超高速通信用光模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及超高速通信用光模塊，尤其是涉及包括5Gbps以上的超高速通信用的激光二極管芯片的TO can型超高速通信用光模塊。
【背景技術】
[0002]最近為了大容量的信息傳輸及高速信息通信，以光為信息傳輸的媒介的光通信正在普遍化。最近，利用寬度及長度分別為0.3mm左右的半導體激光二極管芯片能夠輕易地將5Gbps(giga bit per sec，每秒千兆位)的電氣性信號變換為激光，并且利用半導體光受光元件能夠輕易地將通過光纖維傳輸過來光信號變換為電氣性信號。光作為具有非常特別的特性的能量波，為了使同時存在于某一區(qū)域的各種光相互作用，成為相互作用的對象的光應該具有相同的波長或者光的相位(phase)應該匹配，并且進行方向也應該一致。與此相同，由于光的相互之間的干涉性非常低，因此更偏好利用這種光的特性將具有各種波長的光同時通過一個光纖維進行傳輸的波分復用(Wavelength divis1n multiplexing ；WDM)方式的光通信。這種WDM方式的光通信為，能夠共享作為信號傳輸媒介的光纖維，進而在節(jié)省光纖維布線的費用方面這是非常經濟性的通信方法之一。
[0003]為了這種WDM方式的光通信，提出了在TO can (TO封裝)型的小型封裝內內裝有高速的激光二極管芯片形態(tài)的封裝。圖1是示出現有的高速通信用TO can型封裝的閥桿構造的一示例。如圖1所示，現有的TO can型封裝為，由在金屬的基板穿有貫通孔并在貫通孔內部插入由玻璃密封的金屬電極銷的形態(tài)制作的閥桿上附著激光二極管芯片等，并將電極銷與激光二極管芯片用Au wire (金線)電氣性連接的封裝方法來進行制作。
[0004]在現有技術中主要使用了將激光二極管芯片與電極銷直接用Au wire連接的方法，但是在最近隨著TO can型封裝高速化的同時產生被Au wire歪曲傳輸信號的問題，因此使用在激光二極管芯片與電極銷之間附著阻抗匹配的RF基板，并在其RF基板上附著激光二極管芯片之后，將RF基板與激光二極管芯片用Au wire電氣性連接，進而將因Au wire長度而歪曲高速RF信號最小化的方法。
[0005]另外，所述圖1作為適用于現有的正在出售的lOGbps級的高速信號的閥桿構造，在圖1中RF基板由A1N(氮化鋁)材質構成，并在RF條紋圖案制作的A1N基板以附著于閥桿的頭部(header)的形態(tài)來進行制作，在A1N基板的一側附著激光二極管芯片之后用Auwire與激光二極管芯片與RF基板上的信號線電氣性連接。
[0006]在這種圖1的構造中，激光二極管芯片的附著位置與A1N基板的厚度無關，并且A1N基板是以在頭部位置附著提前設定厚度的A1NRF基板的形態(tài)來進行制作。在這種構造中RF基板的厚度可被任意設定。
[0007]圖2是在最近頻繁使用的內裝熱電元件的TOcan型激光二極管封裝的側面的一示例。
[0008]在圖2中，熱電元件700配置在閥桿800的底面，并且示出了在熱電元件700的上部板配置激光二極管芯片100、透鏡500及45度反射鏡600的一示例。所述激光二極管芯片100的激光放射的高度應該與透鏡500的中心光軸高度一致，通常這種透鏡500的大小為1mm左右。因此，透鏡500中心光軸的高度為0.5mm左右。即使所述透鏡500的大小變得更小，透鏡500 口徑再小也很難縮小至0.8mm以下，據此透鏡500中心軸的高度在0.4mm以上。激光二極管芯片100的情況，通常具有0.1mm左右的厚度，因此為了使激光二極管芯片100的激光散發(fā)點的高度與透鏡500中心軸一致，放置有激光二極管芯片100的副安裝座200的高度通常在0.4mm左右。但是，利用這種厚度為0.4mm的副安裝座200很難制作能夠高速通信的高速傳輸線路。另外，圖2的圖面符號810是示出用于插入金屬電極銷的貫通孔，圖面符號900是示出在激光二極管芯片100散發(fā)的激光的進行方向。
[0009]圖3是示出最近正在使用的具有6.0mm直徑的TO can型封裝的平面圖一示例。
