによって、差動伝送線路が構成されることを特徴とする光モジュール。

【請求項16】

第１面及び第２面を有し、前記第１面及び前記第２面の間で貫通する複数の貫通孔を有する導電性ブロックと、
信号リードを含み、前記複数の貫通孔の内側に前記導電性ブロックとは絶縁されてそれぞれ固定されている複数のリードと、
複数の導体層が絶縁層を介して配置された構造の２層以上の中継基板と、
光信号及び電気信号を少なくとも一方から他方に変換するための光電素子と、
信号ワイヤを含む複数のワイヤと、
を有し、
前記中継基板は、前記導電性ブロックの前記第１面に対向して固定される第１端面と、前記第１端面とは反対の第２端面と、前記第１端面及び前記第２端面の間で前記中継基板の厚みを規定する表面及び裏面と、を有し、
前記表面は、前記第１端面から前記第２端面の方向に前記厚みが減少するように傾斜する傾斜面を有し、
前記複数の導体層は、前記傾斜面に位置する信号パターンと、前記裏面に位置する第１グランドパターンと、前記第１端面に露出する第１露出面を有するように前記中継基板に埋め込まれて前記第１グランドパターンに接続する第１導電体と、を有し、
前記信号ワイヤは、前記信号リードにボンディングされる一端と、前記傾斜面で前記信号パターンにボンディングされる他端と、を有することを特徴とする光モジュール。

【請求項17】

請求項１６に記載された光モジュールであって、
前記複数の導体層は、前記第２端面に露出する第２露出面を有するように前記中継基板に埋め込まれて前記第１グランドパターンに接続する第２導電体をさらに有することを特徴とする光モジュール。

【請求項18】

請求項１７に記載された光モジュールであって、
前記第２導電体の前記第２露出面に面接触して少なくとも表面が導電材料からなる導電ピースをさらに有し、
前記複数のワイヤは、前記導電ピースの前記表面に一端がボンディングされたグランドワイヤを含むことを特徴とする光モジュール。

【請求項19】

請求項１８に記載された光モジュールであって、
前記導電ピースは、全体的に前記導電材料からなることを特徴とする光モジュール。

【請求項20】

請求項１８に記載された光モジュールであって、
前記導電ピースは、絶縁材料からなる本体と、前記本体に形成された金属膜と、を含み、
前記金属膜の一部は、前記第２露出面との接続部であり、
前記金属膜の他の一部は、前記第２端面に対向せず、前記グランドワイヤのボンディング部であることを特徴とする光モジュール。

【請求項21】

請求項１８から２０のいずれか１項に記載された光モジュールであって、
前記光電素子が搭載される搭載基板と、
前記搭載基板を支持し、導電材料からなり、前記グランドワイヤの他端がボンディングされた支持ブロックと、
をさらに有することを特徴とする光モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

ＴＯ－ＣＡＮ（Transistor Outline Can）型パッケージは、アイレットの貫通孔にガラス等の誘電体を介して保持されたリードを用いて、電気信号を光半導体素子へ伝送するようになっている（特許文献１及び２）。リードは、ろう接によって、セラミック基板の配線パターンに接合される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－５０３５７号公報

【文献】特開２０１１－１２３１８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ろう接は、ワイヤを使用しないのでインダクタンスの低減を可能にするが、高価なペレット（例えばＡｕＳｎはんだ）が必要になる。また、ろう接には、正確な位置でリードを配置することが必要であるが、その位置制御は困難である。

