光デバイス
【課題】広い実装スペースを確保することができると共に、電子部品とリードとの接続が簡易な光デバイスを提供すること。
【解決手段】本発明は、ステム１０と、上面２８と、下面と、上面２８及び下面に対して側面に相当する第１の面２０及び第２の面２２とを備え、下面がステム１０と接続される実装部１４と、実装部１４の上面２８に実装されたＰＤ素子３２と、実装部１４の第１の面２０及び第２の面２２にそれぞれ実装された電子部品と、ステム１０を貫通して実装部１４の第１の面２０側及び第２の面２２側に導出され、電子部品と電気的に接続された複数の第１のリード１８と、を備える光デバイスである。
【解決手段】本発明は、ステム１０と、上面２８と、下面と、上面２８及び下面に対して側面に相当する第１の面２０及び第２の面２２とを備え、下面がステム１０と接続される実装部１４と、実装部１４の上面２８に実装されたＰＤ素子３２と、実装部１４の第１の面２０及び第２の面２２にそれぞれ実装された電子部品と、ステム１０を貫通して実装部１４の第１の面２０側及び第２の面２２側に導出され、電子部品と電気的に接続された複数の第１のリード１８と、を備える光デバイスである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＤ素子やＬＤ素子の光素子を搭載した光デバイスとして、小型化、低コスト化に適したＣＡＮパッケージ型の光デバイスが知られている。例えば、特許文献１の図１には、ステム上面に光素子が実装されたＣＡＮパッケージ型の光デバイスが開示されている。
【０００３】
しかしながら、ステム上面に光素子と電子部品とを実装する構造では、実装する電子部品の数が増えた場合に、実装スペースが足りなくなるという課題が生じ得る。一方、特許文献２には、ステムの上面に光素子を実装し、かつステムの上面から突出する実装部を設けて、この実装部に電子部品を実装するＣＡＮパッケージ型の光デバイスが開示されている。特許文献２によれば、ステムの上面に加え実装部の表面に実装スペースを設けることができる。これにより、光デバイスの実装スペースを広くすることができ、実装する電子部品の数が増えた場合でも実装スペース不足を解消することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−５２０６３号公報
【特許文献２】特開２００３−３１８４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２では、電子部品とリードとを電気的に接続する場合に、接続が複雑化することがある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、広い実装スペースを確保することができると共に、電子部品とリードとの接続が簡易な光デバイス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】
【０００７】
本発明に係る光デバイスは、ステムと、上面と、下面と、前記上面及び前記下面に対して側面に相当する第１の面及び第２の面とを有し、前記下面が前記ステムと接続される実装部と、前記実装部の上面に実装された光素子と、前記実装部の前記第１の面及び前記第２の面にそれぞれ実装された電子部品と、前記ステムを貫通して前記実装部の前記第１の面側及び前記第２の面側に導出され、前記電子部品と電気的に接続された複数の第１のリードと、を備えることを特徴とする。本発明に係る光デバイスによれば、広い実装スペースを確保することができると共に、電子部品とリードとの接続を簡易に行うことができる。
【０００８】
上記構成において、前記ステム及び前記実装部は金属からなり、前記ステムには、前記ステム及び前記実装部と電気的に接続される第２のリードが設けられてなるようにしてもよい。これによれば、電子部品で発生した熱の放熱性が良好となると共に、例えば光デバイスを高周波用に用いる場合に、良好な高周波特性が得られる。
【０００９】
上記構成において、前記第１の面及び前記第２の面に実装された前記電子部品同士を電気的に接続する第１配線を有し、前記第１の面及び前記第２の面以外の前記実装部に設けられた誘電体からなる配線基板を備えてもよい。これによれば、第１の面に実装された電子部品と第２の面に実装された電子部品との電気的な接続を容易にできる。
【００１０】
上記構成において、前記配線基板は、前記実装部に設けられた窪みに実装されてもよい。これによれば、配線基板を安定して且つ容易に実装することができると共に、光デバイスの小型化を実現できる。
【００１１】
上記構成において、誘電体からなり、前記光素子が実装されるとともに、前記第１の面及び前記第２の面に実装された前記電子部品同士を電気的に接続する第２配線を有する素子搭載部を備えてもよい。これによれば、部品点数の削減ができると共に、光デバイスの小型化も実現できる。
【００１２】
上記構成において、前記第１の面に実装された前記電子部品には集積回路が含まれ、前記第２の面であって前記集積回路に相対する領域に温度検知素子が実装されてもよい。これによれば、集積回路の温度を正確に測定することができる。
【００１３】
上記構成において、前記温度検知素子は、前記第２の面に設けられた凹部に実装されてもよい。これによれば、集積回路の温度をさらに精度よく測定することができる。
【００１４】
上記構成において、前記第１の面に実装された前記電子部品は、前記光素子と接続される信号処理回路を構成し、前記第２の面に実装された前記電子部品は、前記第１の面に実装された前記電子部品または前記光素子へ電力を供給するための電源回路を構成してなるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、広い実装スペースを確保することができると共に、電子部品とリードとの接続を簡易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１（ａ）は、比較例１に係る光デバイスの上面図の例であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ間の断面図の例である。
【図２】図２は、比較例２に係る光デバイスの断面図の例である。
【図３】図３は、実施例１に係る光デバイスを実装部の第１の面側から見た斜視図の例である。
【図４】図４は、実施例１に係る光デバイスを実装部の第２の面側から見た斜視図の例である。
【図５】図５は、実施例１に係る光デバイスの下面図の例である。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は、実施例１に係る光デバイスの製造方法を示す斜視図（その１）の例である。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、実施例１に係る光デバイスの製造方法を示す斜視図（その２）の例である。
【図８】図８（ａ）及び図８（ｂ）は、実施例１に係る光デバイスの製造方法を示す斜視図（その３）の例である。
【図９】図９は、比較例３に係る光デバイスの実装部の上面図の例である。
【図１０】図１０（ａ）から図１０（ｃ）は、サーミスタの設置位置を説明する断面図の例である。
【図１１】図１１は、実施例２に係る光デバイスの斜視図の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
まず初めに、比較例１に係る光デバイス及び比較例２に係る光デバイスについて説明する。比較例１に係る光デバイス及び比較例２に係る光デバイスは、ＣＡＮパッケージ型の光受信機の例である。図１（ａ）は、比較例１に係る光デバイスの上面図の例であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ間の断面図の例である。図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、比較例１に係る光デバイス２００は、ステム２１０の上面に、ＰＤ（フォトダイオード）搭載部２２０を介して、ＰＤ（フォトダイオード）２３０が実装されている。また、ＰＤ２３０と電気的に接続するキャパシタ等の電子部品２４０も、ステム２１０の上面に実装されている。ＰＤ２３０及び電子部品２４０は、ステム２１０を貫通したリード２５０とボンディングワイヤ２６０により電気的に接続している。なお、図１（ａ）及び図１（ｂ）において、ステム２１０上に設けられたキャップやレセプタクル等については図示を省略している。
【００１８】