[0010]如圖3，利用TO can型封裝來組裝激光二極管芯片100的情況下，為了使激光的放射在TO can型封裝的中心部進行，45度反射鏡600與透鏡500及激光二極管芯片100應當集中于TO can型封裝的一側。在具有6.0mm直徑的T0 60規(guī)格的情況，在封裝中心向某一方向容許的內徑不過是1.9mm左右。在這長度上應該配置45度反射鏡600的一半、透鏡500與激光二極管100，并且45度反射鏡600的長度最小包括0.5mm左右并且在透鏡500的厚度通常分配0.8mm左右的情況下，激光二極管芯片100的副安裝座200容許的寬度不過是0.6mm。
[0011]另外，為了高速運作激光二極管芯片100，將信號傳輸于激光二極管芯片100的所有信號線的規(guī)格為，信號線的+/_各個的單一終端傳輸線路阻抗(single endedimpedance)優(yōu)選為分別匹配25ohm阻抗，在整合+/-兩個傳輸線路的情況下，優(yōu)選為以50ohm的差分終端阻抗(differential ended impedance)進行阻抗整合。在圖3中圖面符號202是示出差分終端信號傳輸用線路。
[0012]圖4是示出單傳輸線路的一示例，圖5是示出差分阻抗傳輸線路的一示例。在圖4的構成中，在使用介電常數為11.4及厚度為0.4mm的硅基板時，將根據傳輸線路201的寬度W計算出的單一終端傳輸線路阻抗值已圖示于圖6。在圖6中，為了匹配25ohm阻抗，傳輸線路201的寬度W應該在1.05mm左右。這超出了在非常窄的TO can型激光二極管封裝中容許的激光二極管芯片用傳輸基板200的寬度大小0.6mm，因此這是在TO can型的超小型封裝中不可能采用的規(guī)格的傳輸線路。
[0013]并且，在圖5的構造中，在使用介電常數11.4及厚度0.4mm的硅基板時，根據傳輸線路202的寬度W與傳輸線路之間的距離S計算出的差分終端傳輸線路202的阻抗值已示出于圖7。在圖7中，為了匹配50ohm阻抗，一個傳輸線路202的寬度最小應該在0.45mm左右，據此在需要2個傳輸線路的差分終端傳輸線路的情況下，高速傳輸線路的基板寬度最小應該在0.9mm以上。這超出了在非常窄的TO can型激光二極管封裝中激光二極管芯片用傳輸基板200容許的大小0.6mm,因此這是TO can型的超小型封裝不可能采用的規(guī)格的傳輸線路。

【發(fā)明內容】

[0014](要解決的問題)
[0015]本發(fā)明是為了解決上述現有技術問題而提出的，本發(fā)明的目的在于提供超高速通信用光模塊，在制作高速通信用光元件的制作時，在選擇高速傳輸線路基板的大小上不設限制。
[0016](解決問題的手段)
[0017]根據本發(fā)明的超高速通信用光模塊，在制作具有0.4mm厚度的高速信號傳輸線路基板時，接連粘結2個基板，而2個基板加起來的高度為0.4mm,并且使直接附著激光二極管芯片的上部高速信號傳輸用基板的厚度在0.1mm?0.3mm左右的厚度，以使提供利用寬度在0.6mm以下的高速洗腦傳輸用基板進行單一終端25ohm阻抗或差分終端50ohm的阻抗整合的傳輸線路。并且，附著于基板上部的激光二極管芯片的散發(fā)點高度變高至0.5mm，因此提供能夠容易地進行與透鏡等的光結合。
[0018]為此，根據本發(fā)明的超高速通信用光模塊為，用于將信號傳輸于激光二極管芯片的高速信號傳輸用基板由形成高速信號傳輸用線路圖案的上部高速信號傳輸用基板，以及上部面具有導電性的下部高速信號傳輸用基板結合而成。
[0019]在這里，在所述高速信號傳輸用基板的上部一側可附著激光二極管芯片。
[0020]并且，所述下部高速信號傳輸用基板為，在絕緣體的上部面蒸鍍金屬薄膜進而上部面具有導電性，在其下部高速信號傳輸用基板的上部面蒸鍍的金屬薄膜通過導電性環(huán)氧樹脂或引線接合(wire bonding)來進行接地。另外，所述下部高速信號傳輸用基板由金屬材質制作。
[0021]所述上部高速信號傳輸用基板為，在A1N或Silicon基板材質蒸鍍金屬薄膜的信號傳輸用線路來形成高速信號傳輸用線路圖案，所述上部高速信號傳輸用基板厚度優(yōu)選為在 0.1mm 至 0.3mm。
[0022](發(fā)明的效果)
[0023]根據本發(fā)明的超高速通信用光