【0005】

本発明は、インダクタンスが大きくならないようにワイヤを使用する電気的接続を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１）本発明に係る光モジュールは、第１面及び第２面を有し、前記第１面及び前記第２面の間で貫通する複数の貫通孔を有する導電性ブロックと、信号リードを含み、前記複数の貫通孔の内側に前記導電性ブロックとは絶縁されてそれぞれ固定されている複数のリードと、複数の導体層が絶縁層を介して配置された構造の２層以上の中継基板と、光信号及び電気信号を少なくとも一方から他方に変換するための光電素子と、信号ワイヤを含む複数のワイヤと、を有し、前記中継基板は、前記導電性ブロックの前記第１面に対向して固定される第１端面と、前記第１端面とは反対の第２端面と、前記第１端面及び前記第２端面の間で前記中継基板の厚みを規定する表面及び裏面と、を有し、前記表面は、前記第１端面から前記第２端面の方向に前記厚みが減少するように傾斜する傾斜面を、少なくとも、前記第２端面よりも前記第１端面に近い位置に有し、前記複数の導体層は、前記傾斜面に一部が配置されるように前記表面に位置する信号パターンと、前記裏面から前記第１端面及び前記第２端面のそれぞれに至るように位置する第１グランドパターンと、を有し、前記信号ワイヤは、前記信号リードにボンディングされる一端と、前記傾斜面で前記信号パターンにボンディングされる他端と、を有することを特徴とする。

【0007】

本発明によれば、信号ワイヤを使用するのでコストを削減することができる。また、傾斜面に信号ワイヤをボンディングするので、ボンディングプロセスが容易であり、短い信号ワイヤの使用が可能になり、インダクタンスを小さくすることができる。

【0008】

（２）（１）に記載された光モジュールであって、前記複数の導体層は、中継基板の内層に位置して前記第１グランドパターンに電気的に接続する第２グランドパターンを含むことを特徴としてもよい。

【0009】

（３）（１）又は（２）に記載された光モジュールであって、前記複数のワイヤは、グランドワイヤを含み、前記グランドワイヤは、前記第２端面で前記第１グランドパターンにボンディングされる一端を有することを特徴としてもよい。

【0010】

（４）（３）に記載された光モジュールであって、前記導電性ブロックは、前記第１面に隆起する台座部を有し、前記グランドワイヤの他端は、前記台座部にボンディングされていることを特徴としてもよい。

【0011】

（５）（１）から（４）のいずれか１項に記載された光モジュールであって、前記第１面と前記第１端面の間に介在して、前記第１グランドパターンを前記導電性ブロックに電気的に接続し、前記中継基板を前記導電性ブロックに固定する導電性接着剤をさらに有することを特徴としてもよい。

【0012】

（６）（１）から（５）のいずれか１項に記載された光モジュールであって、前記中継基板は、前記第１端面のみで前記導電性ブロックに支持されていることを特徴としてもよい。

【0013】

（７）（１）から（６）のいずれか１項に記載された光モジュールであって、前記中継基板の少なくとも一部は、前記複数の貫通孔のいずれにも重ならないことを特徴としてもよい。

【0014】

（８）（１）から（７）のいずれか１項に記載された光モジュールであって、前記信号ワイヤは、前記信号リードの先端面にボンディングされていることを特徴としてもよい。

【0015】

（９）（８）に記載された光モジュールであって、前記信号リードは、前記複数の貫通孔の対応する１つの内側に位置する保持部を有し、前記先端面は、前記保持部の径よりも大きいことを特徴としてもよい。

【0016】

（１０）（１）から（９）のいずれか１項に記載された光モジュールであって、前記複数のワイヤは、前記表面で前記信号パターンにボンディングされるワイヤをさらに含むことを特徴としてもよい。

【0017】

（１１）（１）から（１０）のいずれか１項に記載された光モジュールであって、前記信号パターンは、信号線と、前記傾斜面に位置して前記信号線の配線幅よりも大きいパッド部と、を含むことを特徴としてもよい。

【0018】

（１２）（１）から（１１）のいずれか１項に記載された光モジュールであって、前記第１グランドパターンは、前記裏面から前記第２端面に至るように位置することを特徴としてもよい。

【0019】

（１３）（１２）に記載された光モジュールであって、前記第１グランドパターンは、前記第２端面を超えて前記表面に至るように延びていることを特徴としてもよい。

【0020】

（１４）（１３）に記載された光モジュールであって、前記複数のワイヤは、前記表面で前記第１グランドパターンにボンディングされるワイヤをさらに含むことを特徴としてもよい。

【0021】

（１５）（１）から（１０）のいずれか１項に記載された光モジュールであって、第１中継基板及び第２中継基板のそれぞれが前記中継基板であり、前記第１中継基板の前記信号パターン及び前記第２中継基板の前記信号パターンによって、差動伝送線路が構成されることを特徴としてもよい。