このように、比較例１に係る光デバイス２００では、ＰＤ２３０及び電子部品２４０をステム２１０の上面に実装している。ステム２１０の径の大きさは予め定められているため、例えば広い周波数帯域での動作が要求される光デバイスでは、例えば複数の電子部品を用いて低周波帯から高周波帯まで使用可能な広帯域のフィルタを形成するなど、実装部品の点数が多くなり、実装スペースが足りなくなる場合がある。
【００１９】
図２は、比較例２に係る光デバイスの断面図の例である。図２に示すように、比較例２に係る光デバイス３００は、ステム３１０の上面から突出する実装部３２０を有する。実装部３２０の一面３３０上に、ＰＤ搭載部３４０を介して、ＰＤ３５０が実装されている。また、ＰＤ３５０と電気的に接続するキャパシタ等の電子部品３６０も、実装部３２０の一面３３０上に実装されている。ＰＤ３５０及び電子部品３６０は、ステム３１０を貫通したリード３７０とボンディングワイヤ３８０により電気的に接続している。なお、図２においても、ステム３１０上に設けられたキャップやレセプタクル等については図示を省略している。
【００２０】
比較例２に係る光デバイス３００では、ステム３１０の上面から突出する実装部３２０の一面３３０上に、ＰＤ３５０及び電子部品３６０を実装している。このため、実装部３２０の長さを長くすることで、一面３３０の面積を大きくすることができ、実装スペースを広げることが可能になる。このため、比較例２に係る光デバイス３００では、実装部品の点数が多くなった場合でも、実装スペースが足りなくなることを抑制できる。しかしながら、ＰＤ３５０及び電子部品３６０を実装部３２０の一面３３０上に実装しているため、リード３７０は、実装部３２０に対して片側に配置されることとなる。このため、例えばリード３７０が複数設けられる場合では、ＰＤ３５０及び電子部品３６０とリード３７０とのボンディングワイヤ３８０による接続が、複雑化してしまうことがある。また、リード３７０が実装部３２０の一面３３０側に集中して配置されるため、リード３７０の配置の自由度も低くなる。そこで、このような課題を解決すべく、広い実装スペースを確保することができると共に、電子部品とリードとの接続が簡易となる実施例について以下に説明する。
【実施例１】
【００２１】
実施例１に係る光デバイスは、ＣＡＮパッケージ型の光受信機の例である。図３は、実施例１に係る光デバイスを実装部の第１の面側から見た斜視図の例であり、図４は、実施例１に係る光デバイスを実装部の第２の面側から見た斜視図の例である。なお、図３及び図４において、ステム上に設けられたキャップやレセプタクル等については図示を省略している。図３及び図４に示すように、実施例１に係る光デバイス１００は、例えばコバール等の金属で形成された円柱形状のステム１０と、ステム１０の中心近傍でステム１０の上面１２から突出する例えばコバール等の金属で形成された実装部１４と、を有する。実装部１４は、上面２８と、下面と、上面２８及び下面に対して側面に相当する第１の面２０及び第２の面２２を備え、下面がステム１０の上面１２に接続されている。第１の面２０と第２の面２２とは相対する面を構成している。また、実装部１４は凸型形状をしており、直方体形状の一部分が除去された窪みが設けられた形状をしている。
【００２２】
ステム１０を貫通して複数の第１のリード１８が設けられている。複数の第１のリード１８は、実装部１４の第１の面２０側と、第１の面２０と反対側の面である第２の面２２側とから、実装部１４を挟むように導出されている。複数の第１のリード１８は、例えば封着ガラス等の絶縁物２４を介して、ステム１０に固定され取り付けられている。
【００２３】
ここで、図５も併用して、第１のリード１８について詳細に説明する。図５は、実施例１に係る光デバイスの下面図の例である。図３から図５に示すように、ステム１０を貫通した複数の第１のリード１８は円状に配置されている。複数の第１のリード１８はそれぞれ、後述するＰＤ（フォトダイオード）素子からの信号を外部に出力する出力リード１８ａ、ＰＤ素子に電力を供給するＰＤ電源リード１８ｂ、後述するＴＩＡ（トランスインピーダンスアンプ）に電力を供給するＴＩＡ電源リード１８ｃ、及び後述する例えばサーミスタである温度検知素子によって測定された温度を外部に出力するサーミスタリード１８ｄである。出力リード１８ａは、実装部１４の第１の面２０側に配置されている。ＰＤ電源リード１８ｂ、ＴＩＡ電源リード１８ｃ、及びサーミスタリード１８ｄは、実装部１４の第２の面２２側に配置されている。また、ステム１０の下面１３の中央部分には、グランドに接続される第２のリード２６が例えばロウ付けで接続されている。これにより、ステム１０及び実装部１４を接地させることができる。なお、図３及び図４では、第２のリード２６は図示を省略している。
【００２４】
図３及び図４に示すように、ＰＤ（フォトダイオード）素子３２は、素子搭載部３０上に実装されている。素子搭載部３０は、光デバイス１００の入射側の先端面である実装部１４の上面２８に実装されている。素子搭載部３０は、例えばセラミックなどの誘電体からなり、その表面には、ＰＤ素子３２と電気的に接続する配線３１ａ及び配線３１ｂが設けられている。ＰＤ素子３２は、例えばフリップチップ型のフォトダイオードであり、ＰＤ素子３２の下面に形成された電極は、配線３１ａ及び配線３１ｂと接続されている。ＰＤ素子３２の上面にはレンズが形成されており、光デバイス１００に入射した光は、ＰＤ素子３２のレンズに入射する。
【００２５】
実装部１４の第１の面２０には、ＰＤ素子３２に配線３１ａ及びボンディングワイヤ３８を介して電気的に接続するＴＩＡ（トランスインピーダンスアンプ）３４が実装されている。第１の面２０のＴＩＡ３４の両側には、ＰＤ素子３２やＴＩＡ３４にボンディングワイヤ３８等を介して電気的に接続するキャパシタ３６が実装されている。例えば、キャパシタ３６は、ＰＤ素子３２に配線３１ｂ及びボンディングワイヤ３８を介して電気的に接続する。なお、ＴＩＡ３４やキャパシタ３６は、実装部１４の第１の面２０に直接実装されている。第１の面２０にはさらに、例えばセラミック等の誘電体からなり、配線４６が設けられると共に、配線４６上にＡＣ結合キャパシタ４８が設けられた出力基板５０が実装されている。ＴＩＡ３４と出力基板５０に設けられた配線４６とは、ボンディングワイヤ３８を介して電気的に接続している。このように、実装部１４の第１の面２０には、ＰＤ素子３２と電気的に接続するＴＩＡ３４やキャパシタ３６等の電子部品が実装されている。
【００２６】
出力基板５０に設けられた配線４６は、出力リード１８ａの延在方向と水平な方向から出力リード１８ａに接続し、これにより、配線４６と出力リード１８ａとは電気的に接続している。これによって、ＰＤ素子３２で光信号から変換された電流信号は、ＴＩＡ３４で電圧信号に変換され増幅された後、配線４６を介して出力リード１８ａから出力される。このように、実装部１４の第１の面２０に実装された電子部品は、ＴＩＡ３４などからなり、ＰＤ素子３２と接続される信号処理回路を構成している。また、配線４６が出力リード１８ａの延在方向と水平な方向から出力リード１８ａに接続することで、例えば光デバイス１００を高周波用に用いる場合に、配線４６と出力リード１８ａとの不連続性による損失を抑制でき、良好な高周波特性が得られる。
【００２７】
実装部１４の第２の面２２には、キャパシタ３６、抵抗４０、及び温度検知素子の機能を有する例えばサーミスタ５２が実装されている。第２の面２２に実装されたキャパシタ３６や抵抗４０と、第１の面２０に実装されたキャパシタ３６等とは、実装部１４の窪みに実装された誘電体からなる配線基板４２に設けられた第１配線４４及びボンディングワイヤ３８を介して電気的に接続している。つまり、実装部１４の第２の面２２にも、ＰＤ素子３２と電気的に接続するキャパシタ３６や抵抗４０の電子部品が実装されている。なお、キャパシタ３６、抵抗４０、及びサーミスタ５２は、実装部１４の第２の面２２に直接実装されている。
【００２８】
実装部１４の第２の面２２に実装された複数のキャパシタ３６のうち１つのキャパシタ３６は、ＰＤ電源リード１８ｂにボンディングワイヤ３８を介して電気的に接続し、他の１つのキャパシタ３６は、ＴＩＡ電源リード１８ｃにボンディングワイヤ３８を介して電気的に接続している。これにより、ＰＤ電源リード１８ｂから注入される電力は、実装部１４の第２の面２２に実装された電子部品と第１の面２０に実装された電子部品とを介してＰＤ素子３２に供給される。同様に、ＴＩＡ電源リード１８ｃから注入される電力は、実装部１４の第２の面２２に実装された電子部品と第１の面２０に実装された電子部品とを介してＴＩＡ３４に供給される。このように、実装部１４の第２の面２２に実装された電子部品は、第１の面２０に実装されたＴＩＡ３４あるいはＰＤ素子３２へ電力を供給するための電源回路を構成している。
