光学模块

技术领域

本发明涉及光学模块。

背景技术

TO－CAN(Transistor Outline Can：镭射二极体模组)型封装件使用经由玻璃等电介质保持于孔眼部的贯通孔的引线将电信号传送至光半导体元件(专利文献1及2)。引线通过钎焊接合于陶瓷基板的配线图案。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017－50357号公报

专利文献2：日本特开2011－123188号公报

发明内容

发明所要解决的课题

钎焊不使用导线，因此能够使电感降低，但是需要昂贵的颗粒(例如，金锡焊料)。另外，钎焊需要在准确的位置配置引线，但该位置控制困难。

本发明的目的在于以使电感不增大的方式使用导线的电连接。

用于解决课题的方案

(1)本发明的光学模块的特征在于，具有：导电性块，其具有第一面及第二面，且具有在上述第一面及上述第二面之间贯通的多个贯通孔；多个引线，其包括信号引线，在上述多个贯通孔的内侧与上述导电性块绝缘并分别固定；两层以上的中继基板，其为隔着绝缘层配置有多个导体层的构造；光电元件，其用于将光信号及电信号至少从一方转换成另一方；以及多个导线，其包括信号导线，上述中继基板具有与上述导电性块的上述第一面对置固定的第一端面、与上述第一端面相反的第二端面、以及在上述第一端面及上述第二端面之间规定上述中继基板的厚度的表面及背面，上述表面至少在相比上述第二端面更靠近上述第一端面的位置具有以使上述厚度在从上述第一端面向上述第二端面的方向上减少的方式倾斜的倾斜面，上述多个导体层具有以一部分配置于上述倾斜面的方式位于上述表面的信号图案和位于从上述背面到上述第一端面及上述第二端面的每一个的第一接地图案，上述信号导线具有接合于上述信号引线的一端和在上述倾斜面接合于上述信号图案的另一端。

根据本发明，不使用信号导线，因此能够降低成本。另外，由于在倾斜面接合信号导线，因此接合工序容易，能够使用短的信号导线，能够减小电感。

(2)根据(1)记载的光学模块，也可以是，其特征在于，上述多个导体层包括位于中继基板的内层且电连接于上述第一接地图案的第二接地图案。

(3)根据(1)或(2)记载的光学模块，也可以是，其特征在于，上述多个导线包括接地导线，上述接地导线具有在上述第二端面接合于上述第一接地图案的一端。

(4)根据(3)记载的光学模块，也可以是，其特征在于，上述导电性块具有在上述第一面隆起的台座部，上述接地导线的另一端接合于上述台座部。

(5)根据(1)～(4)中任一个记载的光学模块，也可以是，其特征在于，还具有导电性粘接剂，该导电性粘接剂介于上述第一面与上述第一端面之间，将上述第一接地图案电连接于上述导电性块，且将上述中继基板固定于上述导电性块。

(6)根据(1)～(5)中任一个记载的光学模块，也可以是，其特征在于，上述中继基板仅通过上述第一端面支撑于上述导电性块。

(7)根据(1)～(6)中任一个记载的光学模块，也可以是，其特征在于，上述中继基板的至少一部分与上述多个贯通孔的任一个均不重合。

(8)根据(1)～(7)中任一个记载的光学模块，也可以是，其特征在于，上述信号导线接合于上述信号引线的前端面。

(9)根据(8)记载的光学模块，也可以是，其特征在于，上述信号引线具有位于上述多个贯通孔的对应的一个的内侧的保持部，上述前端面比上述保持部的直径大。

(10)根据(1)～(9)中任一个记载的光学模块，也可以是，其特征在于，上述多个导线还包括在上述表面接合于上述信号图案的导线。

(11)根据(1)～(10)中任一个记载的光学模块，也可以是，其特征在于，上述信号图案包括信号线和位于上述倾斜面且比上述信号线的配线宽度大的焊盘部。

(12)根据(1)～(11)中任一个记载的光学模块，也可以是，其特征在于，上述第一接地图案位于从上述背面到上述第二端面。

(13)根据(12)记载的光学模块，也可以是，其特征在于，上述第一接地图案越过上述第二端面延伸至上述表面。

(14)根据(13)记载的光学模块，也可以是，其特征在于，上述多个导线还包括在上述表面接合于上述第一接地图案的导线。

(15)根据(1)～(10)中任一个记载的光学模块，也可以是，其特征在于，第一中继基板及第二中继基板分别为上述中继基板，由上述第一中继基板的上述信号图案及上述第二中继基板的上述信号图案构成差动传送线路。