【0022】

（１６）本発明に係る光モジュールは、第１面及び第２面を有し、前記第１面及び前記第２面の間で貫通する複数の貫通孔を有する導電性ブロックと、信号リードを含み、前記複数の貫通孔の内側に前記導電性ブロックとは絶縁されてそれぞれ固定されている複数のリードと、複数の導体層が絶縁層を介して配置された構造の２層以上の中継基板と、光信号及び電気信号を少なくとも一方から他方に変換するための光電素子と、信号ワイヤを含む複数のワイヤと、を有し、前記中継基板は、前記導電性ブロックの前記第１面に対向して固定される第１端面と、前記第１端面とは反対の第２端面と、前記第１端面及び前記第２端面の間で前記中継基板の厚みを規定する表面及び裏面と、を有し、前記表面は、前記第１端面から前記第２端面の方向に前記厚みが減少するように傾斜する傾斜面を有し、前記複数の導体層は、前記傾斜面に位置する信号パターンと、前記裏面に位置する第１グランドパターンと、前記第１端面に露出する第１露出面を有するように前記中継基板に埋め込まれて前記第１グランドパターンに接続する第１導電体と、を有し、前記信号ワイヤは、前記信号リードにボンディングされる一端と、前記傾斜面で前記信号パターンにボンディングされる他端と、を有することを特徴とする。

【0023】

（１７）（１６）に記載された光モジュールであって、前記複数の導体層は、前記第２端面に露出する第２露出面を有するように前記中継基板に埋め込まれて前記第１グランドパターンに接続する第２導電体をさらに有することを特徴としてもよい。

【0024】

（１８）（１７）に記載された光モジュールであって、前記第２導電体の前記第２露出面に面接触して少なくとも表面が導電材料からなる導電ピースをさらに有し、前記複数のワイヤは、前記導電ピースの前記表面に一端がボンディングされたグランドワイヤを含むことを特徴としてもよい。

【0025】

（１９）（１８）に記載された光モジュールであって、前記導電ピースは、全体的に前記導電材料からなることを特徴としてもよい。

【0026】

（２０）（１８）に記載された光モジュールであって、前記導電ピースは、絶縁材料からなる本体と、前記本体に形成された金属膜と、を含み、前記金属膜の一部は、前記第２露出面との接続部であり、前記金属膜の他の一部は、前記第２端面に対向せず、前記グランドワイヤのボンディング部であることを特徴としてもよい。

【0027】

（２１）（１８）から（２０）のいずれか１項に記載された光モジュールであって、前記光電素子が搭載される搭載基板と、前記搭載基板を支持し、導電材料からなり、前記グランドワイヤの他端がボンディングされた支持ブロックと、をさらに有することを特徴としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】第１の実施形態に係る光モジュールの斜視図である。

【図2】導電性ブロック及びこれに搭載される電子部品を示す斜視図である。

【図3】配線パターンの平面図である。

【図4】中継基板の詳細図である。

【図5】ワイヤボンディングを説明するための図である。

【図6】第２の実施形態に係る光モジュールの一部を示す斜視図である。

【図7】第３の実施形態に係る光モジュールの一部を示す斜視図である。

【図8】第４の実施形態に係る光モジュールの一部を示す斜視図である。

【図9】第５の実施形態に係る光モジュールの一部を示す斜視図である。

【図10】第５の実施形態に係る光モジュールの一部を示す断面図である。

【図11】第５の実施形態に係る光モジュールの中継基板を示す斜視図である。

【図12】第６の実施形態に係る光モジュールの一部を示す斜視図である。

【図13】第６の実施形態に係る光モジュールの一部を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下に、図面を参照して、本発明の実施形態を具体的かつ詳細に説明する。全図において同一の符号を付した部材は同一又は同等の機能を有するものであり、その繰り返しの説明を省略する。なお、図形の大きさは倍率に必ずしも一致するものではない。

