光波导元件模块的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种能够抑制接合配线的偏离或断线且可靠性高的光波导元件模块。而且，目的在于提供一种小型化及抑制了制造成本的增加的光波导元件模块。光波导元件模块具有：波导基板(1)，形成有光波导(未图示)和用于对在该光波导中传播的光波进行控制的控制电极(E1～E4)；外部基板(21～24)，配置在该波导基板的附近，且具备与该控制电极电连接的配线电路(TM1、C1)；壳体(3)，收容该波导基板和该外部基板；以及端子(T21～T24)，设于该壳体，且与用于向该控制电极供给电信号或从该控制电极导出电信号的外部电路(未图示)连接，所述光波导元件模块的特征在于，在该波导基板(1)或该外部基板(21～24)的任一部分上形成有与该控制电极或该配线电路电独立的中继用电极焊盘(CP1、CP4)，将该控制电极与该端子连接的、或者将该配线电路与该端子连接的至少一个接合配线(W21、W22、W41、W42)经由该中继用电极焊盘进行。
【专利说明】光波导元件模块
【技术领域】
[0001]本发明涉及光波导元件模块，特别涉及将波导基板和外部基板收容在壳体内的光波导7Π件模块，该波导基板形成有光波导和用于控制在该光波导中传播的光波的控制电极，该外部基板具备与该控制电极电连接的配线电路。
【背景技术】
[0002]在光计测【技术领域】或光通信【技术领域】中，利用内置有光调制器等光波导元件的光波导元件模块。使用了铌酸锂等的具有电光效应的基板的光调制器的大多数如专利文献I所示的那样向光波导元件的控制电极(信号电极)施加作为调制信号的高频信号和用于调整相对于驱动电压的调制动 作点的偏置电压(直流电压)。
[0003]在以往的光调制器中，如图1所示，是在构成光波导元件的波导基板I内串联连接有I个调制部(参照图1(a))或2个调制部(参照图1(b))的结构，在波导基板的周边配置的终端基板等外部基板2的个数和与处于模块的外部的外部电路连接的连接端子(Tl~T4)的个数也少。而且，确保了在壳体3的内部配置波导基板I和外部基板2的充分的空间，而且，用于对信号进行外部输出的DC端子等连接端子(Tl~T4)的配置也能够比较自由地设计。因此，将波导基板I与外部基板2、或者外部基板2与连接端子连接的接合配线W能够以达到具有可靠性的适当的长度的方式容易地设计。
[0004]与近年来的高速.大容量光通信系统对应的多值的调制方式逐渐被利用，调制部的集成化进展，在壳体内部使用的元件个数也在增加。而且，根据国际基准而信号的输入输出端子(RF连接器、DC端子)的安装位置、用于固定光调制器的螺纹孔的位置、以及光调制器的最大尺寸被标准化，因此壳体内部的元件安装位置因以往的小型调制器而受到限制。
[0005]因此，例如，将终端基板与DC端子等连接端子之间等连接的接合配线的长度相比以往的小型调制器变长，产生超过10_的部位。
[0006]在光电子元件的冲击.振动试验中，规定了作为机械冲击，在500g、1.0ms的条件下相对于5方向，I方向进行5次，作为振动，以20g、20~2000Hz且20Hz间隔，I循环4分钟，I轴方向4循环的条件进行。若接合配线成为规定的长度以上，则在向光调制器施加振动或冲击时，容易发生接合配线的偏离或断线。认为原因是由于接合配线自身的重量增大而连接部的机械强度发生不足，或配线的长度与振动的共振频率一致而配线较大地位移等。
[0007]为了抑制接合配线的偏离或断线，优选减少接合配线部位，或尽量缩短接合配线。例如，考虑将终端基板等外部基板配置在控制电极或连接端子的附近，缩短接合配线的长度。
[0008]或者如图2所示，考虑在终端基板(21、22)与DC端子(T21、T22)之间新设置中继用的基板23，但是在接合配线部位增加的基础上，产生由元件个数的增加引起的成本上升或追加元件的安装等作业工时增加的问题。