(16)本发明的光学模块的特征在于，具有：导电性块，其具有第一面及第二面，且具有在上述第一面及上述第二面之间贯通的多个贯通孔；多个引线，其包括信号引线，且在上述多个贯通孔的内侧与上述导电性块绝缘并分别固定；两层以上的中继基板，其为隔着绝缘层配置有多个导体层的构造；光电元件，其用于将光信号及电信号至少从一方转换成另一方；以及多个导线，其包括信号导线，上述中继基板具有与上述导电性块的上述第一面对置固定的第一端面、与上述第一端面相反的第二端面、以及在上述第一端面及上述第二端面之间规定上述中继基板的厚度的表面及背面，上述表面具有以使上述厚度在从上述第一端面向上述第二端面的方向上减少的方式倾斜的倾斜面，上述多个导体层具有位于上述倾斜面的信号图案、位于上述背面的第一接地图案、以及以具有露出于上述第一端面的第一露出面的方式埋入上述中继基板并连接于上述第一接地图案的第一导电体，上述信号导线具有接合于上述信号引线的一端和在上述倾斜面接合于上述信号图案的另一端。

(17)根据(16)记载的光学模块，也可以是，其特征在于，上述多个导体层还具有以具有露出于上述第二端面的第二露出面的方式埋入上述中继基板并连接于上述第一接地图案的第二导电体。

(18)根据(17)记载的光学模块，也可以是，其特征在于，还具有导电段，该导电段接触上述第二导电体的上述第二露出面，且至少表面由导电材料构成，上述多个导线包括一端接合于上述导电段的上述表面的接地导线。

(19)根据(18)记载的光学模块，也可以是，其特征在于，上述导电段整体由上述导电材料构成。

(20)根据(18)记载的光学模块，也可以是，其特征在于，上述导电段包括由绝缘材料构成的主体和形成于上述主体的金属膜，上述金属膜的一部分是与上述第二露出面的连接部，上述金属膜的另一部分与上述第二端面不对置，且为上述接地导线的接合部。

(21)根据(18)～(20)中任一个记载的光学模块，也可以是，其特征在于，还具有：搭载上述光电元件的搭载基板；以及支撑上述搭载基板，由导电材料构成，且接合有上述接地导线的另一端的支撑块。

附图说明

图1是第一实施方式的光学模块的立体图。

图2是表示导电性块及搭载于该导电性块的电子元件的立体图。

图3是配线图案的俯视图。

图4是中继基板的详细图。

图5是用于说明导线接合的图。

图6是表示第二实施方式的光学模块的一部分的立体图。

图7是表示第三实施方式的光学模块的一部分的立体图。

图8是表示第四实施方式的光学模块的一部分的立体图。

图9是表示第五实施方式的光学模块的一部分的立体图。

图10是表示第五实施方式的光学模块的一部分的剖视图。

图11是表示第五实施方式的光学模块的中继基板的立体图。

图12是表示第六实施方式的光学模块的一部分的立体图。

图13是表示第六实施方式的光学模块的一部分的剖视图。

图中：

10—导电性块，12—第一面，14—第二面，16—贯通孔，18—台座部，20—绝缘材料，22—信号引线，24—保持部，26—光电元件，28—搭载基板，30—旁路电容器，32—配线图案，34—接地电极，36—侧面电极，38—信号电极，40—中继基板，42—表面，44—背面，46—第一端面，48—第二端面，50—倾斜面，52—导电性粘接剂，54—导体层，56—绝缘层，58—信号图案，60—信号线，62—焊盘部，64—第一接地图案，66—第二接地图案，68—第一支柱，70—第三接地图案，72—第二支柱，74—信号导线，76—接地导线，78—毛细管，100—光学模块，102—柔性基板，210—导电性块，212—第一面，280—热电冷却器，282—金属层，284—支撑块，310—导电性块，316—贯通孔，320—绝缘材料，322—信号引线，326—光电元件，328—搭载基板，332—配线图案，340A—第一中继基板，340B—第二中继基板，352—导电性粘接剂，358—信号图案，386—差动信号配线，440—中继基板，442—表面，450—倾斜面，458—信号图案，510—导电性块，512—第一面，540—中继基板，546—第一端面，548—第二端面，564—第一接地图案，576—接地导线，580—第一导电体，582—第一露出面，584—第二导电体，586—第二露出面，588—导电段，590—支撑块，610—导电性块，680—热电冷却器，682—金属层，688—导电段，692—主体，694—金属膜，694a—一部分，694b—另一部分，L—引线，OX—光轴，W—导线，W1—导线，W2—导线，W3—导线，W4—导线，W5—导线，W6—导线，W7—导线，W8—导线。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式具体且详细地进行说明。全部图中，标注同一符号的部件具有相同或同等的功能，省略其反复的说明。此外，关于图形的大小，倍率并非一定一致。