【0030】

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る光モジュールの斜視図である。光モジュール１００は、ＴＯ－ＣＡＮ（Transistor Outline-Can）型光モジュールであり、発光素子を備える光送信サブアセンブリ（TOSA: Transmitter Optical Sub-Assembly）、受光素子を備える光受信サブアセンブリ（ROSA: Receiver Optical Sub-Assembly）、発光素子及び受光素子の両方を備える双方向モジュール（BOSA；Bidirectional Optical Sub-Assembly）のいずれであってもよい。光モジュール１００は、フレキシブル基板（ＦＰＣ）１０２を有し、プリント基板（ＰＣＢ）１０４に接続されるようになっている。光モジュール１００は、導電性ブロック１０（例えばアイレット）を有する。

【0031】

図２は、導電性ブロック１０及びこれに搭載される電子部品を示す斜視図である。導電性ブロック１０は、金属などの導電材料からなり、第１面１２及び第２面１４を有する。
導電性ブロック１０は、第１面１２及び第２面１４の間でそれぞれ貫通する複数の貫通孔１６を有する。導電性ブロック１０は、第１面１２に一体的な台座部１８を有する。台座部１８は、第１面１２に隆起している。台座部１８も導電体からなる。導電性ブロック１０は、基準電位（例えばグランド）に接続される。

【0032】

光モジュール１００は、複数のリードＬを有する。複数のリードＬは、複数の貫通孔１６の内側に、導電性ブロック１０とは絶縁されてそれぞれ固定されている。例えば、貫通孔１６にはガラスなどの絶縁材料２０が充填されている。複数のリードＬは、第１面１２から突出している。複数のリードＬは、第２面１４からも突出して、フレキシブル基板１０２（図１）に接続されている。

【0033】

複数のリードＬは、信号リード２２を含む。信号リード２２は、複数の貫通孔１６の対応する１つの内側に位置する保持部２４を有する。信号リード２２は、基準電位の導電性ブロック１０の貫通孔１６の内側にあって、同軸線路を構成する。信号リード２２の先端面は、保持部２４の径よりも大きい。

【0034】

光モジュール１００は、光信号及び電気信号を少なくとも一方から他方に変換するための光電素子２６を有する。光電素子２６は、シングルエンド駆動されるようになっている。光電素子２６は、搭載基板２８に搭載されている。搭載基板２８は、台座部１８に搭載されている。台座部１８には、バイパスコンデンサ３０が搭載されている。バイパスコンデンサ３０の裏面（電極）が台座部１８に導通し、基準電位（例えばグランド）に接続される。

【0035】

搭載基板２８は、光電素子２６が搭載される搭載面を有する。搭載面に平行な方向に光軸ＯＸを向けるように、光電素子２６は配置されている。搭載基板２８は、搭載面に配線パターン３２を有する。

【0036】

図３は、配線パターン３２の平面図である。配線パターン３２は、光電素子２６に電気的に接続されている。詳しくは、配線パターン３２は、光電素子２６の裏面（電極）が接合されるグランド電極３４を有する。グランド電極３４は、側面電極３６と一体化して、搭載面とは反対側で、台座部１８に電気的に接続されている。配線パターン３２は、光電素子２６に高周波信号を入力するための信号電極３８を有する。

【0037】

図２に示すように、光モジュール１００は、中継基板４０を有する。中継基板４０は、厚みを規定する表面４２及び裏面４４を有する。表面４２（又は裏面４４）の両端に、第１端面４６及び第２端面４８が接続する。第２端面４８は、第１端面４６とは反対の面である。表面４２は、傾斜面５０を、少なくとも、第２端面４８よりも第１端面４６に近い位置に有する。傾斜面５０は、第１端面４６から第２端面４８の方向に厚みが減少するように傾斜する。第１端面４６は、導電性ブロック１０の第１面１２に対向して固定される。固定のためには、ある程度、第１端面４６が大きいことが好ましく、中継基板４０を薄くするには限界がある。

【0038】

図４は、中継基板４０の詳細図である。導電性接着剤５２が第１面１２と第１端面４６の間に介在する。導電性接着剤５２によって、中継基板４０は導電性ブロック１０に固定される。中継基板４０は、第１端面４６のみで導電性ブロック１０に支持されていてもよい。中継基板４０（第１端面４６）の少なくとも一部は、図２に示すように、複数の貫通孔１６（絶縁材料２０）のいずれにも重ならないので、導電性接着剤５２の接着力が確保される。中継基板４０は、複数の導体層５４（例えば金属）が絶縁層５６（例えばセラミック）を介して配置された構造になっている。