[0009]而且，如图2所示，为了将终端基板(21、22)与DC端子(T21、T22)之间填埋，需要增大中继基板23的尺寸，难以实现模块整体的紧凑化。
[0010]此外，为了得到良好的高频特性，外部基板优选使用氧化铝薄膜基板。例如在光波导元件的波导基板中使用了铌酸锂(LN)的情况下，壳体多使用不锈钢(SUS)。这种情况下，调制器的壳体所使用的SUS(线膨胀系数:18.7X 10_6/°C)与氧化铝(线膨胀系数:
7.2X 10-6/oC )的线膨胀差大，因此在使用了图2的中继基板23那样的大的氧化铝基板的情况下，在对光调制器进行高温加热时，在氧化铝基板产生破裂。为了防止破裂，需要在氧化铝基板与壳体之间设置50合金(50N1-Fe合金)或52合金(52Ni_Fe合金)等中间材料，进一步成为成本上升的原因。
[0011]在先技术文献
[0012]专利文献
[0013]专利文献1:日本专利第3642762号公报
【发明内容】
[0014]发明要解决的课题
[0015]本发明要解决的课题是解决上述那样的问题，提供一种能够抑制接合配线的偏离或断线且可靠性高的光波导元件模块。而且，能够提供一种小型化及抑制了制造成本的增加的光波导元件模块。
[0016]用于解决课题的手段
[0017]为了解决上述课题，第一方案的发明涉及一种光波导元件模块，其具有:波导基板，形成有光波导和用于对在该光波导中传播的光波进行控制的控制电极；外部基板，配置在该波导基板的附近，且具备与该控制电极电连接的配线电路；壳体，收容该波导基板和该外部基板；以及端子，设于该壳体，且与用于向该控制电极供给电信号或从该控制电极导出电信号的外部电路连接，所述光波导元件模块的特征在于，在该波导基板或该外部基板的任一部分上形成有与该控制电极或该配线电路电独立的中继用电极焊盘，将该控制电极与该端子连接的、或者将该配线电路与该端子连接的至少一个接合配线经由该中继用电极焊盘进行。
[0018]第二方案的发明以第一方案记载的光波导兀件模块为基础，其特征在于，经由该中继用电极焊盘的接合配线是向该控制电极供给低频信号或直流信号的配线。
[0019]第三方案的发明以第一或第二方案记载的光波导元件模块为基础，其特征在于，该外部基板是向该控制电极供给高频信号的中继基板、或者对从该控制电极导出的高频信号进行终端处理的终端基板。
[0020]第四方案的发明以第一至第三方案中任一方案记载的光波导元件模块为基础，其特征在于，该光波导具备将2个以上的马赫-曾德尔型光波导集成的形状。
[0021]第五方案的发明以第二方案记载的光波导元件模块为基础，其特征在于，该外部基板的至少I个为终端基板，在该终端基板的配线电路中设有将偏置控制用的低频信号或偏置电压的直流信号向该控制电极供给的电路，供给该低频信号或该直流信号的配线是经由设于该波导基板或其他的外部基板的中继用电极焊盘的接合配线。
[0022]发明效果
[0023]根据第一方案的发明，光波导元件模块具有:波导基板，形成有光波导和用于对在该光波导中传播的光波进行控制的控制电极；外部基板，配置在该波导基板的附近，且具备与该控制电极电连接的配线电路；壳体，收容该波导基板和该外部基板；以及端子，设于该壳体，且与用于向该控制电极供给电信号或从该控制电极导出电信号的外部电路连接，在所述光波导元件模块中，在该波导基板或该外部基板的任一部分上形成有与该控制电极或该配线电路电独立的中继用电极焊盘，将该控制电极与该端子连接的、或者将该配线电路与该端子连接的至少一个接合配线经由该中继用电极焊盘进行，因此，在接合配线变长的部位处，能够经由中继用电极焊盘而将配线分割成2个以上，从而能够使I个接合配线的长度缩短。由此，能够抑制振动?冲击引起的接合配线的偏离或断线，从而能够提供可靠性高的光波导元件模块。而且，中继用电极焊盘形成于已存在的波导基板或外部基板，因此也能够抑制元件尺寸的大型化和元件个数的增加，从而能够提供小型化及抑制了制造成本的增加的光波导元件模块。