【００２９】
実装部１４の第２の面２２に実装されたサーミスタ５２は、第１の面２０に実装されたＴＩＡ３４の裏側に位置する領域に実装されている。即ち、サーミスタ５２は、第２の面２２であってＴＩＡ３４に相対する領域に実装されている。サーミスタ５２は、ＴＩＡ３４の温度測定に用いられる。サーミスタ５２で測定された温度は、サーミスタ５２とボンディングワイヤ３８により電気的に接続するサーミスタリード１８ｄから外部に出力される。
【００３０】
次に、実施例１に係る光デバイスの製造方法について説明する。図６（ａ）から図８（ｂ）は、実施例１に係る光デバイスの製造方法を示す斜視図の例である。図６（ａ）に示すように、まず、窪み１６が設けられた凸型形状の実装部１４を準備する。そして、実装部１４の第１の面２０に、ＴＩＡ３４、キャパシタ３６、及び配線４６とＡＣ結合キャパシタ４８とが設けられた出力基板５０を実装する。実装部１４の第２の面２２に、キャパシタ３６、抵抗４０、及びサーミスタ５２を実装する。実装部１４の上面２８に、配線３１ａ及び配線３１ｂが設けられた素子搭載部３０を介してＰＤ素子３２を実装する。さらに、実装部１４の窪み１６に、実装部１４の第１の面２０に実装された電子部品と第２の面２２に実装された電子部品とを電気的に接続させるための第１配線４４が設けられた誘電体からなる配線基板４２を実装する。なお、実施例１では、実装部１４に出力基板５０を実装する例について詳述したが、出力基板５０が予め実装部１４に実装されていてもよい。この場合、実施例１に係る光デバイスの製造方法を簡素化することができる。
【００３１】
図６（ｂ）に示すように、ステム１０を貫通する複数の第１のリード１８を、絶縁物２４を介してステム１０に固定して取り付ける。また、ステム１０の下面中央部分に、第２のリード（不図示）を例えばロウ付けにより接続する。そして、ＰＤ素子３２やＴＩＡ３４等が実装された実装部１４の下面２１を、複数の第１のリード１８に挟まれるように、ステム１０の上面１２に接続させる。この際、実装部１４に実装された出力基板５０上の配線４６と、複数の第１のリード１８のうちの出力リード１８ａとが、同じ方向に延在して接するように、実装部１４をステム１０の上面１２に搭載する。これにより、出力基板５０上の配線４６と出力リード１８ａとは電気的に接続することとなる。
【００３２】
図７（ａ）に示すように、実装部１４の第１の面２０に実装した電子部品と、第２の面２２に実装した電子部品と、上面２８に実装したＰＤ素子３２とは、ボンディングワイヤ３８を用いて接続される。これにより、実装部１４の第１の面２０に実装した電子部品と、第２の面に実装した電子部品と、上面２８に実装したＰＤ素子３２は、互いに電気的に接続される。また、実装部１４の第２の面２２に実装された電子部品と、複数の第１のリード１８のうちのＰＤ電源リード１８ｂ、ＴＩＡ電源リード１８ｃ、及びサーミスタリード１８ｄとは、ボンディングワイヤ３８を用いて接続される。これにより、実装部１４の第２の面２２に実装された電子部品と、複数の第１のリード１８のうちのＰＤ電源リード１８ｂ、ＴＩＡ電源リード１８ｃ、及びサーミスタリード１８ｄは、互いに電気的に接続される。
【００３３】
図７（ｂ）に示すように、円筒形状をし、上面５１にレンズ５３が設けられた、キャップ５４は、ステム１０の上面１２に溶接固定される。キャップ５４は、例えば金属からなる。これにより、実装部１４に実装されたＰＤ素子３２等は、キャップ５４によって密閉されて封止される。
【００３４】
図８（ａ）に示すように、レセプタクル５８内に設けられた光ファイバと調心しつつ、キャップ５４の上面５１に、例えば金属製のガイド５６と、例えば金属製のレセプタクル５８とを、例えばＹＡＧ溶接又は樹脂により固定する。これにより、図８（ｂ）に示す実施例１に係る光デバイス１００が完成する。
【００３５】
以上説明してきたように、実施例１によれば、図３及び図４に示すように、光デバイス１００は、ステム１０の上面１２から突出する実装部１４を有する。実装部１４は、上面２８、下面、上面２８及び下面に対して側面に相当する第１の面２０及び第２の面２２を有し、下面がステム１０の上面１２に接続されている。実装部１４が構成している複数の面には、上面２８にＰＤ素子３２が実装され、第１の面２０及び第１の面２０と反対側の面である第２の面２２それぞれに、ＰＤ素子３２と電気的に接続するＴＩＡ３４やキャパシタ３６等の電子部品が実装されている。そして、ステム１０を貫通する複数の第１のリード１８が、実装部１４を挟んで、第１の面２０側及び第２の面２２側それぞれから導出され、第１の面２０と第２の面２２とに実装された電子部品と電気的に接続している。
【００３６】
このように、ステム１０の上面１２から突出する実装部１４の第１の面２０と第２の面２２とに電子部品を実装することで、広い実装スペースを確保できて部品の集積度を向上させることができる。このため、例えば広い周波数帯域での動作が要求される光デバイスでは、例えば複数の電子部品を用いて低周波帯から高周波帯まで使用可能な広帯域のフィルタを形成するなど、電子部品の点数が多くなる場合があるが、この場合でも実装スペースが不足することを抑制できる。また、実装部１４を挟んで第１の面２０側及び第２の面２２側から第１のリード１８を導出させることで、第１の面２０に実装された電子部品は、第１の面２０側に配置された第１のリード１８と電気的に接続させ、第２の面２２に実装された電子部品は、第２の面２２側に配置された第１のリード１８と電気的に接続させることができる。このため、電子部品と第１のリード１８とを接続するためのボンディングワイヤ３８が、実装部１４の第１の面２０及び第２の面２２の両方から導出されることになる。これは、第１の面２０又は第２の面２２のいずれか一方の面から、すべてのボンディングワイヤを導出する場合と比較して、電子部品と第１のリード１８との接続を簡素化させる効果を奏する。これによって、電子部品や第１のリード１８の配置の自由度も高くなる。このように、実施例１によれば、広い実装スペースを確保することができると共に、電子部品と第１のリード１８の配置及び接続を簡易に行うことができる。
【００３７】
図３及び図４に示すように、ＰＤ素子３２は、実装部１４が有する複数の面のうち、ＴＩＡ３４やキャパシタ３６等の電子部品が実装された第１の面２０及び第２の面２２とは異なる上面２８に実装されている。これにより、第１の面２０及び第２の面２２に実装するキャパシタ３６等の電子部品の実装スペースをより広く確保することができる。
【００３８】
ステム１０及び実装部１４は金属からなり、図５に示すように、ステム１０及び実装部１４と電気的に接続される第２のリード２６がステム１０の下面１３に接続されている場合が好ましい。これにより、実装部１４に実装された電子部品（例えば、ＴＩＡ３４）で発生した熱の放熱性が良好となる。また、例えば実施例１に係る光デバイス１００では、良好な高周波特性が得られる。例えば、誘電体で構成され、表面に設けられたグランド配線と裏面に設けられたグランド配線とを接続するスルーホールを形成している実装部では、スルーホール等で形成されるグランド配線における抵抗成分とインダクタンス成分が大きくなり、高周波的に安定した基準準位（グランド準位）を得ることができない。しかしながら、実施例１では、実装部を金属で構成することで、実装部全面にわたって高周波的に安定した基準準位（グランド準位）を得ることができる。このように、実装部を金属で構成することで、光デバイス１００は、良好な高周波特性を得ることができる。なお、第２のリード２６が接続されたステム１０は金属製で、実装部１４は誘電体からなる場合でもよい。この場合、実装部１４には、ステム１０と電気的に接続した配線が設けられ、実装部１４に実装された電子部品はこの配線と電気的に接続する場合が好ましい。
【００３９】
図３及び図４に示すように、配線基板４２は、例えばセラミック等の誘電体からなる材料で形成され、表面に第１配線４４が設けられ、実装部１４の第１の面２０及び第２の面２２に実装された電子部品同士は、第１配線４４を介して電気的に接続する場合が好ましい。これにより、第１の面２０に実装された電子部品と第２の面２２に実装された電子部品との電気的な接続を容易にできる。