【0039】

（信号パターン）
複数の導体層５４は、信号パターン５８を有する。信号パターン５８は、表面４２に位置している。信号パターン５８の一部は、傾斜面５０に配置されている。信号パターン５８は、信号線６０を含む。信号パターン５８は、信号線６０の配線幅よりも大きいパッド部６２を含む。パッド部６２は、傾斜面５０に位置している。

【0040】

（第１グランドパターン）
複数の導体層５４は、第１グランドパターン６４を有する。第１グランドパターン６４は、裏面４４から第１端面４６及び第２端面４８のそれぞれに至るように位置する。導電性接着剤５２によって、第１端面４６で、第１グランドパターン６４が導電性ブロック１０に電気的に接続される。第１グランドパターン６４は、第２端面４８を超えて表面４２に至るように延びている。

【0041】

（第２グランドパターン）
複数の導体層５４は、第２グランドパターン６６を有する。第２グランドパターン６６は、中継基板４０の内層に位置して第１グランドパターン６４に電気的に接続する。複数の導体層５４は、第１ビア６８を含む。第１ビア６８は、絶縁層５６を貫通して、第１グランドパターン６４及び第２グランドパターン６６を接続する。

【0042】

第２グランドパターン６６は、第１グランドパターン６４よりも、信号パターン５８に近い。そのため、キャパシタンスを大きくする（低下を防止する）ことができる。なお、傾斜面５０では、信号パターン５８は第２グランドパターン６６から離れるが、信号線６０よりもパッド部６２が大きいので、これもキャパシタンスの低下を防止している。絶縁層５６（誘電体）の一方面に第２グランドパターン６６があり、誘電体の他方面に信号パターン５８があり、これによりマイクロストリップ線路が構成される。

【0043】

（第３グランドパターン）
複数の導体層５４は、第３グランドパターン７０を含む。第３グランドパターン７０は、表面４２に位置して第２グランドパターン６６に電気的に接続する。複数の導体層５４は、第２ビア７２を含む。第２ビア７２は、絶縁層５６を貫通して、第２グランドパターン６６及び第３グランドパターン７０を接続する。

【0044】

（ワイヤ）
図２に示すように、光モジュール１００は、複数のワイヤを有する。本実施形態によれば、高価なペレットを使用せずに、ワイヤを使用するのでコストを削減することができる。

【0045】

信号ワイヤ７４の一端は、信号リード２２にボンディングされる。信号ワイヤ７４は、信号リード２２の先端面にボンディングされている。信号リード２２の先端面は、ボンディング領域を確保するために、保持部２４の径よりも大きくなっている。信号ワイヤ７４の他端は、傾斜面５０で信号パターン５８にボンディングされる。信号ワイヤ７４によって、信号リード２２と信号パターン５８が電気的に接続される。なお、信号ワイヤ７４を使用することでインダクタンスが大きくなっても、傾斜面５０でのキャパシタンスを大きくすることで、インピーダンスをバランスさせることができる。

【0046】

中継基板４０の表面４２で信号パターン５８には、ワイヤＷ１の一端がボンディングされている。ワイヤＷ１の他端は、信号電極３８(図３参照)にボンディングされている。信号電極３８と光電素子２６は、ワイヤＷ７を介して接続されている。

【0047】

グランドワイヤ７６の一端は、第２端面４８で第１グランドパターン６４にボンディングされる。グランドワイヤ７６の他端は、台座部１８にボンディングされている。中継基板４０の表面４２で、第１グランドパターン６４にはワイヤＷ２の一端がボンディングされている。ワイヤＷ２の他端は、搭載基板２８のグランド電極３４（図３参照）にボンディングされている。中継基板４０の裏面４４で、第１グランドパターン６４にはワイヤＷ３の一端がボンディングされている。ワイヤＷ３の他端は、台座部１８にボンディングされている。