[第一实施方式]

图1是第一实施方式的光学模块的立体图。光学模块100是TO－CAN(TransistorOutline-Can)型光学模块，可以是具备发光元件的光发送组件(TOSA：TransmitterOptical Sub-Assembly)、具备受光元件的光接收组件(ROSA：Receiver Optical Sub-Assembly)、具备发光元件及受光元件双方的双方向模块(BOSA；Bidirectional OpticalSub-Assembly)的任一个。光学模块100具有柔性基板(FPC)102，且连接于印刷基板(PCB)104。光学模块100具有导电性块10(例如，孔眼部)。

图2是表示导电性块10及搭载于该导电性块的电子元件的立体图。导电性块10由金属等导电材料构成，且具有第一面12及第二面14。导电性块10具有在第一面12及第二面14之间分别贯通的贯通孔16。导电性块10在第一面12具有一体的台座部18。台座部18在第一面12隆起。台座部18也由导电体构成。导电性块10连接于基准电位(例如，接地)。

光学模块100具有多个引线L。多个引线L在多个贯通孔16的内侧与导电性块10绝缘并分别固定。例如，在贯通孔16填充有玻璃等绝缘材料20。多个引线L从第一面12突出。多个引线L也从第二面14突出，连接于柔性基板102(图1)。

多个引线L包括信号引线22。信号引线22具有位于多个贯通孔16的对应的一个的内侧的保持部24。信号引线22位于基准电位的导电性块10的贯通孔16的内侧，且构成同轴线路。信号引线22的前端面比保持部24的直径更大。

光学模块100具有用于将光信号及电信号至少从一方转换成另一方的光电元件26。光电元件26被进行单端驱动。光电元件26搭载于搭载基板28。搭载基板28搭载于台座部18。在台座部18搭载有旁路电容器30。旁路电容器30的背面(电极)与台座部18导通，连接于基准电位(例如，接地)。

搭载基板28具有搭载光电元件26的搭载面。沿平行于搭载面的方向以朝向光轴OX的方式配置有光电元件26。搭载基板28在搭载面具有配线图案32。

图3是配线图案32的俯视图。配线图案32电连接于光电元件26。详细而言，配线图案32具有接合光电元件26的背面(电极)的接地电极34。接地电极34与侧面电极36一体化，在与搭载面相反的一侧电连接于台座部18。配线图案32具有用于向光电元件26输入高频信号的信号电极38。

如图2所示，光学模块100具有中继基板40。中继基板40具有固定厚度的表面42及背面44。在表面42(或背面44)的两端连接有第一端面46及第二端面48。第二端面48是与第一端面46相反的面。表面42至少在相比第二端面48更靠近第一端面46的位置具有倾斜面50。倾斜面50以在从第一端面46向第二端面48的方向上厚度减少的方式倾斜。第一端面46与导电性块10的第一面12对置地固定。为了固定，一定程度上优选第一端面46增大，将中继基板40减薄，但存在极限。

图4是中继基板40的详细图。导电性粘接剂52介于第一面12与第一端面46之间。通过导电性粘接剂52，中继基板40固定于导电性块10。中继基板40也可以仅通过第一端面46支撑于导电性块10。如图2所示，中继基板40(第一端面46)的至少一部分与多个贯通孔16(绝缘材料20)的任一个均不重合，因此可确保导电性粘接剂52的粘接力。中继基板40构成为隔着绝缘层56(例如陶瓷)配置有多个导体层54(例如金属)。

(信号图案)

多个导体层54具有信号图案58。信号图案58位于表面42。信号图案58的一部分配置于倾斜面50。信号图案58包括信号线60。信号图案58包括比信号线60的配线宽度大的焊盘部62。焊盘部62位于倾斜面50。

(第一接地图案)

多个导体层54具有第一接地图案64。第一接地图案64位于从背面44分别到达第一端面46及第二端面48。通过导电性粘接剂52，第一接地图案64在第一端面46电连接于导电性块10。第一接地图案64越过第二端面48延伸至表面42。

(第二接地图案)

多个导体层54具有第二接地图案66。第二接地图案66位于中继基板40的内层，且电连接于第一接地图案64。多个导体层54包括第一支柱68。第一支柱68贯通绝缘层56而连接于第一接地图案64及第二接地图案66。