[0024]根据第二方案的发明，经由中继用电极焊盘的接合配线是向控制电极供给低频信号或直流信号的配线，因此即使在经由中继用电极焊盘时配线的长度发生变化的情况下，也不会使光波导元件的各种特性劣化。假设在使传送高频信号的接合配线经由中继用电极焊盘的情况下，整体的配线的长度发生变化，将高频信号向控制电极施加的相位发生变化，而且在中继用电极焊盘的连接部分的信号的反射也容易发生，成为光调制器的调制特性等光波导元件的各种特性劣化的原因。
[0025]根据第三方案的发明，外部基板是向控制电极供给高频信号的中继基板、或者对从该控制电极导出的高频信号进行终端处理的终端基板，因此，能够利用已存在的光波导元件模块所使用的外部基板，从而能够不增加元件个数而提供可靠性高的光波导元件模块。
[0026]根据第四方案的发明，光波导具备将2个以上的马赫-曾德尔型光波导集成的形状，因此通常对在光波导中传播的光波进行控制的控制电极的个数也增加，而且终端基板等外部基板的个数也增多。对于这样的光波导元件，通过应用上述的第一方案那样的结构而能够提供可靠性更高的光波导元件模块。
[0027]根据第五方案的发明，外部基板的至少I个为终端基板，在该终端基板的配线电路中设有将偏置控制用的低频信号或偏置电压的直流信号向该控制电极供给的电路，供给该低频信号或该直流信号的配线是经由设于该波导基板或其他的外部基板的中继用电极焊盘的接合配线，因此能够将供给低频信号或直流信号的接合配线的长度始终设定为规定的长度以下，从而能够提供可靠性高的光波导元件模块。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是说明以往的光调制器的壳体内部的情况的概略图。
[0029]图2是说明在终端基板与连接端子之间配置有中继基板的情况的图。
[0030]图3是说明本发明的光波导元件模块的概略的图。
[0031]图4是说明各种波导基板中的光波导和控制电极(信号电极)的配置例的图。
[0032]图5是说明在本发明的光波导元件模块中接合配线重叠的例子的图。
[0033]图6是说明在本发明的光波导元件模块中利用中继基板的例子的图。
[0034] 图7是说明在本发明的光波导元件模块中将中继用电极焊盘配置于波导基板的例子的图。
【具体实施方式】
[0035]以下，使用优选例详细地说明本发明的光波导元件模块。
[0036]本发明的光波导元件模块如图3所示的那样具有:波导基板1，形成有光波导(未图示)和用于对在该光波导中传播的光波进行控制的控制电极(El?E4);外部基板(21?24)，配置在该波导基板的附近，且具备与该控制电极电连接的配线电路(TM1、C1);壳体3，收容该波导基板和该外部基板；以及端子(T21?T24)，设于该壳体，且与用于向该控制电极供给电信号或从该控制电极导出电信号的外部电路(未图示)连接，所述光波导元件模块的特征在于，在该波导基板I或该外部基板(21?24)的任一部分上形成有与该控制电极或该配线电路电独立的中继用电极焊盘(CP1、CP4)，将该控制电极与该端子连接的、或者将该配线电路与该端子连接的至少一个接合配线(W21、W22、W41、W42)经由该中继用电极焊盘进行。
[0037]作为在本发明中利用的光波导元件，优选如光调制器等那样在铌酸锂等的具有电光效应的基板上形成有光波导和控制电极(由信号电极和接地电极构成)的光波导元件。作为光波导的形状，存在各种形状，没有特别限定。然而，如图4所示，在相对于波导基板1，(a)信号电极(E1、E2)的输入部(P1、P2)和输出部(P3、P4)形成在基板I的相反侧的情况下，(b)按照各信号电极(E1、E2)在基板的不同的侧面侧配置输入输出部(Pl和P3、P2和P4)的情况下，甚至(c)多个信号电极(El?E4)配置在基板I的两侧的情况下等，接合配线容易变长，因此能够优选适用本发明。