【００４０】
また、図６（ａ）に示すように、配線基板４２は、実装部１４に設けられた窪み１６に実装されている場合が好ましい。これにより、配線基板４２を安定して且つ容易に実装部１４に実装することができると共に、光デバイス１００の小型化を実現できる。なお、窪み１６は、実装部１４の上面２８側に設けられる場合に限られず、実装部１４の下面２１側等、その他の場所に設けられる場合でもよい。また、実装部１４は、窪み１６がない直方体形状をしていて、配線基板４２は、実装部１４の上面２８に設けられている場合でもよい。即ち、配線基板４２は、第１の面２０及び第２の面２２以外の実装部１４に設けられている場合が好ましい。また、配線基板４２は、ステム１０の上面１２に設けられている場合でもよい。
【００４１】
ＴＩＡ等の集積回路やＰＤ素子等の光素子は、温度をモニタして、動作条件の調整や、規定の動作温度範囲を超えないよう制御している。この場合、温度モニタには、一般的にサーミスタ等の温度検知素子が用いられ、正確な温度を測定するには、サーミスタを温度測定の対象物（例えば、ＴＩＡ）の近くに配置することが望ましい。しかしながら、例えば広い周波数帯域での動作が要求される光デバイスでは実装する電子部品の数が多く、また、良好な高周波特性を得るために、それら電子部品をＴＩＡの近くに配置している。このため、サーミスタをＴＩＡの近くに配置することができず、ＴＩＡの温度を正確に測定することが難しい状況にある。
【００４２】
ここで、比較例３に係る光デバイスを例に、電子部品の数が多い場合の電子部品及びサーミスタの配置について説明する。図９は、比較例３に係る光デバイスの実装部の上面図の例である。図９に示すように、ＰＤ素子４３０は、素子搭載部４２０に実装されている。素子搭載部４２０は、実装部４１０上に実装されている。ＰＤ素子４３０に電気的に接続するキャパシタ等の電子部品４４０は、ＰＤ素子４３０の近くに配置されている。また、実装部４１０上に実装されたＴＩＡ４５０に電気的に接続するキャパシタ等の電子部品４４０や出力基板４６０は、ＴＩＡ４５０の近くに配置されている。このため、ＴＩＡ４５０の温度測定に用いるサーミスタ４７０は、ＴＩＡ４５０から離れた場所に配置しなければならず、ＴＩＡ４５０の温度を正確に測定することが難しい。
【００４３】
しかしながら、実施例１では、図３及び図４に示すように、集積回路であるＴＩＡ３４は、実装部１４の第１の面２０に実装され、実装部１４の第２の面２２であってＴＩＡ３４に相対する領域に温度検知素子であるサーミスタ５２が実装されている。これにより、比較例３と比べてサーミスタ５２をＴＩＡ３４の近くに配置することができ、ＴＩＡ３４の温度を正確に測定することができる。
【００４４】
また、実施例１では、図１０（ａ）に示すように、サーミスタ５２は、第２の面２２であって、第１の面２０に実装されたＴＩＡ３４に相対する領域に設けられる場合を例に示したがこれに限られない。例えば、図１０（ｂ）のように、第２の面２２であって、ＴＩＡ３４に相対する領域に凹部６２が設けられ、凹部６２にサーミスタ５２が設けられている場合でもよい。また、図１０（ｃ）のように、凹部６２が第２の面２２から第１の面２０まで貫通し、サーミスタ５２がＴＩＡ３４の裏面に直接取り付けられている場合でもよい。即ち、サーミスタ５２は、ＴＩＡ３４に相対する領域であって、第２の面２２に設けられた凹部６２に実装されている場合でもよい。図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）の場合では、図１０（ａ）と比較して、サーミスタ５２をＴＩＡ３４のより近くに配置することができるため、ＴＩＡ３４の温度をさらに精度よく測定することができる。
【００４５】
実施例１では、実装部１４の第２の面２２に実装された電子部品と第１のリード１８とはボンディングワイヤ３８により電気的に接続する場合を例に示したが、その他の方法により電気的に接続する場合でもよい。また、ステム１０と実装部１４とを別々に成型した後、実装部１４をステム１０の上面１２に実装する場合を例に示したが、ステム１０と実装部１４とを一体成型で形成する場合でもよい。
【００４６】
実施例１では、ＰＤ素子３２が搭載されたＣＡＮパッケージ型の光受信機の場合を例に説明したが、同様の構成は、ＬＤ素子が搭載されたＣＡＮパッケージ型の光送信機にも適用することができる。
【実施例２】
【００４７】
図１１は、実施例２に係る光デバイスの斜視図の例である。図１１に示すように、実施例２に係る光デバイス１５０は、実装部１４は直方体形状をしていて、配線基板４２は実装されていない。ＰＤ素子３２が搭載された素子搭載部３０には第２配線６０が設けられており、実装部１４の第１の面２０に実装された電子部品と第２の面２２に実装された電子部品とは第２配線６０及びボンディングワイヤ３８を介して電気的に接続している。その他の構成は、実施例１と同じであり、図３及び図４に示しているため、ここでは説明を省略する。
【００４８】
実施例２では、ＰＤ素子３２が実装された誘電体からなる素子搭載部３０は、実装部１４の第１の面２０及び第２の面２２に実装された電子部品同士を電気的に接続する第２配線６０を有する。これにより、配線基板４２を設けずに済むため、部品点数の削減ができると共に、光デバイス１５０の小型化も実現できる。
【００４９】
なお、実施例２においても、実施例１に示した配線基板４２をさらに搭載することもできる。これによれば、実施例２の素子搭載部３０に設けられた第２配線６０及び実施例１の配線基板４２に設けられた第１配線４４の両方を使って、実装部１４の第１の面２０及び第２の面２２に実装された電子部品同士を接続することができる。
【００５０】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ ステム
１２ ステムの上面
１３ ステムの下面
１４ 実装部
１６ 窪み
１８ 第１のリード
２０ 第１の面
２１ 下面
２２ 第２の面
２４ 絶縁物
２６ 第２のリード
２８ 上面
３０ 素子搭載部
３２ ＰＤ素子
３４ ＴＩＡ
３６ キャパシタ
３８ ボンディングワイヤ
４０ 抵抗
４２ 配線基板
４４ 第１配線
５０ 出力基板
５２ サーミスタ
６０ 第２配線
６２ 凹部
１００ 光デバイス
１５０ 光デバイス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＤ素子やＬＤ素子の光素子を搭載した光デバイスとして、小型化、低コスト化に適したＣＡＮパッケージ型の光デバイスが知られている。例えば、特許文献１の図１には、ステム上面に光素子が実装されたＣＡＮパッケージ型の光デバイスが開示されている。
【０００３】
しかしながら、ステム上面に光素子と電子部品とを実装する構造では、実装する電子部品の数が増えた場合に、実装スペースが足りなくなるという課題が生じ得る。一方、特許文献２には、ステムの上面に光素子を実装し、かつステムの上面から突出する実装部を設けて、この実装部に電子部品を実装するＣＡＮパッケージ型の光デバイスが開示されている。特許文献２によれば、ステムの上面に加え実装部の表面に実装スペースを設けることができる。これにより、光デバイスの実装スペースを広くすることができ、実装する電子部品の数が増えた場合でも実装スペース不足を解消することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−５２０６３号公報
【特許文献２】特開２００３−３１８４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２では、電子部品とリードとを電気的に接続する場合に、接続が複雑化することがある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、広い実装スペースを確保することができると共に、電子部品とリードとの接続が簡易な光デバイス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】
【０００７】
本発明に係る光デバイスは、ステムと、上面と、下面と、前記上面及び前記下面に対して側面に相当する第１の面及び第２の面とを有し、前記下面が前記ステムと接続される実装部と、前記実装部の上面に実装された光素子と、前記実装部の前記第１の面及び前記第２の面にそれぞれ実装された電子部品と、前記ステムを貫通して前記実装部の前記第１の面側及び前記第２の面側に導出され、前記電子部品と電気的に接続された複数の第１のリードと、を備えることを特徴とする。本発明に係る光デバイスによれば、広い実装スペースを確保することができると共に、電子部品とリードとの接続を簡易に行うことができる。