第二接地图案66相比第一接地图案64更靠近信号图案58。因此，能够增大电容(防止降低)。此外，在倾斜面50上，信号图案58从第二接地图案66分离，但焊盘部62比信号线60大，因此，由此也防止了电容的降低。在绝缘层56(电介质)的一面具有第二接地图案66，在电介质的另一面具有信号图案58，由此构成了微带线路。

(第三接地图案)

多个导体层54包括第三接地图案70。第三接地图案70位于表面42，并电连接于第二接地图案66。多个导体层54包括第二支柱72。第二支柱72贯通绝缘层56而连接第二接地图案66及第三接地图案70。

(导线)

如图2所示，光学模块100具有多个导线。根据本实施方式，不使用昂贵的颗粒而使用导线，因此能够削减成本。

信号导线74的一端接合于信号引线22。信号导线74接合于信号引线22的前端面。信号引线22的前端面为了确保接合区域而比保持部24的直径更大。信号导线74的另一端在倾斜面50接合于信号图案58。通过信号导线74，信号引线22和信号图案58电连接。此外，通过使用信号导线74，即使电感增大，通过使在倾斜面50处的电容增大，也能够使阻抗平衡。

在中继基板40的表面42，在信号图案58接合有导线W1的一端。导线W1的另一端接合于信号电极38(参照图3)。信号电极38和光电元件26经由导线W7连接。

接地导线76的一端在第二端面48接合于第一接地图案64。接地导线76的另一端接合于台座部18。在中继基板40的表面42，在第一接地图案64接合有导线W2的一端。导线W2的另一端接合于搭载基板28的接地电极34(参照图3)。在中继基板40的背面44，在第一接地图案64接合有导线W3的一端。导线W3的另一端接合于台座部18。

在中继基板40的表面42，在第三接地图案70(参照图4)接合有导线W4的一端。导线W4的另一端接合于台座部18。旁路电容器30的上侧的电极经由导线W5连接于引线L而被施加电压。电压经由另一导线W6连接于光电元件26而供给电压电压。光电元件26通过导线W7还连接于信号电极38(参照图3)。

(制造方法)

图5是用于说明导线接合的图。光学模块100的制造方法包括导线接合。使用毛细管78，将信号导线74的一端接合于信号引线22的前端面。

接下来，将信号导线74的另一端在倾斜面50接合于信号图案58。该接合以使倾斜面50相对于毛细管78垂直的方式将导电性块10倾斜而进行。向倾斜面50的接合能够避免与其它部件的干涉，因此不管部件是否存在偏差，也能够进行稳定的生产。

本实施方式中，在倾斜面50接合信号导线74，因此结合工序容易，能够使用短的信号导线74，能够减小电感。由此，能够实现特性的改善。

[第二实施方式]

图6是表示第二实施方式的光学模块的一部分的立体图。光学模块具有热电冷却器280。热电冷却器280具有上表面及下表面。上表面及下表面由陶瓷等绝缘体构成。下表面固定于导电性块210的第一面212。固定也可以使用热传导性的粘接剂。热电冷却器280在内部具有用于使热在上表面及下表面之间移动的珀尔帖元件(未图示)。例如，上表面为吸热面，下表面为散热面，但将其颠倒。热电冷却器280的电极通过导线W连接于引线L。

在热电冷却器280的上表面层叠金属层282。金属层282为基准电位层(例如，接地层)。在金属层282与搭载基板28(参照图3)之间介有支撑块284。支撑块284由作为导电材料的金属构成。支撑块284与金属层282导通，经由搭载基板28的侧面电极36与接地电极34导通。

接地导线76的一端在第二端面48接合于第一接地图案64。接地导线76的另一端接合于支撑块284。在中继基板40的表面42，在第三接地图案70接合有导线W的一端。导线W的另一端接合于支撑块284。

在支撑块284搭载有旁路电容器30。旁路电容器30的背面(电极)与支撑块284导通，连接于基准电位(例如接地)。旁路电容器30的另一方的电极经由导线W连接于引线L而被施加电压。电压经由另一导线W连接于光电元件26而供给电源电压。第一实施方式中说明的内容可以应用于本实施方式。

[第三实施方式]

图7是表示第三实施方式的光学模块的一部分的立体图。由第一中继基板340A的信号图案358及第二中继基板340B的信号图案358构成差动传送线路。信号图案358可以以信号传递方向为基准，为左右对称的形状。若第一中继基板340A及第二中继基板340B为相同的构造，则能够基于部件的共通化实现成本降低。