【0048】

中継基板４０の表面４２で、第３グランドパターン７０（図４参照）にはワイヤＷ４の一端がボンディングされている。ワイヤＷ４の他端は、台座部１８にボンディングされている。バイパスコンデンサ３０の上側の電極は、ワイヤＷ５を介して、リードＬに接続されて、電圧が印加されるようになっている。電圧は、他のワイヤＷ６を介して、光電素子２６にも接続されて電源電圧が供給される。光電素子２６は、ワイヤＷ７によって、信号電極３８（図３参照）にも接続されている。

【0049】

（製造方法）
図５は、ワイヤボンディングを説明するための図である。光モジュール１００の製造方法はワイヤボンディングを含む。キャピラリ７８を使用して、信号ワイヤ７４の一端を、信号リード２２の先端面にボンディングする。

【0050】

続いて、信号ワイヤ７４の他端を、傾斜面５０で信号パターン５８にボンディングする。このボンディングは、傾斜面５０がキャピラリ７８に対して垂直になるように、導電性ブロック１０を傾けて行う。傾斜面５０へのボンディングは、他の部品との干渉を避けることができるため、部品ばらつきによらず、安定した生産が可能となる。

【0051】

本実施形態では、傾斜面５０に信号ワイヤ７４をボンディングするので、ボンディングプロセスが容易であり、短い信号ワイヤ７４の使用が可能になり、インダクタンスを小さくすることができる。これにより、特性の改善を図ることが可能になる。

【0052】

［第２の実施形態］
図６は、第２の実施形態に係る光モジュールの一部を示す斜視図である。光モジュールは、熱電冷却器２８０を有する。熱電冷却器２８０は、上面及び下面を有する。上面及び下面は、セラミックなどの絶縁体からなる。下面が導電性ブロック２１０の第１面２１２に固定されている。固定には、熱伝導性の接着剤を使用してもよい。熱電冷却器２８０は、上面及び下面の間で熱を移動させるためのペルチェ素子（図示せず）を内部に有する。
例えば、上面が吸熱面になり、下面が放熱面になるが、その逆に切り替えられるようになっている。熱電冷却器２８０の電極は、ワイヤＷによって、リードＬに接続されている。

【0053】

熱電冷却器２８０の上面には金属層２８２が積層する。金属層２８２は、基準電位プレーン（例えばグランドプレーン）となる。金属層２８２と搭載基板２８（図３参照）の間に支持ブロック２８４が介在する。支持ブロック２８４は、導電材料である金属からなる。支持ブロック２８４は金属層２８２と導通し、搭載基板２８の側面電極３６を介してグランド電極３４と導通する。

【0054】

グランドワイヤ７６の一端は、第２端面４８で第１グランドパターン６４にボンディングされる。グランドワイヤ７６の他端は、支持ブロック２８４にボンディングされている。中継基板４０の表面４２で、第３グランドパターン７０にはワイヤＷの一端がボンディングされている。ワイヤＷの他端は、支持ブロック２８４にボンディングされている。

【0055】

支持ブロック２８４には、バイパスコンデンサ３０が搭載されている。バイパスコンデンサ３０の裏面（電極）が支持ブロック２８４に導通し、基準電位（例えばグランド）に接続される。バイパスコンデンサ３０の他方の電極は、ワイヤＷを介して、リードＬに接続され、電圧が印加されるようになっている。電圧は、他のワイヤＷを介して、光電素子２６にも接続されて電源電圧が供給される。第１の実施形態で説明した内容は本実施形態に適用可能である。

【0056】

［第３の実施形態］
図７は、第３の実施形態に係る光モジュールの一部を示す斜視図である。第１中継基板３４０Ａの信号パターン３５８及び第２中継基板３４０Ｂの信号パターン３５８によって、差動伝送線路が構成される。信号パターン３５８は、信号伝達方向を基準として、左右対称の形状であってもよい。第１中継基板３４０Ａ及び第２中継基板３４０Ｂが同じ構造であれば、部品の共通化によるコスト削減が可能である。

【0057】

差動駆動が可能な光電素子３２６として、直接変調型レーザー(Directly Modulated Laser；ＤＭＬ)が想定される。ＤＭＬは、一般に高い電流で駆動する必要があるため、特性インピーダンスを低く設定し、低消費電化を図る場合が多い。汎用的に高周波線路の特性インピーダンスは２５Ωに設定される。特性インピーダンスを２５Ωに整合させるため、信号パターン３５８の線幅は、比較的大きい（０．５～０．７ｍｍ程度）。なお、第１の実施形態では、５０Ω整合の単相方式が想定される。