【０００８】
上記構成において、前記ステム及び前記実装部は金属からなり、前記ステムには、前記ステム及び前記実装部と電気的に接続される第２のリードが設けられてなるようにしてもよい。これによれば、電子部品で発生した熱の放熱性が良好となると共に、例えば光デバイスを高周波用に用いる場合に、良好な高周波特性が得られる。
【０００９】
上記構成において、前記第１の面及び前記第２の面に実装された前記電子部品同士を電気的に接続する第１配線を有し、前記第１の面及び前記第２の面以外の前記実装部に設けられた誘電体からなる配線基板を備えてもよい。これによれば、第１の面に実装された電子部品と第２の面に実装された電子部品との電気的な接続を容易にできる。
【００１０】
上記構成において、前記配線基板は、前記実装部に設けられた窪みに実装されてもよい。これによれば、配線基板を安定して且つ容易に実装することができると共に、光デバイスの小型化を実現できる。
【００１１】
上記構成において、誘電体からなり、前記光素子が実装されるとともに、前記第１の面及び前記第２の面に実装された前記電子部品同士を電気的に接続する第２配線を有する素子搭載部を備えてもよい。これによれば、部品点数の削減ができると共に、光デバイスの小型化も実現できる。
【００１２】
上記構成において、前記第１の面に実装された前記電子部品には集積回路が含まれ、前記第２の面であって前記集積回路に相対する領域に温度検知素子が実装されてもよい。これによれば、集積回路の温度を正確に測定することができる。
【００１３】
上記構成において、前記温度検知素子は、前記第２の面に設けられた凹部に実装されてもよい。これによれば、集積回路の温度をさらに精度よく測定することができる。
【００１４】
上記構成において、前記第１の面に実装された前記電子部品は、前記光素子と接続される信号処理回路を構成し、前記第２の面に実装された前記電子部品は、前記第１の面に実装された前記電子部品または前記光素子へ電力を供給するための電源回路を構成してなるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、広い実装スペースを確保することができると共に、電子部品とリードとの接続を簡易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１（ａ）は、比較例１に係る光デバイスの上面図の例であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ間の断面図の例である。
【図２】図２は、比較例２に係る光デバイスの断面図の例である。
【図３】図３は、実施例１に係る光デバイスを実装部の第１の面側から見た斜視図の例である。
【図４】図４は、実施例１に係る光デバイスを実装部の第２の面側から見た斜視図の例である。
【図５】図５は、実施例１に係る光デバイスの下面図の例である。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は、実施例１に係る光デバイスの製造方法を示す斜視図（その１）の例である。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、実施例１に係る光デバイスの製造方法を示す斜視図（その２）の例である。
【図８】図８（ａ）及び図８（ｂ）は、実施例１に係る光デバイスの製造方法を示す斜視図（その３）の例である。
【図９】図９は、比較例３に係る光デバイスの実装部の上面図の例である。
【図１０】図１０（ａ）から図１０（ｃ）は、サーミスタの設置位置を説明する断面図の例である。
【図１１】図１１は、実施例２に係る光デバイスの斜視図の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
まず初めに、比較例１に係る光デバイス及び比較例２に係る光デバイスについて説明する。比較例１に係る光デバイス及び比較例２に係る光デバイスは、ＣＡＮパッケージ型の光受信機の例である。図１（ａ）は、比較例１に係る光デバイスの上面図の例であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ間の断面図の例である。図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、比較例１に係る光デバイス２００は、ステム２１０の上面に、ＰＤ（フォトダイオード）搭載部２２０を介して、ＰＤ（フォトダイオード）２３０が実装されている。また、ＰＤ２３０と電気的に接続するキャパシタ等の電子部品２４０も、ステム２１０の上面に実装されている。ＰＤ２３０及び電子部品２４０は、ステム２１０を貫通したリード２５０とボンディングワイヤ２６０により電気的に接続している。なお、図１（ａ）及び図１（ｂ）において、ステム２１０上に設けられたキャップやレセプタクル等については図示を省略している。
【００１８】
このように、比較例１に係る光デバイス２００では、ＰＤ２３０及び電子部品２４０をステム２１０の上面に実装している。ステム２１０の径の大きさは予め定められているため、例えば広い周波数帯域での動作が要求される光デバイスでは、例えば複数の電子部品を用いて低周波帯から高周波帯まで使用可能な広帯域のフィルタを形成するなど、実装部品の点数が多くなり、実装スペースが足りなくなる場合がある。
【００１９】
図２は、比較例２に係る光デバイスの断面図の例である。図２に示すように、比較例２に係る光デバイス３００は、ステム３１０の上面から突出する実装部３２０を有する。実装部３２０の一面３３０上に、ＰＤ搭載部３４０を介して、ＰＤ３５０が実装されている。また、ＰＤ３５０と電気的に接続するキャパシタ等の電子部品３６０も、実装部３２０の一面３３０上に実装されている。ＰＤ３５０及び電子部品３６０は、ステム３１０を貫通したリード３７０とボンディングワイヤ３８０により電気的に接続している。なお、図２においても、ステム３１０上に設けられたキャップやレセプタクル等については図示を省略している。
【００２０】
比較例２に係る光デバイス３００では、ステム３１０の上面から突出する実装部３２０の一面３３０上に、ＰＤ３５０及び電子部品３６０を実装している。このため、実装部３２０の長さを長くすることで、一面３３０の面積を大きくすることができ、実装スペースを広げることが可能になる。このため、比較例２に係る光デバイス３００では、実装部品の点数が多くなった場合でも、実装スペースが足りなくなることを抑制できる。しかしながら、ＰＤ３５０及び電子部品３６０を実装部３２０の一面３３０上に実装しているため、リード３７０は、実装部３２０に対して片側に配置されることとなる。このため、例えばリード３７０が複数設けられる場合では、ＰＤ３５０及び電子部品３６０とリード３７０とのボンディングワイヤ３８０による接続が、複雑化してしまうことがある。また、リード３７０が実装部３２０の一面３３０側に集中して配置されるため、リード３７０の配置の自由度も低くなる。そこで、このような課題を解決すべく、広い実装スペースを確保することができると共に、電子部品とリードとの接続が簡易となる実施例について以下に説明する。
【実施例１】
【００２１】
実施例１に係る光デバイスは、ＣＡＮパッケージ型の光受信機の例である。図３は、実施例１に係る光デバイスを実装部の第１の面側から見た斜視図の例であり、図４は、実施例１に係る光デバイスを実装部の第２の面側から見た斜視図の例である。なお、図３及び図４において、ステム上に設けられたキャップやレセプタクル等については図示を省略している。図３及び図４に示すように、実施例１に係る光デバイス１００は、例えばコバール等の金属で形成された円柱形状のステム１０と、ステム１０の中心近傍でステム１０の上面１２から突出する例えばコバール等の金属で形成された実装部１４と、を有する。実装部１４は、上面２８と、下面と、上面２８及び下面に対して側面に相当する第１の面２０及び第２の面２２を備え、下面がステム１０の上面１２に接続されている。第１の面２０と第２の面２２とは相対する面を構成している。また、実装部１４は凸型形状をしており、直方体形状の一部分が除去された窪みが設けられた形状をしている。
【００２２】