作为可差动驱动的光电元件326，假定直接调制型激光器(Directly ModulatedLaser；DML)。DML一般需要以高电流驱动，因此大多情况下将特性阻抗设定得较低，实现低耗电化。通用地，高频线路的特性阻抗设定为25Ω。为了将特性阻抗整合为25Ω，信号图案358的线宽较大(0.5～0.7mm左右)。此外，在第一实施方式中，假定50Ω整合的单相方式。

第一中继基板340A及第二中继基板340B分别整体与多个贯通孔316的任一个均不重合。位于贯通孔316的内侧的绝缘材料320与导电性粘接剂352的粘接力弱，但在其绝缘材料320不附着导电性粘接剂352，因此第一中继基板340A及第二中继基板340B分别与导电性块310的粘接力强。

搭载基板328的配线图案332包括一对差动信号配线386。光电元件326的背面电极(未图示)电连接于一对差动信号配线386的一方。一对差动信号配线386的另一方和光电元件326通过导线W连接。

一对信号图案358分别通过导线W连接于一对差动信号配线386的对应的一个。另外，一对信号图案358分别通过导线W连接于对应的信号引线322。这样，一对信号引线322电连接于光电元件326。第一实施方式中说明的内容可以应用于本实施方式。

[第四实施方式]

图8是表示第四实施方式的光学模块的一部分的立体图。本实施方式中，在中继基板440的表面442，在整个倾斜面450具有信号图案458。也可以整个表面442为倾斜面450。这样，能够将中继基板440的厚度减薄，因此即使没有内层的接地图案也能够使阻抗接近期望的值，成为成本具有优势的结构。第三实施方式中说明的内容可以应用于本实施方式。

[第五实施方式]

图9是表示第五实施方式的光学模块的一部的立体图。图10是表示第五实施方式的光学模块的一部分的剖视图。本实施方式中，数字数据的传送采用了单端方式。光学模块具有两层以上的中继基板540。

图11是表示第五实施方式的光学模块的中继基板540的立体图。中继基板540具有隔着绝缘层配置有多个导体层的构造。本实施方式与第二实施方式(图6)在中继基板540不同。

中继基板540具有第一导电体580(例如，埋入支柱)。第一导电体580被埋入中继基板540(绝缘层)并连接于第一接地图案564。第一导电体580具有露出于第一端面546的第一露出面582。中继基板540的第一端面546与导电性块510的第一面512对置固定。固定可以使用导电性粘接剂。第一导电体580电连接于导电性块510。

中继基板540具有第二导电体584(例如，埋入支柱)。第二导电体584被埋入中继基板540(绝缘层)，并连接于第一接地图案564。第二导电体584具有露出于第二端面548的第二露出面586。第二端面548处于与第一端面546相反。

光学模块具有导电段588。导电段588整体由导电材料构成。导电段588至少表面由导电材料构成，与第二导电体584的第二露出面586面接触而电连接。接地导线576的一端接合于导电段588的表面。接地导线576经由导电段588电连接于第一接地图案564。接地导线576的另一端连接于支撑块590。关于其它内容，本实施方式可以应用第二实施方式所说明的技术。

[第六实施方式]

图12是表示第六实施方式的光学模块的一部分的立体图。图13是表示第六实施方式的光学模块的一部分的剖视图。本实施方式中，使用第五实施方式说明的中继基板540(图11)。

本实施方式与第五实施方式(图9)在导电段688不同。导电段688包括由绝缘材料构成的主体692。主体692是具有多个平面的多面体。导电段688包括形成于主体692的金属膜694。

金属膜694的一部分694a形成于主体692的朝向第二端面548的面。也就是，金属膜694的一部分694a是第二导电体584与第二露出面586的连接部。导电段688经由第二导电体584电连接于第一接地图案564。

金属膜694的另一部分694b形成于主体692的与朝向第二端面548的面相反的面。金属膜694的另一部分694b与中继基板540的第二端面548不对置。金属膜694遍及主体692的三个面以上而形成，为连续一体。

金属膜694的另一部分694b是接地导线576的接合部。接地导线576经由金属膜694电连接于第二导电体584。通过接地导线576，将接地电位传递至支撑块590，使接地电位稳定。此外，如图12所示，热电冷却器680的金属层682和导电性块610通过导线W8连接，实现了由此带来的接地的强化。

本发明不限于上述的实施方式，可以进行各种变形。例如，实施方式中说明的结构能够由实质上相同的结构、起到相同作用效果的结构或能够实现相同目的的结构置换。