【0058】

第１中継基板３４０Ａ及び第２中継基板３４０Ｂのそれぞれは、全体的に、複数の貫通孔３１６のいずれにも重ならない。貫通孔３１６の内側にある絶縁材料３２０は導電性接着剤３５２との接着力が弱いが、その絶縁材料３２０に導電性接着剤３５２が付着しないので、第１中継基板３４０Ａ及び第２中継基板３４０Ｂのそれぞれと導電性ブロック３１０の接着力が強い。

【0059】

搭載基板３２８の配線パターン３３２は、一対の差動信号配線３８６を含む。光電素子３２６の裏面電極（図示せず）が、一対の差動信号配線３８６の一方に電気的に接続される。一対の差動信号配線３８６の他方と光電素子３２６はワイヤＷによって接続されている。

【0060】

一対の信号パターン３５８のそれぞれは、ワイヤＷによって、一対の差動信号配線３８６の対応する１つに接続されている。また、一対の信号パターン３５８のそれぞれは、ワイヤＷによって、対応する信号リード３２２に接続されている。こうして、一対の信号リード３２２が光電素子３２６に電気的に接続される。第１の実施形態で説明した内容は本実施形態に適用可能である。

【0061】

［第４の実施形態］
図８は、第４の実施形態に係る光モジュールの一部を示す斜視図である。本実施形態では、中継基板４４０の表面４４２において、傾斜面４５０の全体に信号パターン４５８がある。表面４４２の全体が傾斜面４５０であってもよい。これによれば、中継基板４４０の厚みを薄くすることができるので、インピーダンスを、内層のグランドパターンを有さずとも所望の値に近づけることができ、コスト耐力に優れる構成となっている。第３の実施形態で説明した内容は本実施形態に適用可能である。

【0062】

［第５の実施形態］
図９は、第５の実施形態に係る光モジュールの一部を示す斜視図である。図１０は、第５の実施形態に係る光モジュールの一部を示す断面図である。本実施形態では、デジタルデータの伝送にシングルエンド方式が採用されている。光モジュールは、２層以上の中継基板５４０を有する。

【0063】

図１１は、第５の実施形態に係る光モジュールの中継基板５４０を示す斜視図である。中継基板５４０は、複数の導体層が絶縁層を介して配置された構造を有する。本実施形態は、中継基板５４０において、第２の実施形態（図６）と異なる。

【0064】

中継基板５４０は、第１導電体５８０（例えば埋め込みビア）を有する。第１導電体５８０は、中継基板５４０（絶縁層）に埋め込まれて第１グランドパターン５６４に接続されている。第１導電体５８０は、第１端面５４６に露出する第１露出面５８２を有する。中継基板５４０の第１端面５４６は、導電性ブロック５１０の第１面５１２に対向して固定されている。固定には、導電性接着剤を使用してもよい。第１導電体５８０は、導電性ブロック５１０に電気的に接続される。

【0065】

中継基板５４０は、第２導電体５８４（例えば埋め込みビア）を有する。第２導電体５８４は、中継基板５４０（絶縁層）に埋め込まれて第１グランドパターン５６４に接続している。第２導電体５８４は、第２端面５４８に露出する第２露出面５８６を有する。第２端面５４８は、第１端面５４６とは反対にある。

【0066】

光モジュールは、導電ピース５８８を有する。導電ピース５８８は、全体的に導電材料からなる。導電ピース５８８は、少なくとも表面が導電材料からなり、第２導電体５８４の第２露出面５８６に面接触して電気的に接続している。グランドワイヤ５７６の一端は、導電ピース５８８の表面にボンディングされている。グランドワイヤ５７６は、導電ピース５８８を介して、第１グランドパターン５６４に電気的に接続される。グランドワイヤ５７６の他端は、支持ブロック５９０に接続されている。その他の内容に関して、本実施形態には、第２の実施形態で説明したことを適用可能である。