ステム１０を貫通して複数の第１のリード１８が設けられている。複数の第１のリード１８は、実装部１４の第１の面２０側と、第１の面２０と反対側の面である第２の面２２側とから、実装部１４を挟むように導出されている。複数の第１のリード１８は、例えば封着ガラス等の絶縁物２４を介して、ステム１０に固定され取り付けられている。
【００２３】
ここで、図５も併用して、第１のリード１８について詳細に説明する。図５は、実施例１に係る光デバイスの下面図の例である。図３から図５に示すように、ステム１０を貫通した複数の第１のリード１８は円状に配置されている。複数の第１のリード１８はそれぞれ、後述するＰＤ（フォトダイオード）素子からの信号を外部に出力する出力リード１８ａ、ＰＤ素子に電力を供給するＰＤ電源リード１８ｂ、後述するＴＩＡ（トランスインピーダンスアンプ）に電力を供給するＴＩＡ電源リード１８ｃ、及び後述する例えばサーミスタである温度検知素子によって測定された温度を外部に出力するサーミスタリード１８ｄである。出力リード１８ａは、実装部１４の第１の面２０側に配置されている。ＰＤ電源リード１８ｂ、ＴＩＡ電源リード１８ｃ、及びサーミスタリード１８ｄは、実装部１４の第２の面２２側に配置されている。また、ステム１０の下面１３の中央部分には、グランドに接続される第２のリード２６が例えばロウ付けで接続されている。これにより、ステム１０及び実装部１４を接地させることができる。なお、図３及び図４では、第２のリード２６は図示を省略している。
【００２４】
図３及び図４に示すように、ＰＤ（フォトダイオード）素子３２は、素子搭載部３０上に実装されている。素子搭載部３０は、光デバイス１００の入射側の先端面である実装部１４の上面２８に実装されている。素子搭載部３０は、例えばセラミックなどの誘電体からなり、その表面には、ＰＤ素子３２と電気的に接続する配線３１ａ及び配線３１ｂが設けられている。ＰＤ素子３２は、例えばフリップチップ型のフォトダイオードであり、ＰＤ素子３２の下面に形成された電極は、配線３１ａ及び配線３１ｂと接続されている。ＰＤ素子３２の上面にはレンズが形成されており、光デバイス１００に入射した光は、ＰＤ素子３２のレンズに入射する。
【００２５】
実装部１４の第１の面２０には、ＰＤ素子３２に配線３１ａ及びボンディングワイヤ３８を介して電気的に接続するＴＩＡ（トランスインピーダンスアンプ）３４が実装されている。第１の面２０のＴＩＡ３４の両側には、ＰＤ素子３２やＴＩＡ３４にボンディングワイヤ３８等を介して電気的に接続するキャパシタ３６が実装されている。例えば、キャパシタ３６は、ＰＤ素子３２に配線３１ｂ及びボンディングワイヤ３８を介して電気的に接続する。なお、ＴＩＡ３４やキャパシタ３６は、実装部１４の第１の面２０に直接実装されている。第１の面２０にはさらに、例えばセラミック等の誘電体からなり、配線４６が設けられると共に、配線４６上にＡＣ結合キャパシタ４８が設けられた出力基板５０が実装されている。ＴＩＡ３４と出力基板５０に設けられた配線４６とは、ボンディングワイヤ３８を介して電気的に接続している。このように、実装部１４の第１の面２０には、ＰＤ素子３２と電気的に接続するＴＩＡ３４やキャパシタ３６等の電子部品が実装されている。
【００２６】
出力基板５０に設けられた配線４６は、出力リード１８ａの延在方向と水平な方向から出力リード１８ａに接続し、これにより、配線４６と出力リード１８ａとは電気的に接続している。これによって、ＰＤ素子３２で光信号から変換された電流信号は、ＴＩＡ３４で電圧信号に変換され増幅された後、配線４６を介して出力リード１８ａから出力される。このように、実装部１４の第１の面２０に実装された電子部品は、ＴＩＡ３４などからなり、ＰＤ素子３２と接続される信号処理回路を構成している。また、配線４６が出力リード１８ａの延在方向と水平な方向から出力リード１８ａに接続することで、例えば光デバイス１００を高周波用に用いる場合に、配線４６と出力リード１８ａとの不連続性による損失を抑制でき、良好な高周波特性が得られる。
【００２７】
実装部１４の第２の面２２には、キャパシタ３６、抵抗４０、及び温度検知素子の機能を有する例えばサーミスタ５２が実装されている。第２の面２２に実装されたキャパシタ３６や抵抗４０と、第１の面２０に実装されたキャパシタ３６等とは、実装部１４の窪みに実装された誘電体からなる配線基板４２に設けられた第１配線４４及びボンディングワイヤ３８を介して電気的に接続している。つまり、実装部１４の第２の面２２にも、ＰＤ素子３２と電気的に接続するキャパシタ３６や抵抗４０の電子部品が実装されている。なお、キャパシタ３６、抵抗４０、及びサーミスタ５２は、実装部１４の第２の面２２に直接実装されている。
【００２８】
実装部１４の第２の面２２に実装された複数のキャパシタ３６のうち１つのキャパシタ３６は、ＰＤ電源リード１８ｂにボンディングワイヤ３８を介して電気的に接続し、他の１つのキャパシタ３６は、ＴＩＡ電源リード１８ｃにボンディングワイヤ３８を介して電気的に接続している。これにより、ＰＤ電源リード１８ｂから注入される電力は、実装部１４の第２の面２２に実装された電子部品と第１の面２０に実装された電子部品とを介してＰＤ素子３２に供給される。同様に、ＴＩＡ電源リード１８ｃから注入される電力は、実装部１４の第２の面２２に実装された電子部品と第１の面２０に実装された電子部品とを介してＴＩＡ３４に供給される。このように、実装部１４の第２の面２２に実装された電子部品は、第１の面２０に実装されたＴＩＡ３４あるいはＰＤ素子３２へ電力を供給するための電源回路を構成している。
【００２９】
実装部１４の第２の面２２に実装されたサーミスタ５２は、第１の面２０に実装されたＴＩＡ３４の裏側に位置する領域に実装されている。即ち、サーミスタ５２は、第２の面２２であってＴＩＡ３４に相対する領域に実装されている。サーミスタ５２は、ＴＩＡ３４の温度測定に用いられる。サーミスタ５２で測定された温度は、サーミスタ５２とボンディングワイヤ３８により電気的に接続するサーミスタリード１８ｄから外部に出力される。
【００３０】
次に、実施例１に係る光デバイスの製造方法について説明する。図６（ａ）から図８（ｂ）は、実施例１に係る光デバイスの製造方法を示す斜視図の例である。図６（ａ）に示すように、まず、窪み１６が設けられた凸型形状の実装部１４を準備する。そして、実装部１４の第１の面２０に、ＴＩＡ３４、キャパシタ３６、及び配線４６とＡＣ結合キャパシタ４８とが設けられた出力基板５０を実装する。実装部１４の第２の面２２に、キャパシタ３６、抵抗４０、及びサーミスタ５２を実装する。実装部１４の上面２８に、配線３１ａ及び配線３１ｂが設けられた素子搭載部３０を介してＰＤ素子３２を実装する。さらに、実装部１４の窪み１６に、実装部１４の第１の面２０に実装された電子部品と第２の面２２に実装された電子部品とを電気的に接続させるための第１配線４４が設けられた誘電体からなる配線基板４２を実装する。なお、実施例１では、実装部１４に出力基板５０を実装する例について詳述したが、出力基板５０が予め実装部１４に実装されていてもよい。この場合、実施例１に係る光デバイスの製造方法を簡素化することができる。
【００３１】
図６（ｂ）に示すように、ステム１０を貫通する複数の第１のリード１８を、絶縁物２４を介してステム１０に固定して取り付ける。また、ステム１０の下面中央部分に、第２のリード（不図示）を例えばロウ付けにより接続する。そして、ＰＤ素子３２やＴＩＡ３４等が実装された実装部１４の下面２１を、複数の第１のリード１８に挟まれるように、ステム１０の上面１２に接続させる。この際、実装部１４に実装された出力基板５０上の配線４６と、複数の第１のリード１８のうちの出力リード１８ａとが、同じ方向に延在して接するように、実装部１４をステム１０の上面１２に搭載する。これにより、出力基板５０上の配線４６と出力リード１８ａとは電気的に接続することとなる。
【００３２】
図７（ａ）に示すように、実装部１４の第１の面２０に実装した電子部品と、第２の面２２に実装した電子部品と、上面２８に実装したＰＤ素子３２とは、ボンディングワイヤ３８を用いて接続される。これにより、実装部１４の第１の面２０に実装した電子部品と、第２の面に実装した電子部品と、上面２８に実装したＰＤ素子３２は、互いに電気的に接続される。また、実装部１４の第２の面２２に実装された電子部品と、複数の第１のリード１８のうちのＰＤ電源リード１８ｂ、ＴＩＡ電源リード１８ｃ、及びサーミスタリード１８ｄとは、ボンディングワイヤ３８を用いて接続される。これにより、実装部１４の第２の面２２に実装された電子部品と、複数の第１のリード１８のうちのＰＤ電源リード１８ｂ、ＴＩＡ電源リード１８ｃ、及びサーミスタリード１８ｄは、互いに電気的に接続される。