[0038]另外，光波导如图4那样具备马赫-曾德尔型光波导(MZ、MZ1?3)的情况在向信号电极施加驱动信号时，需要将动作点控制成最佳。因此，在信号电极上，与如专利文献I所示的那样施加高频信号等驱动信号不同地施加DC偏置电压。而且，也存在与DC偏置电压重叠地施加用于将DC偏置电压控制成最佳的低频信号的情况。
[0039]如专利文献I或图3那样，在波导基板I的外部配置具有包含终端电阻的电路(TMl)的终端基板(21?24)，以进行高频信号的终端处理。而且，为了将低频信号或DC偏置电压向信号电极(El?E4)施加，而在终端基板配置输入焊盘(Pl)和电路Cl。在附图中，将终端处理用的电路(TMl)和DC偏置电压等的施加用的电路(Cl)进行了简化表示，但是如专利文献I那样设有将电阻、电容器等组合的电路。
[0040]在如图4(c)那样光波导具备将2个以上的马赫-曾德尔型光波导集成的形状的情况下，对在光波导中传播的光波进行控制的控制电极的个数也增加，而且终端基板等外部基板的个数进一步增多。对于这样的光波导元件，特别优选适用本发明的结构。
[0041]本发明的特征是在波导基板I自身或终端基板等在波导基板I的外部配置的外部基板上形成中继用电极焊盘(CP1、CP2)。在图3中，在终端基板(21?24)的接地电极图案的拐角设有I处能够进行接合配线的尺寸的中继用电极焊盘。在图3中，在4个终端基板都各设有I处能够进行接合配线的中继用电极焊盘，但是在电气上完全断开，因此为了有效地缩短各接合配线的长度，也可以经由设置在其他的终端电阻基板上的焊盘进行接合配线。接合配线的长度优选设定为I根IOmm以内，更优选8mm以内。
[0042]中继用电极焊盘与配线在各基板上的控制电极和电路在电气上完全断开。而且，中继用电极焊盘的形成位置或形成个数只要在不损害基板本来的高频特性的范围内即可，可以在任何地方配置几个。在波导基板或外部基板形成接地电极的情况较多，因此优选在接地电极图案中从其他的电路断开的地方形成。当然，若不对高频特性造成影响，则也可以在接地电极的区域以外的部分设置中继用电极焊盘。中继用电极焊盘与其他的配线图案同时形成的情况在简化元件的制造工序的基础上也优选。
[0043]中继用电极焊盘的大小从能够进行接合配线且能得到适当的接合强度等的理由出发，优选设为0.2X0.2_见方?I X Imm见方左右。而且，中继用电极焊盘和信号电极为了防止电信号串扰而优选分离信号电极的宽度的2倍以上或者在中间设有接地电极。
[0044]另外，通过在配置于壳体内的多个外部基板上都预先设置中继用电极焊盘，能够自由地选择接合配线的中继地点。由此，能够平衡良好地缩短存在多个的接合配线的长度。由此，能够抑制由振动.冲击引起的接合配线的偏离或断线，从而能够提供高可靠性的光波导元件模块。而且，中继用电极焊盘形成于已存在的波导基板或外部基板，因此也能够抑制元件尺寸的大型化和元件个数的增加，从而能够提供小型化及抑制了制造成本的增加的光波导兀件t旲块。
[0045]作为经由中继用电极焊盘的接合配线，优选为向控制电极供给低频信号或直流信号的配线。通常，在经由中继用电极焊盘时，整体的配线的长度发生变化。假设在使传送高频信号的接合配线经由中继用电极焊盘的情况下，若整体的配线的长度变化，则将高频信号向控制电极施加的相位产生变化，而且在中继用电极焊盘的连接部分的信号的反射也容易发生，成为光调制器的调制特性等光波导元件的各种特性劣化的原因。
[0046]因此，在如图4那样具备马赫-曾德尔型光波导(MZ)的光波导元件的情况下，优选的是，外部基板的至少I个为终端基板，在该终端基板的配线电路中设置将偏置控制用的低频信号或偏置电压的直流信号向该控制电极供给的电路，供给该低频信号或该直流信号的配线由经由设于该波导基板或其他的外部基板的中继用电极焊盘的接合配线构成。