【0067】

［第６の実施形態］
図１２は、第６の実施形態に係る光モジュールの一部を示す斜視図である。図１３は、第６の実施形態に係る光モジュールの一部を示す断面図である。本実施形態では、第５の実施形態で説明した中継基板５４０（図１１）が使用されている。

【0068】

本実施形態は、導電ピース６８８において、第５の実施形態（図９）と異なる。導電ピース６８８は、絶縁材料からなる本体６９２を含む。本体６９２は、複数の平面を有する多面体である。導電ピース６８８は、本体６９２に形成された金属膜６９４を含む。

【0069】

金属膜６９４の一部６９４ａは、本体６９２の、第２端面５４８を向く面に形成されている。つまり、金属膜６９４の一部６９４ａは、第２導電体５８４の第２露出面５８６との接続部である。導電ピース６８８は、第２導電体５８４を介して、第１グランドパターン５６４に電気的に接続される。

【0070】

金属膜６９４の他の一部６９４ｂは、本体６９２の、第２端面５４８を向く面とは反対の面に形成されている。金属膜６９４の他の一部６９４ｂは、中継基板５４０の第２端面５４８に対向しない。金属膜６９４は、本体６９２の三面以上にわたって形成され、連続一体的になっている。

【0071】

金属膜６９４の他の一部６９４ｂは、グランドワイヤ５７６のボンディング部である。グランドワイヤ５７６は、金属膜６９４を介して、第２導電体５８４に電気的に接続される。グランドワイヤ５７６によって、支持ブロック５９０にグラウンド電位を伝達して、グラウンド電位を安定させている。なお、図１２に示すように、熱電冷却器６８０の金属層６８２と導電性ブロック６１０は、ワイヤＷ８によって接続されており、これによるグランドの強化も図られている。

【0072】

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。

【符号の説明】

【0073】

１０ 導電性ブロック、１２ 第１面、１４ 第２面、１６ 貫通孔、１８ 台座部、２０ 絶縁材料、２２ 信号リード、２４ 保持部、２６ 光電素子、２８ 搭載基板、３０ バイパスコンデンサ、３２ 配線パターン、３４ グランド電極、３６ 側面電極、３８ 信号電極、４０ 中継基板、４２ 表面、４４ 裏面、４６ 第１端面、４８ 第２端面、５０ 傾斜面、５２ 導電性接着剤、５４ 導体層、５６ 絶縁層、５８ 信号パターン、６０ 信号線、６２ パッド部、６４ 第１グランドパターン、６６ 第２グランドパターン、６８ 第１ビア、７０ 第３グランドパターン、７２ 第２ビア、７４ 信号ワイヤ、７６ グランドワイヤ、７８ キャピラリ、１００ 光モジュール、１０２ フレキシブル基板、２１０ 導電性ブロック、２１２ 第１面、２８０ 熱電冷却器、２８２ 金属層、２８４ 支持ブロック、３１０ 導電性ブロック、３１６ 貫通孔、３２０ 絶縁材料、３２２ 信号リード、３２６ 光電素子、３２８ 搭載基板、３３２ 配線パターン、３４０Ａ 第１中継基板、３４０Ｂ 第２中継基板、３５２ 導電性接着剤、３５８ 信号パターン、３８６ 差動信号配線、４４０ 中継基板、４４２ 表面、４５０ 傾斜面、４５８ 信号パターン、５１０ 導電性ブロック、５１２ 第１面、５４０ 中継基板、５４６ 第１端面、５４８ 第２端面、５６４ 第１グランドパターン、５７６ グランドワイヤ、５８０ 第１導電体、５８２ 第１露出面、５８４ 第２導電体、５８６ 第２露出面、５８８ 導電ピース、５９０ 支持ブロック、６１０ 導電性ブロック、６８０ 熱電冷却器、６８２ 金属層、６８８ 導電ピース、６９２ 本体、６９４ 金属膜、６９４ａ 一部、６９４ｂ 他の一部、Ｌ リード、ＯＸ 光軸、Ｗ ワイヤ、Ｗ１ ワイヤ、Ｗ２ ワイヤ、Ｗ３ ワイヤ、Ｗ４ ワイヤ、Ｗ５ ワイヤ、Ｗ６ ワイヤ、Ｗ７ ワイヤ、Ｗ８ ワイヤ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】