【００３３】
図７（ｂ）に示すように、円筒形状をし、上面５１にレンズ５３が設けられた、キャップ５４は、ステム１０の上面１２に溶接固定される。キャップ５４は、例えば金属からなる。これにより、実装部１４に実装されたＰＤ素子３２等は、キャップ５４によって密閉されて封止される。
【００３４】
図８（ａ）に示すように、レセプタクル５８内に設けられた光ファイバと調心しつつ、キャップ５４の上面５１に、例えば金属製のガイド５６と、例えば金属製のレセプタクル５８とを、例えばＹＡＧ溶接又は樹脂により固定する。これにより、図８（ｂ）に示す実施例１に係る光デバイス１００が完成する。
【００３５】
以上説明してきたように、実施例１によれば、図３及び図４に示すように、光デバイス１００は、ステム１０の上面１２から突出する実装部１４を有する。実装部１４は、上面２８、下面、上面２８及び下面に対して側面に相当する第１の面２０及び第２の面２２を有し、下面がステム１０の上面１２に接続されている。実装部１４が構成している複数の面には、上面２８にＰＤ素子３２が実装され、第１の面２０及び第１の面２０と反対側の面である第２の面２２それぞれに、ＰＤ素子３２と電気的に接続するＴＩＡ３４やキャパシタ３６等の電子部品が実装されている。そして、ステム１０を貫通する複数の第１のリード１８が、実装部１４を挟んで、第１の面２０側及び第２の面２２側それぞれから導出され、第１の面２０と第２の面２２とに実装された電子部品と電気的に接続している。
【００３６】
このように、ステム１０の上面１２から突出する実装部１４の第１の面２０と第２の面２２とに電子部品を実装することで、広い実装スペースを確保できて部品の集積度を向上させることができる。このため、例えば広い周波数帯域での動作が要求される光デバイスでは、例えば複数の電子部品を用いて低周波帯から高周波帯まで使用可能な広帯域のフィルタを形成するなど、電子部品の点数が多くなる場合があるが、この場合でも実装スペースが不足することを抑制できる。また、実装部１４を挟んで第１の面２０側及び第２の面２２側から第１のリード１８を導出させることで、第１の面２０に実装された電子部品は、第１の面２０側に配置された第１のリード１８と電気的に接続させ、第２の面２２に実装された電子部品は、第２の面２２側に配置された第１のリード１８と電気的に接続させることができる。このため、電子部品と第１のリード１８とを接続するためのボンディングワイヤ３８が、実装部１４の第１の面２０及び第２の面２２の両方から導出されることになる。これは、第１の面２０又は第２の面２２のいずれか一方の面から、すべてのボンディングワイヤを導出する場合と比較して、電子部品と第１のリード１８との接続を簡素化させる効果を奏する。これによって、電子部品や第１のリード１８の配置の自由度も高くなる。このように、実施例１によれば、広い実装スペースを確保することができると共に、電子部品と第１のリード１８の配置及び接続を簡易に行うことができる。
【００３７】
図３及び図４に示すように、ＰＤ素子３２は、実装部１４が有する複数の面のうち、ＴＩＡ３４やキャパシタ３６等の電子部品が実装された第１の面２０及び第２の面２２とは異なる上面２８に実装されている。これにより、第１の面２０及び第２の面２２に実装するキャパシタ３６等の電子部品の実装スペースをより広く確保することができる。
【００３８】
ステム１０及び実装部１４は金属からなり、図５に示すように、ステム１０及び実装部１４と電気的に接続される第２のリード２６がステム１０の下面１３に接続されている場合が好ましい。これにより、実装部１４に実装された電子部品（例えば、ＴＩＡ３４）で発生した熱の放熱性が良好となる。また、例えば実施例１に係る光デバイス１００では、良好な高周波特性が得られる。例えば、誘電体で構成され、表面に設けられたグランド配線と裏面に設けられたグランド配線とを接続するスルーホールを形成している実装部では、スルーホール等で形成されるグランド配線における抵抗成分とインダクタンス成分が大きくなり、高周波的に安定した基準準位（グランド準位）を得ることができない。しかしながら、実施例１では、実装部を金属で構成することで、実装部全面にわたって高周波的に安定した基準準位（グランド準位）を得ることができる。このように、実装部を金属で構成することで、光デバイス１００は、良好な高周波特性を得ることができる。なお、第２のリード２６が接続されたステム１０は金属製で、実装部１４は誘電体からなる場合でもよい。この場合、実装部１４には、ステム１０と電気的に接続した配線が設けられ、実装部１４に実装された電子部品はこの配線と電気的に接続する場合が好ましい。
【００３９】
図３及び図４に示すように、配線基板４２は、例えばセラミック等の誘電体からなる材料で形成され、表面に第１配線４４が設けられ、実装部１４の第１の面２０及び第２の面２２に実装された電子部品同士は、第１配線４４を介して電気的に接続する場合が好ましい。これにより、第１の面２０に実装された電子部品と第２の面２２に実装された電子部品との電気的な接続を容易にできる。
【００４０】
また、図６（ａ）に示すように、配線基板４２は、実装部１４に設けられた窪み１６に実装されている場合が好ましい。これにより、配線基板４２を安定して且つ容易に実装部１４に実装することができると共に、光デバイス１００の小型化を実現できる。なお、窪み１６は、実装部１４の上面２８側に設けられる場合に限られず、実装部１４の下面２１側等、その他の場所に設けられる場合でもよい。また、実装部１４は、窪み１６がない直方体形状をしていて、配線基板４２は、実装部１４の上面２８に設けられている場合でもよい。即ち、配線基板４２は、第１の面２０及び第２の面２２以外の実装部１４に設けられている場合が好ましい。また、配線基板４２は、ステム１０の上面１２に設けられている場合でもよい。
【００４１】
ＴＩＡ等の集積回路やＰＤ素子等の光素子は、温度をモニタして、動作条件の調整や、規定の動作温度範囲を超えないよう制御している。この場合、温度モニタには、一般的にサーミスタ等の温度検知素子が用いられ、正確な温度を測定するには、サーミスタを温度測定の対象物（例えば、ＴＩＡ）の近くに配置することが望ましい。しかしながら、例えば広い周波数帯域での動作が要求される光デバイスでは実装する電子部品の数が多く、また、良好な高周波特性を得るために、それら電子部品をＴＩＡの近くに配置している。このため、サーミスタをＴＩＡの近くに配置することができず、ＴＩＡの温度を正確に測定することが難しい状況にある。
【００４２】
ここで、比較例３に係る光デバイスを例に、電子部品の数が多い場合の電子部品及びサーミスタの配置について説明する。図９は、比較例３に係る光デバイスの実装部の上面図の例である。図９に示すように、ＰＤ素子４３０は、素子搭載部４２０に実装されている。素子搭載部４２０は、実装部４１０上に実装されている。ＰＤ素子４３０に電気的に接続するキャパシタ等の電子部品４４０は、ＰＤ素子４３０の近くに配置されている。また、実装部４１０上に実装されたＴＩＡ４５０に電気的に接続するキャパシタ等の電子部品４４０や出力基板４６０は、ＴＩＡ４５０の近くに配置されている。このため、ＴＩＡ４５０の温度測定に用いるサーミスタ４７０は、ＴＩＡ４５０から離れた場所に配置しなければならず、ＴＩＡ４５０の温度を正確に測定することが難しい。
【００４３】
しかしながら、実施例１では、図３及び図４に示すように、集積回路であるＴＩＡ３４は、実装部１４の第１の面２０に実装され、実装部１４の第２の面２２であってＴＩＡ３４に相対する領域に温度検知素子であるサーミスタ５２が実装されている。これにより、比較例３と比べてサーミスタ５２をＴＩＡ３４の近くに配置することができ、ＴＩＡ３４の温度を正確に測定することができる。
【００４４】
また、実施例１では、図１０（ａ）に示すように、サーミスタ５２は、第２の面２２であって、第１の面２０に実装されたＴＩＡ３４に相対する領域に設けられる場合を例に示したがこれに限られない。例えば、図１０（ｂ）のように、第２の面２２であって、ＴＩＡ３４に相対する領域に凹部６２が設けられ、凹部６２にサーミスタ５２が設けられている場合でもよい。また、図１０（ｃ）のように、凹部６２が第２の面２２から第１の面２０まで貫通し、サーミスタ５２がＴＩＡ３４の裏面に直接取り付けられている場合でもよい。即ち、サーミスタ５２は、ＴＩＡ３４に相対する領域であって、第２の面２２に設けられた凹部６２に実装されている場合でもよい。図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）の場合では、図１０（ａ）と比較して、サーミスタ５２をＴＩＡ３４のより近くに配置することができるため、ＴＩＡ３４の温度をさらに精度よく測定することができる。