[0047]在上述的外部基板中，以终端基板为中心进行了说明，但是外部基板也可以是向控制电极供给高频信号的中继基板。这种情况下，以获取相位匹配且不产生电反射的方式设计。这样，在本发明中，可利用已存在的光波导元件模块所使用的外部基板，从而能够不增加元件个数而提供可靠性高的光波导元件模块。
[0048]如图5所示，终端基板(21?24)或连接端子(T21?T24)在接近的位置配置多个时，几个接合配线如单点划线的框所示重叠配置，根据状况的不同有时相互接触。当然，在接合配线自身具有绝缘包覆时，即便相互接触也不会产生电连接。但是，在担心可能因反复的振动.冲击而接合配线的包覆剥落从而产生电连接或产生物理的断线时，优选如图3所示的那样通过适当地选择接合配线的中继地点来确保避免接合配线的重叠或接触发生的配线路径。
[0049]此外，如图6所示，在需要缩短接合配线的长度时，可以在终端基板(21?24)以外配置的已存在的中继基板上设置中继用焊盘，也可以新配置设有中继用配线(C51、C52)的中继基板25。但是，新的中继基板25的尺寸优选设定为将已存在的配置了外部基板的空余空间有效利用的大小。
[0050]图7是图3所示的光波导元件模块的应用例，是说明将中继用电极焊盘(CP5)设于波导基板I的例子的图。与配线电路TMl连结的输入焊盘Pl与端子T21之间经由中继用电极焊盘CP5而由接合配线(W11、W12)连接。
[0051]工业实用性
[0052]如以上说明的那样，根据本发明，可提供一种能够抑制接合配线的偏离或断线且可靠性高的光波导元件模块。而且，可提供一种小型化及抑制了制造成本的增加的光波导元件模块。
[0053]标号说明
[0054]I波导基板
[0055]2、21?25外部基板
[0056]3 壳体
[0057]E、El?E4控制电极(信号电极)
[0058]C、Cl 电路
[0059]W、Wl?W42接合配线
[0060]01、02输入输出用光纤
[0061]CP1、CP4中继用电极焊盘
[0062]Tl?T24连接端子
[0063]TMl终端电阻电路
【权利要求】
1.一种光波导兀件模块，其具有:波导基板，形成有光波导和用于对在该光波导中传播的光波进行控制的控制电极；外部基板，配置在该波导基板的附近，且具备与该控制电极电连接的配线电路；壳体，收容该波导基板和该外部基板；以及端子，设于该壳体，且与用于向该控制电极供给电信号或从该控制电极导出电信号的外部电路连接， 所述光波导元件模块的特征在于， 在该波导基板或该外部基板的任一部分上形成有与该控制电极或该配线电路电独立的中继用电极焊盘， 将该控制电极与该端子连接的、或者将该配线电路与该端子连接的至少一个接合配线经由该中继用电极焊盘进行。
2.根据权利要求1所述的光波导元件模块，其特征在于， 经由该中继用电极焊盘的接合配线是向该控制电极供给低频信号或直流信号的配线。
3.根据权利要求1或2所述的光波导元件模块，其特征在于， 该外部基板是向该控制电极供给高频信号的中继基板、或者对从该控制电极导出的高频信号进行终端处理的终端基板。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的光波导元件模块，其特征在于，该光波导具备将2个以上的马赫-曾德尔型光波导集成的形状。
5.根据权利要求2所述的光波导元件模块，其特征在于， 该外部基板的至少I个为终端基板， 在该终端基板的配线电路中设有将偏置控制用的低频信号或偏置电压的直流信号向该控制电极供给的电路， 供给该低频信号或该直流信号的配线是经由设于该波导基板或其他的外部基板的中继用电极焊盘的接合配线。
【文档编号】G02F1/035GK104024926SQ201280065155
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2011年12月28日
【发明者】加藤圭, 宫崎德一 申请人:住友大阪水泥股份有限公司