【００４５】
実施例１では、実装部１４の第２の面２２に実装された電子部品と第１のリード１８とはボンディングワイヤ３８により電気的に接続する場合を例に示したが、その他の方法により電気的に接続する場合でもよい。また、ステム１０と実装部１４とを別々に成型した後、実装部１４をステム１０の上面１２に実装する場合を例に示したが、ステム１０と実装部１４とを一体成型で形成する場合でもよい。
【００４６】
実施例１では、ＰＤ素子３２が搭載されたＣＡＮパッケージ型の光受信機の場合を例に説明したが、同様の構成は、ＬＤ素子が搭載されたＣＡＮパッケージ型の光送信機にも適用することができる。
【実施例２】
【００４７】
図１１は、実施例２に係る光デバイスの斜視図の例である。図１１に示すように、実施例２に係る光デバイス１５０は、実装部１４は直方体形状をしていて、配線基板４２は実装されていない。ＰＤ素子３２が搭載された素子搭載部３０には第２配線６０が設けられており、実装部１４の第１の面２０に実装された電子部品と第２の面２２に実装された電子部品とは第２配線６０及びボンディングワイヤ３８を介して電気的に接続している。その他の構成は、実施例１と同じであり、図３及び図４に示しているため、ここでは説明を省略する。
【００４８】
実施例２では、ＰＤ素子３２が実装された誘電体からなる素子搭載部３０は、実装部１４の第１の面２０及び第２の面２２に実装された電子部品同士を電気的に接続する第２配線６０を有する。これにより、配線基板４２を設けずに済むため、部品点数の削減ができると共に、光デバイス１５０の小型化も実現できる。
【００４９】
なお、実施例２においても、実施例１に示した配線基板４２をさらに搭載することもできる。これによれば、実施例２の素子搭載部３０に設けられた第２配線６０及び実施例１の配線基板４２に設けられた第１配線４４の両方を使って、実装部１４の第１の面２０及び第２の面２２に実装された電子部品同士を接続することができる。
【００５０】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ ステム
１２ ステムの上面
１３ ステムの下面
１４ 実装部
１６ 窪み
１８ 第１のリード
２０ 第１の面
２１ 下面
２２ 第２の面
２４ 絶縁物
２６ 第２のリード
２８ 上面
３０ 素子搭載部
３２ ＰＤ素子
３４ ＴＩＡ
３６ キャパシタ
３８ ボンディングワイヤ
４０ 抵抗
４２ 配線基板
４４ 第１配線
５０ 出力基板
５２ サーミスタ
６０ 第２配線
６２ 凹部
１００ 光デバイス
１５０ 光デバイス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステムと、
上面と、下面と、前記上面及び前記下面に対して側面に相当する第１の面及び第２の面とを有し、前記下面が前記ステムと接続される実装部と、
前記実装部の上面に実装された光素子と、
前記実装部の前記第１の面及び前記第２の面にそれぞれ実装された電子部品と、
前記ステムを貫通して前記実装部の前記第１の面側及び前記第２の面側に導出され、前記電子部品と電気的に接続された複数の第１のリードと、を備えることを特徴とする光デバイス。
【請求項２】
前記ステム及び前記実装部は金属からなり、
前記ステムには、前記ステム及び前記実装部と電気的に接続される第２のリードが設けられてなることを特徴とする請求項１記載の光デバイス。
【請求項３】
前記第１の面及び前記第２の面に実装された前記電子部品同士を電気的に接続する第１配線を有し、前記第１の面及び前記第２の面以外の前記実装部に設けられた誘電体からなる配線基板を備えることを特徴とする請求項１または２記載の光デバイス。
【請求項４】
前記配線基板は、前記実装部に設けられた窪みに実装されることを特徴とする請求項３記載の光デバイス。
【請求項５】
誘電体からなり、前記光素子が実装されるとともに、前記第１の面及び前記第２の面に実装された前記電子部品同士を電気的に接続する第２配線を有する素子搭載部を備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の光デバイス。
【請求項６】
前記第１の面に実装された前記電子部品には集積回路が含まれ、前記第２の面であって前記集積回路に相対する領域に温度検知素子が実装されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の光デバイス。
【請求項７】
前記温度検知素子は、前記第２の面に設けられた凹部に実装されることを特徴とする請求項６記載の光デバイス。
【請求項８】
前記第１の面に実装された前記電子部品は、前記光素子と接続される信号処理回路を構成し、前記第２の面に実装された前記電子部品は、前記第１の面に実装された前記電子部品または前記光素子へ電力を供給するための電源回路を構成してなることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の光デバイス。
【請求項１】
ステムと、
上面と、下面と、前記上面及び前記下面に対して側面に相当する第１の面及び第２の面とを有し、前記下面が前記ステムと接続される実装部と、
前記実装部の上面に実装された光素子と、
前記実装部の前記第１の面及び前記第２の面にそれぞれ実装された電子部品と、
前記ステムを貫通して前記実装部の前記第１の面側及び前記第２の面側に導出され、前記電子部品と電気的に接続された複数の第１のリードと、を備えることを特徴とする光デバイス。
【請求項２】
前記ステム及び前記実装部は金属からなり、
前記ステムには、前記ステム及び前記実装部と電気的に接続される第２のリードが設けられてなることを特徴とする請求項１記載の光デバイス。
【請求項３】
前記第１の面及び前記第２の面に実装された前記電子部品同士を電気的に接続する第１配線を有し、前記第１の面及び前記第２の面以外の前記実装部に設けられた誘電体からなる配線基板を備えることを特徴とする請求項１または２記載の光デバイス。
【請求項４】
前記配線基板は、前記実装部に設けられた窪みに実装されることを特徴とする請求項３記載の光デバイス。
【請求項５】
誘電体からなり、前記光素子が実装されるとともに、前記第１の面及び前記第２の面に実装された前記電子部品同士を電気的に接続する第２配線を有する素子搭載部を備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の光デバイス。
【請求項６】
前記第１の面に実装された前記電子部品には集積回路が含まれ、前記第２の面であって前記集積回路に相対する領域に温度検知素子が実装されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の光デバイス。
【請求項７】
前記温度検知素子は、前記第２の面に設けられた凹部に実装されることを特徴とする請求項６記載の光デバイス。
【請求項８】
前記第１の面に実装された前記電子部品は、前記光素子と接続される信号処理回路を構成し、前記第２の面に実装された前記電子部品は、前記第１の面に実装された前記電子部品または前記光素子へ電力を供給するための電源回路を構成してなることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の光デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２２７４８６（Ｐ２０１２−２２７４８６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９６３５６（Ｐ２０１１−９６３５６）
【出願日】平成２３年４月２２日（２０１１．４．２２）
【出願人】（０００１５４３２５）住友電工デバイス・イノベーション株式会社 (291)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２２日（２０１１．４．２２）
【出願人】（０００１５４３２５）住友電工デバイス・イノベーション株式会社 (291)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]